Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken

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1 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin 1 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken Markus Leppin Leiter Technik Regnauer Fertigbau GmbH DE-Seebruck

2 2 Tieffrequent optimierte Holzbalken Decken M. Leppin

3 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin 3 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken 1. Holzbalkendecke Historie und Istzustand Neben dem Vorurteil Holzbauten brennen gehört das Thema Schallschutz zu den wichtigsten Fragestellungen der Endkunden. Die Gebäude müssen dem hochwertigen Niveau von Design und Preis folgend auch die entsprechende Qualität im Schallschutz bieten Klassische Holzbalkendecke Die klassische Holzbalkendecke hat die weiteste Marktverbreitung im Bereich Fertigbau und Zimmerer Haus. Meist ist sie unterseitig mit 12,5 GKF verkleidet, im Gefach zur Dämpfung mit einem Faserdämmstoff gefüllt. Nach der aussteifenden Holzwerkstoffplatte folgen meist eine Höhenausgleichplatte und eine durchgehende Trittschallplatte. Druckverteilung und Masse erhält man über 40-50mm Estrich unterschiedlichster Zusammensetzung. Abbildung 1: Systemschnitt Holzbalkendecke für getrennte Nutzung mit Estrich und Federschiene, Quelle Informationsdienst Holz Dieser Aufbau leistet seit ca. 30 Jahren in der Fertighausbrnache zwischen L nw db. Maximal erfolgen Verbesserungen durch eine Trittschalldämmung in Mineralfaser oder Federschienen, die bei getrennten Wohneinheiten eingebaut werden. Lokale Weiterentwicklungen sind die Rohdeckenbeschwerung mittels Schüttung (System Fermacell und System Köhnke). Betrachtet wir immer in den Kennwerten der L nw, nicht das Hörempfinden der tiefen Frequenzen. Gerade diese tiefen Frequenzen werden jedoch beim Kunden sehr stark wahrgenommen Brettsperrholz Decke Verstärkter Beliebtheit erfreut sich industriell unterstützt die Brettsperrholz Decke. Deren wichtigster Vorteil ist die geringe Bauhöhe sowie die Einfachheit bei der Planung. Nachteilig ist der hohe Material Einsatz am Rohstoff Holz bezogen auf die zu leistende Spannweite. Der Schallschutz wird durch sehr hohe Rohdeckenbeschwerungen mit Splitt realisiert. Diese beim höherwertigen Schallschutz notwendige hohe Auflast in der Fläche führt zur Reduzierung der Spannweite. Abbildung 2: Quelle DataHolz.com Systemschnitt getrennte Nutzung 50mm Estrich, 40mm Trittschalldämmung, 120mm Splittschüttung, KLH 140mm

4 4 Tieffrequent optimierte Holzbalken Decken M. Leppin 2. Entwicklungsidee 2.1. Ziele Optimierung der einfachen, wirtschaftlichen Decke für Standard Hausbau L nw 52dB Deutliche Verbesserung im für den Kunden wichtigen tieffrequenten Bereich Lösung für den erhöhten Schallschutz im mehrgeschossigen Holzbau < 46dB Erhöhung des Vorfertigungsgrades und der eigenen Wertschöpfung Neuen Weg gehen als die Rohdeckenbeschwerung Aufbauen eines Alleinstellungsmerkmal auf dem Markt Zwei Schallschutzstufen in einem System => Silence und Deep Silence 2.2. Entwicklungsbild Die Entwicklung fand als reines Industrieprojekt zwischen der FH Rosenheim (Prof. Schanda), dem ift Rosenheim (Prof. Rabold) und der Fa. Knauf (Hr. Thode) statt. Abbildung 3: Entwicklungsschaubild Fa. Rensch Haus, Spannungsbild Forscher/Entwickler und Nutzer/Wirtschaft 3. Vorversuche und Messungen am fertigen Produkt 3.1. Praxis Ist - Messung FH Rosenheim (Prof. Schanda) Im Rahmen der Wissenschaftlichen Zusammenarbeit wurden verschiedene Decken von Bestandsgebäuden mit dem Normhammerwerk und dem Normgeher Prof. Schanda vermessen. Hörbilder des Ist-Bestandes der Decken wurden mit dem Kunstkopf aufgenommen Labormessung Fa. Knauf Iphofen (Hr. Thode) In einem gemeinsamen Messaufbau wurde versucht, den maximalen Schallschutz einer Holzbalkendecke im Vergleich zur Betondecke zu erzielen. Durch die Funktion der totalen Entkopplung wurden hervorragende Ergebnisse erzielt. Eine nahezu frei tragende Unterdecke ist aber in der Baupraxiswirtschaftlich nicht darstellbar. Die grundsätzliche Idee kann aber in die Praxisversuche übertragen werden.

