Akustik und Schallschutz: Grundlagen, Planung, Beispiele [1., Aufl.] 9783955530174, 9783920034232

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∂ Praxis

Akustik und Schallschutz Grundlagen Planung Beispiele

Eckard Mommertz Müller-BBM

Edition Detail

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Akustik und Schallschutz Grundlagen Planung Beispiele

Eckard Mommertz Müller-BBM

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Autor: Eckard Mommertz, Dr.-Ing. Müller-BBM, Planegg Mitarbeit: Gunter Engel, Dipl.-Phys., Dipl.-Tonmeister Martina Freytag, Dipl.-Ing. Gerhard Hilz, Dipl.-Ing. Andreas Meier, Dr.-Ing. Michael Prüfer, Dipl.-Ing. Elmar Schröder, Dipl.-Phys. Alexander Schröter, Dipl.-Ing. Alle, die inhaltlich an diesem Buch mitgewirkt haben, sind Mitarbeiter von Müller-BBM, einem Ingenieurbüro mit über 250 Mitarbeitern, mit Kernkompetenzen in den Bereichen Hochbau, Umwelt und Technik. So konnten in das Buch die langjährigen Erfahrungen aus zahlreichen Projekten einfließen, an denen Müller-BBM in Sachen Akustik und zum Teil auch darüber hinaus beteiligt war. Dazu zählen auch nahezu sämtliche Projekte, die in Form von Fotos und als Beispiele genannt sind. Redaktion und Lektorat: Melanie Schmid, Dipl.-Ing. Redaktionelle Mitarbeit: Nicola Kollmann, Dipl.-Ing.; Marion Linssen; Florian Metzeler Zeichnungen: Caroline Hörger, Dipl.-Ing.; Daniel Hajduk, Dipl.-Ing. © 2008 Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München Ein Fachbuch aus der Redaktion DETAIL

ISBN: 978-3-920034-23-2 Gedruckt auf säurefreiem Papier, hergestellt aus chlorfrei gebleichtem Zellstoff. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich das des auszugsweisen Abdrucks, der Übersetzung, der fotomechanischen Wiedergabe und der Mikrokopie. Die Übernahme des Inhalts und der Darstellungen, ganz oder teilweise, in Datenbanken und Expertensysteme, ist untersagt.

DTP & Produktion: Simone Soesters Druck: Aumüller Druck, Regensburg 1. Auflage 2008

Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG Sonnenstraße 17, D-80331 München Telefon: +49/89/38 16 20-0 Telefax: +49/89/39 86 70 www.detail.de

∂ Praxis Akustik und Schallschutz

Inhalt

6

Einführung

8

Kennzeichnung und auditive Wahrnehmung von Schall

12

Raumakustik

24

Bauakustik

38

Schallschutz im Städtebau

48 56

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Ausführungsbeispiel: Stadthaus in München

58 66

Büro- und Verwaltungsgebäude Ausführungsbeispiel: Bürogebäude Swiss Re in München

68 75

Schulen und Kindergärten Ausführungsbeispiel: Grundschule in Erding

78 80

Hörsäle, Kongresssäle und Plenarsäle Ausführungsbeispiel: Zollverein School of Management and Design in Essen

82 85 88

Kleine Räume für Musik Ausführungsbeispiel: Musikschule in Grünwald Ausführungsbeispiel: Umbau eines Offizierskasinos in eine Musikschule in Landshut

90 103 104

Klangräume Ausführungsbeispiel: Oper in Hangzhou Ausführungsbeispiel: Philharmonie in Essen

106

Kirchen

108 111 112

Anhang Behörden, Institute und Verbände, Literatur, Normen und Richtlinien, Hersteller Sachregister Bildnachweis

Einführung

»Akustik« stammt aus dem Griechischen (ακουειν: hören) und ist die Lehre vom Schall. Sie befasst sich im weiteren Sinne mit der Erzeugung, Übertragung, Analyse und Wahrnehmung von Schall. Bereits vor über 2500 Jahren untersuchte Pythagoras musikalische Zusammenhänge, und in der Baukunst beschreibt Vitruv (ca. 70 – 10 v. Chr.), wie Amphitheater akustisch gestaltet werden sollen. Im 19. Jahrhundert avancierte die Akustik zu einer wissenschaftlichen Disziplin, in der seit dem frühen 20. Jahrhundert auch die Akustik in Räumen und Gebäuden vertreten ist. Mit dem Begriff einer »guten Akustik« werden heute zumeist berühmte Konzertsäle oder auch antike Amphitheater assoziiert. Doch letztlich hat jedes Gebäude und jeder Raum eine akustische Dimension. Hören und Verstehen sind Grundvoraussetzungen der Kommunikation, und die akustische Raumrückwirkung beim Sprechen oder Musizieren ist essenziell, eindringender Lärm stört und kann sogar gesundheitsbelastend sein. In den meisten Fällen wird ein Raum auditiv nicht bewusst wahrgenommen. Dies ändert sich, wenn der Höreindruck nicht den Erwartungen entspricht: Die schlechte Verständlichkeit des Vortragenden im Seminarraum, der ablenkende Geräuschpegel in der offenen Bürolandschaft oder die schlechte Schalldämmung zur Nachbarwohnung sind solche Beispiele. In der Akustik im Hochbau wird zwischen Raumakustik und Bauakustik unterschieden. Erstere befasst sich mit dem Schall im Raum, das heißt wie Raumform, Raumgröße und Oberflächenmaterialien die Schallübertragung physikalisch beeinflussen und wie sich dies auf die auditive Sinneswahrnehmung auswirken kann. Wie gut ein Raum für die sprachliche Kommunikation, für die unterschiedlichsten For-

men von Musik geeignet ist, bestimmt letztlich seine Raumakustik. »Raumakustische Katastrophen« in Form von halligen, lauten Räumen lassen sich planerisch in der Regel vermeiden, wenn dieses Thema in der Architektur rechtzeitig berücksichtigt wird. Das Erreichen einer guten Raumakustik hat mit Planung und – insbesondere was Musikräume angeht – zusätzlich mit Erfahrung und Intuition zu tun. In der Bauakustik steht hingegen die Verhinderung der Schallübertragung innerhalb des Gebäudes im Vordergrund, um störende Schallübertragungen zu vermeiden. Die räumliche Anordnung unterschiedlicher Nutzungsbereiche im Gebäude und die schalltechnisch geeignete Konzeption von Baukonstruktionen und Bauteilen sind hier wesentliche Aspekte.

nes Bauvorhabens aufmerksam machen. Es werden Hinweise für Lösungen oder Lösungsansätze geliefert, jedoch handelt es sich nicht um eine »Kochrezeptesammlung« – zu individuell sind die Fragestellungen beim jeweiligen Projekt. Letztlich soll das Buch das Bewusstsein dafür schärfen, dass angemessene akustische Bedingungen ein Projekt erfolgreicher machen können.

Dieses Buch richtet sich an Architekten, Bauherren, Fachplaner und alle, die sich für das Thema Akustik im Hochbau interessieren. Im ersten Teil werden Grundlagen, Zusammenhänge, normative Regelungen sowie Planungs- und Prognosemethoden zu den Bereichen Raumakustik, Bauakustik und Schallschutz im Städtebau behandelt. Normen und Vorschriften beziehen sich, sofern nicht international gültig, auf die Verhältnisse in Deutschland. Daran schließen sich typologische Kapitel zu verschiedenen Gebäudearten respektive Nutzungen an, und zwar für Wohngebäude, Bürogebäude, Schulen und Kindergärten, Hör-, Kongress- und Plenarsäle, kleine Räume für Musik, kulturelle Veranstaltungssäle, Kirchen. Im Rahmen von ausgeführten Projektbeispielen werden die akustischen Aspekte konkretisiert. Diese Kapitel können für das konkrete Projekt Unterstützung bieten und rechtzeitig auf akustische Gesichtspunkte ei7

1

Holzblasinstrumente

Piccoloflöte Querflöte

2

8

Zwei Sinustöne mit Frequenzen, die sich um den Faktor 100 unterscheiden. Hohe Töne entsprechen kleinen Wellenlängen, tiefe Töne sind langwellig. Ein Klang, Geräusch oder auch Knall setzt sich immer aus einer Vielzahl von Sinuswellen zusammen, die sich in ihrer Zusammensetzung zeitlich verändern. Frequenzbereiche von Musikinstrumenten und Singstimmen

Oboe Klarinette

Blechblasinstrumente

Bassklarinette Fagott Horn Trompete Basstuba

Pauke Xylophon

Harfe Klavier

Violine

Streichinstrumente

Nutzschall und Störschall Grundsätzlich lassen sich zwei Kategorien von Schall unterscheiden: Schall, der der Kommunikation oder dem Wohlbefinden dient, wie zum Beispiel beim Hören von Musik, beim aktiven Musizieren und beim Sprechen und Zuhören. Diese Schallsignale sollen so übertragen werden, dass sich ein guter Klang einstellt oder die Sprache gut verständlich ist, was das Hauptaufgabengebiet der Raumakustik ist. Den Gegensatz dazu bildet Schall, der

1

Zeit

SonderSchlaginstrumente instrumente

Unter Schall versteht man kleine, schnelle Druck- und Dichteschwankungen, wie sie von schwingenden oder sich schnell bewegenden Objekten hervorgerufen werden. Beispiele sind das Blätterrascheln im Wind, das Plätschern eines Baches, die schwingende Saite eines Musikinstruments oder die Vibrationen eines Motors. Ausgehend von der Quelle, breitet sich Schall in alle Richtungen mit Schallgeschwindigkeit (in Luft etwa c = 340 m/s bzw. 1200 km/h) aus und wird auf seinem Übertragungsweg beeinflusst, zum Beispiel durch zahlreiche Reflexionen im Raum verstärkt oder beim Durchgang durch eine Wand abgeschwächt. Angekommen am menschlichen Ohr, versetzt der Schall das Trommelfell in Schwingungen, die über die Gehörknöchelchen Hammer, Amboss, Steigbügel mit einer Art Hebelwirkung auf das Innenohr übertragen werden und letztlich zusammen mit anderen Sinnesreizen zu den unterschiedlichsten Empfindungen führen.

Schalldruck

Kennzeichnung und auditive Wahrnehmung von Schall

Viola Violoncello

Singstimmen

Kontrabass

Sopran Alt Tenor Bass

C1

C

32

63

c

125

1 Oktave 2

c1 d1 e1 f 1 g1 a1 b1 c2

250

500

Kammerton a1

c3

c4

c5

1k

2k

4k

8k

Kennzeichnung und auditive Wahrnehmung von Schall

T1: Physikalische Beschreibung und auditive Wahrnehmung Frequenz

Tonhöhe

Schalldruckpegel

Lautstärke

Frequenzzusammensetzung

Klangfarbe

zum Ärgernis wird und auch gesundheitsbelastend sein kann, wie beispielsweise in die Wohnung eindringender Straßenverkehrs- oder Fluglärm oder die durch eine Wand dröhnenden Bässe der Hi-FiAnlage des Nachbarn. Dies erfordert bauliche Maßnahmen, die die Geräuschpegel unter Berücksichtigung von Vorschriften und Baurecht reduzieren. Luft- und Körperschall Eine Schallübertragung im Vakuum gibt es nicht. Schall ist an ein Ausbreitungsmedium gebunden, und man unterscheidet begrifflich zwischen Luft- und Körperschall. Dabei ist die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern je nach Material etwa 5 – 15-fach höher als in Luft und zudem wesentlich komplexer, da verschiedene Wellenformen auftreten. Frequenz und Wellenlänge Der vom Menschen hörbare Schall erstreckt sich über ein weites Frequenzspektrum von etwa 20 Hz bis 20 000 Hz. Zu tieferen Frequenzen schließt sich der Infraschall und zu höheren Frequenzen der Ultraschall an. Zwischen Schallwellenlänge ¬ und Frequenz f besteht folgende Beziehung: ¬ = c/f Somit umfasst der hörbare Bereich Schallwellenlängen zwischen etwa 10 m bis hinunter zu circa 20 mm, also einem Verhältnis von 1:500. Im Vergleich dazu liegen die Wellenlängen des sichtbaren Lichtes (elektromagnetische Wellen) zwischen Infrarot und Ultraviolett gerade ein-

mal um den Faktor 2 auseinander (380 bis 750 nm). Schallsignale sind meist ein harmonisches (Klang) oder unharmonisches Gemisch (Geräusch) aus unterschiedlichsten Frequenzen. Auch beim Anschlag einer Klaviertaste wird nicht eine Frequenz erzeugt, sondern immer ein Grundton mit zusätzlichen Obertönen. Dabei ist die Frequenz des Grundtons in der Regel für die subjektiv wahrgenommene Tonhöhe verantwortlich. Typische Frequenzbereiche von Singstimmen und Musikinstrumenten sind in Abbildung 2 gezeigt. Für Messungen, Analysen oder auch bei der Spezifikation akustischer Eigenschaften von Bauteilen werden die Frequenzen in sogenannte Frequenzbänder zusammengefasst. Die übliche Einteilung umfasst Oktaven mit den Mittenfrequenzen von 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz. Ein Oktavband umschreibt ein Frequenzverhältnis von 1:2. Als kleinere Frequenzintervalle sind 1/3-Oktaven, also Terzen, gebräuchlich (Frequenzverhältnis 1:1,28). In der Musik wird eine Oktave in zwölf Halbtonschritte unterteilt, die man zum Beispiel auf der Klaviertastatur wiederfindet. Schalldruck und Lautstärke Physikalische Größe zur Kennzeichnung der Stärke von Geräuschen ist der Schalldruck p. Dieser sich zeitlich mit der Fre-

quenz ändernde Wechseldruck entsteht, wie eingangs genannt, durch die Auslenkung der Luftteilchen aus ihrer Ruhelage und ist dem atmosphärischen Luftdruck überlagert. Das auditive Wahrnehmungsvermögen umfasst eine ungeheure Dynamik. Zwischen Wahrnehmbarkeitsschwelle (20 μPa) und Schmerzschwelle (20 Pa) liegt ein Faktor von 1: 1 000 000. Übersichtlicher ist die logarithmische Darstellung als Schalldruckpegel Lp, der zudem eher dem subjektiven Lautstärkeempfinden entspricht. Der Schalldruckpegel wird in dB (Dezibel) angegeben und berechnet sich aus dem Schalldruck p wie folgt: Lp = 10 • lg p2/p02 Der Bezugsschalldruck p0 = 20 μPa entspricht der Wahrnehmbarkeitsschwelle bei mittleren Frequenzen. Zum Vergleich: Der atmosphärische Luftdruck ist mit etwa 100 000 Pa (entspricht 1000 mbar) 5000 Millionen Mal höher. Nicht der Schalldruck p, sondern der quadrierte Schalldruck p2 ist eine energetische Größe. Wird von Schallenergie oder Schallintensität gesprochen, so sind diese Größen in der Regel proportional zu p2. Bei einer Verdoppelung des Verkehrsaufkommens auf einer Straße etwa verdoppelt sich p2. Mit der Gleichung lässt sich zeigen, dass eine Energieverdoppelung

T2: Schalldruck und Schalldruckpegel für typische akustische Umgebungen Schalldruck p [Pa]

Schalldruckpegel LpA [dB]

20,0

120

startendes Propellerflugzeug, Schmerzschwelle

2,0

100

Presslufthammer, Discothek

0,2

80

lautes Rufen, stark befahrene Straße

0,02

60

normale Sprache, laute Geschirrspülmaschine

0,002

40

Flüstern, mechanische Lüftung in Büroräumen

0,0002

20

0,00002

0

Schlafzimmer in ruhiger Gegend, Tonstudio Wahrnehmbarkeitsschwelle

9

Kennzeichnung und auditive Wahrnehmung von Schall

Schalldruckpegel Lp bzw. LpA [dB]

80

70

60

50

125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f [Hz]

einer Erhöhung des Schalldruckpegels um 3 dB entspricht. Subjektiv hingegen wird eine Erhöhung des Schalldruckpegels um 10 dB als doppelt so laut empfunden, obwohl dies der 10-fachen Schallenergie entspricht. Eine subjektive Vervierfachung der Lautstärke erfordert einen Pegelunterschied von 20 dB, Pegelunterschiede von 3 dB (Verdoppelung beziehungsweise Halbierung der Schallenergie) sind wahrnehmbar, während eine Differenz von 1 dB nur im unmittelbaren Vergleich erkannt wird (S. 9, Tabelle T2). Diese Zusammenhänge helfen auch, die Verhältnismäßigkeiten von Lärmschutzmaßnahmen abzuschätzen. Muss ein enormer baulicher Aufwand betrieben werden, um die Geräuschbelastung um 1 dB zu reduzieren, so ist dies sicherlich nicht gerechtfertigt, es sei denn, gesetzliche Bestimmungen erfordern dies. A-Bewertung Die höchste Empfindlichkeit des Gehörs liegt bei mittleren Frequenzen. Zu tiefen und auch zu hohen Frequenzen nimmt die Empfindlichkeit deutlich ab. Zudem hängt das Hörvermögen bei hohen Frequenzen erheblich vom Alter, aber auch von den Hörgewohnheiten (häufige Discobesuche, lauter Arbeitsplatz) ab. Von Erwachsenen werden Töne über 16 kHz häufig nicht mehr wahrgenommen. Die frequenzabhängige Empfindlichkeit wird durch die sogenannte A-Bewertung berücksichtigt. Diese Bewertung erfolgt, indem Messgeräte die Energieanteile in den unterschiedlichen Frequenzbändern (z. B. Terzen) entsprechend der Empfindlichkeit des Gehörs gewichten. Ergebnis ist der A-bewertete Schalldruckpegel LpA, der durch ein tiefgestelltes A als solcher kenntlich wird (Abb. 1). Wenn Geräusche über ihren Schalldruckpegel charakteri10

frequenzabhängiger Schalldruckpegel (in Terzen) an einer stark befahrenen Straße linear: physikalisch gemessener Pegel A-bewertet: entsprechend der Gehörempfindlichkeit gewichteter Pegel. Die Pegeldifferenz der beiden Kurven entspricht der A-Bewertung. Der Gesamtpegel wird berechnet, indem aus den Terzpegeln die Schalldruckquadrate ermittelt und aufsummiert werden. linear, Lp = 75 dB A-bewertet, LpA = 70 dB

40 1

1

siert werden, handelt es sich meist um den A-bewerteten Pegel, auch wenn dies nicht immer explizit genannt ist. Typische A-bewertete Schalldruckpegel von Alltagsgeräuschen sind auf Seite 9, Tabelle T2 zusammengestellt. Zusätzlich zur A-Bewertung findet die C-Bewertung zuweilen bei der Beurteilung tieffrequenter Geräuschimmissionen Anwendung. Die D-Bewertung wird ausschließlich für Fluglärm verwendet. Die unterschiedlichen Bewertungskurven tragen dem Umstand Rechnung, dass die frequenzabhängige Empfindlichkeit des Gehörs vom Pegel abhängt. Auswirkungen von Geräuschen Wie Schall letztlich wahrgenommen wird, hängt keineswegs alleine vom A-bewerteten Schalldruckpegel ab, sondern von vielen weiteren, teils auch subjektiven Faktoren. Dies gilt nicht nur für die subjektive Lautheit, sondern noch stärker für die empfundene Lästigkeit. So beschäftigt sich die Psychoakustik dezidiert mit solchen Fragestellungen, die jedoch sehr komplex sind und in bauspezifischen Planungen, Normen und Vorschriften bisher kaum Einzug gehalten haben. Im akustischen Produktdesign von Pkws, Staubsaugern und vielem mehr wird hingegen versucht, den Kunden auch durch akustisches Produktdesign das Gefühl für Qualität zu vermitteln. Beispiele aus dem Bereich Automobilindustrie sind die satt zuschlagende Türe, die einem Scheppern vorgezogen wird, oder der Lichtschalter, der angesichts Gewichtseinsparung zu »billig« klingt. Ungeachtet der komplexen Zusammenhänge können unterschiedliche Geräuschbelastungen qualitativ vereinfacht wie folgt umschrieben werden: Bereits ab etwa 35 dB(A) können Schlafstörungen auftreten, ab etwa 45 dB(A) kann die Kommunikation beeinträchtigt werden, und ab Pegeln von circa 55 dB(A) ist die

Konzentrationsfähigkeit gemindert. Ist man lange Zeit Geräuschpegeln von über 85 dB(A) ausgesetzt, so führt dies zu Gehörschädigungen. Die Schmerzgrenze von Geräuschen liegt bei etwa 120 dB(A). Um eine ungehinderte Sprachkommunikation zu ermöglichen, sollte der Nutzpegel, also der Schalldruckpegel der Sprache, mindestens 10 dB, besser noch 15 dB über dem Störgeräuschpegel liegen, der zum Beispiel von einer Lüftungsanlage oder Straßenverkehr herrühren kann. Jeder kennt die Situation, dass ein Redner schlecht zu verstehen ist, weil er zu leise spricht. Man kann es auch anders sehen: Nicht der Redner spricht zu leise, sondern der Störgeräuschpegel ist zu hoch. Entsprechend dieser grundlegenden Zusammenhänge werden auch an Räume – abhängig von ihrer Nutzung – Anforderungen an maximal zulässige Geräuschpegel zum Beispiel durch eindringenden Straßenverkehrslärm, haustechnische Anlagen, WC-Installationen et cetera gestellt, um Gesundheitsgefahren oder Nutzungsbeeinträchtigungen zu vermeiden. Darauf wird in den weiteren Kapiteln noch eingegangen. Zeitliche Dauer Die bisherige Beschreibung von Schallsignalen sagt noch nichts über die zeitliche Dauer von Geräuschen aus. Häufig wird über einen bestimmten Beobachtungszeitraum ein mittlerer Schalldruckpegel, zum Beispiel während eines Arbeitstags, betrachtet, der durch den äquivalenten Dauerschallpegel LAeq beschrieben wird. Geht die maßgebliche Störwirkung von Geräuschspitzen aus, so erfolgt die Kennzeichnung häufig über den Maximalpegel LAF,max. Im Kapitel »Schallschutz im Städtebau« wird auf Seite 42 auf diese Aspekte noch näher eingegangen. Es gibt je nach Anwendung noch eine

Kennzeichnung und auditive Wahrnehmung von Schall

t

ng

htu

all

Schallquelle

h Sc 1m 69 dB

fa

ein

2m 63 dB

3

2 T3: Hörbarkeit von Pegelunterschieden Pegeldifferenz

ic llsr

Wahrnehmbarkeit

1 dB

gerade eben wahrnehmbar

3 dB

wahrnehmbar

5 dB

deutlich wahrnehmbar

10 dB

subjektive Verdoppelung der Lautstärke

20 dB

subjektive Vervierfachung der Lautstärke

T4: Schallleistungspegel von Musikinstrumenten und Singstimmen Schallquelle

Schallleistungspegel LWA [dB] pp – ff

Streichinstrumente

55 – 95

Holzblasinstrumente

70 – 100

Blechblasinstrumente

70 – 115

Flügel

70 – 115

Schlagwerk

90 – 120

Orgel, Orchester im Tutti

bis 135

Gesang

80 – 115

Vielzahl weiterer Pegeldefinitionen, die zuweilen sehr verwirrend sein können. Wenn es um die eindeutige Charakterisierung von immissionsrechtlich relevanten Richtwerten oder Grenzwerten geht, sind derartige Unterscheidungen jedoch unerlässlich. Kennzeichnung von Schallquellen Technische Schallquellen können über ihre abgestrahlte Schallleistung P (in Watt) beziehungsweise ihren Schallleistungspegel LW gekennzeichnet werden. So werden heutzutage selbst Garten- und Haushaltsgeräte wie Rasenmäher, Kühlschränke und so weiter im Rahmen der CE-Kennzeichnung zunehmend auch über ihren A-bewerteten Schallleistungspegel LWA charakterisiert. Auch lassen sich für Musikinstrumente orientierend Schallleistungspegel von pianissimo (pp) bis fortissimo (ff) angeben (Tabelle T4). Der Schallleistungspegel dient ausschließlich der Kennzeichnung von Quel-

len und drückt nicht aus, welcher Schalldruckpegel an einem Empfangsort vorhanden ist. Schallausbreitung im Freien Von einer Quelle breitet sich der Schall kugelförmig aus, das heißt die Schallintensität verteilt sich mit zunehmender Entfernung r auf eine immer größer werdende Oberfläche einer gedachten Kugel mit dem Radius r, also 4πr2 (Abb. 2). Für ungerichtet abstrahlende Quellen kann zwischen Schallleistungspegel und Schalldruckpegel folgende Beziehung angeben werden: Lp = LW – 10 • lg 4πr2 mit r in m In 1 m Entfernung von der Schallquelle liegt demnach der Schalldruckpegel zahlenmäßig um 11 dB unter dem Schallleistungspegel. Diese Zusammenhänge gelten für nicht zu kleine Entfernungen von der Quelle, genauer gesagt für Entfernungen, die größer sind als die größte Abmessung der Quelle. Richtcharakterisitik In der Regel wird die Schallenergie nicht gleichmäßig in alle Raumrichtungen abgestrahlt. Zum Beispiel ist beim Sprechen der A-bewertete Schalldruckpegel bei gleichem Abstand in Blickrichtung um etwa 5 dB höher als entgegengesetzt. Auch Lautsprecher weisen eine ausgeprägte Richtcharakteristik auf. Dies macht man sich zunutze, um in Veranstaltungsräumen gezielt die Publikumsbereiche zu erreichen und den Raum möglichst wenig anzuregen. In der Regel nimmt die Richtwirkung mit hohen Frequenzen zu. Bei Frequenzen mit einer Wellenlänge, die größer als die Abmessungen der Schallquelle ist, findet stets eine ungerichtete Abstrahlung statt.

Richtungshören Neben der Wahrnehmung unterschiedlicher Tonhöhen, Klangfarben und der zeitlichen Veränderlichkeit des Schalls kann das menschliche Gehör den Schall lokalisieren – und dies auch mit geschlossenen Augen. Verantwortlich hierfür sind unter anderem die Ohrmuscheln, die den Schall abhängig von der Einfallsrichtung unterschiedlich filtern. Treffen die Schallsignale zudem aus seitlichen Richtungen ein, so führt dies zu Laufzeitunterschieden Δt an beiden Ohren. Die damit einhergehenden Phasenunterschiede sind bei tiefen Frequenzen (lange Wellenlänge) geringer, weshalb tiefe Töne auch schlechter lokalisiert werden können (Abb. 3). Dies ermöglicht es zum Beispiel bei Hi-Fi- oder auch großen Beschallungsanlagen, tieffrequente Subwoofer räumlich von Mittelhochtonlautsprechern zu trennen. Eine gehörgerechte Schallaufnahme kann mithilfe eines sogenannten Kunstkopfes erfolgen. Dies ist eine mehr oder minder getreue Nachbildung eines menschlichen Kopfes, in dem sich anstelle der Trommelfelle Mikrofone am Ende der künstlichen Ohren befinden. Kunstköpfe werden in erster Linie für messtechnische Zwecke eingesetzt. Für hochwertige Aufnahmen wie Konzertmitschnitte sind sie weniger geeignet. Zu sehr weicht der erwartete Klangeindruck im heimischen Wohnzimmer vom Erlebnis im Konzertsaal ab.

2

3

Der Ausschnitt aus einer Kugel verdeutlicht: Bei einer Verdoppelung des Abstands verteilt sich die Schallenergie auf eine vier Mal so große Fläche. Entsprechend nimmt der Schalldruckpegel um 6 dB ab. Die Zahlenwerte gelten für einen Schallleistungspegel der Quelle von LW = 80 dB. Richtungshören. Fällt der Schall aus seitlichen Richtungen ein, erreicht er das eine Ohr früher als das andere. Die damit verbundenen frequenzabhängigen Phasenunterschiede wertet das Gehör aus. Aufgrund der großen Wellenlängen bei tiefen Frequenzen ist eine Ortung tiefer Töne (250 Hz) nur schwer möglich.

11

Raumakustik

Doch wie lassen sich die genannten, zweifelsohne sehr unterschiedlichen akustischen Fragestellungen lösen? Ist dabei Akustik eher als Kunst oder als Wissenschaft zu verstehen? Letztlich ist es sicherlich eine Kombination aus beidem. Die heutigen Kenntnisse der physikalischen Zusammenhänge und deren subjektive Wirkung ermöglichen es, raumakustische Qualitäten zu definieren und durch Prognosen oder Berechnungen aufzuzeigen, wie diese baulich erreicht werden können. Die Umsetzung in der akustischen Planung muss aber immer auch von Intuition, Erfahrung und Kreativität begleitet werden. Schließlich bestimmt nicht alleine die objektiv messbare Schallübertragung das Hörerlebnis, sie wird auch von Gestaltung, Farben und Wohlbefinden beeinflusst. Zielsetzung der raumakustischen Planung sollte es somit sein, die raumakustischen Aspekte auf sinnvolle Weise in die Raum- und Oberflächengestaltung einfließen zu lassen. Vor diesem Hintergrund soll dieses Kapitel einen Überblick geben, nach welchen Gesetzmäßigkeiten sich Schall im Raum 12

Schallübertragung und auditive Wahrnehmung in Räumen Nicht der Raum bestimmt die Akustik, sondern die Schallquelle. Aber der Raum bestimmt, auf welche Weise der Schall 1a beim Hörer ankommt. Besteht ein Raum ausschließlich aus harten, glatten Oberflächen, so ist der Höreindruck vergleichbar mit dem optischen Eindruck in einem verspiegelten Raum. Man wird geblendet beziehungsweise versteht nichts, es ist zu grell beziehungsweise zu laut, und eine räumliche Orientierung fehlt. Ursache ist die Reflexion des Schalls von harten Oberflächen, ähnlich, wie das Licht von einer sehr hellen Fläche zurückgeworfen wird. Hingegen absorbieren »schwingfähige« und offenporige Oberflächen den b Schall wie dunklere Farbtöne das Licht. Im Gegensatz zum Licht spielt beim Schall aber die zeitliche Struktur, mit der die Reflexionen am Ohr eintreffen, die entscheidende Rolle. Dies lässt sich am einfachsten veranschaulichen, wenn man einen kurzen Impuls, also Knall, aussendet und die Ausbreitung modellhaft anhand von Schallstrahlen verfolgt (Ray-Tracing, Abb. 1a). Aufgrund der kürzesten Entfernung zum Zuhörer erreicht zunächst der sogenannte Direktschall den Empfänger. Er wird gefolgt von Reflexionen von der Decke und den Wänden. Ähnlich wie das Licht in der Optik wird der Schall an ebenen Flächen gespiegelt, das heißt der Einfallswinkel entspricht dem Ausfallswinkel. Die Laufzeitunterschiede werden durch den Weg bestimmt, den die Schallstrahlen im Raum zurücklegen. Mit zunehmender Zeitdauer wird die Reflexionsdichte immer höher, die Energie

Energie

ausbreitet, wie er wahrgenommen wird und nicht zuletzt, wie die akustische Qualität eines Raumes durch Form und Oberflächen bestimmt wird.

Direktschall frühe Reflexion

Nachhallbereich

Zeit

Schalldruckpegel

Mit dem Begriff einer guten Akustik verbindet man häufig Konzertsäle, Opernhäuser oder auch Theater. Für derartige Veranstaltungssäle ist eine gute Akustik sicherlich essenziell. Doch letztlich profitieren alle Räume, in denen in irgendeiner Form sprachlich oder musikalisch kommuniziert wird, von der richtigen akustischen Umgebung. In Vortragsräumen oder Klassenräumen ist eine unbefriedigende Sprachverständlichkeit oft sehr problematisch, und in Räumen, in denen musiziert wird, sind sowohl eine »Überakustik« als auch eine stumpfe akustische Atmosphäre unerwünscht. In akustisch unbehandelten Betreuungsräumen in Kindergärten, Büroräumen, Kantinen oder Verkehrszonen stellt sich zuweilen ein unerträglich hoher Geräuschpegel ein.

