Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau

Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau Prof. Dipl.-Ing. Rainer Pohlenz Jahrgang 1945 Ab 1967 Architekturstudium an der RWTH Aachen, Diplom 1972 Seit 1972 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl Baukonstruktion III, RWTH Aachen; Tätigkeit als beratender Ingenieur für Bauphysik; Tätigkeit als Gutachter für private Auftraggeber und Gerichte; Durchführung von Fortbildungsseminaren für Architekten und Ingenieure Seit 1983 Partner einer Ingenieurgemeinschaft mit den Beratungsschwerpunkten Bauphysik, Bau- und Raumakustik, Immissionsschutz, Erschütterungsschutz; Mitinhaber einer VMPA-zertifizierten Messstelle für Schall- und Schwingungsschutz Seit 1994 Professor für Baukonstruktion und Bauphysik, Fachbereich Architektur, HS Bochum Seit 1994 Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Schallschutz im Hochbau Zahlreiche Veröffentlichungen auf den Gebieten Schall-, Wärme- und Feuchteschutz 5

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau 6

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau frequenz, am besten deutlich unter 100 Hz, zu erzeugen. Die Resonanzfrequenz f 0 ist abhängig von den flächenbezogenen Massen g 1 und g 2 [kg/m 2 ] der beiden Schalen, der dynamischen Steifigkeit der Zwischenschicht s [MN/m 3 ], d.h. deren dynamischem E-Modul E dyn [MN/m 2 ] und deren Dicke d a [m]. Sie errechnet sich nach Gleichung (5a) bis (5d): (5a) Wände aus biegeweichen Schalen [03] f 0 = 160 [(E dyn /d a ) (1/g 1 + 1/g 2 )] 1/2 (5b) Massivwände mit biegeweichen Vorsatzschalen [03] f 0 = 160 [(E dyn /d a ) (1/g 1 + 1/g 2 )] 1/2 (5c) Massive Haustrennwände [32] f 0 = 690 [(E dyn /d a ) (1/g 1 + 1/g 2 )] 1/2 (5d) Massivdecken mit schwimmenden Estrichen [03] f 0 = 160 [(E dyn /d a ) (1/g 1 + 1/g 2 )] 1/2 2.1.3 Flankenschalldämmung Schall überträgt sich von einem Raum zum anderen nicht allein über das Trennbauteil, sondern auch über alle flankierenden Bauteile. Dabei ist das angeregte Bauteil (gekennzeichnet durch die Großbuchstaben D und F) nicht immer auch das schallabstrahlende Bauteil (gekennzeichnet durch die Kleinbuchstaben d und f) (siehe hierzu Bild 7). Das Flankendämm-Maß R ij, das sich bei Übertragung von Bauteil i nach Bauteil j ergibt, hängt von den Schalldämm-Maßen R i und R j der Bauteile i und j, dem Stoßstellendämm-Maß K ij und den Flächen des trennenden Bauteils S s und des flankierenden Bauteils S i bzw. S j ab. R i und R j sind - wie beschrieben - vor allem flächengewichtsabhängig ( Abschnitt 2.1.1). K ij ist zurückzuführen auf die Körperschalldämmung, die der Schall beim Durchqueren einer Bauteilverbindung (Stoßstelle) erfährt. Diese ist bei starr miteinander verbundenen Bauteilen prinzipiell umso größer, je größer das Verhältnis der Flächengewichte von gestoßenem g j zu stoßendem Bauteil g i ist. Dabei ist K ij bei kreuzförmigem Stoß (+) größer (Gleichungen (6a+b)) als bei T-förmigem Stoß (T) (Gleichungen (6c+d)): F R F /2 Schall wird über das Trennbauteil (Größe S s, Weg Dd) und über die flankierenden Bauteile (Verbindungslänge l f, Wege Ff, Df, Fd) übertragen. Bei einem Trennbauteil mit vier Flanken (Trennwand mit 2 flankierenden Wänden und 2 flankierenden Decken oder Trenndecke mit 4 flankierenden Wänden) ergeben sich so insgesamt 13 verschiedene Übertragungswege. 7 Luftschalldämmung - Schallübertragungswege + (6a) K Ff = 8.7 + 17.1 [lg (g d /g F )] + 5.7 [lg (g d /g F )] 2 [db] (6b) K Fd = 8.7 + 5.7 [lg (g d /g F )] 2 [db] T (6c) K Ff = 5.7 + 14.1 [lg (g d /g F )] + 5.7 [lg (g d /g F )] 2 [db] (6d) K Fd = 5.7 + 5.7 [lg (g d /g F )] 2 [db] Läuft ein flankierendes Bauteil an einem Trennbauteil ohne oder nahezu ohne Verbindung vorbei, geht K Ff gegen Null und K Fd und K Df gegen unendlich. Läuft ein flankierendes Bauteil dagegen auf ein Trennbauteil ohne oder nahezu ohne Verbindung auf, gehen sowohl K Ff als auch K Fd und K Df gegen unendlich. 2.1.4 Trittschallschutz ein- und mehrschaliger Bauteile Die Trittschalldämmung homogener Rohdecken, ausgedrückt durch den Norm-Trittschallpegel L n bzw. L n,w,eq, hängt von deren flächenbezogenen Masse g RD, der Körperschall-Nachhallzeit T s, dem Abstrahlgrad sowie der Frequenz f ab (nach [06]). Die Norm-Trittschallpegelkurve einschaliger Massivdecken hat danach einen mit etwa 1.5 db/frequenzverdopplung ansteigenden, d.h. ungünstigen Verlauf: (7a) L n = 120 30 lg g RD + 10 lg (T s f) [db] (7b) L n,w,eq,r = 164 35 lg g RD [db] Rohdecken mit großen Hohlräumen weisen einen stärker ansteigenden, ungünstigeren Norm-Trittschallpegelverlauf auf. Die durch einen auf Dämmschicht verlegten Estrich bewirkte Trittschallminderung nimmt als Masse-Feder-Masse-System ( Abschnitt 2.1.2) im Bereich der Resonanzfrequenz f 0 ( Gleichung (5d)). K ij Stoßstelle lf S s R f /2 f R D /2 R d /2 d D 14

