18.02.2019 | Ausgabe 1-2/2019

Bauakustische Bemessung auf hohem Niveau

Mehrgeschossbauten mit Ziegelmauerwerk

Die Rechenregeln der EN 12354-1 wurden für hochwärmedämmendes Ziegelmauerwerk in eine Zulassung überführt. Bereits im Jahr 2010 konnte ein baurechtlich anerkanntes Bemessungsverfahren für die bauakustische Planung mit hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk zur Anwendung gebracht werden. / Quelle: tdx / Mein Ziegelhaus / Lebensraum Ziegel

Die Anforderungen an Gebäude sind umfangreich und umfassen nicht mehr nur die Belange der Tragwerksplanung und  des Wärmeschutzes. Mittlerweile hat der Schallschutz innerhalb von Gebäuden und gegenüber Geräuschen von außen einen zum Teil sehr hohen Stellenwert in der Erwartungshaltung der Nutzer eingenommen. Mit hochwärmedämmenden monolithischen verfüllten Ziegelaußenwänden werden Einfamilienhäuser sowie Mehrgeschossgebäude wirtschaftlich und werterhaltend mit einem zuverlässig planbaren hohen bauakustischen Wohnkomfort errichtet.

Produktentwicklungen an monolithischem Ziegelaußenmauerwerk  haben in den vergangenen Jahrzehnten dazu geführt, dass sich mit neuen Lösungen hochwärmedämmende Mauerziegel schalltechnisch verbessern ließen, indem Lochbilder optimiert und die Hohlräume mit wärmedämmenden Materialien verfüllt wurden.

Die in der Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel organisiertenZiegelhersteller setzen seit vielen Jahren um, dass jedes Produkt nur schalltechnisch geprüft auf den Markt gebracht wird. Es wurde und wird seitdem intensiv in Forschung,  Entwicklung und Baustoffprüfung investiert, um die Schalldämmung der Produkte zu verbessern und die für die sichere bauakustische Bemessung relevanten Produktparameter zu ermitteln. Hierzu zählen beispielsweise umfangreiche Forschungsvorhaben und Messreihen zur Ermittlung von Stoßstellendämm-Maßen und der Direktschalldämmung.

Bauphysikalische Eigenschaften von monolithischem Ziegelaußenmauerwerk 
Durch die integrierte Wärmedämmung in monolithischem Ziegelaußenmauerwerk kann auf ein zusätzliches Dämmsystem verzichtet werden – auch ohne Wärmedämmschichten werden an den Wandoberflächen sehr niedrige Wärmedurchgangskoeffizienten erreicht.

Damit umgeht der Planer das Risiko einer Reduzierung  der Schalldämmung der Außenwandkonstruktion. Durch eine zusätzliche Dämmschicht an einer massiven Tragwand können Resonanzen entstehen, die in diskreten Frequenzbereichen die Schalldämmung der Tragwand verschlechtern, denn nicht alle Wärmedämmsysteme bieten ein neutrales Schwingungsverhalten. Resonanzen können sich insbesondere im tieffrequenten Bereich – also gerade bei innerstädtischem Verkehrslärm – sehr unangenehm auf die akustische Qualität eines Außenbauteils auswirken.

All diese schalltechnischen Parameter, die sich negativ auf die Schalldämmung der Außenbauteile auswirken können, müssen weder in der Planung, noch in der Bauausführung sowie Abnahme berücksichtigt werden, wenn ein nachgewiesenes und bestätigtes monolithisches Außenwandziegelsystem für den Geschossbau verwendet wird.

Auch aus Gründen des Brandschutzes ist monolithisches Mauerwerk einer Konstruktion mit einem Wärmedämm- Verbundsystem vorzuziehen, da kein Risiko besteht, an der Fassade eine zusätzliche Brandlast zu installieren.

Bauakustische Planung nach europäischer Norm 
Das normative Rechenverfahren zur Schallschutzplanung hat sich in den vergangenen Jahren erheblich geändert. Bis vor einigen Jahren wurde weitestgehend nach Beiblatt 1 zu DIN 4109:1989 [1] geplant – ein Prognoseverfahren, welches stark auf Pauschalierungen unter Anwendung von Tabellen basierte. Dieses Regelwerk konnte jedoch nur mit mäßig guter Prognosesicherheit die Produkte des 21. Jahrhunderts abbilden.

Die Ziegelindustrie hat diesen Malus früh erkannt und  mit dem Erscheinen von EN 12354-1:2000 [4] auf „Zukunft“  mgeschaltet. Diese europäische Norm beschreibt ein komplett neues Prognoseverfahren, in dem die Schallübertragung präziser erfasst und durch Bildung einer (schall-)energetischen Bilanzierung aller an der Schallübertragung beteiligten Bauteile ermittelt wird.

Die Ziegelindustrie hat initiiert, dass die Rechenregeln der EN 12354-1 für hochwärmedämmendes Ziegelmauerwerk  in eine Zulassung überführt wurden. So konnte mit Veröffentlichung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-23.22-1787 [5] bereits im Jahr 2010 ein baurechtlich anerkanntes Bemessungsverfahren für die bauakustische Planung mit hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk zur Anwendung gebracht werden.

Diese Rechenmethode wurde 2016 gerade wegen der hohen Prognosesicherheit in DIN 4109-2 übernommen.  Damit ist die genauere Berücksichtigung der Übertragung von Schallenergie über die einzelnen flankierenden Bauteile sehr gut und einfach berechenbar. Mit „flankierend“ sind die Bauteile gemeint, die an das trennende Bauteil meist biegesteif anschließen. Die Bauteilknoten zwischen dem trennenden Bauteil und den flankierenden Bauteilen  bezeichnet man als Stoßstellen, welche physikalisch durch as Stoßstellendämmmaß beschrieben werden.

