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Zum Schutz gegen unzumutbare Belästigungen aus fremden Wohnbereichen werden in der DIN 4109 Anforderungen an die Schalldämmung der Trennbauteile zwischen den
Wohnbereichen gestellt.
Diese Anforderungen können von heute üblichen
Konstruktionen bei fehlerfreier Ausführung sowohl in Holzbauweise als auch in Massivbauweise problemlos eingehalten werden. Dies spiegelt sich auch bei Güteprüfungen der Luft
-und Trittschall-dämmung am Bau wider.
Bei Umfragen unter den Bewohnern von Mehrfamilienhäusern
wird jedoch häufig die Trittschallübertragung der Trenndecke als störendeGeräuschquelle genannt. Die Beurteilung der Trittschallübertragung von Trenndecken anhand
des bewerteten Norm
-
Trittschallpegels im Bau als alleinige Bewertungsgröße
scheint somit unabhängig von der Bauweise nich
t ausreichend zu sein, um dem subjektiven Empfinden des Bewohners gerecht zu werden.
Als Voraussetzung für die Auswahl geeigneter Deckenkonstruktionen
immehrgeschossigen Holzbau wird deshalb in Abschnitt 2
zunächst ein zutreffendes Beurteilungskriterium für die
Trittschallübertragung gewählt
und Wege zur konstruktiven Umsetzung aufgezeigt. Bei der
Luftschalldämmung von Trennwänden und Trenndecken in
der Geschossbauweise spielt der Anteil der Flankenübertragung eine wesentliche Rolle, wie die Beispiele ausgeführter
Objekte in Abschnitt 3 zeigen.
Um diese Anteile der Flankenübertragung genauer berücksichtigen zu können und eine wirtschaftlichere Planung zu ermöglichen wird ein Forschungsprojekt durchgeführt, auf dessen Inhalte in Abschnitt
4
vorgestellt werden.
Schallschutz von Massivholzkonstruktionen und Prognose von Trittschallpegeln an Holzbalkendecken
(2017)
Holzhäuser zeigen Pioniercharakter in Bezug auf Energieeinsparung und Nachha
l
tigkeit
und bestechen durch ihre Kombination von nachhaltiger Bauweise mit a
n
spruchsvoller
Ästhetik und moderner Architektur. Auf Grund dieser Vorteile
nimmt die Anzahl der Hol
z-
bauten auch in der Geschoßbauweise des urbanen B
e
reichs kontinuierlich zu. Gerade im
G
e
schoss
wohnungsbau bieten sich moderne vorgefertigte Massiv
holzelemente wie Brett
-
sperr
holz
elemente, Hohlkastenel
e
mente oder Holz
-
Beton
-
Verbu
nd
elemente für eine bau
-
konstruktiv kosteneffizie
n
te Erste
l
lung der Gebäude an.
Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks
-
und Betonbauweise ist jedoch die Pl
a
nung e
i
nes
Bauobjektes in Holzbauweise für den Architekten und die Fachplaner eine deutlich größ
e-
re
Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von be
währ
ten
Konstruktionen und Ko
n
struktionswerkzeugen für den Schallschutz und die Ge
brauchs
-
tauglichkeit (Schwingungsnachweis). Es besteht erheblicher Handlungsbedarf, zumal
Holzbau
ten wesentliche Chancen hinsichtlich einer Verbesserung der (L
e
benszeit)
-
CO
2
-
Bilanz bieten.
Die Folge des Mangels an geeigneter Konstruktions
unterstützung wird im Pl
a
nungs
pro
-
zess offensichtlich. Um die Anforderungen an den Schallschutz und an die Gebra
uchs
-
taug
lichkeit sicher erfüllen zu können, werden die Bauteile häufig durch Ersatzmodelle
und vereinfachte konservative Ansä
t
ze überdimensioniert und dadurch unwirtschaftlich.
Geeignete computergestützte Planungswerkzeuge, die eine Simulation der g
e
nan
nten
bauphysikalischen und konstruktiven Eigenschaften bereits im frühen Planungsentwurf
für das gesamte Bauwerk und nicht nur für einzelne Kompone
n
ten er
mög
lichen, könnten
den Planungsaufwand nicht nur drastisch reduzieren, sondern auch zuverlässiger m
a
chen,
die Qualität entscheidend erhöhen und d
a
mit letztendlich die Wett
be
werbs
fähigkeit von
Holzbauten fördern.
Aus dieser Motivation heraus wird derzeit ein Kooperationsprojekt der TU
-
München der
Hochschule Rosenheim und des ift Rosenheim durchgeführt
.
