Datum
01.12.2022
Projektleiter
Prof. Dr. Ing. Andreas Rabold
Projektmitarbeiter
Dipl.-Ing. (FH) Stefan Bacher
Projektlaufzeit
10/2020 bis 12/2022 (26 Monate)
Einfluss der Bauteilschichten eines Gründaches auf die Luftschalldämmung der Dachkonstruktion - Erarbeitung von zusätzlichen Erkenntnissen zur Erweiterung des Bauteilkataloges in DIN 4109-33
Ausgangssituation
Bei der Planung moderner Büro- und Wohngebäude ist vor allem im Bereich der mehrgeschossigen Bauweise i.d.R. ein Flachdach oder ein flachgeneigtes Dach mit ausgebautem Dachgeschoss vorgesehen. Um den Ansprüchen aus Wärmeschutz, Statik, Brandschutz und Schallschutz gerecht zu werden, müssen diese Dachkonstruktionen einer ganzen Reihe von Kriterien entsprechen. Auch im Bereich des Schallschutzes variieren die Ansprüche je nach Ausführung und Nutzung des Dachelementes als reines Dachelement oder als begehbare Dachterrasse.
Im Rahmen des vorgeschalteten Forschungsvorhabens "Schallschutz von Flachdächern in Holzbauweise - Luft- und Trittschalldämmung von Flachdächern und Dachterrassen" wurden Planungsunterlagen für verschiedene Konstruktionsvarianten von Flachdächern, Dachterrassen und leicht geneigten Dächern für diese Einsatzbereiche erarbeitet. Die bauakustische Prüfung ergab für den Großteil der untersuchten Aufbauten erfreulich gute Werte und Planungsdaten für die Luft- und Trittschalldämmung, die nun als Vorlage für die Überarbeitung des Bauteilkatalogs der DIN 4109-33 zur Verfügung stehen. Überraschende Ergebnisse boten hingegen Gründachaufbauten mit Dränelementen und Speicherschutzmatten, deren Luftschalldämmung deutlich hinter vergleichbaren Dächern mit Kiesdachaufbau zurückblieb. Erste Untersuchungen der Ursachen zeigten eine deutliche Reduzierung der Schalldämmung durch die Dränelemente und Speicherschutzmatten. Geeignete Aufbauten für diesen Dachtyp konnten im Rahmen des Projekts nicht mehr erarbeitet werden. Hier bestand noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf.
Zielsetzung
Im vorliegenden Folgeprojekt lag der Fokus der Untersuchungen deshalb auf der schalltechnischen Wirksamkeit der einzelnen Bauteilschichten in Gründachaufbauten. Hierbei stand die Frage im Vordergrund, welche Bauteilschicht in welchem Maß zur Verringerung der Schalldämmung gegenüber einem üblichen Kiesdachaufbau beiträgt. Auf den Erkenntnissen aufbauend, sollten auch für Gründachaufbauten geeignete Planungsdaten für den Bauteilkatalog erarbeitet werden.
Vorgehensweise
Vom Referenzaufbau ausgehend, wurde hierzu zunächst die Veränderung der Schalldämmung durch den Einbau der Drainageebene und der Schutzlage (Faservlies) ermittelt. Die Ergebnisse zeigten eine eindeutige Reduzierung der Schalldämmung durch den Einbau der genannten Bauteilschichten.
Zur Variation der Schutzlage wurden zwei unterschiedliche Faservliese und eine Gummigranulatmatte untersucht. Die Ergebnisse zeigten keine nennenswerten Unterschiede. Die Variation der Drainageebene ergab hingegen einen deutlicheren Einfluss. Hier wurden Drainageelemente aus tiefgezogenem Kunststoff (HDPE oder PS), Elemente aus EPS und eine mineralische Drainage verglichen. Die mineralische Drainage war gleichwertig zum Referenzaufbau und damit deutlich besser als die HDPE, PS und EPS Drainageelemente.
Durch das zusätzliche Befüllen der HDPE- und PS-Drainageelemente mit Substrat konnte auf Grund der Masseerhöhung eine Verbesserung von 1 bis 3 dB erreicht werden.
Neben dem Einfluss der Bauteilschichten wurden auch die Grundkonstruktionen untersucht. Hier wurde eine Balkenlage mit abgehängter Unterdecke und ein Massivholzelement mit Beschwerung untersucht.
Für die Gründachaufbauten auf Balkenlage mit entkoppelter Unterdecke konnten auf Basis der geprüften Aufbauten Planungsdaten mit bewerteten Schalldämm-Maßen zwischen 64 dB und 70 dB zusammengestellt werden.
Ergebnisse
Für Gründachaufbauten mit Massivholzelementen kann der Gründachaufbau mit mineralischer Drainageebene empfohlen werden. Für Drainageebenen aus tiefgezogenem Kunststoff bietet sich eine zusätzliche Beschwerung des Dachelementes an, die sich auch positiv auf die Flankendämmung des Dachelementes bei Trennwänden im Dachgeschoss auswirkt. Gleiches kann durch eine entkoppelte Unterdecke erreicht werden, wie eine Berechnungen von Konstruktionsvarianten zeigte.
Als Forschungsoutput stehen somit für beide Grundkonstruktionen Aufbauvarianten zur Verfügung, die auch für den Einsatz im innerstädtischen Bereich mit höheren Außenlärmpegeln geeignet sind. Die Planungsdaten fließen in die aktuelle Überarbeitung der DIN 4109-33 ein. Die Anwendungsmöglichkeit der Projektergebnisse wird dadurch sichergestellt.
Der Forschungsansatz, geeignete Gründachaufbauten durch eine Variation der Bauteilschichten zu erarbeiten, konnte im Rahmen des Projektes umgesetzt werden. Die Hypothese allein durch Variation der Drain-, Speicher- und Schutzebenen geeignete Aufbauten zu finden, hat sich nur in Bezug auf die Drainageebene bestätigt. Hier wurden durch den Einsatz der mineralischen Drainageebene die Werte des Referenzaufbaus erreicht. Eine Variation der Speicher- und Schutzebene hatte hingegen einen zu geringen Einfluss auf die Schalldämmung um eine Wertung in Abhängigkeit der zusätzlich gemessenen Materialparameter (dynamische Steifigkeit und Dämpfung) zu erlauben.
Norbert Sack
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