10 dB

2

1

2

Die Schallübertragungswege im Raum lassen sich mit Schallstrahlen veranschaulichen. a Übertragungswege von Direktschall und ersten Reflexionen b Schematische Raumimpulsantwort: Direktschall und Reflexionen werden durch einzelne Impulse gekennzeichnet. Bei abbrechenden Fortissimo-Stellen wie z. B. in Beethovens Op. 62, Coriolan-Ouvertüre (Takt 9 – 13), lässt sich der Nachhall in der Pegelaufzeichnung gut erkennen.

Raumakustik Schallübertragung und auditive Wahrnehmung in Räumen

der einzelnen Reflexionen nimmt aufgrund der kugelförmigen Schallausbreitung (S. 11, Abb. 2) sowie durch Absorptionsverluste beim Reflexionsvorgang ab. Ein solches schematisches Echogramm – auch Raumimpulsantwort genannt – ist in Abbildung 1b dargestellt. Wenn im Raum gesprochen oder musiziert wird, überlagern sich die Signale in der gleichen Weise und gelangen zigtausendfach mit entsprechenden zeitlichen Verzögerungen und Abschwächungen an das Ohr des Zuhörers. Nun werden die einzelnen Reflexionen vom Gehör nicht einzeln aufgelöst, sondern sie bestimmen in der Gesamtheit mit dem Direktschall den Höreindruck. Direktschall Der Direktschall bestimmt die Schallquellenlokalisation, das heißt er ermöglicht die räumliche Zuordnung einer Quelle auch bei geschlossenen Augen – und dies, obwohl die Energie aller Reflexionen wesentlich höher ist als die des Direktschalls. Besteht keine freie Sichtverbindung, so kann der Direktschall so stark geschwächt werden, dass die Lokalisation beeinträchtigt wird. Die Gewährleistung einer ungehinderten Direktschallübertragung ist daher immer dann wichtig, wenn es auf akustische Verständlichkeit und Deutlichkeit ankommt. Frühe Reflexionen Reflexionen, die mit einem Laufzeitunterschied bezogen auf den Direktschall von weniger als 50 ms eintreffen, erhöhen aufgrund der kurzzeitintegrierenden Eigenschaft des Gehörs die Verständlichkeit von Sprache. Der Laufzeitunterschied von 50 ms entspricht einer Laufwegdifferenz zwischen Direktschall und Reflexion von etwa 17 m. Die Durchsichtigkeit von Musik wird noch durch Reflexionen mit bis zu etwa 80 ms Laufzeitdifferenz (27 m

Laufwegunterschied) erhöht. Unter der Durchsichtigkeit versteht man die Unterscheidbarkeit zeitlich aufeinanderfolgender Reflexionen bei musikalischen Schalldarbietungen in geschlossenen Räumen trotz überlagertem Raumschall. Aus diesen grundlegenden Zusammenhängen lassen sich unmittelbar Folgerungen für die Raumgeometrie und insbesondere für den Deckenverlauf in größeren Aufführungsräumen ableiten. Diese sollten so gestaltet werden, dass frühe Reflexionen zu den Zuhörern gelenkt werden. Treffen die frühen Reflexionen zudem aus seitlichen Richtungen an die Ohren des Zuhörers, so erhöht das den akustischen Räumlichkeitseindruck. Dieses Gefühl, von Musik »umhüllt« zu sein, ist heutzutage ein wichtiges Qualitätskriterium für klassische Symphoniekonzertsäle. Nachhall An die frühen Reflexionen schließt sich der Nachhallbereich an, in dem die Reflexionsdichte zunimmt und die Energie in vielen Räumen näherungsweise exponentiell abklingt. Das Nachklingen eines Raumes ist das wichtigste akustische Qualitätsmerkmal, zumal der Nachhall im Gegensatz zu den frühen Reflexionen meist nicht oder nur wenig ortsabhängig ist.

Welches Nachklingen für welchen Raum wünschenswert ist, hängt ganz von seinem Verwendungszweck ab. In Kathedralen und Kirchen unterstützt ein langer Nachhall den sakralen Charakter und liefert für Orgelwerke und choralen Gesang die richtige akustische Umgebung. Im Gegensatz dazu darf in Vortragsräumen der Nachhall nicht zu lang sein, damit aufeinanderfolgende Silben nicht vom Nachhall verschluckt werden (oder aber man stellt sich durch eine gedehnte Sprechweise auf den Raum ein). Störende Reflexionen Treten aus dem Nachhallbereich energiereiche Reflexionen heraus, so können diese als Echo wahrgenommen werden, das heißt man hört das Schallsignal doppelt. Als Flatterechos bezeichnet man periodisch wiederkehrende Reflexionsfolgen, die sich zum Beispiel zwischen zueinander parallelen Wandflächen ausbilden können. Solche Echoeffekte können die musikalische und sprachliche Kommunikation empfindlich stören und sollten daher vermieden werden. Objektive akustische Qualitätskriterien Oben genannte qualitative Zusammenhänge zwischen Reflexionsstruktur und subjektiv wahrgenommenen Hörattributen finden sich in objektiven raumakustischen

T1: Subjektive Wirkung einzelner Reflexionen beziehungsweise Reflexionsfolgen Zeitdifferenz

Wegdifferenz

Subjektive Wirkung

≤ 1 ms

≤ 0,3 m

Klangverfärbung, ggf. Verschiebung der Schallquellenlokalisation

1 ms – 50 ms

0,3 m – 17 m

Erhöhung der Deutlichkeit von Sprache durch subjektive »Verstärkung« des Direktschalls

1 ms – 80 ms

0,3 m – 27 m

Erhöhung der Transparenz von Musik, falls Reflexionen aus seitlichen Richtungen eintreffen: Erhöhung des akustischen Räumlichkeitseindrucks

≥ 50 bzw. 80 ms

≥ 17 bzw. 27 m

Periodische Reflexionen in gleichen Zeitabständen

Echo, d. h. doppelte Wahrnehmung des Schallsignals Flatterecho: mehrfache Wahrnehmung des Schallsignals; bei Wegunterschieden ≤ 17 m »schnarrender« Klangeindruck

13

Raumakustik Objektive akustische Qualitätskriterien

1

Überblick über Nachhallzeiten, abhängig von der Raumnutzung. Welche Nachhallzeit im Einzelfall ideal ist, hängt auch vom Raumvolumen ab.

Kriterien wieder. Diese lassen sich in fertiggestellten Räumen beziehungsweise Sälen messtechnisch ermitteln oder in der Planung vorab berechnen beziehungsweise simulieren. Nachhallzeit Mit Abstand wichtigstes raumakustisches Kriterium ist zweifelsohne die Nachhallzeit, die das zeitliche Abklingen der Reflexionen charakterisiert. Die Nachhallzeit beschreibt die Zeitdauer, in der die Schallenergie nach Ausschalten einer Quelle auf den einmillionsten Teil abgefallen ist. In der Pegeldarstellung entspricht dies einem Abfall von 60 dB.

nicht zu sehr von der Frequenz abhängen. Abweichungen in der Größenordnung von ± 20 % sind in der Regel unproblematisch. Ist die Nachhallzeit jedoch bei tiefen Frequenzen wesentlich länger als bei mittleren und hohen Frequenzen, so klingt der Raum dumpf und dröhnend, während eine Übergewichtung mittlerer und hoher Frequenzen zu einem hellen bis scharfen Klangeindruck führt. In großen Konzertsälen ist ein Anstieg der Nachhallzeit zu tiefen Frequenzen unterhalb der 250-Hz-Oktave für einen warmen Klang erwünscht. In Sprachräumen ist dies eher hinderlich, da es die Verständlichkeit beeinträchtigt.

Ein erster wichtiger Schritt in der raumakustischen Planung ist es, abhängig von der Raumnutzung und dem Raumvolumen die anzustrebende Nachhallzeit festzulegen. Einen Überblick zeigt Abbildung 1. Die Nachhallzeit sollte insbesondere für die Oktaven von 250 Hz bis 2000 Hz

Weitere akustische Qualitätskriterien Neben der Nachhallzeit gibt es eine Vielzahl von weiteren objektiven raumakustischen Kriterien, denen insbesondere in Zusammenhang mit größeren Veranstaltungsräumen Beachtung geschenkt wird. So ist das Stärkemaß G ein relatives Maß

liturgische Werke (Orchester, Chor, Orgel) symphonische Werke

Musik

Oper Kammermusik Rock- und Popkonzerte (große Hallen) Operette, Musicaltheater

Sprache und Musik

Jazzclub

Kirchen

Kathedralen

Pfarrsäle, Schulaulen, Stadthallen, Mehrzwecksäle Kino

Sprache

Sprechtheater

0,2

14

Zur Kennzeichnung der subjektiven Räumlichkeit sei der IACC (Interaural Cross Correlation Coefficient) genannt. Für die Ermittlung des IACC wird die Ähnlichkeit der an beiden Ohren vorhandenen Schallsignale ausgewertet. Fällt der Schall mehr aus seitlichen Richtungen ein, so ist die Ähnlichkeit geringer, was zu einem subjektiv räumlicheren Klangbild führt und sich in einem geringen IACC niederschlägt. Der IACC wird insbesondere zur Beurteilung klassischer Konzertsäle herangezogen. Die genauen Definitionen dieser raumakustischen Kriterien, die in erster Linie bei größeren Veranstaltungsräumen zur akustischen Beurteilung herangezogen werden, sind in der Fachliteratur oder auch in der ISO 3382 beschrieben.

Vortragsraum und Konferenzsaal Kindergarten, Klassenräume Aufnahmestudio (auch Musik)

1

für die Gesamtenergie, die im Direktschall und allen Reflexionen steckt. Es gibt an, wie die Quelle vom Raum »verstärkt« wird, und ist damit ein Maß für die relative Lautstärke eines Raumes. Das sogenannte Klarheitsmaß C80 beschreibt die akustische Transparenz oder Durchsichtigkeit von Musik. Dabei wird das Verhältnis der frühen, innerhalb der ersten 80 ms eintreffenden Schallenergie zur Energie der nachfolgenden Reflexionen ausgewertet. Ein ähnliches Kriterium, jedoch zur Beurteilung der Eignung eines Raumes für Sprachdarbietungen, ist der Deutlichkeitsgrad D. Noch etwas aussagekräftiger ist der Speech Transmission Index (STI), der in leicht abgewandelter Form auch für die Beurteilung von Beschallungsanlagen und Alarmierungseinrichtungen herangezogen wird.

0,4

0,6

Nachhallzeit T [s]

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Zusammenhang von Raumvolumen, Nachhallzeit und Absorptionsfläche Aufgrund der schallabsorbierenden Eigenschaften der Kleidung von Personen muss in Veranstaltungsräumen immer ein ausreichendes Raumvolumen vorhanden

Raumakustik Zusammenhang von Raumvolumen, Nachhallzeit und Absorptionsfläche

T2: Akustisch günstige Raumvolumina je Sitzplatz Raumart/-nutzung

Raumvolumen je Sitzplatz

Vortragsraum

4 – 6 m3

Sprechtheater

4 – 6 m3

Mehrzwecknutzung (Musik und Sprache)

6 – 9 m3

Symphonische Musik

10 – 11 m3

Kirchen Musikproberäume

> 10 m3 15 – 50 m3

Werden diese Kennzahlen deutlich unterschritten, lässt sich das optimale Nachklingen kaum erreichen.

sein, um eine bestimmte Nachhallzeit erreichen zu können. In Tabelle T2 sind sogenannte Volumenkennzahlen (Raumvolumen pro Zuhörer) genannt, die als elementare akustische Anforderung gelten können. Werden diese deutlich unterschritten, so ist es in der Regel nicht möglich, objektiv sehr gute akustische Verhältnisse für die genannten Nutzungen zu erzielen. Werden die Volumenkennzahlen überschritten, so sind mehr absorbierende Flächen erforderlich, um die Nachhallzeit auf einen angemessenen Wert zu reduzieren. Gleichzeitig führt dies zu einer Reduzierung der Lautstärke – in Räumen, die mit unverstärkter Musik oder Sprache genutzt werden, zumeist ein unerwünschter Effekt. Diese Überlegungen spielen dann keine Rolle mehr, wenn die Schallübertragung ausschließlich mittels elektroakustischer Beschallungsanlagen erfolgt, zum Beispiel bei großen Vortrags- und Kongresssälen oder Arenen für Rock- und Popmusik sowie Sportveranstaltungen. Für solche Räume sind auch wesentlich größere Volumenkennzahlen als oben angegeben unkritisch, wenngleich dann die insgesamt erforderlichen absorbierenden Flächen größer werden. Genauere, quantitative Prognosen der Nachhallzeit lassen sich alleine bei Kenntnis des Raumvolumens und der

Absorption der Raumoberflächen mittels der sogenannten Sabine’schen Nachhallformel treffen. Benannt ist diese wichtigste Formel der angewandten Raumakustik nach dem amerikanischen Physiker Walter Clemence Sabine, der um 1900 mit Orgelpfeife und Stoppuhr die Nachhalldauer in einem Bostoner Hörsaal bestimmte. Wenige Jahre später war Sabine am Bau der heute für seine Akustik weltberühmten Boston Symphony Concert Hall beteiligt. Er gilt als Begründer der »modernen Raumakustik«. Die nach ihm benannte Nachhallformel lautet: T = 0,163 • V/A, wobei T die Nachhallzeit in s, V das Raumvolumen in m3 und A die sogenannte äquivalente Absorptionsfläche in m2 ist. Der Zusammenhang besagt, dass die Nachhallzeit umso länger ist, je größer das Raumvolumen ist – unabhängig von der Raumgeometrie. Die Absorptionsfläche A setzt sich aus den Raumoberflächen S, jeweils multipliziert mit dem Schallabsorptionsgrad α, zusammen: A = α1 • S1 + α2 • S2 + α3 • S3 + ... Der Schallabsorptionsgrad α beschreibt das Verhältnis von nicht reflektierter zu auftreffender Schallenergie und liegt zwischen 0 (komplett reflektierend) und 1 (alles absorbierend). Ein offenes Fenster hat einen Schallabsorptionsgrad von 1, da die gesamte Schallenergie dem Raum verloren geht. Bei verputzten Wandoberflächen, Verglasungen, aber auch für harte Bodenbeläge liegt der Absorptionsgrad in der Größenordnung von α = 0,04 bis 0,08. Sitzende Personen (in Reihenbe-

stuhlung) weisen einen hohen Schallabsorptionsgrad von etwa 0,8 auf. Die Nachhallformel zeigt, dass eine rechnerische Abschätzung der Nachhallzeiten vergleichsweise einfach sein kann, so denn die Schallabsorptionsgrade der Oberflächen bekannt sind. Weiter unten wird auf die Schallabsorption architektonischer Oberflächen noch genauer eingegangen. Die Schwierigkeiten in der akustischen Planung sind eher praktischer Natur und bestehen darin, dass Materialien und Oberflächen in Räumen nicht alleine nach ihrem Absorptionsgrad ausgewählt werden, sondern von gestalterischen Vorstellungen, Kostenrahmen, mechanischer Belastbarkeit, Brandschutzanforderungen et cetera abhängen. Die schallabsorbierende Wirkung von Oberflächen und damit auch die Nachhallzeit ist frequenzabhängig, weshalb Berechnungen typischerweise für die Oktaven von 125 Hz bis 4000 Hz erfolgen. Bei hohen Frequenzen wird zudem die Luftabsorption berücksichtigt. Um eine weitestgehend von der Frequenz unabhängige Nachhallzeit zu erreichen, muss daher in der Summe eine über alle Frequenzbänder gleichmäßige Absorption gewährleistet werden. Die Anwendung der Sabine’schen Nachhallformel setzt ein »diffuses Schallfeld« voraus. Das heißt, der Raum ist akustisch gleichmäßig »ausgeleuchtet«, und die Schallreflexionen treffen im Mittel aus allen Raumrichtungen gleichmäßig ein. Diese Voraussetzungen gelten für viele Räume und Raumarten zumindest näherungsweise. Aber es gibt auch Ausnahmen wie geometrisch einfache Räume mit einseitig verteilter Absorption (z. B. Turnhallen mit ausschließlich absorbierender Decke) oder akustisch stark bedämpfte Räume (z. B. Kinos, Musikstudios). Auch 15

Raumakustik Lautstärke des Raumes

in Räumen, bei denen eine Raumabmessung deutlich von den anderen abweicht wie in Großraumbüros, liefert die Sabine’sche Nachhallformel wenig verlässliche Ergebnisse.

1a

2a

Lautstärke des Raumes Sind die Voraussetzungen für ein diffuses Schallfeld hingegen erfüllt, so kann auch die »Lautstärke« des Raums über eine einfache Beziehung berechnet werden: Lp = LW + 10 • lg[4/A] Das heißt, der Schalldruckpegel hängt nur vom Schallleistungspegel der Quelle LW (in dB) (S. 11) und der äquivalenten Absorptionsfläche A (in m2) ab. Bezieht man den Direktschall in die Betrachtungen ein, so erhält man folgende Beziehung: Lp = LW + 10 • lg[1/(4πr2) + 4/A],

b

b

wobei r der Abstand von der Quelle in m ist. Dieser Zusammenhang verdeutlicht, dass der Pegel im Raum ab einer bestimmten Entfernung konstant ist und nur von der Summe der Absorptionsflächen A abhängt.

1

2

c c

16

Einfluss des Raumgrundrisses auf die frühen Seitenwandreflexionen a Schmale, rechteckige Säle versorgen die Sitzplätze mit Reflexionen von den Seitenwänden. b Bei aufspreizenden Grundrissen wird der Schall in den hinteren Raumbereich reflektiert. c Konkave Grundrissformen bündeln die Schallstrahlen, was meist störende Schallkonzentrationen zur Folge hat. a Der Schallstrahl veranschaulicht Flatterechos zwischen parallelen Wandflächen. b Durch Flächenneigung im Bereich des Podiums lässt sich dies vermeiden. c Bildet die Wand ein flaches Dreieck, so läuft der Schallstrahl wieder zurück, unangenehme Flatterechos können die Folge sein.

Raumakustik Raumgeometrie und Reflexionsstruktur, Strukturierte Oberflächen

3

a Lang verzögerte Reflexionen von der Rückwand erhöhen die Echogefahr. Besonders tückisch sind rechte Winkel, da dann der Schall in seine ursprüngliche Richtung reflektiert wird. Störende Reflexionen lassen sich vermeiden durch: b absorbierende Oberflächen c Neigung des hinteren Deckenbereichs d Strukturieren der Wandoberfläche

Die Entfernung, ab der die Energie der Reflexionen statistisch gesehen die des Direktschalls übertrifft, wird als Hallradius rH bezeichnet: rH ≈ 0,06 • (V/T)1/2 ≈ 0,14 • A-1/2 mit rH in m, T in s, V in m3, A in m2. In einem Unterrichtsraum mit einem Volumen von 200 m3 und einer Nachhallzeit von 0,7 s überwiegt bereits ab einer Entfernung von 1 m der Diffusschall, also die Summe aller Reflexionen. Bei einer Verdoppelung der Absorptionsfläche eines Raumes, gleichbedeutend mit einer Halbierung der Nachhallzeit, lässt sich der Schalldruckpegel außerhalb des Hallradius um 3 dB reduzieren. Des Weiteren äußert sich eine Verdoppelung des Raumvolumens bei gleicher oder ähnlicher Nachhallzeit in einer Reduzierung des Pegels um 3 dB. Solche Überlegungen werden unter anderem in der lärmschutzgerechten Planung von geräuschintensiven Arbeitsstätten berücksichtigt. Raumgeometrie und Reflexionsstruktur Um über die statistischen Betrachtungen hinaus den Einfluss von Raumform und Orientierung der Oberflächen auf die Verteilung früher Reflexionen zu erfassen und darzustellen, bedient man sich gerne strahlengeometrischer Methoden. Einige grundlegende Zusammenhänge veranschaulichen die Abbildungen 1 – 3. Strukturierte Oberflächen Geometrische Reflexionen (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) treten nur dann auf, wenn Oberflächen beziehungsweise Teilflächen ausreichend groß und glatt sind. Akustisch glatt (in der Optik gleichzusetzen mit einer glänzenden Oberfläche) sind Flächen, wenn die Tiefe einer Oberflächenstruktur kleiner als etwa ein Zwölf-

3a

c

b

d

tel der Wellenlänge ist. So reflektieren beispielsweise strukturierte Oberflächen mit einer Strukturtiefe von 30 mm unterhalb von 1000 Hz den Schall geometrisch (Wellenlänge bei 1000 Hz: 0,34 m). An stärker strukturierten Oberflächen wird der Schall nicht nur in eine Richtung reflektiert, sondern über einen weiten Raumwinkel aufgestreut. Strukturtiefen von mindestens 200 mm werden erforderlich, wenn auch tiefere Frequenzen noch gestreut werden sollen. Die Oberflächenstruktur einer Raufasertapete reicht jedenfalls nicht aus. Abbildung 3 auf Seite 19 zeigt schematisch die räumliche Aufspaltung der Schallreflexionen an einer strukturierten Oberfläche.

tion nur unwesentlich, in etwa in dem Maße, wie die Oberflächenabwicklung vergrößert wird. Erfreulich aus akustischer Sicht ist, dass strukturierte Oberflächen auch in der architektonischen Gestaltung wieder beliebter werden.

Oberflächenstrukturen können auch genutzt werden, um schwierige Raumgeometrien mit konkav gekrümmten Flächen oder parallelen Wänden akustisch aufzulösen (S. 19, Abb. 1). Des Weiteren sind sie in akustisch anspruchsvollen Räumen wie Konzertsälen, Musikproberäumen oder Musikstudios besonders wichtig. Sie können dabei durchaus als gestalterisches Element eingesetzt werden. In historischen Konzertsälen tragen Säulen, Pfeilervorlagen und Ornamente entscheidend zur guten Akustik bei. Auch das Auflösen von Flächen in kleinere, gegebenenfalls konvex gekrümmte Teilflächen oder räumliche Versprünge wie Fenster- und Türlaibungen oder Pfosten-/Riegelkonstruktionen erhöhen die Schalldurchmischung. Schallstreuung an unregelmäßigen Oberflächen ist also ein durchaus gewünschter Effekt, da den Reflexionen die Schärfe genommen wird und eine bessere Schalldurchmischung stattfindet. Der Nachhall wird dadurch nicht merklich reduziert. Solange das Material reflektierend ist (Holz, Stein, Glas), erhöht eine strukturierte Oberfläche die Schallabsorp-

Verfeinerte Prognosemethoden und raumakustische Messungen Raumakustische Computersimulationen Heutzutage bieten akustische Computersimulationen zusätzliche Planungssicherheit und ermöglichen es zuweilen auch, »akustische Grenzregionen« zu betreten. Die Computersimulation der Akustik von Innenräumen erfolgt meist mit geometrischen Methoden wie Strahlverfolgung (Ray-Tracing) und sogenannten Spiegelquellenverfahren. Architektenpläne sind Grundlage für ein dreidimensionales Raummodell, welches sich auf die akustisch relevanten Rauminformationen beschränkt (S. 19, Abb. 2a). Den Oberflächen werden abhängig von den geplanten Materialien frequenzabhängige Schallabsorptionsgrade zugewiesen (Literatur, Herstellerangaben, Erfahrungswerte). Eine etwaige Oberflächenstruktur wird über einen sogenannten Streugrad erfasst. Der Streugrad kennzeichnet das Verhältnis von gestreuter zu insgesamt reflektierter Energie und wird meist empirisch festgelegt oder neuerdings auch im Labor gemessen. Von festgelegten Sendepositionen werden viele Tausend Schallstrahlen gleichzeitig losgeschickt, und ihr Weg wird durch den Raum verfolgt. Trifft ein Schallstrahl auf eine Begrenzungsfläche, so wird seine Energie in Abhängigkeit vom Absorptionsgrad reduziert. Ist die Fläche glatt und eben, so wird der Schallstrahl geometrisch reflektiert; andernfalls wird die Reflexionsrichtung unter Berücksichtigung einer Streucharakteristik festgelegt. Ergebnis solcher Simulationen sind Raum17

Raumakustik Verfeinerte Prognosemethoden und raumakustische Messungen

1a

impulsantworten für exemplarische Empfangspositionen respektive Sitzplätze, die hinsichtlich ihrer Reflexionsverteilung weiter analysiert werden können. Auch lassen sich für ganze Zuschauerbereiche die oben genannten raumakustischen Kriterien abschätzen und beurteilen (Abb. 2). Die Genauigkeit und Aussagekraft der Ergebnisse hängt maßgeblich von der Wahl der Eingangsparameter, das heißt Modellierung der Flächen, Absorptionsund Streueigenschaften ab. Widerspricht die Modellierung den Gesetzmäßigkeiten der geometrischen Akustik, werden die Oberflächen zum Beispiel zu fein aufgelöst, so führt dies unweigerlich zu unrealistischen Ergebnissen. Mit Erfahrung angewendet, sind raumakustische Simulationen heute ein wertvolles Hilfsmittel in der akustischen Planung.

b

Volumina unter etwa 100 m3 bei tieferen Frequenzen unter etwa 160 Hz. Dann liegen die Wellenlängen in der Größenordnung der Raumabmessungen, und der Schalldruckpegel ist davon abhängig, wie gut die jeweilige Wellenlänge »in den Raum passt«. Raumresonanzen treten auf, wenn eine Raumdimension mit der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen davon zusammenfällt. Unbedämpfte Raumresonanzen äußern sich beim Sprechen oder auch Musizieren als unangenehmes Dröhnen. Besonders ausgeprägt ist dies, wenn Länge, Breite, Höhe in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, da sich dann gleiche Resonanzfrequenzen überlagern.

Wird der Aufwand noch etwas erhöht, so können Simulationsergebnisse verwendet werden, um in Räume vorab hineinzuhören. Hierfür wurde der Begriff der Auralisation geprägt. In diesem Fall wird die Empfangscharakteristik der menschlichen Ohren in der Simulation abgebildet. Durch Verarbeiten von nachhallfrei aufgezeichneten Sprach- oder Musikkonserven lässt sich, über Kopfhörer oder auch Lautsprecher dargeboten, ein realistischer Höreindruck des Raumes erzeugen. Dies funktioniert recht gut zur Beurteilung von Sprache oder von Lautsprechersystemen, aber auch von Einzelinstrumenten. Ganze Orchester klanglich abzubilden ist aufgrund der Komplexität und Wechselwirkungen aber noch ein Wunschdenken.

Günstige Raumproportionen liegen in Rechteckräumen vor, wenn sich die Raumdimensionen möglichst unähnlich sind, wie dies beispielsweise bei Verhältnissen von 1: 0,83 : 0,47 oder 1: 0,79 : 0,62 der Fall ist. Auch das Schrägstellen von einer oder mehreren Raumoberflächen, das Aufgliedern der Wandflächen im großen Stil oder der Einsatz von absorbierenden Materialien ist zur Unterdrückung störender Raumresonanzen geeignet. Solche Überlegungen kommen insbesondere in Studios, Abhörräumen, aber auch in Musikunterrichtsräumen zum Tragen. Sie spielen zudem in kleinen, möglicherweise verglasten Bürozellen eine Rolle. Genauer physikalisch prognostiziert werden können diese Effekte zum Beispiel mit Finite-Elemente- oder RandelementeMethoden, bei denen der Schall in seiner Wellennatur modelliert wird. Für große Räume sind solche Verfahren aus Gründen der Rechenzeit höchstens für tiefe Frequenzen geeignet.

Besonderheiten bei kleinen Räumen Die Beschreibung der Schallübertragung mithilfe geometrischer sowie statistischer Methoden versagt in kleinen Räumen mit

Raumakustische Messungen Zur Überprüfung der Planung und Ausführung, vor anstehenden Renovierungen oder im Fall von Beschwerden ist eine

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objektive raumakustische Qualitätsbeurteilung beziehungsweise Bestandsaufnahme angezeigt. Während früher Messungen mit Schreckschusspistolen oder platzenden Luftballons keine Seltenheit waren, kommen heute synthetische Messsignale zum Einsatz, die den gesamten hörbaren Frequenzbereich abdecken. So lassen sich schnell und genau Raumimpulsantworten ermitteln, aus denen die Reflexionsstruktur und objektive raumakustische Kriterien ausgewertet werden können. Auch akustische Defekte lassen sich mittels ausgeklügelter Messtechnik aufspüren. Ist lediglich die frequenzabhängige Nachhallzeit von Interesse, so kann der Abklingvorgang von abgeschalteten Rauschsignalen ausgewertet werden. Raumakustische Messungen erfolgen in der Regel unter Verwendung von speziellen Messlautsprechern. Als Empfänger dienen Mikrofone oder auch ein Kunstkopf (S. 11). Die Anzahl der Messpositionen (Sende- und Empfangspositionen) variiert mit der Größe des Raumes und liegt zwischen etwa sechs Punkten in Räumen von Klassenzimmergröße bis zu über 100 in Konzert- und Opernhäusern. Entsprechend liegt auch die Messdauer zwischen einer halben Stunde bis zu ganzen Tagen (bzw. Nächten). Zumeist werden die Messungen in unbesetzten Räumen durchgeführt, und die Ergebnisse werden auf den besetzten Zustand umgerechnet. In Veranstaltungssälen erfolgen zuweilen auch Messungen im besetzten Zustand, zum Beispiel unmittelbar vor einer Vorstellung, mit einer reduzierten Anzahl an Messpunkten (Dauer etwa 5 – 10 Minuten). Modellmessungen Während der Planungsphase lassen sich raumakustische Messungen in maßstäblich verkleinerten Raummodellen, typi-

Raumakustik Schallabsorption architektonischer Oberflächen

c a b

100 mm

3

2a

scherweise im Maßstab 1:10 oder 1: 20, durchführen. Im Modell werden alle Raumoberflächen entsprechend der Planung geometrisch geformt. Aufgrund der kleineren Abmessungen werden auch die Schallwellenlängen um den Maßstabsfaktor reduziert werden, das heißt, die Messungen erfolgen bei höheren Frequenzen. Problematisch ist, dass die mit der Frequenz zunehmende Absorption bei der Schallausbreitung in Luft die Messungen beeinträchtigt und dass die Schallabsorption von Materialien nicht ohne Weiteres in den Modellmaßstab übertragen werden kann. Das Publikum beziehungsweise die Bestuhlung wird zumeist über schallabsorbierende Schaumstoffe abgebildet (Abb. 2b). Gegenüber Computersimulationen haben Modellmessungen den Vorteil, dass die Übertragung getreu der Wellennatur des

1

2

3

Schalls stattfindet, das heißt auch Fokussierungen und Schallstreuungen physikalisch richtig abgebildet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Vor- und Nachteile von Modellmessungen und Computersimulationen kommen bei besonders anspruchsvollen raumakustischen Planungen (Konzertsäle, Opernhäuser) zuweilen beide Methoden parallel zum Einsatz.

Schallabsorbierende Systeme gibt es angefangen von mineralischen Faserdämmplatten, die zum Beispiel in Deckensystemen in Einlegemontage verwendet werden, bis hin zu speziellen Produkten wie mikroperforierten Folien. Die Materialien unterscheiden sich nicht nur in Aussehen und Preis, sondern auch in ihrer akustischen Wirkung, also ihrem Schallabsorptionsgrad.

