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Kompendium für Lernende und Lehrende

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Schallschutz

Grundlagen

Als Schall werden mechanische Schwingungen und Wellen, die sich in Gasen (Luftschall), Flüssigkeiten (Wasserschall) und festen Stoffen (Körperschall) ausbreiten bezeichnet. Für das Bauwesen sind Luft- und der Körperschall maßgeblich.

Der Körperschall entsteht durch direkte Anregung eines Körpers wie zum Beispiel durch Klopfen an einer Wand,

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oder durch Begehen von Fußböden (Trittschall) und wird als Luftschall abgestrahlt.

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Treffen diese Luftschallwellen auf ein Bauteil, wird diese in Schwingungen versetzt. Durch die Schwingungen dieser Wand wird die luft im Nachbarraum angeregt und setzt sich als Luftschall für das Menschliche Gehör wahrnehmbar fort. Schwingungen der Luft durch Sprache oder Musik bezeichnet man auch als Luftschall.luftschall.jpg

Frequenz

Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde (die Frequenz f [s-1] = [Hz]), die für das menschliche Ohr hörbar sind, liegen zwischen 16 und 16.000 Hz. Frequenzen unter 16 Hz bezeichnet man als Infraschall und über 16.000 Hz als Ultraschall. Bei der Bauakustik liegt der Frequenzbereich zwischen 100 und 3.150 Hz.

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Lärm

Jedes unerwünschte Geräusch wie zum Beispiel einen lauten Knall, Kindergeschrei, Baugeräusche oder ein Rockkonzert bezeichnet man als Lärm. Ab wann die Rede von Lärm ist, ist zunächst eine sehr subjektive Einschätzung. Dies liegt daran, dass jeder Mensch ein Geräusch anders empfindet. Je stärker ein Geräusch ist desto mehr Menschen empfinden es als unangenehmen Lärm.

Schallpegel

Lautstärke ist die Stärke des Schalls, die Messgröße heißt Schalldruck, der angezeigte Messwert ist der Schalldruckpegel und wird in Dezibel angegeben. Für das Hörempfinden ist nicht nur der Schalldruck eines Tones maßgebend, sondern auch ihre Frequenz. So empfindet man, Töne mit gleichem Schalldruck mit verschiedenen Frequenzen, als verschieden laut. Tiefe und sehr hohe Töne werden weniger Laut empfunden als mittlere Töne. Deshalb wird bei der Lärmmessung ermittelte Schallpegelwert korrigiert. Das Ergebnis der Korrektur ergibt den bewerteten Schallpegel (A-Schallpegel), der in dB(A) ausgedrückt wird. Der A-Schallpegel beträgt an der Hörschwelle 0dB(A) und 120 dB(A) an der Schmerzschwelle. Die Belastung des vegetativen Nervensystems beginnt bei 65 dB(A), ab 80 dB(A) beginnt die Gehörschädigung.

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Eine Erhöhung des Schallpegels um 10 dB(A) wird das von dem Menschlichen Gehör doppelt so Laut empfunden. Verwendet man eine gleich laute Schallquelle, erhöht sich der Schallpegel um 3 dB(A).

Schalldämm-Maß

Die Luftschalldämmung beschreibt den Widerstand, den ein Bauteil dem Durchgang des Luftschalls entgegensetzt. Die Wirkung der Luftschalldämmung wird als Schalldämm-Maß Rw gemessen. Der Schall gelangt nicht nur direkt Durch die Fläche der Bauteile, sondern auch über Nebenwege wie: Wände, Decken, Dächer, Kabelkanäle, Rohrleitungen, Fugen etc. Je größer das Schalldämm-Maß Rw ist, umso besser ist die Luftschalldämpfende Eigenschaft des Bauteils.