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau Themen Normung, Nutzererwartung und Anspruch Rechnerischer Nachweis Lösungen in Ziegelbauweise Statiker-Tage 2009 Schallschutz im Wohnungsbau [Rainer Pohlenz] Akustischer Komfort 24

RHs Beiblatt 2 DIN 4109 67 db RHs DIN 4109 57 db Beiblatt 2 zu DIN 4109 55 db DIN 4109 53 db Veränderung 1 db nicht merklich 3 db merklich 5 db deutlich merklich 10 db sehr deutlich merklich 25

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau neuin Geschosswohnungshäuser Einfamilien-Reihenhäuser DIN4109 erf.r w Á 53 db DIN4109 erf.r w Á 57 db DIN4109 erf.d nt,w Á 53 db DIN4109 erf.d nt,w Á59/62 db neu Raumtiefe À 3 m: Raumtiefe = 4 m: R w = 53 db R w = 52 db neu o. / m. Keller Raumtiefe = 5 m: R w = 51 db D nt,w = R w + 10 lg(0.32 V E /S T ) DIN 4109-1 E Anforderungen:2006-10 DIN 4109-2 Nachweisverfahren DIN 4109-3 Bauteilkatalog DIN 4109-4 Messverfahren 2010 (?) (neue Kennzeichnung) (neue Methode) (passend zum Nachweisverfahren) (nur für Messstellen interessant) Schallschutzanforderungen und -empfehlungen BGH VII ZR 54/07 Geschosswohnungshäuser Einfamilien-Reihenhäuser DIN4109 erf.r w Á 53 db DIN4109 erf.r w Á 57 db mindestens geschuldet üblich Wohnungstrennwände übl.r w 54dB Reihenhaustrennwände übl.r w 62dB Bbl. 2 zu DIN 4109 Erhöht Wohnungstrennwände erh.r w Á55dB Reihenhaustrennwändeerh.R w Á67dB VDI 4100 3 Schallschutzstufen I einfach II erhöht III hochwertig R w =53dB R w =56dB R w =59dB R w,min = 42 R w,mittel = 62 R w,max = 77Taubert+Ruhe I einfach II erhöht III hochwertig R w =57dB R w =63dB R w =68dB Schallschutzanforderungen und -empfehlungen BGH VII ZR 45/06 DEGA 26