Als Zielsetzung
des Projekts
ergibt sich ein Planungsprozess, der die numerische S
i
mulation und den Nach
weis vibr
o-
akustischer Gebäudeeigenschaften eng an ein umfasse
n
des Bauwerks
informationsmodell
(BIM) koppelt. Dies ermöglicht dem Fachplaner einen opt
imierten Entwurf einzelner Baute
i
le,
die Untersuchung deren (schwi
n
gungs
technischer) Kopplung sowie der vibroakust
i
schen
Eigenschaften des Gesamtgebäudes bereits in einem frühen Planungsstadium. In Kombin
a-
t
i
on mit der Methode der Statistischen
-
Energie
-
Ana
lyse (SEA) wird hierzu die Erwe
i
t
e
rung
vorhandener Finite
-
Elemente
-
Verfahren hi
n
sichtlich einer geometrisch
-
mechanischen und
vibroakustisch konsistenten Kopplung von Bauteilen sowie die Ableitung des volumenorie
n-
tierten G
e
samtmodells aus dem Bauwerks
in
fo
r
ma
tions
modell a
n
g
e
strebt.
Zum Schutz gegen unzumutbare Belästigungen aus fremden Wohnbereichen werden in
DIN 4109
[
1
]
u.a. Anforderungen an die Trittschalldämmung von Trenndecken gestellt.
Diese Anforderungen können von heute üblichen Trenndeckenkonstruktion bei fehlerfre
i-
er Ausführung sowohl in Holzbauweise als auch in Massivbauwei
se problemlos eingeha
l-
ten werden. Dies spiegelt sich auch in Güteprüfungen am Bau wider. Dennoch wird die
Trittschallübertragung bei Umfragen unter den Bewohnern von Mehrfamilienhäusern
meist als die störendste Geräuschquelle genannt
[
2
]
,
[
16
]
.
Da der messtechnische Nachweis für die Anforderungen nach DIN 4109 mit einem Norm
-
Hammerwerk als Anregungsquelle durchgeführt wird, ist zunächst die Übereinstimmung
zwischen dem Ergebnis d
ieser Messung (dem bewerteten Norm
-
Trittschallpegel
L’
n,w
bzw.
L
n,w
) und dem subjektiven Empfinden des Bewohners bei der üblichen Anregung
durch Begehen der Decke zu hinterfragen. In Abschnitt 2 wird hierzu auf die Korrelation
zwischen dem subjektiven Emp
finden des Bewohners und dem nach DIN EN ISO 717
-
2
[
3
]
bewerteten Norm
-
Trittschallpegel eingegangen. Alternative Bewertungsverfahren, die
mit der Zielsetzung einer besseren Übereinstimmung zwischen Hammerwerksmessu
ng
und subjektivem Empfinden entwickelt wurden, werden in Abschnitt 3 gegenübergestellt.
In Abschnitt 4 werden daraus Zielwerte für die Bauteiloptimierung abgeleitet. Eine mögl
i-
che konstruktive Umsetzung wird in Abschnitt 5 vorgeschlagen.
Durch die geplante
Übernahme des europäisch harmonisierten Berechnungsve
r
fahrens
nach EN 12354 in die neue DIN 4109 werden für den Nachweis der Schalldämmung neue
Planungsdaten erforderlich. Neben den Planungsdaten für die direkte Übertragung des
Trennbauteils werden Daten f
ür die Stoßstellen zwischen Trennba
u
teil und flankierenden
Bauteilen benötigt. Die Erarbeitung dieser Planungsgrundlagen in Form von Bauteilkatal
o-
gen zeigte besonders bei Bauteilen in Holzbauweise deutliche Lücken für die Beurte
i
lung
der Stoßstellen und de
r daraus resultierenden Flankenübe
r
tragung auf. Um diese Lücken
zu schließen, wurden in den letzten Jahren von verschiedenen Stellen Untersuchungen v
o-
rangetrieben und veröffentlicht, deren Ergebnisse zur Prognose der Flanke
n
übertragung in
diesem Beitrag zu
sammengestellt und interpretiert werden. Über die Z
u
sammenstellung
hinaus werden die Verbesserungsmöglichkeiten durch elastische Entkopplungen der Sto
ß-
stellen untersucht und die Anwendbarkeit der Planung
s
daten durch Berechnungsbeispiele
überprüft. Hierbei
wird eine vereinfachte Berechnung mit Vernac
h
lässigung der gemischten
Übertragungswege (Fd, Df) der genaueren Berechnung gegenübe
r
gestellt.