Schallübertragungswege

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Definition der Schallübertragungswege nach DIN EN 12354-1:

Dd: Luftschall- Anregung des Trennelementes im Senderaum; Schallabstrahlung des Trennelementes in den Empfangsraum

Ff: Luftschall- Anregung der flankierenden Bauteile des Senderraumes, teilweise Übertragung der Schwingungen auf flankierende Bauteile des Empfangraumes

Fd: Luftschall- Anregung der flankierenden Bauteile des Senderraumes, teilweise Übertragung der Schwingungen auf die flankierenden Bauteile des Empfangsraumes, Schallabstrahlung des Trennelementes in den Empfangsraum

Df: Luftschall- Anregung des Trennelements im Senderraum, teilweise Übertragung der Schwingungen auf die flankierenden Bauteile des Empfangsraumes, Schallabstrahlung dieser Bauteile in den Empfangsraum

Körperschalldämmung

Im Gegensatz zur Luftschalldämmung, bei der die Schallpegeldifferenzen ermittelt werden, geht der Trittschall von einer definierten Körperschallquelle (Norm-Hammerwerk) aus, die das zu prüfende Bauteil zu Schwingungen anregt. Der absolute Schalldruckpegel L2 wird im Empfangsraum gemessen. Der Norm- Trittschallpegel L`n [dB] errechnet sich folgendermaßen:

L`n = L2 10 x lg A/A0

L`n: Normtrischallpegel, L2: Trittschallpegel im Empfangsraum, A: äquivalente Schallabsorbtionsfläche, A0: Bezugsabsorbtionsfläche

Wie beim Luftschall erfolgt eine Einzelzahlbewertung analog durch den Vergleich der Messkurve mit einer normierten Bezugskurve. Bei der Trittschalldämmung gilt: je niedriger der angegebene Wert für L`n,w` umsobesser die Trittschalldämmung des untersuchten Bauteils.trittschallanregung.jpg

Soll an den angrenzenden Räumen der Schallpegel gering gehalten werden, muss die Schwingungsübertragung der Fußbodenkonstruktion in die Rohdecke sowie in die angrenzenden Bauteile verhindert werden. Dies erreicht man indem man bei einer Fußbodenkonstruktion einen mehrschichtigen Deckenaufbau, wie z.B. schwimmenden Estrich mit einplant. Mit speziellen Trittschalldämmplatten und Randdämmstreifen wird der Estrich komplett von der Rohdecke und den angrenzenden Bauteilen getrennt. Weiterhin kann eine abgehängte Decke zur Optimierung des Trittschallpegels Beitragen.

Verbesserungsmaßnahmen

Bereits in der Vorentwurfsphase sollte die Anordnung der Räume hinsichtlich des Schallschutzes beachtet werden. Da eine Zuordnung von lauten zu lauten und leisen zu leisen Räumen zu einer Verringerung des „schalltechnischen Konfliktpotenzials“ führt. In der Entwurfsphase wird auch die Stärke der Wände und Decken sowie die Fugenbreite der Haustrennwände festgelegt. Deshalb sollte bei der Planung nach folgenden Kriterien verfahren werden:

  • Optimierung der schalltechnischen Raumplanung mit der Grundregel: gleiche Raumnutzung→ spiegelbildliche Anordnung
  • Schalltechnische Planung hinsichtlich der künftigen Nutzung der Räume
  • Entkoppelung der Bauteilschichten (z.B. durch Vorsatzschalen, zweischalige Bauweise, Deckenabhängung mit Federschienen)

Das Anbringen von profilierten, porösen oder gelochten Schallschluckplatten an der Deckenunterseite führt zu einer zusätzlichen Schallabsorbierung in dem Raum. Eine Verbesserung der Raumakustik kann auch durch nachträglich montierte Systeme, wie z.B. schallobsorbierende Deckensegel und/oder nachträglich montierten Akustikelementen an Innenwänden erreicht werden.

Abb. oben: In einem Unterrichtsraum nachträglich montierte Schallschutz-Deckenelemente.

Abb. oben: In einer Kantine montierte, schallabsorbierende Innenwandelemente.