5 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin 5 Abbildung 4: Fa. Knauf Voruntersuchungen im Labor oberste Kurve Holzbalkendecke Bestand, mittlere Kurve Betondecke, unterste Kurve Silence Decke MAX 3.3. Labormessung ift Rosenheim (Prof. Rabold) Die gewonnen Erkenntnisse wurden nun in Eigenmessungen mit verschiedenen praxisnahen Konstruktionen im Labor durchgeführt.8 verschiedenste Abhängsysteme und Plattenarten wurden getestet. Bestehende handelsübliche härtere Entkopplungssysteme wurden verglichen mit sehr weichen Neu- und Eigenentwicklungen. Hierbei wurden Befestigungsmittel, Plattenart Anzahl und Dicke variiert. Abbildung 5: ift Rosenheim, Einbau Deckenelement auf Prüfraum 3.4. Praxismessung mit ift Rosenheim in einem Referenz Gebäude In einem realen Kunden-Gebäude wurden die 3 erfolgversprechendsten Konstruktionen in der Praxis getestet. Entscheidend ist die Reduzierung von Unterkonstruktion und Befestigungen. Das System muss sicher in der Ausführung der Entkopplung sein. Eine sehr gute Vorplanung in der Konstruktion und die schnelle Verarbeitung mit einfachen Verbindungstechniken sind wichtig.

6 6 Tieffrequent optimierte Holzbalken Decken M. Leppin Abbildung 6: Fa. Regnauer Seebruck, Verarbeitung der Entkoppler, Testdecke mit verschiedenen Abhängern Auf Grund des Zieles der Wirtschaftlichkeit muss das Abhänge-System samt Beplankung weitgehendst im Werk unter die Decke montiert werden. Das Einsparungspotential in der Verarbeitung der Deckenuntersicht liegt zwischen Werksleistung zu Montage um den Faktor 2-4. Die Systeme müssen für die Montage von oben auf den Tischen liegend geeignet sein und die Druckkräfte aufnehmen können. Das System muss robust genug sein, um Wendevorgänge und Transport zur Baustelle ohne Veränderungen zu überstehen Abbildung 7: Fa. Regnauer Seebruck, fertige Decken-Untersicht mit Entkoppler vor dem Wenden und Fertigstellen der oberen Beplankung. Nach dieser Baustellenmessung wurde die Ausführung der Standard Hausbau Decke Silence Decke fixiert als Baustellenwert L nw = 49dB C I = 2dB Praxismessung mit ift Rosenheim im Objektbau Aus den Labormessungen 3.3 sind funktionale Erkenntnisse für den höherwertigen Schallschutzentstanden. Grundlage ist die weitere Masseerhöhung der Masse m 2 an der Unterseite jedoch mit der Varianz der Dichte. Ziel war es, L nw <46 und den C I so klein wie möglich zu halten. Die K2 60 Bauweise für Gebäude Klasse 4 hat durch die Erhöhung der Gips-Masse und die Erhöhung der Beplankungsanzahl positive Effekte. Beachtet werden muss abweichend von der Musterbaurichtlinie die Ausführung der Stoßstellen der Bauelemente, um die Flankenübertragung zu minimieren. Nach einer Vormessung wurde das System bei 38 Wohnungen am BV Regensburg BA auf 3800m² BGF umgesetzt. Exemplarisch wurde das BV auf den Trittschall vermessen.

