4. HolzBauSpezial Akustik & Brandschutztage 2013
Stoßstellendämmung, elastische Zwischenschichten – Flankenübertragung bei Gebäuden in Massivholzbauweise |Hendrik Reichelt14. HolzBauSpezial Akustik & Brandschutztage 2013

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Stoßstellendämmung, elastische
Hendrik Reichelt

Zwischenschichten–Flankenübertragung bei Gebäuden

in

Massivholzbauweise|

Stoßstellendämmung, elastische Zwischenschichten – Flankenübertragung bei Gebäuden
in Massivholzbauweise

Hendrik Reichelt
Getzner Werkstoffe GmbHBürs, Österreich4. HolzBauSpezial Akustik & Brandschutztage 2013
Stoßstellendämmung, elastische Zwischenschichten – Flankenübertragung bei Gebäuden in Massivholzbauweise |Hendrik Reichelt

Stoßstellendämmung, elastische Zwischenschichten – Flankenübertragung bei Gebäuden
in Massivholzbauweise
1. Einleitung
Die Schallübertragung zwischen zwei Räumen wurde in den letzten Jahren für die unterschiedlichsten Bauweisen untersucht und beschrieben. Für die Massivbauweise liegen Normen für Prognosemodelle vor, z. B. die DIN EN 12354. Für die Holzbauweise fehlt eine solche Norm, es sind jedoch umfangreiche grundlegende Untersuchungen zur Beurteilung derschalltechnischen Qualität von Holzgebäuden vorhanden. Neben der Beurteilung desSchalldurchgangs durch das Trennbauteil wird auch die Schall-übertragung über die Flanken
berücksichtigt.
Speziell für die Massivholzbauweise hat die Holzforschung Austria (HFA) im Mai 2009 den
Detailkatalog „Deckenkonstruktionen für den mehrgeschossigen Holzbau“ [1] veröffentlicht.
Neben dieser Arbeit zeigen auch Untersuchungen am ift Rosenheim [2] und der HS Rosenheim [3], dass sich das Stoßstellendämmmaß durch die Anordnung von elastischen Zwischenschichten deutlich verbessern lässt.
Im Bereich der Modulbauweise, bei welcher der Schalldurchgang durch die Trennbauteile
aufgrund der Konstruktion sehr gut verhindert wird, ist die schalltechnische Entkopplung
durch elastische Zwischenschichten der einzelnen Module eine gängige und sinnvolle Maßnahme. Untersuchungen von Ökvist et al. [4] belegen dies.
Die Idee bei diesen Anwendungen ist, die Schallübertragung über die Übertragungswege Fd, Dfund Ff, wie in Abbildung 1 dargestellt, durch eine
Schwingungsentkopplung der Bauteile mittels elastischer Materialien bestmöglich zu unterbinden.
Die Herausforderung bei der Auswahl geeigneter
elastischer Lager besteht darin, dass die Lagereinerseits den einwirkenden Kräften aus Eigengewicht der Bauteile und der Verkehrslasten
dauerhaft standhalten müssen, andererseits elastisch genug sein müssen, um eine möglichst geringe Abstimmfrequenz des Schwingungssystems
zu erzielen. Dabei soll ein Frequenz-verhältnis f/f0
von mindestens √2 eingehalten werden, wobei f dieniedrigste zu dämmende Frequenz und f0 die Abstimmfrequenz des Masse-Feder-Systems ist. Eine
Beispielrechnung ist im Detailkatalog der HFA [1]angeführt.
Die auf Polyurethan-Werkstoffen basierenden
Typenreihen Sylomer® und Sylodyn® sind hierfür
hervorragend geeignet. Die mit Unternehmen ausder Holzbaubranche entwickelte Lösung konnte
bereits mehrfach erfolgreich umgesetzt werden.