Schallschutz von Holzbalkendecken - Strategien für die Sanierung
Holzbautag Biel 2012
3
A. Rabold
Schallschutz von Holzbalkendecken
Strategien für die Sanierung
Einleitung
Die Altbausanierung nimmt gegenüber dem Gesamtvolumen der Bautätigkeit eine immer be-
deutendere Stellung ein. Falls die geplanten Sanierungsmaßnahmen nicht unter den Be-
standsschutz fallen, sind die Anforderungen der zum Zeitpunkt der Sanierung baurechtlich
eingeführten Normen zu berücksichtigen. Das Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders
sorgfältige Planung erfordert, ist die Trenndecke, die in Altbauten häufig als Holzbalkendecke
ausgeführt wurde. Die vorhandenen Planungsgrundlagen für den Schallschutznachweis von
Holzbalkendecken in Massivbauten sind sowohl in der Normung als auch der Literatur sehr
lückenhaft. Um aktuelle Planungsdaten zu erarbeiten wurde deshalb am ift Rosenheim zu-
nächst ein Vorhaben durchgeführt, in dem die Luft- und Trittschalldämmungen typischer Alt-
baudecken und die Verbesserungen durch unterschiedliche Sanierungsmaßnahmen unter
Laborverhältnissen ohne Flankenübertragung untersucht wurden [1], [2]. In einem aktuellen
Forschungsvorhaben [3] wurde nun in Kooperation mit der Hochschule Rosenheim die Flan-
kenübertragung bei unterschiedlichen Mauerwerkstypen und Deckeneinbindungen ermittelt.
Der Beitrag beschreibt zunächst den Einfluss der Deckenkonstruktion auf die Schalldämmung
und die Ermittlung der Planungswerte für die direkte Übertragung der Decke. Im zweiten Ab-
schnitt werden Planungsdaten für die Flankenübertragung in der Altbausituation dargestellt.
Die Anwendung des Modells sowie die Validierung anhand von Baumessungen wird im dritten
Abschnitt erläutert.
Die schalltechnische Planung von Doppel- und Reihenhäusern
verlangt eine besondere Sorgfalt, da der Bauherr einerseits
ein Haus mit einer Grundrissgestaltung eines freistehenden
Einfamilienhauses bewohnt, andererseits durch die Gebäu-
detrennwand in unmittelbarer Nähe an seinen Nachbarn
grenzt. Die einschlägigen Normen berücksichtigen dies durch
höhere Anforderungen an die Gebäudetrennwand gegen-
über der Schalldämmung von Wohnungstrennwänden.
Der vorliegende Beitrag soll Planungshilfen für die Optimie-
rung der Ausführung von Haustrennwänden in Holzbauwei-
se und des fl ankierenden Daches über der Trennwand geben.
Hierbei wird auch der Einfluss der niederfrequenten Schall-
übertragung berücksichtigt, der von den Anforderungen der
Normen nicht oder nur teilweise erfasst wird
Die schalltechnische Planung eines Mehrfamilienhauses (MFH)
in Holzbauweise
stellt
in der
Regel eine größere Herausforderung dar, als
bei
einem
vergleichbaren
Bauvorhaben
in
Beton- und Mauerwerksbauweise.
Die Ursache dieses Ungleichgewichts ist nicht nur in den vielfältigen Gestaltungs- und
Ausführungsvarianten
des
Holzbaus
zu
suchen, sondern ist vielmehr in den fehlenden
Planungsunterlagen
zum
Schallschutz
begründet. So ermöglicht die derzeitige DIN 4109
vom November 1989 [1] zwar problemlos den schalltechnischen Nachweis
für
übliche
Mauerwerks-
und
Betonbauweise, für Holzbauteile sind die Nachweismöglichkeiten jedoch
sehr
begrenzt.
Bei
Holzdecken sind beispielsweise sieben Ausführungsvarianten aufgeführt,
von denen nur vier den Anforderungen in einem Mehrfamilienhaus genügen.
Zur
Beseitigung
dieser
Schieflage
wurden in der Vergangenheit unter Koordination der
Deutschen Gesellschaft für Holzforschung auf Grundlage
umfangreicher
Forschungsvorhaben
verschiedene
Schriften in der Reihe Informationsdienst Holz
veröffentlicht, die Planungsgrundlagen für Decken, Wände und Dächer bilden. [2], [3]
Diese
Ergebnisse
fließen
nun
auch
in die derzeit in Bearbeitung befindliche Neufassung der
DIN
4109 ein. Der neue Bauteilkatalog der DIN 4109 wird den heutigen Holzbau in
Deutschland
wesentlich besser repräsentieren und kann auf Grund seiner offenen
Gestaltung kontinuierlich ergänzt werden.
