Projektarbeit Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau. Fachbereich: Holztechnik Studiengang: Masterstudiengang Holztechnik Student: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Reichelt Matrikel Nr.: 532650 Industrie Partner: Getzner Werkstoffe GmbH Herrenau 5 A-6706 Bürs Erstprüfer: Professor Dr. Ulrich Schanda Zweitprüfer: Dipl.-Ing. Andreas Rabold Laufzeit: Sommersemester 2008 Rosenheim im Juli 2008
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Schall- und Schwingungstechnische Lösungen im Holzbau · Der Holzbau zeichnet sich durch seine Leichtbauweise aus. Wegen der im Vergleich zum ... Informationsdienst Holz) bestimmte
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Projektarbeit
Schall- und schwingungstechnische
Lösungen im Holzbau.
Fachbereich: Holztechnik
Studiengang: Masterstudiengang Holztechnik
Student: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Reichelt
Matrikel Nr.: 532650
Industrie Partner: Getzner Werkstoffe GmbH
Herrenau 5
A-6706 Bürs
Erstprüfer: Professor Dr. Ulrich Schanda
Zweitprüfer: Dipl.-Ing. Andreas Rabold
Laufzeit: Sommersemester 2008
Rosenheim im Juli 2008
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 2
Kurzfassung
Die vorliegende Projektarbeit soll als Einstieg in den Schallschutz von Holzgebäuden und
die Schwingungsproblematik von Holzdecken dienen.
Es werden die wichtigsten Anforderungen an den Schallschutz, die in unterschiedlichen
Normen festgelegt sind, beschrieben.
Um abzugleichen, ob die Anforderungen subjektiv den Ansprüchen von Bauherren von
Holzgebäuden entsprechen, wurde in Vorarlberg eine Umfrage an 25 repräsentativen
Holzgebäuden durchgeführt. Die Ergebnisse der Umfrage werden in Diagrammen und
Textform dargestellt. Soweit es der Umfang der Stichprobe zulässt, ist aufgrund der
erhobenen Daten eine Prognose über die schalltechnische Zufriedenheit von Bauherren
solcher Holzgebäude möglich.
Abschließend werden derzeitige Lösungen, wie der Schallschutz und der
Schwingungsnachweis in Holzgebäuden erreicht werden kann, gegeben. Zusätzlich
werden für bestimmte Punkte Lösungsansätze, die noch näher bearbeitet werden
müssen, gegeben.
• Luftschallschutz
• Trittschallschutz
• Körperschall
• Schwingungsnachweis nach DIN 1052
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 3
Tabelle 8: Vergleich von Gebäudetrennwänden................................................................. 26
Tabelle 9: Vergleich von Außenwänden.............................................................................. 28
Tabelle 10: Aufbau von Steildächern................................................................................... 29
Tabelle 11: Aufbauten von Holzdecken............................................................................... 31
Tabelle 12: Vor und Nachteile von Deckenaufbauten ........................................................ 33
Tabelle 13: Vergleich von Unterdecken bei der Sanierung von Holzbalkendecken ........... 35
Tabelle 14: Ersten maßgeblichen Eigenmoden der Stegträgerdecken-Oberseite.............. 49
Graphen
Graph 1: Vergleich der Deckenbeschleunigungen auf der Deckenoberseite ..................... 51
Graph 2: Vergleich der Deckenbeschleunigungen auf der Deckenoberseite ..................... 51
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 6
1 Einleitung
Die vorliegende Projektarbeit „Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau“
wurde im Zuge des Masterstudium Holztechnik an der Hochschule Rosenheim erstellt.
Das Thema wurde gemeinsam mit der Firma Getzner Werkstoffe GmbH (Bürs Österreich)
definiert. Die Firma Getzner stellt gemischtzellige Polyurethane (Markenname
Sylomer/Sylodyn) zur Schall- und Schwingungsisolierung her. Diese Werkstoffe werden
bislang hauptsächlich zur Schwingungsisolierung im Schienenverkehr eingesetzt. Sie
finden ihren Einsatz aber auch in der Industrie und im Baugewerbe (also auch im
Holzbau).
Der Holzbau zeichnet sich durch seine Leichtbauweise aus. Wegen der im Vergleich zum
Massivbau geringen Masse der Bauteile ist er aus baudynamischer und schalltechnischer
Sicht anders als der Massivbau zu beurteilen.
Ziel dieser Arbeit ist es, die derzeitige Situation im Holzbau in schall- und
schwingungstechnischer Sicht darzustellen. Dies soll als Grundlage für mögliche
Anwendungen des Werkstoffs Sylomer dienen.
Dafür ist es wichtig, die schall- und schwingungstechnischen Anforderungen an die
Bauteile zu kennen. Bestehende Lösungsvorschläge dienen als Grundlage für neue
Entwicklungen.
Mit einer Umfrage zum subjektiven Schallempfinden wird die Zufriedenheit der
Bauherren von Holzgebäuden in Sachen Schallschutz und Schwingungsempfinden erfragt.
Außerdem stellt die Umfrage dar, welchen Stellenwert der Schallschutz bei den
Bewohnern hat und ob die gesetzten Anforderungen den Ansprüchen an den Schallschutz
genügen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 7
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 8
2 Schallschutz im Holzbau
Grundsätzlich ist zu unterscheiden zwischen den Größen zur Beschreibung des
Schallschutzes eines Bauteils und der Größe des Schallschutzes zwischen zwei Räumen im
Gebäude, der durch mehrere Bauteile und ihr Zusammenwirken bestimmt wird.
In Gebäuden wird der Schall sowohl durch die Luft als auch durch Festkörper als Luft-
bzw. Körperschall übertragen.
Luftschall entsteht durch Anregung von Luftschwingungen die z.B. durch Reden, Musik
von Musikinstrumenten oder aus Lautsprechern verursacht werden. Luftschall entsteht
auch bei haustechnische Anlagen wie z.B. Lüftungs- und Heizungsanlagen, die
angrenzende Luft zu Schwingungen anregen.
Von Körperschall spricht man ganz allgemein, wenn Bauteile durch z.B. Klopfen,
Hämmern, Bohren oder durch Vibrationen von z.B. haustechnischen Anlagen angeregt
werden.
Trittschall, die direkte mechanische Anregung von Decken, Treppen, Treppenpodesten
und ähnlicher Bauteile ist eine besondere Form des Körperschalls. Er entsteht im
bauakustischen Sinne nicht nur durch Begehen eines Bauteils, sondern auch durch
Möbelrücken, Herabfallen von Gegenständen oder dem Betrieb von Haushaltsgeräten.
Wird ein Bauteil durch Luft- oder Körperschall angeregt, bewirkt dies im benachbarten
Raum eine Luftschallabstrahlung.
Bild 1: Luftschall, Körperschall und Trittschall (Quelle: Künz 2008)
Alle Größen des Schalls sind frequenzabhängig und werden üblicherweise im
Frequenzbereich von 100 Hz bis 3150 Hz betrachtet. In den letzen Jahren wurde der
Frequenzbereich bis zu 50 Hz zu tieferen Frequenzen und bis zu 5000 Hz zu höheren
Frequenzen erweitert. Für die verschiedenen Größen werden auch Einzahlangaben
berechnet und angegeben, um den Schallschutz einfacher zu beschreiben.