Df FdDd

FfAbbildung 1:
Schematische Darstellung der Schallübertragungswege3

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inMassivholzbauweise|

2. Verwendung der elastischen Zwischenschichten
In einem Gebäude treten aufgrund geometrischer und nutzungsbedingter Gegebenheiten
unterschiedliche vertikale Lasten auf. Um den oben angesprochenen Kriterien gerecht zu
werden, stellt Getzner die Sylodyn® Typenreihe mit unterschiedlichen Steifigkeiten und Breiten zur Verfügung.

Abbildung 2: Sylodyn® Typenprogram für die Holzbauweise (* Lasten sind im GZG zu ermitteln)

Durch die Verwendung der Sylodyn® Typenreihe sind Abstimmfrequenzen f0 ≤ 23 Hz möglich. Die maximal zulässige Pressung kanndabei 1,5 N/mm² betragen. Treten höhere Belastungen - z. B. unter
Stützen - auf, kann auf die ergänzenden Produkte Sylodyn® HRBHS 3000 und HRB-HS 6000 zurückgegriffen werden, die mit bis zu
6 N/mm² belastet werden können.
Um eine statische Verbindung der Bauteile, in diesem Fall zwischen
Wand und Decke, zu ermöglichen und dabei gleichzeitig Schallbrücken zu vermeiden, wurde gemeinsam mit Simpson Strong-Tie®
der ABAI 105 entwickelt.

2.1.

Abbildung 3: ABAI 105,Simpson Strong-Tie®

Bemessung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG)

Für die Ermittlung der schalltechnisch optimalen Steifigkeiten der elastischen Zwischenschichten wird der Nachweis mit den Lasten im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
geführt. Die charakteristischen ständigen Eigenlasten werden mit den charakteristischen
veränderlichen Verkehrslasten addiert. Je nach Verwendung der Räume werden die charakteristischen veränderlichen Verkehrslasten in Anlehnung an die DIN 1055-100 mit dem Kombinationswert ψ2 abgemindert.

2.2.

Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT)

Der Nachweis der Standsicherheit des Gebäudes wird wie gewohnt im Grenzzustand derTragfähigkeit geführt. Für den Bemessungswert des Tragwiderstandes Rd der Sylodyn® Typenreihe wird der Wert für die maximal zulässigen Lastspitzen – seltene, kurzzeitige Lasten– angesetzt.

2.3.

Brandschutz

Die Werkstoffe Sylodyn® und Sylomer® sind nach DIN EN 13501-1
der Klasse E eingestuft. Untersuchungen der HFA [1] zeigen, dassdie Anschlussfuge in der Massivholzbauweise mit elastischen Lagern aus Sylodyn® einer Branddauer von mindestens 60 Minutenstandhält.

Abbildung 4: Detail nach
Brandversuch, HFA

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3.

Projekt BV Meickl St. Johann in Tirol

2011 errichtet das Holzbau-Unternehmen Raimund Meickl aus St. Johann in Tirol, Österreichein Wohnhaus für 3 Wohneinheiten nach Passivhaus-Standard. Für den Bauherren Martin
Meickl war dabei wesentlich, dass neben einem energetisch und klimatisch ausgezeichnet
funktionierenden Gebäude auch höchste Anforderungen an schalltechnische Randbedingungen erfüllt werden. Aus diesem Grund fiel die Wahl des Baumaterials auf BrettsperrholzElemente die durch elastische Zwischenschichten entkoppelt wurden. Im Erdgeschoss sind 2Wohnungen nebeneinander angeordnet, die unter einer weiteren Wohnung liegen, die sichüber das 1. und 2. Obergeschoss erstreckt.
An diesem Objekt bestand die Möglichkeit Schallmessungen zweier unterschiedlicher Situationen vorzunehmen. Nach Fertigstellung des Fußbodenaufbaus und Befestigung von verputzten Holzweichfaserplatten (HWF), in denen die elektrische Leitungsführung realisiert ist,
wurde eine erste Luft- und Trittschallmessung durchgeführt (Situation 1). Eine zweite Messung erfolgte nach der Montage der entkoppelten abgehängten Decke (Situation 2).

Abbildung 5: Rendering BV Meickl

3.1.

