Verbesserung des Schallschutzes von Holzbalkendecken bei der Modernisierung von Gebäuden

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1 Bauforschung Verbesserung des Schallschutzes von Holzbalkendecken bei der Modernisierung von Gebäuden F 2114 Fraunhofer IRB Verlag

2 F 2114 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon (07 11) Telefax (07 11) irb@irb.fraunhofer.de

3 Prof. Dr.-rig. habil. Karl Göseie Schallschutz und Lärmabw: Beratung - Entwicklung - Forschung Verbesserung des Schallschutzes von Holzbalkendecken bei der Modernisierun g von Gebäuden Untersuchungen durchgeführt im Auftrag des Bundesministeriums für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau AZ: B I Seiten mit Anhang Leinfelden-Echterdingen, den Leinfelden-Echterdingen 3 (Stetten a. F.), Grundstraße 32

4 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Inhaltsverzeichnis 1 Aufgabenstellung 2. Schalltechnisches Verhalten von alten Holzbalkendecken 3. Übertragungswege bei Holzbalkendecken und daraus resultierende Probleme der Verbesserung 4. Schallübertragung über die Wände 4.1 Luftschalldämmung Neuere Gebäude Altere Gebäude 4.2 Trittschallübertragung 5. Verbesserungsmaßnahmen an der Deckenoberseite 5.1 Teppichböden 5.2 Aufdoppelung des Fußbodens 5.3 Schwimmender Estrich Grundsätzliche Wirkungsweise Praktisches Beispiel 5.4 Trockenestriche, Holzspanplatten mit Dämmschicht 5.5 Holzspanplatten oder Holzfußboden auf Lagerhölzern 5.6 Neuer Fußboden (Herausnehmen des bisherigen Fußbodens) 6. Verbesserung an Deckenunterseite 6.1 Ersetzen der Putzschale durch neue Verkleidung 6.2 Zusätzliche unterseitige Verkleidung 7. Decken mit sichtbaren Holzbalken 7.1 Ursprünglicher Zustand 7.2 Verbesserungsmaßnahmen 8. Zusammenfassung 9. Literatur

5 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 2_ 1. Aufgabenstellung Wenn alte Gebäude saniert werden, will man dabei auch die mangelhafte Schalldämmung der Holzbalkendecken der Fußböden verbessern. Im Rahmen des Möglichen müssen dabei die Anforderungen von DIN 4109 "Schallschutz im Hochbau", Neufassung 1989 erfüllt werden. Man sollte versuchen, den Schallschutz moderner Massivbauten in etwa zu erreichen. Ob dies möglich ist und auf welche Weise, wurde durch Untersuchungen geklärt, über die hier berichtet wird. Dazu sind Untersuchungen im Laboratorium und vor allem auch in ausgeführten Bauten vor und nach der Sanierung vorgenommen worden. Die allgemeine Meinung war bisher, daß man natürlich mit den wesentlich leichteren Holzbalkendecken nicht den Schallschutz von schweren Massivdecken mit schwimmendem Estrich erreichen könne, zumal man in den möglichen Verbesserungsmaßnahmen sehr beschränkt ist. Das Ergebnis der vorliegenden Untersuchungen ist, daß man den Schallschutz von alten Holzbalkendecken mit mäßigem Aufwand trotz des geringen Gewichts so verbessern kann, daß er dem von neuen Massivdecken etwa gleichwertig, ja unter Umständen sogar überlegen ist. 2. Schalltechnisches Verhalten von Holzbalkendecken vor der Sanierung Dazu sind in einer Reihe von älteren Bauten Luft- und Trittschall- Messungen vorgenommen worden.. Die Dämmwerte in Abhängigkeit von der Frequenz sind im Anhang Al enthalten Eine Ubersicht über die Werte des bewerteten Schalldämm-Maßes R' und des Trittschallschutzmaßes TSM sind in Bild 1 gegeben. Die Mittelwerte sind in Tabelle 1 zusammengestellt und mit den künftigen Anforderungen nach DIN 4109 für Mehrfamilienhäuser verglichen.

6 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Tabelle I Schallschutz von alten Holzbalkendecken vor der Sanierung Meßwerte Streubereich Mittel Vergleichswerte Anforderungen von DIN 4109 Mittelwerte in neuen Massivbauten Trittschallschutzmaß TSM in db bewertetes Luftschalldämm-Maß R' in db -7 bis bis Nur in einem einzigen der untersuchten Fälle war eine alte Holzbalkendecke aus dem 18. Jahrhundert, jedochmehrfach umgebaut, schalltechnisch so gut, daß sie den heutigen Anforderungen mit einem TSM = 9 db und R = 58 db in etwa genügte, näheres siehe Anhang Al. In der Regel sind jedoch Holzbalkendecken in schalltechnischer Hinsicht verbesserungsbedürftig, wobei folgende Verbesserungen aufgrund der obigen Zahlenwerte anzustreben sind: beim Trittschallschutz beim Luftschallschutz db 6-8 db Nun ist bei Verbesserungsmaßnahmen an Holzbalkendecken die Verbesserung für den Trittschallschutz und den Luftschallschutz zahlenmäßig etwa gleich groß, solange man nur die Decke allein - ohne Ubertragung entlang der Wände - betrachtet, siehe [21*). Nach den obigen Ausführungen ist die erforderliche Verbesserung für den Trittschallschutz um etwa 10 db größer als für den Luftschallschutz. Zusammenfassend heißt das, daß bei einer ausreichenden Ver- *1 ' Dabei gilt dieser Zusammenhang allerdings nicht bei Decken mit Teppichbelägen. Diese bringen einen gewissen Trittschallschutz, ohne die Luftschalldämmung zu verbessern.

7 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt_ 4_ besserung des Trittschallschutzes automatisch auch der Luftschallschutz in Ordnung ist, sofern es die Wände zulassen, näheres siehe Abschnitt 4. Deshalb wird im folgenden der Übersichtlichkeit halber meist nur über die Verbesserung des Trittschallschutzes gesprochen. 3. Die Ubertragungswege und daraus folgende Gesichtspunkte für Verbesserungsmaßnahmen Wenn man verbessern will, muß man wissen, wo man ansetzen muß. Dies ist bei Holzbalkendecken zunächst etwas undurchsichtig. In Bild 2 sind die drei hauptsächlich zu unterscheidenden übertragungswege dargestellt. Die übertragung I über den Lufthohlraum der Decke hinweg ist, da es sich um eine doppelschalige Konstruktion handelt, relativ gering, bedingt vor allem durch die schwere Putzschale. Entscheidend für die Übertragung alter Decken ist der Weg II vom Fußboden über die Balken zur Putzschale. Wegen dieses Weges ist die Art der Füllung kaum von Einfluß. Schließlich kommt noch ein dritter Weg DI ins Spiel, entlang der Wände. Er wird im folgenden Abschnitt naher besprochen. Durch Verbesserungen alai der Deckenoberseite können bezüglich des Trittschallschutzes alle drei Wege I, IEund III beeinflußt werden. Andert man dagegen an der Unterseite, dann beeinflußt man nur die Wege I und U. Die erreichbare Verbesserung wird durch den Weg ILL begrenzt. In Bild 2 sind ungefähre Richtwerte für diese Übertragung eingetragen. Schließlich muß man sich darüber im Klaren sein, daß den IATg 77 begrenzt wird, der nur.,,ntlang der Wände verläuft und nicht von Maßnahmen an der Decke abhängt. Man muß in diesem Fall dann an den Wänden etwas tun.

