Experimentelle Untersuchung zur Weiterentwicklung eines akustischen Verfahrens zur Leckagedetektion in Gebäudehüllen

Abstract

Die vorliegende Masterarbeit untersucht die Weiterentwicklung eines akustischen Verfahrens zur Leckagedetektion in Gebäudehüllen. Leckagen verursachen einen erheblichen zusätzlichen Energiebedarf und stellen eine zentrale Einflussgröße für die Energieeffizienz im Gebäudesektor dar. Während sich konventionelle Verfahren wie Differenzdruckmessungen etabliert haben, befindet sich die akustische Leckagedetektion noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein speziell konzipierter Luftdichtheitsprüfstand optimiert, um das Verfahren systematisch zu untersuchen und weiterzuentwickeln. Ein Schwerpunkt dieser Untersuchung lag auf der umfassenden Schalldämmung des Prüfstands, wodurch Störgeräusche signifikant reduziert werden konnten. Zusätzlich wurden auch die Prüfkörper gezielt mit schalldämmendem Material ausgestattet, um Körperschallübertragungen zu minimieren. Beide Maßnahmen führten zu verbesserten akustischen Bedingungen, unter denen die Verfahrensgrenzen systematisch ermittelt werden konnten. Im Rahmen einer Parameterstudie gelang es dadurch sowohl kleinere Durchgangsöffnungen als auch Leckagen mit längeren und komplexeren Kanalstrukturen zuverlässig zu detektieren. Darüber hinaus wurde der Einfluss verschiedener Frequenzbereiche nach einer festgelegten Methodik untersucht. Ein Frequenzbereich zwischen 10 und 20 kHz erweist sich für viele Szenarien als geeignet. Ultraschallmessungen im Bereich von etwa 30 bis 40 kHz ermöglichen zwar eine Detektion kleinster Leckagen, weisen jedoch eine hohe Sensitivität gegenüber Messparametern auf. Sowohl Strömungsparameter als auch akustische Kennwerte zeigen eine Abhängigkeit von Lochdurchmesser und Pfadlänge. Die kombinierte Betrachtung dieser Parameter erlaubt eine grobe Abschätzung von Lochdurchmesser und Pfadlänge, liefert jedoch keine verlässlichen quantitativen Aussagen zu den einzelnen Parametern. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass die akustische Leckagedetektion ein hohes Potenzial besitzt, konventionelle Differenzdruckverfahren nach weiterer Forschung und Optimierung sinnvoll zu ergänzen.