Einbau der elastischen Zwischenschichten und Verbindungsmittel

Für den Einbau der elastischen Lager wurde im Vorfeld nach Vorgaben der Statik ein Verlegeplan erstellt. Nach dem Aufstellen des Erdgeschosses wurden entsprechend diesem Verlegeplan die Sylodyn® Streifen auf der Oberseite der Erdgeschosswände angebracht.

Abbildung 6: Aufstellen der Erdgeschosswände

Abbildung 7: Verlegen der Sylodyn® Lager5

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Zwischenschichten–Flankenübertragung bei GebäudeninMassivholzbauweise|Die Deckenelemente liegen auf den elastischen Lagern auf, wobei letztere über eine entkoppelte Verschraubung mit den Wandelementen verbunden sind. Um Körperschall-brücken
zwischen Schraube und Deckenelement zu vermeiden, wurden die Schrauben-löcher vorgebohrt und unter dem Schraubenkopf eine Beilagscheibe mit einer elastischen Unterlage angeordnet.

Abbildung 8: Vorbohren der Schraubenlöcher

Abbildung 9: Verschrauben mit elastischer Unterlage

Auf der Decke wurden anschließend die elastischen Lager nach Verlegeplan aufgelegt unddie Wandelemente des ersten Obergeschosses auf diesen aufgestellt.

Abbildung 10: Verlegte Sylodyn® Lager

Abbildung 11:Aufstellen der OG Wandelemente

Zur statischen Verbindung der Wandelemente mit den Deckenelementen wurde der ABAI
105 mit Hilfe einer Setzhilfe, die eine optimale Vorspannung der elastischen Zwischenschichten im Winkel garantiert, auf der Decke verschraubt und an den Wandelementen vernagelt.

Abbildung 12: Verschrauben des Winkels

Abbildung 13: Vernageln des Winkels

Durch diese Maßnahmen ist die Entkopplung zwischen Erdgeschoss und 1. Obergeschoss
konsequent durchgeführt.

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3.2.

Ergebnisse der Schallmessungen, Situation 1

Die Luft- und Trittschallmessungen erfolgten an zwei Orten zwischen 1. Obergeschoss undErdgeschoss, siehe Abbildung 14.

Abbildung 14: Grundrisse der Etagen mit den Positionen für die Schallmessungen

Die Decke und die überwiegende Anzahl der Wände sind entsprechend Tabelle 1aufgebaut.
Tabelle 1: Aufbau der Decke und der Wand Situation 1

Deckenaufbau:
80 mm
Zementestrich
35 mm
Trittschalldämmung, SD: 9MN/m³
80 mm
Kiesschüttung
182 mm Brettsperrholz (BSP), fünflagig

Wandaufbau:
60 mm
HWF verputzt
94 mm
BSP, dreilagig

Die in Tabelle 2 angeführten Messergebnisse sind für den bewerteten Normtrittschall-pegelam Bau L’n,w, den bewerteten Standard-Trittschallpegel am Bau L’nT,w sowie für das bewertete Bau-Schalldämmmaß R’w und die Standard-Schallpegeldifferenz am Bau DnT,w ausgewertet worden.
Tabelle 2: Ergebnisse der Schallmessungen Situation 1Messung 1.1
Messung 1.2

L´n,w
47 dB
46 dBR´w
59 dB
59 dBL´nT,w
43 dB
44 dBDnT,w
60 dB
61 dB

Zusätzlich wurden die einzelnen Flanken auf ihre Schallabstrahlung untersucht. Die Schallabstrahlung des Trennbauteils (Decke) lag über 10 dB höher als die Schallabstrahlung derWände. Dies weist darauf hin, dass die Schallübertragung in maßgeblichem Umfang überdas Trennbauteil erfolgt und die Flanken aufgrund der elastischen Entkopplung nur einengeringen Beitrag zur Schallübertragung zwischen 1. Obergeschoss und Erdgeschoss leisten.

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3.3.

