Schallschutz im Holzbau

Transkript

1 Besonderheiten und Perspektive Ingenieurbüro für Bauphysik Adrian Blödt - Bauakustik - Hygrothermik - Abdichtungsplanung Ahornweg 5 / Kohlberg info@ingbp.bayern Tel: Ziel des Vortrags: Vorstellen der wesentlichsten Neuerungen der DIN 4109 im Bezug zum Geschoßwohnbau Was bringt der Teil 33 der Norm dem Holzbau Wie soll man mit Fragestellungen den Schallschutz betreffend umgehen Beispiele für die Bewertung 2

2 Inhaltsübersicht 1. Konzept und Änderungen DIN 4109: Rechenverfahren und Katalog der DIN Besonderheiten im Holzbau 4. Beispielbemessung 5. Ausblick 3 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 (2018) Ziel der Normenreihe DIN 4109 Wahren der Vertraulichkeit bei normaler Sprechweise Schutz vor unzumutbarer Belästigung Zufriedenstellende Nachtruhe Sicherstellen, dass keine Gesundheitsgefährdung aus Lärm entsteht Es werden nur Mindeststandards definiert Keine Komfortansprüche Absolute Ruhe in den eigenen vier Wänden ist nicht das Ziel 4

3 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Anforderungen gelten für: Geräusche aus fremden Räumen Gegen Geräusche aus der technischen Gebäudeausrüstung Gegen Außenlärm Nur für die Übertragung in Aufenthaltsräume Ausgeschlossen sind: Fluglärm Geräusche aus Anlagen in Küchen Tieffrequenter Schall Laute Räume mit hohen Innenpegeln 5 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Wichtige Änderung für den Geschoßwohnbau: Umstellung des gesamten Berechnungsverfahrens und Aufteilung der Norm auf 4 Teile Erhöhung der Trittschallanforderungen für Wohnungstrenndecken von 53dB auf 50dB (Ausnahme Decken nach Teil 33 - Holzdecken) Angleichung der Anforderungen von Treppenraumwänden auf das gleiche Niveau wie für Wohnungstrennwände von 53dB (Luftschallschutz) 6

4 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Wichtige Änderung für den Geschoßwohnbau: Überarbeitung des Teiles Schutz gegen Geräusche aus haustechnischen Anlagen und Betrieben Ergänzende Regelung für kleine Trennbauteilflächen oder Diagonallagen Balkone haben Trittschallanforderungen erhalten L n,w 58dB 7 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Wichtige Änderung für den Geschoßwohnbau: 2-Familienwohnhäuser genießen keinen Sonderstatus mehr Anforderungen an raumlufttechnische Anlagen in der eigenen Wohnung Anforderungen an den Außenlärm wurden erneuert 8

5 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016!!!!! Wichtige Änderung beim Außenlärm!!!!!! Ruhebedürfnis während der Nachtzeiten Differenzkriterium Tag und Nacht Bei einem 10dB geringeren Pegel zwischen Nacht und Tag muss der maßgebliche Pegel um 10dB erhöht werden (für Räume die überwiegend zum Schlafen genutzt werden) Schienenbonus 5dB wurde ergänzt. Dieser ist in der Schall 03 entfallen (Außenlärm aus Schiene darf erniedrigt werden sehr kritisch) 9 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Die Anforderungen sind über die Jahrzehnte beim Luftschallschutz teilweise gesunken Dies entspricht nicht dem Ruhebedürfnis der Bürger Das Erarbeiten einer neuen DIN 4109 war längst überfällig Wichtigste Frage vor jeder Prognose des Schallschutzes: Entspricht das Ziel der Norm den Anforderungen ( Wünsche des Kunden ) des zu errichtenden Geschoßwohnbaus? 10