Die Messung der Luft- und Trittschalldämmung von Bauteilen hat nach der europäischen
und internationalen Normenreihe DIN EN ISO 1401 zu erfolgen. Aus den Messwerten für
1 Vgl.: (DIN EN ISO 140, 1998)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 9
die Luft- und Trittschalldämmung werden nach den europäischen Normen DIN EN ISO
7172 die Einzahlwerte, bewertetes Schalldämm-Maß Rw (R w) und bewerteter Norm-
Trittschall-Pegel Ln,w (L nw) berechnet, wobei nur die Messwerte im Frequenzbereich von
100 Hz bis 3150 Hz herangezogen werden. Die schalltechnischen Anforderungen an die
jeweiligen Bauteile werden in den nationalen Normen z.B. DIN 41093, ÖNORM 81154
geregelt.
2.1 Luftschallschutz
Beim Luftschallschutz wird unterschieden zwischen dem (Luft)Schalldämm-Maß R eines
Bauteils und der Schallpegeldifferenz D zwischen zwei Räumen in einem Gebäude.
Das Schalldämm-Maß Rw (R w) eines Bauteils kann ausschließlich in einem normgemäßen
Prüfstand ohne Flankenübertragung gemessen werden.
Da in Gebäuden der Schall nicht nur über dass trennende Bauteil sondern auch über die
flankierenden Bauteile übertragen wird, spricht man dort zur Unterscheidung vom Bau-
Schalldämm-Maß R‘ (R Strich) und gibt das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R’w (R w
Strich) als Einzahlangabe an.
Zusätzlich zum Schalldämm-Maß R, das für den Frequenzbereich von 100 Hz bis 3150 Hz
ermittelt wird, sind in der ISO 717-1 die Spektrum-Anpassungswerte C für rosa Rauschen
- stellvertretend für Geräusche wie Musik und Gespräch und Eisenbahnzüge - und Ctr
(C traffic) für ein tieffrequentes Geräusch - stellvertretend für Straßenverkehrslärm,
Betriebsgeräusch und Diskomusik – eingeführt worden. Der Frequenzbereich der
Spektrum-Anpassungswerte kann auf 50 – 5000 Hz erweitert werden, wodurch eine
bessere Übereinstimmung der Bewertung mit dem subjektiven Empfinden des
Bewohners erreicht wird.
Bild 2: Schalldämmung einer Trennwand, Darstellung der Schallübertragungswege, direkt Dd und über flankierende Bauteile Df, Fd und Ff bei Luftschallanregung
2 Vgl.: (DIN EN 717, 1997)
3 Vgl.: (DIN 4109, 1989 )
4 Vgl.: (ÖNORM 8115, 1987)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 10
Neben der direkten Schallübertragung durch das trennende Bauteil muss auch die
Schallübertragung über Nebenwege (flankierende Wände, Decken, Dächer, Kabelkanäle,
Rohrleitungen und Fugen z.B. zwischen Decke und Kamin) berücksichtigt werden. Die
Schallübertragungswege (für Luft- oder Trittschall) direkt durch die Trennwand und über
flankierende Bauteile sind in Bild 2 dargestellt.
Die Schalllängsdämmung für flankierende Wände, Dächer und Decken wird durch
folgende Größen beschrieben:
RL, Rij (deutsche Norm DIN 52217, zurückgezogen)
Dn,f (europäische und internationale Normen, DIN EN 12354-15 und DIN EN ISO 10848-1)
Im Allgemeine müssen also für eine Trennwand 13 Übertragungswege nach folgender
Gleichung aufsummiert werden.
Mit R‘: Bau-Schalldämm-Maß
R: Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils
Rij: Flankendämm-Maß
Nach der neuen europäisch harmonisierten Norm DIN EN 12354-1 und -2 können die
Flankendämm-Maße Rij auch aus den Bauteileigenschaften der Stoßstelle zwischen
trennendem und flankierendem Bauteil berechnet werden.
Mit Rij: Flankendämm-Maß
Ri, Rj: Schalldämm-Maß der jeweiligen Bauteile
Kij: Stoßstellendämm-Maß
STr: Trennwandfläche
lij: Kantenlänge zwischen Bauteil i und Bauteil j
Für viele Einbausituationen im Holzbau liegen jedoch noch keine Eingangsgrößen von Kij
vor.
Alternativ kann im Gebäude die Standard-Schallpegeldifferenz DnT verwendet werden, die
im Gegensatz zum Bauschalldämm-Maß R‘ die Pegelreduzierung durch das Trennbauteil
angibt.
Die Schallpegeldifferenz D zwischen zwei Räumen im Gebäude hängt von der
Schallabsorption und der Nachhallzeit im Empfangsraum ab. Deswegen sind die Norm-
Schallpegeldifferenz Dn, bezogen auf eine Absorptionsfläche von 10 m² im Empfangsraum
und die Standard-Schallpegeldifferenz DnT , bezogen auf 0,5 s Nachhallzeit im
Empfangsraum, eingeführt worden.
5 Schall-Längsdämm-Maß RL und Norm-Flanken-Pegeldifferenz Dn,f beschreiben die Schallübertragung auf
dem Weg Ff, sie besitzen den gleichen Zahlenwert.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 11
In den meisten Europäischen Ländern werden die Schallschutzanforderungen durch einen
bestimmten Wert des bewerteten Bau-Schalldämm-Maß R’w oder der bewerteten
Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w festgelegt. Diese Werte können jedoch erst gemessen
werden, wenn das Gebäude fertiggestellt ist. Um den Planern die Möglichkeit zu geben
eine Prognose zu treffen, welchen Schallschutz das geplante Gebäude aufweisen soll,
werden in den Normen und in einschlägiger Literatur (z.B. im holzbau handbuch6 des
Informationsdienst Holz) bestimmte Wand-, Dach- und Deckenaufbauten mit ihren
Schalldämmwerten angegeben. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit die Flankenübertragung
mit einzubeziehen.
Eines ist jedoch deutlich, dass mit einer stetigen Verbesserung des Schalldämm-Maßes
eines Bauteils die Flankenübertragung im Gebäude immer bedeutender wird. Steigt das
Schalldämm-Maß an so wird die Abminderung über die Flankenübertragung größer. Es ist
also wichtig, die schalltechnische Entkopplung der einzelnen Bauteile im Gebäude
bestmöglich zu realisieren. Handlungsbedarf liegt hier besonders in der Ermittlung von
Werten für das Stoßstellendämm-Maß Kij.
In Normen und Verordnungen zum Schallschutz der einzelnen europäischen Länder
werden unterschiedliche Größen zur erforderlichen Schalldämmung angegeben. Die
Anforderungen sind daher nicht immer genau miteinander zu vergleichen.7
Frau Lang stellt in ihrer Ausarbeitung „Schallschutz im Wohnungsbau“ eine
Zusammenstellung der Mindestanforderungen zum Luftschallschutz in 24 Europäischen
Ländern von Frau Rasmussen8 dar. Hier gilt, je größer der Wert desto höher die
Schalldämmung.
6 Vgl.: (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) und (holzbau handbuch R3 T3 F3, 1999)
7 Vgl.: (Lang, et al., 2006)
8 Vgl.: (Rasmussen, et al., 2003)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 12
Tabelle 1: Anforderungen an die Luftschalldämmung zwischen Wohnungen in 24 europäischen Ländern
(10) Terrassenförmige Gebäude sind Mehrfamilienhäuser, mit treppenförmig angeordneten Wohnungen. Bei
strukturell und wirtschaftlich günstiger Verdichtung der Bebauung können Wohnformen geschaffen werden, deren
Wohnwert einerseits über die konventionellen Geschoßbau liegt, die andererseits den Vorzügen erheblich
kostspieligerer Einfamilienhäuser näherkommen
2.2 Trittschallschutz
Das Maß für die Trittschalldämmung eines Bauteils (Decke, Treppe oder ähnliche
Bauteile) ist der Norm-Trittschallpegel Ln. Dieser Schalldruckpegel ergibt sich im
Empfangsraum bei der Körperschallanregung durch ein Normhammerwerk, korrigiert auf
die äquivalente Schallabsorptionsfläche des Empfangsraums. Der Standard-
Trittschallpegel LnT bezieht sich auf eine Nachhallzeit von T0 = 0,5 s.