Zwischenschichten–Flankenübertragung bei Gebäuden

inMassivholzbauweise|Ergebnisse der Schallmessungen, Situation 2Die Ergebnisse aus Situation 1 bestätigen, dass die geplante Maßnahme, die Decke mit einer elastisch entkoppelten abgehängten Decke zu versehen, sehr sinnvoll ist. Denn die abgehängte Decke wird die Schallübertragung durch das Trennbauteil weiter reduzieren. NachFertigstellung der abgehängten Decke wurden an denselben Orten wie bei Situation 1, vgl.
hierzu Abbildung 14, erneut Schallmessungen durchgeführt. Der Aufbau der Decke undWand ist in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3: Aufbau der Decke und der Wand Situation 2

Deckenaufbau:
9 mm
Laminat, inkl. ca. 1,5 mm Kork
80 mm
Zementestrich
35 mm
Trittschalldämmung, SD: 9MN/m³
80 mm
Kiesschüttung
182 mm Brettsperrholz, fünflagig
75 mmHohlraumdämmung zwischen
Lattung an Direktabhängern durch
Sylodyn® entkoppelt
12,5 mm Gipskartonplatte

Wandaufbau:
60 mm
HWF verputzt
94 mm
Brettsperrholz

Die Ergebnisse der Schallmessungen der Situation 2 können der Tabelle 4 entnommen werden. Die Verbesserung der Schallkennwerte liegt sowohl beim Trittschall wie beim Luftschallzwischen 11 dB und 14 dB. Damit bestätigt sich, dass alle Schallschutz-massnahmen ausgezeichnet zusammenspielen und dass ein hervorragender Schallschutz im Massivholzbau
mit den geeigneten Maßnahmen möglich istTabelle 4: Ergebnisse der Schallmessungen Situation 2Messung 2.1
Verbesserung

L´n,w
34 dB
13 dBR´w
70 dB
11 dB

L´nT,w
31 dB
12 dB

DnT,w
71 dB
11 dB

Messung 2.2
Verbesserung

32 dB
14 dB

73 dB
14 dB

30 dB
14 dB

75 dB
14 dB

4. Projekt Seniorenwohnhaus Hallein (SWH)
In Hallein / Salzburg, entsteht 2012 und 2013 der erste 5-stöckige Holzmodulbau inÖsterreich. Das erste Geschoss, in Stahlbetonbauweise mit allgemeiner Nutzung fürVerwaltung, Therapie, Personalräume und Produktionsküche trägt vier Wohngeschosse inModulbauweise. Insgesamt bieten die 136 Wohnmodule, hergestellt mit Brettsperrholzelementen, Platz für 128 Einzelzimmer und 8 Doppelzimmer. Auf die von Kaufmann C. [5]dargestellten Vorteile dieser Bauweise wird hier nicht näher eingegangen.

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Die einzelnen Wohnmodule, bestehend aus
BSP Wand-, Boden- und Deckenelementen, werden im Werk inklusive Fußbodenaufbau
undderkompletten
Inneneinrichtung vorgefertigt. Anschließend
werden sie auf Transportern auf die Baustelle geliefert, wo sie aufeinander gestellt werden. Auf Grund dieser Konstruktion, dargestellt in Abbildung 16, ist die direkte Schallübertragung über das Trennbauteil (Decke)zwischen den übereinanderliegenden Modulen sehr gut verhindert. Durch die Entkopplung der Module mit elastischen Zwischenschichten wird die Schallübertragung überdie Flanken erfolgreich reduziert.

4.1.

Elastisches Lager

Abbildung 15: Rendering Seniorenwohnhaus Hallein (Quelle: SPS Architekten ZT GmbH [6])Modul oben

Fußbodenaufbau
BSP Bodenplatte
Dämmung
BSP Deckenplatte

Modul unten

Abbildung 16: Schematische Darstellung (Eckdetail)der entkoppelten Module

Schallmessung der Wohnmodule

Vor Auslieferung der fertig produzierten Module bestand die Möglichkeit Schallmessungendurchzuführen. Es wurden zwei Einheiten nebeneinander angeordnet. Die eine Einheit bestand aus drei, die andere Einheit aus zwei übereinander gestapelten Modulen. Dies ermöglichte umfangreiche schalltechnische Untersuchungen in horizontaler, vertikaler und diagonaler Richtung zwischen den Modulen vorzunehmen (Abbildung 17 und Abbildung 18). In diesem Bericht wird ausschließlich auf die Messungen eingegangen, welche die elastische Lagerung betreffenden.