6 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Ist die neue DIN 4109 nun einzuhalten? Die neue DIN bleibt hinter den Standards die heute bereits üblich sind zurück und wird somit eher als Rechenregelwerk zu sehen sein als den als Anforderungswerk (im Geschoßwohnbau) Es hat sich gezeigt, dass der Schallschutzausweis der DEGA den Schallschutz greifbar und für den Verbraucher nachvollziehbar macht Für den Geschoßwohnbau müssen Standards definiert werden Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Wie kann man einen sicheren Standard definieren? Grundsätzliche Feststellungen: Das Bauwerk muss den Erwartungen des Bestellers entsprechen Der Schallschutz muss so sein wie der, der bei gleichartigen Bauwerken üblich ist und ihn bei gewöhnlicher Verwendung geeignet macht (BGH diverse Urteile) Die a.a.r.d.t. müssen auf alle Fälle eingehalten sein (die reine Einhaltung der DIN 4109 (auch nicht der Neuen ) reicht nicht aus) Der Bauherr oder Ausführende tut gut daran genau zu definieren was er leisten will! Beschaffenheitsvereinbarung 12

7 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Welche Anforderung gilt für welchen Gebäudetyp? Grundsätzliche Gliederung: Mehrfamilienwohnhäuser Bürogebäude Gemischt genutzte Gebäude Reihenhäuser / Doppelhäuer Hotels & Beherbergungsstätten Krankenhäuser Sanatorien Schulen und vergleichbar DIN :2016/2018 Tabelle 2 DIN :2016/2018 Tabelle 3 DIN :2016/2018 Tabelle 4 DIN :2016/2018 Tabelle 5 DIN :2016/2018 Tabelle Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Wand mit R w= 54dB Mindestforderung der DIN Laute Sprache: einwandfrei zu verstehen Normale Sprache: im allg. nicht verstehbar hörbar Wand R w < 50dB Laute Sprache: Normale Sprache: sehr schlechter Schallschutz einwandfrei zu verstehen sehr deutlich hörbar Decken L n,w = 50dB Mindestforderung der DIN Gehgeräusche: deutlich hörbar Spielende Kinder: sehr deutlich hörbar Decken mit L n,w = 45dB Gehgeräusche: Spielende Kinder: erhöhter Schallschutz hörbar deutlich hörbar 14

8 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 L Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Einordnung von L (Maskierungspegel) 15dB: Fremdgeräusche nicht hörbar 10dB: nicht zu verstehen und kaum hörbar. Die Teilnehmer eines Gesprächs können nicht identifiziert werden 7dB: nicht verstehbar aber noch hörbar. 3dB: in der Regel nicht verstehbar aber noch 0dB: hörbar. Unterste Grenze für Vertraulichkeitsanforderungen Hintergrundpegel und Fremdgeräuschpegel sind also gleich. Noch verstehbar und hörbar -10dB: Fremdgeräusch liegt über dem Hintergrundpegel Einwandfrei zu verstehen und zu hören 16

9 1. Konzept und Änderungen DIN 4109:2016 Grundsätzliche Regelungssystematik: Anforderungsregelwerke DIN :2016 Mindestanforderungen VDI 4100 Schallschutz im Hochbau DEGA Empfehlung 103 Schallschutzausweis Prognoseverfahren DIN :2016 Rechnerische Nachweise DIN EN Berechnung akustischer Eigenschaften Holzbalkendecken in der Altbausanierung I und II DIN Schallschutz im Städtebau Bauteilkataloge und Randbedingungen für die Bauweisen Messverfahren / Überprüfungen DIN 4109 Teil 3 31 Rahmendokument 32 Massivbau 33 Holzbau 34 Vorsatzkonstruktionen 35 Elemente Fenster Türen 36 Gebäudetechnik Prüfstandzeugnisse / Herstellerzeugnisse Bauteildatenbanken: DIN Bauakustische Prüfungen Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Trittschalldämmung: Luftschalldämmung: Rw uprog erf. Rw uprog 2 db ( für Luftschall) u 5 db ( für Türen) prog Vorhaltemaße aus Prüfstandsmessungen werden nicht mehr abgezogen. Im Entwurf der Norm war der Holzbau noch mit höheren Werten belegt bis zu 6dB Aufschlag L u zul. L n, w prog n, w Massivbau : u 3dB prog Holzbau : u 3dB prog 18

