151

7 Anforderungen und Nachweis Luftschallschutz (Teil C: Emissionen aus dem Gebäude ins Freie)

7.1 Nachweis- und Bemessungsverfahren nach DIN EN 12354-4

7.1.1 AllgemeinesDie Nachweisführung des erforderlichen baulichen Schallschutzes im Industrie- und Gewer-bebau weist gegenüber den aus der DIN 4109 bekannten Ansätzen aus dem Wohnungsbau (und entsprechend auch Gebäuden mit vergleichbaren Nutzungen) einen grundlegend anderen Charakter auf. Während nach DIN 4109 für den Wohnungsbau o.ä. die erforderlichen Schall-dämm-Maße für die trennenden Innen- und Außenbauteile vorgegeben werden, sind im Indus-trie- und Gewerbebau die Außenbauteile so zu bemessen, dass am schalltechnisch ungünstigst gelegenen Immissionsort der nächsten Wohnbebauung ein nach TA-Lärm [7] vorgegebener Schalldruckpegel nicht überschritten wird.Damit wird für den Nachweis/die Bemessung der Gebäudehülle im Industrie- und Gewerbe-bau eine recht komplexe Gesamtbetrachtung der Schallausbreitung erforderlich, die als verein-fachte Übersicht in Bild 7.1.1-1 skizziert ist. Hinweis: Die VDI 2571 „Schallabstrahlung von Industriebauten“ wurde mit Hinweis auf die Verwendung von DIN 12354-4 und die DIN ISO 9613-2 zurückgezogen.

Bild 7.1.1-1 Skizze der Schallausbreitung zwischen dem Emissionsort/Schallquelle S (z.B. Maschinen in einer Industriehalle) und dem Immissionsort E (vor dem geöffneten Fenster der schalltechnisch nächstliegenden Wohnbebauung)

Das in DIN EN 12354-4 beschriebene Berechnungsmodell deckt – wie im obigen Bild dar-gestellt – somit nur einen Teilbereich des gesamten Schallausbreitungsvorganges ab; es be-schränkt sich darauf, denjenigen Schallleistungspegel zu ermitteln, der von der Außen äche eines Gebäudes infolge von Luftschall im Innern des Gebäudes abgestrahlt wird.Für den schalltechnisch vorgelagerten Teil sind mithin raumakustische Berechnungen oder auch entsprechende Schallmessungen zur Ermittlung der sich aus der Hallennutzung erge-

W. M. Willems et al., Schallschutz: Bauakustik, DOI 10.1007/978-3-8348-9912-5_7,© Vieweg+Teubner Verlag | Springer Fachmedien Wiesbaden 2012

152 7 Anforderunegn und Nachweis Luftschallschutz - Teil C

8

benden Schalldruckpegel Lp,in im Nahfeld der Innenober ächen der Außenbauteile erforder-lich. Hier sei daher auf die entsprechende weiterführende Fachliteratur, z.B. [2], [53] bis [55] verwiesen. Für den schalltechnisch nachgelagerten Teil ist dann eine Berechnung der Schallausbreitung vom Nahfeld der Außenober ächen der Halle (oder einem entsprechenden anderen Gebäude) zum maßgeblichen Immissionsort durchzuführen. Dabei sind außerhalb des Gebäudes ange-siedelte, mit der Nutzung des Gebäudes direkt zusammenhängende Emissionsquellen (z.B. Ventilatoren, außenliegende Kompressoren, Verkehrsgeräusche) in die Berechnungen mit ein-zubeziehen. Grundsätzlich basiert diese Schallausbreitungsberechnung auf den Vorgaben der DIN ISO 9613-2; es nden sich in der Literatur zusätzliche, erläuternde Ausführungen, vgl. z.B. [53], [54], [56].Es sei an dieser Stelle ergänzend darauf hingewiesen, dass für die üblicherweise zeitlich va-riierende Nutzung der Halle (einschließlich dazugehörigem PKW- und LKW-Verkehr) ein entsprechendes Nutzungspro l erstellt werden muss. Daraus ergibt sich dann, dass die oben angesprochene Schallausbreitungsberechnung von Emissions- zu Immissionsort für jeden Zeitschritt aus dem Nutzungspro l für die Halle separat auszuführen und im Anschluss dann zu je einem Beurteilungspegel für die Tag- und die Nachtzeit zusammenzuführen ist.Für die Schalldämmeigenschaften der Gebäudehülle ergeben sich die erforderlichen Kenn-werte erf. R und erf. Dn,e mithin also nicht für einen speziellen Gebäudetyp, sondern jeweils individuell aus der Gebäudenutzung und der anliegenden Bebauungssituation.