Wird die Flankenübertragung am Bau mit berücksichtigt, gibt man den Norm-
Trittschallpegel L’n der Decke und die Norm-Trittschallpegel der flankierenden Bauteile
Ln,ij an. Auch die Trittschalldämm-Maße sind frequenzabhängig und werden als
(10)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 13
Einzahlwerte als bewerteter Norm-Trittschallpegel Ln,w bzw. als L’n,w angegeben. Hier gilt,
je niedriger das Trittschalldämm-Maß desto besser die Trittschalldämmung des Bauteils.
In Gebäuden kommen unterschiedliche Deckenaufbauten zum Einsatz. Sie bestehen aus
einer Rohdecke und einem Deckenaufbau (z.B. einem Estrich mit Trittschalldämmung)
und gegebenenfalls einer Unterdecke. Die Rohdecke alleine kann den Anforderungen an
den Trittschallschutz meist nicht genügen. Der bewertete Norm-Trittschallpegel Ln,w der
Rohdecke wird durch die bewertete Trittschallminderung ∆Lw des Deckenaufbaus
abgemindert.
In einer Forschungsarbeit von Frau Lang wurden für gebräuchliche Deckenaufbauten von
Holzdecken Trittschallminderungen ermittelt.9 Für Deutschland werden im
holzbau handbuch10 des Informationsdiensts Holz Möglichkeiten zur Bestimmung des
Trittschallverbesserungs-Maßes gegeben.
Im Gegensatz zum Betonbau liegen im Holzbau die Nachteile des Trittschallschutzes bei
den tiefen Frequenzen. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich die Bewohner
über tieffrequente Lärmbelästigung beschweren, obwohl der geforderte bewertete
Norm-Trittschallpegel R‘w eingehalten wird. Dies äußert sich als sogenanntes Poltern oder
Dröhnen. Das liegt darin begründet, dass die Frequenz des störenden Schall unter 100 Hz
liegt und somit nicht in die Bewertung für das Trittschalldämm-Maß ein fließt. Aus diesem
Grund wurde in der ISO 717 zwar der Anpassungswert Ci (für den Frequenzbereich 100 Hz
bis 2500 Hz) und Ci,50-2500 (für den Frequenzbereich 50 Hz bis 2500 Hz) eingeführt aber in
den Anforderungen der meisten europäischen Länder noch nicht aufgenommen.
In den Normen der verschiedenen Ländern wird zur Festlegung von Anforderungen an
den Trittschallschutz im Gebäude vielfach der bewertete Norm-Trittschallpegel L’n,w oder
der Standard-Trittschallpegel L’nT,w eingesetzt, in einigen Ländern auch unter
Berücksichtigung des Anpassungswertes Ci . Eine genaue Umrechnung zwischen den
verschiedenen Werten ist nicht möglich, da ein Zusammenhang über das Volumen des
Empfangsraums besteht.
Frau Lang11 stellt in ihrer Ausarbeitung „Schallschutz im Wohnungsbau“ eine
Zusammenstellung der Mindestanforderungen zum Trittschallschutz in 24 Europäischen
Ländern von Frau Rasmussen12 dar.
9 Vgl.: (Lang, 2004)
10 Vgl.: (holzbau handbuch R3 T3 F3, 1999)
11 Vgl.: (Lang, et al., 2006)
12 Vgl.: (Rasmussen, et al., 2003)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 14
Tabelle 2: Übersicht über die Anforderungen an die Trittschalldämmung zwischen Wohnungen in 24 europäischen Ländern
(9) Terrassenförmige Gebäude sind Mehrfamilienhäuser, mit treppenförmig angeordneten Wohnungen. Bei
strukturell und wirtschaftlich günstiger Verdichtung der Bebauung können Wohnformen geschaffen werden, deren
Wohnwert einerseits über die konventionellen Geschoßbau liegt, die andererseits den Vorzügen erheblich
kostspieligerer Einfamilienhäuser näherkommen
(9)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 15
2.3 Schallschutz gegen Außenlärm
Die Anforderungen an die Luftschalldämmung von Außenbauteilen gegen den Außenlärm
werden durch die jeweilige Lärmsituation der Umgebung bestimmt. Der maßgebliche
Außenlärmpegel wird aus immissionsschutztechnischen Berechnungen ermittelt.
Angaben zu Außenlärmbelästigungen können auch Lärmkarten entnommen oder von
Umwelt- und Baubehörden erfragt werden. Die Festlegung der Anforderungen erfolgt in
Abhängigkeit des maßgeblichen Außenlärmpegels (entsprechend einem
Lärmpegelbereich I bis VII in Deutschland und A bis I in Österreich) nach Tabelle 3.
Nach DIN 4109: 1989-11 werden zusätzlich die geometrischen Verhältnisse hinsichtlich
Außenwandfläche der Fassade und Grundfläche des Raumes über einen Korrekturwert
nach Tabelle 9 eingerechnet.
Die Anforderungen gelten für das gesamte Außenbauteil, d.h. Wand inkl. Fenster, Tür,
Lüfter und sonstiger Einrichtungen. Das resultierende Schalldämm-Maß der Fassade aus
den Einzelbauteilen berechnet sich in den beiden Nomen prinzipiell auf gleiche Weise.
Nach DIN 4109:1989-11 kann das Schalldämm-Maß mit folgender Formel
mit
S: Gesamtfläche der Fassade in m²
Sj: Flächeninhalt des j-ten Bauteils in m²
Rj: Schalldämm-Maß des j-ten Bauteils in dB
Dn,i: Norm-Schallpegeldifferenz des i-ten kleinen Bauteils (Lüftungsventile) in dB
A0: 10 m² Bezugs-Absorptionsfläche
berechnet oder aus der Kombination der Schalldämmung aus Wand und Fenster nach
Tabelle 10 aus DIN 4109:1989-11 ermittelt werden.
Nach ÖNORM B 8115-4 wird die Berechnung des Schalldämm-Maßes wie folgt
angegeben:
mit
SG: gesamte raumseitige Außenbauteilfläche einschließlich Fenster- und Außentür-
Öffnung in m²
Si: Fläche der einzelnen Bauteile – bei Schalldämmlüftern ist dies die im
Prüfzeugnis dem Ergebnis zugeordnete Fläche in m²
Rw,i: Schalldämmung der einzelnen Bauteile in dB
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 16
Tabelle 3:Anforderungen an die Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109: 1989- 11 und ÖNORM B 8115-2
Anforderungen sind nach den örtlichen Gegebenheiten festzulegen
2.4 Schallschutz von Installationen und Haustechnik
Lärmstörungen durch haustechnische Anlagen und Installation werden im Allgemeinen als
technisch vermeidbar angesehen und rufen deswegen besonders heftige Einsprüche
hervor. Bei der Beurteilung des Lärms spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Hohe
Frequenzen werden lästiger empfunden als niedrigere. Natürliche Geräusche, wie das
rauschen eines Baches, werden weniger lästig empfunden als künstliche Quellen. Spontan
auftretender Lärm ist lästiger als langsam ansteigender. Auch die Tageszeit spielt eine
Rolle, tritt der Lärm nachts oder in der Mittagspause auf ist er störender als während des
Arbeitens. Das hängt damit zusammen, dass bei einem niedrigeren Grundgeräuschpegel
das Störgeräusch besser wahrgenommen und so als Belästigung empfunden wird.
