schall- und schwingungstechnische lösungen im holzbau · der holzbau zeichnet sich durch seine...

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


Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung___________________________________________________________ 6

2 Schallschutz im Holzbau_______________________________________________ 8

2.1 Luftschallschutz_______________________________________________________ 9

2.2 Trittschallschutz _____________________________________________________ 12

2.3 Schallschutz gegen Außenlärm _________________________________________ 15

2.4 Schallschutz von Installationen und Haustechnik __________________________ 16

2.5 Erhöhter Schallschutz_________________________________________________ 18

3 Anforderungen des Schwingungsnachweis‘ im Holzbau ____________________ 20

4 Lösungsansätze im Holzbau ___________________________________________ 24

4.1 Schallschutz _________________________________________________________ 24 4.1.1 Innenwände ______________________________________________________________ 24 4.1.2 Haustrennwände ___________________________________________________________ 25 4.1.3 Außenwände______________________________________________________________ 27 4.1.4 Dächer __________________________________________________________________ 29 4.1.5 Holzdecken_______________________________________________________________ 31 4.1.6 Treppen _________________________________________________________________ 35 4.1.7 Installationen und Haustechnik _______________________________________________ 36 4.1.8 Schalllängsleitung _________________________________________________________ 41

4.2 Lösungsansätze für schwingungsanfällige Holzdecken ______________________ 44

5 Zusammenfassung und Ausblick _______________________________________ 53

6 Literaturverzeichnis__________________________________________________ 54

Anhang A Positionsplan Schützenhaus ___________________________________ 56


Abbildungsverzeichnis

Bild 1: Luftschall, Körperschall und Trittschall (Quelle: Künz 2008)...................................... 8

Bild 2: Schalldämmung einer Trennwand, Darstellung der Schallübertragungswege, direkt

Dd und über flankierende Bauteile Df, Fd und Ff bei Luftschallanregung ............................ 9

Bild 3: Einfeldträger unter Eigen- und Nutzlast................................................................... 21

Bild 4: Wohnungstrennwand R’w,R =65 dB .......................................................................... 25

Bild 6:LEWIS®-Fußbodenkonstruktionen ohne Dielung. Balkenlage verblendet mit

Gipskartonplatten und zusätzlicher Putzschicht ................................................................. 32

Bild 7: Kastenelement-Holzdecke mit Schwingungstilgern (Lignatur) ................................ 34

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).................. 35

Bild 9: Treppenlager mit Elastomerhülse ............................................................................ 36

Bild 10: Treppenpodest über Sylomer-Streifen (braun) von der Unterkonstruktion

entkoppelt. .......................................................................................................................... 36

Bild 11 Treppenwange über Sylomer-Lager (blau) auf der Rohdecke gelagert. (Getzner

Werkstoffe GmbH)............................................................................................................... 36

Bild 12: Körperschallentkopplung von raumlufttechnischen (RLT)-Geräten (ZVSHK) ........ 37

Bild 13: Geräusche bei sanitären Anlagen (ZVSHK)............................................................. 37

Bild 14: Rohrbefestigung (ZVSHK) ....................................................................................... 37

Bild 15: Rohrbefestigung auf der Rohdecke (Körperschallbrücke Estrich Rohr vermeiden

(ZVSHK) ................................................................................................................................ 38

Bild 16: Entkoppelte Wandscheibe ..................................................................................... 38

Bild 17: Kreuzungspunkte vermeiden ................................................................................. 38

Bild 18: Achtung bei Rohren mit Gefälle ............................................................................. 38

Bild 19: Entkopplung von WC und Waschbecken (ZVSHK).................................................. 38

Bild 20: Entkopplung Badewanne und Duschtasse (ZVSHK) ............................................... 39

Bild 21 Inwandinstallation (ZVSHK) ..................................................................................... 39

Bild 22: Vorwandinstallation (ZVSHK) ................................................................................. 39

Bild 23: Anschluss Kamin (www.dataholz.com) .................................................................. 40

Bild 24: Wand über Sylomer-Streifen von der Decke Schalltechnisch getrennt (Getzner

Werkstoffe GmbH)............................................................................................................... 41

Bild 25: Wand/Deckenanschluss mit entkoppelten Winkeln.............................................. 41

Bild 26: Vorschlag Wand/Deckenanschluss mit entkoppeltem Wandverbinder................ 42

Bild 27: Bauüblicher Stützenfuß der Firma Simpson-Strong Tie ......................................... 43

Bild 28: Schallübertragungswege in Dachräumen............................................................... 43

Bild 29: Dachaufbau mit ausgedämmten Hohlräumen....................................................... 44

Bild 30: Dreifeldträger (Pos B4) unter Eigen und Nutzlast .................................................. 45

Bild 31:Position der Schwingungstilger in der Decke .......................................................... 50

Bild 32: Schwingungstilger: Stahlplatten als Tilger Masse, Sylomer-Streifen als Feder- und