7 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin 7 Abbildung 8: Fa Regnauer Seebruck BV Regensburg, 4. Entscheidungsmatrix Um das richtige Deckensystem zu wählen, müssen alle entscheidenden Faktoren mit betrachtet werden Systematik der Entscheidungsmatrix Die unsere Entwicklung entscheidenden Faktoren sind: Ergebnisse L nw Ergebnisse C I Gewicht kg/m² Unterdecke Mehrkosten in den Herstellkosten pro m² Abbildung 9: Fa. Regnauer Seebruck, Kenngrößen der Versuchsaufbauten, x Achse Versuche, y Achse Kennwerte Einheiten unabhängig 4.2. Auswertung Die verschiedenen Labor- und Baustellenmessungen ergeben nach obigen Kennwerten die Kriterien der Entscheidungsfindung. Im Fokus steht der geringste ci-wert zu den geringsten Kosten unter Einhaltung der L nw Ziele. Messung 1-5 sind Vormessungen für die Silence Decke Hausbau, 6-8 Vormessungen für erhöhten Schallschutz. Die Varianten sind teils aktuelle Handelsprodukte als auch eigene Weiterentwicklungen der Abhängesysteme. Variiert wurden Plattenart und Masse der Unterdecke.

8 8 Tieffrequent optimierte Holzbalken Decken M. Leppin Abbildung 10: Fa. Regnauer Seebruck, Beispiel Auswertung der Baustellen-Vormessung mit Massenentwicklung der Rohdecke 4.3. Ergebnis verglichen Normhammerwerk zu Normgeher Die Messwerte aus Analysezeit als auch die Baustellenmessungen zeigen den deutlichen Quantensprung in den Normhammerwerk-Werten aber auch die Verbesserung der Geher- Werte. Die Messwerte L nw + C I (x Achse) stellen zwischen 60 und 65 db Standard Holzbalken-Decken dar. Der Bereich dbzeigt verschieden optimierte Decken. Im oberen Bereich Silence, im unteren Deep Silence. Betrachtet man auf der Y- Achse die Geräusche des Gehers, so sind unsere Decken kaum noch hörbar. Die Auswertung zeigt deutlich den Quantensprung, der bei dieser einfachen, aber sehr effektiven Deckenform möglich ist. Entscheiden wird, da die Deep Silence hervorragend ist, der Umgang mit der Flankenübertragung und den Nebenwegen. Abhängig davon und den technischen Weiterentwicklungen gibt es eine Streuung in den Messwerten. Störend!!! Nicht hörbar!! Abbildung 11: ift Rosenheim und Fa. Regnauer Seebruck, Auswertung der Baustellen Messung Normhammerwerk und Normgeher

9 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin Das fertige Produkt Nach 4 Jahren Entwicklung und mehr als 40 Labor- und Baustellenmessungen haben sich 2 Endvarianten als fertige Produkte herausgestellt: Silence und Deep Silence Decke. Gleichbleibende Basis ist immer die Holzbalkendecke mit schwimmendem Zementestrich, je nach Anforderungen variieren der Abhänger und die unterseitige Beplankung. Abbildung : Fa. Regnauer Seebruck, Beispiel Auswertung der Baustellen-Vormessung mit Massenentwicklung der Rohdecke 5. Die Menschen Parallel zu der bauphysikalischen Produktentwicklung ist es für den Gesamterfolg entscheidend, alle mit Beteiligten mit einzubinden. Exemplarisch ausgeführte Beispiele Kunde In unseren technischen Erläuterungen im Rahmen der Werksführung wird Interessenten die Funktion der Silence Decke erläutert und anschaulich dargestellt. Fachlich kann man die tiefen Frequenzen nur als Klangbild beschreiben, nicht mit Fachbegriffen wie L nw +C I.Argumente sind hier die Ruhe im eigenen Heim und eine spätere Umnutzung. Oberstes Ziel ist die Zufriedenheit des Kunden. Beispiel Bauherr BV Regenburg I+II:. hervorragende Qualität der Bauteile, höre nicht mal mehr die Stereoanlage meines Sohnes Abbildung 14: Fa. Rensch Haus, Zufriedene Kunden im eigene Haus