Schallabsorption architektonischer Oberflächen Viele heute in der Gestaltung bevorzugte Oberflächen wie Glas, Sichtbeton oder verputzte Flächen sind schallreflektierend. Es wird deshalb häufig erforderlich, schallabsorbierende Materialien in die Raumgestaltung zu integrieren. Dabei kann man sowohl auf industrielle Produkte zurückgreifen, aber auch individuelle Oberflächen und Schichtenaufbauten kreieren.

Messung der Schallabsorption im Hallraum Die Kennzeichnung schallabsorbierender Verkleidungen und Materialien erfolgt durch den Schallabsorptionsgrad für allseitigen Schalleinfall. Für viele architektonische Oberflächen findet man Orientierungswerte in der einschlägigen Fachliteratur. Für akustische Produkte werden die Absorptionsgrade in den technischen Produktunterlagen dokumentiert. Zumeist basieren diese Daten auf Messungen, die in einem Prüflabor nach DIN EN ISO 354

Beispiele für schallstreuende Wandverkleidungen: a Oberschulzentrum Bruneck, Südtirol b Renovierung Teatro Reggio, Turin Sala Santa Cecilia, Parco della Musica, Rom, 2002, Renzo Piano Building Workshop a Akustisches Computermodell: Mithilfe von raumakustischen Computersimulationen lassen sich genauere Prognosen über die zu erwartende akustische Übertragungsqualität machen. b Aufgeklapptes akustisches Modell (Maßstab 1:20), bei dem das Publikum über Noppenschaumstoff nachgebildet wird An strukturierten Oberflächen werden die Schallwellen unterschiedlich reflektiert, schematische Darstellung an einer sägezahnförmigen Verkleidung. a Tiefe Frequenzen sehen die Struktur nicht, wenn die Wellenlänge groß gegenüber der Oberflächenstruktur ist. Die Schallenergie wird geometrisch in Bezug auf die gestrichelte rote Linie reflektiert. b Im mittleren Wellenlängenbereich wird der Schall mehr oder weniger gleichmäßig in unterschiedliche Raumrichtungen gestreut. c Bei hohen Frequenzen tritt die geometrische Reflexion an den Teilflächen auf (gestrichelte blaue Linie), da hier die Abmessung der Auffaltung groß gegenüber der Wellenlänge ist. 2 b

19

Raumakustik Schallabsorption architektonischer Oberflächen

1

1a

durchgeführt wurden. Nach diesem internationalen Standard wird der zu prüfende Aufbau auf 10 – 12 m2 Fläche in einem sogenannten Hallraum praxisgerecht aufgebaut (Abb. 1a). Nach Messung der frequenzabhängigen Nachhallzeiten mit und ohne Aufbau lässt sich mit der Sabine’schen Formel der Schallabsorptionsgrad αS ermitteln, der in Terzbändern von 100 Hz bis 5000 Hz angegeben wird. Aus den Prüfergebnissen werden nach DIN EN 11654 »Schallabsorber für die Anwendung in Gebäuden – Bewertung der Schallabsorption«, Juli 1997, sogenannte praktische Schallabsorptionsgrade αp in Oktavbändern zusammengefasst. Diese Werte werden auch in Leistungsverzeichnissen aufgenommen, um die frequenzabhängige Schallabsorption von Verkleidungen oder Deckensystemen festzusetzen. Aus dem praktischen Absorptionsgrad, der sechs Zahlenwerte für die Oktaven von 125 Hz bis 4000 Hz umfasst, wird ein einzelner Wert, der bewertete Schallabsorptionsgrad αw, ermittelt. Der bewertete Schallabsorptionsgrad kann für erste Berechnungen, die der Orientierung dienen, verwendet werden und ermöglicht es, unterschiedliche Produkte miteinander zu vergleichen. Auch in Ausschreibungen von absorbierenden Verkleidungen kann er zusammen mit einer konstruktiven Beschreibung des Aufbaus als notwendige akustische Anforderung aufgenommen werden. Für genauere akustische Berechnungen ist der bewertete Absorptionsgrad jedoch ungeeignet. Messung der Schallabsorption im Impedanzrohr Im Zuge von orientierenden Abschätzungen oder zur Produktentwicklung wird zuweilen auch ein anderes Messverfahren eingesetzt, welches mit wesentlich kleineren Probenabmessungen von typischerweise 100 mm Durchmesser auskommt. 20

Es handelt sich um Messungen des Schallabsorptionsgrades α0 für senkrechten Schalleinfall im sogenannten Impedanzrohr. Für unmittelbare raumakustische Anwendungen ist die Methode aufgrund des ausschließlich senkrechten Schalleinfalls weniger gut geeignet. In Räumen fällt der Schall aus unterschiedlichen Richtungen auf die Oberflächen, weshalb die Ergebnisse aus dem Hallraum aussagekräftiger sind. Schallabsorptionsmechanismen Gute Schallabsorber sind offenporige Strukturen wie Faserdämmstoffe, offenporige Schaumstoffe, Textilien, Granulate oder Porenbeton. Entscheidend für die absorbierende Wirkung ist, dass der Schall in die Poren eindringen kann und hier die Schallenergie, die nichts anderes ist als schnell hin- und herschwingende Luft, durch Reibung vernichtet wird. Bei guten Schallabsorbern liegt die Porosität, also das Verhältnis von zugänglichem Luftvolumen zu Gesamtvolumen des Materials bei über 50 %, mineralische Faserdämmstoffe bestehen gar zu über 98 % aus Luft. Geschlossenzellige Schäume hingegen, zum Beispiel Polystyrolhartschaum, sind im Gegensatz dazu genauso ungeeignet als Schallabsorber wie eine Wasseroberfläche, die zwar weich ist, in die der Schall dennoch nicht besser eindringen kann als in Beton. Neben der Porosität ist der akustische Strömungswiderstand die wichtigste Materialeigenschaft. Dieser beschreibt, welcher Widerstand dem Schall entgegengesetzt wird. Im Gegensatz zur statischen Luftdurchlässigkeit von Textilien ist der akustische Strömungswiderstand eine dynamische Größe. Er kann an kleinen Proben (ca. 200 mm ≈ 200 mm) im Labor nach DIN EN 29053 bestimmt werden, womit sich zum Beispiel die akustische

a Die Messung der Schallabsorption von architektonischen Oberflächen erfolgt im Hallraum nach ISO 354 an 10 –12 m2 großen Musteraufbauten. Die reflektierenden, gekrümmten Segel sorgen für die richtige Schalldurchmischung. b Ergebnis solcher Messungen ist der frequenzabhängige Schallabsorptionsgrad, der in einem Prüfprotokoll dokumentiert wird.

Eignung von Vorhängen beurteilen lässt. Zudem beeinflussen die Dicke und Anordnung des Absorbers die Absorption erheblich. Dies ist in Abbildung 2 auf Seite 22 anhand von Schallabsorptionskurven von drei Materialien veranschaulicht, einem Teppichbelag, einem 15 mm dicken Akustikputz – unmittelbar auf eine harte Fläche aufgebracht – und einem 30 mm mineralischen Faserdämmstoff. Den Kurven kann entnommen werden, dass bei tiefen Frequenzen jeweils eine geringe Absorption vorhanden ist. Die Absorption steigt mit der Frequenz umso eher an, je dicker das Material ist, da die Reibungsverluste und damit die Schallabsorption dann am größten sind, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Luftteilchen im Material am größten ist. Unmittelbar an der harten Wand ist die Bewegung der Luftteilchen abgebremst und gleich null. In einem Abstand von einem Viertel der Wellenlänge (bei 100 Hz etwa 0,85 m, bei 250 Hz etwa 0,34 m und bei 1000 Hz etwa 85 mm) ist für senkrechten Schalleinfall die Bewegungsgeschwindigkeit maximal. Aufgrund der unterschiedlichen Schalleinfallsrichtungen in Räumen ist es nicht erforderlich, den gesamten Hohlraum mit Absorbermaterial aufzufüllen, sondern es reichen in der Regel dünnere Schichten aus. So bewirkt allein das Abhängen einer Decke aus 20 mm dicken absorbierenden Paneelen um 200 mm, dass sich die Absorptionswirkung bei tieferen Frequenzen deutlich erhöht (S. 22, Abb. 2). Diese Zusammenhänge verdeutlichen, warum es in der Praxis nicht ausreicht, einen Teppichbelag auszulegen oder warum »Akustiktapeten« nur eine begrenzte Wirksamkeit haben. Da beide Materialien sehr dünn sind und unmittelbar vor einer reflektierenden Fläche angeordnet sind, wird der Nachhall nur bei hohen Frequenzen reduziert.

Raumakustik Schallabsorption architektonischer Oberflächen

Häufig kommen gelochte oder geschlitzte Platten aus Gipskarton, Holzwerkstoffen oder Metall, Gitterstrukturen oder Metallgewebe zum Einsatz, die schallabsorbierend hinterlegt sind. Die Absorptionswirkung hängt vom Öffnungsflächenanteil, aber auch von der Größe der Öffnungen und der Materialdicke ab (S. 22, Abb. 1). Qualitativ lässt sich Folgendes sagen: Je größer der Öffnungsflächenanteil ist, umso größer ist die Schallabsorption bei höheren Frequenzen. Typische Öffnungsflächenanteile liegen in der Größenordnung von 15 %. Bei gleichem Öffnungsflächenanteil sind kleine Öffnungen günstiger als große. Typische Lochdurchmesser beziehungsweise Schlitzbreiten liegen zwischen 1 mm und 20 mm. Um eine ausreichende Absorptionswirkung auch im hochfrequenten Bereich zu erhalten, soll der Abstand benachbarter Öffnungen typischerweise kleiner als etwa 100 mm sein. Dünne Platten oder Bleche sind bei gleichem Öffnungsflächenanteil schalldurchlässiger als dickere Platten. Dieses Prinzip machen sich Platten aus Holzwerkstoffen zunutze, die sichtseitig einen geringen Öffnungsflächenanteil, jedoch rückseitig einen vergrößerten Öffnungsflächenanteil aufweisen. Auf diese Weise wird eine ausreichende mechanische Stabilität erzielt, und es wird gleichzeitig die akustisch wirksame Dicke der Platte reduziert. Auch mikro- oder feinperforierte Furnierplatten – aufkaschiert auf schallabsorbierenden Trägerplatten – verdanken ihre breitbandige absorbierende Wirkung der Tatsache, dass die gelochte Schicht sehr dünn ist. Geschlossene Platten können eine merkliche Schallabsorption insbesondere im unteren Frequenzbereich erreichen. Beispiele sind Holzverkleidungen, die mit Abstand vor einer Wand montiert werden; physikalisch gesehen also ein Masse-Feder-System. Die flächenbezogene Masse

b

21

Raumakustik Schallabsorption architektonischer Oberflächen

Schallabsorptionsgrad

αs

1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f / Hz

50 mm Faserdämmstoff, vlieskaschiert mit 60 mm Leisten auf 60 mm Fuge mit 60 mm Leisten auf 10 mm Fuge mit geschlossener 8 mm Sperrholzplatte

1a

b

der Verkleidung und die Kompressibilität der Luft bestimmen die Resonanzfrequenz, bei der die höchste Absorption auftritt:

Resonanz ist umso höher, je leichter die Platte ist. Zudem spielt die Bedämpfung des Hohlraums eine wichtige Rolle.

540 ____ f = ______ √m’ • d (f in Hz, m’ in kg/m2 und d in cm). Bei flächenbezogenen Massen von Holzverkleidungen in der Größenordnung von 6 kg/m2 (8 mm Sperrholz) und einem Wandabstand von 6 cm (Luft + Bedämpfung) ergibt dies eine Resonanzfrequenz von circa 90 Hz. Die Absorption in der

Decken- und Wandsysteme Von der Industrie angeboten werden die verschiedensten Absorbermaterialien, wie vlieskaschierte mineralische Dämmplatten für die Einlegemontage zu Preisen ab etwa 25 ™/m2 über gelochte Gipskartonplatten ab etwa 60 ™/m2 bis hin zu besonderen geschlitzten und gelochten Verkleidungen aus Holzwerkstoffen oder Akustikputzsysteme auf Trägerplatten, die schnell jenseits der 150 ™/m2 liegen. Der bewertete Schallabsorptionsgrad liegt für

1,2

Schallabsorptionsgrad

αs

1,0 0,8

Hinterlegungen Die Schallabsorption vieler der Produktarten lässt sich deutlich erhöhen, wenn diese vollflächig absorbierend hinterlegt

0,6 0,4 0,2 0,0

2a

125

λ/4

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f / Hz

30 mm Faserdämmstoff 15 mm Akustik-Spritzputz 7 mm Veloursteppich

1,2

Schallabsorptionsgrad

αs

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

λ/4 b

22

typische Aufbauhöhen zwischen 70 mm und 200 mm, je nach Produkt zwischen etwa αw = 0,55 und 1. Auch kommen schallabsorbierende Verkleidungen für den Wandbereich infrage. Aspekte wie mechanische Belastbarkeit, Verschmutzungsanfälligkeit und damit Reinigung und Renovierungsbedarf im unteren Wandbereich müssen bei der Auswahl bedacht werden. Bei gelochten oder geschlitzten Oberflächen im Wandbereich besteht bei helleren Farben in Verbindung mit dunklen Löchern (Vlieshinterlegung) die Gefahr, dass die Oberfläche beim Betrachten aus der Nähe optisch zu flimmern beginnt. Im Zweifelsfall empfiehlt sich eine Bemusterung an einer größeren Fläche. Weitere Möglichkeiten für den Wandbereich sind Absorber in Stein, zum Beispiel gelochte Akustikziegel, spezielle Betonsteine oder Porenbetonflächen.

125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f / Hz

20 mm Akustikschaum mit 200 mm Abstand vor reflektierender Fläche 20 mm Akustikschaum unmittelbar vor reflektierender Fläche

1 a, b Die Schallabsorption von Loch- oder Schlitzplatten hängt vom Öffnungsflächenanteil ab. Je geringer er ist, umso stärker wird die Absorption bei hohen Frequenzen gemindert. Geschlossene Platten weisen eine merkliche Absorption bei tiefen Frequenzen auf. 2 Einfluss der Anordnung des Absorbermaterials vor der reflektierenden Fläche: a Unmittelbar an der Wand ist die Bewegung der Luftteilchen gleich null, und die Absorption durch Reibung in einem dünnen Absorber ist gering. Aus diesem Grund absorbieren dünne Materialien den Schall nur bei hohen Frequenzen. b In einem Abstand von einem Viertel der Wellenlänge ist die Bewegungsgeschwindigkeit maximal. Befindet sich dieser Schwingungsbereich im Absorber, so ist auch die höchste Absorption zu erwarten (schematisierte Betrachtung für senkrechten Schalleinfall). Durch eine Vergrößerung des Hohlraums lässt sich die Schallabsorption zu tieferen Frequenzen deutlich verbessern.

Raumakustik Schallabsorption architektonischer Oberflächen

3

werden. Eingesetzt werden Platten oder Bahnen aus mineralischem Faserdämmstoff (Brennbarkeitsklasse A), zur Vermeidung von Faserflug gegebenenfalls eingeschweißt in sehr dünne PE-Folie. Platten aus Polyestervlies (B1) oder Melaminharzschaum (B1, A) kommen ebenso infrage wie Matten aus Schafwolle oder Baumwolle (Brandschutz abhängig von chemischen Zusätzen). Die Dicke der Hinterlegungen liegt typischerweise zwischen 20 mm und 50 mm. Elementierte Absorber Unter elementierten Absorbern sind beispielsweise Deckensegel, aber auch absorbierende Stellwände oder Mobiliar zu verstehen. Auch »akustische Bilder«, die teils als Pinnwände genutzt werden können, werden häufiger eingesetzt. Bei elementierten Absorbern ist die auf die Fläche bezogene Absorptionswirkung höher als bei großflächigen Anordnungen, unter anderem deshalb, weil der Schall an den Kanten in das Material »hineingesogen« wird. Dies kann zu Schallabsorptionsgraden führen, die deutlich über 1 liegen, was physikalisch unsinnig erscheint. Um Missverständnisse zu vermeiden, werden deshalb Absorberelemente über die äquivalente Schallabsorptionsfläche A je Objekt definiert, die ebenfalls im Hallraum gemessen wird. Vorhänge Auch Vorhänge oder Textilbahnen können merklich zur Bedämpfung eines Raumes beitragen und werden zum Beispiel in Musikprobe- oder auch Mehrzweckräumen gerne zur variablen Beeinflussung der Akustik eingesetzt. Eine hohe Absorption von Vorhängen mit einem Absorptionsgrad von αw = 0,6 oder mehr erfordert ein Flächengewicht von mindestens etwa 300 g/m2 und einen spe-

Schallabsorbierende Verkleidungen gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen: a fein perforiertes Furnier auf absorbierenden Trägerplatten aus Glasgranulat b gelochte / geschlitzte Holzwerkstoffplatten mit absorbierender Hinterlegung c Holzwolle-Akustikplatten d Akustikputzsysteme e Metallgewebe mit absorbierender Hinterlegung

zifischen Strömungswiderstand in der Größenordnung von Rs = 800 – 2500 Pa s/m. Einen Eindruck über die akustische Eignung bekommt man, indem man durch das Material hindurchpustet. Ist dies leicht möglich, zum Beispiel bei einem transparenten Gazematerial, so ist der akustische Widerstand gering, und es ist keine merkliche Absorptionswirkung zu erwarten. Kann man nicht oder nur sehr schwer durchpusten, dann ist das Material zu dicht, was dazu führt, dass der Schall eher reflektiert als absorbiert wird. Eine objektive Beurteilung ermöglicht die Prüfung nach DIN EN 29053 (s. o.). Absorbierende Bodensysteme Wie bereits beschrieben, erreicht ein Teppichbelag unmittelbar auf einem harten Untergrund lediglich bei hohen Tönen eine gute Schallabsorption. Die Schallabsorption lässt sich auf einen wesentlich größeren Frequenzbereich ausdehnen, wenn unter dem Teppich ein Hohlraum akustisch angekoppelt wird. Dies erfordert beispielsweise perforierte Doppelbodenplatten in Verbindung mit einem quellluftfähigen Teppichbodenbelag (mit geeignetem Strömungswiderstand). Die Absorptionswirkung hängt im Detail von der akustischen Qualität des Teppichs, vom Lochflächenanteil und der Dicke der Trägerplatte sowie vom Hohlraum ab. Bestuhlung In Veranstaltungssälen und Kirchen sorgen gepolsterte, schallabsorbierende Stühle oder Sitzbänke mit Polsterauflagen für eine akustische Grundbedämpfung des Raumes. Akustisch gute Stühle sind dann in der Lage, die Unterschiede der akustischen Verhältnisse vom unbesetzten oder gering besetzten Saal (z. B. Probesituation) zum voll besetzten Saal gering zu halten.

3a

b

c

d

e

23

Bauakustik

Die Bauakustik befasst sich mit der Schallübertragung im Gebäude, von Raum zu Raum, von außen nach innen oder gegebenenfalls auch von innen nach außen. Genauer gesagt, geht es um die Behinderung der Schallübertragung, um unzumutbare akustische Störungen zu vermeiden. Planungs- und Rechtsgrundlage ist in Deutschland zumeist die DIN 4109 »Schallschutz im Hochbau«, die baurechtlich eingeführt ist. In der DIN 4109 sind Anforderungen an den Mindestschallschutz für Wohngebäude, Unterrichtsgebäude, Krankenhäuser und Verwaltungsgebäude festgelegt. Aber auch für dort nicht erfasste Gebäude, zum Beispiel Einfamilienhäuser, selbst genutzte Büroeinheiten bis hin zu Kultur- und Konferenzzentren, ist es sinnvoll, einen Schallschutzstandard zu definieren und diesen baulich umzusetzen. Vor diesem Hintergrund werden im Folgenden die Schallübertragung im Gebäude sowie die kennzeichnenden Größen beschrieben. Es wird skizziert, wie aus der Schalldämmung einzelner Bauteile der Nachweis des resultierenden Schallschutzes geführt werden kann. Darüber hinaus werden die Zusammenhänge zwischen dem konstruktiven Aufbau von Bauteilen und deren Schalldämmung aufgezeigt. Auf die Angabe zahlenmäßiger Anforderungen an den Schallschutz im Gebäude wird an dieser Stelle verzichtet und stattdessen auf die typologischen Kapitel zu Wohngebäuden, Verwaltungsgebäuden, Schulgebäuden und Musikgebäuden verwiesen. Im Kapitel über Wohnungsbau wird näher auf die Neuerungen eingegangen, die demnächst in einer überarbeiteten DIN 4109 zu erwarten sind. Schallübertragung in Gebäuden Luftschallanregung Wird im Raum beispielsweise gespro-

chen, so werden auch die umgebenden Bauteile zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen (sogenannter Körperschall) breiten sich in der Gebäudestruktur aus und werden zum Beispiel im Nachbarraum als Luftschall wieder abgestrahlt. Die Schallübertragung erfolgt dabei nicht nur über das trennende Bauteil, sondern auch über die flankierenden Bauteile (s. Abb. 1) – und dies häufig in einer ähnlichen Größenordnung. Entsprechend müssen bei der bauakustischen Dimensionierung sowohl das trennende Bauteil als auch die flankierenden Bauteile erfasst und beurteilt werden. Körperschallanregung Werden Wände oder Decken nicht durch Luftschall, sondern unmittelbar mechanisch zu Schwingungen angeregt, so spricht man von Körperschallanregung. Dies ist insbesondere beim Gehen (Trittschall), durch Stühlerücken, aber auch durch den Betrieb von Sanitärinstallationen und haustechnischen Anlagen der Fall. Der eingeleitete Körperschall breitet sich in der Gebäudestruktur als Körperschall aus und wird in benachbarten Räumen als Luftschall abgestrahlt (sekundärer Luftschall). Luft- und Körperschallanregungen treten häufig gemeinsam auf, beispielsweise bei Aufzügen und raumlufttechnischen Anlagen. Erschütterungen Von Erschütterungen spricht man bei besonders tieffrequenten Körperschallanregungen (unter etwa 63 Hz), die zum Beispiel durch Bahnlinien, Baustellentätigkeit oder Industriebetriebe erzeugt werden. Müssen Beeinträchtigungen durch Erschütterungen auf Menschen, historische Gebäude oder empfindliche Laborgeräte abgeschätzt werden, so werden in der Regel baudynamische Betrachtungen

a

d

b

d

c

d

d

1

erforderlich, die über die hier behandelten Zusammenhänge hinausgehen. Schallschutz durch Grundrissplanung Der Grundstein zu einem guten Schallschutz kann bereits im Rahmen der Vorplanung durch schalltechnisch günstige Grundrisse gelegt werden, indem geräuschintensive und schutzbedürftige Bereiche räumlich getrennt werden. So sollte zum Beispiel eine Technik- oder Heizzentrale nicht an einen Schlafraum angrenzen, sondern unter Lagerräumen oder Flurbereichen angeordnet sein. Im Geschosswohnungsbau sollten Sanitärbereiche und Küchen möglichst übereinander und nebeneinander angeordnet werden, was auch der Ausbildung der Installationsschächte zugutekommt. Ebenfalls vorteilhaft ist es, eine Gaststätte im Erdgeschoss durch ein Bürogeschoss von Wohnungen zu trennen. Bei der Grundrissgestaltung sollte zudem die Außenlärmsituation berücksichtigt werden. Auch wenn ein Gebäude nicht allein unter schalltechnischen Gesichtspunkten geplant wird, kann die Sensibilisierung für diesen Aspekt zuweilen hilfreich sein.

1

Trennendes und flankierendes Bauteil und Übertragungswege (schematisch) a Senderaum b Empfangsraum c trennendes Bauteil d flankierendes Bauteil

25

Bauakustik Kennzeichnung der Schalldämmung von Bauteilen

2 1

Frequenzabhängiges Schalldämm-Maß einer 200 mm dicken Stahlbetonwand. Das bewertete Schalldämm-Maß Rw wird ermittelt, indem eine Bezugskurve so lange in 1-dB-Schritten verschoben wird, bis die Summe der negativen Abweichungen gerade noch kleiner als 32 dB ist. Der Wert der verschobenen Bezugskurve bei 500 Hz entspricht dann dem bewerteten Schalldämm-Maß, in diesem Beispiel Rw = 58 dB. Die Vorgehensweise mutet etwas willkürlich an, berücksichtigt aber näherungsweise die frequenzabhängige Empfindlichkeit des Gehörs sowie das typische Verhalten massiver Bauteile und hat sich international durchgesetzt (Verfahren gemäß ISO 717-1). Hammerwerk zur Messung der Trittschalldämmung

2

80

Bau-Schalldämm-Maß R´ / dB

70

60 58

50

40

30

1

125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f/HZ

verschobene Bezugskurve nach ISO 717-1 Bau-Schalldämm-Maß negative Abweichung zur verschobenen Bezugskurve

Kennzeichnung der Schalldämmung von Bauteilen Schalldämm-Maß Die Luftschalldämmung von Wänden, Decken, Türen wird durch das sogenannte Schalldämm-Maß R beschrieben. Es besagt, um wie viel Dezibel der Schall beim Durchgang durch das Bauteil geschwächt wird. Damit ist das Schalldämm-Maß eine bauteilbezogene Größe. Da die Schalldämmung von Bauteilen 26

frequenzabhängig ist, wird auch das Schalldämm-Maß frequenzabhängig, mindestens in den Terzbändern zwischen 100 Hz und 3150 Hz angegeben. Zur Vereinfachung wird aus den frequenzabhängigen Werten ein einziger Zahlenwert, das sogenannte bewertete Schalldämm-Maß Rw, abgeleitet, gekennzeichnet durch das Suffix »w«. Die Ermittlung erfolgt durch Vergleich der frequenzabhängigen Werte mit einer genormten Bezugskurve (idealisiertes SchalldämmMaß einer Massivwand, auch Abb. 1). Für viele Bauteile wie Mauerwerkswände, Leichtbauwände, Verglasungen oder auch Türen und Mobilwände sind Herstellerangaben über das Schalldämm-Maß der Produkte verfügbar. Dabei handelt es sich in der Regel um Ergebnisse aus Prüfungen, die an Musteraufbauten im Labor nach einem international festgelegten Prüfverfahren (ISO 140-3) durchgeführt wurden. Flankenschallpegel-Differenz Für flankierende Bauteile wird die Flankenschallpegel-Differenz Dnf (früher Schalllängsdämm-Maß RL) verwendet. Damit wird die Schalllängsleitung von Fassaden, Hohlböden und abgehängten Decken beschrieben. Weitere Beschreibungsgrößen Neben diesen Größen zur Beschreibung der Luftschalldämmung gibt es noch eine Reihe weiterer Definitionen, zum Beispiel die Elementpegel-Differenz Dn,e,w zur Kennzeichnung der Schalldämmung kleiner Bauteile mit einer Fläche von weniger als 1 m2. Die Begriffsvielfalt ist dabei durchaus verwirrend. Zur eindeutigen Spezifikation der schalldämmenden Eigenschaften von Bauteilen, zum Beispiel in Leistungsverzeichnissen, ist im Zweifelsfall aber eine inhaltlich unmissverständliche Beschreibung notwendig.

Norm-Trittschallpegel Die Schallübertragung, die bei der Körperschallanregung zum Beispiel beim Begehen von Decken oder Treppen entsteht, wird durch den bewerteten NormTrittschallpegel Ln,w charakterisiert. Niedrige Norm-Trittschallpegel entsprechen einer besseren Trittschalldämmung. Die Körperschallanregung wird durch ein genormtes Hammerwerk simuliert (Abb. 2). Hierzu wird der Schalldruckpegel L2 im »Empfangsraum« gemessen, wenn gleichzeitig die Decke mit dem »Normtrampler« im darüber oder auch daneben befindlichen Raum angeregt wird. Um den Einfluss der Raumbedämpfung zu berücksichtigen, wird der Schalldruckpegel L2 um die Absorptionsfläche des Empfangsraumes A2 korrigiert. Ln = L2 + 10 • lg (A2 /10 m2) Ln: Norm-Trittschallpegel L2: Schalldruckpegel A2: äquivalente Absorptionsfläche im Empfangsraum (in m2) Aus dem frequenzabhängigen Verlauf des Norm-Trittschallpegels wird, ähnlich wie für das Schalldämm-Maß, der bewertete Norm-Trittschallpegel Ln,w als Einzahlangabe ermittelt. Trittschallminderung Auf Rohdecken werden zur Reduzierung der Trittschallübertragung schwimmende Estriche oder weichfedernde Bodenbeläge wie zum Beispiel Teppichbeläge verlegt. Die schalltechnische Kennzeichnung solcher Aufbauten erfolgt durch die bewertete Trittschallminderung ΔLw in dB. Sie gibt an, um wie viel dB der bewertete Norm-Trittschallpegel einer massiven Rohdecke durch die Deckenauflage reduziert wird.

Bauakustik Kennzeichnung des Schallschutzes

Kennzeichnung des Schallschutzes Schalldämm-Maß R’w Zur Kennzeichnung des baulichen Schallschutzes werden die gleichen beziehungsweise ähnliche Größen verwendet wie zur Beschreibung der Schalldämmung von Bauteilen. Entscheidender Unterschied ist der Bezug der Größen nicht alleine auf das trennende Bauteil, sondern unter Berücksichtigung sämtlicher Übertragungswege. Schließlich ist es dem Nachbarn egal, ob der Schall maßgeblich über die Trennwand oder über eine womöglich schalltechnisch schwächere leichte Außenwand in den Raum gelangt. Dass es sich um die Gesamt-Schalldämmung einschließlich Nebenwegsübertragung handelt, wird durch einen »Strich« gekennzeichnet. So wird die Luftschalldämmung zwischen zwei Räumen am Bau über das bewertete Schalldämm-Maß R’w charakterisiert, welches auch BauSchalldämm-Maß genannt wird. Hier wird gewissermaßen die Schallübertragung über Flankenwege der Trennwand zugerechnet. Das bewertete Bau-SchalldämmMaß mit Nebenwegen R’w ist deshalb immer niedriger als das Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils Rw alleine. Liegt die Übertragung über die vier Flanken (Decke, Boden, zwei Wände) im Mittel in einer ähnlichen Größenordnung wie über das trennende Bauteil, was durchaus üblich ist, so beträgt die Differenz beachtliche 3 – 5 dB. Ist die Schalllängsdämmung über ein flankierendes Bauteil sehr niedrig, zum Beispiel bei einem durchlaufenden schwimmenden Estrich, so bestimmt dieses Bauteil das resultierende Schalldämm-Maß. Typische bewertete Bau-SchalldämmMaße sind R’w = 40 dB (Bürotrennwand), R’w = 53 dB (Wohnungstrennwand) und R’w = 67 dB (schalltechnisch hochwertig ausgeführte zweischalige Reihenhaustrennwand).