Dämpfer-System, eingebaut auf dem Gurt der Stegträger................................................. 50


Bild 33: Draufsicht; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern ....................................... 52

Bild 34: Schnitt A-A; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern...................................... 52

Bild 35: Schnitt B-B; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern ...................................... 52

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Anforderungen an die Luftschalldämmung zwischen Wohnungen in 24

europäischen Ländern ......................................................................................................... 12

Tabelle 2: Übersicht über die Anforderungen an die Trittschalldämmung zwischen

Wohnungen in 24 europäischen Ländern ........................................................................... 14

Tabelle 3:Anforderungen an die Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109:

1989- 11 und ÖNORM B 8115-2.......................................................................................... 16

Tabelle 4:Mindesterforderliche Schalldämmung von haustechnischen Anlagen (ÖNORM

8115-2)................................................................................................................................. 17

Tabelle 5: Werte für die zulässigen Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen von

Geräuschen aus haustechnischen Anlagen und Gewerbebetrieben (DIN 4109 A1-01-2001)

............................................................................................................................................. 18

Tabelle 6: Wahrnehmung von Geräuschen aus Nachbarwohnungen und Zuordnung zu

drei Schallschutzstufen nach VDI 4100 ............................................................................... 19

Tabelle 7: Zusammenstellung von Gebrauchstauglichkeitsnachweisen (Erläuterungen DIN

1052).................................................................................................................................... 23

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


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.


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)


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)


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.


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)


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)


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)


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)


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


Tabelle 3:Anforderungen an die Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109: 1989- 11 und ÖNORM B 8115-2

Spalte 1 2 3 4 5

Raumarten

Zeile Lärmpegelbereich Maßgeblicher Außenlärmpegel

Tag

Bettenräume in Krankenanstalten

Aufenthaltsräume in Wohnungen, Hotels,

Unterrichtsräumen und ähnliches

Büroräume und ähnliches

Erf. R’w,res des Außenbauteils in dB

DIN

4109

ÖNORM

B 8115-2

DIN 4109 ÖNORM

B 8115-2

DIN 4109 ÖNORM

B 8115-2

DIN 4109 ÖNORM

B 8115-2

1 A,B,C bis 50 dB(A) -- 33 -- 33 -- 33

2 I D 51-55 dB(A) 35 38 30 38 -- 33

3 II E 56-60 dB(A) 35 38 30 38 30 33

4 III F 61-65 dB(A) 40 43 35 43 30 33

5 IV G 66-70 dB(A) 45 43 40 43 35 38

6 V H 71-75 dB(A) 50 48 45 48 40 43

7 VI I 76-80 dB(A) 1)

53 50 53 45 48

8 VII >80 dB (A) 1)

-- 1)

-- 50 --

1)

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.


• 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.


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


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)


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)


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

gewöhnlichen charakteristischen Lasten, Eigenlast qG,k = 2,60 kN/m, Verkehrslast

qQ,k = 1,90 kN/m. Der Balken sei aus Nadelholz der Festigkeitsklasse NH C 24 und habe

einen Querschnitt von b / h = 180 mm / 220 mm.

Bild 3: Einfeldträger unter Eigen- und Nutzlast

Für dieses Beispiel ergeben sich folgende Kenngrößen:

Querschnittsfläche A 39 600 mm2

Trägheitsmoment I 15 972 * 104 mm4

E-Modul E 11 000 N/mm²

Länge des Balken l 3900 mm

Berechnung der Verformungen

Elastische Anfangsverformung aus ständiger Last

Elastische Endverformung aus ständiger Last

Nutzungsklasse 1, kdef = 0,6

Elastische Anfangsverformung aus veränderlicher Last

Die Anforderung für die Durchbiegung wQ,inst ≤ l/300 in der charakteristischen (seltenen)

Bemessungssituation ist also nur mit knapp 25 % ausgelastet.


A) charakteristischen (seltenen) Bemessungssituation

Kombinationsbeiwert für Nutzlasten in Wohnungen (DIN 1055)16

ψ2,1 = 0,3

Elastische Verformung aus der veränderlichen Einwirkung

Die Anforderung für die Durchbiegung in der charakteristischen (seltenen)

Bemessungssituation wfin – wG,inst ≤ l/200 ist also nur mit knapp 33 % ausgelastet.

B) quasi-ständige Bemessungssituation

Die Anforderung für die Durchbiegung in der quasi-ständigen Bemessungssituation

wfin - wfin – w0 ≤ l/200 ist also nur mit knapp 45 % ausgelastet.

Vereinfachter Schwingungsnachweis

Die Anforderungen an den Schwingungsnachweis w ≤ 6 mm sind also maßgebend und mit

knapp 90 % ausgelastet.

Aus diesem Grund werden Balkenquerschnitte von Holzbalkendecken nach den

Anforderungen des Schwingungsnachweises und nicht nach den statischen

Anforderungen vorbemessen.

