Luftschalldämmung
Luftschall ist Schall, der sich über die Luft ausbreitet. Luftschall wird übertragen sowohl von ausserhalb des Gebäudes nach innen, als auch z. B. von Geschoss zu Geschoss oder von Raum zu Raum, also innerhalb des Gebäudes bzw. einer Nutzungseinheit.
Unter Luftschalldämmung versteht man die Herabsetzung des Luftschalldurchgangs durch ein Trennelement. Die Rechnung ist im Grunde genommen einfach. Wie in Abbildung 1 dargestellt, wird ein Teil der einfallenden Schallenergie (Ee) an der Trennelementoberfläche (B) reflektiert (Er) und ein Teil vom Trennelement selber absorbiert (Ea). Ein weiterer Teil (Ed) tritt in den Nachbarraum aus.
B Trennelement (Decke, Wand)
Ee einfallende Energie
Er reflektierte Energie
Ea absorbierte Energie
Ed austretende Energie
Die akustische Dämmfähigkeit eines Bauteils wird mit dem Schalldämmmass R bezeichnet. R ist ein Differenzwert, d. h. dass die Schalldämmung umso besser ist je grösser der Wert R. Dieser Wert stimmt für das Bauteil, nicht aber für dessen Wirkung in einem Raum. Luftschall wird nicht einfach nur direkt durch ein Trennelement hindurch übertragen, sondern auch über die sogenannten Nebenwege (siehe Abb. 2), man spricht hierbei von der Flankenübertragung. Die effektive Dämmwirkung eines Bauteils erkennt man an der Schallpegeldifferenz von Senderaum (Schallpegel 1) und Empfangsraum (Schallpegel 2) , wie in Abbildung 2 dargestellt.
Diese Schallpegeldifferenz ist abhängig von:
- Bauteileigenschaften
- Transmission, Reflexion und Absorption
- Transmission, Reflexion und Absorption
- Bauteilunabhängigen Eigenschaften
- Flankenübertragung
- Grösse und Beschaffenheit des Empfangsraumes
Schalldämm-Mass R
Kennzeichnet die Luftschalldämmung von Bauteilen.
«Labor-Schalldämm-Mass» R
Wird verwendet, wenn der Schall ausschliesslich durch das prüfende Bauteil übertragen wird, z. B. in einem Prüfstand ohne Flankenübertragung.
«Bau-Schalldämm-Mass» R
Wird verwendet bei zusätzlicher Flanken- oder anderer Nebenweg-Übertragung. Die Messung kann im Prüfstand oder in ausgeführten Bauten erfolgen.
Wirkprinzipien
Masse (Gewicht) des Bauteils
Für Bauteile mit einer Bauteilschicht (einschalige Bauteile) gilt das Grundprinzip: Je schwerer das Bauteil, desto besser ist die Schalldämmung.
Um die Schalldämmung eines Bauteils wirkungsvoll zu erhöhen, muss der Gewichtszuwachs hoch gegenüber dem ursprünglichen Gewicht sein. Wenn man z. B. die Schalldämmung einer Betonwand mit 200 kg/m² wirkungsvoll verbessern möchte, muss die Masse um
mindestens 100 kg/m² erhöht werden, eine Erhöhung um 10 kg/m² ist wirkungslos.
Steifigkeit von Bauteilschichten
Die Schalldämmung eines einschaligen Bauteils hängt nicht nur von der Masse, sondern auch von der Steifigkeit des Bauteils ab. Steifere Bauteile weisen eine schlechtere Schalldämmung als weichere Bauteile auf. Dabei ist nicht die Steifigkeit des Materials als solche maßgebend, sondern die Materialsteifigkeit in Kombination mit der eingesetzten Materialdicke. So ist z. B. ein Stahlblech bei einer Dicke von 1 mm biegeweich, bei einer Dicke von 10 mm aber biegesteif. Will man die Schalldämmung eines Bauteils erhöhen, sollte nur die Masse, nicht aber die Biegesteifigkeit wesentlich erhöht werden. Zusatzmassen sind am wirkungsvollsten, wenn sie biegeweich sind. Wird z. B. eine oder zwei Lagen Idikell® auf eine Holzwerkstoffplatte aufgebracht, wird die Biegesteifigkeit nicht nennenswert erhöht.
Anzahl der Bauteilschichten
Werden einzelne Schichten nicht direkt aufeinander, sondern mit Abstand (Luft) montiert, spricht der Fachmann von doppel- bzw. mehrschaligen Bauteilen. Je schwerer und biegeweicher die einzelnen Bauteilschichten sind und je größer der Schicht-Abstand, desto besser ist die Schalldämmung des doppelschaligen Bauteils.