Abbildung 17: Aufeinander gestapelte Module

Abbildung 18: Stapeln der Module (Quelle: Künz)

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Zwischenschichten–Flankenübertragung bei GebäudeninMassivholzbauweise|Um Vergleiche anstellen zu können, wurden die ca. 11 Tonnen schweren Module einmal
ohne elastische Lager (Situation 1), einmal getrennt mit Sylomer® Streifen (Situation 2) undeinmal getrennt durch Sylodyn® Streifen (Situation 3) aufeinander gestellt (dargestellt in Tabelle 5). Die Auswahl des Sylomer® bzw. Sylodyn® Typs wurde nach Vor-gaben der Statik
bemessen.
Tabelle 5: Zusammenstellung des Messaufbaus und der Ergebnisse

Situation 1
Schallmessung ohneelastische Lager

Situation 2
Schallmessung mitSylomer® LagerSenderaum

Senderaum

Empfangsraum

Situation 3
Schallmessung mit
Sylodyn® Lager

Senderaum

Empfangsraum

Empfangsraum
DnT,w (C; Ctr)
Verbesserung

54 (-2;-6) dB---

62 (-2;-7) dB
8 dB

67 (-2;-8) dB
13 dB

L’nT,w (Ci)Verbesserung

50 (0) dB---

43 (0) dB
7 dB

36 (1) dB
14 dB

Die Ergebnisse zeigen, dass ohne Einsatz der elastischen Lager die Mindestanforderung derNorm sowohl für den Luftschall (DnT,w ≥ 55 dB) sowie für den Trittschall (L’nT,w ≤ 48 dB) nichterfüllt sind. Für beide Situationen, bei denen elastische Lager verwendet wurden, konnten
die Vorgaben für einen erhöhten Schallschutz sowohl für den Luftschall (DnT,w ≥ 58 dB) sowie
für den Trittschall (L’nT,w ≤ 43 dB) erreicht werden.

5. Danksagung
Der Autor bedankt sich bei den Firmen Raimund Meickl GmbH, Kaufmann Bausysteme
GmbH und Kaufmann Zimmerei und Tischlerei GmbH für die Möglichkeit die umfang-reichen
Untersuchungen an ihren Bauvorhaben durchführen zu können. Sowie bei den Bauphysikern
Herrn Hans Peter Buschbacher und Herrn Lothar Künz mit seinem Team für die Durchführung der jeweiligen Schallmessungen.

6. Literatur
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]

Holzforschung Austria, Detailkatalog „Deckenkonstruktionen für den Mehrgeschossigen Holzbau, 1. Auflage Mai 2009, ISBN 978-3-9502526-3-7
Rabold, A., Schalltechnische Lösungen für Massivholzelemente in der Geschossbauweise, 4. Europäischer Kongress für energieeffizientes Bauen mit Holz 2011
Schramm, M., Vertikale Flankenübertragung bei Massivdecken, Diplomarbeit Fachbereich Holztechnik, HS Rosenheim 2008Ökvist R., Ljunggren F., Agren A., Variation in sound insulation in multi-storey lightweight timber constructions, Intern Noise 2009, Ottawa, Canada, 2009
Kaufmann C., Bauen in 3D – modulares Bauen in neuen Ansätzen und Massstäben,Tagungsband 18. Internationales Holzbauforum, Garmisch-Patenkirchen 2012
Sps Architekten, Neubau Seniorenwohnhaus Hallein Projektbeschreibung,
http://www.proholz.at/fileadmin/proholz/media/Projektbeschreibung_Hallein.pdf
Download 12.01.2013