Typische Fehler in Planung und Ausführung … · Eine dem Umgebungsdruck eingeprägte zeitlich...

VDI TGA: Schallschutz in der Technischen Gebäudeausrüstung 1

Schallschutz bei haustechnischen Anlagen

Typische Fehler in Planung und Ausführung

Schadensfälle aus der Praxis

Dipl.-Ing. Oliver GrunauHändelstraße 10a76185 Karlsruhe


Themenauswahl

Teil 1

• Einige akustische Grundlagen–dB / Pegelgrößen–Schalldruck–Schallleistung–Spektrum

• Anforderungen– Baurecht, BImSchG (TALärm)– Privatrecht, nutzungsbedingte

Anforderungen

Teil 2

• Kälteanlage in einem Discounter(Körperschallübertragung)

• Leichte Ständerwand (Schalllängsleitung)

• Zellenkühlturm auf dem Dach(Schallimmissionen), Schalldämpfer

• Doppelstockgarage (Körperschallübertragung)


Schalldruck 1/3

Bewegung der Luftteilchen

Longitudinalwelle


Schalldruck 1/3

Der Schalldruck ist die charakteristische Größe für die Schallwahrnehmung.Eine dem Umgebungsdruck eingeprägte zeitlich sich ändernde mechanische Störung verursacht eine Dichte bzw. Druckänderung.

Die Druckänderungen sind im Verhältnis zum Absolutdruck klein.

Formelzeichen: p (pressure)

Größenbereich typischer Schallquellen: 20 µPa ... 20 Pa

! Faktor: 5x103 ... 5x109

Luftdruck: 105 Pa = 1bar


Pegelgrößen 1/1dB

Der zwischen Hörschwelle und Schmerzgrenze liegende Hörbereich erstreckt sich über 6 Dekaden. ( 20 µPa ... 20 Pa ).Daher wird in der Akustik i.d.R. die Pegelrechnung verwendet.Man unterscheidet nach DIN 5493 zwischen Energie- und Feldgrössen ( vgl. auch Elektrotechnik ).

[ ]

10Feldgrößenfür10

ßenEnergiegröfür20dBabgekürzt,dezibel

log2

1

=====

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

bkkkk

aAAka

F

W

b


Schalldruck 2/3Schalldruckpegel

Definition Schalldruckpegel

Pa

dBinpp

50

0p

102pmit

log20L

−×=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=


Schalldruck 3/3

Einige interessante Daten:


Schalldruck 3/3

Einige interessante Daten:

gilt für ebene Wellenausbreitung in Luft bei 1 KHz

1,1 x 10-5 m0,069 m/s120 dB

1,1 x 10-11 m6,93 x 10-8

m/s0 dB

Auslenkungξmax

Schall-schnelle vmax

Schalldruck-pegel


Schallleistung 1/3

Die Schallleistung ist der eigentliche akustische Kennwert einer Schallquelle oder einer haustechnischen Anlage.Er beschreibt den Energieinhalt der Quelle.

Formelzeichen: P (Power)

Größenbereich typischer Schallquellen: 20 µW ... 10 MW

!! WichtigDie Schallleistung ist die Kenngröße, die der Planer beim Anlagenhersteller einholen muss, um seine akustische Planung durchführen zu können.

∫ ∫ ⋅==S S

dStvtpdSIP )()(


Schallleistung 2/3Schallleistungspegel

Definition Schallleistungspegel

W

dBinPP

120

0W

10Pmit

log10L

−=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=


Schalldruck und Schallleistung 1/1

Schalldruck und Schallleistung können ineinander umgerechnet werden.

Die Schallleistung kann nicht direkt gemessen werden !

Schallquelle

MeßflächeMessung des Schalldruckpegel auf einer geeigneten Hüllfläche nach ISO 3744

dBSSLL pW0

lg10+=


Spektrum 1/2

Im technischen Schallschutz bzw. und in der Technischen Gebäude-ausrüstung ist im Gegensatz zur Bauakustik immer eine frequenzabhängige Betrachtung erforderlich.D.h. die schalltechnischen Berechnungen erfolgen immer spektral !

In der technischen Akustik wird i.d.R. ein Frequenzbereich von 31,5 Hz bis 8 KHz betrachtet

Frequenz f Hz16 16.000

Hörbereich

Infraschall UltraschallSchall


Anforderungen 1/8

• Schallübertragungen innerhalb von Gebäuden

– Baurechtliche Anforderungen DIN 4109:1989-11(gilt nur für einen eingeschränktenGebäudebereich)

– Zivilrechtliche Anforderungen BGB / VOB

• Schallimmissionen in die Nachbarschaft

– Bundesimmissionsschutzgesetz TALärm

• Schallschutz in Betrieben

– EG-Richtlinie 2003/10/EG (neu) UVV Lärm, ArbeitsstättenVO


Anforderungen 2/8 DIN4109

Baurechtlich eingeführt sind:

DIN 4109:1989-11 Schallschutz im Hochbau: Anforderungen und Nachweise

in Verbindung mitBeiblatt 1 zu DIN 4109:1989-11 Ausführungsbeispiele und

Rechenverfahren

für Ingenieure TGA zusätzlich wichtig Änderung Tabelle 4:

DIN 4109/A1:2001-01 Änderung A1



Geltungsbereich:

• Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

Nur zwischen fremden Bereichen Im eigenen Bereich werden keine Anforderungen angegeben

• Doppel- und Reihenhäuser• Beherbergungsstätten• Krankenhäuser und Sanatorien• Schulen und Unterrichtsgebäude (Universitäten)



Anforderungsgrundlage:

Schutz der GesundheitZitat:

„... mit dem Ziel festgelegt, Menschen in Aufenthaltsräumen vor unzumutbaren Belästigungen durch Schallübertragungen zu schützen“„...Aufgrund der festgelegten Anforderungen kann nicht erwartet werden, dass Geräusche ... nicht mehr wahrgenommen werden“

Fazit:– beim einem Schallschutz-Standard gem. DIN 4109 können Geräusche aus

benachbarten Räumen wahrgenommen werden– besonders starke Geräusche müssen vermieden werden– gegenseitige Rücksichtnahme erforderlich


Anforderungen 7/8 DIN 4109: Mindestanforderungen, Tabelle 4

3525Betriebe nachts 22 bis 6 UhrLr [dB(A)]

3535Betriebe tags 6 bis 22 Uhr Lr [dB(A)]

3530Sonstige haustechnische Anlagen LAFmax [dB(A)]

3530 Wasserinstallationen LIN [dB(A)]

Kennzeichnender Schalldruckpegel

Unterrichts- und ArbeitsräumeWohn- und Schlafräume

Art der schutzbedürftigen Räume

Geräuschquelle

a b

c

c c

c

a


Anforderungen 7/8 DIN 4109: Mindestanforderungen, Tabelle 4, Fußnote a

Fußnote a)

Einzelne kurzzeitige Spitzen, die beim Betätitgen der Armaturen und Geräte nach Tabelle 6 ( Öffnen, umstellen, unterbrechen u.ä.) entstehen, sind z.Zt. Nicht zu berücksichtigen

zurück



Fußnote b)

Werkvertragliche Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Installations-Schallpegels:

• Die Ausführungsunterlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d.h. u.a. zu den Bauteilen müssen die erforderlichen Schallschutznachweise vorliegen

• Außerdem muss verantwortliche Bauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Verkleiden der Installation hinzugezogen werden. Weitergehende Details regelt das ZVSHK-Merkblatt

zurück

bb


Anforderungen 7/8 DIN 4109: Mindestanforderungen, Tabelle 4, Fußnote b, Anmerkungen 1/4

Fußnote b)Anmerkungen gem. ZVSHK-MerblattWelche Bedeutung hat die Fußnote b ?

Zur Erfüllung der in Tabelle 4, Zeile 1, Spalte 2 genannten Anforderung durch den Installateur müssen die in dieser Fußnote genannten Voraussetzungen durch den Bauherren, Architekten, Fachplaner, und Bauleiter sichergestellt, dokumentiert und detailliert nach VOB Teil C ausgeschrieben werden.Aus den Ausführungsunterlagen muss der Installateur erkennen können, welche Schallschutzmaßnahmen insgesamt vorgesehen sind, welche von den anderen Gewerken zu erfüllen sind und welche er selbst in seinem Umfang hat.

zurück



Fußnote b)Anmerkungen gem. ZVSHK-Merblatt

Ausführungsunterlagen

• Anordnung der Nassräume gegenüber schutzbedürftigen Räumen• Aufbau, Konstruktion und Materialeigenschaften der Installationswände ( mind. 220 kg/m²oder

Eignungsnachweis ) und deren flankierenden Wände• Art, Führung (z.B. keine starken Richtungsänderungen von Abwasserleitungen) und Befestigung

( z.B. körperschallgedämmte Rohrschellen aller Rohrleitungen• Art der Sanitärausstattungsgegenstände und deren Körperschalldämmung• vorgesehene Vorwandinstallation • vorgesehene Armaturen ( Gruppe I oder II ) und deren Durchflussklasse




Schallschutznachweise

• Eignungsprüfung• Prüfzeugnis• Hersteller müssen

– Einbau- und Montageanweisung zur Verfügung stellen– diese müssen detailliert beschriebene Massnahmen zur

Körperschalltrennung zwischen Installation und Baukörper zur Verfügung stellen




Bauleitung• Der Installateur kann nicht immer erkennen, ob andere beeinflussende Gewerke korrekt geplant und ausgeführt sind.

• Hier muss der Bauleiter in die Pflicht genommen werden

Teilabnahme• Eine Teilabnahme ist vor Verschießen oder Verkleidung der Installationen erforderlich, da eine nachträgliche Überprüfung zerstörungsfrei zumeist nicht möglich ist.