Das Einsetzen von Baustoffen mit hoher flächenbezogener Masse, wie z.B. Gehwegplatten, Kiesschüttungen, Zement und Gipsestrichen, lassen sich bessere Luftschalldämm-Maße erzielen. Um eine günstigere Schall -Längsdämmung zu erzielen, sollte der Estrich unter einer Trennwand nicht durchlaufen. Die Trennwand sollte auf der Rohdecke befestigt werden und stets den schwimmenden Estrich unterbrechen.

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Durch den Einbau eines Schottes aus strömungsdichten Faserdämmstoffen im Lufthohlraum im Randbereich des flankierenden Bauteils (Geschossdecke) erzielt man eine Verbesserung von ca. 3 bis 4 dB.

Nachweisverfahren

Der Nachweis der Gesamtschalldämmung kann durch rechnerisch Verfahren, eine Eignungsprüfung oder einer Baustellenmessung erfolgen. Der rechnerische Nachweis. Den rechnerischen Nachweis kann man mit einem vereinfachten Verfahren, welche ohne jeglichen Bezug zur tatsächlichen Einbausituation und nur mit den Grenzwerten der Norm vergleicht oder einem genaueren Verfahren durchführen.

Wenn jeder der Einzelwerte des Schall- Längsdämm- Maßes (RL,w,R ) um mindestens 5dB höher liegt als der georderte R´w- Wert, gilt der Nachweis als erbracht.

Rw,R > erf. w + 5 dB

RL,w,R,i > erf.w + 5 dB

Rw,R Rechenwert des erforderlichen bewerteten Schalldämm- Maßes der Trennwand oder Decke in dB

RL,w,R Rechenwert des erforderlichen bewerteten Schalldämm- Maßes des i-ten flankierenden Bauteils in dB

erf.R´w Angestrebtes resultierendes Schalldämm- Maß in dB

DIN 4109

Bauteilnormaler Schallschutzerhöhter Schallschutz
Wohngebäude53 dB> 55 dB
Treppenhauswände52 dB> 55 dB
Haustrennwände57 dB> 67 dB

VDI 4100

BauteilSSt 2SSt 3
Wohngebäude> 56 dB> 59 dB
Treppenhauswände--
Haustrennwände> 63 dB> 68 dB

Das genauere Verfahren zählt zu den zuverlässigeren Methoden, es basiert auf den Laborwerten des trennenden und flankierenden Bauteils, wobei die übertragenden Schallenergien addiert werden.

R w,R Rechenwert des bewerteten Schalldämm - Maßes des trennenden Bauteils ohne Längsleitung über flankierende Bauteile (dB).

R L,w,R,i Rechenwert des bewerteten Bau- Schalllängsdämm - Maßes des i-ten flankierenden Bauteils (dB).

n Anzahl der flankierenden Bauteile ( im Regelfall n = 4)

Das exakteste Verfahren für die Ermittlung des tatsächlichen Schalldämm-Maßes ist die Baustellenmessung nach DIN 4109. Sie dient als Überprüfung der Konstruktion und wird häufig für Bauteile im Bestand, angewendet. Nach Din 52210 Teile 1 bis 4 ist für Bauteile, die nicht im Beiblatt zur DIN 4109 dargestellt sind, eine Eignungsprüfung durch genormte Mess- und Prüfverfahren anzuwenden.

Anforderungen

Die Din 4109 regelt die Anforderungen an den Schutz gegen Luft- und Trittschallübertragung zwischen fremden Wohn-und Arbeitsräumen, gegen Außenlärm und gegen Geräusche von haustechnischen Anlagen und aus baulich verbundenen Betrieben.

Es wird zwischen folgenden fünf Gebäudetypen unterschieden:

  • Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen
  • Einfamilien-Doppelhäuser bzw. Einfamilien-Reihenhäuser
  • Beherbergungsstätten
  • Krankenanstalten, Sanatorien
  • Schulen und vergleichbare Unterrichtsbauten

Die in DIN 4109 enthaltenen Anforderungen müssen auch ohne ausdrückliche vertragliche Vereinbarungen eingehalten werden. Jedoch entsprechen sie nicht mehr den allgemein anerkannten Regeln der Technik.