10 2. Rechenverfahren und Katalog der DIN DIN : Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) Holz-, Leicht- und Trockenbau, flankierende Bauteile Enthält eine große Sammlung an Daten für Wände, Decken und Flankenmaße Bauteilkatalog für den Holzbau aus akustischer Sicht Praxistipps für Verbesserung der Schalldämmung Decken, Wände und Dächer 20

11 2. Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Das Prinzip der energetischen Addition 60dB Wand und 30dB Tür = 42 db 7% der Fläche lassen 1000x soviel durch wir die restlichen 93% Resultierendes Schalldämmmaß infolge der energetischen Addition der Transmissiongrade Somit addieren sich die Flanken ebenfalls energetisch zum Trennbauteil schlechte Flanke, schlechtes Bauteil Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Luftschallschutz: R w 10log F f 1 R n Dd, w R Ff, w llab Ss RFf, w Dn, f, w 10log 10log db l A Bewertete Norm- Flankenpegeldifferenz (Norm A = 10m²) f 0 db Bezugskantenlänge des Prüfstands: Wände: 2,80m Decken: 4,50m Vereinfachung für den Holzbau: Ermittlung der einzelnen Stoßstellendämmmaße und Flankenwege ist im Holzbau schwierig Deshalb wird für jeden Stoß pauschal die bewertete Norm- Flankenpegeldifferenz als Kennwert herangezogen Daraus wird für die 4 Flanken das Schalldämmmaß gebildet!!!!!! Achtung: NICHT geeignet für den Massivholzbau!!!!!! 22

12 L L K K db nw, nw, Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Trittschallschutz: Prognose des Trittschallpegels bei reinen Holzbauten: L n,w : K 1 : K 2 : bewerteter Norm- Trittschallpegel der Holzdecke Korrekturwert für den Weg Df Korrekturwert für den Weg DFf Vereinfacht über Korrektursummanden Diese lassen sich im Teil 33 der Norm ablesen Daraus wird für die 4 Flanken das Schalldämmmaß gebildet Genaueres Verfahren geplant Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Generelle Forderung an den Schutz gegen Außenlärm Grundsätzlich gilt: R L K w, ges a Raumart K Raumart : K Raumart : K Raumart : L a : = 25 db für Krankanstalten = 30 db für Wohnungen und Unterrichtsräume = 35 db für Büroräume und Ähnliches maßgeblicher Außenlärmpegel 24

13 2. Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 DIN Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) Holz-, Leicht- und Trockenbau, flankierende Bauteile Quelle: E DIN ; Beuth Verlag Besonderheiten im Holzbau Deckenbeschwerung biegeweich und schwer Betonplatten oder Sand schwere biegeweiche Auflage 2-lagig auf Dämmschicht geringe dyn. Steifigkeit (s < 15MN/m³) geringe Resonanzfrequenz Entkopplung der Träger durch Zwischenschicht und große Balkenabstände Gummi z.b. Bitrapez Dielenentkopplung Bis zu 10dB Verbesserung Luftdichtungsschicht um Schallnebenwege zu unterbinden Hohlraumbedämpfung ca. 60% des Luftraums Hohlraumresonanzen werden verringert Unterdecke möglichst stark entkoppelt sowie schwer und weich (2-lagig; Spuranpassungseffekt) z.b. auf Federschiene geringe Resonanzfrequenz 26

