"Schallschutz im Holzbau

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1 "Schallschutz im Holzbau Ergebnisse aus praktischen Messungen Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften / Arbeitsbereich Holzbau Fachtagung Holz Ass.-Prof. Dr. Anton Kraler

2 Schallübertragungen Luftschall Körperschall Trittschall Unterschiedliche Schalleinwirkungen auf ein Gebäude Standplatz: Straße, Schiene, Sport etc. Planung und Bemessung: Zuordnung der Räume, Nutzung, Sanitär bauliche Ausführung: Material, einschalig, mehrschalig 2

3 Düsenflugzeug Propellerflugzeug Kettensäge Grundgeräuschpegel Gehörschädigung Mittlerer Straßenverkehr Laute Radiomusik Umgangssprache Ruhiges Wohngebiet (Tag) Ruhiges Wohngebiet (Nacht) Raschelndes Laub Ticken einer Armbanduhr 3

4 Gazetta Ufficiale. 22 dicembre 1997 Tabella B: Categorie di cui Parametri cui alla Tab.A R w D 2m,nT,w L n,w L ASmax L Aeq 1. D A, C E B, F, G

5 DIN 4109 Anforderungen an den Schallschutz Geschosshäuser: Wohnungen und Arbeitsräume Bauteil Mindestschallschutz Erhöhter Schallschutz Wohnungstrenndecken (auch treppen) und Decken zwischen fremden Arbeitsräumen Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen und ähnliches unter Aufenthaltsräumen R w in db L n,w in db R w in db L n,w in db Treppenläufe und Podeste Wohnungstrennwände und Wände zwischen fremden Arbeitsräumen

6 ÖNORM B 8115 Schallschutz und Raumakustik im Hochbau Bauteil Mindestschallschutz Erhöhter Schallschutz Wohnungstrenndecken (auch Treppen) und Decken zwischen fremden Arbeitsräumen zu Aufenthaltsräumen aus Wohneinheiten in Reihenhäusern; Reihenhaustrennwand Stiegenhäusern, Laubengängen und dgl. in Wohneinheiten Nutzbaren Dachräumen, Terrassen, Balkonen D nt,w in db L nt,w in db D nt,w in db L nt,w in db

7 Dämmwirkung von Bauteilen in db 20 db Gesprochenes wird deutlich wahrgenommen 50 db Gesprochenes wird nicht mehr wahrgenommen Radiomusik wird nur mehr leise hörbar (Gazetta Ufficiale. 22 dicembre 1997) 58 db Laute Radiomusik ist nicht mehr wahrnehmbar 7

8 Einschalige Bauteile Kenngrößen: Luftschallschutz flächenbezogene Masse Biegesteifigkeit Verdoppelung der Masse: m 2 m R R + 6 db Dickes Element = d > 15 cm >250kg/m³ niedrige Grenzfrequenz unterhalb 100 Hz Biegesteife Bauteile Dünnes Element = d < 3 cm hohe Grenzfrequenz über 2500 Hz Biegeweiche Bauteile 8

9 Biegesteif Biegeweich Material [kg/m³] für f c =100 Hz für f c = 2500 Hz d in cm m' in kg/m² R w in db d in cm m' in kg/m² Glas ,5 12 Beton ,6 13 Ziegelmauerwerk ,8 15 Gipsplatten ,2 12 Gipskartonplatten ,4 12 Porenbeton ,6 8 Eichenholz ,4 10 Nadelholz ,5 6 Holzspanplatte ,3 8 Sperrholz ,8 5 Stahl ,5 38 Blei ,0 229 Nutzbare Dimensionen von Materialien 9

10 Doppelschalige Bauteile Luftschallschutz Vereinfachtes Modell: Masse Feder Masse m 1 s m 2 10 db 16 db Verbesserung durch eine biegeweiche Vorsatzschale möglich! 10

11 R Verschlechterung durch Resonanz 18 db / Oktav 6 db / Oktav R(m 1 +m 2 ) Verbesserung durch Doppelschaligkeit Nutzbarer Frequenzbereich für doppelschalige Bauteile f res /2 f res 2 f res log f Bauakustischer Frequenzbereich von 100 Hz bis 3150 Hz, die Resonanzfrequenz von mehrschaligen Bauteilen muss also unter 100 Hz, das sind maximal 80 Hz, liegen. 11

12 Luftsteifigkeit s L ' in MN/m³ Steifigkeit von abgeschlossenen Luftschichten 27,7 19,8 13,9 s L ' in MN/m³ Übliche Dämmstoffdicken Trittschall 9,2 6,9 5,5 4,6 s für hochwertige Dämmstoffe 3,5 2, Schichtdicke d L in mm dl s L ' [mm] [MN/m³] Die Luftsteifigkeit s L stellt die untere Grenze der dynamischen Steifigkeit dar. Dazu kommt die Gerüst Steifigkeit des Dämmstoffes. 12

13 ISOVER Glasfaser Maximale Auflast: 6,5 kpa (650kg/m²) CP5 <5 mm Produkt Dicke Dyn. Steif. Steifigkeits- Trittschallm. MW-T d [mm] s` [MN/m³] Gruppe Lw [db]*) TDPS SD6 35 TDPS SD8 33 TDPS SD9 32 TDPS SD10 32 TDPS SD12 30 TDPS SD14 29 *) 50 mm Estrich, 100kg/m² auf Stahlbetondecke Verkehrslasten nach DIN EN 1991: 13

14 Knauf Steinwolle Maximale Auflast: 6,5 kpa (650kg/m²) CP3 <3 mm Produkt Dicke Dyn. Steif. Steifigkeits- Trittschallm. MW-T d [mm] s` [MN/m³] Gruppe Lw [db]*) TPS SD40 26 TPS SD40 26 TPS SD35 27 TPS SD35 27 TPS SD30 28 TPS SD25 29 *) 60 mm Estrich, 132 kg/m² auf Stahlbetondecke 14

15 Brettschichtholz: d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 35 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db 15

16 Brettschichtholz: mit beidseitig aufgeschraubten Gipsfaserplatten d = 0,08m+0,025 m d = 0,12 m+0,025 m d = 0,16 m+0,025 m m = 59 kg/m² m = 77 kg/m² m = 95 kg/m² R w = 39 db R w = 39 db R w = 39 db 16

17 Brettschichtholz: mit freistehender Vorsatzschale mit eingehängter Matte Grundbauteil: Holz massiv d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 36 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db Vorsatzschale: m V = 11 kg/m² d = 0,05 m, s L = 2,8 MN/m², s L+M = 2,22 MN/m² f res = 82 Hz f res = 78 Hz f res = 77 Hz R w = 17,4 db R w = 15,8 db R w = 15,4 db R w = 52 db R w = 54 db R w = 54 db 17

18 Brettschichtholz: mit 2 freistehenden Vorsatzschalen mit eingehängter Matte Grundbauteil: Holz massiv d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 36 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db Vorsatzschalen: m V = 11 kg/m² d L = 0,05 m, s L = 2,8 MN/m², s L+M = 2,22 MN/m² f res = 82 Hz f res = 78 Hz f res = 77 Hz R w = 17,4 + 8,7dB R w = 15,8 + 7,9 db R w = 15,4 + 7,7 db R w = 60 db R w = 62 db R w = 62 db 18

19 Brettschichtholz: mit 1 Vorsatzschale auf Schwingbügeln mit eingehängter Matte Grundbauteil: Holz massiv d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 36 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db Vorsatzschale: m V = 11 kg/m² d L = 0,03 m, s L = 4,7 MN/m², s L+M = 3,8 MN/m² f res = 105,5 Hz f res = 101,3 Hz f res = 99 Hz R w = 14,2 db R w = 12,7 db R w = 12,7 db R w = 49 db R w = 51 db R w = 52 db 19

20 Brettschichtholz: mit 2 Vorsatzschalen auf Schwingbügeln mit eingehängter Matte Grundbauteil: Holz massiv d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 36 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db Vorsatzschalen: m V = 11 kg/m² d L = 0,03 m, s L = 4,7 MN/m², s L+M = 3,8 MN/m² f res = 105,5 Hz f res = 101,3 Hz f res = 99 Hz R w = 14,2 + 7,1dB R w = 12,7 + 6,4 db R w = 12,7 + 6,4 db R w = 56 db R w = 57 db R w = 58 db 20

21 Brettschichtholz: mit 1 Verbundvorsatzschale Trittschall Fasermatte SD30 Grundbauteil: Holz massiv d = 0,08m d = 0,12 m d = 0,16 m m = 36 kg/m² m = 54 kg/m² m = 72 kg/m² R w = 34 db R w = 38 db R w = 39 db Vorsatzschale: m V = 11 kg/m² d L = 0,03 m, s Dämm = 30 MN/m² f res = 300 Hz f res = 288 Hz f res = 282 Hz R w = 4,6 db R w = 4,2 db R w = 4 db R w = 30 db R w = 34 db R w = 35dB 21

22 Massivholzschale: m Roh = 72 kg/m² R Roh,w = 39 db Wohnungstrennwand Gipskartonplatte 12,5 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Mineralfaserplatte 30 mm SD30 SD10 Massivholzwand 160 mm Mineralfaserplatte 30 mm SD30 SD10 Gipskartonplatte 12,5 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Verbundvorsatzschalen mit SD30 f res,1 = f res,2 = 210 Hz R w,1 = -1,5 db R w,2 = -1,5 db R w,ges = -3 db R ges,w = 36 db Vorsatzschalen mit Schwingbügeln und Matte SD10 f res,1 = f res,2 = 74 Hz R w,1 = 15,6dB R w,2 = 15,6dB R w,ges = 23,4 db R ges,w = 62 db 22

23 Außenwand m 1 = 10 kg/m² s 1 = 10 MN/m³ => f res,1 = 220 Hz m 2 = 10,8 kg/m² m 2 = 10,8 kg/m² s 2 = 1,25 MN/m³ => f res,2 = 80 Hz m 3 = 9 kg/m² m 3 = 9 kg/m² s 3 = 3,3 MN/m³ => f res,3 = 120 Hz m 4 = 16,5 kg/m² Mittlere Schale R w = 51 db Äußere Schale R w = 2 db Innere Schale R w = 1 db R w,ges = 48 db 23

24 24

25 25

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28 Trittschallschutz Messbeispiele Holz Rohdecken Hohlkastendecke Brettsperrholzdecke D nt,w = 37dB, L nt,w = 78dB D nt,w = 40dB, L nt,w = 83dB Holzbetonverbunddecke Brettstapeldecke D nt,w = 45dB, L nt,w = 84dB D nt,w = 40dB, L nt,w = 83dB 28

29 Die Trittschallminderung L eines Fußbodenaufbaus hängt von der Art der Rohdecke ab! Ausgehend von einer Stahlbetonmassivdecke (mit/ohne Schüttung) kann die bewertete Trittschallminderung L w für einen schwimmenden Estrich in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse des Estrichs m und der dynamischen Steifigkeit s der Dämmschicht ermittelt werden. Für den gleichen Fußbodenaufbau auf einer Brettschichtholzdecke kann die bewertete Trittschallminderung L tv,w abgeschätzt werden: L tv,w = L w 7 [db] 0 db Für den gleichen Fußbodenaufbau auf einer Holzbalkendecke kann die bewertete Trittschallminderung L t,w abgeschätzt werden: L t,w = L w 18 [db] 0 db 29

30 Messergebnisse für die Verbesserung des Trittschallschutzes L n,w durch Fußböden auf Holzbalkendecken Brettsperrholzdecken Stahlbetonmassivdecken L t,w L tv,w L w Zeile Fußbodenaufbau 1 19 mm Holzspanplatte, rund 13,3 kg/m² 20 mm Mineralwolle-Trittschall-Dämmplatte ISOVER TDPT20/20, rund 118 kg/m³ (Nennrohdichte 115 kg/m³) 2 19 mm Holzspanplatte, rund 13,3 kg/m², vollflächig verleimt und verschraubt mit 19 mm Holzspanplatte wie vor 20 mm Mineralwolle-Trittschall-Dämmplatte ISOVER TDPT20/20, rund 118 kg/m³ (Nennrohdichte 115 kg/m³) 3 20 mm Gipsfaser-Trockenestrichelemente 150 cm 50 cm, rund 23 kg/m 2 20 mm Mineralwolle-Trittschall-Dämmplatte ISOVER TDPT20/20, rund 118 kg/m 3 (Nennrohdichte 115 kg/m 3 ) 4 43 mm Fließestrich, rund 2040 kg/m³, 0,2 mm PE-Folie, 30 mm Polystyrol-Trittschall-Dämmplatten EPS-T 34/30, rund 16,6 kg/m 3 31 mm Sandschüttung L t,w Normbalkendecke L tv,w Brettstapeldecke L w Beton decke

31 Pavapor Firmenangabe 31

32 Rohdecke: Brettschichtholz + schwimmender Estrich SD10 Rohdecke: d = 0,12m d = 0,18 m d = 0,24 m m = 54 kg/m² m = 81 kg/m² m = 108 kg/m² L n,w,0 = 85 db L n,w,0 = 83 db L n,w,0 = 81 db Schwimmender Estrich: d E = 60 mm, E = 2000 kg/m³ m E = 120 kg/m² Trittschall Dämmstoff: d = 35/30 mm s = 10 MN/m³ f res = 83 Hz f res = 72 Hz f res = 67 Hz L w = 22 db L w = 23 db L w = 24 db L n,w = 63 db L n,w = 60 db L n,w = 57 db 32

33 Rohdecke: Brettschichtholz + schwere Schüttung + schwimmender Estrich SD10 Rohdecke: d = 0,12m d = 0,18 m d = 0,24 m Schüttung: d S =0,08m, S = 1400 kg/m³, m S = 112 kg/m² m = kg/m² m = kg/m² m = kg/m² L n,w,0 = 75 db L n,w,0 = 73 db L n,w,0 = 71 db Schwimmender Estrich: d E = 60 mm, E = 2000 kg/m³ m E = 120 kg/m² Trittschall Dämmstoff: d = 35/30 mm s = 10 MN/m³ f res = 60 Hz f res = 59 Hz f res = 57 Hz L w = 26 db L w = 26 db L w = 27 db L n,w = 49 db L n,w = 47 db L n,w = 44 db 33

34 Rohdecke: Brettschichtholz + schwere Schüttung + schwimmender Estrich SD30 Rohdecke: d = 0,12m d = 0,18 m d = 0,24 m Schüttung: d S =0,08m, S = 1400 kg/m³, m S = 112 kg/m² m = kg/m² m = kg/m² m = kg/m² L n,w,0 = 75 db L n,w,0 = 73 db L n,w,0 = 71 db Schwimmender Estrich: d E = 60 mm, E = 2000 kg/m³ m E = 120 kg/m² Trittschall Dämmstoff: d = 32/30 mm s = 30 MN/m³ f res = 104 Hz f res = 101 Hz f res = 99 Hz L w = 19 db L w = 19 db L w = 20 db L n,w = 56 db L n,w = 54 db L n,w = 51 db 34

35 Rohdecke: Brettschichtholz + schwere Schüttung + schwimmender Estrich SD10 + Unterdecke Rohdecke: d = 0,12m d = 0,18 m d = 0,24 m Schüttung: d S =0,08m, S = 1400 kg/m³, m S = 112 kg/m² m = kg/m² m = kg/m² m = kg/m² L n,w,0 = 75 db L n,w,0 = 73 db L n,w,0 = 71 db Schwimmender Estrich: d E = 60 mm, E = 2000 kg/m³ m E = 120 kg/m² Trittschall Dämmstoff: d = 35/30 mm s = 10 MN/m³ f res = 60 Hz f res = 59 Hz f res = 57 Hz L w = 26 db L w = 26 db L w = 27 db Biegeweiche Unterdecke: m U = 11 kg/m² d L = 0,05 m f res = 66 Hz f res = 66 Hz f res = 66 Hz L n,w = 43 db L n,w = 40 db L n,w = 38 db 35

36 36

37 37

38 Geschossdecke Rohdecke: Schüttung über Dämmung Rohdecke: Schüttung unter Dämmung d = 0,14m Variante 1 d = 0,14 m Variante 2 Schüttung: d S =0,08m, S = 1800 kg/m³ m = 63 kg/m² m = = 207 kg/m² L n,w,0 = 84 db L n,w,0 = 71 db Schwimmender Estrich: Schwimmender Estrich: d E = 55 mm, E = 2000 kg/m³ d E = 55 mm, E = 2000 kg/m³ Schüttung: d S =0,08m, S = 1800 kg/m³ m E = = 254kg/m² m E = 110 kg/m² Trittschall Dämmstoff: d = 22 mm s = 40 MN/m³ (Holzfaser = 140 kg/m³) f res = 142 Hz L w = 15 db L n,w = 69 db f res = 119 Hz L w = 17 db L n,w = 54 db 38

39 Flankenübertragung Luftschall Decke / Außenwand Fd Dd Ff Df 39

40 Flankenübertragung Luftschall Decke / Außenwand Maßnahme 1 und / oder Maßnahme 2 Vorsatzschale Schallübertragungswege Elastische Zwischenlagen Trittschalldämmung zwischen Estrich und Schüttung Ff Df Fd Dd Biegeweiche Unterdecke Vorsatzschale 40

41 Modell der Flankenübertragung im Holzbau: DIN 4109 Flankenbauteil sendeseitig Flankenbauteil empfangsseitig Randstreifen Df DFf Dd Normhammerwerk Schwimmender Estrich Trittschalldämmstoff Rohdecke + Schüttung (abgehängte Decke) Mikrofon Übertragungswege: K 1 = 1 bis 6 db K 2 = 0 bis 7 db Dd Direkter Weg (Estrich Rohdecke) L n,w Df Direkt flankierend (Estrich Rohdecke empfangseitige Flanke) K 1 DFf Direkt Flankierend flankierend (Estrich - sendeseitige Flanke - empfangsseitige Flanke) K 2 L n,w = L n,w + K 1 + K 2 in db 41

42 Wohnungstrennwand und Wohnungstrenndecke

43 Schallschutz von Fenster Die Schalldämmung eines Fensters wird durch folgende Eigenschaften erreicht: hohe Fugendichtheit von Rahmen zur Außenwand und zwischen Flügel und Rahmen großer Scheibenabstand unterschiedliche Scheibendicken große Gesamtdicke der Scheiben 43

44 Projektvorbereitung Informationen zum Projekt Erdgeschoss 44

45 Detail: Wand Decke 45

46 Deckenaufbauten mit Stahlbetonmassivdecken: L n,w = 48 db Bauteilschicht Material Dicke [mm] m [kg/m²] s [MN/m³] Estrich Zement, Anhydrit Dämmschicht Glasfaser Steinwolle Holzfaser EPS T Gummifasern Schüttung Beschwerung Kies, Splitt, Styroporbeton 80 nicht unb. erforderlich unkritisch Rohdecke Stahlbeton Unterdecke nicht erforderlich 46

47 Deckenaufbauten mit Holz Betonverbunddecken: L n,w = 48 db Bauteilschicht Material Dicke [mm] m [kg/m²] s [MN/m³] Estrich Zement, Anhydrit Dämmschicht Glasfaser Steinwolle Holzfaser EPS T Gummifasern n. möglich 10 n. möglich Schüttung Beschwerung Rohdecke Unterdecke erforderlich Kies, Splitt, Marmorsplitt Styroporbeton Beton Verbindungsmittel Brettsperrholz Mineralf., Abh., GKP, Gipsfaser 80 n. möglich ϱ >1200kg/m³

48 Deckenaufbauten mit Brettsperrholzdecken (BSPH): L n,w = 48 db Bauteilschicht Material Dicke [mm] m [kg/m²] s [MN/m³] Estrich Zement, Anhydrit Dämmschicht Glasfaser Steinwolle Holzfaser EPS T Gummifasern 20 30?? n. möglich 10?? n. möglich Schüttung Beschwerung Kies, Splitt, Marmorsplitt Styroporbeton 80 n. möglich ϱ >1200kg/m³ Rohdecke Brettsperrholz Unterdecke erforderlich Mineralf., Abh., GKP, Gipsfaser

49 Deckenaufbauten mit Holzbalkendecken: L n,w = 48 db Bauteilschicht Material Dicke [mm] m [kg/m²] s [MN/m³] Estrich Zement, Anhydrit Dämmschicht Glasfaser Steinwolle Holzfaser EPS T Gummifasern n. möglich n. möglich n. möglich s zu groß s zu groß s zu groß Schüttung Beschwerung Kies, Splitt, Marmorsplitt Styroporbeton 80 n. möglich ϱ >1000kg/m³ zu leicht Rohdecke (Normdecke) Holzbalken Unterdecke integriert (Normdecke) Federschienen Mineralf., GKP, Gipsfaser

50 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften / Arbeitsbereich Holzbau Fachtagung Holz Ass.-Prof. Dr. Anton Kraler