Weitere wesentliche Werte zur Berechnung der Schallübertragung sind die Direktschalldämm-Maße des trennenden  Bauteils und der flankierenden Bauteile. Diese gehen ebenso in die Energiebilanz ein und bestimmensomit das resultierende bewertete Schalldämm-Maß der Gesamtkonstruktion.

Stoßstellendämm-Maße und Direktschalldämm-Maße von Konstruktionen mit hochwärmedämmenden Ziegel- Außenwänden können nicht wie bei homogenen Materialien aus der flächenbezogenen Masse berechnet werden. Diese wichtigen Kenngrößen werden durch normativ geregelte  Messungen ermittelt und können dann im Rechenverfahren  ch o. g. Zulassung Z-23.22-1787 bzw. mittlerweile  nach DIN 4109-2 angesetzt werden.

Prognosegenauigkeit des Bemessungsverfahrens für Ziegelaußenmauerwerk
Durch die Anwendung des Verfahrens nach Zulassung  Z-23.22-1787 hat die Ziegelindustrie seit 2010 Erfahrung in der Anwendung der neuen europäischen Rechenregeln gesammelt und konnte nachweisen, dass Rechenprognose und Prüfwerte am fertigen Gebäude übereinstimmen.2016 wurde in einer umfangreichen Studie [6] die Prognosegenauigkeit  des Verfahrens für Gebäude aus Ziegelmauerwerk validiert. Die Außenwände der untersuchten Gebäude bestanden aus hoch wärmedämmendem verfüllten Ziegelmauerwerk. Die Innenwände waren vorwiegend auch in Ziegelbauweise hergestellt. Ergebnis ist, dass das von der Bauaufsicht für alle Bauarten geforderte Ziel, dass der Prognosewert in mindestens 85 % aller Gebäude einzuhalten ist, sehr gut nachgewiesen wurde. Dabei wird der normativ geltende Sicherheitsbeiwert von 2 dB berücksichtigt.

Die folgende Grafik (1) aus vorgenannter Studie zeigt den Vergleich aller Prüfwerte von Wohnungstrenndecken, deren flankierende Außenwände aus hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk bestehen.

Bei allen Werten, die auf oder über der roten Linie liegen, ist der Prüfwert mindestens so hoch wie der Rechenwert. Nur bei wenigen Situationen, die einer mangelhaften  Ausführungsqualität geschuldet sind, wird derRechenwert (quasi „mit Ansage“) nicht erreicht.

Ein sehr ähnliches Ergebnis zeigt sich in der analogen  Darstellung für massive Wohnungstrennwände mit flankierenden Außenwänden ebenso aus hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk.

Diese Studie belegt, dass eine sehr gute Übereinstimmung zwischen rechnerischer Prognose und dem durch Messungen ermittelten Prüfwert des bewerteten Luftschalldämmmaßes besteht. Die prognostizierten Werte werden mindestens erreicht bzw. teilweise weit überschritten.

 

 

Bildschirmansicht der Benutzeroberfläche der Software ‚Modul Schall 4.0‘ / Quelle: Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel e.V.

Planungswerkzeug „Modul Schall 4.0“ Eines der obersten Ziele für alle am Bau Beteiligten ist eine  zuverlässige bauakustische Prognose!

Zur Vereinfachung der schalltechnischen Planung von Konstruktionen mit hoch wärmedämmenden monolithischen Mauerziegeln bietet die Ziegelindustrie seit der Veröffentlichung der Normenreihe DIN 4109:2016 [2] die Bauphysiksoftware „Modul Schall 4.0“ an. Neben den normativ geregelten Baustoffen sind die bauakustisch relevanten Produktparameter, wie Direktschalldämm-Maße und Stoßstellendämm-Maße von hoch wärmedämmenden monolithischen Ziegel-Außenwänden hinterlegt.

Die folgende Grafik (3) zeigt eine Bildschirmansicht der Benutzeroberfläche der Software „Modul Schall 4.0“.

Die Software bietet zur Berechnung eine kompakte  und übersichtliche Eingabemaske sowie eine umfassende  rgebnisausgabe.

Das „Modul Schall 4.0“ kann kostenfrei über die Internetseite der Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel e. V. (www.schallrechner.de) bezogen werden.

Fazit
An dem Ziel, Bauvorhaben in einem wirtschaftlich darstellbaren  Kostenrahmen bei gleichzeitig hohem Wohnkomfort zu realisieren, arbeitet die Ziegelindustrie bereits seit vielen Jahren. Mit hoch wärmedämmendem, monolithischem Ziegelmauerwerk können Einfamilienhäuser und Mehrgeschossbauten mit bis zu neun Vollgeschossen in einem ausgewogenen Verhältnis von thermischem und bauakustischem Wohnkomfort sowie Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit  entstehen.

Für die bauakustische Planung von Gebäuden mit Ziegelaußenwänden liegen langjährige Erfahrungen durch  die Anwendung eines zulassungsgerechten Bemessungsverfahrens vor. Aufgrund einer umfangreichen Datenbank mit produktspezifischen Direktschalldämm-Maßen und Stoßstellendämm-Maßen lässt sich die Schalldämmung in der Planungsphase verlässlich kalkulieren. Unter Anwendung der Bauphysiksoftware „Modul Schall 4.0“ wird der bauakustische Nachweis für die vertikale und horizontale Schallübertragung innerhalb von Gebäuden und zum Schutz gegen Außenlärm softwaregestützt schnell und sicher geführt.


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