Forschungsprojekt - Prognoseverfahren zur Schalldämmung von Holzständerwänden

 


Ausgangssituation

Die für Holzwände gebräuchlichen Werkstoffe und Konstruktionsvarianten lassen sich nahezu beliebig kombinieren. Von Holzbaufirmen, Bauherrn und Planern werden aus den unterschiedlichsten Gründen gewisse Baustoffe favorisiert bzw. abgelehnt. Jeder Planer setzt in „seiner" Wandkonstruktion die Werkstoffe ein, die seinen Rahmenbedingungen entsprechen.

Diesen vielfältigen Ausführungsvarianten steht ein sehr begrenzter Umfang an geprüften Konstruktionen in der derzeitigen DIN 4109 inkl. Beiblatt 1 gegenüber. Auch wenn in der zukünftigen Neufassung von DIN 4109 mehr Konstruktionen aufgeführt werden, so kann eine Beispielsammlung der Konstruktionsvielfalt des Holzbaus dennoch nicht gerecht werden.

Für den Planer ist es deshalb wünschenswert, auf ein Prognoseverfahren zugreifen zu können, mit dem die Schalldämmung der üblichsten Konstruktionsvarianten von Holzwänden mit hinreichender Genauigkeit anhand von Konstruktionsdetails und der eingesetzten Werkstoffe vorherbestimmt werden kann.

Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein entsprechendes Prognose­verfahren zu erarbeiten.

Vorgehensweise

In Anbetracht der vielfältigen Einflussparameter auf die Schalldämmung sowie im Hinblick auf die praktische Anwendbarkeit für den Benutzer wurde für das Prognoseverfahren zunächst ein empirisches Einzahl-Modell gewählt. Auf Anregung aus der Arbeitsgruppe wurden zusätzlich frequenzabhängige Berechnungsmodelle in die Untersuchungen mit einbezogen.

Für das empirische Einzahl-Modell wurde die Wandkonstruktion in eine Grundwand und verschiedene Zusatzmaßnahmen aufgegliedert. Die Schalldämmung der Grundwand bildet hierbei die Basis für die weitere Prognose. Verschiedene Zusatzmaßnahmen, die auf die Grundwand aufgebracht werden, wurden hinsichtlich ihrer akustischen Wirksamkeit geprüft und bekamen ein jeweiliges Verbesserungsmaß zugeordnet. Die frequenzabhängige Berechnung wurde ausschließlich für die Grundwand durchgeführt.

Ergebnisse

Zur Analyse der Schalldämmung wurden die zum Teil komplexen Wandkonstruktionen in funktionale Schichten aufgeteilt, denen ein Schalldämm-Maß bzw. ein Verbesserungsmaß zur Charakterisierung ihrer bauakustischen Wirkungsweise zugeordnet wurde. Die einzelnen Schalldämm-Maße und Verbesserungsmaße wurden über eine statistische Auswertung mit den Materialeigenschaften der einzelnen Werkstoffe verknüpft. Hieraus konnte ein Prognosemodell abgeleitet werden, mit dem die Schalldämmung von komplexen Wandkonstruktionen allein auf Grundlage der eingesetzten Werkstoffe ermittelt werden kann.

Das Prognoseverfahren wurde anhand von 291 eigenen Datensätzen von unterschiedlichen Wandkonstruktionen erarbeitet und mit 31 unabhängigen Datensätzen anderer Prüfinstitute verifiziert. Die Standardabweichung der Differenz zwischen Messwert und Prognosewert lag bei der Verifikation mit 1,9 dB in dem Bereich der üblichen bauakustischen Unsicherheiten.

Für die frequenzabhängige Berechnung der Schalldämmung von Holzständerwänden wurden zwei Verfahren aus der Literatur (Sharp und Davy) ausgewählt. Die Berechnungsergebnisse dieser Modelle wurden durch den Abgleich mit 96 Messergebnissen für Grundwände aus der Datenbank des ift Schallschutzzentrums überprüft. Die Modelle konnten durch Ansätze aus der Literatur und eigenen Erkenntnissen erweitert und in ihrer Genauigkeit verbessert werden. Ein abschließender Vergleich der erweiterten Modelle mit den Messergebnissen zeigte die Grenzen der Modelle auf, die aufgrund ihrer grundlegenden Annahme eines hochabsorbierenden Hohlraumes die deutlichen Resonanzeinbrüche der modalen Kopplung von Beplankungen nicht abbilden konnten. Hier ist eine Modifizierung des Modellierungsansatzes erforderlich.

Projektinformationen


Projektleiter:
Dipl.-Ing. Andreas Rabold

Projektmitarbeiter:

Projektlaufzeit:
11/2005 bis 10/2007

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