Themen Normung, Nutzererwartung und Anspruch Rechnerischer Nachweis Lösungen in Ziegelbauweise Statiker-Tage 2009 Schallschutz im Wohnungsbau [Rainer Pohlenz] erf. R w = erf. D nt,w - 10 lg(0.32 V E /S S ) erf. R w Àprog.R w - prog. u ges ISO 140-2 prog. u ges > 1 db K Ff = 8.7 + 17.1 lg (m s /m f ) + 5.7 [lg (m s /m f )] 2 K Fd = K Df = 8.7 + 5.7 lg (m s /m f ) 27

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau Themen Normung, Nutzererwartung und Anspruch Rechnerischer Nachweis Lösungen in Ziegelbauweise Hohe Trennbauteildämmung Hohe Flankenschalldämmung Statiker-Tage 2009 Schallschutz im Wohnungsbau [Rainer Pohlenz] Planfüllziegel PFZ-T +Beton > B 15 Hohe Trennbauteildämmung hohes Flächengewicht Schalldämmung der Trennwand allein 24 cm+2x1.5cm Putz R w = 62 db Ziegelmauerwerk - Schalldämm-Maß R w Schalldämm-Maß R [db] 70 60 50 40 30 20 [Fischer/Schneider] 100 200 400 800 1600 3200 Frequenz f [Hz] 28

-1 db bis -2 db Verringerung derschalldämmungdurch Ziegelmauerwerk - Mangelhafte Verfüllung -1 db bis -2 db Verringerung derschalldämmungdurch Ziegelmauerwerk-Querschnittschwächungen 29

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau gravierende Auswirkung - Mauerwerk nass verputzen - von Rohdecke bis Rohdecke bis zu - 5 db ohne Auswirkung nicht in Fuge - gegenüber versetzen Verringerung derschalldämmungdurch Ziegelmauerwerk-Querschnittschwächungen K Ff 15 K Ff 45 R IW,w R IW,w - vermörtelter Stumpfstoß - EntkopplungsAnschlussProfil soll > 62 11 5 cm = 42 erforderlich + 14 bis 17 R Ff,w = R IW,w,R + K Ff Bauteilgeometrie + 3 bis 6 2.50 m 5 bis10 m 2 + 10 lg (S s /l f ) Ziegelmauerwerk - Flankenschalldämmung 30

K Ff < 8 nicht immer ausreichend f K Ff > 10 R AW,w,R F mindestens Ankerlaschen + volle Vermörtelung soll T500 S11 20 bis 36 5 soll 2/3 Schlitzeinbindung oder Durchbindung Bauteilgeometrie > 62 = 49bis51 + 5 bis10 + 3 bis 6 R Ff,w = R AW,w,R + K Ff 2.50 m 5 bis10 m 2 + 10 lg (S s /l f ) Ziegelmauerwerk - Flankenschalldämmung 31

Statiker-Tage 2009 Zukünftiger Schallschutz im Wohnungsbau F D F Stumpfstoß R w = 53 db Einbindung R w = 55 db Einbindung + EAP R w bis 58 db SSt II erfüllt Schwache Dämmung im mittleren bauakustischen Messbereich! f Ziegelmauerwerk - d + Gesamtschalldämmung Hohe Trennbauteildämmung hohes Flächengewicht 2x17.5 cm + 2x1.5 cm Putz: m = 695 kg/m 2 Fugenbreite d Á 3 cm SSt III erfüllt R w Á 71 db R w,0 = 59 db ØR w Á 12 db Ziegelmauerwerk - EFRHaus-Trennwände 32

z.b. Schwimmender Estrich auf z.b. Schwimmender Estrich auf 17 cm Stahlbeton R w = 56 db L n,w = 45 db Bbl. 2 erfüllt V-TEC 20 + 5 Filigran 18 + 5 Bbl. 2 erfüllt R w = 56 db L n,w = 48 db 18 cm Stahlbeton R w = 57 db L n,w = 45 db V-TEC 20 + 7 R w = 57 db L n,w = 46 db SSt II erfüllt SSt II erfüllt Decken mit schwimmendem Estrich - Schallschutz Themen Worum ging es? Störwirkung von Schall Akustischer Komfort Schallschutzanforderungen DIN Anspruch erfüllen Neuer Schallschutznachweis deckt Schallschutzschwächen auf Schallschutz im Geschosswohnungsbau Flankenschall ausreichend dämmen Schallschutz im Einfamilienreihenhausbau Flächengewicht und Fuge Statiker-Tage 2009 Schallschutz im Wohnungsbau [Rainer Pohlenz] 33