Der Schall entsteht bei haustechnischen Anlagen
• in Form von Armaturgeräuschen
o Apparategeräuschen (Benutzergeräusche und Betätigungsgeräuschen),
o Leitungsgeräuschen (in Druckluftleitungen und Abwasserleitungen)
• bei Heizungs- und Kälteanlagen durch
o Verbrennungsgeräusche,
o Motorgeräusche,
o Pumpengeräusche,
o Ventilationsgeräusche
o etc.
• bei Lüftungsanlagen durch
o Ventilatorgeräusche,
• bei Strömungsgeräuschen in Kanälen durch
o Drosselklappen,
o etc.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 17
• bei Maschinen durch
o Luftschallemission,
o Körperschallemission,
• bei Aufzuganlagen durch
o Maschinengeräusche und
o Fahrgeräusch.
Der Schall wird als Körperschall aus dem Installationsbereich und aus den Räumen, in
dem der Schall entsteht, in schutzbedürftige Räume weitergeleitet. Da der Transport des
Körperschalls mit Energieverlust verbunden ist, wird in den Normen und Richtlinien
(DIN 4109, ÖNORM 8155-4, VDI 4100, etc.) darauf hingewiesen, bereits bei der Planung
auf den Schallschutz zu achten. So sollten schutzbedürftige Räume, wie Wohnräume,
Schlafräume oder Dielen, nicht direkt an Versorgungschächte oder Haustechnikräume
angrenzen. In der VDI-Richtlinie 4100 werden Beispielhaft günstige Grundrisse von
Wohnungen angegeben.
Nach der ÖNORM B 8115-2 sind haustechnische Anlagen derart anzuordnen, dass der
durch den Betrieb dieser Anlagen aus anderen Nutzungseinheiten entstehende
Geräuschpegel den in Tabelle 4 angeführten Werte nicht überschreitet. Zu Nebenräumen
sind 5 dB höhere Anlagengeräuschpegel zulässig.
Tabelle 4:Mindesterforderliche Schalldämmung von haustechnischen Anlagen (ÖNORM 8115-2)
Die nach DIN 4109 angegebenen Werte des zulässigen Schalldruckpegels in
schutzbedürftigen Räumen sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 18
Tabelle 5: Werte für die zulässigen Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen von Geräuschen aus haustechnischen Anlagen und Gewerbebetrieben (DIN 4109 A1-01-2001)
2.5 Erhöhter Schallschutz
Der erhöhte Schallschutz wird in Österreich in der ÖNORM 8115-2 in Abschnitt 5 und in
Deutschland in der DIN 4109 Bbl. 2 geregelt. In allen europäischen Ländern ist der
erhöhte Schallschutz gesondert zu vereinbaren. Der Mindestschallschutz ist so ausgelegt,
dass nicht erwartet werden kann, dass Geräusche aus benachbarten Räumen nicht mehr
wahrgenommen werden können. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit gegenseitiger
Rücksichtnahme durch Vermeidung unnötigen Lärms. Auch die Anforderungen des
erhöhten Schallschutzes haben nicht das Ziel, für jede Form der Belästigung eine bauliche
Maßnahme vorzuschlagen. Nur mit ungewöhnlich hohem technischem und finanziellem
Aufwand wäre dieses möglich.
In Österreich müssen, um erhöhten Schallschutz zu gewährleisten, für alle Außenbauteile
sowie für alle Räume im Gebäudeinneren die Mindestanforderungen für das
resultierender Bauschalldämm-Maß R’res,w bzw. für die Standard-Schallpegeldifferenz
DnT,w um mindestens 3 dB überschritten werden. Erhöhter Trittschallschutz ist dann
gegeben, wenn der bewertete Standard-Trittschallpegel LnT,w aller Bauteile um
mindestens 5 dB unterschritten wird. Bei haustechnischen Anlagen muss der
Anlagengeräuschpegel LAFmax,nT um mindesten 5 dB niedriger als die in Tabelle 4
angeführten Mindestanforderungen sein und innerhalb der Nutzungseinheit (z.B. im
Heizungsraum) mindestens den Anforderungen aus Tabelle 4 entsprechen.
In Deutschland muss, falls ein erhöhter Schallschutz nach DIN 4109 Bbl.2 Tabelle 2
vereinbart wird, dieser bereits in der Planung des Gebäudes berücksichtigt und bei der
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 19
Ausführung auf eine enge Abstimmung der beteiligten Gewerke geachtet werden. In
Tabelle 3 dieses Beiblatts werden Empfehlungen für normalen und erhöhten Schallschutz
von Bauteilen zum Schutz gegen Schallübertragung aus dem eigenen Wohn- und
Arbeitsbereich gegeben.
Die deutsche VDI-Richtlinie 4100, die jedoch nicht baurechtlich nicht eingeführt ist,
schlägt für den Schallschutz drei Stufen vor. In der Schallschutzstufe I (SSt I) werden die
Kennwerte der Anforderungen der DIN 4109 übernommen und stellen den
Mindestschallschutz dar. Die Werte der Schallschutzstufe II (SSt II) und der
Schallschutzstufe III (SSt III) sind in der VDI-Richtlinie 4100 in Tabelle 2 bis 4 angegeben.
Die SSt II soll den Bewohnern im allgemeinen Ruhe geben und ihnen keine besonderen
Einschränkungen in ihren Verhaltensweisen abverlangen. Diese Stufe würde man bei
einer Wohnung erwarten, die auch in ihrer sonstigen Ausstattung üblichen
Komfortansprüchen genügt.
Die SSt III soll den Bewohnern ein hohes Maß an Ruhe bieten. Auch bei lauter Sprache ist
der Schutz der Privatsphäre weitestgehend gegeben. Diese Stufe würde man bei einer
Wohnung erwarten, die auch in ihrer sonstigen Ausstattung gehobenen
Komfortansprüchen genügt13.
In Tabelle 6 ist die zu erwartende Wahrnehmung von Geräuschen aus
Nachbarwohnungen den Schallschutzstufen zugeordnet.
Tabelle 6: Wahrnehmung von Geräuschen aus Nachbarwohnungen und Zuordnung zu drei Schallschutzstufen nach VDI 4100
13
Vgl.: (VDI 4100, 1994)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 20
3 Anforderungen des Schwingungsnachweis‘ im Holzbau
Bauwerksschwingungen in Gebäuden können durch vielfältige Erschütterungsquellen
auftreten und sind für Frequenzen bis 80 Hz zu berücksichtigen. Die Beurteilung und
Ermittlung von Erschütterungen im Bauwesen wird in Deutschland in der DIN 4150
geregelt. Geschoßdecken in Leichtbauweise (Stahl, Holz und Verbundbau Beton-Stahl)
sind aufgrund ihrer geringen Masse und dem Wunsch nach immer größeren
Deckenspannweiten anfällig gegenüber personeninduzierten Schwingungen. Ursache ist
eine zu tiefe erste Eigenfrequenz der Leichtbaudecke. Bei üblichen Holzbalkendecken
treten häufig erste Eigenfrequenzen zwischen 5 Hz und 12 Hz häufig auf.
Mit der Einführung der neuen DIN 1052-08-2004, Entwurf, Berechnung und Bemessung
von Holzbauwerken, wird in Deutschland, in Anlehnung an den Euro Code (EC) 5, für den
Nachweis der Gebrauchstauglichkeit ein Schwingungsnachweis gefordert.