14 3. Besonderheiten im Holzbau Holzbalkendecken: Teppichbeläge wirken bei Holzdecken praktisch nicht, da sie die größte Verbesserung bei hoher Frequenz bringen Verbesserungsmaße aus dem Massivbau sind nicht auf den Holzbau übertragbar Unterschied von 13 db zwischen Beton und Holzrohdecke für Teppichauflage Teppich ist für Holzdecken praktisch nicht wirksam Je besser die Decke umso größer der Einfluss der Flanken Quelle: Schallschutz+Raumakustik in der Praxis Fasold und Veres Besonderheiten im Holzbau Es muss im Bezug zum Holzbau die Frage gestellt werden ob eine reine Beurteilung nach L n,w oder R w ausreichend ist. Sehr häufig ist festzustellen, dass trotz Einhaltung der bauordnungsrechtlichen Werte oder sogar erhöhter Standards Nutzer unzufrieden sind. Die akustisch subjektive Wirkung eines Trennbauteils wird nicht immer durch L n,w und R w richtig qualifiziert Woran liegt es und was kann man tun? 28

15 3. Besonderheiten im Holzbau Das Problem mit dem Gehen! Gehen (Barfuß oder mit weichen Schuhen) spielt sich im Bereich unter 100Hz ab. Die Norm misst aber erst aber ab 100Hz. Es ist eine Frequenzabhängige Betrachtung erforderlich Der Spektrumsanpassungswert C I ist für Holzbalkendecken ein guter Indikator In einigen EU-Ländern ist dies bereits eine Anforderung (L n,w +C I, ) Lärmbekämpfung Bd. 10/ 2015 Nr. 5 Holzbalkendecken Anforderungen und Wahrnehmung des Trittschallschutzes; Jan Mörchel; Iphofen Besonderheiten im Holzbau Decke links: 50mm ZE Estrich 100 kg/m² TS-dämmung Mineralfaser s =8MN/m³ Schüttung 40mm Splitt 60kg/m² OSB Platte Seitlich hochgezogene Mineralfaser Federschiene 2 Lagen Gipsfaser 20kg/m² Decke rechts: 50mm ZE Estrich TS-dämmung Mineralfaser s =8MN/m³ OSB Platte Seitlich hochgezogene Mineralfaser Entkoppeltes Abhängesystem (Eigenfrequenz ca. 25Hz) 25mm +12,5mm Gipsfaser 30,5 kg/m² L n,w = 31dB m 200kg/m² <<< L n,w db m 150 kg/m² Kein subjektiver Unterschied feststellbar Warum? 30

16 3. Besonderheiten im Holzbau Häufige Höhe des Hintergrundpegels L n,w + C I = 50dB C I ist gemeint L n,w + C I 50 db C I ist gemeint Unter Gesichtpunkten der energetischen Addition wird deutlich, dass hier tiefe Frequenz dominieren Betrachtet man Frequenzen bis 50Hz ist bei den beiden Decken ist kein Unterschied mehr feststellbar Besonderheiten im Holzbau Die Decke mit Splittschüttung zeigt bei hohen Frequenzen die größte Verbesserung 1000 ca Hz Der Gehpegel liegt aber bereits häufig unter dem Hintergrundpegel Unterdeckensystem erreicht bei geringerer Masse ähnlich gute Werte Verglichen zum Massivbau sind mindestens die gleichen Leistungen zu erwarten 32

17 3. Besonderheiten im Holzbau Doppelhaustrennwände analoge Problemstellung: Die Anforderung an das Luftschalldämmmaß liegt bei R w 62dB Trotz Einhaltung kommt es immer wieder zu Beschwerden speziell im tieffrequenten Bereich bei Holzbauten Messung finden im Frequenzbereich von 100Hz bis 2000Hz statt!!! (Die Störung liegt darunter) Welche Konstruktion ist erforderlich um hier Abhilfe zu schaffen? 33 Lösungsansatz 1: 3. Besonderheiten im Holzbau Ständerraster 62,5cm R w = 64 db (-8; -17; -7; -17) R w = R w db ( C; C tr ; C ; c tr, ) 34