Wird die Durchbiegungsbegrenzung nach DIN 1052 Kapitel 9.3(2) nicht eingehalten ist die

Konstruktion zu ändern oder es können besondere Untersuchungen durchgeführt

werden.17

In Tabelle 7 sind die Kriterien für besondere Untersuchungen eines

Schwingungsnachweis‘ nach der Erläuterung zur DIN 1052 angegeben.

16

Vgl.: (DIN 1055, 2002) 17

Vgl.: (Blaß, et al., 2004) S 86 ff


Tabelle 7: Zusammenstellung von Gebrauchstauglichkeitsnachweisen (Erläuterungen DIN

1052)

Nachweisgröße Grenze Aussage, Ziel Quelle

1 Durchbiegung w Steifigkeit

geringe Verformung DIN 1052, 9.2

Frequenz > etwa 8 Hz

keine weitere

Untersuchung 2

Durchbiegung

unter quasi-

ständiger Last

Frequenz < etwa 8 Hz

besondere Untersuchung

Zeilen 6 und 7

DIN 1052, 9.3

Frequenz keine

Resonanzuntersuchung

aber: Durchbiegung Zeile 4

Impuls Zeile 5 3 Frequenz

besondere Untersuchung

Zeilen 6 und 7

prEN 1995-1-

1

7.3.3

4 Durchbiegung in-

folge Einzellast F

Querverteilung

geringe Verformung

prEN 1995-1-

1

7.3.3

5

Geschwindigkeit infolge

Impuls (bis 40

Hz)

Schwinggeschwindigkeit

hochfrequente Bewegung

prEN 1995-1-

1

7.3.3

Ohlsson

(1995)

6

Besondere Untersuchung

Geschwindigkeit

Fersenauftritt

Schwinggeschwindigkeit

Schwingung infolge Schritt Mohr 2001

7

Besondere Untersuchung:

Beschleunigung

Resonanzuntersuchung

Wohlbefinden

Spürbar, nicht störend

Diese besonderen Untersuchungen geben die Möglichkeit den, Schwingungsnachweis

nicht nur durch Versteifung der Konstruktion (Erhöhung des Trägheitsmomentes) oder

der Reduzierung der Spannweite zu führen.

Aus den Zwischenergebnissen eines laufenden Forschungsvorhabens der DGFH an der

Technischen Universität München „ Schwingungstechnische Optimierung von Holz- und

Holz-Beton-Verbund-Decken ist ersichtlich, dass die berechneten Eigenfrequenzen unter

den gemessen Eigenfrequenzen von Decken liegen. Dies zeigt, dass bisher noch kein

wirklich geeignetes Rechenmodell für die Bestimmung der Eigenfrequenzen von

Holzdecken vorliegt. Es zeigt sich auch, dass die Lehr’sche Dämpfung der untersuchten

Decken meist über 0,04 liegt. Der in den Erläuterungen angegeben Wert von 0,01 ist

deshalb als sehr konservativ zu betrachten und stellt nicht die Realität dar.

Es ist auch denkbar, durch den Einbau von Schwingungstilgern die Anforderungen an die

maximal zulässige Schwinggeschwindigkeit (Zeile 6) und an die maximale zulässige

Beschleunigung(Zeile 7) bei nur leicht veränderter Eigenfrequenz und gleichbleibender

Steifigkeit der Decke einzuhalten. Dies wird in Kapitel 4.2 unter Verwendung eines

Beispiels diskutiert.


4 Lösungsansätze im Holzbau

4.1.1 Innenwände 4.1.2 Haustrennwände 4.1.3 Außenwände 4.1.4 Dächer

4.1.5 Holzdecken 4.1.6 Treppen

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.


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)


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.


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.


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



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



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

geringeren flächenbezogenen Masse wesentlich ungünstiger.

Die für die Schalldämmung von Steildächern mit Aufsparrendämmung wesentlichen

Einflussfaktoren sind:

Dachschalung

Üblicherweise wird die Dachschalung als Sichtschalung aus Mehrschichtplatten oder Nut-

und Federbrettern ausgeführt. Durch eine Beschwerung mit biegeweichen Materialien

z.B. Bitumenschweißbahnen, kleinformatigen zementgebundenen Spanplatten oder

Gipsbauplatten kann die Schalldämmung erhöht werden. Die Spanplatten und die

Gipsbauplatten sind bei einer werkseitigen Vorfertigung mit der Dachschalung zu

vielflächig zu verkleben. Auch hier gilt, je höher die Flächenbezogene Masse desto besser

sie Schalldämmung.

Aufsparrendämmung

Die Wärmedämmung wird außen auf die Dachschalung aufgebracht und besteht aus PUR-

Hartschaum- oder aus Faserdämmstoff-Platten. Die Schalldämmung wird bei

Faserdämmstoffplatten wesentlich durch den Anpressdruck auf die Dachschalung

bestimmt. Je geringer der Anpressdruck desto besser die Schalldämmung. Ein geringer

Anpressdruck kann in der Praxis mit Doppelgewindeschrauben erzielt werden. PUR-

Hartschaumplatten sind schalltechnisch ungünstiger zu bewerten. Durch Kaschierung der


Platten mit einer Holzweichfaser- oder Mineralfaser-Platte kann die Schalldämmung noch

verbessert werden.

Einfluss der Dacheindeckung

Die Wahl der Dacheindeckung ist gleich wie bei Steildächern mit

Zwischensparrendämmung zu beurteilen.

Im holzbau handbuch „Schallschutz Wände und Dächer“ werden detailierte Angaben zu

den Einflussfaktoren bei Steildächern gemacht.

4.1.5 Holzdecken

Holzdecken werden im allgemeine unterschieden in Holzbalken- und Massivholzdecken.

Sie bestehen aus der Rohdecke und können mit einem Deckenaufbau und einer

Unterdecke versehen werden. Holzbalkendecken sind relativ kostengünstig in der

Herstellung und können aus optischen Gründen ohne Unterdecke eingebaut werden.

Ohne Unterdecke ist die Schalldämmung jedoch schlechter. Massivholzdecken habe eine

geringere Bauhöhe und könne ebenfalls aus optischen Gründen ohne Unterdecke verbaut

werden. Eine Unterdecke bringt bei Massivholzdecken ohnehin nur eine geringere

schalltechnische Verbesserung.

Tabelle 11: Aufbauten von Holzdecken24

Holzbalkendecke Oben Deckenaufbau Holzbalken Rohdecke Unterdecke Unten

Holzbalkendecke mit Einschub Oben Deckenaufbau Holzbalken-Rohdecke mit Einschub Unterdecke Unten

Massivholzdecke Oben Deckenaufbau Massivholz-Rohdecke Unterdecke Unten

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



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


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.


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)


Tabelle 13: Vergleich von Unterdecken bei der Sanierung von Holzbalkendecken

Holzbalkendecke mit Beschwerung auf

Einschub, Unterdecke: Schalung mit Rohrputz Ln,w=69 dB


Einschub, Unterdecke: Federschien mit 2x 12,5 mm GF Ln,w=60 dB


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.


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.


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.


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)


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

schallabsorbierenden Dämmstoffen ausgekleidet sein.26

26

Vgl.: Skript Schanda ( Bauphysik-Schallschutz Installationen und Haustechnik)


Kamindurchführung

Bei Kamindurchführungen sind hauptsächlich brandschutztechnische Anforderungen zu

berücksichtigen. Schalltechnisch ist darauf zu achten, dass die Körper- und

Luftschallübertragung so gut wie möglich verhindert wird. Die Decke muss einen Abstand

zum Kamin aufweisen, dieser Hohlraum ist dann mit einer Mineralfaserdämmung

auszufüllen. Oberhalb und unterhalb der Decke sollten gekantete Bleche montiert

werden, um den Fugenschall zu hindern (Bild 23).

Bild 23: Anschluss Kamin (www.dataholz.com)


4.1.8 Schalllängsleitung

Wand/Deckenanschluss

Wie in Kapitel 2.1 gezeigt, spielen die Stoßstellen zwischen Wand und Decke bei der

Bestimmung der Schalldämm-Maße am Bau eine erhebliche Rolle. Sie werden mit dem

Stoßstellendämm-Maß Kij bezeichnet. In der Praxis werden Wände bereits auf Elastomer-

Steifen gelagert um die Flanken-Schallübertragung zu verringern.

Bild 24: Wand über Sylomer-Streifen von der Decke Schalltechnisch getrennt (Getzner Werkstoffe GmbH)

Wie in Bild 24 zu sehen wird die statische Anbindung der Decke über bauübliche Winkel

hergestellt. Über den Winkel kann der Körperschall ungedämpft übertragen werden, was

die Wirkung der Schallentkopplung deutlich verringert. Aus diesem Grund wird versucht

auch den Winkel mit Sylomer zu entkoppeln (Bild 25).

Bild 25: Wand/Deckenanschluss mit entkoppelten Winkeln


Bei dieser Anbindung der Wand an die Decke erheben die Statiker jedoch meistens

Einspruch, da die Winkel für diese Einbausituation bauaufsichtlich nicht zugelassen sind

und Berechnungswerte für den Schubabtrag von Horizontalkräften nicht vorliegen.

Dieser sollte also statisch geprüft werden, um eine bauaufsichtliche Zulassung zu

erwirken.

Eine weitere Möglichkeit, Wände schalltechnisch entkoppelt an der Decke zu befestigen,

könnte, wie in Bild 26 dargestellt, ein entkoppelter Wandverbinder sein. Über eine

Bohrung in der Wand wird ein Bolzen, der mit einer angeschweißten Stahlplatte auf der

Decke verschraubt ist, befestigt. Dieser Bolzen muss mit einem elastischen Formteil (z.B.