7.1.2 Schalldruckpegel am ImmissionsortDer Schalldruckpegel am maßgeblichen Immissionsort ergibt sich aus den Werten der einzel-nen punktförmigen Ersatzschallquellen zu:

, , , ,= + −p i w i c i tot iL L D A (7.1.2-1)

Darin sind:Lp,i Schalldruckpegel am Immissionsort außerhalb des Gebäudes infolge der Schallab-

strahlung einer punktförmigen Ersatzschallquelle i in dBLw,i Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle i in dBDc,i Richtwirkungskorrektur der punktförmigen Ersatzschallquelle i in Richtung des

Immissionsortes in dBAtot,i Im Verlauf der Schallausbreitung von der punktförmigen Ersatzschallquelle i

zum Immissionsort auftretende Gesamtausbreitungsdämpfung in dB nach DIN EN ISO 9613-2 (dort wird die Gesamtausbreitungsdämpfung allerdings mit A bezeichnet)

Die Richtwirkungskorrektur Dc beinhaltet die jeweilige Richtwirkung der punktförmigen Er-satzschallquellen (Bauteile und Öffnungen), die durch das Richtwirkungsmaß DI beschrieben wird, sowie die Ein üsse benachbarter schallharter Ober ächen (Re exion und Abschirmung), die durch das Raumwinkelmaß D beschrieben werden. Für die Richtwirkungskorrektur in eine bestimmte Richtung gilt:

410 lgΩπΩ

= + + ⋅c ID D D

(7.1.2-2)

153

Darin sind:Dc Richtwirkungskorrektur in dBDI Richtwirkungsmaß in dBD Raumwinkelmaß in dB

Raumwinkel, in den hinein abgestrahlt wird in sr (steradiant) Anmerkung: Obwohl der Raumwinkel eine dimensionslose Größe ist, wird er zur Verdeutli-chung in der Einheit Steradiant [sr] angegeben (dieses entspricht sinngemäß dem Bogenmaß mit der Einheit Radiant beim ebenen Winkel). Ein Raumwinkel von 1sr umschließt auf einer Kugel mit dem Radius 1 m eine Fläche von 1 m2.Dabei spielt die Umrissform des Flächenstücks keine Rolle; jede Umrissform auf der Kugelo-ber äche mit dem gleichen Flächeninhalt de niert einen Raumwinkel der gleichen Größe.

Für große, ebene Strahler gilt nach DIN EN 12354-4 Anhang D:• Die Schallabstrahlung erfolgt primär in Form einer Halbkugel

= 2 Richtwirkungskorrektur Dc = + 3 dB.• In der Praxis ergibt sich vor einer Ebene für die Richtwirkungskorrektur

+ 5 dB Dc - 5 dB.• Es darf ein Mittelwert von Dc = 0 dB für Abstrahlwinkel zwischen 0° und 90° (bezogen

auf die Flächennormale) angenommen werden.

Für Öffnungen gilt nach DIN EN 12354-4 Anhang D:• Die Öffnungen strahlen Schall primär senkrecht zur Öffnungs äche ab.• Für das Richtwirkungsmaß gilt in grober Näherung -10 dB DI + 2 dB.

7.1.3 Segmentierung der GebäudehülleIm Allgemeinen wird die Gebäudehülle durch mindestens eine Punktschallquelle für jede Ge-bäudeseite, d. h. für jede Wand- und Dach äche, dargestellt. Häu g ist jedoch für jede Seite die Anordnung mehrerer Punktschallquellen notwendig.Die zur Schallabstrahlung beitragenden Bauteile werden in zwei Gruppen eingeteilt:• ebene Strahler wie z. B. Bauteile der Gebäudehülle, d. h. Wände, Dach, Fenster, Türen,

einschließlich kleiner Bauteile mit einer Fläche von typischerweise < 1 m2 wie z. B. Git-ter und Öffnungen,

• größere Öffnungen mit einer Fläche von typischerweise 1 m2, d. h. große Lüftungsöff-nungen, offene Türen und offene Fenster.

Für die Bildung der Segmente gelten die folgenden Regeln:• die Bedingungen für die Schallausbreitung bis zu den nächsten interessierenden Immissi-

onsort (Atot) sind für alle Bauteile eines Segments gleich,• der Abstand zum nächsten interessierenden Immissionsort ist größer als das Doppelte der

größten Abmessung des betreffenden Segments,• für die Bauteile eines Segments ist derselbe Innenschalldruckpegel anzusetzen und• für die Bauteile eines Segments ist dieselbe Richtwirkung anzusetzen.

7.1 Nachweis- und Bemessungsverfahren nach DIN EN 12354-4

154 7 Anforderunegn und Nachweis Luftschallschutz - Teil C

8

Ist mindestens eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, sind andere Segmente zu wählen, z. B. durch Unterteilung in kleinere Segmente, bis alle Bedingungen erfüllt sind, Beispiel vgl. Bild 7.1.3-2.

Bild 7.1.3-1 Darstellung einer Industriehalle als Beispiel (mit 5 Oberlichtern im Flachdach, einem Industrietor an der Stirnseite, durchgehenden Lichtbändern und einer schallge-dämmten Lüftungsöffnung an den Längswänden)

Bild 7.1.3-2 Darstellung der Einteilung der Industriehalle in Segmenten

Aus dem Mindestabstand d zwischen Emissions- und Immissionsort ergeben sich folgende höchstzulässige Abmessungen der Segmente:

Wand

24⋅

=db

(7.1.3-1)

Dach

( )2 304

⋅ += =

da b

(7.1.3-2)

Darin sind:a Länge bzw. Höhe des Segments in mb Breite des Segments in md Mindestabstand zwischen Emissions- und Immissionsort in m

155

7.1.4 Schall-Leistungspegel der einzelnen SegmenteDer Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle eines einzelnen Segmentes der Gebäudehülle, das aus Bauteilen besteht, ergibt sich zu:

, ' 10 lg= + − + ⋅w p in d0

SL L D RS

(7.1.4-1)

Darin sind:Lp,in Schalldruckpegel im Abstand von 1 m bis 2 m von der Innenseite des Segments

in dB, vgl. entsprechende Ausführungen in Abschnitt 7.1.1Cd Diffusitätsterm für das Innenschallfeld am Segment in dBR' Bau-Schalldämm-Maß für das Segment in dBS Fläche des Segments in m2

S0 Bezugs äche mit S0 = 1 m2

Der Diffusitätsterm Cd wird beein usst sowohl vom Grad der Diffusität des Schallfeldes im Gebäudeinnern als auch der raumseitigen Absorptionseigenschaft des betrachteten Segments der Gebäudehülle, vgl. dazu die Zusammenstellung in Tabelle 7.1.4-1.

Tabelle 7.1.4-1 Angaben zu den anzusetzenden Werten der Diffusitätsterme Cd für verschie-dene Räume nach DIN EN 12354-4, Anhang B

1 2

1 Beschreibung der Räume und örtliche Eigenschaften der Innenober äche

Cd

2 relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor re ektierender Ober äche

-6

3 relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor absorbierender Ober äche

-3

4 große, ache oder lange Hallen, viele Schallquellen (durchschnittliches Industriegebäude) vor re ektierender Ober äche

-5

5 Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor re ektierender Ober äche

-3

6 Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor absorbierender Ober äche

0

Anmerkung: Für ein ideales diffuses Schallfeld und nichtabsorbierende Bauteile gilt im Allgemeinen Cd = 6 dB; für Räume, wie sie im industriellen Umfeld üblich sind, mit nicht absorbierenden Segmenten an der Innenseite ist ein Wert von Cd = 5 dB geeigneter.Das Bau-Schalldämm-Maß für das Segment R' ergibt sich aus den Daten der zusammenge-fassten Einzelbauteile i zu:

, , 10,10,1

1 1

' 10 lg 10 10 +

+− ⋅− ⋅

= +

⎛ ⎞= − ⋅ + ⋅⎜ ⎟

⎝ ⎠∑ ∑ n e mi

m m kDRi 0

0i m

S AR

S S (7.1.4-2)

7.1 Nachweis- und Bemessungsverfahren nach DIN EN 12354-4

156 7 Anforderunegn und Nachweis Luftschallschutz - Teil C

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Darin sind:Ri Schalldämm-Maß des Bauteils i in dBSi Fläche des Bauteils i in m2

Dn,e,m+1 Norm-Schallpegeldifferenz für das kleine Bauteil (m+1) in dBA0 Bezugsabsorptions äche mit A0 = 10 m2

m Anzahl großer Bauteile im Segmentm+k Anzahl kleiner Bauteile im Segment

Anmerkung:DIN EN 12354-4 weist in ihrem Angang C ausdrücklich auf folgenden Umstand hin: „Die Abmessungen der Bauteile und die Befestigungsverfahren weichen jedoch im Allgemeinen deutlich von den bei Prüfstandmessungen verwendeten ab. Dies kann zu großen Abwei-chungen zwischen den aus Prüfstandmessungen gewonnenen akustischen Daten der Bauteile und den Daten unter den am Bau vorliegenden Gegebenheiten führen. Darüber hinaus wird das Schalldämm-Maß von miteinander verbundenen Bauteilen gewöhnlich durch die Schallü-bertragung über die Stoßstellen zwischen den Bauteilen und die Abdichtung von Schlitzen und kleinen Öffnungen begrenzt. Diese Übertragung ist schwer vorhersagbar und wird im Allge-meinen durch Messungen im Prüfstand nicht angemessen nachgebildet. Aus diesen Gründen wird dringend empfohlen, Daten zu verwenden, die aus repräsentativen Messungen am Bau gewonnen wurden. Werden Werte aus Prüfstandmessungen verwendet, ist es empfehlenswert, das sich ergebende Schalldämm-Maß für ein Segment in jedem Frequenzband auf einen prak-tischen Höchstwert zu begrenzen, der für die Art der Konstruktionen und die betrachtete Situ-ation zutreffend ist.“Der Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle eines einzelnen Segmentes der Gebäudehülle, das aus Öffnungen besteht, ergibt sich zu

0,1,

1

10 lg 10− ⋅

=

= + + ⋅ ⋅∑ i

nDi

w p in di

SL L C

S

(7.1.4-3)

Darin sind:Lp,in Schalldruckpegel im Abstand von 1 m bis 2 m von der Innenseite des Segments in

dB, vgl. entsprechende Ausführungen in Abschnitt 7.1.1Cd Diffusitätsterm für das Innenschallfeld am Segment in dB, vgl. Tabelle 7.1.4-1Si Fläche der Öffnung i in m2

S Fläche des Segments, d. h. die Gesamt äche der Öffnungen in dem Segment in m2

Di Einfügungsdämpfungsmaß des Schalldämpfers in der Öffnung i in dBn Anzahl der Öffnungen im Segment

Die Berechnung des Schall-Leistungspegels wird in Frequenzbändern auf der Grundlage von akustischen Daten für die Bauteile in Terzbändern (Mittenfrequenzen von 100 Hz bis 3 150 Hz) oder Oktavbändern (Mittenfrequenzen von 125 Hz bis 2 000 Hz) durchgeführt.

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7.2 Gaststätten und Kegelbahnen nach VDI 3726Diese Richtlinie beschäftigt sich sowohl mit den erforderlichen Maßnahmen zur Übertragungs-minderung von Luft- und Körperschall aus Gaststätten und Kegelbahnen in fremde Wohn- und Arbeitsräume (vgl. dazu die Ausführungen in Abschnitt 6.1.4), als auch mit den Maßnahmen zur Minimierung der Luftschallübertragung über Bauteile, wie z.B. Fassaden und Dächer, aus diesen Räumlichkeiten ins Freie.Die vor diesem Hintergrund erforderlich werdenden resultieren Bau-Schalldämm-Maße erf. R'w,res derjenigen raumumschließenden Bauteile, die Gaststätten und Kegelbahnen ans Freie grenzen lassen, werden ermittelt zu:

,. ' 10 lg 20 lg 12⎛ ⎞ ⎛ ⎞

= − + ⋅ − ⋅ −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠g

w AFm r zul0 0

S serf R L LS s

(Formel 7.2-1)

Darin sind:R'w,res resultierendes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der gesamten

Außen äche (Sg) in dBLAFm Mittelungspegel im Innern der Gaststätte in dB(A); bei Kegelbahnen ist der

mittlere Maximalpegel LAF,max,m anzusetzenLr,zul zulässiger "Immissionsrichtwert (außen)" nach Richtlinie VDI 2058, Bl. 1

in dB(A)Sg Außen äche in Abstrahlrichtung in m2

S0 Bezugs äche: S0 = 1 m2

s geringster Abstand zwischen der Außen äche Sg und dem Immissionsort in ms0 Bezugslänge: s0 = 1 m

Um den Schallschutz bei Gaststätten der Geräuschstufen G-II bis G-IV und Kegelbahnen nach VDI 3726 (siehe Abschnitt 6.1.4) sicherzustellen, dürfen die Fenster nur als Fluchtweg öffen-bar sein; dies setzt eine mechanische Be- und Entlüftung voraus. Für Außentüren muss eine "Schallschleuse" vorgesehen werden, wobei nicht beide Türen gleichzeitig geöffnet werden dürfen.

7.2 Gaststätten und Kegelbahnen nach VDI 3726