Hören Sie was?

Ein Forscherteam um Johannes Weinhold untersuchte an der Hochschule für Technik (HfT) in Stuttgart erstmals die Schalllängsleitung von Holz-Beton-Hybridkonstruktionen. Die Ergebnisse sollen künftig die akustische Auslegung für die Bauplanung erleichtern.

Die Ausgangslage

In dem Forschungsvorhaben wurde ein Bauteilkatalog mit Konstruktionsdetails und schalltechnischen Kennwerten erarbeitet. Unter der Leitung des Bauphysikers Johannes Weinhold von der Fassadentechnik der Zentralen Technik in Stuttgart, in Kooperation mit ZÜBLIN Timber, Elbe Decken und der HFT Stuttgart wurden dazu Massivholzkonstruktionen wie LENO-Brettsperrholzelemente in Kombination mit Stahlbetonfertigteilen untersucht. Diese besitzen großes Potenzial für eine schnelle und kosteneffiziente Bauwerkserstellung – die akustische Auslegung solcher Hybridkonstruktionen und deren Schalllängsleitung scheitert momentan jedoch an fehlenden normativen sowie messtechnischen Werten.

Der Versuch

Bei der Schalllängsleitung wird zwischen horizontaler und vertikaler Übertragung unterschieden. Um eine realitätsnahe Abbildung zu schaffen, brachte die Forschergruppe sowohl bei den vertikalen als auch bei den horizontalen Messungen verschiedene Auflasten durch hydraulische Druckkolben auf verschiedene Versuchsaufbauten aus LENO-Brettsperrholz, einer Elbe-Decke-Konstruktion sowie einer LENO-Wand. Die Stöße wurden mit bis zu vier Tonnen belastet. Als maßgebliche Größe für die Beurteilung wird das Flankenschalldämm-Maß Rij,w [dB] gewählt.

Das Ergebnis

Die vertikale Messung der Flankenübertragung zeigt, dass das Stoßstellendämm-Maß der Holzwand zur Stahlbetondecke nur unwesentlich durch verschiedene akustische Entkopplungsmaßnahmen wie Elastomere oder Bautenschutzmatten verändert wird. Die Schwankungen der Längsschalldämmung in vertikaler Richtung liegen bei circa vier Dezibel und hängen maßgeblich von der Auflast ab. Die Konstruktion von Holzwänden und Hohlkörperdielendecken bietet in vertikaler Richtung ein sehr gutes Flankenschalldämm-Maß (in der Größenordnung Rij,w = 60 dB). Diese hohen Werte konnten durch die Bauakustikmessungen im Bestand sowohl für den Trittschall als auch für den Luftschall bestätigt werden.

Die horizontale Messung wies deutlich größere Abhängigkeiten des Flankendämm-Maßes von den Konstruktionsvarianten auf. Für die Stoßstelle zwischen zwei Wänden wurden verschiedene Verbindungen wie Schrauben, Stoßbrett, durchlaufende und aufgeschraubte Balken oder Stumpfstöße untersucht. Jede Verbindung bewirkt deutliche Einbrüche im Flankenschalldämm-Maß. Damit bleibt die horizontale Flankenübertragung weiterhin eine große Herausforderung im Holzmassivbau.

Vertikale Stoßstelle Innenansicht
Stoßstelle – Frontalansicht
Hydraulik der Stoßpressung
Nahaufnahme vertikale Stoßstelle

Der Schall

Zur Ausbreitung brauchen Schallwellen immer ein Medium. Sie können durch Luft, Mauern, Eisen oder Holz übertragen werden – deshalb hört man auch durch Wände. Fehlt ein Übertragungsmedium, ist es absolut still – wie im beinahe teilchenleeren Weltall. Wäre dies nicht der Fall, könnten wir wir das Strömen des Heliums und Wasserstoffs auf der Sonne hören.

Die Norm

Die DIN 4109 regelt den Schallschutz zwischen fremden Wohn- und Arbeitsräumen, gegen Außenlärm und Geräusche von haustechnischen Anlagen sowie aus baulich verbundenen Betrieben. Außerdem regelt sie die verschiedenen Nachweisverfahren für den Schallschutz.