Schalldruckpegel im Nachbarraum Wie laut es im Nachbarraum ist, hängt aber nicht alleine vom Bau-SchalldämmMaß des Bauteils einschließlich der Nebenwege R’w ab. Die durchgelassene Schallleistung ist auch umso größer, je größer die Wandfläche S ist. Sind die Räume sehr hallig, so ist es aufgrund der zahlreichen Reflexionen lauter als in einem bedämpften Raum. Dabei wird in der Bauakustik anders als in der Raumakustik nie die genaue Reflexionsstruktur betrachtet. Stattdessen geht man von einem »diffusen Schallfeld« aus, und die akustische Raumdämpfung wird alleine über die Summe der Absorptionsflächen A beschrieben (S. 14 – 16). Mit diesen Zusammenhängen kann der Pegel im Nachbarraum (»Empfangsraum«) L2 wie folgt abgeschätzt werden: L2 = Lw – R’ + 10 • lg

(

4S A1 • A2

)

A1 und A2 entsprechen der Absorptionsfläche im »Senderaum« beziehungsweise im »Empfangsraum«, und LW ist der im Senderaum erzeugte Schallleistungspegel. S ist die Fläche des trennenden Bauteils. Anhand dieses Zusammenhangs kann man auch abschätzen, dass neben einer Erhöhung des Schalldämm-Maßes auch absorbierende Maßnahmen in den Räumen den Pegel im Empfangsraum mindern können. Die Verdoppelung der Absorptionsflächen A1 oder A2 eines zuvor halligen Sende- beziehungsweise Empfangsraums reduziert den Empfangspegel L2 jeweils um 3 dB. Ist im Senderaum der Schalldruckpegel L1 bekannt (z. B. durch Messungen), so reduziert sich obige Gleichung zu: L2 = L1 – R’ + 10 • lg (S/A2) Das Verhältnis S/A2 liegt oft in der Größenordnung von 1, und dann spiegelt das

T1: Terminologie des bewerteten SchalldämmMaßes R’w

einschließlich Flankenübertragung, beschreibt Schallschutzstandard

Rw

ohne Flankenübertragung, gilt für einzelne Bauteile, Türen

Rw,P

ohne Flankenübertragung, gemessen im Prüfstand nach ISO 140-3

Rw,R

ohne Flankenübertragung, Rechenwert für Nachweis des Schallschutzes gemäß DIN 4109, entspricht Rw Rw,R = Rw,P – 2 dB (Wände, Decken, Fenster) Rw,R = Rw,P – 5 dB (Türen, Tore, mobile Trennwände)

Schalldämm-Maß etwa die frequenzabhängige Pegeldifferenz zwischen den Räumen wider. Standard-Schallpegeldifferenz Dn,T,w Nach dem Neuentwurf zur DIN 4109 wird in Zukunft zunehmend die sogenannte bewertete Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w anstelle von R’w herangezogen. Diese entspricht eher der Schalldruckpegeldifferenz zwischen zwei Räumen und kennzeichnet daher besser den tatsächlichen Schallschutz: L2 = L1 – Dn,T + 10 • lg (T/T0) Dabei ist T0 eine Bezugsnachhallzeit, die für Wohnräume 0,5 s beträgt. Die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz bezieht sich auf die Übertragung mit Flankenwegen und liegt zahlenmäßig in einer ähnlichen Größenordnung wie das bewertete Schalldämm-Maß R’w. Norm-Trittschallpegel L’n,w Der Trittschallschutz wird durch den bewerteten Norm-Trittschallpegel L’n,w gekennzeichnet. Auch hier verdeutlicht der Strich, dass die Flankenübertragung inbegriffen ist. Im Fall der Trittschallübertragung in den unmittelbar darunter befindlichen Raum ist die Flankenübertragung meist gering. Lediglich wenn mas27

Bauakustik Nachweis des Schallschutzes

sive Wände wesentlich leichter als die Rohdecke sind, fällt L’n,w etwa 4 dB höher als Ln,w aus. Typische Norm-Trittschallpegel liegen zwischen L’n,w = 78 dB (für massive Rohdecken ohne Belag) und 39 dB (für Decken mit guten schwimmenden Estrichen), was einem hohen Schallschutz im Geschosswohnungsbau entspricht. Ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen dem Norm-Trittschallpegel und dem Pegel beim Begehen von Decken kann aufgrund des Einflusses von Körpergewicht und Schuhwerk nicht angegeben werden. Auch sagt der Trittschallpegel nicht aus, wie laut Gehgeräusche im gleichen Raum sind (siehe Abschnitt Deckenauflagen). Nachweis des Schallschutzes Letztlich ist der Planer dafür verantwortlich, dass der baurechtlich geschuldete Schallschutz am Bau auch erreicht werden kann. Im Zuge der Planung kann dies mithilfe eines Schallschutznachweises überprüft werden. Hierunter ist der rechnerische Nachweis des Schallschutzes zwischen den einzelnen Räumen für die vorgesehenen Bauteile nach DIN 4109 zu verstehen. Die Notwendigkeit der Erstellung eines Schallschutznachweises wird in den Bauordnungen der Bundesländer unterschiedlich geregelt. Ein Schallschutznachweis ersetzt aber nicht die erforderliche Sorgfalt bei der schalltechnischen Detailplanung. Bei der Überprüfung des Schallschutzes sind gemäß Beiblatt 1 zu DIN 4109 folgende »Spielregeln« zu beachten. Vorhaltemaß Häufig kann anhand von Tabellen (z.B. Beiblatt 1 DIN 4109) direkt der Rechenwert für das Schalldämm-Maß ermittelt werden. Eingangsgröße kann zum Beispiel die flächenbezogene Masse einer 28

Mauerwerkswand sein. Von SchalldämmMaßen, die auf Messungen im Prüfstand zurückgehen, muss hingegen ein Sicherheitsabschlag abgezogen werden. Hintergrund dieses sogenannten Vorhaltemaßes ist, dass Musteraufbauten im Prüfstand zuweilen etwas sorgfältiger ausgeführt werden als später am Bau. Darüber hinaus können die schalltechnischen Bauteileigenschaften gewissen Streuungen unterliegen. Das Vorhaltemaß beträgt 5 dB für Türen und Tore und 2 dB für alle anderen Bauteile. Ergebnis ist der sogenannte Rechenwert Rw,R, der für die Berechnungen des Schallschutzes verwendet wird. Nachweis im Massivbau mit flankierenden Bauteilen von circa 300 kg/m2 Im Beiblatt 1 zur DIN 4109, Ausgabe 1989, sind zudem resultierende Schalldämm-Maße R’w für Bauteilkonstruktionen im Massivbau genannt, wobei die flächenbezogene Masse aller flankierenden massiven Bauteile im Mittel 300 kg/m2 beträgt. Weichen die flankierenden Bauteile davon ab, werden Zu- oder Abschläge angesetzt. Dies ist eine recht pragmatische Vorgehensweise, die in dieser Form nur in Deutschland angewendet wird. Vereinfachter Nachweis im Skelettbau Die Anforderung an das Schalldämm-Maß R’w gilt als erfüllt, wenn das SchalldämmMaß des trennenden Bauteils Rw,R und die Schalllängsdämm-Maße der flankierenden Bauteile RL,w,R jeweils um mindestens 5 dB über dem geforderten Wert R’w liegen. Soll zum Beispiel mit einer Trockenbauwand ein resultierendes SchalldämmMaß von R’w = 47 dB erreicht werden, so muss ein Produkt ausgewählt werden, für das der Hersteller einen Laborwert von Rw,P ≥ 54 dB angibt (2 dB Vorhaltemaß

zuzüglich 5 dB Abzug für Flankenübertragung). Differenzierte Berücksichtigung der Übertragungswege im Skelettbau Etwas komplizierter wird es, wenn die Schalldämm-Kennwerte aller an der Übertragung beteiligten Bauteile Rw, Dn,f,w und so weiter erfasst werden. Unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse und weiterer baulicher Randbedingungen lässt sich dann das resultierende bewertete Schalldämm-Maß ermitteln. Solche Berechnungsverfahren sind zum Beispiel für den Skelettbau in der DIN 4109 beschrieben. Anwendung der Europäischen Regelung nach DIN EN 12354 Noch weiter präzisiert wurde diese Verfahrensweise in der europäisch harmonisierten Normenreihe DIN EN 12354. Insbesondere die bisher in Deutschland gepflegte Berechnungsweise für den Massivbau – basierend auf Mess- beziehungsweise Rechenwerten für die Berücksichtigung von flankierenden Bauteilen mit einer mittleren flächenbezogenen Masse von 300 kg/m2 und Verwendung von Korrekturgrößen für abweichende mittlere flächenbezogene Massen – wird in Zukunft durch ein Rechenmodell mit 13 Schallübertragungswegen ersetzt. Die Berechnungen basieren auf bauteilbeschreibenden Kenngrößen, dem bewerteten Schalldämm-Maß Rw ohne Flankenübertragungen. Zusätzlich werden sämtliche flankierende Bauteile und ihre Wechselwirkung über die Stoßstelle detailliert betrachtet (S. 25, Abb. 1). Dieses Rechenmodell ist in der DIN EN 12354 »Akustische Eigenschaften von Gebäuden« mit den Teilen 1 bis 6 abgebildet. Initiator dieser Normenreihe war letztlich die europäische Bauproduktrichtlinie, die Handelsbarrieren zwischen den Mitglied-

Bauakustik Wandkonstruktionen

1

Von der europäischen Regelung nicht betroffen ist die Festlegung von nationalen Anforderungswerten sowie Bemessungswerten als Eingangsgröße für das Rechenverfahren. Angesichts von ausführungsbedingten Abweichungen liefert das Verfahren jedoch in der Praxis nicht immer genauere Ergebnisse als die Berechnungsmethoden der heutigen DIN 4109. Auch sind die Berechnungsmethoden nach DIN EN 12354 in Deutschland derzeit noch nicht baurechtlich verankert. Berechnung der Schalldämmung zusammengesetzter Bauteile Besteht das trennende Bauteil aus Teilflächen mit unterschiedlichen Materialitäten, zum Beispiel teilverglasten Wänden, Schwertanschlüssen, Lochfassaden, so kann die resultierende Schalldämmung Rw res wie folgt ermittelt werden (für zwei Teilflächen, z. B. Abb. 2): Rw res= –10lg

[

]

1 • (S •10– 0,1• R w1+S2•10–0,1• R w2) S1+S2 1

Dabei sind S1, S2 die Flächen und Rw,1, Rw,2 die bewerteten Schalldämm-Maße der Bauteile. Liegt die Schalldämmung des Bauteils 2 mindestens 15 dB unter dem des Bauteils 1 (z. B. Türe in einer Wand), so kann die Gleichung wie folgt vereinfacht werden:

( )

Rw, res ≈ Rw2 +10 • lg 1+

S1 S2

Das resultierende bewertete SchalldämmMaß wird in der Regel auf ganze Zahlen abgerundet. Wandkonstruktionen Einschalige Massivwände Unter einschaligen Bauteilen werden Wände aus Stahlbeton, Mauerwerk und auch leichte Innenwände aus Gipsbauplatten verstanden, die nur aus einer Schale bestehen. Hier gilt: Je höher die flächenbezogene Masse der Wand ist, umso höher ist die Schalldämmung. Aus Abbildung 3 ist zu erkennen, dass für flä-chenbezogene Massen ab etwa 200 kg/m2 bewertete Schalldämm-Maße von über Rw = 45 dB erreicht werden. Für schwere Wände nimmt das bewertete Schalldämm-Maß ohne Flankenübertragung mit einer Verdoppelung der Masse um etwa 11 dB zu. Größere Abweichungen können bei der Verwendung nicht bauüblicher Rohdichten (z. B. Rohdichteklassen (RDK) von Steinen > 2,2), bei Undichtigkeiten (z. B. im Bereich der Mörtelfugen bei nicht sorgfältigst ausgeführtem beidseitigem Sichtmauerwerk) und bei Hohlräumen im Werkstoff entstehen. Dies betrifft aufgrund von zusätzlichen Resonanzeffekten auch wärmedämmende, porosierte LeichtHochlochziegel. Hier sollte die Schalldämmung und auch die Auswirkung auf die Schalllängsdämmung vom Hersteller durch Prüfzeugnisse nachgewiesen werden. Die Schalldämmung von leichten Bautei-

2

1

1 Flurwand 2 Tür

10 m2 2 m2

Flurwand mit Tür 12 m2

Rw1 Rw2

= 42 dB = 27 dB

Rw res = 34 dB

2 70 bewertetes Schalldämm-Maß R w [dB]

staaten der EU abbauen soll. Bauprodukte werden europaweit einheitlich gekennzeichnet. In Deutschland ist die Vorgehensweise zur Beschreibung der technischen Qualitäten von Bauprodukten in der Bauregelliste des DIBT (Deutsches Institut für Bautechnik) verankert. Dabei handelt es sich um eine dynamische Liste, welche für einzelne Bauprodukte Nachweisverfahren auf der Basis von europäischen Produktnormen beziehungsweise Vorgehensweisen für nicht über Produktnormen geregelte Bauprodukte in Form von Konformitätsnachweisen unterschiedlicher Tiefe aufzeigt. Die Kennzeichnung erfolgt entweder mittels CE-Zeichen (wenn eine Produktnorm vorhanden ist) oder mittels allgemein bauaufsichtlicher Prüfzeugnisse.

60

50

40 200 20 3

1

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900 90

flächenbezogene Masse m' [kg/m²]

Aufbau einer Mauerwerkswand im Wandprüfstand. Nach Verputzen und Trocknung wird das bewertete Schalldämm-Maß im Prüfstand nach ISO 140-3 ermittelt. Sende- und Empfangsraum sind über Gebäudetrennfugen konstruktiv getrennt, sodass die Flankenübertragung unterdrückt ist und nur die Schalldämmung des Bauteils bestimmt wird. Beispiel für die Berechnung des SchalldämmMaßes von zusammengesetzten Bauteilen. Die resultierende Schalldämmung zusammengesetzter Bauteile ist immer kleiner als das höchste Schalldämm-Maß der beteiligten Bauteile. Abhängigkeit des bewerteten Schalldämm-Maßes Rw von der flächenbezogenen Masse einschaliger Bauteile (ohne Flankenwege). Eine 200 mm dicke Stahlbetonwand mit einer Rohdichte von 2300 kg/ m3 (wird im Schallschutz rechnerisch für Normalbeton angesetzt) hat eine flächenbezogene Masse von 460 kg/m2 und erreicht ein SchalldämmMaß von ca. Rw = 58 dB. Verdoppelt man die Wanddicke auf 400 mm, so bewirkt dies eine Erhöhung des bewerteten Schalldämm-Maßes auf Rw = 69 dB, wohlgemerkt jeweils ohne den Einfluss der Flankenübertragung.

29

Bauakustik Wandkonstruktionen

len ist kleiner als von schweren Bauteilen, weil sie aufgrund der geringeren Masse leichter zum Schwingen angeregt werden. Zudem tritt ein weiterer physikalischer Effekt auf. Ab einer bestimmten Frequenz, der sogenannten KoinzidenzGrenzfrequenz, tritt eine zusätzliche Minderung der Schalldämmung auf. Mit Koinzidenz ist das Übereinstimmen der Biegewellenlänge mit der Luftschallwellenlänge gemeint. Hierdurch kann das Bauteil leichter durch das Luftschallfeld zu Schwingungen angeregt werden. Die Koinzidenz-Grenzfrequenz liegt bei leichten Bauteilen ungünstigerweise aber gerade im schalltechnisch relevanten Frequenzbereich. Je steifer das Baumaterial (geringe Elastizität) und je dicker die Wand ist, umso niedriger ist die Koinzidenz-Grenzfrequenz. Man ist bestrebt, dass diese entweder möglichst tief liegt (schwere einschalige Wände mit mindestens 200 kg/m2) oder aber oberhalb des maßgeblichen Frequenzbereichs (leichte Platten mit weniger als 20 kg/m2) liegt. Der schlechteste Fall tritt ein, wenn die Koinzidenz-Grenzfrequenz im Frequenzbereich zwischen etwa 200 Hz und 2000 Hz liegt, da dann der Dämmungseinbruch bei der Koinzidenz subjektiv deutlich in Erscheinung tritt. Bei solchen Bauteilen, zu denen zum Beispiel 80 mm dicke Gipsbauplatten zählen, ist nicht nur die Schalldämmung im direkten Durchgang gering, sondern Schwingungen von schwereren angrenzenden Bauteilen werden verstärkt, was zu einer erhöhten Schallabstrahlung führt. Massive Holzwände (Brettschicht- oder Brettstapelholz) haben aufgrund des geschichteten Aufbaus und der höheren inneren Dämpfung diese nachteiligen schalltechnischen Begleiterscheinungen nicht (Abb. 2). Aufgrund der geringen flächenbezogenen Masse ist die Schalldämmung im direkten Durchgang jedoch begrenzt. Gibt es höhere Anforderungen 30

Schalldämm-Maß R/dB

2

Frequenzabhängige Schalldämm-Maße einiger massiver Bauteile. Typisch ist die mit der Frequenz zunehmende Dämmung. Bei der Wand aus leichten Hochlochziegeln ist zwischen 1000 und 2000 Hz eine Reduzierung der Schalldämmung zu erkennen, die auf Resonanzen des Ziegels zurückzuführen ist und sich im Einzelfall subjektiv nachteilig bemerkbar machen kann. Frequenzabhängige Schalldämm-Maße leichter Wandkonstruktionen. Bei den Gipskartonwänden ist der Dämmungseinbruch bei der KoinzidenzGrenzfrequenz zu sehen. In diesem Frequenzbereich ist das Dämmniveau bereits hoch und zudem die Energie typischer Geräuschquellen geringer, sodass dieser subjektiv weniger ins Gewicht fällt. Bei der 75 mm dicken GK-Wand ist die schlechte Schalldämmung bei tiefen Frequenzen zu sehen (Resonanz der beiden Schalen). Auf-

3

4

70

70

60

60

50

40

30

20

1

grund fehlender Zweischaligkeit und Masse weist das Mehrschicht-Holzelement eine deutlich geringere Schalldämmung auf. Doppelständerwände, T-Stoß mit Trennfuge. Mit Gipskarton-Ständerwänden lassen sich abhängig von der Beplankung und dem Ständerwerk sehr hohe Schalldämm-Maße von Rw ≥ 60 dB erreichen. Schalltechnisch unkritisch sind Gipskartonwände als flankierende Bauteile. Werden die Platten raumseitig getrennt, so liegen die Norm-Flankenpegeldifferenzen über Dn,f,w = 70 dB. Werden hohe Anforderungen an den Schallschutz z. B. zwischen benachbarten Büroräumen gestellt, so erfordert dies bei einer abgehängten Decke zumeist abschottende Maßnahmen im Deckenhohlraum. Beispiel: Plattenschott über einem Bandrasterprofil.

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Schalldämm-Maß R/dB

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10

2000 4000 Frequenz f/Hz

verputzte Mauerwerkswand aus Kalksandstein (240 mm, RDK 2,0): Rw = 58 dB verputzte Mauerwerkswand aus Leicht-Hochlochziegeln (300 mm, RDK 0,9): Rw = 48 dB verputzte Mauerwerkswand aus Hochlochziegeln (115 mm, RDK 1,4): Rw = 47 dB RDK = Rohdichteklasse

an die Schalldämmung (z. B. im Schulbau oder in Kindergärten), werden biegeweiche Vorsatzschalen notwendig. Doppelschalige Massivwände Beim Bau von Reihen- und Doppelhäusern sind statisch und schalltechnisch getrennte Reihenhaus-Trennwände die Regel. Hohe Schalldämmungen zwischen R’w = 62 dB und 72 dB lassen sich erreichen, wenn die Trennfuge fehlerfrei (ohne Körperschallbrücken) ausgeführt wird und die Trennfuge bis zur Bodenplatte des Kellergeschosses reicht. Hierzu muss die mindestens 30 mm breite Fuge mit einem Dämmstoff geringer Steifigkeit ausgefüllt werden. Polystyrol-Hartschaumplatten sind für Trennfugen von zweischaligen Wänden schalltechnisch ungeeignet.

125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz f/Hz

Gipskarton-Leichtbauwand, doppelt beplankt, 150 mm: Rw = 53 dB Gipskarton-Leichtbauwand, einfach beplankt, 75 mm: Rw = 44 dB Mehrschicht-Holzelement, 135 mm: Rw = 37 dB 2

Auch mit schweren Vorsatzschalen können ähnlich gute Ergebnisse erzielt werden (siehe Kapitel »Kleine Räume für Musik«, S. 84). Doppelschalige Leichtbauwände Leichte Trennwände in Trockenbauweise haben eine geringe Masse, und dennoch lassen sich in dieser Bauweise hohe bis sehr hohe Schalldämmungen realisieren. Eine Ursache hierfür ist die Zweischaligkeit mit dem zwischen den Schalen befindlichen Hohlraum, die zusammen ein Resonanzsystem bilden. Dabei wirken die Schalen als Masse und der Hohlraum aufgrund der Kompressibilität der eingeschlossenen Luft als Feder. Ab etwa einer Oktave oberhalb der Resonanzfrequenz

Bauakustik Wandkonstruktionen

fR = 1700 / √ d • m’/2 fR: Resonanzfrequenz in Hz m’: flächenbezogene Masse einer Schale in kg/m2 d: Dicke des Hohlraums in mm werden höhere Schalldämm-Maße erzielt als für ein einschaliges Bauteil gleicher flächenbezogener Masse. Im Bereich der Resonanzfrequenz ist die Schalldämmung schlechter, und unterhalb der Resonanzfrequenz ist sie etwa gleich. Für eine gute Schalldämmung bedeutet dies, dass die Resonanzfrequenz unterhalb des maßgeblichen Geräuschspektrums liegen soll. Resonanzfrequenzen typischer Gipskarton-Ständerwände liegen zwischen etwa 115 Hz (beidseitig einfach beplankt mit 12,5 mm Gipskarton, m’ = 8,5 kg/m2, lichter Schalenabstand 50 mm, Wanddicke gesamt 75 mm) und 58 Hz (zweifach beplankt, lichter Schalenabstand 100 mm, Wanddicke gesamt 150 mm). Aus oben genannter Formel für die Resonanzfrequenz lässt sich auch erkennen, dass eine Verdoppelung des Abstandes den gleichen Einfluss auf die Resonanzfrequenz (und damit die Schalldämmung) hat wie die Verdoppelung der flächenbezogenen Masse. Das erforderliche vollflächige Ausfüllen des Hohlraums mit zum Beispiel mineralischem Faserdämmstoff sorgt für die erforderliche Bedämpfung. Des Weiteren zeichnen sich Beplankungen aus Gipskarton-, Holzwerkstoff- oder Gipsfaserplatten mit Dicken von bis zu 15 mm noch dadurch aus, dass ihre Koinzidenz-Grenzfrequenz deutlich oberhalb von 1000 Hz liegt. Man spricht von biegeweichen Schalen. Werden Gipskartonplatten oder Ähnliches mehrlagig verarbeitet, so verändert sich die Steifigkeit (und damit die KoinzidenzGrenzfrequenz) aufgrund der punktuellen Verbindungen nicht. Dies hat zur Folge,

3

4

dass sich mit einer beidseitigen Beplankung aus 2 ≈ 12,5 mm Gipskartonplatten höhere Schalldämmungen erzielen lassen als mit einer jeweils einlagigen Beplankung aus 25 mm dicken Platten. Ein weiterer Faktor für die letztlich erreichbare Schalldämmung ist die Verbindung der Schalen. Leichtbauwände mit Holzständern verhalten sich ungünstiger als Wände mit 0,6 mm dicken CW-Profilen beziehungsweise sogenannten MW-Profilen, die eine noch bessere Federwirkung und damit Entkopplung erreichen. Eine vollständige konstruktive Trennung und damit auch höchste Schalldämm-Maße erhält man mit einem getrennten Ständerwerk (Anwendungen: Wohnungstrennwände, Kinobau, Musikräume). Auch bei der flächenbezogenen Masse der Beplankung gibt es Unterschiede. Während diese bei herkömmlichen Gipskartonbauplatten etwa m’ = 8,5 kg/m2 beträgt, weisen die seit einigen Jahren auf dem Markt befindlichen Gipskarton-Schallschutzplatten flächenbezogene Massen von m’ = 10 –12 kg/m2 auf. Noch schwerer und damit schalltechnisch günstiger sind Gipsfaserplatten, die bei Dicken von 12,5 mm auf etwa m’ = 12 –15 kg/m2 kommen. Je nach Anwendung lassen sich so mit unterschiedlichen Aufbauten bewertete Schalldämm-Maße Rw zwischen etwa 40 dB und etwa 72 dB erreichen. Aufbauten, Details und Schalldämm-Maße sind von der Trockenbauindustrie teils gut dokumentiert. Nur darf man nicht vergessen, dass die dort angegebenen SchalldämmMaße sich nur auf die Wand im direkten Durchgang beziehen und die Flankenübertragungen zusätzlich zu betrachten sind. In der Regel unkritisch sind flankierende Wände, wenn sie als doppelschalige Leichtbauwände in Trockenbauweise ausgeführt werden. Sofern die Beplankung im Anschlussbereich der Trenn-

wand vollständig getrennt ist, weisen Gipskartonwände sehr hohe Flankenschalldämmungen von Dn,f,w ≥ 70 dB auf (Abb. 3). Bezüglich der Flankenübertragung verhalten sich Gipskartonwände schalltechnisch also wesentlich besser als leichte massive Innenwände. Leichte (biegeweiche) Vorsatzschalen Die oben beschriebenen guten schalltechnischen Eigenschaften von Trockenbaukonstruktionen lassen sich auch verwenden, um die Schalldämmung von Massivwänden durch Vorsatzschalen zu verbessern. Der lichte Abstand der Beplankung eines nicht mit der Massivwand verbundenen Ständerwerks sollte je nach Anwendungsfall mindestens 50 mm betragen. Die Konstruktion sollte doppellagig beplankt werden. Die auch hier maßgebliche Resonanzfrequenz beträgt: fR = 1700 / √ d • m’ fR: Resonanzfrequenz in Hz m’: flächenbezogene Masse der Vorsatzschale in kg/m2 d: Dicke des Hohlraums in mm Elementtrennwände Die insbesondere in Bürogebäuden aufgrund der Flexibilität zunehmend beliebten Elementtrennwände verhalten sich grundsätzlich ähnlich wie GipskartonStänderwände. Schalltechnisch gibt es jedoch aufgrund des unterschiedlichen Schichtaufbaus herstellerabhängig akustische Qualitätsunterschiede. Bei Schallschutzanforderungen gehört deshalb in die Ausschreibung immer auch die Spezifikation des bewerteten SchalldämmMaßes, welches vom Anbieter über ein Prüfzeugnis nachgewiesen werden sollte. Erreichbare Werte liegen zwischen etwa Rw,P = 40 – 50 dB. Häufig werden Elementtrennwände mit großen Glasflächen vorgesehen. Auch 31

Bauakustik Türen und mobile Trennwände

1

2

1

Mangelnde Schalldämmung bei Türen führt nicht selten zu Nachmessungen am Bau. Mit einem dodekaederförmigen Messlautsprecher wird die Tür beschallt und der Schalldruck zeitgleich unmittelbar vor der Tür und im dahinter befindlichen Raum gemessen. Schwimmender Estrich mit Randdämmstreifen. Randdämmstreifen dürfen bei schwimmenden Estrichen erst nach dem Verlegen des Bodenbelags abgeschnitten werden, um Körperschallbrücken zu vermeiden.

hier gibt es Qualitäts- und Kostenunterschiede. Handelt es sich um zwei Scheibenebenen mit Abstand (z. B. 60 mm) und ist die Laibung dazwischen absorbierend, so lassen sich durchaus bewertete Schalldämm-Maße von Rw,P = 45 dB erzielen. Eine Einfachverglasung erreicht maximal Werte um Rw,P = 37 dB.

geboten, damit der Wert auch tatsächlich erreicht wird. Formstabile Zargen und Schallschutz-Türblätter sind hier genauso wichtig wie die Hinterfütterung und Abdichtung der Zargen. Wenn die Dichtungen nicht umlaufend schließen, kann selbst mit einem hochwertigen Türblatt kein guter Schallschutz erreicht werden.

Türen und mobile Trennwände Türen Auch von Türen wird in vielen Situationen eine ausreichende Schalldämmung erwartet. Doch bei keinem Bauteil ist die Diskrepanz zwischen geplanter und tatsächlich erreichter Schalldämmung häufig so groß wie bei Türen. Die Gründe hierfür sind zum Beispiel verzogene Türblätter und damit kein gleichmäßiger Anpressdruck auf den Zargendichtungen, die reduzierte Wirkung einer Bodendichtung (soweit vorhanden) oder auch die fehlende Hinterfütterung der Zargen. Ausschreibungen sollen unmissverständlich sein. Wird zum Beispiel am Bau ein bewertetes Schalldämm-Maß von Rw = 32 dB gefordert, kann dies durch folgende Angabe erfolgen: • bewertetes Schalldämm-Maß der Türe im funktionsfähigen Zustand nach DIN 4109, gemessen im Prüfstand nach ISO140-3: Rw,P ≥ 37 dB

Ganzglastüren mit filigranem Rahmen und Absenkdichtung liegen bei maximal Rw,P ≈ 37 dB. T30-Türen bieten Schalldämmungen von bis zu maximal Rw,P ≈ 50 dB, T90-Türen von bis zu Rw,P ≈ 42 dB. Eine zweiflügelige Tür weist bei gleichem Aufbau in der Regel niedrigere Dämmwerte auf als eine einflügelige Tür. Wird Wert auf eine besonders hohe Schalldämmung bei gleichzeitig hoher Ausführungssicherheit gelegt und ermöglicht es die bauliche Situation, so lässt sich dies mit Doppeltüren erzielen. Darunter sind zwei Türen zu verstehen, die beidseits der Wand eingebaut werden. Liegt der Abstand der Türebenen über etwa 1,5 m, so spricht man von Türschleusen. Decke und gegebenenfalls auch Wände zwischen den Türebenen werden schallabsorbierend verkleidet. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel mit einer Türe von Rw,P = 32 dB und einer Türe von Rw,P = 37 dB in der Summe bewertete

Der Zusatz »P« macht unmissverständlich deutlich, dass es sich um einen Prüfstandswert handelt. Dieser liegt um 5 dB (Vorhaltemaß nach DIN 4109) über dem am Bau geschuldeten Wert. Fehlt der Hinweis auf die Messbedingung »im funktionsfähigen Zustand«, so kommt es vor, dass das bewertete SchalldämmMaß nur auf das Türblatt bezogen wird. Das Gesamtsystem mit Dichtungen und Zarge verfehlt dann die geforderten Werte. Ab einem geforderten bewerteten Schalldämm-Maß von Rw ≥ 32 dB ist planerische und ausführungstechnische Sorgfalt 32

Schalldämm-Maße von Rw ≈ 50 dB am Bau erreichen. Sofern selbstschließende schwere Türen wie zum Beispiel Brandschutztüren aus Stahl geplant werden, sollten zur Vermeidung von Schlaggeräuschen ein automatischer Türschließer mit Sanftlaufsteuerungen oder Beschläge mit puffernder Wirkung eingesetzt werden. Für selbstschließende Türen gilt baurechtlich verbindlich, dass der beim Schließvorgang entstehende maximale Schalldruckpegel in den nächstgelegenen schutzbedürftigen Räumen fremder Nutzungseinheiten zum Beispiel im Wohnungsbau LAF,max ≤ 30 dB(A) betragen muss. Tore Für Tore gilt Ähnliches wie für Türen. Hier liegen die am Bau zu erwartenden Schalldämm-Maße zwischen etwa 15 dB für Rolltore oder Sektionaltore ohne akustische Maßnahmen und für schwere Schallschutztore bis zu Rw ≈ 45 – 50 dB. Mobile Trennwände Mobile Trennwände werden von den Herstellern mit bewerteten SchalldämmMaßen von bis zu etwa Rw,P = 55 dB angeboten. Auch hier gilt, dass gegenüber dem am Bau geschuldeten Wert ein Vorhaltemaß von 5 dB anzusetzen ist. Unter Berücksichtigung der flankierenden Bau-

T2: Konstruktionshinweise für Türen, abhängig vom am Bau geforderten bewerteten Schalldämm-Maß Rw Rw1 [dB]

Rw,P2 [dB]

Türblatt

Dichtung

Anmerkung

27

32

Aufbau beliebig m’ ≈ 25 kg/m2 Dicke ca. 40 mm

Zargendichtung Absenkdichtung

lässt sich vergleichsweise unproblematisch realisieren, Absenkdichtung kann ggf. auf Teppich auflaufen

32

37

mehrschichtig3 m’ ≈ 35 kg/m2 Dicke ca. 40 – 55 mm

Zargendichtung Absenkdichtung

Verwendung von geprüften Türsystemen empfohlen, sorgfältige Planung und Ausführung erforderlich

37

42

mehrschichtig3 m’ ≥ 40 kg/m2 Dicke ca. 60 – 70 mm

Doppelfalzzargendichtung Absenkdichtung, kombiniert mit Höckerschwelle

Verwendung von geprüften Türsystemen erforderlich, sorgfältige Planung und Ausführung erforderlich

1

Türe im funktionsfähigen Zustand am Bau Türe im funktionsfähigen Zustand im Prüfstand 3 oder zweischalig, spezielle Schallschutztürblätter 2

Bauakustik Decken und Deckenauflagen

2 T3: Tritt- und Luftschalldämmung von StahlbetonMassivdecken1 in Anlehnung an Beiblatt 1 zur DIN 4109 Flächenbezogene Masse m’ [kg/m2]

L’n,w,R [dB]

R’w,R [dB]

120 mm

280

81 - ΔLw

48 (+ 6)2

160 mm

370

76 - ΔLw

51 (+ 5)

200 mm

460

73 - ΔLw

54 (+ 4)

250 mm

575

70 - ΔLw

57 (+ 3)

1

Die Werte gelten im Massivbau für eine mittlere flächenbezogene Masse der flankierenden Bauteile von m’ = 300 kg/m2. Sind die flankierenden Bauteile schwerer oder aber biegeweich (Gipskartonwände), so sind die Werte schalltechnisch tendenziell günstiger. 2 Werte in Klammern: Verbesserung durch schwimmend verlegte Fußbodenaufbauten mit ΔLw ≥ 24 dB

teile kann am Bau nur mit großer planerischer Sorgfalt und Ausführungsqualität ein Schallschutzstandard von R’w = 45 dB realisiert werden. Bei schalltechnisch ungünstigen flankierenden Bauteilen, hierzu gehört zum Beispiel ein durchlaufender schwimmender Estrich, ist die resultierende Schalldämmung weit geringer. Letztlich ist es bei Mobiltrennwänden erforderlich, plausible und an die Nutzung angepasste Schalldämm-Anforderungen aufzustellen und durch eine Detailplanung aller beteiligten Übertragungswege, das heißt auch Gewerke, sicherzustellen, dass diese baulich erreicht werden können. Decken und Deckenauflagen Massivdecken Die Luftschalldämmung von massiven Decken insbesondere aus Stahlbeton verhält sich ähnlich wie die von Massivwänden. Bei Hohlkörperdecken kann die Dämmung bei gleicher flächenbezogener Masse gegenüber Massivdecken ohne Lufteinschlüsse etwas geringer ausfallen. Neben der Luftschalldämmung spielt bei Decken die Trittschalldämmung eine wichtige Rolle. Diese ist im Allgemeinen bei Rohdecken ohne Deckenauflagen selbst bei hoher Masse gering (hoher Wert von L’n,w), wie dies in Tabelle T3 gezeigt ist.