10 10 Tieffrequent optimierte Holzbalken Decken M. Leppin 5.2. Bekanntheitsgrad des Produktes Nach den Erfolg versprechenden Messungen der Testbauten und zum Start der Markteinführung der Silence Decke im Hausbau bekamen wir, die Fa. Regnauer aus Seebruck, den Bundesinnovationspreis und den Kreativpreis des Fachschriftenverlages. Beide Auszeichnungen zeigen, dass der Holzbau durch ein sehr gutes Produkt das Thema Schallschutz positiv besetzen kann. Abbildung 15: Fachschriftenverlag 2012 Kreativpreis, Bundeswirtschaftsministerium 2011 Bundesinnovationspreis 5.3. Identifikation Verkauf Wichtig ist dem Verkauf das Alleinstellungsmerkmal als alleiniger Anbieter und die positive Bewertung durch die Auszeichnungen. Grundlage ist hierbei immer die Einhaltung der geltenden Normwerte L nw und ein akzeptabler Mehrpreis. Die Besonderheit des Silence Aufbaues wurde erst klarer durch die vergleichende Zusammenfassung Realisierung der Montage Die Ausführenden müssen sich mit dem verbesserten Produkt identifizieren; die Belange aus der Montage müssen in die Konstruktion einfliessen. Themen der Montage sind temporärer Regenschutz, Verladungstechnik und Massgenauigkeit. Schnittpunkte sind die Gebäudetechnik mit Lüftung, Sanitär und Elektrik. Durch den stabilen industriellen Prozess, die permanente Verbesserungen und das Feedback zum Werk wurde das Produkt zum Erfolg. 6. Der Erfolg 6.1. Zahlen Seit der Produkteinführung im Hausbau 2012 wurde die Silence Decke zum Standard im Hausbau und in ca. 230 Häuser mit ca m² verbaut; im Objektbau fanden ca. 6000m² Silence Decke und ab 2014 ca. 8000m² Deep Silence Decke für den Bereich mit erhöhten Anforderung ihren Einsatz Der Mehrgeschossige Holzbau Der mehrgeschossige Holzbau mit vorgefertigten Tafelelementen hat immense Vorteile in Bauzeit, Prozessqualität und Bauteilqualität. Beispiel hierfür ist das BV Burghausen, BGF 1600m², Brandschutz K2 60, Deep Silence. Der Kunde hat eine getrennte Nutzung des Gebäudes und zusätzlich höhere Schallschutz Anforderungen gewünscht und bekommen; er ist heute sehr zufrieden.

11 Tieffrequent optimierte Holzbalkendecken M. Leppin 11 Abbildung 16: Fa. Regnauer, BV Burghausen 2013 BV Regensburg II über 3800m² BGF in 36 Wohnungen, Gebäudeklasse 4, K2 60 Anforderung, Bauzeit mit Tiefgarage 14 Monate. Der Kunde hat eine getrennte Nutzung des Gebäudes und zusätzlich höhere Schallschutz Anforderungen gewünscht und kommen; er ist heute sehr zufrieden. Abbildung 17: Fa. Regnauer, BV Regensburg Resümee Auf Grund der gezeigten Entwicklung ist klar, dass die Holzbalkendecke einerseits wirtschaftlicher ist hinsichtlich des geringen Rohholzeinsatzes vgl. Brettsperrholz, andererseits durch die Aktivierung der richtigen Feder und der richtigen Wahl der Masse m 2 sehr effektiv im tieffrequenten Schallschutz. Egal wie und mit welchem Ergebnis die DIN 4109 überarbeitet wird: die Rechtsprechung gibt uns als Fachunternehmer eine dem Gebäude entsprechende Schallschutz vor. Für diese Qualität der Ausführung bedarf es des integrativen Grundgedankens eines Systemherstellers mit dem Fachwissen über Bauphysik, Prozesse und Wirtschaftlichkeit. Die Fa. Regnauer aus Seebruck hat gezeigt, dass Bauteilqualität über die Norm hinaus im tieffrequenten Bereich erfolgreich umgesetzt wird. Es bleibt zu hoffen, das andere Unternehmen ebenfalls diesen Weg beschreiten werden.