Neben dem Bauteilkatalog wird auch das Nachweisverfahren aktualisiert und an
die
europäische
Normung
(EN
12354) angepasst. Für den Holzbau wurde das
Berechnungsverfahren der inzwischen als Deutsche Norm
eingeführten
DIN
EN
12354:2000
in verschiedenen Vorhaben verifiziert [4], [5] und an die speziellen
Schallübertragungsmechanismen im Holzbau angepasst [6], [7].
Im neuen Nachweisverfahren ist vorgesehen, auch
Laborergebnisse
von
Holzdecken,
die
nicht im Bauteilkatalog enthalten sind, für den Nachweis zu verwenden. Dies war bei
Holzdecken
bisher nicht möglich, da die Nachweisführung eine Labormessung mit
„bauüblichen Nebenwegen“ voraussetzte, es aber für
„den
Holzbau“
keinen
solchen
normativ
festgelegten Prüfstand gab.
Nachfolgend wird auf die neuen Nachweismöglichkeiten im Holzbau eingegangen
und
das
Verfahren am Beispiel eines Mehrfamilienhauses
erläutert. Für die in diesem Bauvorhaben
eingesetzte Hohlkastendecke mit integrierten Schwingungstilgern wurden verschiedene
Übertragungswege vorab in Laborprüfungen untersucht [8], [9].
Da die neue DIN 4109 noch in Bearbeitung ist
und
verschiedene
Randbedingungen
wie
z.B.
die Vorhaltemaße noch nicht festgelegt sind, wurde das Verfahren in diesem Fall lediglich
zur Prognose der zu erwartenden Schalldämmung am Bau verwendet. Die
eigentliche
Nachweisführung erfolgte durch eine Güteprüfung am Bau. Hierdurch ergab sich
die
Möglichkeit, die Messergebnisse mit den prognostizierten Werten zu vergleichen.
Die Holzbauweise wird zunehmend auch in öf-
fentlichen Gebäuden wie Verwaltungsgebäuden,
Schulen und Kindergärten eingesetzt. Gerade bei
Schulen und Kindergärten werden dadurch be-
reits junge Menschen mit dem natürlichen Bau-
stoff Holz durch seine angenehme Optik und
Haptik in positiver Weise vertraut gemacht.
Diesen „Wohlfühlkriterien“ vorangestellt sind na-
türlich gerade in öffentlichen Gebäuden die Si-
cherheitsaspekte der Statik und des Brandschut-
zes. Auch die Anforderungen an die Raumakus-
tik, den Schallschutz und das Schwingungsverhal-
ten der Decken sind zu berücksichtigen. Hierbei
beziehen sich die Anforderungen an das Schwin-
gungsverhalten auf spürbare Schwingungen, die
in einem Frequenzbereich unterhalb des mensch-
lichen Hörbereichs liegen. Die Anforderungen an
den (Tritt-) Schallschutz beziehen sich hingegen
auf abgestrahlte Körperschallschwingungen in-
nerhalb des Hörbereichs.
Während die Kriterien des Brandschutzes und der
Statik bereits bei der Entwicklung eines Holzbau-
elements zur Marktreife berücksichtigt werden
und auch für die Raumakustik optimierte Holz-
bauelemente mit integriertem Schallabsorber zur
Verfügung stehen, liegen zum Schwingungsver-
halten weitgespannter Holzdecken und dem ent-
sprechenden Nachweis nach DIN 1052 [2] noch
zu wenige allgemein gültige Aussagen bzw. Kon-
struktionsregeln vor. Auch Decken mit geringen
Trittschallübertragungen bei den subjektiv domi-
nanten tiefen Frequenzen sind bislang nur verein-
zelt zu finden. Diese Ausgangssituation wurde
von zwei aktuellen Forschungsprojekten der
TU München, des ift-Rosenheim und des IBP
Stuttgart (Fraunhofer Institut für Bauphysik), un-
ter Koordination der DGfH aufgegriffen. Nach-
folgend wird der bisherige Stand der z.T. noch laufenden Projekte dargelegt, konstruktive Lö-
sungsansätze aufgezeigt und eine gelungene
Umsetzung an einem Schulgebäude in Rosen-
heim vorgestellt