Sylomer-Hülse) gegenüber der Wand entkoppelt sein. Zum Abtrag von Abhebenden

Kräften wird der Bolzen mit einer elastisch entkoppelten Mutter gesichert. Die

Horizontalen Schubkräfte belasten den Bolzen auf abscheren. Es ist zu prüfen ob als

Bolzen ein bauüblicher Stützenfuß (Bild 27) verwendet werden kann.

Bild 26: Vorschlag Wand/Deckenanschluss mit entkoppeltem Wandverbinder


Bild 27: Bauüblicher Stützenfuß der Firma Simpson-Strong Tie

Wand/Dachanschluss

Beider Flankenschalldämmung von Dächern sind auch drei Schallübertragungswege zu

berücksichtigen.

Bild 28: Schallübertragungswege in Dachräumen27

Weg Ff: Dachfläche im Senderaum über Dachfläche im Empfangsraum

Weg Df: Wandfläche in Senderaum über Dachfläche im Empfangsraum

Weg Fd: Dachfläche im Senderaum über Wandfläche im Empfangsraum

Da der Aufbau des Steildachs im Sende- und Empfangsraum normaler weise gleich ist,

können die Norm- Flankenpegeldifferenzen für die Wege Df und Fd gleichgesetzt werden.

Beim Anschluss der Trennwand an das Dach muss die Trennwand unabhängig von der

Bauweise bis unter die Dachhaut (Dachlattung) geführt werden. Besonders bei

Gebäudetrennwänden ist darauf zu achten, dass die Pfette des Dachs nicht durchgehend

durch die Trennwand ausgeführt wird. Die Traglatten der Dachsteine müssen vor allem

aus Brandschutz-Gründen über der Trennwand getrennt werden. Sie sind durch

27



Metallprofile zu ersetzen. Eine deutliche Verbesserung der Schalllängsdämmung wird

erreicht, wenn der Zwischenraum zwischen den Dachsteinen und der Trennwand mit

einer Mineralfaserdämmung (Brandschutz beachten) ausgefüllt ist. Falls erforderlich

können auch noch die Hohlräume über dem ersten Sparrenfeld ausgedämmt werden. Die

Anschlussfugen zwischen Trennwand und Dachaufbau sind sehr sorgfältig auszuführen.

Sonst besteht die Gefahr einer Luftschallübertragung durch Fugenschall.

Bild 29: Dachaufbau mit ausgedämmten Hohlräumen

4.2 Lösungsansätze für schwingungsanfällige Holzdecken

Bei diesem Beispiel handelt es sich um eine Decke in Holzbauweise, die sich in einem

Schützenhaus unter dem Schießstand – somit unter einem Sportraum – befindet. Im

Erdgeschoss ist das Vereinsheim mit einer Gaststätte. Der Raum des Schießstandes soll

gelegentlich auch für Vereinsfeste oder Tanzveranstaltungen genutzt werden. Das

Problem bei der Decke ist, dass der Stand der Schützen durch vorbeilaufende Zuschauer

nicht mehr ruhig genug ist. Deshalb ist ein regulärer Schützenwettbewerb kaum möglich.

Das Gebäude hat einen rechteckigen Grundriss, ist 26 m lang und etwa 16,5 m breit.

Dieser Holzskelettbau hat ein Rastermaß von 3 m, wobei die Spannrichtung der Decke in

Richtung der kurzen Seite ist. Insgesamt überspannen 9 Mehrfeldträger das Gebäude und

sind mit Stichbalken im Raster von 62,5 cm verbunden. Position B4 im Positionsplan

(siehe Anhang A) ist für den Schwingungsnachweis die ungünstigste Position.

Benötigte Kenngrößen

Nutzungsklasse 1

Kombinationsbeiwert ψ2,1 0,6

Träger BS 14 bzw. GL 28c

E-Modul 12 600 N/mm²

Querschnitt b/h 180 mm / 480 mm

Trägheitsmoment I 165 888 *104 mm4

Achsmaß e 3 m


Statisches System Dreifeldträger 4,35 m - 9,10 m - 3,05 m

Lastannahmen aus der vorliegenden Statik

A) Ständige charakteristische Einwirkung auf den Träger

Holzdielen 24 mm 0,10 kN/m²

Rahmen 0,10 kN/m²

Splittschüttung 50 mm 1,00 kN/m²

OSB 22 mm 0,15 kN/m²

Dämmung 150 mm 0,15 kN/m²

Balken 0,10 kN/m²

Lattung 0,05 kN/m²

Gipskarton 12,5 mm 0,15 kN/m²

Flächenlast qG,k = 1,80 kN/m²

Streckenlast qG,k * e = 1,80 kN/m² * 3 m qG,k = 5,40 kN/m

B) Veränderliche charakteristische Einwirkung auf den Träger

Nutz(flächen)last28 qQ,k = 3,0 kN/m²

Nutz(strecken)last qQ,k * e = 3,00 kN/m² * 3 m qQ,k = 9,00 kN/m

Bild 30: Dreifeldträger (Pos B4) unter Eigen und Nutzlast

Die maximale Durchbiegung in Feldmitte zwischen Auflager B und C ergibt sich nach

Rechnung der vorliegenden Statik (Computer-Ausdruck) unter den Anforderungen der

„alten“ DIN 1052 mit was einer Auslastung von etwa 78 %

entspricht.