18 Lösungsansatz 2: Ständerraster 31,25cm R w = 65 db (-3; -7; -2; -7-3) R w = R w db ( C; C tr ; C ; c tr, c ) Besonderheiten im Holzbau Vergleich: Während das bewertete Schalldämmmaß nur um 1dB besser ist, kann bei tiefen Frequenzen eine deutliche Verbesserung erwartet werden. Dies lässt sich unter anderem aus den Spektrumsanpassungswerten ablesen. 36

19 Vergleich: 3. Besonderheiten im Holzbau Blaue Kurve: Lösung 1 62er Rote Kurve: Lösung 2 31er Grüne Kurve: 2 x 11,5 KS 1400kg/m² + Putz 1-seitig Bei tiefen Frequenzen zeigt das 31er Raster, ein deutlich besseres Schalldämmverhalten und erreicht praktisch das einer Massivwand Besonderheiten im Holzbau Begründung (Vereinfacht): Durch das geringere Raster werden die Eigenschwingungen der Platten zu höheren Frequenzen verschoben. Das bedeutet, dass das Schwingverhalten bei tiefer Frequenz besser schalldämmend wirkt. Dafür aber bei höheren schlechter. Dort ist aber die Holzkonstruktion ohnehin gut und wirkt sich nicht negativ aus. 38

20 4. Beispielbemessung Trenndecke: R w 57dB (DEGA Klasse C) (DIN R w 54dB) L n,w 46dB (DEGA Klasse C) (DIN L n,w 50dB) Raumgröße im Sende- und Empfangsraum: B x L x H: 5,00m x 6,00m x 2,50m Trenndecke aus DIN :2016: Beispielbemessung Trenndecke Luftschallschutz: D n,f,w = 67 db Wenn die Decke die flankierenden Wände unterbricht Was ist mit Ballon- Framing Decken? 40

21 4. Beispielbemessung Trenndecke: L n,w 46dB (DEGA Klasse C) (DIN L n,w 50dB) Raumgröße im Sende- und Empfangsraum: B x L x H: 5,00m x 6,00m x 2,50m Trenndecke aus DIN :2016: Beispielbemessung Trenndecke Trittschallschutz: L n,w : 36dB L n,w + K 1 : 39dB 42

22 4. Beispielbemessung Trenndecke Trittschallschutz: L n,w + K 1 : 39dB L u zul. L nw, prog nw, 43dB 3dB 46dB 46dB Pr ognoseaufschlag : u prog 3dB L n,w + K 1 + K 2 = L n,w : 43dB Beispielbemessung Trenndecke Alternativ: L n,w 50 db DIN Raumgröße im Sende- und Empfangsraum: B x L x H: 5,00m x 6,00m x 2,50m Trenndecke aus DIN :2016: 44

23 4. Beispielbemessung Trenndecke Trittschallschutz: L n,w : 40dB L n,w + K 1 : 43dB Beispielbemessung Trenndecke Trittschallschutz: L n,w + K 1 : 43dB L nw, uprog zul. L nw, 47dB 3dB 50dB 50dB Pr ognoseaufschlag : u 3dB prog Rote Werte gelten hier für Estrich auf Holzweichfaser L n,w + K 1 + K 2 = L n,w : 47dB Grüne Werte für EPS oder Mineralfaser 2dB Verbesserung 46

24 4. Beispielbemessung Wieviel Holzdecken der DIN erreichen vorgenanntes? Diagramm mit der Anzahl der Decken der Norm mit zugehörigem Trittschallpegel 7 Decken bis 50dB L n,w 4 Decken bis 46dB L n,w Beispielbemessung Einordnung der Werte: Um die Werte zu Erreichen sind anspruchsvolle Decken erforderlich. Es gilt folgendes: Decke ohne Flanken sollte ca. 10dB besser sein als der Anforderungswert ein Großteil der Übertragung findet über die Flanken statt Nur ein kleiner Teil der Decken des Katalogs in DIN ist in der Lage den Anforderungen des Geschoßwohnbaus gerecht zu werden 48