Schwimmende Estriche Eine wesentliche Verbesserung der Trittschalldämmung wird durch Estriche auf trittschalldämmenden Schichten (»schwimmende Estriche«) erreicht. Schwimmende Estriche bilden mit der Rohdecke ein zweischaliges Resonanzsystem (ähnlich wie bei einer Wand mit Vorsatzschale). Auch hier entfaltet der schwimmende Estrich seine verbessernde Wirkung oberhalb der Resonanzfrequenz, die von der flächenbezogenen Masse des Estrichs und der Steifigkeit der Dämmschicht abhängt. Letztere liegt für Trittschalldämmungen zwischen einer dynamischen Steifigkeit von 10 MN/m3 und etwa 50 MN/m3. Darüber hinaus wird auch die Luftschalldämmung einer Massivdecke durch einen schwimmenden Estrich erhöht. Im Gegensatz zur Trittschallminderung hängt jedoch die Verbesserung von der Masse der Rohdecke ab und beträgt zwischen etwa 3 dB (schwere 250 mm dicke STBMassivdecke) und 6 dB (z. B. leichte STBRippendecke mit 100 mm Druckplatte). Trittschalldämmplatten bestehen in der Regel aus Mineralfaser- oder elastifizierten Polystyrolplatten. Naturprodukte wie zum Beispiel Holzweichfaser- oder Kokosdämmplatten finden neben verschiedenen Recyclingmaterialien ebenso Verwendung. In der CE-Kennzeichnung der Trittschalldämmplatten entspricht die Angabe von SD 20 einer dynamischen Steifigkeit von höchstens 20 MN/m3. Die Trittschallminderung auf Massivdecken liegt im Bereich ΔL = 20 – 30 dB (Tab. T4). Neben den akustischen Eigenschaften spielen für die Planung die maximalen Nutzlasten eine Rolle. Für schwimmende Estriche mit Verkehrslasten bis 2 kN/m2 (Wohnungsbau) und auch bis 5 kN/m2 (Versammlungsstätten) ist für 20 – 30 mm dicke Dämmplatten mit geringer Zusammendrückbarkeit eine dynamische Stei-

figkeit von höchstens 20 MN/m3 (SD 20) ein schalltechnisch guter Wert. Dünnere Trittschalldämmschichten sind in der Regel steifer als dickere. Bei dünnen Schichten mit einer Dicke unter 10 mm erhöht sich zudem die Gefahr von Körperschallbrücken, da sich hier Mörtelreste, Steinchen oder rohbaubedingte Unebenheiten eher durchdrücken können. Unter Körperschallbrücken versteht man starre Verbindungen zwischen Estrich und zum Beispiel Rohdecke. Diese reduzieren die Trittschalldämmung erheblich, führen zu einer verstärkten Luftschallabstrahlung und entpuppen sich nicht selten als Ursache von Schadensfällen. Aus diesem Grund wird im Folgenden auf einige Details genauer eingegangen. Selbstverständlich sollte sein, dass zu den aufgehenden Wänden, aber auch Rohrdurchführungen, Türzargen, Heizkörperkonsolen und so weiter Randdämmstreifen, zum Beispiel aus PE-Schaumstoff oder Mineralfaser, lückenlos gestellt werden. Bei Einbau von Fließestrichen geben Randdämmstreifen mit angeklebter Folie Ausführungssicherheit, da diese mit der Trennlage verklebt werden und durch die wannenartige Ausbildung das Einlaufen von Estrich verhindern. Die Randdämmstreifen sollen mindestens 3 cm über den Estrich herausragen und dürfen erst nach Verlegen des Oberbelags abgeschnitten werden, um Körperschallbrücken durch Verschmutzen der Fugen oder beim Verlegen des Oberbelags (Fliesenkleber, Einschlämmen der Fliesenfugen, Parkett, Teppichkleber) zu verhindern. Sinnvollerweise wird das Abschneiden der Randdämmstreifen in die Hände des Bodenlegers gelegt und dies vorab auch vertraglich so geregelt. Im Bereich von Türen zwischen Räumen mit schalltechnischen Anforderungen müssen die Estriche über eingestellte Randdämmstreifen getrennt werden. Ein 33

Bauakustik Decken und Deckenauflagen

1

a b c

d

e

f

g

h

i

2

1

Kellenschnitt ist für eine körperschallwirksame Trennung nicht ausreichend. Werden leichte Wände auf durchlaufende schwimmende Estriche gestellt, so beträgt die maximal erreichbare Schalldämmung lediglich R’w ≈ 35 – 40 dB, hervorgerufen durch die horizontale Schallausbreitung im Estrich (ähnlich wie bei flankierenden dünnen Massivwänden mit geringer Masse). Auf einen weiteren Effekt sei hingewiesen: Die Resonanzfrequenz von schwimmenden Estrichen liegt zumeist in einem Bereich von 60 – 80 Hz, in dem auch Erschütterungen von Schienenfahrzeugen zu finden sind. Liegt ein Neubauvorhaben in der Nähe von Bahntrassen (100 m oder näher, bei felsigem Untergrund ggf. auch weiter entfernt), so sollten die möglichen Körperschalleinleitungen im Rahmen einer schwingungstechnischen Untersuchung überprüft werden. Ansonsten kann es passieren, dass die erhöhten Schwingungen des Estrichs im Bereich der Resonanz zu störenden tieffrequenten Schallabstrahlungen und zu Vibrationen führen. Trockenestriche Trockenestriche finden insbesondere bei Sanierungen Anwendung, da hier nicht selten geringes Gewicht und geringe Aufbauhöhe gefordert sind. Entsprechend der geringeren Masse der Platten aus zum Beispiel 23 mm Gipsfaser, Spanplatten E100 oder Ähnlichem sowie der für den Trockenestrich notwendigen höheren Steifigkeit der Trittschalldämmung sind die Trittschallminderungen geringer als bei den oben behandelten schwimmenden Nassestrichen und liegen bei etwa 10 –18 dB. Zudem verhalten sich Trockenestriche bei tiefen Frequenzen ungünstiger. Weichfedernde Bodenbeläge Teppiche, Linoleum auf Korkment oder Fertigparkett beziehungsweise Laminat 34

auf einer dünnen Trittschalldämmschicht haben ebenfalls eine dämmende Wirkung. Die in Tabelle T4 angegebenen Werte gelten beim unmittelbaren Verlegen auf der Rohdecke. Befinden sie sich auf einem fehlerfrei ausgeführten schwimmenden Estrich, so liegt die zusätzliche Verbesserung durch den Bodenbelag lediglich zwischen 0 – 2 dB. Nach DIN 4109, Ausgabe 1989, dürfen weichfedernde Bodenbeläge für den Nachweis des Trittschallschutzes im Wohnungsbau jedoch nicht angerechnet werden, da sie vom Nutzer beliebig und leicht verändert werden können.

Detail schwimmender Estrich mit Wandanschluss a Trennwand b Sockelleiste c dauerelastische Versiegelung d Randdämmstreifen e Bodenbelag f Zementestrich g Trennlage, z. B. PE-Folie h Trittschalldämmung, z. B. Mineralfaser-Trittschalldämmmung nach EN 13162, Anwendungstyp DES-sg, Zusammendrückbarkeit CP2, dynamische Steifigkeit SD ≤ 20 MN/m3 i Rohdecke Mit Brettsperrholzdecken oder vergleichbaren Holzdecken lassen sich trotz geringer Masse die Schallschutzanforderungen z.B. im Wohnungsoder Schulbau erreichen, wenn die Decken mit geeigneten schwimmenden Estrichen belegt werden.

Leitungen flexibel im Bodenbereich geführt werden. Ihre schalltechnischen Eigenschaften hängen wesentlich vom Aufbau, aber auch vom Bodenbelag ab. Problematisch kann insbesondere die Trittschallübertragung in horizontale Richtung bei harten Bodenbelägen sein, da die Wände üblicherweise auf den Hohlboden gestellt werden und diesen daher nicht trennen. Um die horizontale Schallübertragung zu verringern, wurden insbesondere für harte Bodenbeläge verschiedentlich Trennschnitte des Hohlraumbodens im Bereich der Trennwände erprobt. Die Wirkung hat sich jedoch in der Praxis häufig als unzureichend herausgestellt, da die Trennschnitte unvollständig ausgeführt wurden. Zur Reduzierung der Trittschallübertragung in vertikale Richtung können körperschalldämmende Unterlagen unter der Unterkonstruktion eines Hohlbodens verwendet werden. Da die Prüfmethoden seit dem Jahr 2000 wesentlich geändert wurden, sollten für eine Beurteilung keine Herstellerangaben oder Prüfzeugnisse vor diesem Zeitraum verwendet werden. Die alten Prüfmethoden führten typischerweise zu höheren Werten. Die neuen Prüfmethoden werden gemäß DIN EN ISO 140-12 beziehungsweise seit dem Jahr 2006 gemäß DIN EN ISO 10848-2 durchgeführt.

Gehgeräusche Die Trittschalldämmung beschreibt nicht, welcher Schall beim Begehen des Bodenbelags mit harten Absätzen im Raum selbst entsteht. Gerade bei dünnen und damit leichteren Laminatbelägen mit geringer innerer Dämpfung und schwimmender Verlegung kann dies sehr störend sein. Mittlerweile bietet die Industrie Laminatböden an, bei denen dieser Effekt reduziert ist. Da unterschiedliche Interessenvertreter verschiedene schalltechnische Kenngrößen eingeführt haben, ist ein objektiver Vergleich schwierig. Hohlböden Mit Hohlraum- oder Doppelböden können

T4: Trittschallminderung ΔLw von Fußbodenaufbauten auf Massivdecken Gesamtaufbau mind. [mm]

Estrich bzw. Bodenbelag

flächenbez. Masse des Estrichs m’ [kg/m2]

70 – 100

Zement- oder Anhydritestrich1

≥ 70

20

28

60 – 90

Zement- oder Anhydritestrich1

≥ 70

40

24

50 – 70

Gussasphaltestrich1

≥ 45

30

24

30 – 50

Trockenestrich1

≥ 25

40

21

25

1

Steifigkeit der Trittschalldämmung s’ [MN/m3]

ΔLw [dB]

Fertigparkett

–

50

18

4–8

Teppich

–

–

18 – 26

3–5

Linoleum

–

–

3 – 15

mit hartem Bodenbelag. Bei weichfederndem Bodenbelag verbessert sich die Trittschallminderung um maximal 2 dB.

Bauakustik Dachaufbauten, Fenster

2

Holzbalkendecken Holzbalkendecken sind in älteren Bestandsgebäuden vorzufinden; die Holzbauweise erfreut sich aber auch zum Beispiel beim Bau von Einfamilienhäusern wieder zunehmender Beliebtheit. Holzbalkendecken unterscheiden sich zu Massivdecken durch ihre wesentlich geringere Masse. Deshalb lassen sie sich leichter zu Schwingungen anregen. So entspricht auch die Schalldämmung von historischen Decken nicht mehr den heute üblichen Anforderungen an den Schallschutz. Typische Werte ohne weichfedernden Bodenbelag und mit starr befestigter Unterdecke liegen bei R’w = 44 – 48 dB beziehungsweise L’n,w = 66 – 70 dB. Auch ist die trittschallverbessernde Wirkung von herkömmlichen Nassestrichen insbesondere bei tiefen Frequenzen deutlich schlechter als auf Massivdecken. Fehlbodenschüttungen tragen bei alten Decken meist nur wenig zur Erhöhung der Schalldämmung bei, solange die Unterdecke starr an den Balken befestigt ist, da dann eine maßgebliche Schallübertragung über die Balken stattfindet. Welche Maßnahmen bei einer Bestandssanierung möglich sind, hängt von vielen Faktoren ab. Kann die Unterdecke entfernt werden – manchmal sprechen denkmalschützerische Gründe dagegen –, so lässt sich unter die Holzbalken eine neue Decke aus 2 ≈ 12,5 mm Gipskartonplatten elastisch über Federbügel abhängen. Der Hohlraum wird mit mindestens 80 mm dicker Mineralwolle großzügig gefüllt. Ist es möglich, den Bodenaufbau zu erhöhen und zu beschweren, so kann eine biegeweiche Beschwerung der Schalung zum Beispiel mit Betonsteinen unter einem schwimmenden (Trocken-)Estrich sinnvoll sein. Alternativ kann ein schwerer Nassestrich eingebaut werden. Auch besteht die Möglichkeit, die nivellierten Balken mit

elastischen Dämmstreifen zu belegen und darauf einen Estrich auf verlorener Schalung auszuführen. Mit solchen Maßnahmen lassen sich in der Regel bereits die im Wohnungsbau üblichen Anforderungen an den Mindestschallschutz erfüllen. Kombiniert man die Ertüchtigungsmaßnahmen, so sind weit höhere Schalldämmungen zu erreichen, wenn gleichzeitig die Flankenübertragung kontrolliert wird (Projektbeispiel, S. 88 – 89). Treppen Für massive Treppenläufe, die starr an einer Treppenraumwand (mit m’ ≥ 380 kg/m2) befestigt sind, ist ein bewerteter NormTrittschallpegel von L’n,w,R = 65 dB zu erwarten. Deutliche Verbesserungen lassen sich erzielen, wenn die Treppen körperschallentkoppelt sind. Die Treppenläufe sind über elastische Schichten auf den Podesten gelagert und somit schalltechnisch getrennt, und zu den Wänden wird eine Fuge ausgebildet. Von leichten Stahltreppenkonstruktionen können störende Körperschallübertragungen ausgehen, insbesondere wenn diese an Decken und/oder Wände zu schutzbedürftigen Räumen angrenzen. Abhilfe können je nach Situation körperschalldämmende Befestigungen sein. Dachaufbauten Die Luftschalldämmung von Dächern spielt meist nur bei hoher Außenlärmbelastung eine Rolle. Des Weiteren ist sie bei Veranstaltungssälen von Interesse. Bei Steildächern mit Auf- oder Zwischensparrendämmung liegt das bewertete Schalldämm-Maß je nach Ausführung zwischen Rw ≈ 42 dB – 52 dB. Leichtdächer aus Stahltrapezblech können ähnliche Werte erreichen. Aber auch höhere Werte sind möglich. Dächer aus Stahlbeton verhalten sich im Wesentlichen wie entsprechende Massivdecken, das heißt

hier ist die flächenbezogene Masse von Bedeutung. Vorsicht ist hingegen bei Aufsparrendämmung aus nicht porösen, steifen Dämmstoffen (z. B. PUR) geboten, da hierdurch zum Beispiel im Mehrfamilien-Wohngebäude eine erhöhte Schalllängsübertragung über das Dach auftreten kann. Bei metallischen Eindeckungen sollte zuweilen an die Gefahr von Regengeräuschen gedacht werden. Insbesondere bei Membrandächern ist neben einer sehr geringen Schalldämmung von typischerweise Rw ≈ 10 – 15 dB zu berücksichtigen, dass bei Regen ein Prasseln gehört werden kann, das in der Größenordnung von 60 – 70 dB(A) liegen kann. Als Dächer von Veranstaltungs-, Unterrichts- oder Arbeitsräumen sind Membrandächer daher weniger geeignet. Bei der Überdachung von Erschließungshallen sollten Abwägungen zwischen Störpotenzial und Nutzungsprofil angestellt werden. Fenster Die Schalldämmung von Fenstern hängt maßgeblich von der Qualität der Verglasung ab. Der Einfluss des Rahmens ist in der Regel bis zu einem bewerteten Schalldämm-Maß von Rw ≈ 45 dB gering. Dies gilt auch für Pfosten-/Riegelfassaden im direkten Schalldurchgang von außen nach innen (nicht aber in Bezug auf die Flankenübertragung). Bei neueren, öffenbaren Fenstern sind die Funktionsfugen wenig problematisch, da sie alleine aus thermischen Gründen eine hohe Fugendichtigkeit aufweisen müssen. Nach VDI 2719 kann, wie auf Seite 36, Tabelle T5 gezeigt, eine Einteilung in Schallschutzklassen (SSK) erfolgen. Einfachglasscheiben weisen je nach Dicke Schalldämm-Maße von Rw = 30 – 35 dB auf. 10 mm dicke Verbundgläser erreichen Werte von Rw = 37 dB. Bei Verbundverglasungen bieten circa 0,4 mm dicke Schallschutzfolien auf der Basis von Poly35

Bauakustik Dachaufbauten, Fenster

vinyl-Butyral (PVB) Vorteile, die mittlerweile Gießharzverbundscheiben vorgezogen werden. Mit Isolierverglasungen lassen sich bewertete Schalldämm-Maße von bis zu Rw = 50 dB erzielen. Ab Schallschutzklasse 3 sollten die beiden Scheibenebenen unterschiedlich dick sein, um gleiche Koinzidenz-Grenzfrequenzen zu vermeiden. Kastenfenster, die aus zwei Scheibenebenen mit Abstand (ca. 100 – 300 mm) bestehen, erreichen je nach Aufbau Werte von Rw,P = 52 – 62 dB. Solche Fenster kommen insbesondere als Regiefenster, zum Beispiel im Studiobau zum Einsatz (Fenster zwischen Studio und Abhörraum).

T5: Schallschutzklassen nach VDI 2719 und bewertete Schalldämm-Maße (Mindestwerte am Bau) Exemplarische Aufbauten für Verglasungen und Fenster mit Isolierverglasung SSK

Rw [dB]

Verglasung [mm]

Fenster mit Isolierverglasung [mm]

1

25

ESG 4

beliebig

2

30

ESG 8, VSG 6

ESG 4 / SZR 8 / ESG 4

d: 16

3

35

VSG 8

ESG 8 / SZR 16 / ESG 4

d: 28

4

40

VSG-PVB 16

VSG-PVB 8 / SZR 12 / ESG 10

d: 30

5

45

–

VSG-PVB 12 / SZR 24 / VSG-PVB 8

d: 44

6

50

–

Sonderkonstruktion, z. B. Kastenfenster

d: 100

ESG: Einfachverglasung, VSG: Verbundsicherheitsverglasung, VSG-PVB: mit PVB-Folie, SZR: Scheibenzwischenraum gefüllt mit Argon oder Luft, d: Gesamtdicke

T6: Maximal zulässige Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen, verursacht durch haustechnische Anlagen nach DIN 4109, Änderung A1, Januar 2001 Geräuschquelle

Kennzeichnender Schalldruckpegel

Wasserinstallationen1 Sonstige haustechnische Anlagen2 1

Neben dem bewerteten Schalldämm-Maß Rw werden gerade für Verglasungen und Fenster sogenannte Spektrumsanpassungswerte C, CTr angegeben, was sich dann so liest: Rw (C; CTr) = 41(0;-5) dB. Diese Spektrumsanpassungswerte nach ISO 717-1 berücksichtigen die spektrale Zusammensetzung unterschiedlicher Geräuscharten, wobei der Index Tr für Traffic steht. Ein Fenster dämmt Straßenverkehrsgeräusche umso besser, je höher die Summe aus bewertetem Schalldämm-Maß und Spektrumsanpassungswert Rw + CTr ist. Bei Bauvorhaben an lauten Straßen sollte dies im Rahmen der Planung und Ausschreibung Berücksichtigung finden. Isolierverglasungen weisen Resonanzfrequenzen abhängig von Scheibenzwischenraum und Scheibendicken zwischen etwa 120 – 250 Hz auf. Da hier maßgebliche Geräuschanteile von Straßenverkehr zu finden sind, fallen die Spektrumsanpassungswerte entsprechend negativ aus und liegen typischerweise zwischen CTr = -4 bis -9 dB. Dreifach-Isolierverglasungen sind gegen36

2

Wohn- und Schlafräume

Unterrichts- und Arbeitsräume

Installations-Pegel LIn

30

35

Max. Schalldruckpegel LAF,max

30

35

Einzelne kurzzeitige Spitzen, die beim Betätigen der Armaturen entstehen, werden nicht berücksichtigt. Bei lüftungstechnischen Anlagen sind um 5 dB höhere Werte zulässig, wenn es sich um Dauergeräusche ohne auffällige Einzeltöne handelt.

über Zweifach-Isolierverglasungen gleicher Dicke und Masse schalltechnisch ungünstiger (ca. 2 – 3 dB), da durch die zusätzliche Scheibe eine ungünstige Zwischenresonanz erzeugt wird. Eine Gasfüllung im Zwischenraum beeinflusst nicht nur die Wärme-, sondern auch die Schalldämmung. Anstelle von Luftoder reinen Argon-Füllungen wurde bis vor Kurzem Schwefelhexafluorid SF6 beigemischt und damit eine Verbesserung von Rw um etwa 2 – 3 dB erzielt. Aus Gründen des Umweltschutzes werden diese Beimischungen nicht mehr verwendet. Wärmedämmungen Die an Außenwänden oder Dächern angebrachten Wärmedämmungen können die Schalldämmung sowohl verschlechtern als auch verbessern, abhängig von der Resonanzfrequenz des Systems. So weisen Wärmedämmverbundsysteme mit steifen Wärmedämmungen (z. B. sogenannte mineralische Lamellenplatten oder

nicht elastifizierte Polystyrol-Hartschaumplatten) in Verbindung mit 5 – 20 mm dicken Putzschichten Resonanzfrequenzen um 200 – 500 Hz auf. In diesem Frequenzbereich tritt dann eine Reduzierung der Schalldämmung auf, die sich auch auf das bewertete Schalldämm-Maß auswirkt. Bei höheren Außenlärmpegeln und / oder hohen Anforderungen an einen niedrigen Innenpegel sollte diesem Aspekt Beachtung geschenkt werden. Einen nachteiligen Einfluss haben in älteren Gebäuden auch innen liegende Wärmedämmungen in den Heizkörpernischen, die aus verputzten HolzwolleLeichtbauplatten bestehen. Aufgrund der Steifigkeit der Dämmschicht liegt die Resonanz in einem ungünstigen Frequenzbereich. Schalltechnisch unkritisch sind in der Regel vorgehängte, hinterlüftete Fassaden, mit denen auch deutliche Verbesserungen der Schalldämmung erreicht werden können.

Bauakustik Haustechnische Anlagen

Haustechnische Anlagen Zu den schalltechnisch relevanten haustechnischen Anlagen zählen unter anderem: • Aufzugsanlage • Heizung, Wärmepumpe • Lüftungsanlage • automatische Tür- und Torsysteme • Frischwasser- und Abwasserleitungen • Waschbecken, WCs, Urinale und Duschen Anforderungen In der DIN 4109 werden Anforderungen an den maximal zulässigen Schalldruckpegel aus haustechnischen Anlagen gestellt (Tabelle T6). Für Raumlufttechnische (RLT-)Anlagen liefert die VDI 2081 Blatt 1 Richtwerte (Tabelle T7). Neben dem A-bewerteten Pegel werden bei besonders hohen akustischen Anforderungen auch frequenzabhängige Vorgaben gemacht. Haustechnische Anlagen werden nach dem maximal auftretenden Schalldruckpegel, dem LAF,max beurteilt. Für Wasserinstallationen gibt es eine eigene Messvorschrift, die beschreibt, wie aus den einzelnen Geräuschkomponenten der Installationsschallpegel LIn in dB(A) ermittelt wird. Lüftungsanlagen Der Schallschutz bei Lüftungsanlagen setzt sich in der Regel aus Maßnahmen zur Luft- und Körperschalldämmung der Aggregate und Maßnahmen zur Minderung der Schallübertragung über die Kanäle zusammen. Auskunft über die Maschinen liefert der frequenzabhängige Schallleistungspegel (getrennt nach Geräteabstrahlung, Kanal druck- und saugseitig). Werden die Lüftungskanäle nicht stichförmig von den Fluren in die Räume geführt, sondern verlaufen diese von Raum zu Raum, so wird die Gefahr des Übersprechens erhöht. Zudem können schalltechnische Schwachpunkte im Bereich der

Wanddurchdringungen entstehen. Kältemaschinen erzeugen teils sehr hohe Schalldruckpegel von 85 – 100 dB(A) und weisen zudem einen erheblichen Körperschallanteil auf. Entsprechend sollten Technikzentralen, die solche Geräte enthalten, möglichst nicht unmittelbar an schutzbedürftige Räume angrenzen – oder aber es werden aufwendige schalldämmende Wand- und Deckenkonstruktionen notwendig. Auch für diese Maschinen werden elastische Lagerungen vorgesehen. Je nach erforderlicher Entkopplung kommen einfachelastische Aufstellungen gegebenenfalls mit Zwischenfundament bis hin zu schalltechnisch speziell abgestimmten mehrfachelastischen Lagerungen infrage. In solchen Situationen sollte früh darauf geachtet werden, dass solche Lagerungen mindestens etwa 100 mm, teils bis 400 mm zusätzliche Höhe beanspruchen. Aufzüge Durch den Aufzugsantrieb sowie durch den sich bewegenden Fahrkorb kommt es im Bereich der Führungsschiene zu Schleif- oder Schlaggeräuschen, die in die Baustruktur übertragen werden. Grenzt der Schacht an schutzbedürftige Räume an, sollte ein massiver Aufzugsschacht aus mindestens 250 mm dickem Stahlbeton vorgehalten werden. In der Regel werden die Antriebe der Aufzüge elastisch gelagert. Planerische Hinweise gibt die VDI 2566 »Schallschutz bei Aufzugsanlagen mit/ohne Triebwerksraum«. Wasserinstallationen Aus baulicher Sicht ist nach DIN 4109 zu berücksichtigen, dass Wände, an denen Wasserinstallationen befestigt werden, entweder aus biegeweichen Trockenbauwänden beziehungsweise Vorwandinstallationen bestehen oder, im Fall von Massivwänden, eine flächenbezogene Masse von mindestens 220 kg/m2 aufweisen, wie

T7: Richtwerte für den Schalldruckpegel aus RLTAnlagen nach VDI 2081 (Auszug) Raumnutzung

LAeq [dB] Anforderung hoch – niedrig

Konzertsaal

25 – 30

Ruheraum Pausenraum Lesesaal Hotelzimmer

30 – 35

Konferenzraum Klassenraum Seminarraum Hörsaal Museen

35 – 40

Großraumbüro Schalterhalle

45 – 50

WC- und Waschraum

45 – 55

zum Beispiel eine beidseitig verputzte 115 mm dicke Mauerwerkswand aus Steinen der Rohdichteklasse 1,8 oder eine beidseitig verputzte 175 mm dicke Mauerwerkswand aus Steinen der Rohdichteklasse 1,2 oder höher. Zur Begrenzung der Armaturgeräusche können Wasserarmaturen der Armaturengruppe I gemäß DIN 4109 verwendet werden. Diese Armaturen wurden hinsichtlich der entstehenden Geräusche überprüft. Die Einordnung in die Armaturengruppe I wird durch ein Prüfzeichen gekennzeichnet, zum Beispiel: P IX 123/I. Die Begrenzung des Wasserdrucks durch Druckminderer führt ebenfalls zu einer Verringerung der Armaturgeräusche. Geräusche im Bereich von Abwasserleitungen werden in der Regel durch Fallgeräusche und Aufprallen im Bereich von Umlenkungen erzeugt. Verlaufen Abwasserleitungen durch schutzbedürftige Räume, so bietet die Verwendung von schweren Materialien wie SML-Gussrohren (muffenloses Abwassersystem aus Gusseisen), schweren Kunststoffrohren oder die Ummantelung mit einer Schalldämmschicht Vorteile. Alternativ oder ergänzend ist eine Abkofferung aus 2≈ 12,5 mm Gipskartonplatten möglich. 37