28

Nach DIN 1055-Teil 3 Einwirkungen auf Tragwerke – Eigen- Nutzlasten für Hochbauten – müsste man für

Sport und Spielflächen (z.B. Tanzsäle, Sporthallen, Gymnastik- und Kraftsporträume, Bühne) eine Nutzlast

qQ,k = 5,00 kN/m² ansetzen. Um die Ergebnisse mit der vorliegenden Statik vergleichen zu können wird mit

der vorhanden Lastannahme qQ,k = 3,00 kN/m² weiter gerechnet.


Schwingungsnachweis nach der Erläuterung zur DIN 1052

Wir gehen davon aus, dass in diesem Beispiel die Anforderungen des

Schwingungsnaschweises w < 6 mm das ausschlaggebende Kriterium ist.

Vereinfachter Schwingungsnachweis

A) Durchbiegung (Zeile 2 der Tabelle 7)

Das Feld, das als gelenkig gelagerter Einfeldträger die größte Durchbiegung infolge

der Gleichung

aufweist, wird die Durchbiegung unter Berücksichtigung der elastischen

Einspannung in die Nachbarfelder berechnet. Dabei wird die elastische

Einspannung durch eine Drehfeder erfasst.

Beiwert β abhängig von der Einspannung (Erläuterungen zu DIN 1052 Tabelle 9/2)

Bei gleichen Eigenschaften der Träger der unterschiedlichen Felder gilt:

Abgelesen in Tabelle 9/2

Durchbiegung im mittleren Feld

Nachweis nicht erfüllt

Statischer Verbesserungsvorschlag

Um den Anforderungen des Schwingungsnachweis‘ gerecht zu werden, muss die

Steifigkeit der Decke bzw. des Trägers erhöht werden.

Behält man die Breite b = 180 mm des Trägers bei ergibt sich eine erforderliche

Höhe


Das kommt einer Querschnittserhöhung um 67 % gleich und setzt einen starren

Verbund voraus, was bei der Sanierung ein großes Problem darstellen wird. Die

Raumhöhe wird sich durch diese Maßnahme um 240 mm verringern.

Soll die Raumhöhe erhalten bleiben, besteht die Möglichkeit den Träger mit einer

Aufdopplung links und rechts des Trägers zu versehen. Aufgrund der eingehängten

Stichbalken, die die Träger miteinander verbinden, wird die maximale Höhe d der

Aufdopplung mit 270 mm angenommen. Geht man davon aus, dass durch

Verleimung der Aufdopplung mit dem Träger ein starrer Verbund hergestellt

werden kann (in der Bausituation praktisch nicht möglich), berechnet sich das

Trägheitsmoment I wie folgt.

mit

mit

Um zu bekommen muss sein

Diese Variante ist aus ästhetischen, statischen und wirtschaftlichen Gründen nicht

möglich.

Vorhandener

Trägerquerschnitt Erhöhter Trägerquerschnitt

um Ireq zu erreichen Aufdopplung des Träger ist

nicht möglich


Besondere Untersuchungen

Neben den Anforderungen an die Durchbiegung der DIN 1052 werden in den

Erläuterungen zu DIN 1052 drei weitere unabhängige Kriterien für den

Schwingungsnachweis genannt:

• Frequenzanforderung

• Anforderungen die Schwingeschwindigkeit

• Anforderung an die Beschleunigung

Die Frequenzanforderung soll verhindern, dass durch mehrere Schritte hintereinander die

Decke aufgrund ihrer Resonanznähe zu unzulässigen Schwingungen angeregt wird. Diese

Anforderung wird in der DIN 1052 indirekt mit der Beschränkung der Durchbiegung auf

w ≤ 6 mm für den Einfeldträger beschrieben. Die oben durchgeführte Berechnung

berücksichtigt den positiven Einfluss der Nebenfelder. Wie gezeigt ist der Querschnitt des

Trägers aber trotzdem nicht ausreichend groß. Um die reale erste Eigenfrequenz des

Trägers zu bestimmen, gibt es derzeit keine überschlägigen Rechenmethoden. Sie kann

mit der „Finite-Element-Methode“ berechnet oder durch einen Ausschwingversuch vor

Ort gemessen werden.