8 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 5 4. Schallübertragung über die Wände 4.1 Luftschalldämmung Neuere Gebäude Im Senderaum werden massive Wände durch den Luftschall zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen werden ohne große Schwächung, um etwa 4 db, normalerweise in den darunter- oder darüber-liegenden Raum übertragen. Da die Wände meist als Fachwerkwände von etwa mm Dicke ausgeführt sind, sind sie ziemlich leicht (ca kg/m2), weshalb die Schwingungen relativ groß sind. Auch die in das darüberoder darunter-liegende Geschoß übertragenen Schwingungen sind dann entsprechend groß. Dies macht sich dann störend bemerkbar, wenn man die alten Holzbalkendecken durch Zusatzmaßnahmen verbessert. Dies sei an Meßergebnissen von P. Lutz (3J in Bild 3 gezeigt, das die Luftschalldämmung von alten Holzbalkendecken ohne und mit schwimmenden Estrichen in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse m; der Wände darstellt. Durch die schwimmenden Estriche wird die Luftschalldämmung der Decke selbst, siehe Abschnitt 5.3, um etwa 15 db verbessert, das bewertete Schalldämm-Maß R zwischen den Räumen jedoch nach Bild 3 nur um 3-7 db, je nach der Masse der Wände. Die Luftschalldämmung zwischen zwei übereinanderliegenden Räumen wird bei schalltechnisch verbesserten Holzbalkendecken deshalb ausschließlich durch die Masse der Wände bestimmt. Allerdings wird dieses Problem zum Teil dadurch gelöst, daß bei Sanierungsarbeiten häufig die Außenwand aus wärmetechnischen Gründen innenseitig mit einer Vorsatzschale versehen wird, häufig auch noch aus Schallschutzgründen einzelne Innenwände, wodurch die Längsdämmung um etwa 3 db erhöht wird (Beispiel in Bild 10, R = 56 db trotz leichter Fachwerkwande) Ältere Gebäude Bei Untersuchungen über die Schall-Längsleitung von alten Fachwerkwänden wurde überraschenderweise im Rahmen dieser Untersuchungen festgestellt, daß dort die Längsleitung keineswegs in dem hier besprochenen Ausmaß auftritt sondern viel kleiner ist. Die Längsleitung

9 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 6 ist um etwa db geringer als in jüngeren Gebäuden gemessen und auch theoretisch zu erwarten gewesen wäre. Dies zeigt Bild 4, wo das durch Körperschall-Messungen ermittelte Längsdämm-Maß R Abhängigkeit von der Fre q uenz aufgetragen ist. Die Kurve a zeigt das Verhalten einer Fachwerkwand (ausgemauert mit Vollziegeln) aus dem Jahr 1925, der Bereich b den Streubereich der Werte verschiedener Fachwerkwände mit Baujahren vor 1900, näheres siehe Anhang A3. Zusammengefaßt: Die Längsdämmung ist in alten Bauten mit Fachwerkwänden größer als erwartet und keineswegs mehr störend. Das was die Schalldämmung in modernen massiven Bauten so stark begrenzt, die Längsleitung, tritt in diesen älteren Bauten nur in verhältnismäßig geringer Weise auf, obwohl die Bauteile so leicht sind. Woher kommt dieser erstaunliche Effekt? Dies ist in Einzelheiten noch nicht geklärt. Es sind offenbar zwei Effekte: eine starke Körperschalldämpfung, bedingt durch viele feine Risse und Fugen in der Ausfachung kein fester kraftschlüssiger Kontakt mehr zwischen Fachwerk und Ausfachung Der zweitgenannte Effekt scheint nach den bisherigen Beobachtungen der entscheidendere zu sein. Wann tritt dieser Effekt auf? Bisher ist er vom Verfasser an insgesamt 5 Bauten festgestellt worden, die jeweils um 1900 oder früher erstellt worden sind. An einem Fachwerkbau aus dem Jahr 1925 war der Effekt nicht vorhanden. Ebenso tritt er nicht an gemauerten Wänden auf. Man kann deshalb vermuten, daß bei Bauten vor etwa 1900 die Längsleitung des Luftschalls entlang der Fachwerkwände vernachlässigt werden kann. Das was in Abschnitt und in Bild 3 wegen der Beschränkung der Luftschalldämmung durch die Längsleitung der leichten Wände ausgesagt worden ist, trifft offensichtlich auf die älteren Bauten nicht zu. Es ist dort möglich, auch sehr hohe Luftschalldämmwerte zu erreichen, sofern die Decken entsprechend verbessert werden f siehe Sanierungsbeispiel in Bild 22.

10 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 7_ 4.2 Trittschall-Übertragung Bei der Trittschall-Übertragung von der Decke auf massive gemauerte Wände [2] ergeben sich die in Bild 5 dargestellten Werte. Günstigere Werte können in diesen Fällen auch mit einer hochwertigen unterseitigen Verkleidung der Holzbalkendecken nicht erreicht werden. Das Trittschallschutzmaß TSM ist dann - ohne weitere Maßnahmen oberseitig auf etwa 8-10 db begrenzt. Bei Fachwerkwänden sind die Verhältnisse wieder stark vom Alter und damit auch von der Ausführung abhängig, siehe Bild 6. Bei jüngeren, ausgemauerten Fachwerkwänden (Meßbeispiel a, Baujahr 1925), ist die Übertragung wesentlich stärker als bei normalem Mauerwerk. Dies ist verständlich, weil das letztgenannte meist schwerer ausgeführt ist. Bei älteren Fachwerkwänden (vor 1900) ist wiederum die Übertragung geringer, siehe Bereich b in Bild 6. Dadurch wird die Verwendung von unterseitigen Verkleidungen besonders wirksam, vor allem, wenn noch ein Teil der Wände aus den oben genannten Gründen verkleidet wird. 5. Verbesserungsmaßnahmen an der Deckenoberseite 5.1 Teppichböden Durch einen Teppichboden wird die Luftschalldämmung einer Holzbalkendecke praktisch nicht verbessert, nur insoweit als die flächenbezogene Masse des Fußbodens durch den Teppichbelag erhöht wird. Die Verbesserung des Trittschallschutzes durch einen Teppichbelag auf einer Holzbalkendecke ist vorherberechenbar, wenn diese Verbesserung für eine Massivdecke bekannt ist, näheres siehe M. Damit kann man in etwa bei bekanntem Trittschall-Verbesserungsmaß VM des Gehbelags auf Massivdecken auch das Verbesserungsmaß VM H auf Holzbalkendecken angeben, siehe Bild 7. Dabei muß allerdings berücksichtigt werden, ob es sich um eine noch nicht-verbesserte Holzbalkendecke oder um