Schallschutz im Städtebau

Bei vielen Bauvorhaben ist nicht nur der Schallschutz innerhalb des Gebäudes, sondern auch der Schallschutz gegen Außenlärm zu betrachten. Dabei ist zu prüfen, welche Schallimmissionen von außen auf die Gebäudehülle einwirken, beispielsweise beim Neubau eines Wohngebäudes an einer stark verkehrsbelasteten Straße. Aber nicht nur bei einzelnen Bauvorhaben, sondern auch in der übergeordneten städtebaulichen Planung sind die Belange des Lärmschutzes angemessen zu berücksichtigen. Lärm gehört nach Autoabgasen zur bedeutendsten Umweltbelastung im städtischen Umfeld, wobei Straßenverkehrslärm an der Spitze der Ursachen aller Lärmbeschwerden steht. Immer häufiger sind aber auch Lärmbelästigungen zu verzeichnen, die im Zusammenhang mit Freizeitaktivitäten entstehen – etwa bei Sportveranstaltungen, wie in Fußball- und Leichtathletikstadien, durch den Betrieb von Spaßbädern oder durch die An- und Abfahrt der Pkws beim Besuch von Gaststätten, Volksfesten und anderen Veranstaltungen. Lärmkonflikte bestehen insbesondere in gewachsenen Strukturen mit Gemengelagen aufgrund des erhöhten Verkehrsaufkommens, gewerblicher Nutzungen oder auch aufgrund lauter Einzelereignisse. Konflikte entstehen auch bei der Neuplanung von Betrieben oder Freizeiteinrichtungen sowie von verkehrserzeugenden Strukturen in der Nachbarschaft von schutzbedürftiger Wohnbebauung oder umgekehrt. Gleiches gilt, wenn sowohl schutzbedürftige Bebauungen als auch potenzielle Lärmerzeuger neu geplant werden. Im Rahmen der Lärmwirkungsforschung

wird zwischen gesundheitlichen, psychischen und sozialen Wirkungen unterschieden. Laut Angaben des Umweltbundesamts sind Anwohner an Verkehrswegen, an denen tags ein Mittelungspegel von mehr als 65 dB(A) auftritt, einem um 20 % erhöhten Herzinfarktrisiko ausgesetzt. Während des Tages gemessene Mittelungspegel von 55 dB(A) an Straßen- und Schienenwegen beeinträchtigen bereits die Kommunikation und die Befindlichkeit bei gekippten beziehungsweise offenen Fenstern. Auch durch Geräusche hervorgerufene Schlafstörungen führen häufig zu massiven Beeinträchtigungen. An Verkehrswegen gemessene Mittelungspegel von nachts über 45 dB(A) wirken bereits schlafstörend. Lang anhaltender Lärm belastet den Kreislauf und das Immunsystem. Je nach individueller Verfassung können psychische Reaktionen bereits bei sehr niedrigen Pegeln ausgelöst werden und zu Kopfschmerzen, Benommenheit und Überreizung führen. Lärm schränkt die Lebensqualität vieler Menschen erheblich ein. Besonders gestört fühlen sich die Menschen während der Erholungs- und Entspannungsphasen, das heißt während der Freizeit an Wochenenden und am Feierabend. Aufgrund von Lärm kann sich auch die Sozialstruktur verändern. Nach Studien des Umweltbundesamts trägt innerstädtischer Lärm merklich zur Stadtrandansiedlung von mobilen, einkommensstärkeren Haushalten bei, während sich einkommensschwächere Haushalte in stark lärmbelasteten Bereichen konzentrieren. Auf Grundlage derartiger Erkenntnisse gibt es im Städtebau eine Vielzahl an Vor-

gaben für maximal zulässige Geräuschpegel, die sich auf den Innenraum, aber auch auf den Außenbereich beziehen, um auch in Gärten und auf Balkonen sowie im öffentlichen Raum eine Aufenthaltsqualität zu gewährleisten. Beurteilung der Schallimmissionen – Rechtsgrundlagen Die Beurteilung von Lärmimmissionen erfolgt je nach rechtlicher Verbindlichkeit anhand von Grenz-, Richt- oder Anhaltswerten. Gesetze, Vorschriften und Richtlinien beziehen sich häufig auf unterschiedliche Quellenarten. Das heißt, für Straßenverkehr, Schienenverkehr, Flugverkehr, Industrie und Gewerbe oder auch Sport und Freizeit gibt es unterschiedliche Vorschriften und Ermittlungsverfahren. Übergeordnete Rechtsgrundlagen sind insbesondere das Bundes-Immissionsschutzgesetz und die Umgebungslärmrichtlinie der Europäischen Union. Umgebungslärmrichtlinie der Europäischen Union Die Umgebungslärmrichtlinie der Europäischen Union verfolgt das Ziel, die Belastung von Menschen durch Umgebungslärm zu mindern (Lärmminderung). Aus diesem Grund soll für Ballungsräume mit über 250 000 Einwohnern und Hauptverkehrswege der Umgebungslärm einheitlich erfasst werden. Die schädlichen Auswirkungen sollen so weit wie möglich verhindert oder vermindert werden. Außerdem soll ihnen vorgebeugt werden. Dabei soll auch die Öffentlichkeit informiert und sensibilisiert werden. Die Umgebungslärmbelastung wird in Form von strategischen Lärmkarten (Schallimmissionsplänen) erstellt, die eine Grundlage für die übergeordnete Lärmminderungsplanung schaffen. Darüber hinaus werden tabellarische Angaben zum Beispiel zu Überschreitungen rele39

Schallschutz im Städtebau Beurteilung der Schallimmissionen – Rechtsgrundlagen

1

vanter Grenz- und Richtwerte erstellt. Darauf aufbauend sind die Städte verpflichtet, Aktionspläne zu erstellen, in denen die Lärmprobleme und Lärmauswirkungen behandelt und Maßnahmen zur Lärmminderung aufgezeigt werden. Lärmkarten und Aktionspläne sind mindestens alle fünf Jahre zu überprüfen und bei Bedarf zu aktualisieren. Bundes-Immissionsschutzgesetz Wichtigstes Gesetz zum Schutz des Menschen vor schädlichen Umwelteinwirkungen – und damit auch vor Lärm – ist das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Es regelt mit den zugehörigen Verordnungen und Verwaltungsvorschriften insbesondere folgende Aspekte: • (§ 4ff) den Lärmschutz und den Betrieb von Anlagen mit Festlegungen von Immissionsrichtwerten in der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) • (§ 38) in Verbindung mit der Straßenverkehrszulassungsordnung die Geräuschgrenzwerte für Fahrzeuge • (§ 41 – 43) den Lärmschutz bei Neubau und wesentlichen baulichen Änderungen von Verkehrswegen. Die Festlegung von Grenzwerten und Berechnungsverfahren erfolgt in der Verkehrslärmschutzverordnung (16. BImSchV), • (§ 47) die Lärmminderungsplanung durch die Gemeinden. Danach sind Gemeinden verpflichtet, für Gebiete, in

Wohnzeilen in München-Riem, 2000, Fink + Jocher Verglaste Loggien bieten zusätzlichen Schallschutz.

denen schädliche Geräuscheinwirkungen vorhanden sind oder erwartet werden, die Belastungen zu ermitteln, zu bewerten und gegebenenfalls ihre Reduzierung in Lärmminderungsplänen vorzugeben. • (§ 50) Bei raumbedeutsamen Planungen müssen Nutzungsflächen so zugeordnet werden, dass schädliche Umwelteinwirkungen vermieden werden. Regelungen für den Städtebau Aus Gründen der Lärmvorsorge muss bereits in der städtebaulichen Planung (Bauleitplanung, für die das Baugesetzbuch rechtliche Grundlage ist) der Schallschutz eine angemessene Berücksichtigung finden. Hier stellt die DIN 18005 »Schallschutz im Städtebau« eine maßgebliche Beurteilungsgrundlage dar. Sie enthält im Beiblatt 1 schalltechnische Orientierungswerte in Abhängigkeit von der Gebietsausweisung (Tabelle T1). Die Einhaltung oder Unterschreitung ist anzustreben, um die mit der Eigenart des betreffenden Baugebietes verbundene Erwartung auf angemessenen Schutz vor Lärmbelastungen zu erfüllen. Diese Norm hat jedoch nicht die Qualität einer Rechtsvorschrift. Die dort niedergelegten Orientierungswerte sind somit abwägungsfähig.

T1: Schalltechnische Orientierungswerte für die städtebauliche Planung [dB(A)] nach DIN 18005 tags

nachts1

Reine Wohngebiete, Wochenendhausgebiete, Ferienhausgebiete

50

40 / 35

Allgemeine Wohngebiete, Kleinsiedlungsgebiete, Campingplatzgebiete

55

45 / 40

Besondere Wohngebiete

60

45 / 40

Dorf- und Mischgebiete

60

50 / 45

Kerngebiete und Gewerbegebiete

65

55 / 50

Sondergebiete, soweit schutzbedürftig, je nach Nutzungsart

45 – 65

35 – 65

Friedhöfe, Kleingartenanlagen, Parkanlagen

55

55

1

Niedrigere Werte gelten für Industrie-, Gewerbe- und Freizeitlärm.

40

1

Zum Beispiel in vorbelasteten Bereichen, insbesondere bei vorhandener Bebauung und gewachsenen städtischen Strukturen, bestehenden Verkehrswegen und in Gemengelagen lassen sich die Orientierungswerte teils nicht einhalten. Wo im Rahmen der Abwägung mit plausibler Begründung von den Orientierungswerten abgewichen werden soll, weil andere Belange überwiegen, sollte möglichst ein Ausgleich durch Maßnahmen am Gebäude (z. B. geeignete Gebäudeanordnung und Grundrissgestaltung, bauliche Schallschutzmaßnahmen – insbesondere für Schlafräume) vorgesehen und planungsrechtlich abgesichert werden. Verordnungen für Straßen- und Schienenverkehr Im Rahmen der Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes gelten für den Neubau oder die wesentliche Änderung von öffentlichen Straßen- sowie von Schienenwegen der Eisenbahnen und Straßenbahnen die Anforderungen der Verkehrslärmschutzverordnung (16. BImSchV). Beim Bau oder der wesentlichen Änderung ist dann sicherzustellen, dass der Beurteilungspegel den entsprechenden Immissionsgrenzwert nicht überschreitet (Tabelle T2). Die Art der Anlagen und Gebiete ergibt sich aus den Festsetzungen in Bebauungsplänen. Liegt kein Bebauungsplan vor, sind die Anlagen entsprechend ihrer Schutzbedürftigkeit zu beurteilen. Werden die Immissionsgrenzwerte überschritten, regelt unter anderem die Verkehrslärm-Schallschutzmaßnahmenverordnung (24. BImSchV) Art und Umfang der erforderlichen Schallschutzmaßnahmen am Gebäude (passive Schallschutzmaßnahmen). Einwirkungen aus bereits

Schallschutz im Städtebau Beurteilungspegel

vorhandenen Verkehrswegen werden dabei allerdings nicht berücksichtigt. Dies kann zur Folge haben, dass die nach der 24. BImSchV bemessenen Fassaden und Schallschutzfenster unter den Gesichtspunkten der Lärmwirkungsforschung unterdimensioniert sind. Ein gesetzlich festgelegter Anspruch auf Lärmsanierung an bestehenden lauten Straßen und Schienenwegen besteht nicht. Als Ersatz gibt es ein Lärmsanierungsprogramm für Bundesfernstraßen und auch für Eisenbahnstrecken des Bundes. Lärmsanierungsmaßnahmen werden nur durchgeführt, soweit Haushaltsmittel zur Verfügung stehen (Tabelle T2). Fluglärmgesetz Zum Schutz der in der Umgebung von Flugplätzen wohnenden Menschen gibt es das im Jahr 2007 novellierte bundesweit gültige Fluglärmgesetz. Darin werden für den Neu- und Ausbau von Flughäfen Grenzwerte für Lärmschutzzonen festgelegt und die Anforderungen an den passiven Schallschutz für schutzbedürftige Bebauung geregelt. Industrie- und Gewerbeanlagen Zur Beurteilung von Industrie- und Gewerbeanlagen nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) ist die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) heranzuziehen. Aus dem Anwendungsbereich der TA Lärm sind ausgenommen: • Schießplätze, auf denen mit Waffen ab Kaliber 20 mm geschossen wird; Schießgeräuschimmissionen sind nach der Richtlinie VDI 3745 (Beurteilung von Schießgeräuschimmissionen) zu ermitteln. • Tagebau und Seehafen-Umschlaganlagen • nicht genehmigungsbedürftige landwirtschaftliche Anlagen

T2: Grenz- und Richtwerte des Lärmschutzes an Verkehrswegen [dB(A)] Vorsorge1 tags nachts

Sanierung 2 tags nachts

Krankenhäuser u. Ä.

57

47

70

60

Wohngebiete

59

49

70

60

Mischgebiete

64

54

72

62

Gewerbegebiete

69

59

75

65

1

nach 16. BlmSchV für neue und baulich wesentlich geänderte Straßen- oder Schienenwege 2 für Straßen- und Schienenwege in der Baulast des Bundes, sofern Haushaltsmittel zur Verfügung stehen

• Anlagen für soziale Zwecke • Sportanlagen, sonstige Freizeitanlagen • Baustellen Die TA Lärm enthält Immissionsrichtwerte (Tabelle T3) in Abhängigkeit von der Gebietseinstufung. Die Immissionsrichtwerte beziehen sich auf die Summe aller auf einen Immissionsort einwirkenden Geräuschimmissionen gewerblicher Schallquellen. Geräuschimmissionen anderer Arten von Schallquellen (z. B. Verkehrsgeräusche, Sport- und Freizeitgeräusche) sind getrennt zu beurteilen. Sport- und Freizeitanlagen Für die Errichtung und den Betrieb von Sportanlagen ist die Sportanlagenlärmschutzverordnung (18. BImSchV) heranzuziehen. Die Beurteilung von Freizeitan-

lagen ist in den einzelnen Bundesländern unterschiedlich geregelt. Zur Sportanlage zählen auch Einrichtungen, die mit der Sportanlage in einem engen räumlichen und betrieblichen Zusammenhang stehen (z. B. Vereinsheim, Parkplatz). Beurteilungspegel Bei den genannten Grenz-, Richt- und Anhaltswerten wird immer auf den sogenannten Beurteilungspegel Lr Bezug genommen. Dabei wird der über einen festgelegten Beurteilungszeitraum bestimmte energieäquivalente Dauerschallpegel LAeq (»mittlerer Pegel«, S. 10) mit normativ festgelegten Zuschlägen versehen. Der Beurteilungspegel Lr setzt sich somit aus dem äquivalenten Dauerschallpegel LAeq für den jeweiligen Beurteilungszeitraum sowie Zu- und Abschlägen Ki zusammen: Lr = LAeq + ΣKi Bei Straßenverkehrsgeräuschen wird zum Beispiel der erhöhten Störwirkung in der Nähe von Ampelanlagen mit einem sogenannten Kreuzungszuschlag Rechnung getragen. Zuschläge werden auch vergeben, wenn Geräusche besonders impulshaltig, tonhaltig oder informationshaltig sind, da auch hier die Störwirkung erhöht ist.

T3: Immissionsrichtwerte nach TA Lärm [dB(A)] tags

nachts

Kurgebiete, Krankenhäuser u. Ä.

45

35

Reine Wohngebiete

50

35

Allgemeine Wohngebiete und Kleinsiedlungsgebiete

55

40

Kerngebiete, Dorfgebiete und Mischgebiete

60

45

Gewerbegebiete

65

50

Industriegebiete

70

70

Innerhalb schutzbedürftiger Räume unabhängig von Gebietsausweisung

35

25

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichtwerte außen am Tage um nicht mehr als 30 dB und in der Nacht um nicht mehr als 20 dB überschreiten. Im Inneren dürfen einzelne Geräuschspitzen die Immissionsrichtwerte tags/nachts um nicht mehr als 10 dB überschreiten.

41

Schallschutz im Städtebau Ermittlung der Geräuschbelastung, Lärmminderung an der Quelle

1

1

a

b

Da Schienenverkehrslärm in der Regel weniger störend empfunden wird, gilt für diesen ein sogenannter Schienenbonus von 5 dB. Das heißt, dass der Beurteilungspegel um 5 dB unter dem äquivalenten Dauerschallpegel LAeq liegt. Beurteilungszeitraum Für den Beurteilungszeitraum Tag werden in der Regel 16 Stunden im Zeitraum von 6:00 bis 22:00 Uhr, für den Beurteilungszeitraum Nacht acht Stunden oder die ungünstigste volle Stunde im Zeitraum von 22:00 bis 6:00 Uhr herangezogen. In der Europäischen Umgebungslärmrichtlinie dient als Kenngröße abweichend der 24-Stunden-Beurteilungspegel Lden (Tag-Abend-Nacht-Lärmindex). Darin sind Dauerschallpegel für den Tag (mit zwölf Stunden Dauer), für den Abend (mit vier Stunden Dauer) und für die Nacht (mit acht Stunden Dauer) enthalten. Maximalpegelkriterien Neben dem Beurteilungspegel werden ergänzend auch Anforderungen an maximal auftretende Pegelspitzen formuliert. Diese liegen je nach Anwendungsbereich bis zu 30 dB über den zulässigen Beurteilungspegeln. Ermittlung der Geräuschbelastung Die Ermittlung der Lärmbelastung kann sowohl messtechnisch als auch rechnerisch erfolgen. Bei der Beurteilung von Verkehrsgeräuschbelastungen greift man meist auf rechnerisch ermittelte Geräuschpegel zurück, da die während einer Messung vorherrschende Verkehrsbelastung je nach Jahreszeit, Wochentag und Tageszeit unterschiedlich ausfallen kann. Solche Berechnungen mit anschließender Beurteilung erfolgen zweistufig: 1. Ermittlung der Schallemissionen, das heißt der von einer Quelle ausge42

Die Schallemission charakterisiert die Quelle und damit die Ursache, die Immission betrachtet die Wirkung. a Emissionsort b Immissionsort

henden Geräuschabstrahlung beziehungsweise Schallquellenleistung 2. Berechnung der Schallimmission, das heißt der Schallübertragung von der Quelle zu den nächsten schutzbedürftigen Gebäuden oder Gebieten (Abb. 1). Schallemissionsberechnung Die Berechnung des Schallemissionspegels des Lärmverursachers Straßenverkehr ist in den Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-90) beschrieben. Insbesondere tragen folgende Faktoren zur Lärmentstehung, also zur Schallemission bei: • Verkehrsstärke • Verkehrszusammensetzung (Lkw-Anteil) • zulässige Höchstgeschwindigkeit • Straßenoberfläche Auch für andere Geräuschquellen gibt es Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Schallemission, zum Beispiel für den Schienenverkehr die SCHALL 03, für Sportgeräusche die VDI-Richtlinie 3770. Schallimmissionsberechnung Bei Neubauvorhaben erfolgt die Schallausbreitungsberechnung computergestützt unter Beachtung festgelegter Berechnungsvorschriften. Bezüglich der Lärmausbreitung werden insbesondere der Abstand der Lärmquelle zum Immissionsort, bauliche Hindernisse und reflektierende Flächen berücksichtigt. Die Ergebnisse der Schallausbreitungsrechnung können in tabellarischer Form sowie in Form von farbigen Gebäudelärmkarten oder Rasterlärmkarten ausgegeben werden. In der Abbildung 2 ist ein Beispiel einer Schallimmissionsberechnung an Straßenverkehrswegen ersichtlich. Die rechnerisch prognostizierte Lärmbelastung, das

heißt die berechneten Beurteilungspegel, ist in 5-dB-Schritten gekennzeichnet. Anhand der Ergebnisse kann abgeleitet werden, ob zusätzliche Lärmminderungsmaßnahmen an der Quelle oder auf dem Übertragungsweg notwendig werden. Auch werden – basierend auf diesen Ergebnissen – schalltechnische Anforderungen an die Gebäudefassade, insbesondere die Fenster, gestellt. Messung der Geräuschbelastung Messungen werden in der Regel zur Erfassung der Geräuschbelastung von bestehenden Gewerbe-, Industrie- sowie Sport- und Freizeitanlagen nach festgelegten Vorschriften durchgeführt. Unter der Messung der Schallimmission wird die Ermittlung der Lärmbelastung direkt am betroffenen Immissionsort verstanden. Falls die Schallimmission wegen gleichzeitig einwirkender anderer Geräuschquellen nicht direkt am Immissionsort erfasst werden kann, werden die maßgeblichen Schallquellen an der Quelle einzeln vermessen (Messung der Schallemissionen). Unter Zugrundelegung der Messergebnisse werden dann mithilfe einer Schallausbreitungsrechnung die maßgeblichen Außenlärmpegel (Schallimmissionen) ermittelt. Bei einer genaueren Analyse der maßgeblichen Geräuscherzeuger ist ebenfalls eine messtechnische Bestandsaufnahme der einzelnen Geräuschquellen sinnvoll. Lärmminderung an der Quelle Verkehrslärm Für eine effektive Minderung der Lärmbelastung sorgen bei Verkehrslärm Emissionsgrenzwerte für Flugzeuge, Schienenund Straßenfahrzeuge. Auch durch eine Reduzierung des Verkehrsaufkommens lässt sich der Ge-

Schallschutz im Städtebau Lärmminderung an der Quelle

2

b, d Die geplante Riegelbebauung (2) sorgt für Ruhe im Bestand. Geeignete Grundrisse im Neubau lassen zusätzlichen attraktiven innerstädtischen Wohnraum entstehen.

Städtebaulicher Realisierungswettbewerb der Bayerischen Versicherungskammer, RichardStrauss-Straße, München. Lärmkarten zeigen anschaulich die Außenlärmsituation. Beurteilungspegel Tag, a, b für einen Immissionsort 11 m über Gelände und c, d im Schnitt. a, c Durch die senkrecht zur Straße ausgerichteten Bestandsgebäude (1) wird eine Vielzahl von Wohneinheiten mit Lärm belästigt.

> > > >

50.0 dB 55.0 dB 60.0 dB 65.0 dB

> > > >

Weiteres Lärmminderungspotenzial beim Straßenverkehr liegt im Reifen-Fahrbahngeräusch. So dominiert bei Pkws ab Geschwindigkeiten von 50 km/h das ReifenFahrbahn-Geräusch, also das Rollgeräusch.

1

2

1

1

1

1

2

1

1

2

1

1

b

laute Straße c

laute Straße d

70.0 dB 75.0 dB 80.0 dB 85.0 dB

2

1

2a

> > > >

30.0 dB 35.0 dB 40.0 dB 45.0 dB

räuschpegel senken. Eine Halbierung der Verkehrsstärke bewirkt eine Minderung um 3 dB; größere Pegelreduzierungen sind möglich, wenn Hauptlärmquellen, zum Beispiel Lkws, umgeleitet werden. Zusätzlich tragen Geschwindigkeitsbegrenzungen zur Geräuschminderung bei. Eine Reduzierung von 70 auf 50 km/h bewirkt bei einem Lkw-Anteil von 10 % in etwa eine Pegelsenkung um 2 dB.

Ein sogenannter Flüsterasphalt – dabei handelt es sich um einen speziellen offenporigen Asphalt – reduziert den Geräuschpegel dauerhaft um mindestens 5 dB(A) gegenüber normalem Gussasphalt. Dies entspricht einer Verkehrsminderung um beinahe 70 %. Dadurch kann eine flächendeckende Geräuschreduktion erzielt werden, da auch an höher gelegenen Stockwerken von Wohngebäuden oder an weiter von der Straße entfernt gelegenen Gebäuden geringere Lärmbelastungen zu erwarten sind. Nachdem früher berechtigte Vorbehalte bezüglich Ausführung und Unterhalt derartiger offenporiger Asphalte herrschten, wurde diese Technologie ständig weiterentwickelt und wird nun zunehmend auch in innerstädtischen Bereichen eingesetzt. Eine besonders hohe Wirksamkeit erzielt hier ein zweilagiger offenporiger Asphalt, dessen Schichten den akustischen und straßenbauspezifischen Anforderungen angepasst sind. Industrielle Lärmkontingentierung Nach der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) sind die 43

Schallschutz im Städtebau Lärmminderung an der Quelle

1a

b

Immissionsrichtwerte auf die Summe der Schallimmissionen aller gewerblichen Anlagen zusammen anzuwenden, die auf einen Immissionsort einwirken. Das bedeutet, dass in einem Industrie- oder Gewerbegebiet keine weiteren Anlagen mehr genehmigt werden können, wenn in der Umgebung die Immissionsrichtwerte durch bereits bestehende Anlagen schon erreicht oder überschritten werden. Dies gilt jedoch nicht, wenn vor Inbetriebnahme der neuen Anlagen bestehende Anlagen stillgelegt oder ihre Schallemission durch freiwillige oder angeordnete Maßnahmen entsprechend verringert und durch hinzukommende Anlagen die Immissionswerte nicht überschritten werden. Ohne entsprechende Vorkehrungen kann es somit geschehen, dass in einem Industrie- oder Gewerbegebiet bereits der erste Betrieb (oder einer der ersten Betriebe) die Immissionsrichtwerte ausschöpft und dadurch die Genehmigung weiterer Betriebe oder die Erweiterung von Betrieben blockiert. Um das zu verhindern, wird heute vielfach für Industrie- und Gewerbegebiete, die keine ausreichenden Abstände von schutzbedürftigen Gebieten haben, bereits im Bebauungsplan festgesetzt, wie viel Schall in ihnen je Quadratmeter Grundfläche emittiert werden darf, damit die Immissionsrichtwerte in der Umgebung nicht überschritten werden. Diese Emissionskontingente kann man entweder einheitlich für ein Gebiet oder nach Teilflächen differenziert angeben. In der DIN 45691 ist ein Verfahren zur Geräuschkontingentierung beschrieben. Industrielle Lärmminderungstechnik Viele Schallquellen befinden sich in Räumen oder Hallen. Der in Werkshallen und Arbeitsräumen entstehende Geräuschpegel variiert von Fall zu Fall außerordent44

lich. Um den Rauminnenpegel zu begrenzen, empfiehlt sich meist, eine schallabsorbierende Deckenverkleidung anzubringen. Die maßgeblich von innen ins Freie dringenden Geräusche gelangen vorwiegend durch Öffnungen (offene Fenster, Lüftungsöffnungen, Undichtigkeiten, Tore etc.). Durch entsprechende Konstruktion und Dimensionierung der Außenbauteile wird eine zu hohe Schallübertragung ins Freie vermieden. Gegebenenfalls muss auf Öffnungsflügel verzichtet oder eine künstliche Lüftung vorgesehen werden; Tore und Einfahrten müssen als Schallschleusen ausgebildet werden. Auch außerhalb des Gebäudes sind meist Lärmquellen wie Zu- und Abluftgebläse, Abgaskamine, Fahrverkehr oder Ähnliches vorhanden. Durch den Einbau von Schalldämpfern, Kapselungen, Einhausungen et cetera kann bereits an der Lärmquelle ein Beitrag zum Schallschutz geleistet werden. Sport-, Freizeit- und Nachbarschaftslärm Schallschutz bedeutet immer häufiger auch Bekämpfung von Lärm, der im Zusammenhang mit Freizeitaktivitäten entsteht. In der Sportanlagenlärmschutzverordnung (18. BImSchV) sind Maßnahmen aufgezeigt, die insbesondere bei der Neuplanung berücksichtigt werden sollten: • technische Maßnahmen an Lautsprecheranlagen (z. B. dezentrale Aufstellung, Einbau von Schallpegelbegrenzern) • technische und bauliche Schallschutzmaßnahmen an den Sportanlagen (z. B. schalltechnisch günstige Bodenbeläge, lärmgeminderte Ballfangzäune, Abschirmanlagen wie Schallschutzwälle und -wände) • organisatorische Maßnahmen, damit Zuschauer keine übermäßig lärmerzeugenden Instrumente verwenden • betriebliche und organisatorische Maß-

Schallschutz im Städtebau Lärmminderung auf dem Übertragungsweg

a c b c

d

nahmen zur schalltechnisch günstigen Gestaltung der An- und Abfahrtswege und Parkplätze. Bei Überschreitung der Immissionsrichtwerte kann die zuständige Behörde auch Betriebszeiten festsetzen, um die Einhaltung der Immissionsrichtwerte sicherzustellen. Dabei sollen der Schutz der Nachbarschaft und der Allgemeinheit sowie die Gewährleistung einer sinnvollen Sportausübung gegeneinander abgewogen werden. Lärmminderung auf dem Übertragungsweg Abstandsvergrößerung Eine Vergrößerung des Abstandes zwischen Quelle und Empfänger, das heißt ein Abrücken der Bebauung von der Lärmquelle, kann bereits eine deutliche Pegelreduzierung bewirken. Bei einer ungerichteten, punktförmigen Schallquelle (z. B. einem Lüftungsgerät auf dem Dach) beträgt die geometrische Pegelabnahme 6 dB pro Abstandsverdoppelung. Bei Linienquellen wie Straßen- und Schienenwegen ist mit einer geometrischen Pegelabnahme von 3 dB je Abstandsverdoppelung zu rechnen. Abschirmmaßnahmen Durch Situieren von Hindernissen im Ausbreitungsweg des Schalls kann eine deutliche Pegelminderung erzielt werden. Bekannte Beispiele dafür sind Schallschutzwände beziehungsweise Schallschutzwälle an Verkehrswegen. Jedoch ist die pegelmindernde Wirkung von Schallschutzwänden auf typischerweise 5 – 10 dB begrenzt, da der Schall immer über die Kante der Wand gebeugt wird. Die Wirkung ist dabei umso größer, je größer der Beugungswinkel und somit der Umweg des Schalls bezogen auf die

2

freie Ausbreitung (ohne Wand) ist. Das heißt, dass die Abschirmwirkung umso größer ist, je höher die Wand ist und je näher die Quelle und die schützenswerte Bebauung an der Wand liegen. Sie nimmt entsprechend mit wachsendem Abstand vom Hindernis ab. Höhere Frequenzen werden besser abgeschirmt als tiefe, da Letztere große Wellenlängen aufweisen, die um das Hindernis gebeugt werden. Befindet sich auf der der Schallschutzwand gegenüberliegenden Seite zum Beispiel eine Häuserzeile, sollte eine Abschirmeinrichtung schallabsorbierend ausgebildet werden, um erhöhte Schallpegel durch Reflexionen zu vermeiden. Ausführungsbeispiele von Schallschutzwänden Schallschutzwände werden überwiegend aus Beton, Aluminium und Holz hergestellt. Bezüglich der Gestaltung gibt es jedoch weitere Materialien, die zum Einsatz kommen können, zum Beispiel Glas, Acrylglas und auch spezielle Gabionen (mit Steinen gefüllte Drahtkörbe). Es ist darauf zu achten, dass die Wände eine ausreichende Schalldämmung aufweisen, damit der durch die Wand gelangende Schallanteil gegenüber dem über die Wand gebeugten Schall vernachlässigbar ist. So sollte die Schalldämmung der Lärmschutzwände im direkten Durchgang mindestens 25 dB betragen. Das Anpflanzen einer Hecke oder einer einzelnen Baumreihe zum Schutz vor Lärm erweist sich als nicht effektiv, der Sichtschutz kann jedoch einen positiven emotionalen Effekt bewirken. Auch Gabionen erfordern trotz ihrer hohen Masse in der Regel schalldämmende Schichten, da ansonsten der Schall durch die Lücken der Gesteinsschüttungen »durchpfeift«. Anforderungen an die Schalldämmung und Schallabsorption von Schallschutz-

wänden werden beispielsweise beim Bau von Lärmschutzwänden an Bundesfernstraßen in der ZTV-Lsw 06 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen) geregelt. Bei der Dimensionierung einer Schallschutzwand sind sowohl akustische als auch städtebauliche Grenzen gesetzt. Mehrere Meter hohe Lärmschutzwände sind nicht unüblich. Bei größeren Höhen ist jedoch eine Kombination aus Schallschutzwall und -wand zu empfehlen. Weiterhin ist darauf zu achten, dass Abschirmeinrichtungen auch ausreichend lang ausgeführt werden, um den seitlichen Schalleintrag auf das zu schützende Gebiet möglichst gering zu halten. Einhausung Eine außerordentlich wirksame, aber auch aufwendige Maßnahme ist die komplette Verlegung des Verkehrs in einen geschlossenen Tunnel beziehungsweise eine komplette Einhausung des Verkehrswegs. Auch abgesenkt geführte Verkehrsquellen können eine pegelmindernde Wirkung haben. Schallschutz am Gebäude Greifen die oben genannten aktiven Maßnahmen nicht beziehungsweise nur unzureichend, das heißt, ist der Pegel vor der Fassade höher als angestrebt, sollte zu-

1

2

Schallschutzwände in unterschiedlichsten Ausführungen a Holz b gelochtes Metallblech c Porenbeton d Gabionen Die abschirmende Wirkung von Schallschutzwänden ist umso größer, je deutlicher der direkte Schallübertragungsweg unterbrochen ist, d. h. umso größer der Beugungswinkel ist. Typische Pegelminderungen liegen zwischen 3 und 8 dB. a Direktschall b gebeugter Schall c Beugungswinkel

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Schallschutz im Städtebau Schallschutz am Gebäude

1, 2 Neubau Bürogebäude Rosenheimer Platz, München, 2001, Goetz und Hootz Architekten Das Gebäude verfügt über »Hybridfenster«, die eine Kombination eines »normalen« Fensters und eines Kastenfensters sind. Ein Fensterflügel kann konventionell geöffnet werden. Ein zweiter Flügel kann ebenfalls geöffnet werden, bietet jedoch durch eine zweite Scheibenebene mit schallgedämmten Öffnungen Schutz vor Straßenlärm. Der Nutzer kann also großzügig öffnen oder eine kontrollierte Menge Luft schallgedämmt in den Raum einströmen lassen. Das »Hybridfenster« versucht, die Vorteile der Doppelfassade zu nutzen, ohne deren Nachteile wie »Übersprechen« in benachbarte Räume über den Scheibenzwischenraum, Pflegeaufwand oder Aufheizen des Zwischenraums mit sich zu bringen.