• Teilabnahme sollte werkvertraglich vereinbart werden• Empfehlung Fotodokumentation des Gewerkes

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Fußnote c)

Bei lüftungstechnischen Anlagen sind um 5 dB höhere Werte zulässig, sofern es sich um ein Dauergeräusch ohne auffällige Einzeltöne handelt.

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Anforderungen 5/8 Zivilrecht

neben den baurechtlichen Anforderungen gelten jedoch immer

zivilrechtliche Ansprüche

§ 633 BGB:„Der Unternehmer hat dem Besteller das Werk frei von Sachmängeln ... zu verschaffen“Sachmängelfreiheit vereinbarte Beschaffenheit

ist diese nicht vereinbart nach dem Vertrag vorausgesetzt, sonstfür die gewöhnliche Verwendung geeignet eine Beschaffenheit, die der Besteller nach der Art des Werkes erwarten kann



Welche Anforderungen an den Schallschutz sind zivilrechtlich zu erbringen ?

Hilfestellung z.B. durch VDI 4100 oder E DIN 4109-10:2000-06durch Einführung von Schallschutzstufen:

nicht oder nur selten störend

gelegentlich störend

unzumutbare Belästigungen werden

i.a. vermieden

Geräusche aus haustechnischen Anlagen

nicht verstehbarnicht verstehbarim allgemeinennicht verstehbar

Sprache mit normaler Sprechweise

im allgemeinennicht verstehbar

im allgemeinenVerstehbarverstehbarLaute Sprache

SSt IIISSt IISSt I

Wahrnehmung der Immission aus dem NachbarraumGrundgeräuschpegel 20 dB(A)Art der Geräusch-

emission



VDI 4100: Bild 5

Gemessene Schallpegel von haustechnischen Anlagen

0

10

20

30

40

50

60

< 25 25 bis 30 31 bis 35 > 36

LAFmax [dB(A)]

rela

tive

Häu

figke

it in

%HeizungsanlagenAufzügeWasserinstallationen


Anforderungen 7/8 Baurecht / Zivilrecht

Vergleich der Anforderungen nach DIN 4109 und E DIN 4109-10:2000-06

i.d.R. nicht möglich

35i.d.R. nicht möglich

35 / 3525 / 35

Betriebe tags / nachtsLr [dB(A)]

242730 / 35Sonstige haustechnische AnlagenLAFmax [dB(A)]

242730 / 35WasserinstallationenLIn [dB(A)]

SSt IIIWohnungen

SSt IIWohnungen

DIN und SSt IWohnungen / Arbeitsräume

Wahrnehmung der Immission aus dem NachbarraumGrundgeräuschpegel 20 dB(A)Art der Geräusch-

emission


Anforderungen 5/8 Schallimmissionsschutz, TALärm, Immissionsrichtwerte 1/5

TALärm

Schallimmissionen für Immissionsorteaußerhalb von Gebäuden

Gebietsart Beurteilungspegel

Industriegebiete 70

Gewerbegebiete 65 / 50

Mischgebiete 60 / 45

Allgemeine Wohngebiete 55 / 40

Reine Wohngebiete 50 / 35

Kurgebiete, Krankenhäuser45 / 35

Schallimmissionen innerhalb von Gebäuden


Alle 35 / 25


Anforderungen 5/8 Schallimmissionsschutz, TALärm, Immissionsrichtwerte 2/5

Spitzenpegelkriterium:

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichtwerte am Tage um nicht mehr als

30 dB(A)und in der Nacht um nicht mehr als

20 dB(A)überschreiten.


Beispiele

Kälteanlage Discounter

Leichte Trennwand Vetrotex Doppelstock-

garage


Beispiele Kleinkältemaschinen eines Einkaufsmarktes (CityCenter Fürth) 1/18

Ort:City Center mit Einkaufsmärkten und Wohnungen

Beschwerde:Unzumutbare Schallimmissionen im 2.OG

Grund:Kälteanlage im 3.UG eines Einkaufscenters


Beispiele Kleinkältemaschinen eines Einkaufsmarktes (City Center Fürth) 2/18

Anforderung: Immissionsrichtwerte nach TALärmtags: LIRW,T = 35 dB(A) nachts: LIRW,N = 25 dB(A)

Messung:Schallimmissionen Aggregat in Betrieb LAeq = 31,7 dB(A)

Aggregat ausgeschaltet LAeq = 22,8 dB(A)

Aggregat (ohne Grundgeräusch) LAeq = 31,1 dB(A)

tonhaltig !

Beurteilungspegel:

TALärm

Lr

Rechner

Übersicht



Berechnung des Beurteilungspegels:

tags: Tr = 16 StundenTj = 6 bis 7 Uhr; 7 bis 20 Uhr, 20 bis 22 UhrLaeq,j = 31,1 dB(A)Cmet = 0KT,j = 3 dBKI,j = 0KR,j = 6 dB für die Teilzeiten 6 bis 7 Uhr und 20 bis 22 Uhr

Lr,T = 36,0 dB(A) Überschreitung um 1 dB

nachts: Lr,T = 34,1 dB(A) Überschreitung um 9 dB



Ursachenanalyse:

VerdichterHersteller: Fa. DWM CopelanTyp / Bauart: 3 Stück Typ D 3 DS 3 - 1500 - EWM - 000

halbhermetischer einstufiger Hubkolbenverdichter mit 3 Zylindern3 Stück Typ D 4 DA 7 - 1000 - EWMhalbhermetischer einstufiger Hubkolbenverdichter mit 4 Zylindern

Drehzahlen: Verdichter und Ventilator n = 1.450 min-1

Gesamtgewicht: mges. = 1.450 kg (einschl. Rahmen und Zusatzgeräte)

Die 6 Verdichter waren in einem Stahlprofilrahmengerüst ( 80x80 ) eingebaut.Dieser war an den 4 Ecken auf Sylomerstreifen (körperschallgedämmt) aufgestellt.

Sylomer



Ursachenanalyse:

Luftschallübertragung oder Körperschall-übertragung ?

Schallmessungen

Messung 1: nur AggregatL11 = 85,2 Schallpegel im TechnikraumL21 = 31,7 Schallpegel am Immissionsort

Messung 2: Aggregat + LautsprecherL12 = 100,5 Schallpegel im TechnikraumL22 = 31,7 Schallpegel am Immissionsort

Körperschallübertragung

L11 = 85,2L12 = 100,5

L22 = 31,7L21 = 31,7



Ausgeführte Körperschalldämmung

an den 4 Ecken des Rahmens 80 x 80 1 x Sylomer Typ O12

bei einem Gesamtgewicht der Kälteanlagevon mges = 1.400 kg

Pressung

80 mm

80 mm

2 x 12 mm

22 56,08080

81,94

450.1

mmN

mmkgNkg

F =⋅

⋅= Sylomer

O12



Technische Daten Sylomer Typ O12:

Sylomer O12

max. statische Dauerlast0,016 N/mm²

0,56



Ursachen für die mangelnde Körperschallentkopplung:

• falsch ausgelegte Körperschalldämmplatten !

• zusätzlich nicht körperschallentkoppelte Rohrhalterungen und Rohrabhänger

optimale Schwingungsisolierung und Körperschalldämmung


-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12f/fres

Einf

ügun

gsdä

mm

-Maß

[dB]


Bemessung der Schwingungsisolierung

Übertragungsfunktion

Verhältnis der auf das FundamentEinwirkenden Kraft zurErregerkraft

Achtung !Lieferanten geben zumeist dievereinfachte Übertragungsfunktionohne Berücksichtigung derFundamentnachgiebigkeit an

fE = 24 Hz

Zielwert:f0 < 8 Hz



Bemessung der Schwingungsisolierung

In der Realität ist auch das Fundament oderdie Geschossdecke, auf der das Aggregat aufgestelltwird, nicht starr. Beispiel Geschossdecke als Feder gerechnet.

ZielKolbenverdichter, d.h. hohe freie Massenkräfte

tiefe Abstimmungf0 < (3 ..4) x ferr



Einige Beispiele:

Körperschalldämmplatten Sylomer, Mafund o.ä.10 Hz ≤ f0 ≤ 25 Hz

Stahlfederisolatorenf0 ≥ 2 Hz

Gummi-Metall-Elememtef0 ≥ 6 Hz



Einige Beispiele:

KSD-Elementef0 ≥ 8 HzWirkung wie eine doppelt-elatische Lagerung

Gewählt:

Gummi-Luftfeder z.B. Fa. Bilz, Contif0 ≤ 3 Hz



Gewählt:

4 x Gummi-Luftfeder

f0 = 5,5 Hz

350 kg



zusätzliche Maßnahmen

alle Leitung wurden körperschallentkoppelt am Baukörper befestigt



NachmessungSchallimmissionen LAeq = 18,7 dB(A)

tonhaltig bei 80, 200 und 630 HzZuschlag 3 dB

Beurteilungspegel:nachts: LIRW,N = 22 dB(A)

Anforderung: Immissionsrichtwerte nach TALärmtags: LIRW,T = 35 dB(A) nachts: LIRW,N = 25 dB(A)

Beurteilung: o.k. zurück HP



Berechnung des Beurteilungspegels:

mitTr BeurteilungszeitraumTj TeilzeitLAeq,j Mittelungspegel während der Teilzeit jCmet meteorologische KorrekturKT,j Zuschläge für Ton- und InformationshaltigkeitKI,j Zuschläge für ImpulshaltigkeitKR,j Ruhezeitzuschläge

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅= +++−

=∑ jRjIjTmetjAeq KKKCLN

j jr

r TT

L ,,,,(1,01

101lg10

zurück



TALärm

Schallimmissionen für Immissionsorteaußerhalb von Gebäuden


Industriegebiete 70

Gewerbegebiete 65 / 50

Mischgebiete 60 / 45

Allgemeine Wohngebiete 55 / 40

Reine Wohngebiete 50 / 35

Kurgebiete, Krankenhäuser45 / 35

Schallimmissionen innerhalb von Gebäuden


Alle 35 / 25



TALärm

Spitzenpegelkriterium:

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichtwerte am Tage um nicht mehr als

30 dB(A)und in der Nacht um nicht mehr als

20 dB(A)überschreiten.

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Beispiele Mangelhafte Schalldämmung von leichten Trennwänden 1/18

Planungsbeispiel:

Bauvorhaben: Krankenhaus, Schule oder BüroBauteil: Trennwand zwischen Kranken- oder Unterrichtsräumen,

Direktionszimmer und Vorzimmer

Anforderung nach DIN 4109:erf. bew. Schalldämm-Maß erf. R‘w = 47 dB

bzw.Empfehlung für normalen Schallschutz Beiblatt 2 zu DIN 4109:

erf. bew. Schalldämm-Maß erf. R‘w = 45 dB

Architekt und Statiker legen folgende Konstruktion fest:



Planungsbeispiel:

Gipskarton-Ständerwand nach DIN 18183 mit nachstehendem Aufbau:

2 x 12,5 mm Gipskartonplatten nach DIN 18180flächenbezogene Masse der Platten ≥ 8,5 mm

75 mm CW-Profil-Ständerwerk nach DIN 18182-1darin eingestellt:60 mm Mineralfaserdämmplatten nach DIN EN 13162 mit einemlängenspezifischen Strömungswiderstand von r ≥ 5 KNs/m4

2 x 12,5 mm Gipskartonplatten nach DIN 18180flächenbezogene Masse der Platten ≥ 8,5 mm



Planungsbeispiel:

Nach DIN 4109 Bbl 1/A1:2003-09 ist für diese Konstruktion ein

bew. Schalldämm-Maß von R‘w = 49 dBanzusetzen.

Nach DIN 4109:1989-11 wäre ein Wert von 52 dB anzusetzen

gewesen !



Messung:

Nach Ausführung und Bezug der Räume beanstandeten die Nutzer einen mangelhaften Schallschutzes zwischen den Räumen.

Ein akustisches Beratungsbüro wurde mit Schallmessungen beauftragt.

Ergebnis:bew. Bau-Schalldämm-Maß R‘w = 36 dB

Wir erinnern uns:erf. bew. Schalldämm-Maß erf. R‘w = 47 / 45 dB



Was war passiert ?

Nachfolgend werden wir den Planungsfortschritt während der Ausführungsplanung sowie den Baufortschritt unter die Lupe nehmen.

Vorgehensweise:Wir werden nachfolgend alle an der Schallübertragung mitwirkenden Bauteile sukzessive untersuchen und deren Einfluss einzeln berechnen.

Zuvor werden wir uns die Grundlagen zur Berechnung der Schalldämmung von trennenden Bauteilen unter Berücksichtigung der FlankenAnschauen.

RL


Beispiele Mangelhafte Schalldämmung von leichten Trennwänden infolge Schall-Längsleitung 1/18

FußbodenWie in der Planungsphase festgelegt, wurde ein schwimmender Estrich ausgeführt.Die Estriche wurden bauakustisch korrekt raumweise verlegt, d.h. die Ständerwände auf die Betondecke aufgestellt.

Fußboden

Flankierendes BauteilEmpfangsraumSenderaum



Fußboden

391

814

428813

649814

314813

RL,w,FB = 70 dB

∆ RL,w,FB = 2 dB

R‘w = 49 dB

Zur Informationdurchlaufender Estrich

391

814

428

314

813

896

RL,w,FB = 38 dB

R‘w = 39,5 dB



FlurtrennwandAuch hier wurde eine aus bauakustischer Sicht richtige Ausführung gewählt und die Flurtrennwand im Bereich der Trennwand unterbrochen


Flurwand



Flurtrennwand

RL,w,FB = 75 dB

∆ RL,w,FB = 2,3 dB

R‘w = 49 dB

Zur Informationdurchlaufende doppelte Beplankung

Flurtrennwand

RL,w,FB = 57 dB

R‘w = 48,6 dB

391

814

391

428 814

391



Fassade


Fassade



Fassade

Art: Pfosten- Riegel-Fassade, prinzipieller Aufbau

Gk-Ständerwand

Schwert

Verglasung

Statikpfosten

Pfosten

400 mm



Fassade 6-16-4

RL,w,Pf1 = 59 dB

RL,w,Pf2 = 55 dB

Schwert: 9,5 mm GK20 mm MF9,5 mm GK

Rw = 34 dB

Rw = 44 dB

GK-Wand + Schwert



Fassade

Rw = 44 dB

GK-Wand + Schwert

Gk-Ständerwand

Schwert

Verglasung

Statikpfosten

Pfosten

∆ RL,w,FB = 2,3 dB

R‘w = 43,8 dBRL,w,Pf2 = 55 dB



FassadeVerbesserte Schwertkonstruktion

2 mm Stahlblech, schubweich verklebt mit3 mm Alu-Blech30 mm Mineralfaser3 mm Alu-Blech, schubweich verklebt mit2 mm Stahlblech

bew. Schalldämm-Maß Rw = 46 dB

res. bew. Schalldämm-Maß R‘w = 48 dB



Decke

• abgehängte Gipskartondecke (einfache Beplankung)• Lüftungskanäle im Unterdeckenhohlraum• kein Absorberschott


Decke



Decke

∆ RL,w,FB = 2 dB

R‘w = 47,5 dBRL,w,Pf2 = 51 dB

Mineralfaserauflage 50 mm

∆ RL,w,FB = 2 dB

R‘w = 49 dBRL,w,Pf2 = 58 dB

Mineralfaserauflage 50 mm



Leichte Trennwand und deren flankierende Bauteile

Außenwand

Decke

Fußboden

Flurwand

Flankierende Bauteile

! Zusätzliche Schallübertragungen durch haustechnische Einbauten

TrennwandEmpfangsraumSenderaum






Lüftung

Beidseitig waren an den Auslässen Rohrschalldämpfer mit einer Länge von 250 mm eingebaut. Messungen ergaben ein bew. Schalllängsdämmaß bezogen auf die Trennwandfläche von ca. 34 dB !


Beispiele Berechnung der Schalldämmung unter Berücksichtigung der Schall-Längsleitung 1/18

Lüftungskanal

Schalltechnische Kanalnetzberechnung können z.B. nach VDI 2081 durchgeführt werden.

• ausführliche akustische Grundlagen • bietet umfangreiches Datenmaterial



Lüftungskanal

Für die Schallübertragung durch einen beidseitig offenen Kanal wird dort folgende Berechnung vorgeschlagen

WLASSSS

SSSLL ∆−+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++⋅⋅

+= 6))((

lg1034320

32113



Lüftungskanal

Lösung: Einbau von Schalldämpfern

z.B. Rohrschalldämpfer (Telefonieschalldämpfer)



Lüftungskanal

RohrschalldämpferVorteile: geringe Druckverluste, ähnlich einer Rohrleitung

einfache Bauweise, preiswert

Nachteil: geringe Einfügungsdämpfung bei hohen Frequenzen (sogenannte Durchstrahlung)

alternativ Rohrschalldämpfer mit InnenkernNachteile: größeres Bauvolumen

Druckverlust

2h ≥ λ/2



Lüftungskanal

Ausführungsbeispiel

RohrschalldämpferTyp: CF050, Fa. TroxLänge: 500 mm



Lüftungskanal

PegelbilanzFrequenz [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Eintrittsreflektion Di [dB] 0 0 0 0 0 0 0 0

Einfügungsdämpfung Schalldämpfer Di [dB] 4 5 11 20 30 27 16 12

Querschnittssprung und Umlenkung Di [dB]

5 5 5 5 5 5 5 5

Querschnittssprung und Umlenkung Di [dB]

5 5 5 5 5 5 5 5

Einfügungsdämpfung Schalldämpfer Di [dB] 4 5 11 20 30 27 16 12

Mündungsreflektion Di [dB] 24 18 12 7 3 1 0 0

Summe Einfügungsdämpfungen Di [dB]

42 38 44 57 73 65 42 34



Lüftungskanal

Die frequenzabhängigen Pegelminderungen können gem. ISO 717 in einen Einzahlwert, d.h. ein bew. Schalldämm-Maß bzw. umgerechnet werden.

Führen wir diese Berechnung durch, ergibt sich ein

bew. Schalllängsdämm-Maß von RL,w,i = 54 dB

R‘w = 47,5 dB





Lüftung


Kabelkanal



Kabelkanal

Der Kabelkanal kann rechnerisch wie ein Lüftungskanal nach VDI 2081 gerechnet werden.

6lg10 032

3113 −+⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+−= K

ASSSRLL kk

w



Kabelkanal

keine Nachrechnung

Prinzipielle Maßnahmen:

•Trennung des Kanals im Bereich der Trennwand (Längsleitung)•Schottung durch Ausstopfen mit Mineralfaser oder Melaminharzschaumstoff im Bereich der Trennwand



Elektroleitungen in Leerrohren innerhalb von Ständerwänden

•keine Bündelung der Rohre sondern einzeln verlegen

•Mindestdicke der MF-Dämmplatte 40 mm (hängt im Einzelfall von der Anforderung ab)



Steckdosen

•Wenn möglich keine gegenüberliegende Steckdosen

•Sofern diese trotzdem gegenüber verlegt werden, müssen in diesem Bereich zusätzlich Gk-Platten eingestellt werden



Abhängen von Lasten

Z.B. in Bettenzimmern von Krankenhäusern werden Fernseher an der Trennwand angebracht. Die Forderung, dass aus statischen Gründen die CW-Profile durch U-Profile mit höheren Profildicken verlegt werden, darf nicht entsprochen werden !(vergleiche z.B. die Schalldämmung von Trennwänden in Holzbauart)

Schallübertragung überProfil



Medienpaneele

Werden z.B. in Krankenhäuser beidseitig Medienpaneele direkt gegenüber angeordnet, sollte zwischen den Paneelen ein freier Abstand von mind. 60 mm vorgesehen werden, in der eine separate Ständerwand eingebaut werden kann.



Zusammenfassung:Trennendes Bauteil (einschl. Schwertanschluss) Rw = 44 dB

Flankierende Bauteile:Fußboden R‘L,w = 72 dBFlurtrennwand R‘L,w = 77 dB Fassade R‘L,w = 55 dB Decke R‘L,w = 60 dB

Lüftungskanal R‘L,w = 34 dB Kabelkanal R‘L,w > 80 dB

Gesamt R‘w = 36 dB



Vereinfachende Berechnung mit Einzahlangabenes gilt:

mitR‘w resultierendes bew. Schalldämm-Maß RT,w bew. Schalldämm-Maß im Prüfstand ohne Nebenwege gemessenRL,w,i bew. Schalllängsdämm-Maße der flankierenden Bauteile im Prüfstand

ohne Nebenwege gemessen, normiert auf trennende Bauteilfläche und gemeinsame Kantenlänge zwischen trennendem und flankierenden Bauteil

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−= ∑

=

⋅−⋅−n

i

RRw

iwLwTR1

1,01,0' ,,, 1010lg10



Korrektur für RL,w,i

mit∆RL,w,i Korrektur für das bew. Schalllängsdämm-Maß

, ST Fläche des trennenden Bauteils S0 Bezugsfläche (für Wände 10 m²)li gemeinsame Kantenlänge zwischen trennendem und flankierenden

Bauteill0 Bezugslänge

für Decken, Fußböden 4,5 mfür Wände 2,8 m

00,, lg10lg10

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Beispiele Zellenkühltürme auf dem Dach (Fa. Vetrotex) 1/23

Ort:Fa. Saint Gobain Vetrotex

Beschwerde:Schallimmissionen durch Zellenkühltürme auf dem Dach

Grund:Luftschallemissionen



Einige Fotos:



Einige Fotos:

angrenzendeWohnbebauung



Aufgabenstellung:

Ausarbeitung von Lärmminderungspotenzialen

Vorgehensweise:

• Bestimmung der Schallleistung verschiedener Anlagenkomponenten– Schallmessung

• Festlegung der Hauptlärmquellen• Ausarbeitung verschiedener Lärmminderungsmaßnahmen



Daten Zellenkühlturm:

Hersteller: Fa. TraneTyp: RTAC 275 HEArt: Luftkühlung mit

AxialventilatorenVerdichter: Schraubenverdichter



Prinzipieller Aufbau:



Schall- und Schwingungsmessungen:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Frequenz f [Hz]

Schnelle-pegel

re 5.10-8 m/sin [dB]

MP4

MP3



Schall- und Schwingungsmessungen:

typisches Spektrum füreinen Kolbenverdichter

die tonalen Komponentendurch periodische Druckschwankungen



Schallleistungspegel

102

101

96

Rahmenkonstruktion vernachlässigbar



Schallimmissionsberechnung bezogen auf einen Aufpunkt in 300 m Entfernung ergibt einen

Schallimmissionspegel von LAFm = 46 dB(A)

Rechner



Lärmminderungsmaßnahmen

• Schließen des unteren Bereichs (dreiseitig)• Schallschutzwand (vom Kunden bevorzugt)• Schalldämpfer für Zu- und Abluft und zusätzlich erste Maßnahme



Schließen des unteren Bereichs (dreiseitig)

z.B. durch einseitig gelochte Paneele

0,6 mm Stahl-Lochblech50 mm Mineralfaser0,7 mm Stahlblech



Schließen des unteren Bereichs (dreiseitig)Erreichbare Pegelminderung:

vorherOPWLA

unterer Bereich 102 dB(A)Zuluft 96 dB(A)Abluft 101 dB(A)

Summe 105,1 dB(A)

nachherOPWLA


Summe 102,3 dB(A)

Pegelminderung 2,8 dB



Schallschutzwand

Berechnung von zwei Varianten V1: Höhe identisch OK AxialventilatorV2: Höhe 1 m über OK Axialventialtor



Schallschutzwand Pegelminderungen bezogen auf einen Aufpunkt im Wohngebiet in 300 m Entfernung:

Berechnung mit einem Schallimmissionsprognoseprogramm

• V1: Höhe identisch OK Axialventilator

• V2: Höhe 1 m über OK Axialventialtor Pegelminderung 10,2 dB




Schalldämpfer für Zu- und Abluft

exemplarisch dargestellt für die Zuluft




Daten:

• Abmessungen Zuluft b x h = 9.100 mm x 2.200 mmAbluft b x h = 9.100 mm x 2.250 mm

• Luftmengen Gesamt-VolumenstromV = 69,2 m³/s

• Druckverluste so gering als möglich ! ∆pGes ≤ 40 Pa

• Ausgangsdaten Akustik liegen vor (Messung) Wichtig ! Spektren

Datenblatt



Schalldämpfer für Zuluft

Vorgehensweiseentweder mit einem Softwareprogramm oder

Annahme: Kulissendicke 200 mmAnzahl 30 Kulissen

Spalt- + Kulisse 9.200 mm : 30 = 306,67 mmSpalt 106,67 mm Freie Fläche 30 x 0,107 m x 2,2 m = 7,04 m²Strömungsgeschwindigkeit 35 m³/s : 7,04 m² = 5 m/s




z.B. Relax-Kulissen Fa. G+H

• Einfügungsdämpfung gem. Prospekt

• Strömungsrauschen ?




Akustik

1 Frequenz [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Summe

2 PWLA [dB(A)] 62 79 89 96 98 92 83 71 101,2

3 Einfügungsdämpfung Schalldämpfer Di [dB] 3 8 17 35 50 40 25 16

4 PWLA [dB(A)] 59 71 72 61 48 52 58 55 74,8

5 Strömungsrauschen PWLA [dB(A)] 25 31 34 34 33 30 25 18 40,0

6 PWLA [dB(A)] 59 71 72 61 48 52 58 56 74,8



Schalldämpfer für ZuluftWiderstandsbeiwerte für Kulissenschalldämpfer 2d / 2h = 200 / 106,7

Widerstandsbeiwert ζ = 0,84∆pGes = 0,5 x 1,25 x 0,84 x 5² = 13 Pa

Widerstandsbeiwert ζ = 0,63∆pGes = 10 Pa

Widerstandsbeiwert ζ = 0,46∆pGes = 7 Pa

kantig kantig

Halbrund kantig

Halbrund Langdiffusor

Achtung !Die eingesetzte Geschwindigkeit

stimmt nicht !



Schalldämpfer für ZuluftAchtung !

Die eingesetzte Geschwindigkeit stimmt nicht !

VorgehensweiseNäherung:

z.B.Anströmung 5 m/s Reibungsverluste 7,5 m/sAbströmung 10 m/s



Schalldämpfer und Schließen des unteren Bereichs (dreiseitig)Erreichbare Pegelminderung:

vorherOPWLA


Summe 105,1 dB(A)

nachherOPWLA


Summe 89,3 dB(A)




Vergleich der Schallschutzmaßnahmen

Maßnahme Pegelminderung Schallimmissionspegel

Ist (Berechnung) 46 dB(A)

Schließen des unteren 43 dB(A)Bereichs (dreiseitig)

Lärmschutzwand 39 / 36 dB(A)

Schalldämpfer 30 dB(A)


Pegelminderung 6,7 / 10,2 dB



Beispiele Hydraulik Doppelstockgarage 1/7

Bauvorhaben:Mehrfamilienwohnhaus

Bauteil:Doppelparkeranlage

Beschwerde:Unzumutbare Schallübertragung indarübergelegenen Wohnraum



Schnittzeichnung:



Anforderung: Maximaler Schalldruckpegel nach DIN 4109LAFmax = 30 dB(A)

Messung:Schallimmissionen Kinderzimmer LAFmax = 42,9 dB(A)

Ursache: Luftschallübertragung oder Körperschallübertragung ?

Messung:Schallemissionen Garage LAFmax = 58 dB(A)

Ergebnis: Körperschallübertragung

DIN 4109



Betriebszustände: Während der Abwärtsfahrt wurden lediglich Pegel vonLAFmax < 30 dB(A)

gemessen.Die vorbeschriebenen hohen Pegel traten nur während der Aufwärtsfahrt auf

Grund: Ölhydraulikaggregat infolge Körperschallübertragung von

Rahmenkonstruktion

Fußboden



Maßnahme 1: Schwingungsisolierte und körperschallgedämmte Lagerung des Aggregats (Pumpe) durch Gummi-Metall-Elemente

Grund: Ölhydraulikaggregat infolge Körperschallübertragung von


Beurteilung: Anforderung noch nicht erreicht !



Maßnahme 2: Schwingungsisolierte und körperschallgedämmte Lagerung der Fußpunkte Hebezylinder


Beurteilung: Anforderung erfüllt !



Spektren


Anforderungen 7/8 DIN 4109: Mindestanforderungen, Tabelle 4

3525Betriebe nachts 22 bis 6 UhrLr [dB(A)]

3535Betriebe tags 6 bis 22 Uhr Lr [dB(A)]

3530Sonstige haustechnische Anlagen LAFmax [dB(A)]

3530 Wasserinstallationen LIN [dB(A)]

Kennzeichnender Schalldruckpegel

Unterrichts- und ArbeitsräumeWohn- und Schlafräume

Art der schutzbedürftigen Räume

Geräuschquelle

a b

c

c c

c

a

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Vielen Dank !

Dipl.-Ing. Oliver Grunau, Karlsruhe

Typische Fehler in Planung und Ausführung … · Eine dem Umgebungsdruck eingeprägte zeitlich...

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