11 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 8 eine solche handelt, bei der eine zusätzliche Verbesserungsmaßnahme z.b. ein schwimmend verlegter Belag schon aufgebracht ist. Die Verbesserung liegt in aller Regel unter 10 db. Ein Teppichbelag stellt somit allein keine Maßnahme dar, um den Schallschutz bei alten Holzbalkendecken wesentlich zu verbessern. Dagegen ist er eine hochwillkommene Zusatzmaßnahme zu anderen Maßnahmen, die im folgenden besprochen werden. 5.2 Aufdoppelung des Fußbodens Alte Holzfußböden sind meist stark ausgetreten, sodaß für die Verlegung eines neuen Gehbelags erst ein glatter, ebener Untergrund neu geschaffen werden muß. Dies geschieht dann durch das Aufbringen von zusätzlichen Holzspanplatten oder Holzbrettern oder auch eines Estrichs auf einer Ausgleichsschicht. Was bringt eine solche Zwischenschicht? Bei Versuchen im Laboratorium ergab sich durch eine zusätzliche Beschwerung mit Holzspanplatten eine ziemlich frequenzunabhängige Verbesserung von etwa 5 db. Bei einem sanierten Bau, siehe Bild 8, wurden bei einer Decke, die mit einzelnen Holzriemen versehen worden war, eine Verbesserung des Trittschallschutzmaßes von 7 db festgestellt. Das bewertete Luftschalldämm-Maß R' der Decke wurde in dem untersuchten Beispiel w allerdings nur von 47 auf 48 db verbessert. Dies war durch die dominierende Übertragung entlang der leichten Fachwerkwände des erst etwa 60 Jahre alten Baus zu erklären. Die Verbesserung beruht darauf, daß der alte Holzfußboden zusätzlich beschwert wird, ohne daß die Biegesteifigkeit, vor allem im Hinblick auf die Verbindung mit den Holzbalken wesentlich erhöht wird. Beschwerung ohne große Versteifung führt somit zu einer Verbesserung. Estriche zur Schaffung eines neuen, ebenen Unterbodens werden häufig auf einer Ausgleichsschicht inform einer Schüttung aufgebracht. In Bild 8a ist ein Beispiel gezeigt, wo ein Anhydrit-Fließestrich über eine Folie auf einer Ausgleichsschicht aus PERLITE aufgebracht war. Die Verbesserung der Trittschalldämmung durch diesen Aufbau ist in

12 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 9 Bild 8a in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt. Sie ergab eine ziemlich frequenzunabhängige Verbesserung von etwa 7 db. Die Verbesserung ist zunächst auf die Vergrößerung der Masse des Fußbodens zurückzuführen. Dadurch werden die Schwingungen entsprechend kleiner. Entscheidend ist jedoch, daß die Biegesteifigkeit des Anschlusses an die Balken nicht zu sehr erhöht wird, weil sonst eine starke Anregung der Balken erfolgen würde. Ein Estrich, der steifen Kontakt mit den Balken hat, wäre nicht wirksam. Man weiß dies von Holzbalkendecken, die - für Bäder und Küchen - früher mit einem Leichtbeton zwischen den Balken versehen waren. Zusammenfassend ist zu sagen, daß mit einem solchen Estrich eine Verbesserung erzielt werden kann, die jedoch allein nicht ausreicht, um alte Holzbalkendecken zu verbessern. Zusammen mit einer zweiten Maßnahme kann sie jedoch von Bedeutung sein. Es seien zwei Beispiele genannt. Wenn auf einem solchen Estrich ein Teppichbelag (Trittschall-Verbesserungsmaß VM = 25 db) verlegt wird, können etwa 8-10 db zusätzliche Verbesserung erreicht werden, sodaß sich für beide Maßnahmen zusammen db ergeben. Das zweite Beispiel ist in Bild 22 dargestellt, wo im Bau eine unterseitige zusätzliche Verkleidung der Decke mit einem Estrich nach Bild 8a kombiniert worden ist. Die Verbesserung beider Maßnahmen zusammen betrug dann 19 db. Es ergab sich eine Decke mit einem guten Schallschutz. 5.3 schwimmender Estrich Grundsätzliche Wirkungsweise Der schwimmende Estrich ist bei Massivdecken die Lösung zur Verbesserung des Luft- und Trittschallschutzes. Mit einer geeigneten Dämmschicht wird das Trittschallschutzmaß TSM um etwa 30 db verbessert. Die entsprechende Wirkung bei einer Holzbalkendecke ist dagegen wesentlich geringer, im Mittel etwa 15 db. Diese geringere Wirkung hat zwei Gründe:

13 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habit matlid a Die Massivdecke als Rohdecke hat den Schwerpunkt ihres Trittschallgeräusches bei hohen Frequenzen, etwa bei 2000 Hz, die Holzbalkendecke dagegen bei tiefen Frequenzen zwischen 100 und 300 Hz. Die Verbesserung durch den schwimmenden Estrich ist bei tiefen Frequenzen gering, etwa 15 db, bei hohen Frequenzen dagegen sehr groß (z.b. 30 db und mehr). Deshalb lassen sich Holzbalkendecken weniger wirksam verbessern als Massivdecken. b. Die Verbesserungswirkung durch einen schwimmenden Estrich infolge der Doppelschaligkeit tritt erst oberhalb einer Resonanzfrequenz f R des Systems "Estrich-- Dämmschicht -Rohdecke" ein. Diese Resonanzfrequenz fr beträgt für denselben Estrich: bei Massivdecken: bei Holzbalkendecken: f R f R 200 Hz 60 Hz Schwimmende Estriche wirken bei Holzbalkendecken erst oberhalb dieser Resonanzfrequenz aufgrund ihres zweischaligen Aufbaus, im darunter liegenden Frequenzbereich nur aufgrund der größeren Masse des Estrichs. Das sich ergebende Verbesserungsmaß VM H durch einen schwimmenden Estrich auf Holzbalkendecken reicht für eine Holzbalkendecke - sofern sie unterseitig mit einer Putzschale versehen ist - in der Regel aus. Das Verbesserungsmaß (für Holzbalkendecken) VM H beträgt etwa 15 db Der mittlere Verlauf in Abhängi gkeit von der Frequenz ist in Bild 9 als Kurve a dargestellt. Er läßt sich auch mit guter übereinstimmung berechnen, siehe Kurve b. In Bild 9 ist auch angegeben, welcher Anteil von der Beschwerung herrührt und welcher von der verwendeten Dämmschicht. Wenn man mit dem für die Verbesserung der Trittschalldämmung entscheidenden Frequenzbereich von Hz vergleicht, dann ist der Beitrag der "Federung" durch die Dämmschicht keineswegs so bedeutend wie man dies von Massivdecken her kennt. Das geht auch daraus hervor, daß ein Estrich ohne Dämmschicht sogar etwas leichter ausgeführt, wie in Abschnitt 5.2 besprochen, bereits eine Verbesserung von etwa 7 db bringt.