Liegt die erste Eigenfrequenz dieser Decke unter 8 Hz, werden besondere

Untersuchungen gefordert. (Tabelle 7, Zeilen 6 und 7)

Der Anforderung an die Schwinggeschwindigkeit wird nach den Erläuterungen der DIN

105229 die Einwirkung des „heel drops“ auf die Decke zugrundegelegt. Hierzu stellt sich

eine Person auf die Zehenspitzen und lässt sich dann mit den Fersen auf die Decke fallen.

Der Fersenauftritt wird durch ein Impuls I = 55 Ns rechnerisch beschrieben. Die

Einwirkungsdauer ti beträgt 0,05 s.

Die Anforderung ist folgernder Maßen definiert:

Hierbei sind v die Schwinggeschwindigkeit, b die mitwirkende Breite, f1 die erste

Eigenfrequenz und ξ das Dämpfungsmaß der Konstruktion.

Die Anforderung an die Beschleunigung ist mit a < 0,1m/s2 definiert. Die Beschleunigung

bei Balken berechnet sich zu

Hierbei sind a die Beschleunigung, m die generalisiert mitschwingende Masse, b die

mitwirkende Breite, l die Länge, γ der Beiwert zur Berücksichtigung der Nebenfelder und ξ

das Dämpfungsmaß.

29

(Blaß, et al., 2004)


Beide Anforderungen sind also abhängig vom Dämpfungsmaß. In der DIN 1052 wird das

Dämpfungsmaß mit ξ = 0,01 sehr konservativen angegeben wobei die Werte der SIA 265

ξ = 0,01 bis 0,03 für Holzbalkendecken eher zutreffen.

Weitere Verbesserungsvorschläge

Durch den Einbau von Schwingungstilgern kann die Dämpfungsrate von Strukturen

vergrößert werden, ohne die bestehende Struktur wesentlich zu verändern. Das

bedeutet, dass die Beschleunigung mit zunehmendem Dämpfungsmaß abnehmen wird,

und die Anforderung für die Schwinggeschwindigkeit weniger streng wird. Es wäre also zu

Prüfen, ob man durch Erhöhung des Dämpfungsmaßes die Anforderung an den

Schwingungsnachweis erreichen kann. Vorteil des Schwingungstilgers ist, dass er in die

bestehende Decke eingebaut werden kann, ohne in die Statik des Gebäudes eingreifen zu

müssen.

In einer Diplomarbeit30, erstellt an der Hochschule Rosenheim, konnte an einer Prüfdecke

gezeigt werden, dass sich die Beschleunigungen mit Hilfe von Schwingungstilgern deutlich

reduzieren.

Die untersuchte Stegträgerdecke war mit 25 mm Spanplatte beplankt, auf der ein 40 mm

Zementestrich mit Trittschalldämmung aufgelagert war. Insgesamt wurden 442

Messpunkte, 17 in Spannrichtung mal 13 in Querrichtung im Raster von ca. 30 cm auf der

Deckenober- und der Deckenunterseite angebracht. Mit einem Schwingungserreger

konnte die Decke schrittweise (0,5 Hz Schritte) von 10 Hz bis 70 Hz zum Schwingen

angeregt werden.

Die erste Eigenfrequenz der Decke lag bei 13 Hz und hatte die maximale Amplitude in

Feldmitte (Eigenmode 1/1). Die nächste ausschlaggebende Eigenfrequenz lag bei 18,5 Hz

mit der Eigenmode 1/3 und die nächste Eigenmode 1/4 bei 33Hz.

Tabelle 14: Ersten maßgeblichen Eigenmoden der Stegträgerdecken-Oberseite

De

cke

oh

ne

Tilg

er

De

cke

mit

Tilg

er

Eigenmode 1/1 Eigenmode 1/3 Eigenmode ¼

30

Vgl.: (Reichelt, 2007)


Um die Beschleunigungen der Decke bei diesen drei Eigenfrequenzen zu reduzieren,

wurden Schwingungstilger in der Decke eingebaut, die auf die Eigenfrequenzen der Decke

und die jeweiligen Eigenmode abgestimmt waren. Es wurden starr miteinander

verschraubte Stahlpatten auf Sylomer-Streifen gesetzt, die auf dem unteren Gurt der

Stegträger aufgelegt waren. In Bild 31 sind die Positionen der eingesetzten

Schwingungstilger (Bild 32) dargestellt.

Bild 31:Position der Schwingungstilger in der Decke

Bild 32: Schwingungstilger:

Stahlplatten als Tilger Masse, Sylomer-Streifen als Feder- und Dämpfer-System, eingebaut auf dem Gurt

der Stegträger.

Graph 1 und Graph 2 zeigen, dass die Beschleunigungen der Decke durch den Einsatz der

Schwingungstilger deutlich verringert werden konnten. Es wurde der Mittelwert von allen

Beschleunigungen der Ober- bzw. Unterseite, die an den einzelnen Messpunkten

gemessen wurden, gebildet. Die blauen Linien zeigen den Mittelwert der

Beschleunigungen der Decke im Ausgangszustand und die grünen Linien die

Beschleunigungen der Decke nach Einbau der Schwingungstilger.

