Fouad, Nabil A. (Hrsg.) - Bauphysik-Kalender 2014 (Schwerpunkt: Raumakustik und Schallschutz)

ISBN 978-3-433-03050-9

9 783433 030509

www.ernst-und-sohn.de

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V

Inhalts bersicht A

Allgemeines und Regelwerke

A 1 L rm bzw. Schallwirkung auf den Menschen und die Notwendigkeit des Schallschutzes in Geb uden 3 Brigitte Schulte-Fortkamp A 2 Neufassung der DIN 4109 auf der Basis europ ischer Regelwerke des baulichen Schallschutzes 15 Heinz-Martin Fischer A 3 Die Neufassung von VDI 4100 und ihre Auswirkung auf die Bau-/Planungspraxis und die Rechtsprechung 69 Martin Sch fers, Olga Pekrul A 4 Schallschutz im Wohnungsbau – DEGA-Schallschutzausweis Christian Burkhart A 5 Schallschutz in Europa Judith Lang B

121

Materialtechnische Grundlagen

B 1 Schall absorbierende Bauteile – Eine aktuelle bersicht Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha B 2 Schalld mmung von Fenstern und T ren Joachim Hessinger, Bernd Saß C

91

185

239

Bauphysikalische Planungs- und Nachweisverfahren

C 1 Trittschallschutz 283 J rgen Maack, Thomas Mçck C 2 Schallschutz im Holzbau 339 Joachim Hessinger, Andreas Rabold, Bernd Saß C 3 Raumakustik und Beschallungstechnik Michael Vorl nder, Ingo Witew

417

C 4 Funktionelle Raumakustik im erweiterten Frequenzbereich Helmut V. Fuchs C 5 Schallmessungen am Bau Alfred Schmitz

457

497

C 6 Akustische Messr ume f r einen erweiterten Frequenzbereich Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha D

541

Konstruktive Ausbildung von Bauteilen und Bauwerken

D 1 Raumakustische Maßnahmen zur L rmminderung in Bildungsst tten Helmut V. Fuchs, Xueqin Zha D 2 Raumakustik und Schallschutz in kleinen bis mittelgroßen R umen Helmut V. Fuchs D 3 Beschreibung kçrperschallinduzierter Schalldruckpegel mit Hilfe von bertragungsfunktionen 641 Jçrg Arnold, Oliver Kornadt

581 603

VI

Inhalts bersicht

D 4 Schallschutz von Holzbalkendecken – Planungshilfen f r die Altbausanierung 665 Andreas Rabold, Ullrich Schanda, Stefan Bacher, Andreas Mayr, Fabian Schçpfer D 5 Abgeh ngte elementierte Unterdecken; Schalll ngsd mmung, Schalld mmung, Schallabsorption 687 Elmar S lzer E

Materialtechnische Tabellen

E

Materialtechnische Tabellen Rainer Hohmann

Stichwortverzeichnis

701

779

Hinweis des Verlages Die Recherche zum Bauphysik-Kalender ab Jahrgang 2001 steht im Internet zur Verf gung unter www.ernst-und-sohn.de

C Bauphysikalische Planungsund Nachweisverfahren

283

C 1 Trittschallschutz J rgen Maack, Thomas Mรงck

Dipl.-Phys. Dr. J rgen Maack ITA Ingenieurgesellschaft f r Technische Akustik mbH Max-Planck-Ring 49, 65205 Wiesbaden Studium der Physik an der Universit t Gรงttingen, Drittes Physikalisches Institut (Diplom 1991). 1991 bis 1994 Doktorand Max-Planck-Institut f r Biophysikalische Chemie, Gรงttingen. Seit 1994 Projektleiter und Gesellschafter sowie seit 2012 Prokurist ITA GmbH, Wiesbaden. ffentlich bestellter und vereidigter Sachverst ndiger f r Technische Akustik und Ersch tterungsschutz (IHK Darmstadt).

Dipl.-Ing. Thomas Mรงck ITA Ingenieurgesellschaft f r Technische Akustik mbH Max-Planck-Ring 49, 65205 Wiesbaden Studium der Bauphysik an der Hochschule f r Technik, Stuttgart (Abschluss 1997).