14 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt _1_ 1_ Praktisches Beispiel In Bild 10 ist ein praktisches Beispiel für eine sanierte Decke in einem Altbau dargestellt. Das TSM ist um 14 db verbessert worden, das bewertete Luftschalldämm-Maß R um 6 db. Die Anforderungen von DIN 4109 (1989) wurde voll erfüllt. Bei hohen Frequenzen ergab der Estrich eine wesentlich geringere Verbesserung als nach Bild 9, was häufig beobachtet wird. Es wird vermutet, daß es sich dabei um eine übertragung vom Estrich auf die seitlichen Wände handelt. In diesem Zusammenhang ist auffällig, daß sich ein wesentlich leichterer Asphaltestrich schalltechnisch etwa ebenso verhält wie ein Zementestrich. Dies hängt damit zusammen, daß für die Abstrahlung des Estrichs hin zur Holzbalkendecke nicht nur die flächenbezogene Masse sondern auch Biegesteifigkeit und Materialdämpfung, vor allem bei den tiefen Frequenzen, von Bedeutung ist. Dies ist schon früher bei der Schallabstrahlung von Estrichen nach oben nachgewiesen worden, siehe C31. Zusammengefaßt: Verschiedene Estrichausführungen verhalten sich, unabhängig von ihrer Masse, etwa gleich. zusätzliche Verbesserung Will man eine besonders hohe Verbesserung, dann sollte man die Holzbalkendecke vor Verlegen der Dämmschicht des schwimmenden Estrichs mit einer biegeweichen Schicht von etwa k g /m 2 beschweren. Dadurch gelingt es, die besonders ausgeprägten tiefen Frequenzen zu vermindern. Praktische Versuche an Decken am Bau liegen noch nicht vor. Keinen Erfolg hatte das Aufle gen von zwei Lagen Gi p skartonplatten als Beschwerung der Rohdecke. Warum dies nicht wirksam war, wird im Anhang A4 zu erklären versucht. 5.4 Trockenestriche (Holzspanplatten auf Dämmschicht) Sozusagen eine abgemagerte Version eines schwimmenden Estrichs ergibt sich scheinbar in schalltechnischer Hinsicht, wenn man die Estrichplatte durch eine Holzspanplatte oder beim Trockenestrich eventuell durch 2 Lagen Gipskartonplatten ersetzt. Die Dämmwirkung

15 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil ist jedoch nur noch bescheiden, wie die folgenden Zahlenwerte zeigen: Verbesserung VMTT des TSM beim Trockenestrich (mit Hartschaum als Dämmstoff) bei schwimmend verlegten Holzspanplatten (mit Mineralwolle als Dämmschicht) 6 db 9 db Die Meinung, es handele sich im akustischen Sinn um einen schwimmend verlegten Belag ist nur noch bedingt zutreffend. Die rechnerisch sich ergebende Resonanzfrequenz, oberhalb der erst eine Doppelwand-Wirkung auftritt, liegen beim Trockenestrich bei etwa Hz, beim Holzspanplattenbelag auf Mineralfaserplatten bei etwa Hz. In Bild 11 ist dies dargestellt. Die mehr oder weniger große Steife der Dämmschicht ist für die Dämmwirkung nicht mehr entscheidend, da die Resonanzfrequenz auch bei einer 30 mm dicken sehr weichfedernden Dämmschicht noch zu hoch liegt. Laborversuche deuten darauf hin, daß man statt einer 30 mm dicken Mineralfaserplatte mit dem gleichen akustischen Erfolg eine etwa 5 mm dicke Bitumenkorkfilzmatte verwenden kann, wobei die Wirkung der Körperschalldämpfung anstelle des doppelschaligen Aufbaus tritt. Mit den weichen Dämmschichten tauscht man sich jedoch Schwierigkeiten wegen der Nachgiebigkeit des Belags beim Begehen ein. Der verständliche bisherige Trend zu möglichst weichen Dämmschichten scheint ein Fehlweg zu sein, weil bei den leichten Schalen - Holzspanplatten oben und Holzfußboden der Decke unten - die Resonanzfrequenz nicht genügend tief gemacht werden kann, sodaß der Effekt der "Doppelschaligkeit" nur unvollkommen greifen kann. Verbesserungsmaßnahmen Wenn man eine hohe Verbesserung auch bei tiefen Frequenzen will, muß man den Holzfußboden der zu verbessernden Decke "beschweren" und zwar so, daß nicht gleichzeitig die Steifigkeit erhöht wird, siehe Bild 12. Die Verbesserung nimmt mit zunehmender Beschwerung (in kg/m 2 ) zu. Darüber hatte der Verfasser schon früher berich-

16 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt_13 tet (2). Für die alten Holzbalkendecken sind Beschwerungen von etwa kg/m 2 voll ausreichend, damit werden dann Verbesserungswerte des Holzspanplattenbelags einschließlich Beschwerung von etwa db erreicht. Diese Beschwerung kann z.b. erreicht werden mit: ca. 15 mm Betonklötzchen auf einer Bitumen-Korkfilzmatte ca mm hohen Kunststoff-Matten, mit Sand gefüllt ca. 4 mm Stahlblechplättchen (Abfall), auf Bitumenpappe Mit einer solchen Unterlage können dann Holzspanplattenbeläge zusammen mit einer Dämmschicht die gleiche oder eine bessere Trittschalldämmung ergeben wie schwimmende Estriche. Die Dämmschicht kann dabei etwas steifer als bisher gewählt werden, sodaß der Fußboden nicht mehr zu nachgiebig ist. 5.5 Holzspanplatten oder Holzfußboden auf Lagerhölzern Diese früher allgemein üblichen Fußböden lassen sich schalltechnisch durch zwei Maßnahmen sehr verbessern: a. die Lagerhölzer werden in bekannter Weise mit Dämmstreifen unterlegt b. der Hohlraum zwischen den Lagerhölzern wird nicht mit Mineralwolle sondern mit einer Beschwerung gefüllt z.b. Sand oder Kies Im einzelnen ist dazu folgendes aufgrund der vorgenommenen Versuche zu sagen: r'ämmstreifen-ausbildung Es sind relativ weichfedernde Streifen mit einer dynamischen Steife von ungefähr 10MN/m 3 anzustreben. Dies entspricht etwa Streifen aus Mineralfaserplatten von ca mm Dicke. Versuche mit 12 mm dicken Polyurethan-Schaumstoffstreifen ("SYLOMER R12" mit einer

17 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt_t4 Steifigkeit von 25 MN/m 3 )zeigten, daß diese noch etwas weniger wirksam waren als Streifen aus 20 mm dicken Mineralfaserplatten. Andererseits halten die genannten Streifen die sehr hohe statischen Belastungen gut aus, sodaß keine Probleme bezüglich der Alterung zu befürchten sind. Die Anwendung derartiger Dämmstreifen kann deshalb - trotz der etwas geringeren Dämmwirkung - aus den genannten praktischen Gründen empfohlen werden. Streifen aus Holzfaserdämmplatten sind zu steif und deshalb unwirksam. Füllung der Hohlräume Die Füllung mit Sand oder Kies hat in akustischer Hinsicht zwei Aufgaben. Sie soll den Holzfußboden der vorhandenen Decke beschweren, damit die Schalldämmung des alten Holzfußbodens um eta db erhöht wird. Dazu reichen etwa kg/m 2 an Beschwerung aus. Neben der Beschwerung soll sie auch noch eine hohe Materialdämpfung des alten Holzfußbodens hervorrufen. Das kann sowohl mit Sand- als auch mit Kiesfüllungen erreicht werden. Wie groß diese Körperschalldämpfung ist, sei an einem Beispiel in Bild 13 für eine Sandschicht in Kunststoff-Folien von insgesamt 45 kg/m 3 dargestellt. Auch bei tiefen Frequenzen ergibt sich eine Ausbreitungsdämpfung von nahezu 20 db/m. Welche Bedeutung hat diese Dämpfung? Bei der Ausbreitung der Biegewellen bei einer Trittschallanregung innerhalb des alten Fußbodens zu den Balken, über die ja der Körperschall zur Putzschale übertragen wird, wirkt sich eine Abnahme der Schwingungen durch Dämpfung unmittelbar trittschalldämmend aus, weil die am Balken angreifenden Schwingungen entsprechend kleiner werden. Die Beschwerung hat somit, siehe auch Bild 14, zusammengefaßt, zwei Wirkungen: sie beschwert - ohne Versteifung - den alten Holzfußboden, sodaß seine Luftschalldämmung größer wird sie sorgt über eine extrem hohe Körperschalldämpfung dafür, daß die Schwingungen der Holzbalken zusätzlich geringer werden Wie wirksam eine solche Maßnahme ist, sei an einem Meßbeispiel in Bild 15 gezeigt. Die Verbesserung durch eine solche Beschwerung ist