25 4. Beispielbemessung Trennwände: R w 57dB (DEGA Klasse C) (DIN R w 53dB) Raumgröße im Sende- und Empfangsraum: B x L x H: 5,00m x 6,00m x 2,50m Trennwand R w aus DIN :2016: Beispielbemessung Trennwand Flanken aus DIN :2016: Flanke Außenwand D n,f,w Länge 2,50m: Flanke Innenwand D n,f,w Länge 2,50m : 50

26 2. Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Trennwand Flanken aus DIN :2016: Flanke Boden D n,f,w Länge 6,00m: Flanke Decke D n,f,w Länge 6,00m: Rechenverfahren und Katalog der DIN 4109 Trennwandberechnung: Ergebnis R w = 58,9dB abzüglich 2 db Prognoseabschlag 52

27 4. Beispielbemessung Änderung beim Außenlärm Beispiel DTV Fz/24h Autobahn - Abstand 500m: Nomogramme der DIN L = 5dB <10dB Nomogramme wurden aus DIN 4109 entfernt Beispielbemessung Beispiel: Langes Gebäude an einer innerstädtischen Straße mit Kreuzung und Ampelanlage. Ca Fahrzeuge pro Tag. Aufgetragen sind der Tag- und der Nachtpegel. 54

28 4. Beispielbemessung Beispiel: Punkt 5 (Kreuzungsfern): L r,tag = 63,3dB L r,nacht = 53,1dB L > 10dB L a = 63,3+3dB = 66,3dB R w,ges = 66,3dB 30dB = 36,3dB Nach 2016er Version: R w,ges = 40dB Punkt 6 (Kreuzungsnah): L r,tag = 66,4dB L r,nacht = 58,5dB L < 10dB L a = 58,5+10dB(Nachtzuschlag)+3dB = 71,5dB R w,ges = 71,5dB 30dB = 41,5dB Nach 2016er Version: R w,ges = 45dB Beispielbemessung Musterbemessung Außenwand Vorteil beim Holzbau Flankenübertragung braucht in der Regel nicht berücksichtigt zu werden Eckraum 5 x 6m mit einem Fenster 2,01 x 1,26 ohne Rollo und ohne Lüftung: R Fenster = 40dB: Nachweis eingehalten R w,res u prog = 46,6dB > 41,5dB 56

29 5. Ausblick Was fehlt? Treppen in Gebäude in Holzbauweise (Abhilfe: div. Publikation) Trittschallschutz für Diagonallagen (für den Massivbau über ein Korrekturfaktorverfahren möglich) Trittschalschutz von Mischbauweisen (Abhilfe: Holzbalkendecken in der Altbausanierung II) Falkenwerte für moderne Holzbauweisen wie Ballonframing etc Ausblick Was fehlt? Aussagen zur tieffrequenten Übertragung von Holzbauteilen Weitere Werte für Deckenkonstruktionen die erhöhte Anforderungen mit L n,w + u prog 46dB einhalten Aussagen zum Installationsgeräusch in Holzgebäuden 58

30 5. Ausblick: 59

31 Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen übernimmt die ZEBAU GmbH keine Haftung. Der Referent / die Referentin haftet für die Einhaltung der urheberrechtlichen Ansprüche Dritter, die sich auf den gesamten oder auf Teile seines Vortrages beziehen. Bei Fragen oder Ansprüchen wenden Sie sich bitte direkt an den Referent / die Referentin. Eine Weiterverbreitung darf nur nach Genehmigung des Referent / der Referentin erfolgen. Jahr ReferentIn / ZEBAU GmbH Das Hamburger Holzbauforum #4 Ist der Holzbau noch ganz dicht? Bauphysikalische Aspekte und integrale Planung fand am 18. April 2018 in Hamburg statt. Weitere Veranstaltungstermine und viele Vortragsunterlagen zum Download finden Sie auf Melden Sie sich zu unserem Newsletter an: