19-03-06 Bachelorarbeit - Anhang E Prognosewerte im ......2019/03/11 · der DIN 4109:1989-11 und...

B A C H E L O R A R B E I T

Schallschutz im Hochbau Thema

- Anforderungen und Berechnungsverfahren

der DIN 4109:1989-11 und der DIN 4109:2016-07

sowie der DIN EN 12354 im Vergleich.

Messtechnische Überprüfung in der Praxis.

eingereicht von

Herrn Andreas Trümper

10283019 Matrikelnummer

BA / 2019 - 05 Registriernummer

14.01.2019 Ausgabe

11.03.2019 Abgabe

Herr Dipl.-Ing. Christian Stangenberger Erstprüfer

FR. Bauingenieurwesen

Herr Prof. Dr.- Ing. André Spindler Zweitprüfer

FR. Bauingenieurwesen

Herr Dipl.-Ing. Ronald Grüner Praxisbetreuer

Tragwerk - Ingenieure am Bau

Erstprüfer ………………………………

Registriernummer: BA / 2019 - 05

Aufgabenstellung

Mit Neuausgabe der DIN 4109 im Jahr 2016 ändern sich sowohl Anforderungen als auch

Berechnungsverfahren bei der schallschutztechnischen Bewertung von Gebäuden.

Die Arbeit soll herausarbeiten, welche grundsätzlichen Unterschiede die im Titel genannten Normen in

Bezug auf die Bewertung von Luftschall und Trittschall aufweisen sowie ob und wie sich diese

Unterschiede im Nachweisverfahren bemerkbar machen. Der Schwerpunkt soll hierbei auf den

Geschossdecken liegen.

An ausgewählten Beispielen aus der Baupraxis sollen die Berechnungsergebnisse messtechnisch

untersetzt werden.

Die bei der Lösungsfindung eingesetzten Methoden sind zu reflektieren.

Registriernummer: BA / 2019 - 05

Erklärung

Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit selbständig und ausschließlich

unter Zuhilfenahme der im Literaturverzeichnis angegebenen Quellen und der darüber hinaus

genannten Hilfsmittel angefertigt habe.

, den

Unterschrift

11.03.2019Erfurt

Inhaltsverzeichnis

I

INHALTSVERZEICHNIS

Inhaltsverzeichnis I

Vorwort IV

Abkürzungsverzeichnis V

Abbildungsverzeichnis V

Tabellenverzeichnis V

0 Einführung 1

0.1 Motivation 1 0.2 Zielsetzung 1 0.3 Aufbau der Arbeit 2

1 Akustische und bauphysikalische Grundlagen 3

1.1 Schallentstehung und Schallausbreitung 3 1.2 Schalldruck und Schalldruckpegel 3 1.3 Hörwahrnehmung des Menschen 4 1.4 Bauakustischer Frequenzbereich 6 1.5 Schalldämmung 7 1.6 Schallübertragungswege 8 1.7 Schallpegeldifferenz 9 1.8 Schalldämmmaß und bewertetes Bau-Schalldämmmaß 9 1.9 Norm-Trittschallpegel und bewerteter Norm-Trittschallpegel 11

2 Einflüsse auf die Schalldämmung 12

2.1 Schalltechnisches Verhalten einschaliger, massiver Bauteile 12 2.2 Schalltechnisches Verhalten mehrschaliger Bauteile 14 2.3 Schalltechnisches Verhalten einschaliger, leichter Bauteile 15 2.4 Schalltechnisches Verhalten von Trittschalldämmungen 17

3 Schallschutz im Hochbau 19

3.1 Intention und rechtliche Grundlagen 19 3.2 Normen und Regelwerke für den Schallschutz in Deutschland 20 3.2.1 Schallschutznorm DIN 4109:1989-11 20 3.2.2 Schallschutznorm DIN 4109:2016-07 und DIN 4109:2018-01 21 3.2.3 Schallschutznorm DIN EN ISO 12354 22

Inhaltsverzeichnis

II

4 Anforderungen an den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden 23

4.1 Allgemeine Daten 23 4.2 Mindestschallschutz nach DIN 4109:1989-11 und DIN 4109-1:2018-01 im

Vergleich 24 4.2.1 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in

Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und in gemischt genutzten Gebäuden 24 4.2.2 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Einfamilien-,

Reihenhäusern und zwischen Doppelhäusern 26 4.2.3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Hotels und

Beherbergungsstätten 27 4.2.4 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in

Krankenhäusern und Sanatorien 28 4.2.5 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Schulen und

vergleichbaren Einrichtungen 29 4.3 Erhöhter Schallschutz im Wohnungsbau 30

5 Berechnungsverfahren für den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden 31

5.1 Berechnungsverfahren nach DIN 4109:1989-11 Beiblatt 1 31 5.1.1 Luftschalldämmung 31 5.1.2 Trittschalldämmung 33 5.1.3 Schallschutznachweise 33 5.2 Berechnungsverfahren nach DIN 4109:2016-07 34 5.2.1 Luftschalldämmung 34 5.2.2 Trittschalldämmung 36 5.2.3 Schallschutznachweis 37 5.3 Vor- und Nachteile des neuen Berechnungsverfahren nach DIN 4109:2016-

07 38 5.4 Zukünftige Erweiterung des Berechnungsverfahrens am Beispiel

Massivholzbau 39

6 Anwendungsbeispiele für den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden 41

6.1 Allgemeine Erläuterungen 41 6.2 Anwendungsbeispiel 1 – Mehrfamilienhaus in Eisenach (Massivbau) 41 6.3 Anwendungsbeispiel 2 – Mehrfamilienhaus in Karlsfeld (Massivbau) 43 6.4 Anwendungsbeispiel 3 – Einfamilienhaus in Erfurt (Massivholzbau) 46

7 Bauakustische Messungen 50

7.1 Grundlagen 50 7.2 Messtechnik 51

III

7.3 Bauakustische Messung am Anwendungsbeispiel 3 53

8 Zusammenfassung der Ergebnisse 55

Formelverzeichnis 58

Literaturverzeichnis 59

Anhang zur Bachelorabeit 62

Vorwort

IV

VORWORT

Diese Bachelorarbeit entstand im Rahmen meines Studiums an der Fachhochschule Erfurt im

Studiengang Bauingenieurwesen im Zeitraum vom 14. Januar 2019 bis 11. März 2019.

Mit dem Thema „Schallschutz im Hochbau – Anforderungen und Berechnungsverfahren der

DIN 4109:1989-11 und der DIN 4109:2016-07 sowie der DIN EN 12354 im Vergleich“ erfolgte

eine sachliche Ausarbeitung, die auf eigenem Interesse basiert.

Ich bedanke mich bei Herrn Dipl.-Ing. Christian Stangenberger, der mich im Bereich der

Bauphysik fachlich unterstützt hat und mir für die bauakustische Messung die notwendige

Messtechnik zur Verfügung gestellt hat.

Ebenso gilt mein Dank Dipl.-Ing. Ronald Grüner, der mir für diese Arbeit bauorientierte

Anwendungsbeispiele im Bereich Massivbau bereitstellen konnte und mir hilfreiche Tipps und

Erfahrungen aus der Praxis vermittelte.

Ein großer Dank geht auch an Frau Dipl.-Ing. Tanja Ernst-Adams, die mir sämtliche Baupläne

ihres Massivholzhauses bereitstellte und mir ihr Eigenheim für eine akustische Baumessung

zur Verfügung stellen konnte.

Ich bedanke mich auch bei Frau Lena Tschiersch, Studentin an der Fachhochschule Erfurt,

die mich bei der bauakustischen Messung unterstütz hat und für Fragen rund um die

Messtechnik zur Verfügung stand.

Erfurt, März 2019 Andreas Trümper

Abkürzungsverzeichnis

V

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

a.a.R.d.T allgemein anerkannte Regel der Technik L’nw bewerteter Norm-Trittschallpegel m‘ flächenbezogene Masse OG Obergeschoss R’w bewertetes Bau-Schalldämmmaß

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Frequenzbewertungskurve 6

Abbildung 2: Frequenzbereiche für die Bau- und Raumakustik 6

Abbildung 3: Energieverhalten bei der Schallaussendung 7

Abbildung 4: Schallübertragungswege im Hochbau 8

Abbildung 5: Entwicklung der Mindestanforderung an den Schallschutz von

Wohnungstrennwänden 23

Abbildung 6: Flankenübertragungswege beim Trittschall von Holzbalkendecken 37

Abbildung 7: Bauteilaufbau der Geschossdecke im Anwendungsbeispiel 1 41



Abbildung 10: Messtechnik in der Bauakustik 52

Abbildung 11: Messergebnisse der bauakustischen Messungen am

Anwendungsbeispiel 3 54

TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Schalldruckpegel diverser Schallquellen 4

Tabelle 2: Vergleich Prognose- und Labor-Schalldämmmaß einer Massivholzwand 17

Tabelle 3: Struktureller Aufbau der DIN 4109:2016-07 und DIN 4109:2018-01 21

Tabelle 4: Mindestanforderungen in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und

gemischt genutzten Gebäuden 25

Tabelle 5: Mindestanforderungen zwischen Einfamilien-, Reihenhäusern und

zwischen Doppelhäusern 26

Tabelle 6: Mindestanforderungen in Hotels und Beherbergungsstätten 27

Tabellenverzeichnis

VI

Tabelle 7: Mindestanforderung in Krankenhäusern und Sanatorien 28

Tabelle 8: Mindestanforderungen in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen 29

Tabelle 9: Auswertung Luftschalldämmung Anwendungsbeispiel 1 42

Tabelle 10: Auswertung Trittschalldämmung Anwendungsbeispiel 1 43





Einführung

1

0 EINFÜHRUNG

0.1 Motivation

„Nichts an unserer Neuen Zeit scheint mir so neu zu sein wie der Lärm, den sie macht.“ Das

Zitat des österreichischen Dichters Karl Heinrich Waggerl ist bereits über 50 Jahre alt und

dennoch hat es an Bedeutung nicht verloren. Im Gegenteil, wir leben in einer Welt in der Flug-

und Verkehrslärm zur Normalität geworden sind. Auch in den eigenen vier Wänden erzeugt

unsere Gesellschaft immer mehr Lärm. Durch den Fortschritt der Technik und die steigende

Lebensqualität ist es möglich in der eigenen Wohnung die Filme und Serien mit Kino-Surround

Sound zu erleben oder mit einem Fahrrad-Rollentrainer die Tour de France nachzufahren.

Was für den einen erfreulich ist, kann für andere nur wenige Meter davon entfernt zur Qual

werden. Gemäß einer repräsentativen Umfrage des Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2016,

fühlen sich circa 60 Prozent der Befragten durch den Lärm von Nachbarn belästigt. Dabei ist

bekannt, dass sich Lärm negativ auf die Kommunikation, die Erholung und Entspannung

auswirkt und somit das psychische Wohlbefinden jedes Einzelnen deutlich leidet.

Um Menschen in Wohnräumen, Schulen, Beherbergungsstätten und anderen Lokalitäten vor

Lärm zu schützen, führte man im Jahr 1944 erstmal die DIN 4109 ein. Diese Norm beinhaltet

den Schallschutz im Hochbau und sollte fortan für den Mindestschallschutz in Gebäuden

sorgen. Nach einer letzten großen Änderung im Jahr 1989, stellte dieses Regelwerk bis Juli

2016 die Grundlage für die Berechnungen und die Anforderungen an den Schallschutz bereit.

Nach vielen Streitigkeiten in der Normierung, bei denen der Inhalt dieses Regelwerkes stark

in Frage gestellt worden ist, führte man in Deutschland im Juli 2016 eine gänzlich überarbeitete

Fassung der DIN 4109 ein. Diese beinhaltet ein gründlich überarbeitetes

Berechnungsverfahren, welches in Zukunft dem steigenden Ruhebedürfnis der Menschen

gerecht werden soll. Damit in gut geplanten Gebäuden nicht nur die Wärmeverluste verringert

werden, an die regelmäßig steigende Anforderungen gestellt werden, muss die neue DIN 4109

in Zukunft die Grundlage für einen guten Schallschutz garantieren. Doch ist diese neue Norm

den Anforderungen unserer steigenden Schallemission auch gewachsen? Können die

Gebäude von Morgen die Lärmbelästigungen senken, um so wortwörtlich für Ruhe zu sorgen?

0.2 Zielsetzung

In dieser wissenschaftlichen Arbeit soll ein Vergleich zwischen der alten DIN 4109 aus dem

Jahr 1989 und der im Jahr 2016 eingeführten Neufassung erfolgen. Durch die Einführung

eines gänzlich neuen Berechnungsverfahren werden die Bemessungen für den Luft- und

Einführung

2

Trittschall der jeweiligen Normierung untersucht. Dabei wird auch Bezug auf die europäische

Norm DIN EN ISO 12354 genommen. Die Untersuchung soll zeigen, welche Unterschiede bei

der Ermittlung der Schalldämmung auftreten und welche Faktoren auf den Grad des

Schalldämmmaßes Einfluss nehmen. Des Weiteren soll dargestellt werden, inwiefern neue

Bauweisen, wie z.B. die Massivholzbauweise, mit den Berechnungsverfahren kompatibel sind.

Zur Unterstützung dienen dabei praxisorientierte Anwendungsbeispiele, bei denen die Luft-

und Trittschalldämmung von Geschossdecken ermittelt wird. Um die Anwendbarkeit der

Berechnungen im Massivholzbau zu überprüfen, wird zusätzlich eine bauakustische

Schallmessung durchgeführt.

Ein weiteres Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Begutachtung und der Vergleich der

Mindestanforderungen an den Schallschutz im Hochbau, gemäß neuer und alter Normierung.

Dabei liegt der Fokus ausschließlich auf der Luft- und Trittschalldämmung in Gebäuden. Die

gewonnenen Erkenntnisse sollen bewerten, in welchem Maß die im Jahr 2016 geänderte

Schallschutznorm eine zukunftsorientierte Basis für den Schallschutz im Hochbau bietet.

0.3 Aufbau der Arbeit

Zum besseren Verständnis der in dieser Arbeit geschilderten Problematik, werden im ersten

Teil wichtige Grundlagen und Begriffe der Bauakustik sowie der Bauphysik beschrieben und

erläutert. Sie sollen helfen die in den Berechnungs- und Messverfahren ermittelten Werte

gerecht zu beurteilen und die in den Normen festgelegten Anforderungen an den Schallschutz

richtig zu deuten. Anschließend werden die Norm- und Regelwerke für den Schallschutz näher

betrachtet. Hier werden die Anforderungen an den Schallschutz verglichen und der

Grundinhalt der Berechnungsverfahren erläutert. Nebenbei wird auf das schalltechnische

Verhalten verschiedener Bauteile eingegangen, um die Wirkung der Schalldämmung besser

zu verstehen.

Nach Vermittlung der theoretischen Grundlagen werden die Berechnungsverfahren anhand

von Anwendungsbeispielen getestet. Die detaillierten Berechnungen mit allen Annahmen und

Erläuterungen befinden sich im Anhang dieser Arbeit. Eine Auswertung der Ergebnisse findet

in Kapitel 6 statt. Im letzten Abschnitt dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung wird das

Elementarwissen über bauakustische Messungen vermittelt, sodass die Auswertung der

Messergebnisse nachvollziehbar ist. Das Messprotokoll mit allen wichtigen Angaben zur

Durchführung und Auswertung kann im Anhang eingesehen werden. Um einen fortlaufenden

Lesefluss zu gewährleisten, werden die Quellen aller verwendeten Formel und Gleichungen

in einem separaten Formelverzeichnis aufgelistet.

Akustische und bauphysikalische Grundlagen

3

1 AKUSTISCHE UND BAUPHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN

1.1 Schallentstehung und Schallausbreitung

In der Physik werden Schallwellen als mechanische Schwingungen bezeichnet, die sich in

elastischen Stoffen ausbreiten. Diese Stoffe können fest, flüssig oder gasförmig sein. Je nach

Aggregatzustand der jeweiligen Materie, wird zwischen Luftschall, Körperschall und

Flüssigkeitsschall unterschieden. Im Bereich der Bauphysik ist die Schallausbreitung in der

Luft und in den Bauteilen von besonderer Bedeutung.1

Luftschall wird durch Druckschwingungen der Luft übertragen und entsteht beispielsweise

durch die Sprachkommunikation oder durch das Abspielen von Musik. Körperschall hingegen

breitet sich in den Bauteilen aus und wird als Luftschall abgestrahlt. Dies geschieht unter

anderem bei der Begehung einer Geschossdecke, wobei im darunter liegenden Raum

Trittgeräusche auftreten. Aus diesem Grund wird der Körperschall in der Bauakustik auch als

Trittschall bezeichnet.2

Durch eine von außen hervorgerufene Krafteinwirkung werden Teilchen in Bewegung gesetzt,

sodass sich Schallwellen ausbreiten können. Ausgehend von einem Anregungspunkt breiten

sich die Wellen kreisförmig aus. Ein anschauliches Beispiel dafür ist das Einwerfen eines

Steines in einen Teich. Je nach Materie treten Schallwellen in verschiedenen Formen auf. So

entstehen in der Luft ausschließlich Longitudinalwellen und in festen Stoffen darüber hinaus

Transversal-, Dehn- und Biegewellen. Zur physikalischen Beschreibung der Schallausbreitung

werden die Größen Druck, Energie und Leistung benötigt.3

1.2 Schalldruck und Schalldruckpegel

Der in der Luft vorherrschende Schalldruck p definiert sich als Überdruck zum vorhandenen

Atmosphärendruck. Dieser ist in der Regel um viele Größenordnungen kleiner als der

atmosphärische Luftdruck, welcher im Mittel mit 101325 Pa angesetzt wird.4 Bei einer

Druckdifferenz von etwa 20 Pa erreicht das menschliche Ohr die Schmerzgrenze. Die

Hörgrenze liegt dagegen bei nur 0,00002 Pa. Dazwischen befinden sich zahlreiche Werte für

den Schalldruck, welche keine anschaulichen Möglichkeiten bieten die Größe eines

Geräusches zu bewerten. Zur Beurteilung einer Lautstärke wurde aus diesem Grund der

1 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.11. 2 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.13. 3 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.11 f. und Gigla, Schallschutz, 2018, S.13. 4 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.14.


4

Schalldruckpegel Lp eingeführt, der in der Einheit Dezibel [dB] angegeben wird. Der

Schalldruckpegel ist in der Bauakustik die bedeutendste Größe und beschreibt die lokale

Wirkung eines sich ausbreitenden Luftschallfeldes.5 Die Ermittlung erfolgt aus dem jeweiligen

Schalldruck und kann über die Gleichung ( 1 ) berechnet werden.

𝐿 = 10 ∙ 𝑙𝑔 𝑝𝑝 [𝑑𝐵] ( 1 ) Lp Schalldruckpegel am Ort 0 [dB]

p momentaner (gemessener) Schalldruck am Ort x [Pa]

p0 Bezugsschalldruck (Schalldruck an der Hörgrenze) [Pa]

In der Realität ergeben sich anhand dieser Formel Schalldruckpegel zwischen 0 und 140 dB.

Jedoch können auch Schalldrücke unterhalb von 0 dB vorhanden sein, welche durch die

menschliche Hörschwelle nicht mehr wahrgenommen werden. Dabei gilt es zu beachten, dass

der Luftschall durch das menschliche Ohr wahrgenommen oder durch ein Mikrofon gemessen

wird. Somit ist der Schalldruckpegel immer eine entfernungsabhängige Größe.6 Tabelle 1 gibt

einen Überblick über verschiedene Schallquellen und deren zugehörigen Schalldruckpegel.

Schallquelle Entfernung von Schallquelle

Schalldruck p Unbewerteter Schalldruckpegel Lp

Düsenflugzeug 30 m 630 Pa 140-150 dB

Schmerzschwelle Ohr 100 Pa 134 dB

Gehörschäden bei kurzfristiger Einwirkung

Ohr ab 20 Pa 120 dB

Disco 1 m 2 Pa 100 dB

Hauptverkehrsstraße 10 m 200-630 mPa 85 dB

Fernseher (zimmerlaut) 1 m 20 mPa 60 dB

Unterhaltung 1 m 2-20 mPa 40-60 dB

ruhiges Atmen Ohr 63,2 µPa 10 dB

Hörschwelle bei 2 kHz Ohr 20 µPa 0 dB

Tabelle 1: Schalldruckpegel diverser Schallquellen7

1.3 Hörwahrnehmung des Menschen

Im Allgemeinen berücksichtigt der Schalldruckpegel nur die physikalische Größe des

Schalldrucks. Das menschliche Gehör reagiert allerdings nicht nur auf die Größe des

5 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.14. 6 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.29. 7 Tabellenwerte entnommen aus: Cosmos indirekt, 26.02.2019.


5

Schalldruckpegels, sondern empfindet Töne unterschiedlicher Frequenzen bei identischem

Schalldruck auch als unterschiedlich laut. Diese individuelle Wahrnehmung lässt sich

physikalisch nicht messen und muss mit Hilfe von Hörversuchen an signifikanten

Probandengruppen ermittelt werden. Bei diesen Versuchen werden alle Alters- und

Berufsgruppen repräsentativ berücksichtigt, da das Hörvermögen generationsabhängig ist und

Änderungen unterliegt.8

Unter Beachtung der individuellen Lautstärkeempfindung wurde in der Akustik der

Lautstärkepegel mit der Einheit [phon] eingeführt. Dieser spiegelt die Auswertungen der

Hörversuche in Isophonen (Kurven gleichen Lautstärkepegels) im Frequenzbereich zwischen

20 und 12500 Hz wieder.9 Da diese Kurven in der Bauakustik nicht von Bedeutung sind,

werden sie in dieser Arbeit nicht näher betrachtet.

Die unterschiedliche Wahrnehmung von Lautstärke in Abhängigkeit der Frequenz ist dennoch

nicht unbedeutsam für die Bauphysik. Wenn das Gehör bei bestimmten Frequenzen weniger

lautstärkeempfindlich ist, können in diesem Bereich auch höhere Pegel toleriert werden. Aus

diesem Grund wurden in der Bauakustik die sogenannten A-Bewertungskurven eingeführt.

Diese haben vor allem im technischen Schallschutz eine hohe Bedeutung. Die A-Bewertung

ist in DIN EN 61672-1 definiert und stellt eine Abstraktion der Isophonen für einen erweiterten

Frequenzbereich von 10 bis 20.000 Hz dar. Dabei erfolgt die Bewertung durch einen

frequenzbezogenen Abschlag bzw. Zuschlag zu dem gemessenen Schalldruckpegel. Diese

Werte werden wiederum in dB angeben und zusätzlich mit einem [A] gekennzeichnet.10

Abbildung 1 zeigt ein Diagramm welches eine A-Bewertungskurve enthält. Mit Hilfe eines

Frequenzeingangswerts auf der X-Achse des Diagrammes, kann auf der Y-Achse der jeweilige

Abschlags- oder Zuschlagswert abgelesen werden.

8 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.41. 9 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.15. 10 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.41 f.


6

Abbildung 1: Frequenzbewertungskurve11

1.4 Bauakustischer Frequenzbereich

Bevor ein tiefgreifender Einblick in den Schallschutz und in die Schalldämmung erfolgt, muss

der bauakustische Frequenzbereich definiert sein. Das menschliche Gehör ist in der Lage

Töne und Geräusche in einem Frequenzbereich von etwa 16 bis 20.000 Hz wahrzunehmen.

Wie im vorhergehenden Punkt erwähnt, können diese Werte je nach Alter schwanken. Unsere

Sprache umfasst einen Bereich von etwa 100 bis 8.000 Hz. Für die Bauakustik und damit

verbundene Beurteilung von Schalldämmungen und Schalldruckpegeln ist ein

Frequenzbereich von 100 bis 3150 Hz ausreichend. Dieser Bereich wird als bauakustischer

Frequenzbereich bezeichnet.12 Die für die Bau- und Raumakustik relevanten

Frequenzbereiche werden in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Frequenzbereiche für die Bau- und Raumakustik13

Unterhalb von 100 Hz beginnt der Bereich der tiefen Frequenzen. Da hier sehr große

Wellenlängen zum Tragen kommen, ist die Belästigungswirkung und die verbundene

11 Abb. entnommen aus: Gigla, Schallschutz, 2018, S.41. 12 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.19. 13 Abb. entnommen aus: Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.19.


7

Resonanz besonders groß. Hierfür gibt es ein eigenes Fachgebiet in der Akustik, welches in

dieser Arbeit nicht näher untersucht wird. Dazu zählen auch Frequenzen unterhalb der

Hörschwelle, die zu schweren Erschütterungen und Schwingungen in den jeweiligen Bauteilen

führen.14

1.5 Schalldämmung

Wie in der Schallentstehung beschrieben, benötigt eine Schallwelle die Größen Druck, Energie

und Leistung. Ausgehend von einer Schallquelle in einem Senderaum, trifft eine Schallwelle

mit der Schallenergie Ws auf ein trennendes Bauteil. Dieses kann beispielsweise eine

Trennwand oder eine Geschossdecke sein. Die Schallenergie wird zu einem Teil von dem

Trennbauteil absorbiert. Ein anderer Teil wird in den Raum zurückreflektiert. Der restliche

Energieanteil dringt in das Bauteil ein, wird von dort als Körperschall weitergeleitet und

anschließend im Empfangsraum als Luftschall wieder abgestrahlt. Die Definition der

Schalldämmung eines Bauteils ist dabei die Differenz der Schallenergien zwischen dem

Sende- und Empfangsraum. Veranschaulicht wird dieses Energieverhalten durch Abbildung

3. Dabei beschreibt Wab die Absorption, WR die Reflektion und WE die Weiterleitung. Je nach

Anregungsart wird die Schalldämmung in Luftschall- und Trittschalldämmung unterschieden.

Diese Unterscheidung nimmt besonders im schallschutztechnischen Nachweis eine

besondere Rolle ein.15

Abbildung 3: Energieverhalten bei der Schallaussendung16

14 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.24. 15 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.17 f. 16 Abb. entnommen aus: Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.18.


8

1.6 Schallübertragungswege

Der Luftschall wird nicht nur durch das trennende Bauteil übertragen, sondern auch durch die

flankierenden Bauteile. Dies sind Bauteile, die mit dem trennenden Bauteil unmittelbar

verbunden sind. Vor allem im Massivbau kommt es zwischen diesen beiden Komponenten zu

Wechselwirkungen, da das Trennbauteil und die angeschlossenen Flanken biegesteif

miteinander verbunden sind. Dadurch kann eine Schwingung in ein Flankenbauteil

übertragen, weitergeleitet und im Empfangsraum abgestrahlt werden. Je flankierendem

Bauteil existieren drei Schallübertragungsmöglichkeiten. Wird von vier flankierenden Bauteilen

eines Trennbauteils ausgegangen, ergeben sich für die Flanken insgesamt zwölf

Möglichkeiten der Schallübertragung, zuzüglich einer für das Trennbauteil. Im Massivbau

existieren somit 13 Schallübertragungswege, welche bei der Luftschalldämmung beachtet

werden müssen.17

Abbildung 4: Schallübertragungswege im Hochbau18

Abbildung 4 zeigt die vorhandenen Schallübertragungswege im Massivbau, die durch die

Buchstabenkombinationen sehr gut nachvollziehbar sind. Der Großbuchstabe bezeichnet das

vom Schall angeregte Bauteil im Senderaum. Der darauffolgende Kleinbuchstabe das im

Empfangsraum abstrahlende Bauteil. Der Buchstabe D steht hier für das trennende Bauteil

und F für ein flankierendes Bauteil.

Im Holz- und Skelettbau sind die flankierenden Bauteile in der Regel nicht biegesteif

miteinander verbunden. Dabei ist anzunehmen, dass die Anschlüsse so biegeweich sind, dass

nur ein vernachlässigbar kleiner Schallanteil übertragen werden kann. Nach Abbildung 4

17 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.21. 18 Abb. entnommen aus: DIN 4109-2:2018-01, Kapitel 4.2.1.1, Bild 1.


9

werden lediglich die Schallübertragungswege Dd und Ff als relevant angesehen. Somit

reduziert sich die Anzahl der Schallübertragungswege auf insgesamt fünf.19

In abgewandelter Form gelten diese Übertragungswege auch für den Körperschall. Da die

Schallanregung jedoch erst im trennenden Bauteil beginnt, kann die Flankenübertragung über

den Weg Ff und Fd vernachlässigt werden. Somit ergeben sich wiederum insgesamt fünf

Übertragungswege.

1.7 Schallpegeldifferenz

Die Schallpegeldifferenz ist die Differenz des mittleren Schalldruckpegels im Senderaum und

dem gleichermaßen gemittelten Schalldruckpegel im Empfangsraum. Diese Größe nimmt bei

bauakustischen Messungen einen großen Stellenwert ein. Im Allgemeinen gilt: 𝐷 = 𝐿 − 𝐿 [𝑑𝐵] ( 2 ) D Schallpegeldifferenz [dB]

L1 mittlerer Schalldruckpegel im Senderaum [dB]

L2 mittlerer Schalldruckpegel im Empfangsraum [dB]

Aufgrund der Nachhallzeit, die im Sende- und Empfangsraum unterschiedlich groß sein kann,

ergeben sich bei gleichgroßen Räumen unterschiedliche Schallpegeldifferenzen. Durch die

Einführung der Norm-Schallpegeldifferenz wurde dieses Problem gelöst. Hierbei wird die

Nachhallzeit durch Beachtung der Absorptionsfläche korrigiert. Für die Berechnung wird

Gleichung ( 3 ) herangezogen.20

𝐷 = 𝐷 + 10 ∙ 𝑙𝑔 𝐴𝐴 [𝑑𝐵] ( 3 ) Dn Norm-Schallpegeldifferenz [dB]

D Schallpegeldifferenz [dB]

A0 Bezugsabsorptionsfläche 10m²

A gemessene äquivalente Absorptionsfläche des Empfangsraums [m²]

1.8 Schalldämmmaß und bewertetes Bau-Schalldämmmaß

Das Schalldämmmaß ergibt sich aus der unter Abschnitt 1.1 beschriebenen Theorie der

Schallübertragung und zeigt die Differenz der Schallenergien zwischen dem Sende- und

19 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.22. 20 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.37.


10

Empfangsraum. Somit bezeichnet das Schalldämmmaß die Luftschalldämmung eines Bauteils

und kann durch Gleichung ( 4 ) beschrieben werden.21

𝑅 = 10 ∙ 𝑙𝑔 𝑊𝑊 [𝑑𝐵] ( 4 ) R Schalldämmmaß [dB]

WS auftreffende Schallenergie im Senderaum [J]

WE abgestrahlte Schallenergie im Empfangsraum [J]

Da sich in der Praxis die auftreffende- sowie abstrahlende Schallenergie nur schwer messen

lässt, ist die messtechnische Ermittlung des Schalldämmmaßes auch über die

Schallpegeldifferenz möglich. Hierfür ist Gleichung ( 5 ) anzuwenden.

𝑅 = 𝐷 + 10 ∙ 𝑙𝑔 𝑆𝐴 [𝑑𝐵] ( 5 ) R Schalldämmmaß [dB]

D Schallpegeldifferenz [dB]

S Prüffläche des Bauteils [m²]

A äquivalente Schallabsorptionsfläche im Empfangsraum [dB]

Zur richtigen Beurteilung der Schalldämmung eines Bauteils ist die Unterscheidung zwischen

Schalldämmmaß R, bewertetes Schalldämmmaß Rw und dem bewerteten Bau-

Schalldämmmaß R’w von großer Bedeutung. Das bewertete Schalldämmmaß resultiert aus

den Messwerten des Schalldämmmaßes unter Einbeziehung einer Normkurve nach DIN EN

ISO 717-1. Hierbei wird das menschliche Hörvermögen berücksichtigt. Bei diesem Wert findet

die Schallübertragung ausschließlich über das Bauteil selbst statt. Die Übertragung über

flankierende Bauteile und Schallnebenwege ist ausgeschlossen. Aus diesem Grund eignet

sich das Maß vor allem für die Beurteilung der Schalldämmung von Fenster- und

Türenelementen. Für den Schallschutz in Gebäuden ist das bewertete Bau-Schalldämmmaß

die bedeutendste Größe. In diesem Fall wird das bewertete Schalldämmmaß durch ein

Apostroph gekennzeichnet welches symbolisiert, dass sich das Bauteil in einem eingebauten

Zustand befindet und flankierende Bauteile an der Schallübertragung beteiligt sind.22

21 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.18. 22 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.38.


11

Im Allgemeinen handelte es sich bei dem Schalldämmmaß um eine bauteilbezogene

Kenngröße, da es Bezug auf die Trennfläche des Bauteils nimmt. Je höher die Werte für R,

Rw oder R’w sind, desto besser ist die Luftschalldämmung der untersuchten Konstruktion.23

1.9 Norm-Trittschallpegel und bewerteter Norm-Trittschallpegel

Wie unter Kapitel 1.1 beschrieben, wird der Trittschall durch einen mechanischen Anstoß

angeregt. Da so im Senderaum kein Schalldruckpegel gemessen werden kann, ist die

Bewertung der Trittschalldämmung nicht über die Schallpegeldifferenz möglich. Der Norm-

Trittschallpegel stellt im Allgemeinen das Maß für ein erwartendes Störgeräusch dar. Je höher

dieses Geräusch im Empfangsraum ist, desto schlechte ist der Trittschallschutz. Um dieses

Störgeräusch einheitlich und genormt zu erfassen, wird als Anregungsgerät ein speziell

entwickeltes Normhammerwerk verwendet. Der im Empfangsraum entstehende Luftschall

wird durch ein Mikrofon gemessen. Der Norm-Trittschallpegel bezeichnet somit die

Trittschalldämmung des Bauteils und kann nach Gleichung ( 6 ) bestimmt werden.24

𝐿 = 𝐿 + 10 ∙ 𝑙𝑔 𝐴𝐴 [𝑑𝐵] ( 6 ) Ln Norm-Trittschallpegel [dB]

L gemessener Schallpegel [dB]

A0 Bezugs-Absorptionsfläche 10m²

A äquivalente Schallabsorptionsfläche im Empfangsraum [dB]

Für die Bewertung dieses Norm-Trittschallpegels gelten die gleichen Voraussetzungen wie für

das bewertete Bau-Schalldämmmaß aus Kapitel 1.8. Der bewertete Norm-Trittschallpegel, der

unter Berücksichtigung der Flankenübertragung ermittelt wurde, wird mit L’nw bezeichnet.