18 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt_15_ wegen der zusätzlichen Körperschalldämpfung größer als nach der Massen-Erhöhung zu erwarten ist. Mit einem solchen Fußboden ist eine völlig ausreichende Verbesserung alter Holzbalkendecken möglich sofern sie unterseitig eine Putzschale aufweisen. Befestigung der Lagerhölzer Beim Verlegen des Fußbodens wäre es vorteilhaft, wenn die Lagerhölzer an einigen wenigen Stellen an der alten Decke befestigt sind. Ist dies in schalltechnischer Hinsicht zulässig? Versuche im Laboratorium mit kräftigen Nägeln in etwa 0,8 m Abstand führten zu einer Verschlechterung der Dämmwirkung um etwa 3 db. Dies kann angesichts der vorhandenen hohen Dämmwerte von 20 db und mehr - siehe Bild 15 - hingenommen werden. 5.6 Neuer Fußboden (Herausnehmen des bisherigen Fußbodens) Wenn man die Fußbodenhöhe aus praktischen Gründen (geringere Raumhöhe, Anschluß an Flur bzw. Trep p e) nicht wesentlich vergrößern darf, ist der Gedanke naheliegend, den alten Fußboden herauszunehmen und ihn durch einen neuen, über weichfedernde Dämmstreifen aufgelegten Fußboden zu ersetzen. Auch der zusätzliche Materialaufwand ist gering. Es wurde in Laborversuchen an einem Deckenelement und durch Zusatz-Messungen am Bau untersucht, ob dies schalltechnisch möglich ist. Diese Überlegungen und Ergebnisse sind in Anhang A2 enthalten. Zusammengefaßt ergab sich, daß eine solche Lösung in schalltechnischer Hinsicht möglich ist. Aus praktischen Gründen sind besondere Auflagerelemente nötig, damit man den neuen Boden trotz verkrümmter Balken horizontal verlegen kann. Diese Entwicklung wurde aus Zeitgründen nicht mehr weiter verfolgt. Für die Zukunft scheint dies eine preiswerte und wirksame Lösung zu sein. Vorab müßte allerdings geklärt werden, ob ein solches Loslösen des Fußbodens von den Balken in statischer Hinsicht wegen der Queraussteifung zulässig ist.

19 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt16_ 6. Verbesserung an der Deckenunterseite Eine solche Maßnahme bietet sich vor allem in den Fällen an, wo der Fußboden noch relativ gut erhalten und vor allem noch genügend eben ist, sodaß lediglich ein neuer Gehbelag verlegt werden muß. Im folgenden soll besprochen werden, was dabei mit einer Abänderung der unterseitigen Verkleidung erreicht werden kann und wie sie ausgeführt werden soll. 6.1 Grenzen der Verbesserung Sie sind dadurch gegeben, daß neben der Übertragung über die Decke selbst, wie in Abschnitt 3 besprochen, auch noch die Übertragung über die seitlichen Wände (Weg III) erfolgt. Diese Übertragung hängt von der Art der Wände und dabei, wie in Abschnitt 4 ausgeführt, auch noch vom Alter der Wände ab. Grob abgeschätzt, sind folgende Richtwerte anzunehmen: Trittschallschutzmaß TSM bei alleiniger Ubertragung über die Wände (Weg ut. in Bild 2) bei gemauerten Wänden 8-10 db bei Fachwerkwänden (grob geschätzt) neuere Bauten ältere Bauten ca. 5 db db

20 Karl Gösele, Prof. Dr.-lng. habil Zum Vergleich sei angegeben, daß ein schwimmender Estrich bei üblichen alten Holzbalkendecken ein TSM von etwa 10 db ergibt. Durch eine unterseitige Verkleidung könnte im Prinzip somit knapp dasselbe, in alten Gebäuden auch wesentlich mehr erreicht werden. Die Verkleidung selbst muß allerdings eine Verbesserung von mehr als 20 db ergeben, damit sie die Gesamt-Übertragung nicht noch spürbar erhöht. 6.2 Ersetzen der Putzschale durch eine neue Verkleidung Dies hat nur dann einen Sinn, wenn durch die neue Verkleidung zwei Bedingungen erfüllt werden: a. die neue Befestigung der Verkleidung muß wesentlich weichfedernder sein als die bisherige b. die Verkleidung selbst muß eine genügend hohe Schalldämmung haben. Zur weichfedernden Befestigung sind bisher im Handel nur sogen. Federschienen erhältlich, die sich bei Untersuchungen im Laboratorium bewährt haben. Zum Punkt b ist zu sagen, daß für die Übertragung über den Deckenhohlraum hinweg - Weg I in Bild 2 - die Luftschalldämmung der Verkleidung maßgeblich ist. Die Schalldämm-Maße R dreier typischer Verkleidungen sind in Bild 16 dargestellt. Daraus ergeben sich folgende Werte des bewerteten Schalldämm-Maßes Rw: R w 12,5 mm Gipskartonplatten 1-lagig 2-lagig Gipsputz auf Schilfrohrmatten und Lattung 30 db 36 db 39 db Der Gipsputz ist somit eindeutig günstiger als eine einlagige Verkleidung mit Gipskartonplatten, bedingt durch die höhere Masse. Wieviel ist nun nötig, damit das Trittschallschutzmaß TSM für die