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mindest sichergestellt werden, dass es innerhalb des Gebäudes in den schutzbedürftigen Aufenthaltsräumen zu keinen erheblichen Belästigungen durch Lärm von außen kommt. Mögliche Maßnahmen sind hier eine schalltechnisch günstige Grundrissanordnung, schalltechnisch geeignet dimensionierte Fassaden (z. B. Schallschutzfenster) oder auch abschirmende Riegelbebauungen. Grundrissgestaltung Vor den Fenstern auf der von Schallquellen abgewandten Seite eines Gebäudes sind die Schallpegel um etwa 5 – 10 dB niedriger als auf der ihnen zugewandten Seite. Eine geeignete Schallschutzmaßnahme stellt somit eine günstige Gestaltung des Wohnungsgrundrisses dar. Schlaf- und Wohnräume sollten, sofern möglich, zu den schallabgewandten Fassaden orientiert werden. Insbesondere Schlaf- und Kinderzimmer sollten an Fassaden liegen, an denen in der Nachtzeit

2

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ein Beurteilungspegel Lr = 45 – 50 dB(A) nicht überschritten wird. Des Weiteren sollten schutzbedürftige Aufenthaltsräume so angeordnet werden, dass eine Belüftung ohne beziehungsweise nur mit geringer Lärmbelastung möglich ist. Riegelbebauung Außerdem bieten Riegelbebauungen zum Beispiel mit gewerblich genutzten Einheiten, hinter denen sich Wohnungsnutzung anschließt, eine wirksame Lärmabschirmung. Auch der Lückenschluss mit teilverglasten Flächen ist möglich, um den Lärmeintrag zu vermindern (S. 43, Abb. 2). Fenster Bei Erreichen oder Überschreiten des Beurteilungspegels von 58 dB(A) tags beispielsweise vor Aufenthalts- oder Unterrichtsräumen wird ein Nachweis der ausreichenden Schalldämmung der Außenbauteile erforderlich. Die Dimensionierung der Schalldämmung der Außenbau-

Schallschutz im Städtebau Schallschutz am Gebäude

b

3a

teile bei vorgegebener Außenlärmbelastung erfolgt nach der DIN 4109 »Schallschutz im Hochbau« beziehungsweise genauer nach der VDI-Richtlinie 2719 in Verbindung mit der 24. BImSchV. Hierbei wird abhängig vom Beurteilungspegel vor der Fassade unter Berücksichtigung der Raumgeometrie und der Frequenzcharakteristik der einwirkenden Lärmart die notwendige Schalldämmung für die gesamte Außenfläche des betrachteten Raums berechnet. Daraus lässt sich dann unter Berücksichtigung der Fensterflächenanteile sowie der SchalldämmMaße der übrigen Außenflächen das erforderliche bewertete Schalldämm-Maß der Fenster ermitteln. Für bestehende Bundesfernstraßen ist die Abwicklung von passiven Lärmschutzmaßnahmen in den Richtlinien für den Verkehrslärmschutz an bestehenden Bundesfernstraßen in der Baulast des Bundes (VLärmSchR 97) geregelt, für den Bereich der Bahn in der Akustik 23. Zur Vereinfachung der Kennzeichnung und Auswahl der Fenster sind diese in Schallschutzklassen von 1 bis 6 eingeteilt, die jeweils einen 5-dB-Bereich des Schalldämm-Maßes umfassen. Dabei wird heute die Schallschutzklasse 3 von vielen Isolierverglasungen erreicht, ab Schallschutzklasse 4 hingegen steigt der wirtschaftliche Aufwand spürbar. In vielen Fällen ist es sinnvoll, die Fenster nicht nur nach Schallschutzklasse, sondern explizit nach ihrem bewerteten Schalldämm-Maß Rw auszuschreiben. Zusätzlich kann der sogenannte Spektrumsanpassungswert CTr mit aufgenommen werden, um zusätzlich die Schalldämmung der Fenster bei tieferen Frequenzen festzulegen. Nähere Angaben hierzu und zu typischen Fensterkonstruktionen siehe Kapitel »Bauakustik« (S. 35 – 36).

Fenster mit guter Schalldämmung können letztlich den Innenraumpegel so weit absenken, dass verkehrsbedingte Beeinträchtigungen des Schlafs weitgehend vermieden werden können. Da diese aber nur im geschlossenen Zustand wirksam sind, kann das eine Beeinträchtigung durch mangelnde Belüftung des Schlafraums herbeiführen. Es muss daher besonderes Augenmerk auf ausreichenden Luftaustausch bei schallgedämmten Fassadenkonstruktionen gelegt werden, was eine mechanische Lüftung beziehungsweise Fassadendämmlüfter erfordert. Natürliche Lüftung in lärmbelasteter Umgebung – (Teil-)verglaste Vorbauten (Teil-)verglaste, hinterlüftete Vorbauten können vor den Fenstern angebracht werden, die zur Belüftung der Aufenthaltsräume notwendig sind. Eine Einfachverglasung ist aus schalltechnischer Sicht für die Vorbauten ausreichend. Dadurch wird im Idealfall bei gekipptem Fenster der Innenraumpegel um weitere 10 – 15 dB gesenkt, was selbst bei hohen Außengeräuschbelastungen in den Räumen eine Kommunikation ermöglicht. Bei der Dimensionierung solcher vorgehängter oder auch zweischaliger Fassaden konkurrieren immer akustische mit bauklimatischen Anforderungen. Damit der Zwischenraum nicht zu warm wird, muss eine Hinterlüftung möglich sein. Die damit verbundenen Öffnungen mindern die Schalldämmung. Verbessernd wirken sich schallabsorbierende Verkleidungen im Bereich der Laibungen beziehungsweise Decken der Vorbauten aus. Bei doppelschaligen Fassaden besteht zudem die Gefahr des Übersprechens von einem Raum in den anderen. Auf diese Aspekte wird im Kapitel »Büround Verwaltungsgebäude« nochmals eingegangen.

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Fassadendetail Sanierung Bürogebäude Berg-am-Laim-Straße, München, 2000, Angerer Demmel Hadler Architekten a An der Musterfassade wurden u. a. Ausführungsvarianten schalltechnisch beurteilt. Auf diese Weise konnte eine bestmögliche Lösung für die konkurrierenden Anforderungen von Schallschutz und Bauklimatik gefunden werden. b Nach Fertigstellung. Akustisch angepasste Lüftungsschlitze und eine absorbierende Gestaltung der Unterseite der Auskragung sorgen dafür, dass bei gekipptem Fenster Kommunikation möglich ist – und dies selbst bei hohen Außenlärmpegeln.

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Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau

Gerade im Wohnungsbau hat der Schallschutz eine große Bedeutung für Gesundheit und Wohlbefinden von Menschen. Der Wohnbereich soll Rückzugsmöglichkeit und Privatsphäre bieten, was eine ausreichende akustische Abschirmung gegenüber den Nachbarn erfordert. Dabei kann der Schallschutz aus physikalischer Sicht relativ klar beschrieben werden. Aus der Sicht der Empfindung des Nutzers können jedoch bei gleicher physikalischer Qualität große Beurteilungsunterschiede festgestellt werden. Auch die Nutzererwartungen hängen berechtigterweise von Lage, Ausstattung und Preis einer Immobilie ab. Somit sollte der Aspekt des Schallschutzes bei Planung und Ausführung aufmerksam berücksichtigt und letztlich auch für den Bauherrn oder Käufer so weit als möglich transparent dargestellt werden.

mehr wahrgenommen werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit gegenseitiger Rücksichtnahme. Schallschutz nach DIN 4109 ist somit kein Qualitätssiegel, sondern eine absolute Notwendigkeit entsprechend unseren kulturellen Gewohnheiten.

Schallschutzstufen und rechtliche Situation Mindestschallschutz nach DIN 4109 Die DIN 4109 »Schallschutz im Hochbau« stellt die wichtigste, baurechtlich eingeführte Schallschutznorm insbesondere auch für Wohngebäude dar. Unterschieden werden in der DIN 4109 Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen auf der einen Seite und Doppel- und Reihenhäuser auf der anderen Seite. Wie Seite 51, Tabelle T2 und Seite 53, Tabelle T3 zu entnehmen ist, wird den Einfamilienhäusern gegenüber dem Geschosswohnungsbau ein höherer baulicher Schallschutz zugestanden. Jedoch beschreibt die DIN 4109 nur die stets einzuhaltenden, öffentlich-rechtlich geschuldeten bauakustischen Mindestanforderungen. Diese Festlegung einer Untergrenze stellt lediglich einen Schutz vor unzumutbarer Belästigung dar. Insbesondere kann keinesfalls erwartet werden, dass Geräusche aus der benachbarten Wohnung oder von außen nicht

Für Doppel- und Reihenhäuser mit erhöhtem Schallschutz nach DIN 4109 sollten akustische Störungen zumeist ausgeschlossen sein, auch wenn im Nachbarhaus beispielsweise Klavier gespielt wird.

Erhöhter Schallschutz nach Beiblatt 2 zur DIN 4109 Das Beiblatt 2 zur DIN 4109 liefert Empfehlungen für den erhöhten Schallschutz. Bei Einhaltung werden die Bewohner im Allgemeinen Ruhe finden und ihre Verhaltensweise nicht besonders einschränken müssen. Im Geschosswohnungsbau ist angehobene Sprache in der Nachbarwohnung gegebenenfalls noch wahrzunehmen, aber in der Regel nicht zu verstehen. Musizieren in der Nachbarwohnung bleibt hörbar.

Dreistufiger Schallschutz nach VDI 4100 Parallel dazu liefert die VDI 4100 »Schallschutz von Wohnungen, Kriterien für Planung und Beurteilung« differenziertere Anforderungen für drei schalltechnische

Qualitätsstufen. Auch hier wird zwischen Geschosswohnungsbau sowie Reihenund Doppelhäusern unterschieden. Eine subjektive Einordnung der unterschiedlichen Schallschutzstufen im Geschosswohnungsbau zeigt Tabelle T1. In der VDI 4100 ist die Schallschutzstufe I identisch mit den Mindestanforderungen nach DIN 4109, Schallschutzstufe II für den Geschosswohnungsbau liegt etwa auf dem Niveau des erhöhten Schallschutzes nach Beiblatt 2 zur DIN 4109, während Schallschutzstufe III bei Reihenhäusern etwa dem erhöhten Schallschutz nach Beiblatt 2 zur DIN 4109 entspricht. Es gab Bestrebungen, die Inhalte der VDI 4100 und die des Beiblatts 2 zur DIN 4109 zusammenzuführen und einheitliche Empfehlungen auszusprechen. Ergebnis war der im Jahr 2000 veröffentlichte Entwurf zur DIN 4109, Teil 10 »Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz von Wohnungen«, in dem ein dreistufiges Schallschutzkonzept vorgeschlagen wurde. Verbände der Bau- und Wohnungswirtschaft haben sich jedoch vehement dagegen ausgesprochen, da sie von einem dreistufigen System zusätzliche Rechtsunsicherheit und das damit erhöhte Haftungsrisiko sowie höhere Baukosten befürchteten. Die Einsprüche führten letztlich dazu, dass der Entwurf der DIN 4109, Teil 10 zum erhöhten Schallschutz im Jahre 2005 wieder zurückgezo-

T1: Wahrnehmung üblicher Geräusche aus der Nachbarwohnung und Zuordnung zu drei Schallschutzstufen (SSt) für einen abendlichen Grundgeräuschpegel von 20 dB(A) nach VDI 4100 Geräuschemission

SSt I 1

SSt II

Laute Sprache

verstehbar

i. A. verstehbar

i. A. nicht verstehbar

Sprache mit normaler Sprechweise

i. A. nicht verstehbar

nicht verstehbar

nicht hörbar

SSt III

Gehgeräusche

i. A. störend

i. A. nicht mehr störend

nicht störend

Geräusche aus haustechnischen Anlagen

unzumutbare Belästigungen werden i. A. vermieden

gelegentlich störend

nicht oder nur selten störend

Hausmusik, laut eingestellte Rundfunk- und Fernsehgeräte

deutlich hörbar

deutlich hörbar

i. A. hörbar

1

entspricht Mindestschallschutz nach DIN 4109

49

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Schallschutzstufen und rechtliche Situation

a

b c

1

2

d 1

gen wurde. Als Folge ist im August 2007 eine aktualisierte Version der VDI 4100 erschienen. Wer Wohnbauten mit erhöhtem Schallschutz plant, hat also nach wie vor die Wahl zwischen dem Beiblatt 2 der DIN 4109 und der VDI 4100. Gebäudetypen Wie beschrieben, werden an Reihen- und Doppelhäuser höhere Anforderungen an baulichen Schallschutz gestellt als im Geschosswohnungsbau. Zusätzlich hat der Gebäudetyp vom Mehrfamilienhaus bis zum Einfamilienhaus im Hinblick auf die potenziellen Geräuschquellen, das heißt die Anzahl der Nachbarn, Auswirkungen. Je weniger Nachbarn vorhanden sind, desto geringer ist das zu erwartende Maß an Geräuschbeeinträchtigung beziehungsweise die erforderliche Rücksichtnahme auf die Nachbarschaft. In Abbildung 1 sind übliche Gebäudetypen in einer schalltechnischen Rangfolge dargestellt. Im Mehrfamilienhaus grenzen an eine Wohnung im ungünstigsten Fall vier bis fünf Nachbarwohnungen an. Andererseits sind aber auch Mehrfamilienhäuser vorstellbar, bei welchen die Anzahl der Nachbarn minimiert wird, wie dies bei Zweispännern und insbesondere auch bei Penthäusern der Fall ist. Gebäudeformen wie »Stadthäuser« oder »Quattro-Häuser« vermeiden zumeist, dass unterschiedliche Wohneinheiten übereinanderliegen. Häufig weisen die Gebäude aber die Konstruktionsprinzipien von Mehrfamilienhäusern auf, sodass dann der bauliche Schallschutz geringer ausfällt als vielleicht erwartet. Bei Doppelhäusern wird die schalltechnische Qualität im Vergleich zu Reihenhäusern lediglich durch die Begrenzung auf einen Nachbarn gesteigert. Im Einfamilienhaus kann die schalltechnische Qualität über den Abstand zum nächstgelegenen Nachbarn oder auch 50

e

durch den Schallschutz innerhalb des Gebäudes definiert werden. Rechtsunsicherheiten Es kommt immer wieder vor, dass Bauherrn oder Nutzer mit dem Schallschutz ihrer Immobilie so unzufrieden sind, dass diese Streitigkeiten vor Gericht ausgetragen werden. Problematisch ist, dass die Inhalte von Bauverträgen gerade auch in Bezug auf den Schallschutz teils unklar oder auch widersprüchlich sind. In diesem Fall sind dann nicht etwa die Mindestanforderungen der DIN 4109 ausschlaggebend, sondern zivilrechtlich kann durchaus ein wesentlich höherer Schallschutzwert geschuldet sein. So heißt es in einem BGH-Urteil aus dem Jahr 1998 (Az. VII ZR 184/97): »Welcher Schallschutz geschuldet ist, ist durch Auslegung des Vertrages zu ermitteln. Sind danach bestimmte SchalldämmMaße ausdrücklich vereinbart oder jedenfalls mit der vertraglich geschuldeten Auslegung zu erreichen, ist eine Werkleistung mangelhaft, wenn diese Werte nicht erreicht sind. Liegt eine derartige Vereinbarung nicht vor, ist die Werkleistung im Allgemeinen mangelhaft, wenn sie nicht den zur Zeit der Abnahme anerkannten Regeln der Technik als vertraglichem Mindeststandard entsprechen.« Diese auch durch weitere Urteile (z. B. BGH-Urteil vom 14.06.2007, Az. VII ZR 45/06) bestätigte Rechtspraxis hat zur Folge, dass – so eindeutige vertragliche Regelungen fehlen – die üblicherweise mit der Baukonstruktion zu erreichende Schalldämmung geschuldet wird beziehungsweise vom Gericht eine schalltechnische Qualität in Zusammenhang mit sonstigen Qualitäten festgelegt wird. Diese liegt unter Umständen deutlich über den Mindestanforderungen der DIN 4109, was letztlich durch einen Gutachter festgelegt wird.

Schalltechnischer Rang unterschiedlicher Gebäudetypen a Mehrfamilienhaus b Reihenhaus c Einfamilienhaus d »Reihenwohnungen« e Doppelhaus Zwischen erreichbarem Schallschutz und Regelbauweise lassen sich grundsätzliche Zusammenhänge aufzeigen. Horizontalschnitte schematisch: a leichter Ziegelbau b schwerer Ziegelbau c Betonschottenbauweise

Zudem werden gefestigte Bauweisen und der damit erreichbare Schallschutz als allgemein anerkannte Regel der Technik (a. a. R. d. T.) bewertet. Bestes Beispiel ist die zweischalige Haustrennwand von Reihen- oder Doppelhäusern, mit der üblicherweise weit höhere Schalldämm-Maße erzielt werden als in der DIN 4109 als Mindestanforderung vorgeschrieben. Die Urteile zeigen aber auch, dass die vertraglichen Vereinbarungen bestimmter Eigenschaften – also letztlich des Schalldämm-Maßes, des Norm-Trittschallpegels oder der Geräusche aus haustechnischen Anlagen – bei Rechtsstreitigkeiten die höchste Priorität haben. Deshalb sind Planer, Bauherr und Bauunternehmer gut beraten, wenn diese Anforderungen nach einer ausführlichen Erläuterung der Zusammenhänge quantitativ und explizit in Verträgen aufgenommen werden. Insbesondere wenn zwischen der beschriebenen Gebäudeausstattung und dem baulichen Schallschutz eine merkliche Diskrepanz besteht, muss der Bauherr darüber im Vorfeld genau aufgeklärt werden. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn in der Baubeschreibung von »gehobener Ausstattung« die Rede ist, als Schallschutz aber nur der »Schallschutz nach DIN« im Vertrag steht. Rechtsunsicherheiten ergeben sich zuweilen auch bei den bereits genannten »Stadthäusern« oder »Quattro-Häusern«, die begrifflich a priori einen höheren Schallschutz erwarten lassen als beispielsweise ein klassisches Mehrfamilienhaus. Schalltechnischer Planungs- und Kontrollprozess Vor oben genanntem Hintergrund im Hinblick auf erforderliche Baukonstruktionen sollten bereits im Vorentwurf die Ziele des Schallschutzes innerhalb des Gebäudes mit dem Bauherrn festgelegt werden. Diese Festlegung kann auf Basis der vor-

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Schalltechnischer Planungs- und Kontrollprozess, Geschosswohungsbau

1.8

c

1.8

2.0 1.0

11.5

11.5

10

1.8

1.8 11.5

1.2

15 12

17.5 12

b 17.5 12

a

24

24

24

56 dB

53 dB

59 dB

R'w

2

T2: Mindestanforderungen nach DIN 4109 und Kennwerte für Schallschutzstufen (SSt) von Wohnungen in Mehrfamilienhäusern nach VDI 4100, Auszug Größe Luftschallschutz

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

horizontal vertikal

R’w [dB]

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Treppenhäusern bzw. Fluren Trittschallschutz

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Treppenhäusern

1 2

L’n,w [dB]

DIN 41091

SSt II2

SSt III

53 54

56 57

59 60

52

56

59

53

46

39

58

53

46

entspricht SSt I nach VDI 4100 Schallschutzniveau vergleichbar mit den Empfehlungen an den erhöhten Schallschutz nach Beiblatt 2 zur DIN 4109

gestellten Schallschutzstufen der VDI 4100 oder der DIN 4109 sowie Beiblatt 2 zur DIN 4109 erfolgen. Beim Bau von Eigentumswohnungen sind diese Ziele mit sonstigen Zielen des Bauvorhabens abzustimmen. Für hochwertige Wohneinheiten besteht zusätzlich die Möglichkeit, Qualitätsziele innerhalb von Wohnungen zu definieren. Im Entwurf ist dann das Erreichen dieser Ziele unter Berücksichtigung der Raumzuordnungen und den mit den gewünschten Baustoffen regelmäßig zu erreichenden Bau-Schalldämmungen zu überprüfen. Dieser Planungsprozess ist als Regelkreis sowohl im Hinblick auf Baustoffauswahl als auch Kosten gestaltbar. Der Entwurf sollte mit einem sach- und fachgerechten Schallschutznachweis abgeschlossen werden. Dies erfolgt derzeit nach Beiblatt 1 zu DIN 4109 und in Zukunft nach Rechenvorschriften auf Basis von europäischen Normen. Als Qualitätsnachweis der Ausführung sollten diese festgelegten Ziele durch Güteprüfungen der Baudämmung für einzelne Übertragungswege messtechnisch überprüft werden. Anhand dieses Planungs- und Nachweisprozesses kann neben einzelnen Teilqualitäten, falls erforderlich, eine Gesamtqualität definiert und nachgewiesen werden.

Insbesondere dem messtechnischen Nachweis durch Schallschutzprüfstellen wird bei der Gesamtbewertung ein entsprechender Stellenwert zugeordnet sein. Geschosswohungsbau Planung und Ausführung erfolgen häufig, wie oben dargelegt, auf Grundlage der Mindestanforderungen der DIN 4109. Höhere Anforderungen können privatrechtlich vereinbart werden, wobei hier das Beiblatt 2 zur DIN 4109 beziehungsweise die VDI 4100 geeignete Werkzeuge sind. Selbstverständlich können auch davon abweichende erhöhte Anforderungen formuliert werden. Regelbauweisen Abbildung 2 zeigt eine prinzipielle, schalltechnisch sinnvolle Unterscheidung von Regelbauweisen für Mehrfamilienhäuser. Systembauweisen, wie zum Beispiel monolithische Außenwände mit hoch wärmedämmenden Leichthochlochziegeln, können ebenso in diesen Gedankenansatz eingruppiert werden. Für diese Baustoffe sind Qualitäten zwischen leichtem und schwerem Ziegelbau vorstellbar. Insbesondere die dargestellte Betonschottenbauweise, gegebenenfalls gepaart mit elementierten Fassaden und trockenem Innenausbau, lässt die höchste schalltechnische Qualität im Mehrfa-

milienhausbau erwarten, mit der selbst die SSt III nach VDI 4100 realisiert werden kann (z. B. für Wohnungstrennwände R’W ≥ 59 dB). Wohnungstrennwände Die im Geschosswohnungsbau verwendeten Regelbauweisen sind letztlich alle grundsätzlich geeignet, den Mindestschallschutz nach DIN 4109 (entspricht SSt I nach VDI 4100) zu erfüllen. Beispielsweise wird für eine einschalige massive Wohnungstrennwand nach Beiblatt 1 zur DIN 4109 eine flächenbezogene Masse von 410 kg/m2 erforderlich, um den Wert von R’W ≥ 53 dB sicherzustellen. Beispielhaft sei eine beidseitig verputzte Mauerwerkswand aus 240 mm dicken Ziegeln ab Rohdichteklasse 1,6 genannt. Rechnerisch ist der Schallschutz insbesondere dann erfüllt, wenn die mittlere flächenbezogene Masse (arithmetischer Mittelwert) flankierender massiver Bauteile mindestens 250 kg/m2 beträgt. Dies wird auch von verputzten Außenwänden aus porosierten Hochlochziegeln der Rohdichteklasse 0,7 in einer Dicke von 360 mm erfüllt, wenngleich hier der nachteilige Einfluss von Resonanzen im Ziegel zu beachten ist (S. 29, Kapitel »Bauakustik«). Abweichend kann diese Bauweise jedoch nicht mit dem derzeit noch gültigen Nachweisverfahren berechnet werden. Bauweisen dieser Art sind daher als Systembauweisen anzusehen. Neben der flächenbezogenen Masse m’ sind insbesondere bestimmte Arten der Stoßstellenausbildung (Decke, Wand) und der Flankenlänge beidseits des trennenden Elements zu betrachten. Der Hersteller ist in die Nachweisführung einzubinden und muss die erforderliche Detailausbildung vorgeben. Bei höheren Schallschutzanforderungen sind Bauweisen mit schweren Ziegeln 51

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Doppel- und Reihenhäuser

1

a

b c

d 2 1

oder in Beton sicherlich im Vorteil, wenngleich das Erfüllen des erhöhten Schallschutzes nach Beiblatt 2 zur DIN 4109 (SSt II nach VDI 4100) beispielsweise mit porosierten Hochlochziegeln als flankierende Bauteile nicht grundsätzlich ausgeschlossen sein muss. Um den erhöhten Schallschutz nach DIN 4109, Beiblatt 2, R’W ≥ 55 dB, zu erreichen, wird zum Beispiel eine Wand mit einem Flächengewicht von 490 kg/m2 erforderlich, was mit einer 240 mm dicken, verputzten Mauerwerkswand mit Ziegeln der Rohdichteklasse 2,0 umgesetzt werden kann. Auch diese Aussage ist nur gültig für flankierende Bauteile mit im Mittel mindestens 350 kg/m2. Bei flankierenden Außenwänden aus porosierten Hochlochziegeln ist bei Anforderungen an den erhöhten Schallschutz die Schalllängsdämmung besonders zu beachten. Hohe flächenbezogene Massen von Trennwänden lassen sich auch mit Hohlziegeln erreichen, die am Bau mit Beton vergossen werden (Verfüllziegel). Jedoch dürfen keinesfalls Hohlräume im Ziegel verbleiben, da dann Resonanzeffekte die Schalldämmung herabsetzen. Und nicht zuletzt ist es aus schalltechnischer Sicht auch möglich, Wohnungstrennwände in Trockenbauweise auszuführen. Wohnungstrenndecken Neben der Dicke der Rohdecke, welche im Hinblick auf die Statik begrenzt ist, ergibt sich durch die Wahl des Dämmstoffes und der Dicke des Estrichs eine ebenso hohe Varianz, wie zuvor bei der Luftschalldämmung aufgezeigt. Die Anforderungen an den erhöhten Schallschutz nach DIN 4109, Beiblatt 2, bezüglich Luft- und Trittschallschutz lassen sich von üblichen Baukonstruktionen, beispielsweise einer 160 mm dicken Stahlbetondecke mit schalltechnisch hochwer52

2

tigem schwimmenden Estrich, mit einer Trittschallminderung ΔL = 28 dB (S. 33, Tabelle T3) meist erfüllen. Dabei ist im Wohnungsbau zu berücksichtigen, dass weichfedernde Bodenbeläge, also zum Beispiel Teppiche oder Fertigparkett auf Dämmschicht, nach DIN 4109 nicht angerechnet werden dürfen, also schwimmende Estriche im Wohnungsbau die Regel sind. Treppenhäuser Bei Neubauten sind nicht selten hohe Trittschallübertragungen vom Treppenhaus in die angrenzenden Wohnungen Gegenstand von Schadensfällen. Ursachen sind mangelhaft getrennte Estriche im Bereich der Wohnungseingangstüren oder Stahlbeton-Treppenläufe, die konstruktiv oder durch einen fehlerhaft verlegten Oberbelag starre Verbindungen zu den Wänden aufweisen. Wohnungseingangstüren Führen die Wohnungseingangstüren in einen Wohnungsflur, an den sich wiederum durch Türen getrennt schutzbedürftige Räume (insbesondere Wohn-, Arbeits- und Schlafbereich) anschließen, so wird eine Anforderung von RW ≥ 27 dB an das bewertete Schalldämm-Maß der Tür gestellt. Führt die Wohnungseingangstüre jedoch unmittelbar in einen schutzbedürftigen Raum, so wird ein deutlich höherer Wert von RW ≥ 37 dB gefordert. Dies hat eine erheblich aufwendigere Türkonstruktion zur Folge. Dachgeschossausbau In bestehenden Gebäuden, aber auch bei Neubauten werden Dachgeschosse ausgebaut und so attraktiver Wohnraum geschaffen. Besonderheit und schalltechnischer Schwachpunkt zugleich ist dabei oft der Anschluss Wohnungstrennwand – Dach und die Schalllängsübertragung über das Dach, sodass dieses Ausfüh-

Ein schalltechnisch geeigneter Anschluss an das Dach ist erforderlich, um den Schallschutz der doppelschaligen Haustrennwand im Dachgeschoss nicht zu reduzieren. Dachaufbau: a Wellplatten Faserzement natur Lattung 40/60 mm Konterlattung 24/48 mm Wetterschutzbahn Wärmedämmung 240 mm zwischen Sparren 60/240 mm Dampfbremse Aussteifung OSB-Platte 15 mm Lattung 24/48 mm Gipsfaserplatte 12,5 mm b Ortbetonverguss nach Dachmontage c Betonfertigteil d Kalksandstein 150 mm Reihenhäuser in Göppingen, 1999, Wick + Partner Gut ablesbar ist die Gebäudetrennfuge zwischen den Häusern.

rungsdetail besondere Aufmerksamkeit erfordert (Abb. 1). Sanierungen Bei Gebäudesanierungen kann der Eigentümer zunächst erwarten, dass die Baumaßnahmen auch im Hinblick auf den Schallschutz den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen, das heißt insbesondere den Mindestschallschutz nach DIN 4109 in der aktuellen Fassung erfüllen oder gegebenenfalls sogar darüber hinausgehen. Die Dimensionierung solcher Maßnahmen erfolgt meist individuell nach einer Bestandsaufnahme unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen wie statische Belange, Fußbodenaufbauhöhen und Wirtschaftlichkeit. Ausnahmen können durch denkmalschützerische Aspekte oder durch den Bestandsschutz gegeben sein. Haustechnische Anlagen Im Hinblick auf die Geräuschübertragung herrührend durch Körperschallanregung, zum Beispiel aus Wasserinstallationen beziehungsweise sonstigen haustechnischen Anlagen, verbleibt die Grundregel einer günstigen Grundrissgestaltung. Zur Erzielung eines hohen Schallschutzes sind in der Regel Pufferräume zu schutzbedürftigen Räumen erforderlich. Die schalltechnische Qualität der Installationen ist in der Regel sehr stark systemabhängig. Insbesondere die Ausführung der Wasserinstallation als Vorwandinstallation in Trockenbauweise ist heute bei hohem Schallschutzanspruch nahezu unumgänglich. Doppel- und Reihenhäuser Für die Planung von Doppel- und Reihenhäusern liegt die Grundlage für den Mindestschallschutz in der DIN 4109. Höhere Qualitäten werden wiederum im Beiblatt 2 zur DIN 4109 sowie der VDI 4100 beschrieben.