23 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.38. 24 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.58.

Einflüsse auf die Schalldämmung

12

2 EINFLÜSSE AUF DIE SCHALLDÄMMUNG

2.1 Schalltechnisches Verhalten einschaliger, massiver Bauteile

Die Schalldämmung einschaliger, massiver Bauteile ist grundsätzlich abhängig von der Masse

und der vorhandenen Undichtigkeit. Für das schalltechnische Verhalten einschaliger Bauteile

kann somit das Bergersche Massegesetz angewendet werden. Dieses besagt, dass mit

steigender flächenbezogener Masse m‘ [kg/m²], die Schalldämmung eines Bauteils zunimmt.

Des Weiteren beinhaltet das Massegesetz, dass die Schalldämmung mit zunehmender

Frequenz steigt.25

Weiterhin spielt der Faktor der Biegesteifigkeit eines Bauteils eine große Rolle. Diese ist

Abhängig vom E-Modul, von der Bauteilstärke, den Plattenabmessungen sowie von den

Randanschlüssen des Bauteils. In Verbindung mit der Rohdichte lässt sich aus diesen Werten

eine Grenzfrequenz fg ermitteln, die in der Bauakustik auch unter dem Namen

Koinzidenzgrenzfrequenz bekannt ist.26

Gleichung ( 7 ) zeigt, dass die Grenzfrequenz mit steigendem E-Modul bzw. ansteigender

Dicke abnimmt, hingegen mit steigender Rohdichte zunimmt. Im Bereich dieser Frequenz stellt

sich das jeweilige Dämmungsminimum und somit eine sehr schlechte Luftschalldämmung ein.

Die Koinzidenzgrenzfrequenz sollte bei massiven Bauteilen möglichst niedrig sein.27

𝑓 = 6,4 ∙ 10 ∙ 1ℎ ∙ 𝜌𝐸 [𝐻𝑧] ( 7 ) fg Grenzfrequenz bei homogenen Platten [Hz]

h Dicke der Platte [mm]

ρ Dichte des Plattenmaterials [kg/m³]

E: Elastizitätsmodul [N/m²]

Eine 17,5 cm dicke Stahlbetonplatte erreicht beispielsweise eine Grenzfrequenz von etwa 95

Hz, wohingegen eine 11,5 cm dicke Kalksandstein-Wand eine Frequenz von 200 Hz erreicht.

Liegt die Grenzfrequenz von Bauteilen unterhalb von 200 Hz können diese in der Bauakustik

als biegesteif angesehen werden. Von biegeweichen Bauteilen spricht man ab Frequenzen

25 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.141 und Fischer, KS-Handbuch, 2018, S.347. 26 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.142. 27 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.142.


13

von 1600 Hz. Die lineare Zunahme der Schalldämmung je Frequenzverdopplung wird oberhalb

der Koinzidenzgrenzfrequenz wirksam.28

Gemäß der neuen DIN 4109-32:2016-07 kann das bewertete Schalldämmmaß einer einscha-

ligen Massivkonstruktion aus Beton, Mauerziegel und Füllsteinen nach Gleichung ( 8 )

berechnet werden.

𝑅 = 30,9 ∙ 𝑙𝑜𝑔 𝑚′𝑚 − 22,2 [𝑑𝐵] ( 8 ) Rw bewertetes Schalldämmmaß [Hz]

m‘ges flächenbezogene Masse des Grundbauteils [kg/m2]

m0 Bezugsgröße = 1,0 [kg/m2]

Bei einer 10 cm dicken Stahlbetonwand mit einer flächenbezogenen Masse von 240 kg/m²

würde sich ein bewertetes Schalldämmmaß von 51,3 dB einstellen. Ein Vergleich mit dem

Berechnungsansatz der 1989er Norm lässt sich hier nur schwer darstellen, da in dieser bereits

das bewertete Bau-Schalldämmmaß berechnet wird. Für Leicht- und Porenbeton darf

Gleichung ( 8 ) nicht verwendet werden. Aufgrund der niedrigeren flächenbezogenen Masse

kommen bei diesen Baustoffen veränderte Formeln zum Einsatz, die im Bauteilkatalog der

DIN 4109-32:2016-07 zusammengestellt sind.

Wie bereits erwähnt, spielt die Undichtigkeit einer Wand eine große Rolle. Durch unverputzte

Wände, nicht abgedichtete Stöße oder gebohrte Löcher können erhebliche

Schalldämmungseinbrüche entstehen. Die Luftmassen des Sende- und Empfangsraums

stehen dabei unmittelbar in Verbindung und können Schallwellen direkt übertragen. Daher ist

es wichtig in der Bauausführung mindestens einen einseitig und vollflächig haftenden Putz

anzubringen, um die Rechenwerte zu erreichen.29

Zu den einschaligen, massiven Bauteilen zählen nach DIN 4109-32:2016-07 unter anderem

Mauerwerk-, Beton- und Porenbeton-Wände, ebenso Wände mit unmittelbar aufgebrachten

Putz und mit Beton verfülltes Füllsteinmauerwerk. Stahlbetondecken, Hohlkörperdecken und

Fertigteildecken aus unterschiedlichen Baustoffen können ebenfalls in diese Kategorie

eingeordnet werden. Für Lochsteine mit Dämmfüllung gibt es allerdings noch keine gültigen

Berechnungsansätze, die in der Schallschutznorm verankert sind. Hierbei sollte man sich auf

Herstellerangaben beziehen, die durch eine bauaufsichtliche Zulassung belegt werden.

28 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.27 f. 29 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.141.


14

2.2 Schalltechnisches Verhalten mehrschaliger Bauteile

Das schalltechnische Verhalten mehrschaliger Bauteile wird in erster Linie nicht durch die

Masse bestimmt, sondern durch die Anordnung verschiedener Schalen. Die Konstruktionen

entsprechen dem Feder-Masse-System. Dabei wirken zwei Schalen als Masse. Der

Zwischenraum, der beispielsweise durch eine Dämmung gefüllt wird, wirkt als Feder. Somit

beeinflussen bei mehrschaligen Bauteilen verschiedene Faktoren die Schalldämmwirkung.

Die Biegeweichheit und das Gewicht der einzelnen Schalen spielen eine genauso große Rolle,

wie der Schalenabstand und der Füllstoff im Schalenzwischenraum. Nicht zu vergessen sind

die Verbindungselemente, die bei falscher Ausführung zu erheblichen Schallübertragungen

führen können. Bei gleicher flächenbezogener Masse erreichen zweischalige Konstruktionen

mit ausreichend weicher Federung deutlich bessere Schalldämmmaße als einschalige

massive Bauteile.30

Durch die Kombination der einzelnen Schalen entsteht ein schwingungsfähiges System,

welches eine Eigenfrequenz f0 aufweist. Die Eigenfrequenz wird in der Praxis zudem als

Resonanzfrequenz oder Doppelwandresonanzfrequenz bezeichnet. Dieses System findet

auch bei Vorsatzschalen Anwendung.31

Wird eine Vorsatzschale mit einer eingebrachten Dämmschicht ohne Lattung oder anderer

Tragkonstruktion eingebaut, so kann die Eigenfrequenz nach Gleichung ( 9 ) berechnet

werden. Hierbei beeinflusst die dynamische Steifigkeit s‘ die Größe der Resonanzfrequenz.

Desto weicher die Dämmschicht und somit kleiner die dynamische Steifigkeit ist, desto kleiner

ist auch die Eigenfrequenz. Handelt es sich bei der Vorsatzschale um ein frei stehendes

System, welches durch Blechprofile oder einer Holzständerkonstruktion errichtet wurde, wird

Gleichung ( 10 ) für die Berechnung verwendet.

𝑓 = 160 ∙ 𝑠′ ∙ 1𝑚′ + 1𝑚′ [𝐻𝑧] ( 9 ) f0 Resonanzfrequenz (Hz)

s‘ dynamische Steifigkeit der Dämmschicht nach DIN EN 290521 [MN/m³]

m‘1 flächenbezogene Masse des Grundbauteils [kg/m2]

m‘2 flächenbezogene Masse der Vorsatzschale [kg/m2]

30 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.28. 31 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.143.


15

𝑓 = 160 ∙ 0,08𝑑 ∙ 1𝑚′ + 1𝑚′ [𝐻𝑧] ( 10 ) f0 Resonanzfrequenz [Hz]

d Hohlraumtiefe [m]

m‘1 flächenbezogene Masse des Grundbauteils [kg/m2]

m‘2 flächenbezogene Masse der Vorsatzschale [kg/m2]

Soll die Resonanzfrequenz nach Gleichung ( 10 ) bestimmt werden ist darauf zu achten, dass

zwischen den Schalen keine körperschallübertragende Verbindung besteht und dass der Hohl-

raum zu mindestens 70% mit einem Dämmstoff nach DIN EN 29053 gefüllt ist. Erreicht die

Eigenfrequenz einen Wert von unter 100 Hz, kann von einer durchaus guten

Luftschalldämmung ausgegangen werden.32

Gemäß DIN 4109-34:2016-07 wird mit Hilfe dieser Eigenfrequenz bei einseitig angebrachten

Vorsatzkonstruktionen ein Verbesserungsmaß ΔRw berechnet, welches zusätzlich auf die

Schalldämmung der massiven Tragschale addiert wird.

Genau wie bei dem schalltechnischen Verhalten einschaliger, massiver Bauteile hat die

Koinzidenz der Einzelschalen einen großen Anteil an der Schalldämmwirkung einer

Konstruktion. Um eine gute Luftschalldämmung bei zweischaligen Leichtbauwänden zu

erreichen, sollte die Koinzidenzgrenzfrequenz möglichst hoch und die Eigenfrequenz

möglichst niedrig sein.33

Zu den mehrschaligen Konstruktionen zählen beispielsweise massive Wände mit einer

Vorsatzschale, die entweder freistehend oder vollflächig verbunden ist. Auch Decken mit

einem schwimmenden Estrich verhalten sich schalltechnisch nach diesem Prinzip. Weiterhin

gehören Doppelwände aus zwei biegeweichen Einzelschalen zu den mehrschaligen

Bauteilen. Dies können Gipskartonständerwände oder Holzrahmenbauwände sein.

2.3 Schalltechnisches Verhalten einschaliger, leichter Bauteile

Durch die Entwicklung neuer Bauteile ergeben sich Konstruktionen bei denen das

schalltechnische Verhalten weder dem der massiven, einschaligen, noch der leichten,

mehrschaligen Bauteile entspricht. Ein gutes Beispiel dafür ist der Massivholzbau, der in den

letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat. Die Besonderheit im Massivholzbau

32 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.144. 33 Vgl. Dietze, Schallschutz in Gebäuden, 2009, S.31.


16

ist, dass die Elemente weder biegeweich noch biegesteif sind. Dadurch entstehen Probleme

bei der Koinzidenzgrenzfrequenz. Wie unter Kapitel 2.1 erklärt, entwickelt sich bei dieser

Grenzfrequenz ein Dämmungsminimum. Im Massivbau soll diese Frequenz sehr niedrig

ausfallen. In den leichten mehrschaligen Holzbaukonstruktionen dagegen sehr hoch, sodass

in beiden Fällen der Einbruch der Schalldämmung außerhalb des bauakustischen

Frequenzspektrums erfolgt. Da sich der Massivholzbau genau zwischen diesen beiden

Bauarten einordnet, entstehen Grenzfrequenzen zwischen 200 Hz und 500 Hz.34

Für die Bemessung der Luftschalldämmung kann im Massivholzbau ein ähnlicher

Berechnungsansatz wie für den Massivbau angewendet werden. Dieser wurde in dem

Forschungsprojekt „Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten“35 von der Binderholz

GmbH, Saint-Gobain Rigigps Austria und dem ift Rosenheim erforscht. Aus diesem

Forschungsvorhaben geht Gleichung ( 11 ) hervor, mit der das bewertete Schalldämmmaß

eines einschaligen Trennbauteils in Massivholzbauweise bzw. Brettsperrholzbauweise

berechnet werden kann.36 𝑅 = 32,05 ∙ 𝑙𝑔(𝑚′ ) − 18,68 + 𝐾 [𝑑𝐵] ( 11 ) Rw bewertetes Schalldämmmaß [dB]

m‘Element flächenbezogene Masse des Elements [kg/m²]

K Wandtyp - 2dB für großformatige Elemente

Das Bergersche Massegesetz kann in diesem Fall auch für den Massivholzbau verwendet

werden. Belegt wird dies durch eine Beispielrechnung, die im Zuge dieser Bachelorarbeit

entstanden ist. Die Eingangsdaten stammen aus dem Massivholzhandbuch 2.0.37 Für das

Beispiel wird die Prognose des zu erwartenden Schalldämmmaßes für die in diesem

Handbuch aufgeführte Innenwand IW01c nach Gleichung ( 11 ) berechnet und anschließend

mit der Labormessung verglichen.

34 Vgl. Teibinger, Planungsbroschüre, 2013, S.28. 35 Ift Rosenheim, Vibroakustik, 2017 36 Vgl. Binderholz, MHB Schallschutz, 2018, S.8 ff. 37 Binderholz, MHB Innen- und Trennwand, 2018, S.5.


17

Bauteil Innenwand ohne Vorsatzschale (Wand IW01c) Dicke [m] Baustoff Rohdichte [kg/m³] m' [kg/m²]

0,1 Brettsperrholz BBS (5-schichtig) 450 45 Berechnung bewertetes Schalldämmmaß Labormesswert m'= 45,0 kg/m²

Messung über das Schallschutzzentrum ift Rosenheim Rs,w= 32,3 dB

ΔRw= 0,0 dB Rw= 32,3 dB Rw= 33,0 dB

Tabelle 2: Vergleich Prognose- und Labor-Schalldämmmaß einer Massivholzwand38

Die Berechnung zeigt sehr gut, dass Gleichung ( 11 ) ein ausreichend genaues Ergebnis für

das erwartende Schalldämmmaß der Brettsperrholzwand liefert. Sie zeigt jedoch auch, dass

mit einer 10 cm dicken Massivholzplatte gerade einmal 60 % der Schalldämmleistung einer

gleichgroßen Stahlbetonplatte erreicht werden kann.

Grundsätzlich sind die Ansätze aus den Forschungsarbeiten für den Massivholzbau noch nicht

in die Schallschutznorm eingeflossen. Daher ergeben sich bei Handhabung dieser Bauweise

gewisse Planungsprobleme für den Schallschutz.

2.4 Schalltechnisches Verhalten von Trittschalldämmungen

Das schalltechnische Verhalten von Trittschalldämmungen ähnelt dem Prinzip der

mehrschaligen Bauteile. Voraussetzung dafür ist eine Massivdecke mit schwimmendem

Estrich. Durch die weichfedernde Trittschalldämmung und den seitlich angebrachten

Randdämmstreifen findet eine Entkoppelung der massiven Schalen statt. Anstelle eines

Verbesserungsmaßes ΔRw, wird bei einer Trittschalldämmung die Trittschallminderung ΔLw

berechnet. Ist der Estrich unmittelbar mit der Rohdecke verbunden, darf dieser

Verbesserungswert nicht angesetzt werden. Die Trittschallminderung vom schwimmenden

Estrich ist in erster Linie von der dynamischen Steifigkeit s‘ der Dämmschicht und der

flächenbezogenen Masse der Estrichplatte abhängig. Gemäß der neuen Schallschutz DIN

4109-34:2016-07 kann die Minderung durch Gleichung ( 12 ) beschrieben werden. ∆𝐿 = 13 ∙ 𝑙𝑔(𝑚′) − 14,2 ∙ 𝑙𝑔(𝑠′) + 20,8 [𝑑𝐵] ( 12 ) ΔLw bewertete Trittschallminderung [dB]

m‘ flächenbezogene Masse der Estrichplatte [kg/m²]

s‘ dynamische Steifigkeit des Dämmschicht [MN/m³]

38 Laborwert aus: Binderholz, MHB Innen- und Trennwand, 2018, S.5.


18

Die Gleichung zeigt, dass mit steigender flächenbezogener Masse des Estrichs und mit

sinkender dynamischer Steifigkeit der Dämmschicht, eine höher bewertete

Trittschallminderung auftritt. Da der Trittschall im Empfangsraum in Luftschall umgewandelt

wird, kann eine Unterdecke im Empfangsraum die Trittschallminderung weiter erhöhen. Neben

diesen Einflussfaktoren spielt weiterhin die Bauausführung eine große Rolle. So können

Hohlschichten in der Dämmung, fehlende Randdämmstreifen oder unplanmäßige

Rohrleitungen auf der Massivdecke zur Verschlechterung der Trittschalldämmung beitragen.39

39 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.146.

Schallschutz im Hochbau

19

3 SCHALLSCHUTZ IM HOCHBAU

3.1 Intention und rechtliche Grundlagen

Gemäß der europäischen Bauproduktverordnung Nr. 305 vom 09. März 2011 gilt für Bauwerke

folgende Regelung: „Das Bauwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass der von

den Bewohnern oder in der Nähe befindlichen Personen wahrgenommene Schall auf einem

Pegel gehalten wird, der nicht gesundheitsgefährdend ist und bei dem zufrieden stellende

Nachtruhe-, Freizeit- und Arbeitsbedingungen sichergestellt sind.“ Diese Ziele verfolgt die in

Deutschland eingeführte DIN 4109 – Schallschutz im Hochbau. Die Anwendung und

Einhaltung dieser Norm wird durch die Baugenehmigungen garantiert, in der diese Norm als

technische Bestimmung zu beachten ist. Durch diese Bestimmung möchte der Staat gesunde

Wohnverhältnisse für die Bevölkerung sicherstellen. In der Bauausführung haben sich die am

Bau beteiligen Personen an die anerkannten Regeln der Technik zu halten. Dabei kann auf

die DIN 4109 zurückgegriffen werden.

Im Allgemeinen muss bei den Regelwerken für den Schallschutz eine Unterscheidung

beachtet werden. So gibt es Regelwerke, die Anforderungen an den Schallschutz definieren

und Regelwerke, welche die Nachweisverfahren enthalten. Die DIN 4109 regelt sowohl

Anforderungen als auch Nachweisverfahren und deckt somit den gesamten Schallschutz ab.

Die europäische Schallschutznorm DIN EN ISO 12354 hingegen legt nur ein

Berechnungsverfahren für den Schallschutz fest.40

Weiterhin ist zu beachten welche Normierung bauaufsichtlich für die Anforderungen des

Schallschutzes eingeführt ist. In Deutschland gelten derzeit je nach Bundesland drei

verschiedene Ausgaben der DIN 4109. Die DIN 4109:1989-11, DIN 4109-1:2016-07 und die

DIN-4109-1:2018-01. Die bauaufsichtliche Einführung gilt jedoch nur für Teil 1 der neuen

Schallschutznorm. Für die Berechnungsverfahren nach Teil 2 kann entweder die DIN 4109-

2:2018-01 oder weiterhin das Beiblatt 1 der DIN 4109:1989-11 verwendet werden.41

Grundsätzlich ist zu sagen, dass es sich bei den Anforderungswerten lediglich um den

Mindestschallschutz handelt. In der Einleitung der DIN 4109-1 heißt es: „Es kann nicht erwartet

werden, dass Geräusche von außen oder aus benachbarten Räumen nicht mehr bzw. als nicht

belästigend wahrgenommen werden, auch wenn die in dieser Norm festgelegten

Anforderungen erfüllt werden. Daraus ergibt sich insbesondere die Notwendigkeit, gegenseitig

40 Vgl. Fischer, KS-Handbuch, 2018, S.355 f. 41 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.9


20

Rücksicht zu nehmen.“42 Mit dieser Stellungnahme definiert die Norm ein Schallschutzniveau,

welches nicht grundsätzlich ungestörtes Wohnen gewährleistet, sondern lediglich für den

Gesundheitsschutz sorgt.

3.2 Normen und Regelwerke für den Schallschutz in Deutschland

3.2.1 Schallschutznorm DIN 4109:1989-11

Im Jahr 1944 erschien in Deutschland die erste Schallschutznorm DIN 4109 – Richtlinien für

den Schallschutz im Hochbau. Durch die Nachkriegszeit und die dadurch fehlenden

Bauaufsichtsbehörden gewann jedoch erst die im Jahr 1962 erschienene Fassung an

Bedeutung. Sie behielt bis 1989 ihre Gültigkeit und unterlag kaum einer Änderung. Nach

einem Neuentwurf im Jahr 1984 und einem gescheiterten Einspruchsverfahren, wurde im

November 1989 die teilweise noch bis heute geltende Schallschutznorm DIN 4109:1989-11

eingeführt.43

Diese Norm beinhaltet im ersten Teil die Mindestanforderungen für Bauteile gegenüber Luft-

und Trittschall, welche zwingend einzuhalten sind. Die Anforderungen gelten nur für

Aufenthaltsräume, die durch eine Schallübertragung aus fremden Wohn- und

Arbeitsbereichen einen gewissen Schutz erhalten müssen. Ein weiterer Abschnitt stellt

Anforderungswerte für den Schutz gegen Geräusche aus haustechnischen Anlagen und

Betrieben bereit. Seit 1975 beinhaltet die DIN 4109 die Anforderungen an die

Luftschalldämmung von Außenbauteilen und gewährleistet somit den Schutz gegenüber

Außenlärm, zu dem unteranderem der Verkehrs- und Fluglärm zählt.

Neben der Bereitstellung der Anforderungswerte behandelt das Regelwerk auch die

Berechnungsverfahren für den rechnerischen Schallschutznachweis. Diese sind im Beiblatt 1

der Norm verankert. Das Beiblatt 1 wurde im Jahr 2003 und 2010 durch die Änderung A1 und

A2 ergänzt. Ein weiteres Beiblatt 2 gibt Hinweise für die Planung und Ausführung von Luft-

und Trittschalldämmungen und ist somit für die Bauausführung von großer Bedeutung. Des

Weiteren werden in diesem Zusatzblatt Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz gegeben,

welche allerdings ohne vertragliche Vereinbarung nicht bindend sind. Gleiches gilt für die

Empfehlungen zum Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich, die ebenfalls im

Beiblatt 2 der Norm aufgelistet sind.

42 DIN 4109-1:2018-01, 2018, Einleitung. 43 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.5 ff.


21

3.2.2 Schallschutznorm DIN 4109:2016-07 und DIN 4109:2018-01

Nach über 25 Jahren Überarbeitung und zahlreichen Entwürfen erschien im Juli 2016 eine

gänzlich überarbeitet Fassung der Schallschutznorm DIN 4109. Durch die Umstellung des

bauaufsichtlichen Konzepts in Deutschland, kommt es bis heute zu Schwierigkeiten bei der

Einführung dieser Norm, sodass für den Massivbau auch weiterhin die Berechnungen der alten

Norm aus dem Jahr 1989 gelten. Aufgrund einer Anpassung der Verkehrslärmschutzverord-

nung (16. BlmSchV) sind die DIN 4109-1 und DIN 4109-2 im Januar 2018 als überarbeitete

Neufassung erschienen.44

Insgesamt gliedert sich die neue Schallschutznorm in neun Teile. Durch den modularen

Aufbau können zukünftig einzelne Teile der Norm gezielt geändert und erweitert werden.

Tabelle 3 gibt einen Überblick über den strukturellen Aufbau.

DIN 4109:2016-07 / DIN 4109:2018-01

DIN 4109 Teil 1 DIN 4109 Teil 2 DIN 4109 Teil 31-36 DIN 4109 Teil 4

Mindestanforderungen Berechnungsverfahren /

Rechnerischer Nachweis

Teil 31: Rahmendokument

Bauakustische Prüfungen

Teil 32: Eingangsdaten Massivbau Teil 33: Bauteilkatalog Holz-, Leicht- und Trockenbau Teil 34: Vorsatzkonstruktion vor massiven Bauteilen Teil 35: Elemente, Fenster, Türen, Vorhangfassaden Teil 36: Gebäudetechnische Anlagen

Neufassung: DIN 4109-1:2018-01

Neufassung: DIN 4109-2:2018-01 - -

Tabelle 3: Struktureller Aufbau der DIN 4109:2016-07 und DIN 4109:2018-0145

Anhand des strukturierten Aufbaus entsteht eine leichtere Handhabung der Norm. Sofort ist

ersichtlich welcher Teil welches Thema beschreibt. Inhaltlich stecken die großen Änderungen

im zweiten Teil dieser Norm. Während sich die Anforderungen nur in geringen Maßen

verändert haben, ist das Nachweis- und Berechnungsverfahren gänzlich umgestellt worden.

Hier rückt die Beachtung der flankierenden Bauteile mehr in den Vordergrund. Ein detaillierter

Einblick in die Berechnungsverfahren wird in Kapitel 5.2 dieser Arbeit gegeben. In Teil 4 wird

auf die bauakustische Prüfung hingewiesen. Im Inhalt werden dabei Prüfverfahren angegeben,

mit denen die in der Normreihe schalltechnischen Größen für den Nachweis bestimmt werden

können.

44 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.9. 45 Eigene Darstellung.


22

3.2.3 Schallschutznorm DIN EN ISO 12354

Die DIN EN ISO 12354 ist eine europäische Norm, mit dem Ziel den europäischen Markt und

die daraus folgenden Dienstleistungsbereiche zu vereinigen. Damit europaweit Produkte

gleicher Qualität sowie vergleichbarer Eigenschaften angeboten werden können, gehört ein

Berechnungsverfahren mit gemeinsamen Grundsätzen zur Basis dieses Vorhabens. Daher

liefert diese Norm im Gegensatz zur DIN 4109 lediglich die Berechnungsverfahren für den

Schallschutz. Erstmals erschienen ist die DIN EN ISO 12354 im Jahr 2000 und wurde durch

eine Überarbeitung im Jahr 2017 ersetzt. Insgesamt besteht die europäische

Schallschutznorm aus sechs Teilen, die in ihrer Bezeichnung gut zu unterscheiden sind:

DIN EN ISO 12354-1: Luftschalldämmung zwischen Räumen

DIN EN ISO 12354-2: Trittschalldämmung zwischen Räumen

DIN EN ISO 12354-3: Luftschalldämmung gegen Außenlärm

DIN EN ISO 12354-4: Schallübertragung von Räumen ins Freie

DIN EN ISO 12354-5: Installationsgeräusche

DIN EN ISO 12354-6: Schallabsorption in Räumen

Für die in Teil 1 behandelte Berechnung der Luftschalldämmung werden zwei Verfahren

angeboten. In einem detaillierten Verfahren werden die Bauteile frequenzabhängig berechnet.

Dadurch kann für jeden Frequenzbereich eine bestimmte Schalldämmung ermittelt werden.

Im vereinfachten Modell hingegen ergeben sich, wie in der DIN 4109 auch, Einzahlwerte. Das

heißt, dass für ein bestimmtes Bauteil genau eine definierte Kennzahl für die Schalldämmung

angegeben wird. Das vereinfachte Modell der DIN EN ISO 12354 wurde national in die neue

deutsche Schallschutznorm DIN 4109-2:2018-01 übernommen. Auch in Teil 2 –

Trittschalldämmung zwischen Räumen, wird zwischen einem detaillierten und einem

vereinfachten Modell unterschieden. Das vereinfachte Modell basiert auf der Grundlage der

DIN 4109:1989 Beiblatt 1. Zusätzlich wird der Einfluss der flankierenden Bauteile durch einen

Korrekturwert beachtet. Für dieses Rechenverfahren mussten jedoch erst neue Werte ermittelt

und verifiziert werden. Sowohl diese Werte als auch das überarbeitete Berechnungsverfahren,

wurde in die neue deutsche Schallschutznorm DIN 4109-2:2018-01 eingearbeitet. Durch die

Integration der Berechnungsverfahren kann die neue DIN 4109 sinngemäß als nationales

Anwendungsdokument für die DIN EN ISO 12354 betrachtet werden.46 Da sich die

Rechenverfahren mit der neuen DIN 4109 decken, wird eine detaillierte Betrachtung in Kapitel

5 und 6 nur für die deutsche Schallschutznorm vorgenommen.

46 Vgl. Fischer, KS-Handbuch, 2018, S.362 f.

Anforderungen an den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden

23

4 ANFORDERUNGEN AN DEN LUFT- UND TRITTSCHALLSCHUTZ IN GEBÄUDEN

4.1 Allgemeine Daten

Wie bereits unter Kapitel 3.2 erwähnt, unterliegt Deutschland seit Mitte der 1940iger Jahre der

DIN 4109 und den damit verbundenen Anforderungen an den Mindestschallschutz. Die damals

festgelegten Regelungen sind teilweise noch heute Bestandteil der Schallschutznorm.

Abbildung 5 zeigt den Verlauf der Mindestanforderung an den Schallschutz von

Wohnungstrennwänden im Geschosswohnungsbau.

Abbildung 5: Entwicklung der Mindestanforderung an den Schallschutz von Wohnungstrennwänden47

Die Verlaufskurve zeigt, dass sich im abgebildeten Zeitraum die Anforderungen an den

Mindestschallschutz immer wieder geändert haben. Der seit den 1960iger Jahre steigende

Wohlstand durch Fernseher und HiFi-Anlagen und die damit verbundene steigende

Schallemission in den Wohnungen, wird somit nur sehr schlecht berücksichtigt. Die

Anforderungen liegen sogar unter dem Niveau von 1940. Zwar sah der Entwurf der DIN 4109

aus dem Jahr 1979 eine deutliche Erhöhung der Anforderungen vor, diese wurden jedoch

durch die Bauindustrie und der vermuteten enormen Preissteigerung wieder zurückgezogen.

Ein Argument welches bis heute standhält.48

Wie bereits unter Kapitel 3.2.1 erwähnt, gelten die Mindestanforderungen lediglich für

Aufenthaltsräume zwischen fremden Wohn- und Arbeitsbereichen bzw. in Schulen und

Krankenhäusern, zwischen den einzelnen schutzbedürftigen Räumen. Diese Werte sind

47 Abb. entnommen aus: Sälzer, Bauakustik, 2007, S.2. 48 Vgl. Sälzer, Bauakustik, 2007, S.2.

Anforderungen and den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden

24

Krankenhäusern, zwischen den einzelnen schutzbedürftigen Räumen. Diese Werte sind

zwingend einzuhalten. Innerhalb des eigenen Wohnbereichs werden keine Anforderungen

gestellt bzw. nur gegen technische Anlagen. Besteht der Anspruch auf ein höheres

Schallschutzniveau muss dieses vertraglich vereinbart werden.49

4.2 Mindestschallschutz nach DIN 4109:1989-11 und DIN 4109-1:2018-01 im Vergleich

Auf den nachfolgenden Seiten werden die Mindestanforderungen des Schallschutzes in

Gebäuden der DIN 4109:1989-11 und der DIN 4109-1:2018-01 miteinander verglichen. Dabei

soll gezeigt werden, inwiefern die Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung

Änderungen unterlagen. Unterschieden wird, wie in der jeweiligen Normierung, nach den

Anforderungen in Mehrfamilienhäusern und Bürogebäuden, zwischen Reihen- und

Doppelhäusern, in Hotels und Beherbergungsstätten, zwischen Räumen in Krankenhäusern

sowie den Anforderungen in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen. Die gelben

Markierungen weisen auf eine Veränderung der Anforderungen hin. Eine grüne Markierung

symbolisiert eine neue Kategorie in der DIN 4109-1:2018-01.

4.2.1 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und in gemischt genutzten Gebäuden

Die Anforderungswerte gelten im allgemeinen Geschosswohnungsbau und in Bürogebäuden

mit mehreren Nutzungseinheiten. Je nach Bauteil werden in der nachfolgenden Tabelle die

Mindestwerte für den Luft- und Trittschallschutz angegeben.

Decken

Bauteile DIN 4109:1989-11 DIN 4109:2018-01 R'w [dB] L'n,w [dB] R'w [dB] L'n,w [dB]

Decken unter allgemein nutzbaren Dachräumen, z. B. Trockenböden, Abstellräumen und ihren Zugängen ≥ 53 ≤ 53 ≥ 53 ≤ 52

Wohnungstrenndecken (auch Treppen) ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 50a,b

Trenndecken (auch Treppen) zwischen fremden Arbeitsräumen bzw. vergleichbaren Nutzungseinheiten ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 53

Decken über Kellern, Hausfluren, Treppenräumen unter Aufenthaltsräumen ≥ 52 ≤ 53 ≥ 52 ≤ 50

Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen und ähnliches unter Aufenthaltsräumen ≥ 55 ≤ 53 ≥ 55 ≤ 50

Decken unter/über Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen ≥ 55 ≤ 46 ≥ 55 ≤ 46

49 Vgl. Gigla, Schallschutz, 2018, S.115 ff.


25

Decken unter Terrassen und Loggien über Aufenthaltsräumen - ≤ 53 - ≤ 50

Decken unter Laubengängen - ≤ 53 - ≤ 53

Balkone - - - ≤ 58

Decken und Treppen innerhalb von Wohnungen, die sich über zwei Geschosse erstrecken - ≤ 53 - ≤ 50

Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenentwässerung ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 53

Decken unter Hausfluren - ≤ 53 - ≤ 50

Treppen

Treppenläufe und Podeste - ≤ 58 - ≤ 53

Wände

Wohnungstrennwände und Wände zwischen fremden Arbeitsräumen ≥ 53 - ≥ 53 -

Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren ≥ 52 - ≥ 53 -

Wände neben Durchfahrten, Sammelgaragen, einschließlich Einfahrten ≥ 55 - ≥ 55 -

Wände von Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen ≥ 55 - ≥ 55 -

Schachtwände von Aufzugsanlagen an Aufenthaltsräumen - - ≥ 57 -

Türen

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen in geschlossene Flure und Dielen von Wohnungen und Wohnheimen oder von Arbeitsräumen führen

≥ 27 - ≥ 27 -

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen unmittelbar in Aufenthaltsräume ≥ 37 - ≥ 37 -

Tabelle 4: Mindestanforderungen in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und gemischt genutzten Gebäuden50

Aus Tabelle 4 geht hervor, dass für den Trittschallschutz mehrere Anpassungen

vorgenommen wurden. Die dabei Wichtigste ist die Verschärfung des Höchstwerts L’n,w für

Wohnungstrenndecken. Hier darf nach neuer Norm der bewertete Norm-Trittschallpegel nicht

über 50 dB liegen. Im Luftschallschutz hingegen gab es nur eine Anpassung für

Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren. Neu zur Norm hinzugefügt wurde die

Anforderung an den Trittschallschutz für Balkone sowie die Anforderung der

Luftschalldämmung für Schachtwände von Aufzugsanlagen an Aufenthaltsräumen.

Angesichts der Präambel der DIN 4109-1:2018-01, bei der im Mindestschallschutz lediglich

der Gesundheitsschutz eingehalten werden soll, liefern die Anforderungswerte in

Geschosshäusern sehr zielführende Ergebnisse. Darüber hinaus gilt der Ansatz der

Rücksichtnahme oder ein höheres Schallschutzniveau nach Vereinbarung.

50 Eigene Darstellung, Anforderungen entnommen aus: DIN 4109:1989-11 und DIN 4109-1:2018-01.


26

4.2.2 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Einfamilien-, Reihenhäusern und zwischen Doppelhäusern

Die Anforderungen zwischen Reihen- und Doppelhäusern beschränken sich heutzutage nicht

mehr nur auf die zweischaligen Haustrennwände. Gemäß der aktuellen Baupraxis findet die

Trennung der Gründungsbauteile nur noch selten statt. Somit können sichere

Abdichtungsmaßnahmen und günstigere Baukosten erreicht werden. Wie in Tabelle 5

ersichtlich, wurde dieser Fakt auch in der neuen Schallschutznorm berücksichtigt.

Decken


Decken - ≤ 48 - ≤ 41

Bodenplatte und Erdreich bzw. Decke über Kellergeschoss - - - ≤ 46

Treppen


Wände

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, die im untersten Geschoss (erdberührt oder nicht) eines Gebäudes gelegen sind

≥ 57 - ≥ 59 -

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, unter denen mindestens 1 Geschoss (erdberührt oder nicht) des Gebäudes vorhanden ist

≥ 57 - ≥ 62 -

Tabelle 5: Mindestanforderungen zwischen Einfamilien-, Reihenhäusern und zwischen Doppelhäusern51

Des Weiteren wurden die Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen diesen

Gebäuden deutlich verschärft. Nach neuer Norm darf eine Decke nur noch einen bewerteten

Norm-Trittschallpegel von 41 dB zulassen. Eine drastische Anhebung gab es auch bei der

Luftschalldämmung. Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, unter denen mindestens ein

Geschoss vorhanden ist, müssen von nun an ein bewertetes Bau-Schalldämmmaß von 62 dB

erreichen. Für die Bewertung dieser Anforderungswerte gilt der gleiche Grundsatz wie für die

Anforderungen an die Schalldämmung in Mehrfamilienhäusern. Das Schallschutzniveau, um

den Gesundheitsschutz der Menschen zu gewährleisten, sollte mit diesen

Mindestanforderungswerten erfüllt sein.



27

4.2.3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Hotels und Beherbergungsstätten

Nahezu unverändert bleiben die Anforderungswerte an die Schalldämmung in Hotels und

Beherbergungsstätten. Lediglich der bewertete Norm-Trittschallpegel darf statt 53 dB nun den

Wert von 50 dB nicht mehr überschreiten, wie Tabelle 6 bestätigt.

Decken


Decken, einschl. Decken unter Fluren ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 50

Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen zum Schutz gegenüber Schlafräumen

≥ 55 ≤ 46 ≥ 55 ≤ 46

Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenentwässerung ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 53

Treppen


Wände

Wände zwischen Übernachtungsräumen sowie Fluren und Übernachtungsräumen ≥ 47 - ≥ 47 -

Türen

Türen zwischen Fluren und Übernachtungsräumen ≥ 32 - ≥ 32 -

Tabelle 6: Mindestanforderungen in Hotels und Beherbergungsstätten52

Kritisch ist hier die Luftschalldämmung für Wände zwischen Übernachtungsräumen sowie

zwischen Fluren und Übernachtungsräumen. Mit einem erf. R’w von 47 dB ist laut Sälzer in

den letzten Jahrzenten kein einziges Hotel gebaut worden und stellt für diesen Wert die

a.a.R.d.T. in Frage.53

Die Kritik ist berechtigt. Bis zu einem R’w von 53 dB ist die menschliche Sprache in horizontaler

Richtung wahrnehmbar.54 Mit 47 dB wird dieser Wert nochmals um 6 dB unterboten. In Hotels

und Beherbergungsstätten, in denen sich viele Menschen nach Erholung sehnen, kann dies

zu Problemen führen. Der Anforderungswert für Wände sollte daher in naher Zukunft, wie bei

den Geschossdecken, auf das Niveau von Mehrfamilienhäusern angehoben werden.

52 Eigene Darstellung, Anforderungen entnommen aus: DIN 4109:1989-11 und DIN 4109-1:2018-01. 53 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.10. 54 Vgl. Fischer, KS-Handbuch, 2018, S. 350.


28

4.2.4 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in Krankenhäusern und Sanatorien

Decken


Decken, einschl. Decken unter Fluren ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 53

Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen ≥ 55 ≤ 46 ≥ 55 ≤ 46

Decken unter Bädern und WCs ohne/mit Bodenentwässerung ≥ 54 ≤ 53 ≥ 54 ≤ 53

Treppen


Wände

Wände zwischen Krankenräumen, Fluren und Krankenräumen, Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern, Fluren und Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern, Krankenräumen und Arbeits- und Pflegeräumen

≥ 47 - ≥ 47 -

Wände zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion) - - ≥ 52 -

Wände zwischen Operations- bzw. Behandlungsräumen, Fluren und Operations bzw. Behandlungsräumen ≥ 42 - ≥ 42 -

Wände zwischen Räumen der Intensivpflege, Fluren und Räumen der Intensivpflege ≥ 37 - ≥ 37 -

Türen

Türen zwischen Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern, Fluren und Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern ≥ 37 - ≥ 37 -

Türen zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion) - - ≥ 37 -

Türen zwischen Fluren und Krankenräumen, Operations- bzw. Behandlungsräumen, Fluren und Operations bzw. Behandlungsräumen

≥ 32 - ≥ 32

Tabelle 7: Mindestanforderung in Krankenhäusern und Sanatorien55

Auch die Mindestanforderungen an den Schallschutz im Krankenhausbau unterlagen kaum

einer Änderung. Mit der Einführung von Anforderungen zwischen Räumen mit erhöhtem

Ruhebedürfnis und besonderer Vertraulichkeit, welche für Türen als auch für Wände gelten,

wurde im Zeitalter des Datenschutzes eine notwendige Maßnahme getroffen.

Dennoch sind die Mindestwerte besonders für die Deckenkonstruktionen sehr veraltet. Heutige

Krankenhäuser werden in der Regel mit bewerteten Bau-Schalldämmmaßen zwischen 60 dB



29

und 70 dB geplant. Für Sonderräume wie Schlaflabore und Audiometrieräume gelten noch

verschärftere Richtlinien, für die Fachplaner und Bauakustiker herangezogen werden.56 Um

für mehr Ruhe und Diskretion zwischen den Behandlungsräumen zu sorgen, sollte eine

weitere Erhöhung der Anforderungswerte an die Luftschalldämmung vorgenommen werden.

4.2.5 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen

Gemäß DIN 4109-1:2018-01 zählen zu den vergleichbaren Einrichtungen auch

Kindertagesstätten oder Universitäten. Die entsprechenden Mindestanforderungen der

jeweiligen Norm können aus Tabelle 8 entnommen werden.

Decken


Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen /Decken unter Fluren ≥ 55 ≤ 53 ≥ 55 ≤ 53

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und „lauten“ Räumen (z. B., Speiseräume, Cafeterien, Musikräume, Spielräume, Technikzentralen) Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

≥ 55 ≤ 46 ≥ 55 ≤ 46

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und z. B. Sporthallen, Werkräumen ≥ 55 ≤ 46 ≥ 60 ≤ 46

Wände

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen untereinander und zu Fluren ≥ 47 - ≥ 47 -

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Treppenhäusern ≥ 52 - ≥ 52 -

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und „lauten“ Räumen (z. B. Speiseräume, Cafeterien, Musikräume, Spielräume,Technikzentralen)

≥ 55 - ≥ 55 -

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und z. B. Sporthallen, Werkräumen ≥ 55 - ≥ 60 -

Türen

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Fluren ≥ 32 - ≥ 32 -

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen untereinander - - ≥ 37 -

Tabelle 8: Mindestanforderungen in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen57

56 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.22. 57 Eigene Darstellung, Anforderungen entnommen aus: DIN 4109:1989-11 und DIN 4109-1:2018-01.


30

Genau wie bei den Krankenhäusern, sind auch in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen

heute vornehmlich bessere Werte anzutreffen.58 Zwar wurde R’w für Wände und Decken

zwischen Unterrichtsräumen und Sporthallen auf 60 dB angehoben, der Grenzwert für den

Luftschallschutz für Wände zwischen Unterrichtsräumen bleibt jedoch auf 47 dB und liegt

somit unter dem Niveau von einem Mehrfamilienhaus. Inwiefern die gegenseitige

Rücksichtnahme in diesen Gebäuden zu realisieren ist, ist fraglich. Über eine Anpassung der

Werte, besonders in Grundschulen und Kindertagesstätten in denen vermehrt sehr hoher Lärm

anzutreffen ist, sollte nachgedacht werden.

4.3 Erhöhter Schallschutz im Wohnungsbau

Sind im Wohnungsbau höhere Schallschutzwerte gewünscht, muss ein höheres

Schallschutzniveau zivilrechtlich vereinbart werden. Der Mindestschallschutz gemäß DIN

4109 muss dennoch eingehalten werden. Empfehlungen für einen erhöhten Schallschutz

sowie für den Schallschutz im eigenen Wohnbereich liefert das Beiblatt 2 zur DIN 4109:1989-

11. Dieses befindet sich außerhalb des bauaufsichtlichen Bereichs und gehört somit nicht zum

Normwerk. Eine Neufassung dieser Empfehlungen wurde in die neue DIN 4109:2016-07 nicht

aufgenommen, um somit eine klare Trennung zum öffentlich-rechtlich geschuldeten

Mindestschallschutz zu bewahren.59

Weitere Werte für einen erhöhten Schallschutz liefert die VDI 4100. Diese Empfehlungen

werden jedoch nicht nach den allgemein bekannten bauteilbezogenen Größen R’w für die

Luftschalldämmung und L’n,w für die Trittschalldämmung angegeben, sondern

nachhallzeitbezogen mit der Standart-Schallpegeldifferenz D’n,T,w für den Luftschall und L’n,T,w für den Trittschall. Zwar vermitteln diese Werte physiologisch die Wirkung des Schallschutzes

deutlich besser, eine Umrechnung zu den bauteilbezogenen Größen macht dieses Verfahren

jedoch auch umständlicher und rechtfertigt, dass dieses Verfahren nicht in die neue DIN 4109

eingeflossen ist.60

Eine nähere Betrachtung dieser Empfehlungen und des nachhallbezogenen Verfahrenes der

VDI 4100 wird im Rahmen dieser Bachelorarbeit nicht vorgenommen.