21 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt la *) übertragung auf dem We g I mindestens 15 db beträgt? Darüber liegen Meßwerte des Trittschallschutzes aus dem Laboratorium vor, wo die Übertragung auf dem Weg III (durch Verkleidung der Wände) und auf dem Weg It (durch Aufhängung der Verkleidung an gesonderten Traghölzern) ausgeschlossen waren. Der Deckenhohlraum enthielt 50 mm Mineralwolle. Dann ergab sich: R w der Verkleidung 30 db 36 db TSM der Decke +2 db +8 db Danach wären R w -Werte von über 40 db anzustreben, etwas was nur mit zusätzlichem Aufwand zu realisieren ist. Man kann nun dagegen einwenden, daß bei dieser Überlegung von einem Deckenhohlraum ausgegangen ist, der nur 50 mm Mineralwolle enthält. Bei den zu sanierenden Holzbalkendecken ist jedoch in der Regel ein Einschub und eine Füllung mit Spreu, Schlacke o.ä. vorhanden, was eine zusätzliche Dämmung erwarten läßt. Messungen im Hohlraum verschiedener Decken, siehe Anhang A2, haben überraschenderweise gezeigt, daß diese Einbauten nur wenig ausmachen. Dies zeigt, daß man mindestens 2 Lagen Gipskartonplatten als Verkleidung wählen muß und daß man selbst damit unter günstigen Umständen nicht mehr als ein TSM von etwa 5-10 db erreichen kann. Zusammenfassend: Eine solche Lösung ist schalltechnisch nicht sehr überzeugend, jedoch in einzelnen Fällen dann eine Lösung, wenn Maßnahmen am Fußboden oder Lösungen nach Abschnitt 6.3 nicht möglich sind. Praktischer Versuch In einem Zweifamilienhaus, Baujahr 1953, war der Fußboden noch so gut erhalten, daß er nicht geändert werden sollte, abgesehen von der Verlegung eines Teppichbelags. Die Schalldämmung sollte jedoch unbe- *) ' Dies ist nötig, damit die Übertragung über den Hohlraum (Weg I) nahezu vernachlässigbar ist gegenüber der Übertragung über die Wände (Weg III).

22 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 19 dingt verbessert werden. Dazu wurde die Putzschale entfernt und eine Verkleidung aus zwei Lagen 12,5 mm Gipskartonplatten angebracht. Sie wurde über sogen. Federschienen (inform eines U-Blechs, siehe Bild 17) angebracht. Im Laboratorium hatte sich diese Federschiene als sehr brauchbar erwiesen. Sie war dabei akustisch nahezu gleichwertig mit einer völligen Trennung von Holzbalken und Verkleidung durch gesonderte Traghölzer gewesen. In dem beschriebenen Sanierungsfall ergab die geänderte Abhängung eine Verbesserungdes TSM um 8 db, jedoch nicht den erwartetetn Wert von etwa 14 db, siehe Bild 17. Die Ursache lag nicht an einer zu starken Übertragung über die Wände - sie hätten ein TSM von etwa 10 db ermöglicht - sondern eindeutig an noch zu starken Schwingungen der neuen Verkleidung, die nur an einer nicht ausreichenden Dämmwirkung der Federschienen liegen konnte. Zusammen mit einem Teppichbelag konnte allerdings das angestrebte Ziel von TSM 10 db gerade erreicht werden. Die verwendete Lösung wird nicht zur Nachahmung empfohlen, vor allem wenn die im folgenden Abschnitt besprochene Lösung möglich ist. 6.3 Zusätzliches Unterhängen einer Verkleidung Sofern die Raumhöhe und die Deckenhöhe über den Fenstern dies erlaubt, kann man unter der vorhandenen Decke eine zusätzliche Unterdecke anbringen. Im folgenden werden die Anforderungen an die Verkleidung und die Aufhängung besprochen und anschließend eine praktische Ausführung Ausbildung der Unterdecke Die Verkleidung muß ein zweischaliges System zusammen mit der vorhandenen Decke bilden, dessen Resonanzfrequenz wesentlich unter 100 Hz liegen muß, da sie ja schon bei Hz ganz wesentlich verbessern soll. Dazu muß der Schalenabstand ausreichend groß und die Schale genügend schwer sein. Die Verbesserun g der Decke allein (ohne seitliche Übertragung über die Wände) läßt sich für die Luftund Trittschall-Übertragung nach (5) folgendermaßen näherungsweise bei völliger Dämpfung des Hohlraums mit Mineralwolle berechnen:

23 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt _la. LrIrtd AR = = 201g für f 4 d R 1 = R i6 cb für f 5; C d Schalldämm-Maß der unterseitigen Schale f : Frequenz d : Schalenabstand C : Schallgeschwindigkeit Für eine praktisch angewandte Ausführung - 12,5 mm Gipskartonplatten in 90 mm Abstand von der Holzbalkendecke - wurde diese Rechnung mit einer Messung der Verbesserung, siehe Bild 18, verglichen. Bei den entscheidenden tiefen Frequenzen ist die Übereinstimmung befriedigend. Die Abweichun g en bei höheren Frequenzen sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß der Hohlraum nur knapp zur Hälfte mit Mineralwolle gefüllt war, sowie auf gewisse meßtechnische Einflüsse. Im übrigen sind diese Abweichungen ohne jede praktische Bedeutung. Durch eine Schale mit zwei Lagen Gipskartonplatten würde die Verbesserung um rund 6 db erhöht werden. Aus diesen Überlegungen ergibt sich, daß der Abstand nicht wesentlich kleiner als die verwendeten 90 mm gewählt werden darf. Dann reicht eine einlagige Verkleidung mit Gipskartonplatten gerade noch aus Abhängung der Unterdecke Dazu wurden verschiedene Versuche im Laboratorium an einem Deckenausschnitt gemacht, wobei zwei Lösungen wirksam waren: ein federnd ausgebildeter Bügel eine über eine dünne "Achse" drehbar aufgehängte Schiene bzw. eine Leiste Beide, in Bild 19 dargestellten Anordnungen ergaben eine erstaunliche hohe Verbesserung bei tiefen Frequenzen gegenüber einer üblichen Befestigung über Querleisten. Die Verbesserung nahm allerdings für

24 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil höhere Frequenzen stark ab. Für die praktische Anwendung erschien dies aus anderen Gründen nicht von Bedeutung Praktische Ausführung In einem dreigeschossigen Mehrfamilienhaus, das völlig saniert wurde, wurden Unterdecken aus einer Lage Gipskartonplatten in 90 mm Abstand untergehängt. Die Unterhängung war mit handelsüblichen Mitteln ausgeführt, wobei eine U-Schiene über Zwischenglieder an einer zweiten, zur ersten senkrecht verlaufenden U-Schiene aufgehängt war, die jeweils an einem Holzbalken befestigt war. Diese Ausführung war zwar etwas umständlich, konnte jedoch aus handelsüblichen Teilen zusammengesetzt werden. Sie sollte die Aufhängung nach Bild 19, oben, realisieren. Sie könnte später wesentlich einfacher ausgebildet werden. Die Messung der Trittschalldämmung der Decke (ohne Maßnahmen am Fußboden) ergab eine Verbesserung des TSM um 12 db, siehe Bild 20. Die Verbesserung war wesentlich geringer als erwartet, vergl. Kurven b und c in Bild 21, Die Werte der Kurve b wären zu erwarten gewesen, wenn die Übertragung nur über den Lufthohlraum über die Unterdecke stattgefunden hätte. Die gemessenen geringeren Werte der Kurve c sind auf die nicht ganz ausreichende Körperschallisolierung der Abhänger zurückzuführen. Sie könnte nach den Ergebnissen in Bild 19 wesentlich verbessert werden. Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch eine unterseitige Verkleidung, optimal ausgeführt, etwa dasselbe erreicht werden kann wie mit einem schwimmenden Estrich. Decke mit Estrich Die Decken wurden dann oberseitig - entgegen der ursprünglichen Absicht - mit einem Estrich auf einer Schüttung aus PERLITE, lockergebunden, versehen, um die Bodenunebenheiten auszugleichen. Zusammen mit diesem Fußboden ergaben sich für die verkleidete Decke dann folgende Schalldämmwerte:

25 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil matt_22 TSM = 20 db R ' = 69 db Die Werte in Abhängigkeit von der Frequenz sind in Bild 22 dargestellt. Die renovierte Decke hat insgesamt einen Schallschutz, der den Bedingungen für einen erhöhten Schallschutz genügt. Die wesentliche Verbesserung ist durch die untergehängte Verkleidung erreicht worden. Die große Verbesserung war möglich a. durch federnde Abhängung b, durch die geringe Längsleitung der Fachwerkswände als solche, sowie die aus anderen Gründen vorgenommene Verkleidung einiger Wände c. durch das Aufbringen eines Estrichs (ohne eigentliche Dämmschicht) Es ist dies ein gutes Beispiel dafür, daß der Schallschutz in derartigen Bauten nach einer Sanierung besser sein kann als in Massivbauten, siehe Bild 23. Die durchgeführten Untersuchungen sprechen dafür daß dies nicht ein Ausnahmefall sein muß sondern bei älteren Bauten ein Regelfall sein kann. 7. Holzbalkendecken mit unterseitig sichtbaren Balken öfters tritt das Problem auf, daß alte Bauten z.b. frühere Keltern zu Bürgerhäusern o.ä. mit Veranstaltungsräumen umgebildet werden. Die alten Holzbalken sollen aus ästhetischen Gründen frei sichtbar bleiben Trotzdem soll eine gute Schalldämmung zwischen oberen und unteren Räumen vorhanden sein, sodaß eine Verbesserung von mindestens db erforderlich ist.

26 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil matt_21_ 7.1 Verkleidung auf Unterseite Mit einer unterseitigen Verkleidung zwischen den Balken kann im günstigsten Fall (Verkleidung mit großem Abstand vom Fußboden) eine Verbesserung von db erreicht werden. Ein Meßbeispiel aus dem Laboratorium zeigt Bild 24. Die Begrenzuncr der Verbesserung ist durch die Abstrahluna der freien Flächen der Balken gegeben. Mit einer Verkleidung kann somit nur relativ wenig erreicht werden. 7.2 Schwimmender Estrich Ein schwinutender Estrich bringt, wie schon früher ausgeführt, eine Verbesserung des Trittschallschutzmaßes um etwa 15 db. Damit wird nur ein TSM der fertigen Decke von etwa -4 db erreicht. Es muß deshalb vor dem Glauben gewarnt werden, mit einem schwimmenden Estrich sei in diesem Fall dem Schallschutz volle Genüge getan. Beschwerung der Rohdecke Der wesentliche Teil der Verbesserung kann nach L23 durch eine "biegeweiche" Beschwerung der Rohdecke, d.h. des Bohlenbodens erreicht werden. Dabei sind erhebliche Beschwerungen nötig. Sie liegen in der Größenordnung von etwa 100 kg/m'. Sie kann durch das Aufkleben von Steinen (Kalksandsteine, Betonsteine, Vollziegel) erfolgen, wobei die Fugen zwischen den Steinen offen bleiben sollten. Holzspanplatten statt Estrich Die hauptsächlichen Erfahrungen mit dieser Beschwerungs-Methode liegen zusammen mit schwimmend auf Mineralfaser p latten verlegten Holzspan p latten vor. In Bild 25 wird an einem Meßbeispiel aus dem Laboratorium gezeigt, wie groß die Verbesserung durch derartige Beschwerungen sein kann. Es gibt jedoch auch negative Erfahrungen. Sie sind vor allem darauf zurückzuführen, daß der Bohlen- oder Bretterboden an seinen Fugen undicht ist, 1st dies der Fall, dann ist die gesamte Beschwerung wertlos, weil der Luft- und Trittschall über diese Fugen übertragen wird, siehe Bild 26. Der Klebevorgang für das Befestigen der Steine sollte deshalb gleichzeitig als Mittel zur Dichtung der Fugen benutzt werden. Die praktische Schwierigkeit

27 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing, habil Blatt 24 liegt darin, daß das Dicht- und Klebemittel nicht durch die Fugen nach unten dringen und die von unten sichtbaren Bretter verschmutzen darf. Beispiel einer Ausführung Eine Ausführung mit Beschwerung wurde zusammen mit einem schwimmenden Estrich bei einem Sanierungsfall erprobt. In einer alten Zehntscheuer wurden Versammlungsräume übereinander eingebaut. Auf dem Bohlenboden der Decke wurden 60 mm hohe Betonsteine (ca. 120 kg/m2) in Kaltbitumen verlegt, darauf ein schwimmender Estrich mit Parkettbelag, siehe Bild 27. Das Trittschallschutzmaß ergab sich zu: TSM = 16 db, Dies war weniger als rechnerisch erwartet, die Ursache liegt vermutlich am schwimmenden Estrich. Die günstige Wirkung der Beschwerung konnte - vor Verlegung des schwimmenden Estrichs - durch eine Körperschall-Messung bei Luftschallanregung nachgewiesen werden, siehe Bild 28, Kurve a. Wenn statt der Steine ein Estrich gleicher Masse und entsprechender Biegesteife verlegt worden wäre, wären die Werte der Kurve c rechnerisch zu erwarten gewesen. Durch die biegeweiche Anordnung inform der Steine war bei gleicher Masse eine Verbesserung von etwa 10 db erreicht worden. Eine weitere Verbesserung brachte der schwimmende Estrich (Kurve b), sodaß die Decke selbst ein R' von etwa 60 db hätte ergeben müssen. Dies war jedoch nicht der Fall, weil die Decke am Rand des anstoßenden Dachgebälks undicht war. 8. Zusammenfassung 8.1 Verhalten alter Holzbalkendecken Alte Holzbalkendecken benötigen in der Regel eine Verbesserung des Trittschallschutzes von etwa 15 db, damit sie den Ansprüchen an den Schallschutz von DIN 4109 genügen. Wird dies erfüllt, dann sind auch die Anforderungen an die Luftschalldämmung befriedigt, soweit es die Decke selbst betrifft.

28 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 25_ 8.2 Wirkung von schwimmenden Estrichen Diese Verbesserung ist mit schwimmenden Estrichen gerade etwa erreichbar. Dabei spielt offenbar die möglichst weiche Federung der Dämmschicht keine so entscheidende Rolle wie bisher angenommen. 8.3 Aufdoppeln des Fußbodens Durch ein "Aufdoppeln" des Fußbodens und durch ähnliche andere Maßnahmen kann die Trittschalldämmung maximal bis 10 db verbessert werden. Zusammen mit Teppichbelägen können dann Verbesserungen um etwa 15 db erreicht werden. 8.4 Schwimmende HolzspanpIatten 'als Beläge Schwimmende Holzspanplattenbeläge ergeben Verbesserungen von etwa 8 db. Zusammen mit untergelegten Beschwerungsmatten können Verbesserungen von etwa 20 db erzielt werden, die dann gut ausreichen. 8.5 Holzfußböden auf Lagerhölzern Holzspanplatten auf Lagerhölzern können eine größere Verbesserung (VME20 db) bringen als schwimmende Estriche. Voraussetzung ist, daß der Hohlraum zwischen den Lagerhölzern mit losem Kies oder mit Sand gefüllten Matten teilweise gefüllt wird. Die Lagerhölzer müssen auf Dämmstreifen (aus Mineralfaserplatten oder bestimmten Kunststoff-Schäumen) aufgelegt werden. 8.6 Verkleidungen an Deckenunterseite Zusätzliche Verkleidungen von Holzbalkendecken an der Decken-Unterseite können sehr wirksam sein (VMH etwa 12 db), vor allem bei alten Häusern. Ein Vorschlag für die wirksame Ausbildung der Abhänger wird gemacht.

