Was Sie über Schallschutz wissen sollten 47.Bildungswoche der österreichischen Holzbau- und Zimmermeister in Alpbach 2016 Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften / Arbeitsbereich Holzbau Ass.-Prof. Dr. Anton Kraler Schallschutz Ziel: Ruhe, Wohlfühlen, Entspannen, Feiern, 2 1
Schallschutz im Gebäude Schallschutz Schallschutz gegen Außenlärm Körperschall Trittschall Bewerteter Standardtrittschallpegel L nt,w Bewerteter Normtrittschallpegel L n,w http://www.sbz monteur.de http://www.baulinks.de/webplugin/2010/0317.php4 http://www.ikz.de.php 3 Schallschutz gegen Außenlärm Beispiel: Schallimmissionen durch Straßenverkehr Schienenverkehr Luftverkehr Betriebe Sport und Freizeiteinrichtungen A günstig B ungünstig Wahl des Standplatzes! Planung: Gebäudeform, Nutzung,. 4 2
Schallschutz im Gebäude Planung, Zuordnung Günstige Grundrisszuordnung Küche Küche Planung und Bemessung Zuordnung der Räume, Nutzung, Sanitär, Installationen Diele Bad Wohnungstrennwand Bad Diele Bauliche Ausführung Materialwahl einschalige oder mehrschalige Aufbauten keine Schwächung der Trennbauteile (WTD, WTW) 5 Auswahl der Materialien 6 3
Doppelschalige Bauteile Luftschallschutz im Holzbau Vereinfachtes Modell: Masse Feder Masse (m 1 s m 2 ) 10 db 16 db Verbesserung durch eine biegeweiche Vorsatzschale möglich! m 1 s m 2 m 1 s m 2 Einschalige Bauteile Im Holzbau für einen hochwertigen Schallschutz nicht geeignet, weil die flächenbezogene Masse zu gering ist! 7 Einschalige Bauteile Massivholzelemente (Brettsperr u. Brettschichtholz) ohne und mit Gipskartonbeplankung d = 0,08m d = 0,12 m m = 35 kg/m² m = 54 kg/m² R w = 34 db d = 0,08m+0,025 m R w = 38 db d = 0,12 m+0,025 m = 59 kg/m² m = 77 kg/m² R w = 39 db R w = 39 db 8 4
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. 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 2500 12 300 54 0,5 12 Beton 2000 16 320 55 0,6 13 Ziegelmauerwerk 1800 21 378 58 0,8 15 Gipsplatten 1000 29 290 54 1,2 12 Gipskartonplatten 900 34 306 55 1,4 12 Porenbeton 500 40 200 49 1,6 8 Eichenholz 700 35 247 52 1,4 10 Nadelholz 400 38 151 45 1,5 6 Holzspanplatte 600 33 196 48 1,3 8 Sperrholz 600 21 124 42 0,8 5 Stahl 7800 12 944 70 0,5 38 Blei 11300 51 5729 96 2,0 229 Nutzbare Dimensionen von Materialien 10 5
Doppelschalige Bauteile Resonanzfrequenz: f res 1 1 1 s' 2 m' m' 1 2 m 1 = d 1 1 m 2 = d 2 2 E s' a dyn für Dämmschicht (kraftschlüssig) 2 cl L s' a für Luft (mit eingehängter Matte) cl = 340 m/s, L = 1,2 kg/m³ m 1 s m 2 11 Resonanzfrequenz f 0 der Vorsatzschale Erhöhung R w des Schallschutzes der Wand mit R w 80 35 R w /2 0 100 32 R w /2 0 125 30 R w /2 0 160 28 R w /2 0 200 1 250 3 315 5 400 7 500 9 500 1600 10 > 1600 5 Masse der schweren Schale: 100kg/m² bis 400kg/m² 16 db bis 6 db 13 db bis 3 db 11 db bis 1 db 9 db bis 0 db Bauteile aus einer schweren massiven Schale und einer leichten biegeweichen Schale 12 6
Doppelschalige Bauteile Massivholzelemente (Brettsperr u Brettschichtholz) mit 2 Vorsatzschalen auf Schwingbügeln mit eingehängter Matte Vorsatzschalen: m V = 11 kg/m², d L = 0,03 m, s L = 4,7 MN/m³, s L+M = 3,8 MN/m³ f res = 105,5 Hz f res = 101,3 Hz R w = 14,2 + 7,1 db R w = 12,7 + 6,4 db R w = 56 db R w = 57 db Vorsatzschalen: m V = 11 kg/m², d L = 0,05 m,s L = 2,8 MN/m³, s L+M = 2,22 MN/m³ f res = 82 Hz f res = 78 Hz R w = 17,4 + 8,7dB R w = 15,8 + 7,9 db R w = 62 db R w = 62 db 13 Beispiel: Wohnungstrennwand Massivholzschale: m Roh = 72 kg/m² R Roh,w = 39 db 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 14 7
