Verkehrslärm Lärmpegelbereiche und Lüftungen Seminarbeitrag vom Einleitung

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1 1 Einleitung Immer häufiger werden vor allem in Ballungsräumen Wohnflächen in der Nähe von Straßen und Eisenbahnlinien erschlossen. Mit diesem Nebeneinander von Lärmquellen und schutzbedürftigen Nutzungen gewinnt die Umsetzung einer ausreichenden Schalldämmung für Aufenthaltsräume immer mehr an Bedeutung. Nachfolgend werden die baurechtlichen Anforderungen zum Schallschutz gegenüber Außenlärm beschrieben. Anschließend werden Dimensionierungsbeispiele und Möglichkeiten zur Optimierung des Schallschutzes gegenüber Außenlärm vorgestellt. 2 Anforderungen der DIN 4109 Baurechtliche Anforderungen zum Schallschutz gegenüber Außenlärm sind in Deutschland einheitlich in der DIN 4109 geregelt. Dazu sind Anforderungen an die Schalldämmung der Außenbauteile definiert. Die Schalldämmung ist vereinfacht ausgedrückt definiert als: R w = L2 L1 + K mit: R w =Schalldämmung im eingebauten Zustand [db] L2 = Sendepegel (hier: vor der Fassade) [db] L1 = Empfangspegel (im Empfangsraum) [db] K = Korrekturterm [db] Bei Umstellung obiger Formel ergibt sich die Schalldämmung grundlegend aus der (vorhandenen) Außenbelastung und einem (angestrebten) Innenpegel, der von der Empfindlichkeit der Nutzung abhängt. Ausgangspunkt ist also die Höhe der Außenlärmbelastung. Hierzu wird der sogenannte maßgebliche Außenlärmpegel durch Berechnungen oder Messungen ermittelt. Dieser ergibt sich im Regelfall aus dem Beurteilungspegel vor der betreffenden Gebäudefassade und einem Zuschlag von 3 db(a). Die Pegel werden in Klassen mit einer Breite von 5 db(a) eingeteilt, den Lärmpegelbereichen. Diese sind oft in Bebauungsplänen festgesetzt. Nachfolgend ist ein Beispiel einer Isophonenkarte aus einer schalltechnischen Untersuchung zu einem Bebauungsplan und die Ableitung des Lärmpegelbereichs für einen Immissionspunkt dargestellt. Abb. 1: Isophonenkarte mit Darstellung Außenlärm; Ausgehend von den Lärmpegelbereichen sind in Tabelle 8 der DIN 4109 die Anforderungen an die resultierende Schalldämmung der Außenbauteile von Aufenthaltsräumen erf. R w,res definiert. Dabei wird unterschieden zwischen Aufenthaltsräumen in Wohnungen, Bettenräumen in Krankenhäusern (jeweils 5 db strengere Anforderungen als für Wohnungen), und Büroräumen (5 db geringere Anforderungen als für Wohnungen). Entsprechend der Klassierung der Lärmpegelbereiche in 5-dB-Schritten steigen auch die Anforderungen an die Schalldämmung je Lärmpegelbereich in der Regel in 5- db-schritten an. In Abb. 2 sind die Anforderungen an die Schalldämmung der Außenbauteile von Wohnräumen für verschiedene Lärmpegelbereiche dargestellt. Zeile Lärmpegel- bereich Maßgeblicher Außenlärmpegel db(a) Anforderung Schalldämmung erf. R' w,res db 1 I bis II 56 bis III 61 bis IV 66 bis V 71 bis VI 76 bis Abb. 2: Anforderungen an die Schalldämmung von Wohnräumen (Auszug Tab.8, DIN 4109) Die Anforderungen an die Schalldämmung gelten nur für schutzbedürftige Aufenthaltsräume, nicht jedoch für Nebenräume wie Flure, Abstellräume, Bäder etc. Simrockallee Bonn-Bad Godesberg Tel: 0228 / Fax: 0228 / bonn@peutz.de Seite 1

2 3 Grundlagen Dimensionierung Schallschutz gegenüber Außenlärm Das Maß des tatsächlichen Schallschutzes hängt stark von der Raumgeometrie und dem Anteil der verlärmten Fassaden ab, also dem Verhältnis zwischen Außenbauteilen zur Grundfläche eines Raumes. Hierzu sieht die DIN 4109 Korrektursummanden vor, mit denen die in Kapitel 2 beschriebenen Grundwerte der erforderlichen Schalldämmung angepasst werden. Je nach dem Verhältnis der Wandflächen zur Grundfläche können diese Korrekturen Werte von 3 bis +5 db erreichen. Ein Beispiel der Auswirkungen unterschiedlicher Geometrien ist in Abb. 3 dargestellt. Abb. 3: Auswirkungen verschiedener Verhältnisse Außenbauteile zu Grundfläche; Bild: Peutz Consult GmbH Im Bild in Abb. 3 links ist nur die Giebelseite dem Lärm ausgesetzt (z.b. Reihenmittelhaus, Erdgeschoss). Im rechten Bild sind zwei Außenwände sowie die Dachfläche beschallt. Beide Fälle gehen von Lärmpegelbereich III, entsprechend einer Anforderung erf.r w,res = 35 db aus. Im Bild rechts ergibt sich mit der geometrischen Korrektur insgesamt eine Anforderung von erf.r w,res = 34 db, im Bild links von erf.r w,res = 40 db. Der Unterschied beträgt also zwischen beiden Fällen 6 db und somit mehr als eine volle Lärmpegelbereich-Klasse. Nachdem die globale Anforderungen an die Schalldämmung der Außenbauteile eines Raumes erfolgt ist, werden im nächsten Schritt die einzelnen Bauteile so dimensioniert, dass die globalen Anforderungen unter konstruktiven und wirtschaftlichen Aspekten erfüllt werden. Massive Wände wie Kalksandsteinwände oder Betonwände erfüllen in der Regel Schalldämmmaße von über 50 db. Die in der Praxis erreichbaren Schalldämmmaße von Fenstern sind deutlich niedriger. Deshalb wird die erreichbare Gesamt-Schalldämmung in der Regel durch die schalltechnisch schwächeren Bauteile wie Fenster / Türen, Rollladenkästen sowie Lüftereinrichtungen bestimmt. Abb. 4 zeigt beispielhaft die Aufteilung der erforderlichen Schalldämmmaße auf Außenwand und Fensterflächen bei einer globalen Anforderung von erf. R w,res = 40 db. Bei einem Fensterflächenanteil von 40% beträgt dann die resultierende Anforderung an die Fenster R w,res = 35 db. Letztlich gibt es viele mögliche Kombinationen zur Erfüllung der globalen Anforderung an die Fassaden. Es ist Aufgabe des Planers, durch eine geschickte Dimensionierung einerseits Kosten zu sparen, andererseits aber auch eine hochwertige Qualität sicherzustellen. Lärmpegelbereich IV / erf. R w,res = 40 db Fenster / Fenstertür R w = 35 db Massivwand (KS) R w = 45 db Abb. 4: Verteilung Schalldämmung auf Wand / Fenster; 4 Vorgehensweise bei unterschiedlich hohen Belastungen an mehreren Fassaden Häufig liegen an unterschiedlichen Gebäudefassaden unterschiedlich starke Lärmbelastungen vor. Meist ist z.b. die Giebelfassade entlang einer Straße wesentlich stärker als die Seitenfassaden oder die abgewandte Fassade von Lärm betroffen. Für Eckräume liegen dann an den Fassaden eines Raumes unterschiedlich hohe Anforderungen vor. Diesen Fall sieht die DIN 4109 aber nicht explizit vor. Um den Schalleintrag ausreichend zu begrenzen, könnten nun vereinfachend für die Berechnungen für alle Fassadenbereiche der höhere Lärmpegelbereich angesetzt werden. Dies ist ein Ansatz auf der sicheren Seite und führt für die Fassade mit dem niedrigeren Lärmpegelbereich mit einem geringeren Schalleintrag. Allerdings wird damit auch eine höhere Schalldämmung umgesetzt als nach DIN 4109 erforderlich ist. Für eine wirtschaftlich optimierte Dimensionierung sollte jede Fassade separat betrachtet werden. Dabei wird das o.g. Verfahren für die Fassadenbereiche mit unterschiedlichen Lärmpegelbereichen eigenständig angewendet. Zusätzlich werden dabei Zuschläge vergeben die verhindern sollen, dass durch die mehrfache Anwendung des Berechnungsganges insgesamt mehr Lärm in ein und denselben Raum eindringt. Letztendlich wird dabei jeder Fassade ein Anteil am eindringenden Lärm zugewiesen. Simrockallee Bonn-Bad Godesberg Tel: 0228 / Fax: 0228 / bonn@peutz.de Seite 2

3 Bei einer geschickten Aufteilung können dabei oftmals die Anforderungen für einzelne Bauteile reduziert werden. Hierbei wird ganz besonders deutlich, dass es sich auf die Anforderungen und die Wirtschaftlichkeit positiv auswirkt, wenn zur lauten Seite hin vorwiegend massive Bauteile und nur wenige Fenster angeordnet werden. Eine geschickte Grundrissgestaltung hat also bei hohen Außenlärmbelastungen ganz praktische und wirtschaftliche Vorteile. 5 Grundrissgestaltung bei Außenlärm Die vorangegangenen Überlegungen zeigen, dass eine optimierte Grundrissgestaltung bei der Gebäudeplanung in lärmintensiver Umgebung durchaus einen hohen Stellenwert haben sollte. Bei entsprechender Ausrichtung von schutzbedürftigen Räumen kann ein hoher Komfort mit deutlich geringerem Aufwand erreicht werden als bei einer Ausrichtung dieser Räume in Richtung der Lärmquellen. Da die Ausrichtung von Wohn- und Schlafräumen neben dem Gedanken des Schallschutzes von vielfältigen Faktoren beeinflusst wird, bis hin zur Orientierung und Erschließung des gesamten Gebäudes, sollte eine schalltechnisch optimierte Gebäudeanordnung bereits frühzeitig im Rahmen der Bauleitplanung untersucht werden. Hier steckt oftmals in Bebauungsplänen noch Optimierungspotenzial, das zum Wohl sowohl der Investoren als auch der späteren Nutzer noch aktiviert werden kann. von Sauerstoff zum Atmen ist der Abtransport von Gerüchen, Schadstoffen und Feuchtigkeit einer der Aufgaben der Wohnungslüftung. Heute ist ein ausreichender Luftwechsel wichtiger denn je: Wegen der dichten Bauweise moderner Wohngebäude wird ein ausreichender Luftwechsel ohne gezielte Lüftung oft nicht mehr erreicht. Vor allem Nachrüsten von Bestandsgebäuden mit dicht schließenden Wärmeschutzfenstern ist an schlecht wärmegedämmten Außenwänden Schimmelpilzwachstum vorprogrammiert. Hinzu kommt immer mehr der Gedanke der Energieeinsparung, denn vor allem bei hochwertig wärmegedämmten Gebäuden spielen die Lüftungswärmeverluste bei unkontrollierter Lüftung eine entscheidende Rolle für die erreichbare Energieeffizienz eines Gebäudes. Immer noch ist aber heute eine herkömmliche Fensterlüftung die übliche Lüftungsmethode: die Lüftung ist individuell, praktisch und ohne zusätzlichen Geräteaufwand zu erreichen. Nachfolgend werden einige Beispiele für Wohnungslüftungen für den Einsatz bei einer lauten Außenumgebung vorgestellt. 6.2 Schalltechnische Grenzen der Fensterlüftung Bei hohen Außenlärmbelastungen kann tags ein ausreichender Luftwechsel fast immer durch eine Stoßlüftung erreicht werden. Nachts hingegen, wenn die Bewohner schlafen, ist dies nicht möglich. Hier muss also eine mechanische Unterstützung vorgesehen werden, wenn bei einem gekippten Fenster eine zu hohe Lärmbelastung im Schlafraum vorliegen würde. Bei einem gekippten Fenster kann näherungsweise von einer Pegeldifferenz zwischen innen und außen von ca. 15 db(a) ausgegangen werden. Ausgehend von einer Grenze einer ungestörten Nachtruhe von ca db(a) sollte also ab einem Schalldruckpegel von db(a) nachts vor dem Fenster eine mechanische Lüftung vorgesehen werden. Abb. 5: Schalltechnisch optimierter Grundriss für Reihenhaus (laute Seite mit Nebenräumen und Küche unten / leise Seite mit Wohnräumen oben), Quelle: IP Siebel, Haan 6 Lüftungsanlagen im Wohnungsbau 6.1 Allgemeines Hierfür ist aber keine genaue Grenzziehung möglich, da keine verbindlichen Richt- oder Grenzwerte existieren. Die vorgenannte Grenze von db(a) hat sich aber in den letzten Jahren aus der Rechtssprechung eingebürgert und sollte der Planung zu Grunde liegen. In vielen Bebauungsplänen werden aber entsprechende Vorkehrungen nicht in vollem Maße berücksichtigt. Häufig werden Lüftungseinrichtungen für Wohnräume an den Lärmpegelbereich gekoppelt festgesetzt, z.b. ab Lärmpegelbereich IV für Wohnnutzungen. Die Versorgung mit ausreichend gesunder Luft ist eine der Grundfunktionen einer Wohnung. Neben der Zufuhr Dies entspricht Beurteilungspegeln von db(a) tags. Bei Straßenverkehr liegen die nächtlichen Beurtei- Simrockallee Bonn-Bad Godesberg Tel: 0228 / Fax: 0228 / bonn@peutz.de Seite 3

4 lungspegel meist ca. 7 db(a) niedriger als die Tagpegel, hier also ca db(a) nachts. Bei einer Festsetzung von Lüftungsanlagen gekoppelt an Lärmpegelbereich IV würden also erst bei Beurteilungspegeln ab ca. 55 db(a) nachts entsprechende Anlagen vorgesehen. Dies macht deutlich, dass in Bebauungsplänen in der Regel lediglich Mindestanforderungen festgesetzt sind. 6.3 Lüftungssysteme Einzelgeräte im Wandeinbau Die einfachste Methode zur gezielten Belüftung einzelner Räume ist die Anbringung von schallgedämmten Lüftungsgeräten im Wandeinbau. Die Geräte sind ca. schuhkartongroß und besitzen einen eigenen Motor zum Antrieb des Ventilators. Oft sind mehrere Schaltstufen möglich. Auch ist eine begrenzte Wärmerückgewinnung bis zu einem Wirkungsgrad von ca. 50% möglich. Die Anbindung nach außen erfolgt durch eine einfache Kernbohrung. Auf Grund des relativ geringen Aufwands werden schallgedämmte Lüftungsgeräte auch häufig für Nachrüstungen verwendet. Der Schalldämmung wird mit Prüfzeugnissen belegt. Grundlage dazu sind Labormessungen unter genormten Bedingungen. In Abb. 6 ist das Muster eines Prüfzeugnisses aus dem Labor für Akustik der Peutz-Gruppe dargestellt. Gemäß der Messnorm werden die Schallpegeldifferenzen für Räume mit standardisierten Eigenschaften angegeben (D n,e,w ). Zur Veranschaulichung wird häufig ergänzend dazu das Schalldämmmaß R' w,1.9 angegeben. Dies entspricht der Schalldämmung des Lüftungsgerätes übertragen auf die Qualität eines gedachten Fensters mit einer Fläche von 1,9 m². Mit solchen Geräten ist heute ein Schalldämmmaß von R' w, db erreichbar. sodass eine schalltechnisch gedämmte Lüftung auch bei hohen Anforderungen des Lärmpegelbereich V grundsätzlich realisierbar ist. Einzelgeräte im Fenster integriert Bei Neubaumaßnahmen oder auch bei grundlegenden Renovierungsarbeiten, bei denen Fenster ausgetauscht werden, bietet sich oft an, die Lüftungseinrichtung in den Fensterrahmen zu integrieren. Da dabei keine Bauteile in den Raum hinein ragen, ist ein solches integriertes Lüftungssystem optisch unauffälliger. Unter schalltechnischen Gesichtspunkten lassen sich ähnlich hohe Schalldämmungen erreichen wie bei Wandlüftern. Abluftanlagen Wenn kein Wandeinbau in Frage kommt, besteht prinzipiell auch die Möglichkeit den Luftwechsel über eine Abluftanlage sicherzustellen. Dabei wird ein kontrollierter Luftvolumenstrom über die Abluftanlage abgeführt, meist über die Küche oder das Badezimmer. Frischluft strömt über ein passives, schallgedämmtes Lüftungselement in den Schlafräumen nach. Bei dieser Lösung sind das Abluftgerät und die Nachströmöffnung räumlich entfernt, so dass eine Wärmerückgewinnung praktisch nicht möglich ist. Unter energetischen Gesichtspunkten ist daher eine reine Abluftanlage als ungünstig zu bewerten. Unter schalltechnischen Gesichtspunkten hingegen ist mit einer hoch schallgedämmten Nachströmöffnung eine kontrollierte Lüftung einfach zu erreichen. Mechanische Zu- und Abluftanlage Die technisch aufwendigste Lüftungsmöglichkeit besteht aus einer mechanischen Zu- und Abluftanlage für eine gesamte Wohneinheit oder ein gesamtes Gebäude. Dabei wird über eine zentrale Lüftungsanlage sowohl die Frischluft für die Aufenthaltsräume zugeführt als auch die Abluft über Nebenräume (Bad, Küche) abgeführt. Über einen hoch effizienten Wärmetauscher lassen sich heute sehr hohe Wärmerückgewinnungsgrade von ca. 90 % erreichen. Zu- und Abluftanlagen für gesamte Wohneinheiten werden daher i.d.r. unter energetischen Gesichtspunkten geplant. Abb. 6: Labor-Prüfzeugnis eines Schalldämmlüfters; Auch schalltechnisch bieten sie den Vorteil, dass keine zusätzlichen Öffnungen und somit Schwachstellen in den Außenbauteilen erforderlich sind. Simrockallee Bonn-Bad Godesberg Tel: 0228 / Fax: 0228 / bonn@peutz.de Seite 4

5 Dem gegenüber stehen aber natürlich die deutlich höheren Kosten als für gezielte Lüftungen einzelner weniger Schlafräume. Rein aus schalltechnischen Gesichtspunkten werden daher solche Anlagen in der Regel nicht geplant. 7 Zusammenfassung Immer häufiger werden schutzbedürftige Wohn- und Arbeitsräume in der Nähe von Verkehrswegen geplant. Die Auslegung und Optimierung des Schallschutzes gegenüber Außenlärm bekommt daher eine immer wichtigere Bedeutung, um auch bei hoher Außenlärmbelastung ein ausreichenden Schutz gegenüber Lärm und einen ausreichend hohen Komfort zu ermöglichen. Bereits bei Beginn der Planung, in der Bauleitplanung, kann durch eine vorteilhafte Gebäudestellung oftmals eine Optimierung erreicht werden, in den empfindliche Nutzungen möglichst abgerückt von Verkehrswegen angeordnet werden. Im baurechtlich erforderlichen Schallschutznachweis gegenüber Außenlärm zum Bauantrag lässt sich der Schallschutz gegenüber Außenlärm weiter optimieren, so dass mit verhältnismäßig weniger hohen finanziellen Aufwand ein höherer Komfort erreicht werden kann. Dort wo aufgrund der Außenlärmbelastung kein Schlafen mit gekippten Fenster möglich ist, bieten sich verschiedene schallgedämmte Lüftungssysteme an, um ein ausreichenden Luftwechsel auch bei geschlossenen Fenster sicherzustellen. Simrockallee Bonn-Bad Godesberg Tel: 0228 / Fax: 0228 / bonn@peutz.de Seite 5