29 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt_ Putzschale ersetzen? Von einem Ersetzen einer alten Putzschale durch eine isoliert abgehängte neue Schale aus Gipskartonplatten wird abgeraten. 8.8 Decken mit sichtbaren Holzbalken Holzbalkendecken, bei denen die Holzbalken unten sichtbar bleiben sollen, können mit einem schwimmenden Estrich allein nicht ausreichend verbessert werden (TSM nur -4 db). Sie können jedoch mit einer zusätzlichen oberseitigen Beschwerung mit aufgeklebten Steinen (ca. 100 kg/m') ausreichend verbessert werden. 8.9 Längsleitung von Fachwerkwänden Fachwerkwände führen zusammen mit Holzbalkendecken erwartungsgemäß zu einer starken Schall-Längsleitung, wodurch die Luftschalldämmung begrenzt wird. Bei Bauten, die etwa vor 1900 erbaut worden sind, wurde jedoch überraschenderweise eine um etwa db höhere Längsdämmung festgestellt, wahrscheinlich bedingt durch feine Risse innerhalb der Ausfachung und zwischen Ausfachung und Fachwerk. Dadurch bestehen weit günstigere Verbesserungsmöglichkeiten Alte Holzbalkendecken können in den meisten Fällen so saniert werden, daß ihre Schalldämmung der von guten Massivdecken entspricht. Eine Zusammenstellung der Wirkung verschiedener Verbesserungsmaßnahmen ist in Tabelle agegeben.

30 Karl Gösele, Prof. Dr.-1ng. habil Tabelle II Verbesserung VMH der. Trittschalldämmung verschiedener Maßnahmen bei alten Holzbalkendecken lfde Nr. Maßnahme *1 VM H ' db TSM in db einer alten Holzbalkendecke mit hartem Teppich Gehbelag belag**) 1 Teppichbeläge Estrich auf Ausgleichsschüttung schwimmender Estrich auf Mineralfaser- oder Kokosfaser-Platten Trockenestrichplatten auf Hartschaum schwimmend verlegte Holzspanplatten auf Mineralfaserplatten 6 Holzspanplatten oder Holzfußböden auf Lagerhölzern mit weichfedernden Dämmstreifen (im Hohlraum loser Kies oder Sand, 45 kg/m2) 7 schwimmender Estrich nach Nr. 3, auf zusätzlich untergelegten biegeweichen Beschwerungsmatten (25 kg/m2) 8 schwimmend verlegte Holzspanplatten mit.mineralfaserpl.atten nach Nr. 5., und zusätzlich untergelegten biegeweichen Beschwerungsmatten (40 kg/m2) 9 federnd abgehängte Verkleidung unter alter Decke aus 12,5 mm Gipskartonplatten, 40 mm Mineralfaserplatten Gesamtdicke: TOO mm VM H Trittschall-Verbesserungsmaß für Holzbalkendecken nach [23 VMH-Werte gemessen; TSM-Werte nach [2] gerechnet VM = 25 db

31 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil matt 2g 9. Literatur [1] DIN 4109 "Schallschutz im Hochbau", Ausgabe 1989 { 2] K. Gösele "Verfahren zur Vorausbestimmung des Trittschallschutzes von Holzbalkendecken", Holz als Roh- und Werkstoff 37, (1979), S. 213 [3] P. Lutz "Schalltechnische Probleme beim Dachausbau", Ingenieurblatt Baden-Württemberg 34 (1988), S. 166 E4] K. Gösele "Experimentelle Untersuchungen über die Wirkungsweise schwimmender Estriche", Forschungen und Fortschritte im Bauwesen Reihe D, Heft 23, (1956), S. 39 [53 K. Gösele "Berechnung der Luftschalldämmung von doppelschaliaen Bauteilen", Acustica 45, (1388), S. 2,08

32 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt 29 Luftschalldämmung A I Ill db Trl ttscha 1 1d8mmung, I I III db A TSM Bild 1: Häufigkeitsverteilung des bewerteten Luftschalldämm-Maßes R' und des Trittschalidämm -Maßes TSM von alten Holzbalkendecken vor ihrer Sanierung A: Anforderungen von DIN 4109 (1989) für neue Bauten

33 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habit Luftschall- Trittschall- Obertragung r mmmmmusimmmmnimmummmiummumm 757.7'j.;717741,704'grAFi Matt_10_ I fl I4 //A 7-10 db (in alten Häusern bis db) 5-10 db -5 db Obertragung 0:741u7 tgulueumuunumuunumutummuumutemummminumumuillituaill \i t n 4 ]IE! Yi tii db db db (in alten Häusern bis 70 db und mehr) Bild 2: Ubertragungswege bei alten Holzbalkendecken für Luftund Trittschall Die angegebenen Zahlenwerte geben an, wie groß die Dämmwerte würden, wenn allein auf dem angegebenen Wege übertragen würde.

34 Kar! Gösele, Prof. Dr.-Ing. habit matt_ 31 db 62 w kg/m2 nn Bild 3: Bewertetes Schalldämm-Maß R' von Holzbalkendecken in Häusern mit massiven Wänden verschiedenen Flächengewichts ml nach P. Lutz [3] a: Massivdecken, mm dick, mit schwimmenden Estrichen (Rechnung nach [13) b: alte Holzbalkendecken mit schwimmenden Estrichen c: alte Holzbalkendecken, ohne schwimmenden Estrich Meßergebnisse nur gültig für neuere Bauten

35 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil Blatt Hz Fre quenz f Bild 4: Einfluß des Alters eines Baus auf die Schall-Längsleitung entlang von Fachwerkwänden in vertikaler Richtung a: Fachwerkwand 1925 b: verschiedene Fachwerkwände (Streubereich) vor 1900 Längsdämm-Maß R VL durch Körperschall-i4essungen, siehe obige Skizze, bestimmt. Unterhalb 200 Hz sind die Werte zu tief, da das nicht näher bekannte Abstrahlmaß nicht berücksichtigt worden ist.

36 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing. habil w db 70 IJ (X) Hz Frequenz f Bild 5: Trittschall-übertragung von Holzbalkendecken über gemauerte Wände schraffierter Bereich: Mittelwerte von früheren Messungen [2] Kurve a: Nachp rüfung bei einem Sanierungsvorhaben

37 Karl Gösele, Prof. Dr.-Ing, habit Blatt 34 db Lvn Je Oktave Innenwand Hz Fre quenz f Bild 6: Trittschall-Ubertragung von Holzbalkendecken über Fachwerkwände a: neuere Fachwerkwand (ausgemauert, 1925) b: alte Fachwerkwände Abstrahlverhalten der Wände nicht berücksichtigt, daher Werte unter 200 Hz zu hoch