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 15 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 16 8
Schwimmende Estriche auf Massivdecken Zement-, Anhydrit-Estrich 45 bewertete Trittschallminderung L w in db 40 35 30 25 20 15 4 6 810 15 20 30 40 50 1 10 100 m = 60 kg/m² m = 80 kg/m² m = 100 kg/m² m = 120 kg/m² m = 140 kg/m² m = 160 kg/m² dynamische Steifigkeit s' in MN/m³ 17 Luftsteifigkeit s L ' in MN/m³ 30 25 20 15 10 5 s für hochwertige Dämmstoffe Steifigkeit von abgeschlossenen Luftschichten 27,7 19,8 13,9 s L ' in MN/m³ 9,2 Übliche Dämmstoffdicken Trittschall 6,9 5,5 4,6 3,5 2,8 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Schichtdicke d L in mm dl s L ' [mm] [MN/m³] 5 28 7 20 10 14 15 9 20 7 25 6 30 5 40 4 50 3 Die Luftsteifigkeit s L stellt die untere Grenze der dynamischen Steifigkeit dar. Dazu kommt die Gerüststeifigkeit des Dämmstoffes. 18 9
Glasfaser Maximale Auflast: 6,5 kpa (650kg/m²) CP3 <5 mm Produkt Dicke Dyn. Steif. Steifigkeits Trittschallm. MW T d [mm] s` [MN/m³] Gruppe Lw[dB]*) TDPS 55 55 6 SD6 35 TDPS 45 45 8 SD8 33 TDPS 35 35 9 SD9 32 TDPS 30 30 10 SD10 32 TDPS 25 25 12 SD12 30 TDPS 20 20 14 SD14 29 *) 50 mm Estrich, 100kg/m² auf Stahlbetondecke Verkehrslasten nach DIN EN 1991: 19 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 20 40 SD40 26 TPS 25 40 SD40 26 TPS 30 35 SD35 27 TPS 35 35 SD35 27 TPS 45 30 SD30 28 TPS 55 25 SD25 29 *) 60 mm Estrich, 132 kg/m² auf Stahlbetondecke 20 10
Beispiel: Vergleich Trittschalldämmplatten SD10 und SD30 Brettschichtholz + schwere Schüttung + schwimmender Estrich Rohdecke: d = 0,18 m Schüttung: d S =0,08m, S = 1400 kg/m³, m S = 112 kg/m² L n,w,0 = 73 db Schwimmender Estrich: d E = 60 mm, E = 2000 kg/m³, m E = 120 kg/m² Trittschall Dämmstoff: s = 10 MN/m³, d = 35/30 mm, f res = 59 Hz, L w = 26 db = L n,w = 47 db Trittschall Dämmstoff: s = 30 MN/m³, d = 32/30 mm, f res = 101 Hz, L w = 19 db = L n,w = 54 db 21 Flankenübertragung Luftschall Decke / Außenwand Massivholzbau: ohne und mit elastischen Zwischenlager, ohne und mit Vorsatzschale Maßnahme 1 und / oder Maßnahme 2 Vorsatzschale Schallübertragungswege Elastische Zwischenlagen Fd Dd Df Ff Biegeweiche Unterdecke Vorsatzschale 22 11
Flankenübertragung Luftschall Decke / Außenwand Vergleich Holzrahmenbau: keine elastischen Zwischenlager notwendig! Elastische Zwischenlager bei Rahmenbau Ausführung nicht notwendig! Fd Dd Ff Df 23 Schallschutzanforderungen nach 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 55 48 58 43 60 46 63 41 55 50 58 45 Nachweis der Schallschutzqualität im Leichtbau erfolgt mittels Messungen! 53 48 24 12
Ruhebereich Häufigster Umgebungslärm Achtung: Gehörschädigung möglich! Quelle: http://www.schumitrockenbau.de/schallschutz.29.0.html 25 Zusammenfassung Schallschutz im Holzbau Im Holzbau sind, für hohe Schallschutzanforderung, immer doppelschalige Bauteile mit mindestens einer biegeweichen Schale notwendig Massivholzelemente müssen mittels elastischen Zwischenlagern entkoppelt werden, wenn keine Vorsatzschalen vorhanden sind. Hohlräume sollten immer bedämpft werden Im Holzbau sollten nur Schüttungen > 1300 kg/m³, für Beschwerung und Bedämpfung, verwendet werden Die dynamische Steifigkeit (s ) von Trittschalldämmplatten sollte bei Holzdecken im Bereich zwischen 6MN/m³ und 15MN/m³ liegen Die Resonanzfrequenz von mehrschaligen Bauteilen muss unter 100 Herz liegen Luftdichtheit, vor allem bei hohen Schallschutzanforderungen der Fenster und Wohnungseingangstüren wichtig 26 13