1997 bis 2000 Projektingenieur bei der ITA GmbH, Wiesbaden. 2001 bis 2004 Projektleiter und Gesch ftsf hrer beim Schalltechnischen Treppen-, Entwicklungs- und Pr finstitut (STEP) GmbH, Winnenden. 2005 bis 2007 Niederlassungsleiter der Kurz und Fischer GmbH, Wiesbaden. Seit 2007 Projektleiter und Gesellschafter sowie seit 2012 Prokurist ITA GmbH, Wiesbaden.

Bauphysik-Kalender 2014: Raumakustik und Schallschutz.

Herausgegeben von Nabil A. Fouad 2014 Ernst & Sohn GmbH & Co. KG. Published 2014 by Ernst & Sohn GmbH & Co. KG.

284

C1

Trittschallschutz

Inhaltsverzeichnis 1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8 1.1.8.1 1.1.8.2 1.1.8.3 1.1.8.4 1.1.9 1.1.10 1.1.11 1.1.12 1.1.13 1.1.14 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 1.2.9 1.2.10 1.3 2

Geschichtliche Entwicklung des Trittschallschutzes in Deutschland 286 Messung der Trittschalld mmung und Bestimmung von Beurteilungs-Kenngrçßen 286 Normhammerwerk 286 Erste Messgrçßen des Trittschallschutzes 286 Das Vergleichshammerwerk nach Cremer 286 Norm-Trittschallpegel in berlappenden Oktavb ndern 286 Einzahl-Kenngrçße Trittschallschutzmaß TSM 287 Die Umstellung der Norm-Trittschallpegel von Oktavfiltern zu Terzfiltern, Einf hrung des bewerteten Norm-Trittschallpegels 287 Zusammenhang zwischen TSM und L0n,w 288 Anregungsquellen mit fallender Kugel 288 Erste Untersuchungen mit fallenden B llen 288 Der Kugelfallautomat nach Taubert und Ruhe 288 Schwere / weiche Trittschallquelle 289 Weitere Anregungsarten mit fallenden Massen 289 Das modifizierte Normhammerwerk 290 St rken und Schw chen des klassischen Normhammerwerks 291 Erweiterter bauakustischer Frequenzbereich und Spektrum-Anpassungswerte 291 Raumbezogene Beurteilungskenngrçßen 291 Geplante Umstellung der Beurteilungskenngrçße 291 Gehschall 292 Anforderungsniveaus der Trittschalld mmung im Laufe der Zeit 292 berblick der geschichtliche Entwicklung 292 Festlegung bis 1945 292 DIN 4109 „Schallschutz im Hochbau“, Ausgabe 1962 294 Schallschutzanforderungen in Ostdeutschland bis 1990 294 DIN 4109, „Schallschutz im Hochbau“, Entwurfsfassung 1979 294 DIN 4109 „Schallschutz im Hochbau“, Ausgabe 1989 294 Erhçhter Schallschutz – VDI 4100 „Schallschutz von Wohnungen“, Ausgabe 2012 295 Erhçhter Schallschutz – VDI 4100 „Schallschutz von Wohnungen“, Ausgabe 1994 und 2007 295 DEGA-Memorandum 295 berarbeitung DIN 4109 295 Stand des Schallschutzes bei Treppenkonstruktionen 295 Gegenw rtig zu stellende Anforderungen an die Trittschalld mmung in Deutschland 296

3 3.1.

3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.5.1 3.3.5.2 3.3.5.3 3.3.6 3.3.6.1 3.3.6.2 3.3.6.3 3.3.6.4 3.3.6.5 3.3.6.6 3.3.6.7 3.3.6.8 3.3.6.9 3.3.7 3.4 3.5 3.6 3.6.1 3.6.2 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2

Trittschallschutz von Massivdecken und Hohlkçrperdecken 296 Mechanismen und Prognose der Trittschalld mmung 296 quivalenter bewerteter Norm-Trittschallpegel von Massivdecken und Hohlkçrperdecken 297 Trittschallminderung von Deckenauflagen 298 Trittschallminderung DLw und weitere Einzahl-Angaben 298 Pr ffl che des schwimmenden Estrichs 298 Trocknungszeiten 299 Eignungspr fungen I f r DIN 4109 299 Schwimmende Calciumsulfat- und Zementestriche auf Mineralfaser- oder Polystyrol-Trittschalld mmplatten 299 Rechenwerte DLw.R gem. Tabelle 17 u. Werte nach DIN EN 12 354-2 299 Messwerte Zement- und Calciumsulfatestriche 300 Messwerte Gussasphaltestriche 300 Trittschallminderung weiterer Arten von Deckenauflagen 301 Schwimmende Estriche auf Elastomerschichten 301 Trockenestriche 302 Schwimmend verlegte Holzdielen 302 Hohlbçden 303 Schwimmend verlegte Natursteine 303 Leichte harte Bel ge mit definierter Trittschallminderung 303 Weichfedernde Bodenbel ge 304 Terrassenbel ge 304 Freistehender Balkon, am Geb ude verankert 305 Dynamische Steifigkeit nach DIN EN 29 052-1 [61] 306 Einfluss der flankierenden Bauteile auf die Trittschalld mmung 307 R umliche Zuordnung 308 Prognosegenauigkeiten und Sicherheitssummanden bei der Berechnung der Trittschalld mmung 308 Vergleich Rechenverfahren Beiblatt 1 zu DIN 4109 / DIN EN 12 354-2 308 Prognosegenauigkeit und Sicherheiten 308 Estrichdrçhnen und tieffrequenter Trittschall 310 Trittschallschutz in ausgef hrten Geb uden 311 Kçrperschallbr cken am Beispiel von Sockelfliesen 312 Trittschallschutz von Holzbalkendecken 312 Unterscheidung zwischen Massivgeb uden und Geb uden in Holzrahmenbauweise 312 Maßnahmen zur Sicherstellung einer guten Trittschalld mmung von Holzbalkendecken 314

Inhaltsverzeichnis

4.2.1 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.2.3 4.2.3.1 4.2.3.2 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8 4.3.

4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.3.1 4.4.3.2 4.4.3.3 4.4.3.4 4.5 4.6

Prognoseverfahren f r die Trittschalld mmung von Holzbalkendecken 314 Holzbalken- Rohdecke 314 Ermittlung des quivalenten bewerteten Norm-Trittschallpegels 314 Trittschalld mmung von Holzbalken-Rohdecken mit abgeh ngter unterseitiger Beplankung 314 Deckenauflagen 316 Ermittlung der bewerteten Trittschallminderung DLH,w 316 Trockenestriche und schwimmende Estriche 316 Beschwerung, Sch ttung 318 Zusammenhang ˜Lw / ˜LH,w 318 Trittschallminderung weichfedernder Bel ge 318 Erforderliche Maßnahmen f r Wohnungstrenndecken 318 Zur tieffrequenten Trittschalld mmung von Holzbalkendecken 319 Holzbalkendecken mit schweren massiven flankierenden W nden 319 Allgemeines 319 Trittschalld mmung von Holzbalkendecken nach DIN 4109, Ausgabe 1962 319 Bauteilkataloge der siebziger und achtziger Jahre 319 Trittschalld mmung Holzbalkendecken in Massivbauten 321 Anteil der Flanken bertragung in Geb uden mit Massivw nden 321 Holzbalkendecken mit flankierenden W nden in Holzrahmenbauweise 321 Berechnung der Trittschalld mmung in Holzrahmenbauweise 321 Norm-Trittschallpegel der Holzbalkendecke ohne Flanken bertragung 322 Einfluss der Flanken bertragung K1 und K2 322 Bauweisen 322 Werte K1 (Weg Df) 322 Werte K2 (Weg DFf) 322 Diskussion des Berechnungsverfahrens 322 Holzbalkendecken mit flankierenden W nden aus Massivholz 323 Sicherheitszuschlag 323

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.3.1 5.4.3.2 5.4.3.3 5.4.3.4 5.4.4 5.5 6

285

Trittschallschutz von Treppenkonstruktionen 323 Unterscheidung nach Art der Treppenkonstruktion 323 Massivtreppen 324 Leichtbautreppen 324 Berechnung des zu erwartenden NormTrittschallpegels von Treppenkonstruktionen 325 Massivtreppen 325 Rechenverfahren nach Beiblatt 1 zu DIN 4109, Ausgabe1989 [40] 325 Hinweise zum Rechenverfahren nach Beiblatt 1 zu DIN 4109 325 Leichtbautreppen 326 Empirisches Rechenverfahren f r Leichtbautreppen in Geb uden in Holzbauweise nach [83] 326 Absch tzung des Norm-Trittschallpegels in Geb uden in Massivbauweise nach [84] 327 Messverfahren zur Bestimmung der Trittschalld mmung von Treppenkonstruktionen 327 DIN 52 210 327 DIN EN ISO 140, Teile 6 bis 8, Ausgabe 1998 bzw. DIN EN ISO 10 140-3 327 DIN EN ISO 140-14, Ausgabe November 2004 328 Neue Entwicklungen 329 Planung und Ausf hrung von Treppenkonstruktionen 329 R umliche Lage 329 Luftschalld mmung der Treppenraumwand 330 Befestigungsvarianten Massivtreppen 330 Allgemeines 330 Maßnahmen an den Treppenstufen 330 Einfluss der Befestigung/Lagerung des Treppenlaufs 332 Massivtreppen in Doppel- und Reihenh usern 332 Befestigungsvarianten Leichtbautreppen 332 Tieffrequente Ger usch bertragung bei Leichtbautreppen 333 Literatur

334

286

C1

Trittschallschutz

Der gleichnamige Beitrag aus dem Bauphysik-Kalender 2009 wurde erg nzt und aktualisiert.

1

Geschichtliche Entwicklung des Trittschallschutzes in Deutschland

1.1

Messung der Trittschalld mmung und Bestimmung von Beurteilungs-Kenngrçßen

1.1.1

Normhammerwerk

In der Geschichte der Technischen Akustik widmet man sich erst recht sp t dem Trittschallschutz. Noch in den Monographien der zwanziger und dreißiger Jahre des letzten Jahrhunderts findet man ausf hrliche Darstellungen der Luftschalld mmung und der Raumakustik, aber nur wenig ber den Trittschallschutz (z. B. [1–3]).

1930 schreibt Lifschitz [1] noch, dass man f r den „Bodenschall“ Filz, Kork und Gummi verwenden solle, mehr aber auch nicht. 1936 wird zum ersten Mal ber ein von Keidel entwickeltes Ger t berichtet, welches im Wesentlichen unserem heutigen Normhammerwerk entspricht [2].

Bis Anfang der f nfziger Jahre hatte sich dann das heutige Modell des Normhammerwerkes allgemein bei allen Pr fstellen durchgesetzt, wobei Modelle mit Handantrieb berwogen. Bild 1 zeigt ein derartiges Modell – sowohl mit Hand- als auch mit Elektroantrieb [4].

Um eine Sch digungen des Bodenbelags weitestgehend zu verhindern, sind die Schlagfl chen der zylindrischen Hammerkçpfe, ˘ 30 mm, an den R ndern um bis zu 50 m hçher gezogen, als der Mittelpunkt der Schlagfl che.

Dieses Normhammerwerk ist in Deutschland bis heute praktisch unver ndert die zu verwendende Trittschallquelle und wird standardm ßig bei allen Untersuchungen der Trittschalld mmung von Decken und Treppen verwendet. Sie ist in der heute aktuellen Messnorm DIN EN ISO 140-6 [5] definiert.

1.1.2

Absorptionsfl che 1 m2, w hrend heute 10 m2 verwendet wird.

1.1.3

Von Meyer und Keidel wurde auch die erste Messgrçße f r den Trittschall dargestellt und als Trittschallst rke TS definiert [3].

Das Vergleichshammerwerk nach Cremer

Um in der Wiederaufbauphase nach dem 2. Weltkrieg in den f nfziger Jahren schnell die Qualit t des Trittschallschutzes berpr fen zu kçnnen, entwickelte Cremer das Vergleichshammerwerk [8], welches vor dem Kçrper an einem Schulterband getragen wurde und auf einer definierten Holzplatte mittels Handkurbel betrieben wurde (s. Bild 2 [4], hier ist auch das Funktionsprinzip dargestellt).

Das Normhammerwerk wurde auf der zu pr fenden Decke aufgestellt und in Betrieb gesetzt. Der Pr fer stand unter der zu pr fenden Decke und verglich subjektiv, ob das Vergleichshammerwerk vor seinem Kçrper lauter oder leiser als der Trittschallpegel vom Normhammerwerk eine Etage dar ber zu vernehmen war. War der Trittschallpegel leiser, war die Decke in Ordnung.

1.1.4

Erste Messgrçßen des Trittschallschutzes

TS = L + 10 lg AF

Bild 1. Normhammerwerk (nach Moll [4] mit Hand- und Elektroantrieb)

Norm-Trittschallpegel in berlappenden Oktavb ndern

Noch Ende der dreißiger Jahre kristallisierte sich dann die heutige Messtechnik des frequenzabh ngigen

(1)

L war der Lautst rkepegel in phon (etwa wie dB(A)) und stellt damit eine Einzahlangabe dar. Die Namensgebung war damals noch nicht gefestigt und variierte zu „Norm-Trittlautst rke“ (DIN 4110 [6] von 1938) und „Norm-Trittschalldurchlass“ (DIN 4109 [7] von 1944).

AF w rden wir heute als frequenzgemittelte quivalente Absorptionsfl che bezeichnen.

Der numerische Zahlenwert der Trittschallst rke TS lag deutlich hçher als heutige Werte des bewerteten NormTrittschallpegels, u. a. da kein Bezug auf eine Sollkurve (Bezugskurve) mit Schallpegeln in Terz- oder Oktavb ndern vorgenommen wurde; ferner war die Bezugs-

Bild 2. Das Vergleichshammerwerk nach Cremer; Bild entnommen aus [4] und schematische Darstellung der Vorgehensweise

Geschichtliche Entwicklung des Trittschallschutzes in Deutschland

Norm-Trittschallpegels heraus, wobei in Deutschland berlappende Oktavfilter verwendet wurden.

A L0n = L + 10 lg (2) A0 gemessen in berlappenden Oktavb ndern Darin sind L gemessener Schallpegel je Oktave (Trittschallpegel) in dB A quivalente Schallabsorptionsfl che des Empfangsraums in m2 A0 Bezugs-Absorptionsfl che von 10 m2 Die frequenzabh ngige Bestimmung des Norm-Trittschallpegels stellt f r die Bauakustik einen ganz zentralen Meilenstein dar, wodurch ein n heres Verst ndnis f r die Zusammenh nge zwischen Konstruktionsparametern und erreichbarer Trittschalld mmung ermçglicht wurde.

1.1.5

Einzahl-Kenngrçße Trittschallschutzmaß TSM

Ungeachtet des Erfolgs der frequenzaufgelçsten Messtechnik bedarf die standardm ßige Dimensionierung und Beurteilung des Trittschallschutzes einfacher Betrachtungen; zu diesem Zweck wurde die Einzahl-Angabe des Trittschallschutzmaßes TSM eingef hrt [4, 8].

Durch Abgleich der frequenzabh ngigen Messwerte im Frequenzbereich 100 Hz £ f £ 3150 Hz mit einer Bezugskurve wurde das Trittschallschutzmaß TSM gebildet (siehe z. B. DIN 52 210:1975 [9]).

Das Trittschallschutzmaß TSM wurde dabei in der Weise definiert, dass f r den Standardfall der Wohnungstrenndecke die Anforderungen an den Trittschallschutz gerade mit erf. TSM ‡ 0 gestellt werden konnten.

1.1.6

287

Die Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegel L0n,w bzw. Ln,w wird – gegen ber DIN 52 210:1984 – bis heute in Deutschland unver ndert berechnet; das Verfahren ist nun in DIN EN ISO 717-2 [12] beschrieben.

Anmerkung: Die Bezugskurve nach der Neufassung DIN 52 210:1984, liegt brigens um 8 dB unter der Bezugskurve zur Bestimmung des Trittschallschutzmaßes – diese Differenz ergibt sich aus der Umrechnung von Oktavpegeln auf Terzpegel mit 4,8 dB und aus einer Absenkung der Bezugskurve um 3,2 dB zur Anpassung an die internationale Norm ISO 717-2.

Eine mathematisch exakte Umrechnung der Messwerte L0n in Terz- bzw. in berlappenden Oktavb ndern und der Einzahl-Kenngrçßen L0n,w und TSM existiert nicht.

Insbesondere bei solchen Bauteilen, bei denen die Kurve des Norm-Trittschallpegels zu tiefen Frequenzen stark anstieg, wie z. B. bei Holzbalkendecken mit hochwertigen schwimmenden Estrichen, bei leichten Treppen oder bei elastisch gelagerten Sanit r-Fertigzellen aus Beton, die auf d nnen Rohdecken stehen, waren zus tzliche Differenzen von bis zu 3 dB durch die unterschiedliche Filterung gegeben [13]. In Bild 3 ist eine Gegen berstellung von zwei Messungen der

Die Umstellung der Norm-Trittschallpegel von Oktavfiltern zu Terzfiltern, Einf hrung des bewerteten Norm-Trittschallpegels

Seit Mitte der achtziger Jahre hat man sich durch DIN 52 210:1984 [10] auch in Deutschland dem internationalen Standard der Messung in Terzb ndern angeschlossen; diese Messmethode ist bis heute g ltig und in den aktuellen europ ischen Messnormen beschrieben [99] (Vorg nger-Normen: [5, 11]).

L0n = L + 10 lg

A in Terzbandbreite A0

(3)

Die Norm-Trittschallpegel, gemessen in Terzb ndern, ergeben – im Vergleich zu den Werten in Oktavb ndern – einen um 10 lg 3 = 4,8 dB geringeren Wert.

DIN 52 210:1984, f hrt anstelle des Trittschallschutzmaßes TSM die Einzahl-Kenngrçße des bewerteten Norm-Trittschallpegels L0n,w ein [10]. Er berechnet sich – analog zum Trittschallschutzmaß TSM – wiederum durch Abgleich mit einer Bezugskurve, nun allerdings in Terzb ndern im Frequenzbereich 100 Hz £ f £ 3150 Hz. An der verschobenen Bezugskurve wird der 500 Hz-Wert abgelesen – geringere Werte bezeichnen nun einen hçheren Trittschallschutz.

Bild 3. Norm-Trittschallpegel der gleichen Decke in berlappenden Oktavb ndern bzw. in Terzb ndern. Mit dargestellt sind auch die Bezugskurven f r Messungen in Oktavb ndern [9] und f r Terzb nder [10]; (aus [13]) A B C D

Bezugskurve TSM Bezugskurve L0n,w Messungen in berlappenden Oktavb ndern: TSM = 9 dB Messungen in Terzb ndern: L0n,w = 55 dB

288

C1

Trittschallschutz

gleichen Decke im Oktav- bzw. Terzb ndern dargestellt [13].

In den ersten Jahren nach 1984 haben deshalb Sachverst ndige f r Schallschutz Konstruktionen, die vor 1984 gebaut worden waren, auch nach Einf hrung der neuen Fassung der DIN 52210 noch in berlappenden Oktavschritten gemessen, um eine korrekte Beurteilung zu ermçglichen.

Immerhin war es denkbar, dass eine Konstruktion, gemessen nach der alten Norm, einen unzul ssigen Wert ergab, w hrend die Ermittlung nach der neuen Norm einen zul ssigen Wert ergeben h tte.

1.1.7

Zusammenhang zwischen TSM und L0n,w

Insbesondere bei gerichtlichen Streitf llen ist – wenn der Trittschallschutz in Bezug auf das alte Anforderungsniveau nach DIN 4109:1962, zu beurteilen ist – bis heute noch der Zusammenhang zwischen dem Trittschallschutzmaß TSM und dem bewerteten Norm-Trittschallpegel L0n,w von Bedeutung.

N herungsweise gilt der Zusammenhang L0n,w » 63 dB – TSM

(4)

Die in Bild 3 dargestellten Messungen zeigen ein Beispiel, bei dem Gl. (4) nicht exakt eingehalten ist (L0n,w = 55 dB und 63 dB – TSM = 54 dB) – es ergibt sich eine Abweichung von 1 dB. 1.1.8

fen Frequenzen war die Anregungsenergie der 500-g-H mmer viel zu gering, um im Labor – vor allem aber auf Baustellen mit erhçhtem Umgebungsger uschpegel – brauchbare Messergebnisse erzielen zu kçnnen.

Die Bauakustiker in der Praxis behalfen sich damals mit 7 kg schweren Bowlingkugeln, die man z. B. von einem 24 cm hohen Ziegelstein herunterstieß, um eine einheitliche Fallhçhe zu erzielen. Durch Bestimmung der Schnellepegel auf der kçrperschallged mmten Platte und auf der Rohdecke bei Anregung mit der Bowlingkugel sowie Bildung der Differenz wurde zumindest ein qualitativer Vergleich unterschiedlicher Situationen mçglich:

Anregungsquellen mit fallender Kugel

1.1.8.1 Erste Untersuchungen mit fallenden B llen Zirka 1965 wurden im damaligen Institut f r Schallund W rmeschutz Prof. Dr. Dr. W. Zeller, Essen, erste Versuche zur Ermittlung eines Messverfahrens f r den Trittschallschutz mit fallenden B llen durch Wietrzykowski durchgef hrt, durch die insbesondere bei tiefen Frequenzen auch unterhalb von 100 Hz eine bessere bereinstimmung der subjektiven Wahrnehmung der Trittschalld mmung mit den Messergebnissen im Vergleich zu Messungen mit Normhammerwerken erzielt werden sollte. Verçffentlichungen oder Dokumentationen hier ber sind leider nicht mehr verf gbar.

W hrend beim Normhammerwerk durch die hohe Taktrate der aufschlagenden H mmer ein etwa station res Ger usch im Empfangsraum erzielt wird, haben die Messapparate mit fallenden B llen und Kugeln geringere Aufschlagzahlen und im Empfangsraum werden Maximalpegel gemessen. Hierdurch ergeben sich u. U. auch andere Erfordernisse f r die Mittelungsart und die Nachhallzeitkorrekturen [14].

DLv = 20 · lg

v1 dB v2

Hierin bedeuten: DLv = Kçrperschall-Schwingschnellepegeldifferenz in dB v1 = Schwingschnelle an Messposition 1 v2 = Schwingschnelle an Messposition 2 Ruhe entwickelte aus diesem Ansatz heraus den Kugelfallautomaten [15], welcher in Bild 4 dargestellt ist.

Bei diesem Ger t wird eine ca. 7 000 g schwere Bowlingkugel von einer Nockenwelle angehoben und f llt aus 10 cm auf den Pr fkçrper herab. Im Regelfall ist eine 10 mm dicke Hartgummimatte zur Verhinderung von Oberfl chensch den auf der zu pr fenden Konstruktion aufgelegt.

Bild 5 zeigt den Vergleich des Norm-Trittschallpegels der Decke in einem Deckenpr fstand nach DIN EN ISO 140-6 [5] im Vergleich zum frequenzabh ngigen Schalldruckpegel der Kugelfallmaschine. Bei tiefen Frequenzen ergeben sich um ber 20 dB hçhere Pegel im Vergleich zum Normhammerwerk.

1.1.8.2 Der Kugelfallautomat nach Taubert und Ruhe Mit den st ndig besser werdenden Baukonstruktionen in den sechziger und siebziger Jahren, insbesondere kçrperschallged mmten Lagerungen von Kegelbahnen, Fundamenten f r technische Anlagen etc. wurden die Grenzen des Hammerwerks deutlich. Vor allem bei tie-

(5)

Bild 4. Kugelfallautomat nach Ruhe [15]

Geschichtliche Entwicklung des Trittschallschutzes in Deutschland

289

Der Kugelfallautomat wurde insbesondere zur berpr fung des Trittschallschutzes von Kegelbahnen und von schwimmenden Ger tefundamenten mit Erfolg eingesetzt.

1.1.8.3 Schwere / weiche Trittschallquelle Als weitere alternative Anregequelle zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften von Deckenauflagen auf leichten Bezugsdecken im Frequenzbereich bis 630 Hz wird in DIN EN ISO 140-11 [16], Anhang E der als „weiche/schwere Trittschallquelle“ bezeichnete und in Bild 7 gezeigte Gummiball genannt.

Dieses Anregeverfahren ist derzeit in Deutschland noch wenig verbreitet. Der Vorteil liegt allerdings in einer recht guten bereinstimmung der mit dem Gummiball gepr ften Konstruktionen hinsichtlich der tats chlichen Anregevorg nge wie z. B. dem Begehen leichter Decken- und Treppenkonstruktionen [17].

1.1.8.4 Weitere Anregungsarten mit fallenden Massen

Bild 5. Vergleich der Messwerte Normhammerwerk/Kugelfallautomat nach Ruhe f r eine Stahlbeton-Rohdecke A B

Kugelfall mit 10 mm Hartgummiunterlage Normhammerwerk

Im außereurop ischen Raum ist als weitere Hammerwerks-Maschine mit fallenden Massen die in Bild 7 dargestellte „Bang-Machine“ in Verwendung [18].

Eine n herungsweise Umrechnung der mit verschiedenen Hammerwerken erzielten Trittschallpegel wird in [14] angegeben, wobei neben der Energie der Anregung

Bild 6. Zur Korrelation der durch Gehanregung und schwerer/weicher Trittschallquelle erzeugtem maximalen Schalldruckpegel; Messwerte aus [17]; leichte Treppenkonstruktion an einschaliger Massivwand bei Anregung mit: A

B C

schwere/weiche Trittschallquelle nach DIN EN ISO 140-11 (Gummiball) Schritt Kind Schritt Erwachsener

290

C1

Trittschallschutz

Bild 7. Verschiedene Trittschallquellen (von rechts nach links) 1. Normhammerwerk; 2. schwere/weiche Trittschallquelle (Gummiball) mit 1 m Stab zur Einstellung der Fallhçhe; 3. „Bang-Maschine“ (Abdruck mit freundlicher Genehmigung des National Research Council , Canada, entnommen aus [14])

ein modifiziertes Hammerwerk mit einer besseren Korrelation zu den Gehger uschen entwickeln, indem er eine Elastomerschicht an den Schlagfl chen der H mmer anordnete [19]. Dieses in Bild 8 dargestellte modifizierte Hammerwerk ist in DIN EN ISO 140-11 [16] beschrieben.

Die mit dem modifizierten Hammerwerk erreichbare Korrelation zu Gehvorg ngen kann als relativ gut bezeichnet werden [17] Das modifizierte Hammerwerk hat bislang – trotz der oben beschriebenen besseren Korrelation zu Gehger uschen – nur relativ wenig Verbreitung gefunden. Der Nachteil ist einerseits die geringe Anregungsenergie im Frequenzbereich ‡ 1.000 Hz, andererseits die relativ starke Temperaturabh ngigkeit der Anregungsst rke,

u. a. auch die jeweilige Impedanz der Deckenkonstruktion relevant ist.

1.1.9

Das modifizierte Normhammerwerk

Die mit dem heute baurechtlich eingef hrten Normhammerwerk verursachten Norm-Trittschallpegel zeigen teilweise ein deutlich anderes frequenzabh ngiges Spektrum, als Gehger usche von Personen. Dies betrifft insbesondere Leichtbaukonstruktionen. Scholl konnte

Bild 8. Modifiziertes Hammerwerk nach Scholl bzw.

DIN EN ISO 140-11, Anhang C.

Bild 9. Zur Korrelation der durch Gehanregung und Normhammerwerk bzw. modifiziertem Hammerwerk erzeugten Schalldruckpegel, Messwerte aus [17]; leichte Treppenkonstruktion an einschaliger Massivwand bei Anregung mit: A: Normhammerwerk B: modifiziertes Hammerwerk C: Gehen

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Fouad, Nabil A. (Hrsg.): Bauphysik-Kalender 2014

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Stand: März 2014 (homepage_Probekapitel)