58 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.24. 59 Vgl. Fischer, KS-Handbuch, 2018, S.356. 60 Vgl. Sälzer et. al., Schallschutz im Hochbau, 2015, S.30.

Berechnungsverfahren für den Luft- und Trittschallschutz in Gebäuden

31

5 BERECHNUNGSVERFAHREN FÜR DEN LUFT- UND TRITTSCHALLSCHUTZ IN GEBÄUDEN

5.1 Berechnungsverfahren nach DIN 4109:1989-11 Beiblatt 1

5.1.1 Luftschalldämmung

Im Berechnungsverfahren für die Luftschalldämmung von trennenden Bauteilen gemäß DIN

4109:1989 Beiblatt 1 wird zunächst nach Gebäude in Massivbauart sowie Gebäuden in

Skelett- und Holzbauart unterschieden.

In Gebäuden massiver Bauart erfolgt die Berechnung des bewerteten Bau-

Schalldämmmaßes R‘w für massive Bauteile direkt aus der flächenbezogenen Masse des

Trennbauteils. Der Einfluss der flankierenden Bauteile wird dabei nur durch einen pauschalen

Korrekturwert berücksichtigt. Dieser Korrekturwert ermittelt sich aus der mittleren

flächenbezogenen Masse der flankierenden Bauteile.61

Die Berechnung der flächenbezogenen Massen für das Trennbauteil sowie für die

flankierenden Bauteile erfolgt gemäß Vorgaben der Norm. Mit den ermittelten Massen können

anhand von Massetabellen bewertete Bau-Schalldämmmaße je nach Art der Baustoffe

abgelesen werden. Weicht die mittlere flächenbezogene Masse der flankierenden Bauteile von

m‘=300 kg/m² ab, findet eine Auf- oder Abwertung durch den Korrekturwert KL1 statt.

Eine Pauschalbewertung findet auch bei der Ermittlung der Luftschalldämmung für massive

Wände mit biegeweicher Vorsatzschale statt. Mittels einer Tabelle werden unterschiedliche

Vorsatzschalen dargestellt für die, unter Berücksichtigung der flächenbezogenen Masse des

Trennbauteils, ermittelte bewertete Bau-Schalldämmmaße angeboten werden.

Für zweischalige Wände aus biegeweichen Schalen, z.B. aus Gipskartonplatten oder

Spanplatten, bietet die alte DIN 4109 einen Bauteilkatalog in dem R’w für den Nachweis

abgelesen werden kann. Dieser Bauteilkatalog fällt jedoch sehr üppig aus. Auch mit der

Erweiterung durch das Änderungsblatt A1, welches im Jahr 2003 erschienen ist und

Schalldämmmaße für Trockenbau-Montage-Wände enthält, können längst nicht alle

Wandkonstruktionen wiedergegeben werden. Hier gilt es ebenfalls die flächenbezogene

Masse der flankierenden Bauteile zu beachten. Im Falle einer Abweichung vom Normwert

findet eine Korrektur durch den Wert KL1 statt.

61 Vgl. Schäfers, Bauenplus, 2018, S.19.


32

Soll die Luftschalldämmung für Massivdecken ermittelt werden, muss ebenfalls eine Tabelle

herangezogen werden. Auch hier ist die flächenbezogene Masse der Decke

ausschlaggebend. Die ablesbaren bewerteten Bau-Schalldämmmaße werden nach

Einbausituation unterschieden. So können Werte für einschalige Massivdecken mit

unmittelbar aufgebrachten Estrich und Gehbelag, einschalige Massivdecken mit

schwimmendem Estrich, sowie für Decken nach dieser Bauart und zusätzlicher Unterdecke

ermittelt werden. Die Werte gelten auch für Stahlbetonrippendecken und

Stahlbetonhohldielen.

Gebäude, die in Skelett- oder Holzbauart erstellt werden, unterliegen einem anderen

Berechnungsansatz. Hier wird bereits eine bessere Unterscheidung zwischen der direkten

Schallübertragung des Trennbauteils und der Flankenübertragung über den Übertragungsweg

Ff getätigt. Der Nachweis kann über ein vereinfachtes Verfahren oder über eine rechnerische

Ermittlung des resultierenden bewerteten Bau-Schalldämmmaßes durchgeführt werden.

Die Eingangsdaten für diese beiden Verfahren liefern wiederum Bauteilkataloge, die getrennt

das bewertete Schalldämmmaß Rw,R für das trennende Bauteil und das bewertete Labor-

Schall-Längsdämmmaß RL,w,R,i des flankierenden Bauteils angeben. Im vereinfachten

Verfahren reicht es aus, wenn diese beiden Werte jeweils größer sind als der erforderliche

Anforderungswert, zuzüglich einem pauschalen Aufschlag von 5 dB.

Genauere Ergebnisse erhält man durch die rechnerische Ermittlung von R‘w . Dabei wird das

Schalldämmmaß des Trennbauteils und die Schall-Längsdämmmaße der flankierenden

Bauteile energetisch addiert und auf die Einbausituation abgestimmt. Die Berechnung erfolgt

über Gleichung ( 13 ) und ( 14 ).

𝑅′ , = −10𝑙𝑔 10 , + 10 , , , [𝑑𝐵] ( 13 ) 𝑅′ , , , = 𝑅 , , , + 10𝑙𝑔 𝑆𝑆 − 10𝑙𝑔 𝑙𝑙 [𝑑𝐵] ( 14 ) R’w,R bewertetes Bau-Schalldämmmaß [dB]

Rw,R bewertetes Schalldämmmaß des Trennbauteils [dB]

R’L,w,R,i bewertetes Bau-Schall-Längsdämmmaß des flankierenden Bauteils [dB]

RL,w,R,i bewertetes Schall-Längsdämmmaß des flankierenden Bauteils [dB]

ST Fläche des trennenden Bauteils [m2]

S0 Bezugsfläche (für Wände 10m²)

li gemeinsame Kantenlänge zwischen Trennbauteil und Flanke [m]

l0 Bezugslänge (für Decken und Böden 4,5m ; Wände 2,8m)


33

5.1.2 Trittschalldämmung

Wie bei der Berechnung der Luftschalldämmung, wird auch bei der Trittschalldämmung

zwischen einer Massivbauweise und einer Skelett- oder Holzbauweise unterschieden. In der

Massivbauweise errechnet sich der bewertete Norm-Trittschallpegel L’n,w,R aus dem

äquivalenten bewerteten Norm-Trittschallpegel L’n,w,eq,R der Massivdecke, abzüglich einem

Trittschallverbesserungsmaß ΔLw,R der Deckenauflage.

Der äquivalent bewertete Norm-Trittschallpegel der Massivdecke wird durch deren

flächenbezogenen Masse bestimmt. Anhand einer Tabelle kann L’n,w,eq,R abgelesen werden.

Das Trittschallverbesserungsmaß wird durch die Bauweise und die Eigenschaft der verbauten

Trittschalldämmung bestimmt. In der Bauweise wird zwischen schwimmenden Estrich und

schwimmenden Holzfußböden unterschieden. Je nach dynamischer Steifigkeit der

Trittschalldämmung ergeben sich verschiedene Werte für ΔLw,R. Ein weichfedernder Gehbelag

kann sich des Weiteren positiv auf das Verbesserungsmaß auswirken.

Liegt der für den Nachweis zu schützende Raum nicht unmittelbar unter der betrachteten

Decke, kann durch einen Korrekturwert KT die Raumanordnung berücksichtigt werden. Somit

gilt für den Trittschall in Massivbauten folgende Berechnungsgleichung: 𝐿′ , , = 𝐿 , , , − ∆𝐿 , − 𝐾 [𝑑𝐵] ( 15 ) L’n,w,R bewerteter Norm-Trittschallpegel [dB]

Ln,w,eq,R äquivalent bewerteter Norm-Trittschallpegel [dB]

ΔLw,R Trittschallverbesserungsmaß [dB]

KT Korrekturwert für die Raumanordnung [dB]

Für Holzbalkendecken in Gebäuden massiver Bauart kann der bewertete Norm-

Trittschallpegel über einen Bauteilkatalog ermittelt werden. Bei Abweichung von m‘=300kg/m²

der flankierenden Bauteile findet, wie bei der Luftschalldämmung auch, eine Korrektur statt.

Für Holzbalkendecken in Gebäuden mit Skelett- oder Holzbauweise wird ebenfalls ein

Bauteilkatalog mit Werten für L’n,w,R angeboten. Dieser beinhaltet allerdings gerade einmal

sieben Ausführungsvarianten. Für andere Holzbalkendecken muss der Nachweis über eine

Eignungsprüfung geschehen.

5.1.3 Schallschutznachweise

Für die Erfüllung des Luftschallschutznachweises muss das berechnete bewertete Bau-

Schalldämmmaß größer gleich dem jeweiligen Anforderungswert sein. Eine Abminderung


34

durch einen Sicherheitsbeiwert findet nicht statt. Für den Trittschallnachweis darf der

berechnete bewertete Norm-Trittschallpegel nicht größer sein wie der jeweilige

Anforderungswert. Um Planungsunsicherheiten einzubeziehen muss der berechnete Werte

zuvor um 2 dB erhöht werden.

5.2 Berechnungsverfahren nach DIN 4109:2016-07

5.2.1 Luftschalldämmung

Im Gegensatz zum alten Berechnungsverfahren der 1989er Norm, ist im

Luftschallschutznachweis der neuen DIN 4109-2 eine weitaus umfänglichere Rechnung

entstanden. Bei der Ermittlung des bewerteten Bau-Schalldämmmaßes werden nach neuer

Berechnung alle relevanten Schallübertragungswege einzeln betrachtet. Dabei werden deren

Beiträge, unter Berücksichtigung der am Bau vorliegenden Geometrie und deren Stoßstellen,

in der Schallübertragung zusammengefasst. Somit findet eine klare Trennung zwischen der

Direktschallübertragung des trennenden Bauteils und deren Flanken statt.62

Die Berechnung von R’w erfolgt im Massivbau durch die energetische Addition aller

Übertragungswege und wird durch Gleichung ( 16 ) beschrieben.

𝑅′ = −10𝑙𝑔 10 , + 10 , + 10 , + 10 , [𝑑𝐵] ( 16 ) R‘w bewertetes Bau-Schalldämmmaß [dB]

RDd,w bewertetes Direktschalldämmmaß [dB]

RFf,w; RDf,w; RFd,w bewertete Flanken-Schalldämmmaße [m²]

Das Direktschalldämmmaß setzt sich dabei aus dem bewerteten Schalldämmmaß Rs,w des

Massivbauteils und einem Verbesserungsmaß für zusätzlich angebrachte Vorsatzschalen

zusammen. Die Ermittlung von Rs,w sowie alle weiteren Berechnungen für massive Bauteile

können dabei aus dem Bauteilkatalog Massivbau der DIN 4109-32 entnommen werden. Daten

für die rechnerische Ermittlung von Vorsatzschalen entsprechend dem Bauteilkatalog DIN

4109-34. Diese unterliegen der Theorie der Resonanzfrequenz, welche in dieser Arbeit in

Kapitel 2.2 vorgestellt wird.

19-03-06 Bachelorarbeit - Anhang E Prognosewerte im ......2019/03/11 · der DIN 4109:1989-11 und...

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