Kopplung von Bauteilschichten
Doppelschalige Bauteile ohne Kopplung der Bauteilschichten kommen am Bau eher selten vor. Bei einer ungewollten Kopplung, also einem Ausführungsmangel, spricht der Fachmann von einer Schallbrücke. Ein klassisches Beispiel dafür sind mangelhaft gesetzte Randfliesen bei einem schwimmenden Estrich. Die akustische Dämmfähigkeit eines Bauteils verhält sich nicht immer ganz «normal». Es gibt zwei besonders wichtige «Abweichungen» von diesen Wirkprinzipien, welche zu «unerklärlicher » Luftschallübertragung führen können. Bei vielen Bauteilen ist bei Frequenzen zwischen 2’000 und 4’000 Hz ein Einbruch der Schalldämmung zu beobachten (Koinzidenz). Zudem kommt es bei zweischaligen Konstruktionen bei einer bestimmten Frequenz zu einer deutlichen Verminderung der Luftschalldämmung (Doppelwandresonanz). Die Umsetzung von Lärmschutzmassnahmen ist in der Praxis sehr anspruchsvoll. Über eine detaillierte Planung hinaus, muss bei der Ausführung vor Ort die Arbeit überwacht werden. Ein ausreichender Schutz gegen Lärm ist schliesslich nicht nur im Interesse der künftigen Bewohner, sondern wird von den einschlägigen Normen auch gefordert! Es können Kleinigkeiten darüber entscheiden, ob der Bau normkonform ist oder nicht.
Das Bauteil alleine macht noch keinen guten Lärmschutz aus!
Es sind in der Praxis immer sämtliche Faktoren mit in die Überlegung einzubeziehen.Um zu verstehen, was guten Schallschutz ausmacht, ist das Verständnis von einigen grundlegenden Wirkprinzipien notwendig. Von Bedeutung sind:
- Masse (Gewicht) von Bauteilen
- Steifigkeit von Bauteilschichten
- Anzahl von Bauteilschichten
- Kopplung von Bauteilschichten
Praxis
Mit dem Einbau von zwei Lagen Idikell-Schwerfolie reduziert sich der Lärm auf die Hälfte! Idikell ist sehr dünn und verfügt über ein hohes Flächengewicht. Ausserdem ist sie biegeweich. Schwerfolien eignen sich nicht nur zur Luftschalldämmung sondern auch sehr gut zur Schwingungsdämpfung. Der Koinzidenz-Effekt vieler Baumaterialien – so z. B. auch von Sperrholz-, Span- und Gipsplatten – liegt zwischen
2’000 und 4’000 Hz und damit genau dort wo der Mensch am besten hört. Wie aus Abbildung «Hörbereich des Menschen» ersichtlich, erreicht die Hörbarkeitsschwelle zwischen 2’000 und 4’000 Hz ihren tiefsten Punkt. Schwerfolien reduzieren diesen Koinzidenz-Effekt ganz massiv!
Massnahmen zur Luftschalldämmung
Um die Schalldämmung zu verbessern, eignen sich u. a. folgende Massnahmen:
- Entkopplung der Räume
- Die durch Schall angeregten Bauteile sind von anderen Räumen vollständig getrennt
- Abkopplung von Bauteilen: das Raumvolumen mit weichfedernd aufgehängten Schalen eingrenzen (z. B. mithilfe von Schwingelementen Ampaphon Z 600)
- Generelle Minimierung verbindender Elemente
- Einsatz von Idikell-Schwerfolien
- usw.
Beispiel
Die Schalldämmungen von Mauerwerk, Betonwänden oder -decken – also aus akustischer Sicht schwere, biegesteife Bauteile – lassen sich am wirkungsvollsten mit so genannten Vorsatzschalen verbessern. Ihr volles Potenzial entfalten Vorsatzschalen, wenn die Beplankungen möglichst schwer und biegeweich sind und die Tragkonstruktion von der Grundwand entkoppelt ist. Eine biegeweiche Beschwerung einer Beplankung (im Beispiel: Spanplatte 16 – 20 mm) mit Idikell verbessert die schalldämmende Wirkung einer Vorsatzschale deutlich. Optimale Ergebnisse (Verbesserung: 10 dB) werden bei gleichzeitiger Entkopplung der Traglattung durch Ampaphon Z 600 Schwingelemente erzielt.
Vorsatzschale mit Schwingelement
50 Schwerfolie Idikell M 4001/05 oder M4021/05
56 Schwingelement Ampaphon Z 600, ca. 3 St./m2
58 Filzstreifen 5 mm Ampaphon Z 101/05
73 Spanplatte 16–20 mm
78 Gipsfaserplatte 2 x 10 mm
81 Hohlraumdämmung
82 Lattung
83 Dauerelastische Kitfuge
Gut zu wissen!
Schrauben mit einer entsprechenden Länge verwenden. Umlaufend Fugen von 7 bis 10 mm vorsehen. Fugen mit geeignetem Dichtmaterial versiegeln. Es muss eine vollkommene Luftundurchlässigkeit erreicht werden. Die Verwendung von synthetischen Isolationsmaterialien für die Schalldämmung ist von Nachteil. Die Idikell-Klebeschicht ist lediglich eine Montagehilfe.