In der DIN 1052-08-2004 heißt es in Kapitel 9, „(2) Bei Decken unter Wohnräumen sollten,
um Unbehagen verursachende Schwingungen zu vermeiden, die am ideellen Einfeldträger
ermittelte Durchbiegung wG, inst + ψ2 * wQ, inst aus ständiger und quasiständiger Einwirkung
auf 6 mm begrenzt werden. Die Spannweite des Einfeldträgers ist bei Mehrfeldträgern die
größte Feldweite l. Die elastische Einspannung in Nachbarfelder darf bei der Berechnung
der Durchbiegung wG, inst + ψ2 * wQ, inst berücksichtigt werden.
(3) Für Decken unter beispielsweise Turn-, Sport-, oder Tanzräumen können besondere
Untersuchungen notwendig sein.“14
Zu den besonderen Untersuchungen werden in der Norm jedoch keine weiteren Angaben
gemacht. Angaben hierzu gibt es in den Erläuterungen15 zur DIN 1052: 2004-08.
Diese Anforderung soll Unbehagen von Menschen, die sich auf der Geschoßdecke
befinden, vermeiden.
Neben dieser schwingungstechnischen Anforderung werden in der DIN 1052 im Nachweis
in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit (Kapitel 9.1 und 9.2) weitere statische
Anforderungen an die Durchbiegung gestellt. Diese sollen Schäden an Trennwänden,
Installationen, Bekleidungen oder der gleichen vermeiden. Für die Durchbiegung in der
charakteristischen (seltenen) Bemessungssituation werden
wQ,inst ≤ l/300 sowie wfin – wG,inst ≤ l/200
und in der quasi-ständigen Bemessungssituation
wfin – w0 ≤ l/200
empfohlen.
14
Vgl.: (DIN 1052, 2004) 15
Vgl.: (Blaß, et al., 2004)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 21
Das folgende Beispiel soll zeigen, dass mit der Einhaltung der
Durchbiegungsbeschränkung von w ≤ 6 mm des Schwingungsnachweises die statischen
Anforderungen für die Grenzwerte der Verformung so gut wie immer deutlich
eingehalten werden und so dies aus statischer Sicht zu übermäßig großen Balken-
Querschnitten führt.
Gewählt wird ein Deckenbalken einer gewöhnlichen Holzbalkendecke mit den
4.1.7 Installationen und Haustechnik 4.1.8 Schalllängsleitung
4.2 Lösungsansätze für schwingungsanfällige Holzdecken
4.1 Schallschutz
In der Planung und Ausführung von Holzgebäuden ist, um Baumängeln vorzubeugen, auf
den Schallschutz zu achten. Dies fängt bereits bei der Planung des Grundrisses an und
führt über die Wahl geeigneter Details und Baustoffe und deren gewissenhaften
Ausführung.
4.1.1 Innenwände
Bei Innenwänden ist zu unterscheiden zwischen Wänden die innerhalb des eigenen
Wohn- oder Arbeitsbereichs eingesetzt werden und Wohnungstrennwänden, die fremde
Wohn- und Arbeitsbereiche voneinander trennen. Für die Schalldämmung von
Wohnungstrennwänden werden in den europäischen Ländern ein bewertetes
Schalldämm-Maß R’w zwischen 52 dB und 57 dB vorgeschrieben. Um diesen
Schalldämmwert nachzuweisen, muss neben der Schalldämmung der Wand alleine auch
die Flankendämmung für alle relevanten Nebenwege bekannt sein. Diese
Schalldämmwerte können mit einfachsten Holzständerwänden nicht erreicht werden.
Hierfür müssen optimierte Konstruktionen (Bild 4) eingesetzt werden. In der Praxis
werden meist zweischalige Holzständerwände eingesetzt.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 25
fr,1 = 80 Hz
fr,2 = 60 Hz
Bild 4: Wohnungstrennwand R’w,R =65 dB18
Weitere Beispiele von Innenwänden können der Beispielsammlung des holzbau
handbuchs Schallschutz Wände und Dächer (Tabelle 7) und der Internetseite
dataholz.com entnommen werden
4.1.2 Haustrennwände
Die Konstruktionsweise von Haustrennwänden wird vorwiegend von Anforderungen an
die Statik und den Brandschutz bestimmt. Sie werden überwiegend als zweischalige
Wände mit Trennfuge ausgeführt. Bei konsequenter Einhaltung der Trennung auch im
Anschlussbereich kann die Übertragung von Schall über Nebenwege vernachlässigt
werden. Die Trennfuge ist hierzu vom Dach bis zur Bodenplatte im Keller durchzuführen.
Das Schalldämmmaß im Labor entspricht in diesem Fall der zu erwartenden
Schalldämmmaß am Bau. Eine wichtige Ausnahme stellt jedoch die Schalldämmung im
Dachgeschoß da. Die Schall-Längsdämmung über ein Steildach bei einer
Gebäudetrennwand ist immer zu berücksichtigen.
Wie in Tabelle 8 (Kurve b)) zu sehen, können übliche Haustrennwände in
Holzständerbauweise bei mängelfreier Ausführung ein bewertetes Schalldämmmaß von
Rw,R ≥ 64 dB erbringen. Die Schalldämmung dieser Wände ist bei mittleren und hohen
Frequenzen sehr gut und gleichwertig mit den Resultaten von Mauerwerkswänden (Kurve
a)). Bei niedrigen Frequenzen insbesondere unter 100 Hz weisen die Holzständerwände
jedoch Defizite auf, was sich im Wert Rw + Ctr50-5000 widerspiegelt. Die Bewohner nehmen
diesen niederfrequenten Schall als Dröhnen wahr.
Für die Schallübertragung der tiefen Frequenzen sind hauptsächlich
Eigenschwingungen der Beplankungen verantwortlich. So sind die
Resonanzfrequenzen fr,2 ≈ 60 Hz zwischen den Schalen der einzelnen
Wand und fr,1 ≈ 80 Hz zwischen den inneren Beplankungen der
Gebäudetrennwand für den Einbruch der Kurve b) zwischen 50 Hz und 100 Hz
verantwortlich.
Durch geschickte Wahl der Plattenwerkstoffe, des Fugenabstandes
und des Ständerrasters kann die Schallübertragung bei tiefen
Frequenzen stark reduziert werden.
Beispiel c) in Tabelle 8 zeigt eine Gebäudetrennwand bei der das Ständerraster und die
Ständerbreite nur halb so groß sind im Vergleich zu b). Durch die Verjüngung der Wände
18
Die Bilder in diesem Kapitel wurden dem (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) entnommen.
Bild 5: Eigenfrequenzen
der Gebäude-Trennwand b)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 26
wird die Trennfuge zwischen den beiden Wänden größer was einen positiven Einfluss auf
die niederfrequente Schalldämmung hat. Ersetzt man das Holzständerwerk durch
Massivholzelemente d) verbessert sich das Schalldämmmaß, bei gleichbleibender
Gesamtdicke der Gebäudetrennwand.
Weiter Beispiele von Gebäudetrennwänden können der Beispielsammlung des holzbau
handbuchs19 Schallschutz Wände und Dächer (Tabelle 8) und der Internetseite
dataholz.com entnommen werden
Tabelle 8: Vergleich von Gebäudetrennwänden20
a)
Rw = 64…71 dB
Rw + Ctr50-5000 = 54…60 dB
b) Rw
≥ 64 dB
Rw + Ctr50-5000 >> 54 dB
c) Rw
= 67 dB
Rw + Ctr50-5000 = 57 dB
d)
Rw = 75 dB
Rw + Ctr50-5000
= 61 dB
19
Vgl.: (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) 20
Die Bilder in diesem Kapitel sein dem (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) entnommen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 27
4.1.3 Außenwände
Holzständerwände als innen oder Außenwände bestehen aus einem Ständerwerk, aus
Konstruktivem Vollholz, aus Stegträgern oder aus Massivholzelementen, deren
Hohlräume mit Hohlraumdämmung ausgefüllt und die mindestens einseitig mit
Plattenmaterialien beplankt sind.