Man kann erkennen, dass die Decke bei der Frequenz von 13 Hz eine deutlich verringerte

Beschleunigungsamplitude aufweist. Bei 18,5 Hz und 33 Hz sind die Überhöhung der

Beschleunigung nahezu komplett getilgt. Es wurden Beschleunigungspegel-Differenzen

zwischen den beiden Messkurven gebildet. Bei 13 Hz lag die Verbesserung bei etwa 5 dB

bei 18,5 Hz und 33 Hz bei etwa 10 dB. An der Deckenunterseite konnte sogar eine

Verbesserung von 15 dB bei 33 Hz gemessen werden.


Graph 1: Vergleich der Deckenbeschleunigungen auf der Deckenoberseite

Graph 2: Vergleich der Deckenbeschleunigungen auf der Deckenoberseite

In ähnlicher Weise sollte es auch möglich sein, die Schwingungen der Decke des

Schützenhaus‘ reduzieren zu können. Ein erster Entwurf, wie die Schwingungstilger für die

Decke des Schützenhaus‘ aussehen können, ist in Bild 33 bis Bild 35dargestellt. Da die

Eigenfrequenz der Decke höchst wahrscheinlich niedriger als 6 Hz liegt, müssen

Stahlfedern gekoppelt mit Sylomer (als Dämpfer) eingeplant werden. An dem Träger wird

ein Stahlwinkel angeschraubt, an dem die Tilgermasse über

Stahlfederschwingungsisolatoren ISOTOP DSD befestigt werden.


Bild 33: Draufsicht; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern

Bild 34: Schnitt A-A; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern

Bild 35: Schnitt B-B; Decke mit eingebauten Schwingungstilgern


5 Zusammenfassung und Ausblick

Das Ergebnis der Umfrage zeigt, dass der Schallschutz im Holzbau in der Planungsphase

bei den Bauherren eher eine untergeordnete Rolle spielt. Nur etwa 40% der Befragten

Bauherren haben über den (erhöhten) Schallschutz nachgedacht. Gegenüber Lärm von

Außen weisen die Gebäude jedoch ausreichend guten Schallschutz auf. Innerhalb der

Gebäude ist der Schallschutz hingegen etwas kritischer zu beurteilen. So sollten die Planer

von Holzgebäuden gehobenen Standards darauf hinweisen, dass mit Einhalten des

Mindestschallschutzes nicht mit Komfort zu rechnen ist, der den restlichen Belangen des

Gebäudes entspricht. Dies gilt aber wohl für den gesamten Bausektor. In dieser Arbeit

konnte gezeigt werden, dass (in schalltechnischer Sicht) mit überwiegend zufriedenen

Bauherren zu rechnen ist, wenn man sie in der Planungsphase über den Schallschutz

informiert und dann gegebenenfalls besondere schalltechnische Maßnahmen ergreift.

Lösungen, wie ein erhöhter Schallschutz in Holzgebäuden erzielt werden kann, sind

vorhanden. Das größte Potential für weitere Verbesserungen im Schallschutz liegt im

Trittschall und in der Ausbildung der Stoßstellen. Eine sorgfältige Ausführung der

entkoppelten Anschlüsse an den Baukörper bei Installationen und Haustechnik sowie die

Schwingungsentkopplung der haustechnischen Geräte wird die Anzahl der Beschwerden

von Bauherren reduzieren.

Das Feld der Schwingungsanfälligkeit von weitgespannten Holzdecken wird aufgrund der

Forderung nach immer schlankeren Querschnitten und größeren Spannweiten an

Bedeutung zunehmen. In diesem Bereich ist noch eine große Anstrengung in der

Forschungsarbeit zu leisten. Hier müssen Modelle gefunden werden, mit denen auf recht

einfache Weise die Eigenfrequenzen von Decken abgeschätzt werden können. Auf dieser

Basis können dann Lösungen in Form von z.B. Schwingungstilgern entwickelt werden, die

die Schwingungen gezielt reduzieren.

Somit sollte es in naher Zukunft möglich sein, schwingungsreduzierende Maßnahmen

bereits in der Planung zu berücksichtigen und gegebenenfalls in der werkseitigen

Vorfertigung von Holzdecken einzubauen.


6 Literaturverzeichnis

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Wellisch, Ulrich. 2008. Einführung in die Datenanalyse und Statistik mit R. Rosenheim :

Hochschule Rosenheim, 2008.


Anhang A Positionsplan Schützenhaus


Eidesstattliche Erklärung

Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Independent Study selbstständig angefertigt

habe. Es wurden die in der Arbeit ausdrücklich benannten Quellen und Hilfsmittel

benutzt. Wörtlich oder sinngemäß übernommenes Gedankengut habe ich als solches

kenntlich gemacht.

Ort, Datum Hendrik Reichelt

schall- und schwingungstechnische lösungen im holzbau · der holzbau zeichnet sich durch seine...

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