Für die Schalldämmung relevante Einflussfaktoren sind bei Holzständerwänden
• die Beplankung,
• die Befestigung der Holzwerkstoffplatten am Ständerwerk,
• die Hohlraumdämmung,
• das Raster des Ständerwerks,
• eine mögliche Vorsatzschale nach Innen (Installationsebene),
• die Verkleidung zum Außenbereich (Schalung oder Wärmedämmverbundsystem),
bei Massivholzwänden sind
• die Materialdicke,
• die Fugenausbildung und ebenfalls
• die Verkleidung zum Außenbereich.
Die schalltechnische Wirksamkeit von Standard-Konstruktionen sind in Tabelle 9
beispielhaft dargestellt. Die außenseitig aufgebrachte Wärmedämmung erhöht die
Schalldämmung der Wandkonstruktion a) hauptsächlich bei hohen Frequenzen, wobei die
Wahl des Wärmedämmverbundsystems (WDVS) auch eine schalltechnische Bedeutung
hat. Die Vorsatzschale, Installationsebene steigert die Schalldämmung der Wand b) bei
hohen und mittleren Frequenzen, bei tiefen Frequenzen stellt sich jedoch eine
Verschlechterung ein. Durch eine Erhöhung der Masse der Inneren Beplankung (drei
Gipskartonplatten) c) kann dieses Defizit aufgefangen werden. Der Wandaufbau d)
unterscheidet sich von Wandaufbau a) dadurch, dass die Ständer getrennt sind. Schwelle
und Rähm sind durchgehend. Dies bringt eine schalltechnische Verbesserung von 8 dB.
Deutlich zu erkennen ist beim Wandaufbau e) die starke Verbesserung der
Schalldämmung bei tiefen Frequenzen, durch die Erhöhung der Maße der inneren
Beplankung.
In Wohngebieten ohne tieffrequenten Außenlärm sind die gewöhnlichen Wandaufbauten
durchaus ausreichend. Bei erhöhtem Verkehrslärm werden die optimierten
Wandaufbauten notwendig, die dann aber vergleichbare oder bessere Schalldämmwerte
als konventionelle Massivwände aufweisen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 28
Weiter Beispiele von Außenwänden können der Beispielsammlung des holzbau
handbuchs21 Schallschutz Wände und Dächer (Tabelle 9) und der Internetseite
dataholz.com entnommen werden.
Tabelle 9: Vergleich von Außenwänden22
a)
Rw = 45 dB
Rw + Ctr50-5000
= 37 db
b)
Rw = 54 dB
Rw + Ctr50-5000
= … db
c)
Rw = 53 dB
Rw + Ctr50-5000
= 43 db
d)
Rw = 51 dB
Rw + Ctr50-5000
= 44 db
e)
Rw = 57 dB
Rw + Ctr50-5000
= 51 db
a) Holzständerwand mit WDVS mit HWF b) wie a) mit Vorsatzschale innen c) wie a) mit Zusatzmasse d) wie a) mit getrennten Ständern e) wie a) mit getrennten Ständern + Zusatzmasse
21
Vgl.: (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) 22
Die Bilder in diesem Kapitel sein dem (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) entnommen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 29
4.1.4 Dächer
In dieser Arbeit werden ausschließlich Steildächer betrachtet, die zwischen Steildächer
mit Zwischensparrendämmung und Steildächern mit Aufsparrendämmung unterschieden
werden.
Tabelle 10: Aufbau von Steildächern23
Steildach mit Zwischensparrendämmung
Innen
• Raumseitige Beplankung auf
Querlattung oder Federschien
• Sparren aufliegend auf
Pfette Wärmedämmung
eingepasst zwischen den Sparren
• Unterdach als
Unterspannung
(Unterspannbahn) oder Unterdecke
(Unterdachschalung)
• Konterlattung und
Traglattung mit Dacheindeckung
Außen
Steildach mit Aufsparrendämmung
Innen
• Sparren aufliegend auf
Pfette
• Raumseitige Beplankung mit
Sparren vernagelt oder geklammert
• Wärmedämmung über
Konterlattung mit den Sparren verschraubt
• Unterdeckung,
Konterlattung und
Traglattung mit Dacheindeckung
Außen
Die für die Schalldämmung von Steildächern mit Zwischensparrendämmung wesentlichen
Einflussfaktoren sind:
Raumseitige Beplankung
Üblich sind Beplankungen aus Gipswerkstoffen (Gipskartonplatten, Gipsfaserplatten).
Durch den Einsatz einer Nut- und Feder-Schalung ist im Vergleich zu den
Gipswerkstoffplatten mit Defiziten, aufgrund von undichten Fugen zwischen den
Profilbrettern, im Bereich von 5 dB bis 7 dB zu rechnen. Um diesen Mangel zu beseitigen
empfiehlt es sich die Nut- und Feder-Schalung als zweite Ebene auf GKB-Platten zu
montieren. Eine Verbesserung der Schalldämmung kann durch eine Entkopplung der
Schalung über Federschienen, die zwischen Sparren und Schalung montiert werden,
erzielt werden. Um eine gute Schalldämmung im niederfrequenten Bereich zu erzielen
kann die Masse der Beplankung, durch mehrere Lagen GKB-Platten, erhöht werden.
Hohlraumdämmung und Sparren
Die Wärmedämmung wird passgenau zwischen die Sparren eingesetzt. Üblicherweise
kommen Mineralfaserdämmung, Zellulosedämmplatten, Baumwolle oder
Holzweichfaserplatten zum Einsatz, die bei vergleichbaren Kenndaten (Dichte,
Strömungswiederstand) keine wesentlichen Unterschiede hinsichtlich der Schalldämmung
aufweisen. Der Einsatz von geschlossenzelligen Polystyrol- Dämmplatten werden nicht
23
Die Bilder in diesem Kapitel sein dem (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004) entnommen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 30
empfohlen, da diese schlechtere schalltechnische Eigenschaften als Faserdämmstoffe
aufweisen.
Es gilt, je größer die Dämmstoffdicke desto besser das Schalldämm-Maß des
Dachaufbaus. Bei gleichbleibender Dämmstoffdicke verhält sind ein höherer Sparren
etwas besser als ein weniger hoher Sparren.
Einfluss der Dachschalung
Die Dachschalung kann mit einer Nut- und Feder-Schalung, einer gespundeten Schalung,
paraffinierten MDF-Platten ggf. mit Belag aus Abdeckbahnen, hydrophobierten
Holzweichfaserplatte oder alternativ nur mit einer Unterspannbahn ausgeführt werden.
Schalltechnisch verhalten sich unbeschwerte Dachschalungen ungünstiger als wenn nur
eine Unterspannbahn eingesetzt wird. Ein Einsatz einer Unterdachschalung ist allerdings
vorteilhaft, wenn speziell die niederfrequente Schalldämmung verbessert werden soll. Sie
dient als Auflage für eine Beschwerung, die durch ein- oder mehrlagige
Bitumenschweißbahnen ausgeführt wird. Mit Zunahme der Masse der Beschwerung
verbessert sich die Schalldämmung.
Einfluss der Dacheindeckung
Als Dacheindeckung kommen üblicherweise verfalzte Ton- oder Betondachsteine zum
Einsatz. Die leichteren Tondachsteine sind schalltechnisch etwas ungünstiger als
Betondachsteine. Blecheindeckungen aus Trapezblech verhalten sich aufgrund der
Aufgrund der recht geringen flächenbezogenen Masse von Holzdecken können die
Anforderungen an die Trittschalldämmung normalerweise durch die Rohdecke alleine
nicht erreicht werden. Nach dem Massegesetz gilt: je höher die flächenbezogene Masse
24
Die Bilder in diesem Kapitel sein dem (holzbau handbuch R3 T3 F3, 1999) entnommen.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 32
einer Decke, desto höher ist ihre Schalldämmung. Holzbalkendecken setzen sich aus
mehreren Schichten zusammen. Dadurch wird dem Schall auf dem Weg durch die Decke
mehrfacher Wiederstand geleistet. Während die Schalldämmung einschaliger Bauteile
nur auf Ihrer Masse und Biegesteifigkeit beruht, können mehrschalige Konstruktionen mit
entkoppelten Schalen und Hohlraumdämmstoffen gleiche Schalldämmwerte bei
wesentlich geringerer Masse erreicht werden. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die
Resonanzfrequenzen der Doppelwandsysteme so niedrig wie möglich sind. Um eine gute
Trittschalldämmung auch bei tiefen Frequenzen zu gewährleisten, sollte die
Resonanzfrequenz unter 50 Hz liegen. Auf die Angaben zur Bestimmung der
Resonanzfrequenz wird hier verzichtet.
Für die schalltechnische Optimierung von Holzdecken sind folgende Punkte zu beachten:
• Erhöhung der flächenbezogenen Masse von Estrich, Rohdecke, abgehängter
Decke;
• Verringerung der Steifigkeit der Trittschalldämmplatte oder anderer federnder
Materialien;
• Erhöhung des Abstands zwischen Rohdecke und Unterdecke;
• Entkopplung der Unterdecke von der Rohdecke;
• Einsatz biegeweicher Materialien
• Hohlraumdämpfung durch geeignete Materialien.
Im Folgenden werden Maßnahmen genannt, mit denen die Trittschalldämmung von
Holzdecken verbessert werden kann.
Deckenaufbau
Deckenaufbauten werden durch Estriche, die auf einer Trittschalldämmung aufliegen, auf
der Schalung der Rohdecke schwimmend aufgebracht. Es kommen üblicherweise
Zementestriche, Gußasphaltestriche oder Trockenestriche zum Einsatz. Ein recht neues
System stellen Schwalbenschwanzplatten dar, die mit Zementestrich oder Beton
ausgegossen und über Elastomer-Steifen direkt auf den Holzbalken gelagert werden. In
Tabelle 12 werden Vor- und Nachteile der jeweiligen Deckenaufbauten genannt.
Bild 6:LEWIS®-Fußbodenkonstruktionen ohne Dielung. Balkenlage verblendet mit Gipskartonplatten und zusätzlicher
Putzschicht
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 33
Tabelle 12: Vor und Nachteile von Deckenaufbauten
Konstruktion Vorteile Nachteile Zementestrich auf
Trittschalldämmplatte Große Trittschallminderung,
kostengünstig Baufeuchte durch
Zementestrich, benötigt Zeit
zum Abbinden Größere Aufbauhöhe
Zementestrich in
Schwalbenschwanzplatte auf
Elastomer-Steifen
Große Trittschallminderung,
geringe Aufbauhöhe Baufeuchte durch
Zementestrich, benötigt Zeit
zum Abbinden Trockenestrich auf
Trittschalldämmplatte Geringe Aufbauhöhe, keine
Baufeuchte, Einbau durch Bauherr möglich
Relativ geringe
Trittschallminderung
Gußasphalt auf Mineralfaserdämmplatte
Keine Baufeuchte, sehr kurze „Abbindzeit“, geringerer
Aufbauhöhe als beim
Zementestrich möglich
Teurer Gußasphalt neigt zum kalten Fluss, daher nur relativ
steife Trittschallplatte mit
geringer Trittschallminderung
einsetzbar.
Rohdecke
Die schalltechnische Verbesserung der Rohdecke erfolgt über die Erhöhung der Masse,
solange dies aus statischer Sicht möglich ist. Die Deckenbeschwerung muss möglichst
schwer und biegeweich ausgeführt werden. Es kommen einerseits Beschwerungen aus
Beton- bzw. Gehwegplatten, Kalksandsteine oder Vollziegel zum Einsatz, die entweder
mit der Beplankung verklebt oder in ein dünnes Bett aus Quarzsand eingebracht werden.
Zum anderen werden Schüttungen aufgebracht, die bei gleicher flächenbezogenen
Masse, eine größere Verbesserung als Plattenbeschwerungen erreichen. Bei Schüttungen
müssen Rieselschutzfolien eingesetzt werden. Weiter sind Maßnahmen zu treffen, die ein
Wandern der Schüttung durch Begehen des Estrichs verhindern.
Eine Schüttung kann auch über einen Einschub in der Holzbalkendecke angebracht
werden. Das verringert jedoch den Luftraum zwischen Rohdecke und Unterdecke, was
einen negativen Einfluss auf die Resonanzfrequenz mit sich bringt.
Ein Deckenhersteller hat eine Hohlkastendecke auf dem Markt, bei der Hohlräume in der
Decke teilweise mit einer Schüttung ausgefüllt sind teilweise Kalksandsteine auf eier
Holzweichfaserplatte gelagert sind. Diese Kalksandsteine wirken als Schwingungstilger,
was die Schalldämmleistung dieser Decke besonders bei tiefen Frequenzen sehr positiv
beeinflusst. Mit dem entsprechenden Deckenaufbau erreicht diese Decke einen
bewerteten Norm-Trittschallpegel am Bau von L’n,w von 51dB und L’nw + Ci,50-5000 = 54 dB.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 34
Bild 7: Kastenelement-Holzdecke mit Schwingungstilgern (Lignatur)
Holzdecken werden auch im Verbund mit Beton als Holz-Beton-Verbunddecken verbaut.
Diese haben generell eine sehr hohe Masse. Nachteil ist die Baufeuchte die durch das
Betonieren in das Gebäude eingebracht wird.
Unterdecke
Unterdecken werden im Holzbau üblicherweise mit Gipsbauplatten ausgebildet. Sie
werden mit einer Lattung, Federschienen oder Abhängern an der Decke befestigt. Im
Vergleich zur offenen Holzbalkendecke bringt die Befestigung der Gipsbauplatten über
eine Lattung eine Verbesserung von ca. 15 dB. Eine doppelte Beplankung (zwei lagen
Gipsbauplatten) bringt kaum eine Verbesserung. Weitere 10 dB Verbesserung können
durch den Austausch der Lattung gegen eine Federschiene erzielt werden. Eine doppelte
Beplankung ist hier wirksamer als bei der starren Lattung. Bei der Montage der
Federschienen ist auf eine korrekte Anbringung zu achten. Die Befestigungsschrauben
dürfen nicht fest angezogen und sollten mit etwa 1 mm Spiel zur Rohdecke befestigt
werden.
Mit Abhängern der Firma (AMC), die die Unterdecke über PUR-Elastomer (Getzner
Sylomer) von der Decke entkoppeln werden, können im Vergleich zur Altbaudecke (im Ist-
Zustand mit Schalung und Rohrputz) etwa 19 dB Verbesserung erzielt werden25. Nachteil
ist, dass durch die Abhängung Raumhöhe verloren geht.
Zum Vergleich sind in Tabelle 13 drei unterschiedliche Unterdecken aus dem
Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben Holzbalkendecken in der Altbausanierung
abgebildet.
25
Vgl.: (Rabold, et al., 2008)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 35
Tabelle 13: Vergleich von Unterdecken bei der Sanierung von Holzbalkendecken
Holzbalkendecke mit Beschwerung auf
Einschub, Unterdecke: Schalung mit Rohrputz Ln,w=69 dB
Holzbalkendecke mit Beschwerung auf
Einschub, Unterdecke: Federschien mit 2x 12,5 mm GF Ln,w=60 dB
Holzbalkendecke mit Beschwerung auf
Einschub, Unterdecke: AMC Abhänger, Dämmung auf
Unterdecke, mit 2x 12,5 mm GF Ln,w= 50 dB
4.1.6 Treppen
Treppen werden in Mehrfamilien- und Reihenhäuern häufig direkt an der Trennwand
befestigt. Durch Begehen der Treppe werden Körperschallschwingungen über die
Auflager an den Baukörper (Wände und Decken) weitergeleitet und von dort an die
benachbarten Wohn- und Arbeitsräume abgestrahlt. Die Trittschalldämmung einer
Treppe wird entscheidend durch die Schalldämmung der Wand geprägt an der sie
angebunden ist. Viele Leichtbau-Treppen genügen im Holzbau oft sogar dem erhöhten
Schallschutz und dennoch kann es zu Beschwerden der Bewohner hinsichtlich der
Trittschalldämmung kommen. Meist wird dann ein niederfrequentes „Dröhnen“
bemängelt. Eine vollständige Entkopplung der Treppe von der Trennwand, also nur
Auflagerpunkte an den Seitenwänden (Bild 8 A, B, I, J), ist hier die beste Lösung den
Beschwerden zu entgegnen. Oft ist dies aus statischen Gründen aber nicht möglich.
Bild 8: Anbindung von Holztreppen den Baukörper; Anbindungspunkte D,E,F,G an der Trennwand A,B,I,J an den Seitenwänden (holzbau handbuch R3 T3 F4, 2004)
Über speziell ausgebildete Elastomer-Treppenlager kann die Treppe jedoch an der
Trennwand entkoppelt befestigt werden.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 36
Bild 9: Treppenlager mit Elastomerhülse
Bei Podesttreppen kann über eine Unterkonstruktion, die mit der Trennwand verbunden
ist, das Podest mit Elastomer-Streifen gelagert werden. Die Auflagerpunkte der Wangen
auf den jeweiligen Geschoßdecken können ebenfalls über Elastomere entkoppelt werden.
Ein Solches Beispiel ist in Bild 10 und Bild 11zu sehen.
Bild 10: Treppenpodest über Sylomer-Streifen (braun)
von der Unterkonstruktion entkoppelt.
Bild 11 Treppenwange über Sylomer-Lager (blau) auf der
Rohdecke gelagert. (Getzner Werkstoffe GmbH)
4.1.7 Installationen und Haustechnik
Bei haustechnischen und sanitären Anlagen ist grundsätzlich darauf zu achten, dass die
Geräusche die von den Anlagen ausgehen, so gering wie möglich an den Baukörper
weitergeleitet werden. Desweiteren sollten die Anlagen möglichst wenig Geräusche
verursachen. Bei der Durchführung durch die Decken und Wände von z.B. Rohren,
Leitungen und Kaminen muss darauf geachtet werden, dass kein Luftschall ungehindert
durch offene Fugen übertragen wird.
Der Zentralverband Sanitär Heizung Klima (ZVSHK) gibt in seinem ZVSHZ-Merkblatt und
Fachinformation Schallschutz Hinweise, wie Installationen und Haustechnik
schallschutztechnisch richtig einzubauen sind.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 37
Geräte
Die Geräte von Heizungs- und Lüftungsanlagen sind schalltechnisch von dem Baukörper
zu trennen. Sie werden auf Schwingungsfedern, schwingungsisolierenden Matten oder
Klötzen gelagert. Waschmaschinen stellen auch immer wieder eine Lärmquelle da. Die
Körperschallanregung von Waschmaschinen kann sicherlich auch durch eine Lagerung auf
elastischen Streifen verringert werden.
Bild 12: Körperschallentkopplung von raumlufttechnischen (RLT)-Geräten (ZVSHK)
Sanitäre Anlagen
Geräusche die bei sanitären Anlagen entstehen, können durch entsprechende
Entkopplungsmaßnahmen reduziert werden.
Bild 13: Geräusche bei sanitären Anlagen (ZVSHK)
Bild 14: Rohrbefestigung (ZVSHK)
Rohrbefestigungen (Bild 14) sind mit Schellen über elastische Materialien zu befestigen.
Bei Durchführungen durch Wände und Decken müssen sie mit feuchteunempfindlichen
Rohrbändern o.ä. umwickelt werden, um einer Körperschallbrücke zu verhindern und die
Luftschallabstrahlung zu verringern. Die Abflussrohre selbst sollten mehrschalig
aufgebaut und speziell für ihre Anwendung geeignet sein. Beim Verfahren der Rohre
sollten 90 Winkel vermieden werden um die Aufprallgeräusche zu verringern.
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 38
Wasser zuführende Leitungen sind bei Wand- und Deckendurchdringungen ebenfalls vom
Baukörper zu entkoppeln. Die Wandscheiben zur Befestigung der Eckventile sollten, wie
in Bild 16 dargestellt, entkoppelt montiert werden.
Bild 15: Rohrbefestigung auf der Rohdecke (Körperschallbrücke Estrich Rohr
vermeiden (ZVSHK)
Bild 16: Entkoppelte Wandscheibe
(ZVSHK)
Bild 17: Kreuzungspunkte vermeiden
Bild 18: Achtung bei Rohren mit Gefälle
Generell ist es Empfehlenswert Leitungen und Rohre nur im Keller horizontal zu
verfahren. Sollte dies nicht möglich sein, sind die Leitungen mit elastischen Materialien zu
ummanteln und etwa alle Meter mit geeigneten Rohrbefestigungen zu sichern.
Kreuzungspunkte (Bild 17) sollten bereits in der Planung vermieden werden. Sie stellen
mit sehr großer Wahrscheinlichkeit später eine Schallbrücke zum Estrich da. Wenn Rohre
mit Gefälle verlegt werden müssen ist genügend Abstand zwischen Rohdecke und Estrich
vorzusehen. Zum Durchmesser des Rohres muss auch der Platz für das Gefälle vorhanden
sein (ca. 1 cm pro 1 m Rohrlänge Bild 18).
Badewannen, Duschtassen, Waschbecken und WC-Keramik müssen ebenfalls vom
Baukörper entkoppelt sein. WCs die auf dem Boden befestigt werden, sollten nur im
Estrich angeschraubt werden.
Bild 19: Entkopplung von WC und Waschbecken (ZVSHK)
Schall- und schwingungstechnische Lösungen im Holzbau 39
Bild 20: Entkopplung Badewanne und Duschtasse (ZVSHK)
Installationskerne und –kanäle
Installationskanäle sind vorwiegend waagrechte Bauteile zur Umhüllung von
Installationsleitungen. Installationsschächte/kerne sind vom übrigen Baukörper
getrennte, auf den Geschoßdecken aufgestellte Bauteile zur Führung vertikaler
Installationsleitungen, die entweder als Teil einer Trennwand oder als
Vorwandinstallation ausgeführt sind.
Bild 21 Inwandinstallation (ZVSHK)
Bild 22: Vorwandinstallation (ZVSHK)
Der Anschluss des Installationskerns an den Baukörper sollte schallweich ausgeführte und
mit einem Abstand von etwa 10 mm bis 200 mm mit MF- oder HWF-Dämmmatten
hinterlegt sein. Zusätzlich sollte er auf Lagerstreifen mit einer dynamischen Steifigkeit
s‘ < 50 MPa/m aufgestellt werden. Kopplungsstellen der Leitungen sollten sich knapp
unter der Geschoßdecke befinden. Die Hohlräume in den Installationskernen müssen mit