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Doppel- und Reihenhäuser

T3: Mindestanforderungen nach DIN 4109 und Kennwerte für Schallschutzstufen (SSt) von Doppel- und Reihenhäusern nach VDI 4100, Auszug Größe

DIN 41091

SSt II

SSt III2

Luftschallschutz

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

R’w [dB]

57

63

68

Trittschallschutz

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

L’n,w [dB]

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41

34

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39

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Treppenhäusern oder -podesten 1 2

entspricht SSt I nach VDI 4100 Schallschutzniveau vergleichbar mit den Empfehlungen an den erhöhten Schallschutz nach Beiblatt 2 zur DIN 4109

Ganz entscheidend für den Schallschutz ist die Ausbildung der Trennwand zwischen den Häusern. Reihenhäuser oder Doppelhaushälften werden in der Regel mit getrennter Haustrennwand ausgeführt. Aufgrund des zweischaligen Aufbaus lassen sich hohe Schalldämmungen erzielen und so die Anforderungen auch an den erhöhten Schallschutz erfüllen. Schalltechnische Einflussgrößen sind insbesondere die flächenbezogene Masse der Einzelschalen und die Breite der Fuge. Je schwerer die Schalen und je breiter die Fuge, umso höher ist die Schalldämmung. Eine Verdoppelung der Fugenbreite hat dabei den gleichen Effekt wie eine Verdoppelung der flächenbezogenen Masse der beiden Wandschalen. Nach Beiblatt 1 zur DIN 4109 ist eine Fugenbreite von mindestens 30 mm vorgeschrieben, breitere Fugen von 60 – 80 mm sind aber schalltechnisch zu empfehlen, da sich auf diese Weise der Schallschutz ohne großen Mehraufwand und Platzver-

lust deutlich erhöhen lässt. Um die Fuge zu bedämpfen und die Gefahr von Körperschallbrücken, zum Beispiel durch Mörtel, zu minimieren, sollten in der Fuge vollflächig 30 – 40 mm dicke mineralische Fugendämmplatten vorgesehen werden. Auch bei breiteren Fugen reicht diese Dicke aus. Die Befestigung erfolgt an der zuerst ausgeführten Wandschale zum Beispiel über Dünnbettmörtel. Nägel dürfen nicht verwendet werden, da diese Körperschallbrücken hervorrufen können. Für die Wandschalen werden zum Beispiel schweres Ziegelmauerwerk (Rohdichte z. B. 1800 kg/m3) in einer Dicke von 11,5 cm, aber auch dickere, leichtere Ziegel oder Stahlbetonfertigteile verbaut. Zweischalige Ortbetonwände sind möglich, jedoch müssen hierfür spezielle druckfeste Fugendämmplatten verwendet werden. Aufgrund der höheren Steifigkeit dieser Platten verhält sich eine zweischalige Ortbetonwand ungünstiger als eine gleich dicke Wand aus STB-Fertigteilen. Entscheidend ist, dass im Bereich der Decken keine Körperschallbrücken ent-

stehen. Dies erfordert das Einschalen der Decke im Bereich der Trennfuge. Auch die Außenwände müssen im Bereich der Gebäudetrennfuge zwingend getrennt werden. Dies gilt auch bei unterkellerten Gebäuden. Lediglich, wenn die Kellerwände bei drückendem Wasser als sogenannte weiße Wanne ausgeführt werden, wird auf eine Trennung der Außenwände gerne verzichtet. Die beschriebenen Faktoren beeinflussen die letztlich erreichbare Schalldämmung. Erhebungen zeigen, dass mit fehlerfrei ausgeführten zweischaligen Wänden mit Kellergeschoss bereits im Erdgeschoss Werte von R’w = 65 dB und ohne Unterkellerung R’w = 62 dB die Regel sind. Vergleichbare Werte kursieren auch, wenn es darum geht, die allgemein anerkannte Regel der Technik abzubilden. Tatsächlich aber sollte, wie eingangs beschrieben, das Schallschutzziel explizit definiert werden und die individuelle Ausbildung der Kommunwand entsprechend festgelegt werden.

3 c a b

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e

3

Reicht die doppelschalige Haustrennwand bis in das Kellergeschoss, so lassen sich bereits im Erdgeschoss bewertete Schalldämm-Maße von über R’w ≥ 65 dB erreichen. Schwimmende Estriche und elastisch gelagerte Treppen sorgen sowohl zum Nachbarn als auch im eigenen Bereich für den gewünschten Schallschutz. a Innenputz, Kalksandstein 175 mm Dämmung 2≈ 20mm Kalksandstein 175 mm, Innenputz b Bodenaufbau OG/EG: Parkett Eiche 8 mm, Ausgleichsschicht Estrich 40 mm, Trennlage PE-Folie Trittschalldämmung 20 mm Wärmedämmung Hartschaum 60 mm PE-Folie, Stahlbeton 160 mm c Stäbchenplatte Eiche 27 mm Kantenanleimer Eiche 25/50 mm Stahlbetonfertigteil 180 mm d Trennlage e Bodenaufbau UG: Teppich 5 mm, Estrich 40 mm Trennlage PE-Folie, Wärmedämmung Hartschaum 95 mm, Abdichtung Stahlbeton wasserundurchlässig 250 mm f elastisches Treppenauflager

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Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau Schallschutz im eigenen Bereich, DIN 4109, Historie und zukünftiges Planungswerkzeug

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Soll die Haustrennwand nicht als zweischalige Massivwand ausgebildet werden, so ist es durchaus möglich, den Mindestschallschutz nach DIN 4109 auch mit einer einschaligen Wand zu erfüllen. Jedoch erfordert dies zwingend, den Bauherrn oder Käufer im Detail darüber zu informieren, da auf diese Weise ein weit geringerer Schallschutz erreicht wird, als es bei der heute üblichen Bauweise in Deutschland der Fall ist. Schallschutz im eigenen Bereich Auch für den eigengenutzten Bereich in der Wohnung, im Reihenhaus und im frei stehenden Einfamilienhaus können Schallschutzziele formuliert werden. Dabei handelt es sich immer um privatrechtliche Zusatzvereinbarungen, eine baurechtliche Verpflichtung gibt es nicht. So lassen sich die Empfehlungen an den normalen Schallschutz innerhalb des eigengenutzten Bereichs nach Beiblatt 2 zur DIN 4109 in der Regel ohne großen baulichen Mehraufwand realisieren. Bei Häusern in Holzbauweise oder auch bei Holzbalkendecken, bei denen die Balken sichtbar bleiben, sollten der angestrebte Schallschutz und mögliche bauliche Maßnahmen aber frühzeitig abgesteckt werden, um spätere Enttäuschungen hinsichtlich einer schlechten Schalldämmung zu vermeiden. In den heute in städtischen Bereichen häufig anzutreffenden recht schmalen Reihenhäusern schließt meist das Treppenhaus unmittelbar an den Wohnbereich an. Diese großzügigere Raumausnutzung hat zur Folge, dass auch der Schall ungehindert in die oberen Stockwerke dringt. Wird auf eine akustische Trennung zwischen Wohnbereich und zum Beispiel Schlaf- oder Kinderzimmer Wert gelegt, so sollten die unterschiedlichen Bereiche stets durch zwei Türebenen getrennt sein. 54

Auch bei offenen Grundrissen mit zusammenhängendem Wohn-, Ess- und Kochbereich sind zuweilen akustische Beeinträchtigungen zu beobachten. Je größer das Raumvolumen, umso länger ist der Nachhall, wodurch die Sprachverständlichkeit – auch des Fernsehgeräts – gemindert und andere Geräusche – zum Beispiel die Spülmaschine aus der Küche – deutlicher hervortreten. Bei Raumbereichen von unter etwa 40 – 50 m2 und üblichen Raumhöhen löst meist die Einrichtung aus Sitzgarnitur, Bücherregalen, gegebenenfalls Vorhängen und einzelnen Teppichen das Problem. Bei größeren Räumen und/oder hohen Erwartungen an die raumakustische Qualität der HighEnd-Audio- oder -Heimkinoanlage sollte durchaus erwogen werden, mit baulichen Maßnahmen den Nachhall zu mindern. Außengeräuschsituation Grundsätzliche Aussagen zur schalltechnischen Belastung eines Grundstückes werden in Flächennutzungsplänen dargestellt. Detailliertere Auskünfte werden in Bebauungsplänen aufgezeigt. Zuletzt lässt sich anhand der Baugenehmigung mit gegebenenfalls Auflagen zum Schallschutz die Außengeräuschsituation detaillierter ablesen. Insbesondere bei »Reinen Wohngebieten« (WR) und »Allgemeinen Wohngebieten« (WA) kann davon ausgegangen werden, dass bei Einhaltung der gebietscharakteristischen Immissionsrichtwerte ein gesundheitsfördernder Schlaf bei gekipptem Fenster darstellbar ist. Die Gebietszuweisung schließt jedoch nicht aus, dass in Randbereichen beziehungsweise in gewachsenen Strukturen die Immissionsrichtwerte überschritten werden können, was bauliche Auflagen zur Folge haben kann. Dies gilt insbesondere auch für Kern- beziehungsweise Mischgebiete. Lösungsansätze sind Schallschutzwände oder auch Garagenzeilen, die die Wohn-

Entwicklung der schalltechnischen Mindestanforderung für Wohnungstrennwände

häuser und Freiflächen vor Lärm abschirmen. Bauliche Maßnahmen am Gebäude umfassen Schallschutzfenster, verglaste Loggien, gegebenenfalls Schalldämmlüfter bis hin zu schalltechnisch durchdachten Grundriss- und Gebäudeanordnungen. DIN 4109, Historie und zukünftiges Planungswerkzeug Der Abschluss dieses Kapitels soll einen kurzen Exkurs zur Historie der DIN 4109, insbesondere aber einen Ausblick auf in Zukunft zu erwartende Änderungen enthalten, die vor allem die Schallschutzplanung im Wohnungsbau prägen dürften. Entwicklungsstufen der DIN 4109 Die Erstausgabe der DIN 4109 datiert bereits aus den Jahren 1938/1944. In der Erstausgabe wurde der erforderliche Schallschutz anhand von üblichen Baukonstruktionen aufgezeigt. Dabei handelt es sich um zum damaligen Zeitpunkt üblicherweise im Mehrfamilienhausbau verwendete Konstruktionen. Die Wohnungstrennwand als 24 cm dicke Vollziegelwand war von zentraler Bedeutung. In Abbildung 1 kann die Entwicklung der Mindestanforderung für Wohnungstrennwände nachvollzogen werden. Neben der Betonung des Gesundheitsschutzes kann diese Entwicklung auch als Festhalten an der landestypischen Baukultur angesehen werden. Zum damaligen Zeitpunkt kann dem damit erzielbaren Schallschutz, den damit erzielbaren Bau-Schalldämm-Maßen wohl das Attribut »der Regel der Technik entsprechend« zugeordnet werden. Dies gilt auch für die dargestellten Möglichkeiten zur Erzielung eines ausreichenden Trittschallschutzes mit Teppichbelag oder schwimmenden harten Oberbelägen. Die Verquickung von zu liefernder Qualität und Bauweisen nach der Regel der Technik erscheint rückwirkend als sinnvoll und zutreffend.

1

DIN 4109 1989

Entwurf DIN 4109 1979 Entwurf DIN 4109 1984

DIN 4109 ^ (D = 48 dB = R'w = 52 dB ) 1944

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DIN 4109 ^ (LSM ± 0 dB = R'w = 52 dB ) 1962

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DIN 4110 (450 kg/m) 1938

Bewertetes Bau-Schalldämmmaß R'w

Schallschutz als Qualitätsmerkmal im Wohnungsbau DIN 4109, Historie und zukünftiges Planungswerkzeug

45 1940

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1960

Die Entwicklung des Baugeschehens lässt diesen Zusammenhang jedoch als hinterfragbar erscheinen. Sowohl die Weiterentwicklung im Bereich der theoretischen Modelle zur Beschreibung des Schallschutzes im Hochbau als auch die wesentliche Erweiterung und Varianz von Baustoffen und Baukonstruktionen erlauben heute eine weiter gehende Differenzierung von Regelbauweisen. Der Zusammenhang »nach der Regel der Technik ist zu liefern« muss differenzierter betrachtet werden. Durch Bauweisen nach der Regel der Technik kann ein weiterer Bereich an schalltechnischen Qualitäten beschrieben werden. Bereits mit der Ausgabe 1962 stellte die DIN 4109 ein geschlossenes System zur Schaffung von Planungsgrundlagen auf der Basis von baurechtlichen Anforderungen und Empfehlungen für den erhöhten Schallschutz dar. Anhand eines Berechnungsmodells – basierend auf messtechnischen Nachweisen in Prüfständen mit bauüblichen Nebenwegen – konnte im Vorfeld eine hohe Planungssicherheit geschaffen werden. Neben dem Modell für den Massivbau mit Berücksichtigung der flankierenden Bauteile wurde bereits ein Modell zur Berechnung des Schallschutzes im Skelettbau eingeführt. Die in weiteren Beiblättern dargestellten Verfahren zur Prüfung von Bauteilen in Prüfständen sowie zur Qualitätsüberwachung in ausgeführten Bauten runden dieses frühe Qualitätsmanagementsystem für den Schallschutz im Hochbau ab. Mit der Ausgabe 1989 wurde ein weiterer Detaillierungsgrad erfasst, welcher bis heute Gültigkeit hat. Insbesondere die Erhöhung der Ausführungssicherheit von schwimmenden Estrichen, gepaart mit einer hohen Varianz an schalltechnisch beschreibbaren Trittschalldämmstoffen, stellte damals den wesentlichen Fortschritt dar.

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Was ist in Zukunft zu erwarten? Die derzeitige Überarbeitung und Neufassung der DIN 4109 wurde durch EU-Vorgaben wie neue bauteilkennzeichnende Messverfahren und Rechenvorschriften erforderlich. Die Gesamtausgabe der neuen DIN 4109 wird folgende Teile als Gesamtwerk aufweisen: • Teil 1: Mindestanforderung an den Schallschutz • Teil 2: Rechnerischer Nachweis der Erfüllung der Anforderungen • Teil 3: Eingangsdaten für den rechnerischen Nachweis des Schallschutzes (nationaler Bauteilkatalog) • Teil 4: Handhabung bauakustischer Prüfungen (Sicherheitskonzept) Im Zuge dieser Erneuerungen wurden mit dem Entwurf DIN 4109, Ausgabe Oktober 2006, auch neue kennzeichnende Größen, »nachhallzeitbezogene Kenngrößen«, als Anforderungswerte vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um die Standard-Schallpegeldifferenz Dn,T,w, den Standard-Trittschallpegel L’n,T,w (Kapitel »Bauakustik«, S. 27) sowie Pegel bezogen auf die Nachhallzeit für Geräusche aus haustechnischen Anlagen und Betrieben. Die neuen Anforderungsgrößen beziehen sich beim Luftschallschutz direkt auf die zu erwartende Pegelminderung zwischen zwei Räumen sowie beim Trittschallschutz direkt auf den übertragenen Trittschallpegel. Neben der Trennung von Schallschutz (ausgedrückt durch Pegeldifferenz) und bautechnischen Anforderungen (BauSchalldämm-Maße R’w etc.) ergibt sich durch die Umstellung die Möglichkeit für den internationalen Vergleich. Die Mehrzahl der europäischen Nationen verwendet bereits die Größen in Standard-Schallpegeldifferenz beziehungsweise Standard-Trittschallpegel.

Als Konsequenz ergibt sich, dass Anforderungen nicht mehr an trennende Bauteile gestellt werden, sondern an den Schallschutz zwischen unterschiedlich genutzten Räumen. Neuer Planungsprozess Als Weiterentwicklung der DIN 4109 durch diese Notation entsteht die Chance, Anforderungen beziehungsweise Festlegungen von gewünschten schalltechnischen Qualitäten unabhängig von Bauweisen festzulegen. Falls gewünscht, kann eine Tiefe bis hin zu raumweiser Definition erfolgen. Allein auf der Grundlage der Bedürfnisse des Bauherrn/Nutzers können detaillierte Schallschutzkonzepte für den Schallschutz innerhalb von Gebäuden festgelegt werden. Andererseits wird auch die Angst vor verminderter schalltechnischer Qualität geschürt, da bei Raumtiefen über 3 m geringere Bau-Schalldämm-Maße zur Erzielung der Mindestanforderung ausreichend sind. Und nicht zuletzt wird die Schallschutzplanung aufwendiger, da zum Erreichen des gleichen Schutzziels abhängig von der Raumgröße und der Fläche der Trennwand unterschiedliche Wandkonstruktionen die Folge sein können. Dies war bisher nicht so, da hier alleine die Bauteileigenschaft maßgeblich war. Wie eingangs bereits erwähnt, haben Ängste bezüglich der Verteuerung des Bauens, insbesondere des Wohnungsbaus, dazu geführt, dass auch in der neuen DIN 4109 lediglich der Mindestschallschutz dargestellt werden wird. Eine Harmonisierung mit Normen und Richtlinien, welche höhere schalltechnische Qualitäten aufzeigen, konnte nicht erzielt werden. Somit wird auch in Zukunft mit mehreren Normen beziehungsweise Richtlinien gearbeitet werden müssen. 55

Stadthaus in München

Architekt: Akustik: Baujahr:

Fink + Jocher, München Müller-BBM, Planegg 2005

Das Westend ist ein aufstrebender, innenstadtnaher Stadtteil Münchens. Das Stadthaus ersetzt fünf ehemalige Gebäude, deren Erhalt nicht mehr wirtschaftlich war. Mit seiner Mischung aus Gewerbe und Wohnen trägt das Gebäude zur Aufwertung des Westends bei. Das Raumangebot ermöglicht ein modernes Leben und Arbeiten in der Stadt. Die tragenden Elemente des Hauses sind auf die Außenwände und Treppenkerne reduziert. Der gesamte Ausbau durch Leichtbauwände erlaubt langfristig eine Anpassung an den Bedarf der Nutzer. Die Räume verfügen über Fußbodenheizungen und eine kontrollierte Wohnraumlüftung. Dabei wird die Zuluft wegen der Nähe zu einer viel befahrenen Einfallstraße über das Dach angesaugt. Lüftungswärmeverluste werden durch einen Wärmetauscher minimiert. In Verbindung mit hoch wärmegedämmten Außenbauteilen führen die Maßnahmen zur Unterschreitung der Anforderungen an ein Niedrigenergiehaus. Die direkt angrenzende Straße wird von täglich 32 000 Fahrzeugen und zwei Straßenbahnlinien befahren, welche Schallemissionen von bis zu 75 dB entwickeln. Diese Schallbelastung ist für innerstädtische Lagen allerdings keine Seltenheit. Im Gegensatz zur häufig angewandten Strategie sind bei diesem Stadthaus nicht ausschließlich Nebenräume mit kleinen Öffnungen zur Straße orientiert worden. Hoch schalldämmende Kastenfenster mit einer innen liegenden Isolierverglasung, einer außenseitig vorgesetzten Einfachverglasung und Schallabsorptionsflächen im Zwischenraum ermöglichen das Wohnen zur Straße. Die Grundrisse der Wohnungen sind in ihrer Ausrichtung nicht eingeschränkt, und Möglichkeiten sinnvoller Orientierung zur Sonne können somit genutzt werden. Zudem gewinnt auch die Straße als öffentlicher, sozial kontrollierter Raum. 56

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Gewerbe Gemeinschaftsraum Maisonette Loggia Dachterrasse Außenwandaufbau: Putz 20 mm (straßenseitig mit Glassplittern versetzt) Wärmedämmung 140 mm Stahlbeton 200 mm Einscheiben-Verglasung ESG 8 mm Holzfenster mit Isolierverglasung, Schallschutzwert gemäß Berechnungen seitliche Laibungsbekleidung Aluminiumblech einfach gekantet, gelocht 2 mm Akustikdämmung Estrich-Dämm-

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platte 30 mm 11 Wärmedämmung 40 mm 12 obere Laibungsbekleidung Stahlblech, zweifach gekantet, gelocht 3 mm 13 Aluminiumrohr mit Anpressgummi | 25/25/3 mm 14 Wärmedämmung 50 mm 15 Scherengestänge Aluminium als Verbindung des äußeren mit dem inneren Fensterrahmen ¡ 25/10 mm 16 Aluminiumprofil ¡ 100/40/4 mm 17 Stahlwinkel mit Aussteifung ∑160/225/4 mm 18 Aluminiumwinkel ∑ 25/25/4 mm 19 Aluminiumwinkel ∑ 70/30/5 mm 20 Absturzsicherung Festverglasung VSG aus 2≈ Float 8 mm

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3. Obergeschoss

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Ausführungbeispiel Wohnungsbau Stadthaus in München

Grundrisse Maßstab 1:750 Detailschnitte Kastenfenster Maßstab 1:10

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Büro- und Verwaltungsgebäude

Kaum ein Gebäudetypus muss sich so schnellen Veränderungen unterziehen wie das moderne Büro. Wandlungsfähigkeit, Verzicht auf feste Raumstrukturen oder nonterritoriale Bürostrukturen sind hier einige Schlagwörter. Der Ausbau muss flexibel auf zukünftige Anforderungen reagieren können und neue Raumkonzepte ermöglichen. Vielschichtig sind dabei auch die akustischen Aspekte, und nicht selten gibt es nach Fertigstellung und Bezug eines neuen Gebäudes Enttäuschungen. Besonders störend ist es, wenn Gespräche leicht verständlich sind, sei es aus dem nächsten Zellenbüro oder aus benachbarten Arbeitsplatzbereichen im Open Space. Aber auch eine übermäßige Halligkeit kann die Nutzungsqualität beeinträchtigen: im Zellenbüro, in der offenen Bürolandschaft, in Kundenhallen oder in vielfältig genutzten Atrien. Offene Bürostrukturen Räumlich offene Bürolandschaften erfreuen sich großer Beliebtheit. Häufig angeführte Vorteile sind die Förderung der informellen Kommunikation und Teamarbeit sowie die verbesserte Flächeneffizienz. Jedoch gibt es auch Nachteile, die durchaus akustischer Art sind. Störende

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Geräuschbelastungen und / oder die leichte Verständlichkeit von (Telefon-) Gesprächen, die an benachbarten oder auch entfernter liegenden Arbeitsplätzen geführt werden, werden beklagt. Solche Konflikte lassen sich in offenen Bürostrukturen entschärfen, ohne aber die akustische Qualität eines Einzelbüros erreichen zu können. Gespräche aus nahe gelegenen Bereichen bleiben hörbar und je nach Raumgestaltung mehr oder weniger gut verständlich. Innerhalb von Arbeitsteams mag dies tolerierbar sein, zwischen verschiedenen Abteilungen mit unterschiedlichen Anforderungen aber eher nicht. Letztlich bedeutet dies, dass bei der Festlegung eines Bürokonzeptes von vornherein auch die akustischen Faktoren sorgfältig bedacht werden sollten. Es sollten nur jene Arbeitsplätze zu einem Mehrpersonenbüro zusammengefasst werden, die tatsächlich miteinander kommunizieren müssen. Die Ausrichtung der Arbeitsplätze respektive die Sprechrichtung spielt eine Rolle, ebenso der Abstand benachbarter Arbeitsplätze. Bei häufiger Benutzung des Telefons bietet sich die Verwendung von Headsets an. Kommunikationsbereiche, Teeküche oder

Büro- und Verwaltungsgebäude Offene Bürostrukturen

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2a

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auch Drucker und Kopierer sollten gegenüber den Arbeitsplätzen abgeschirmt beziehungsweise – viel besser – in abgetrennten Räumen untergebracht werden. Darüber hinaus sollten in offenen Bürolandschaften letztlich drei akustische Kriterien in Einklang gebracht werden, nämlich die ausreichende akustische Raumbedämpfung, ein nicht zu niedriger Grundgeräuschpegel und die wirkungsvolle Abschirmung. Raumbedämpfung In Großraumbüros ist die angemessene Raumbedämpfung, das heißt die Reduzierung der Halligkeit, erforderlich. Entsprechend der einschlägigen Regelwerke und Richtlinien (DIN 18041, VDI 2569) wird diese Forderung mit dem sogenannten A/V-Verhältnis, also dem Verhältnis von äquivalenter Absorptionsfläche A je Volumeneinheit V, ausgedrückt (Kapitel »Raumakustik«, S. 15). Das Verhältnis liegt nach VDI 2569 typischerweise bei Werten von A/V = 0,3 – 0,35 m-1. Nachhallzeiten können ebenfalls abgeleitet werden und befinden sich dann in der Größenordnung zwischen 0,5 – 0,6 s. Im Open Space sind Nachhallzeiten aber weniger aussagekräftig, da aufgrund der Raumproportionen kein diffuses Schallfeld existiert. Die Anforderungen an die Raumbedämpfung beziehen sich auf die Oktavbereiche von 250 Hz bis 2000 Hz. Zu tiefen Frequenzen, insbesondere unterhalb von 100 Hz, kann die Raumbedämpfung etwas geringer ausfallen. Bei hohen Frequenzen über 2000 Hz ist in der Regel durch die vorhandene Büroausstattung und die Luftabsorption meist ohnehin eine ausreichende Bedämpfung gegeben. Die oben genannte Anforderung an das A/V-Verhältnis lässt sich gut erfüllen, wenn die Summe aller absorbierenden

Umbau Industriehalle, KMS TEAM, Designbüro München, 2007, Jürke Architekten Ein Großraumbüro, das der Bezeichnung tatsächlich gerecht wird. Die akustische Abschirmung in Hallenlängsachse wird durch die Regale erreicht. Großflächige Segel aus Holzwolle-Akustikplatten zwischen den Stahlbindern und die Raumhöhe unterbinden störende Deckenreflexionen. bauliche raumakustische Maßnahmen in einem Großraumbüro mit bauteilaktivierter Decke a perforierte und absorbierend hinterlegte Metallsegel sowie eine schallabsorbierende Untersicht des Deckenkoffers (gelochte Metallkassetten) b schallabsorbierende Baffel aus mineralischem Faserdämmstoff

Flächen etwa in der Größenordnung der Raumgrundfläche liegt. Dies macht deutlich, dass die früher vorherrschende Bauweise mit abgehängten, schallabsorbierenden Decken, hinter denen Installationen verborgen wurden, auch heute noch ihre Vorteile hat. Eine übermäßige Halligkeit und die störende Schallweiterleitung über Deckenreflexionen werden vermieden. Abgehängte Deckensysteme sollten idealerweise eine möglichst hohe Absorption von αw ≥ 0,7, besser noch ≥ 0,9 aufweisen. Beispiele sind mineralische Faserdämmplatten in Einlegemontage, gelochte, schallabsorbierend hinterlegte Metallpaneele oder gelochte Gipskartonplatten. Auch Kühldecken können schallabsorbierend gestaltet werden.

Decke – die Schallübertragung im Raum nicht behindert. Vorteile bringt ein Teppich bezüglich der Gehgeräusche im Raum, und auch Trittschall überträgt sich schlechter in angrenzende Räume (S. 62).

Heutzutage sind sichtbare Betondecken keine Seltenheit, die zwecks thermischer Bauteilaktivierung akustisch nicht oder nur begrenzt verkleidet werden können. Mögliche bauliche Maßnahmen sind dann zum Beispiel absorbierende Baffel oder abgehängte Deckensegel in Kombination mit einem schallabsorbierenden Technikkoffer (Abb. 2). Da der erforderliche Umfang der Schallabsorption damit in der Regel noch nicht erreicht wird, werden zusätzlich absorbierendes Mobiliar (Stellwände, Schrankfronten) oder gegebenenfalls Wandverkleidungen erforderlich. Elementierte Deckenverkleidungen haben zuweilen den Vorteil, dass bei einer späteren Änderung der Bürostrukturen – zum Beispiel in Zellenbüros – mit den Wänden meist eine bessere Schalldämmung erreicht werden kann, da die Wände nicht an eine abgehängte Decke, sondern an die Rohdecke anschließen können.

Maskierende Geräuschkulisse Während früher mechanische Lüftungen, laute Büromaschinen und gegebenenfalls undichte Fenster für einen Grundgeräuschpegel im Büro um 40 – 45 dB(A) sorgten, sind heutzutage Grundgeräuschpegel von 30 dB(A) und weniger keine Seltenheit. Solche informationslosen Geräusche tragen aber dazu bei, dass informationshaltige Sprache von den Nachbarplätzen schwerer verständlich wird und damit auch weniger ablenkt. Man spricht von Verdeckung oder Maskierung. Ist eine mechanische Lüftung vorgesehen, können Anforderungen nicht nur an den maximalen Geräuschpegel, sondern auch an den minimalen Geräuschpegel formuliert werden.

Die Wirkung eines Teppichbelags wird meist überschätzt, da er nur hochfrequent zur Raumbedämpfung beiträgt und zudem – anders als eine absorbierende

Es soll auch darauf hingewiesen werden, dass ein Großraumbüro überdämpft werden kann. Dies gilt für Räume, in denen eher weniger Telefonate und Gespräche gleichzeitig geführt werden und in denen ein niedriger Grundgeräuschpegel herrscht. Eine hohe Bedämpfung führt dann zu einer besseren Sprachverständlichkeit und damit einem leichteren Mithören von Gesprächen, die an benachbarten und auch entfernt liegenden Arbeitsplätzen geführt werden.

Auch kann der Grundgeräuschpegel durch Einspielen von künstlichen Geräuschen leicht angehoben werden. So einfach sich dies anhört, so schwierig ist es, eine geeignete, im Raum gleichmäßige Geräuschkulisse zu erzeugen. Das Einspielen von Musik lenkt genauso ab wie Sprache an benachbarten Arbeitsplätzen. Auch stört es, wenn Rauschen aus 59

Büro- und Verwaltungsgebäude Offene Bürostrukturen

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2 T1: Verständlichkeit von Sprache (angehobener Sprachpegel) aus dem Nachbarbüro in Abhängigkeit vom bewerteten Schalldämm-Maß R’w sowie dem Grundgeräuschpegel im Empfangsraum Bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der Trennwand R’w

Typischer Wandaufbau

32 dB 37 dB

Verständlichkeit von Sprache aus dem Nachbarraum bei einem Grundgeräuschpegel von 25 dB(A)

30 dB(A)

35 dB(A)

8 mm VSG

sehr gut

sehr gut

gut

16 mm VSG mit Si-Akustikfolie

sehr gut

gut

noch zu verstehen

42 dB

100 mm Gipskartonständerwand

gut

noch zu verstehen

Wort-, aber keine Satzverständlichkeit

47 dB

125 mm Gipskartonständerwand

noch zu verstehen

Wort-, aber keine Satzverständlichkeit

nicht zu verstehen, kaum zu hören

52 dB

155 mm Gipskartonständerwand

Wort-, aber keine Satzverständlichkeit

nicht zu verstehen, kaum zu hören

nicht zu hören

T2: Empfehlung für normalen und erhöhten Schallschutz in Büro- und Verwaltungsgebäuden (eigengenutzter Bereich) nach Beiblatt 2 zu DIN 4109: 1989-11 bewertetes Schalldämm-Maß ≥ R’w bewerteter Norm-Trittschallpegel ≤ L’n,w (für Decken, Treppen) Raumnutzung

Bauteile

Mindestschallschutz

Erhöhter Schallschutz

Allgemein

Decken, Treppen, Decken von Fluren und Treppenhäusern

R’w ≥ 52 dB L’n,w ≤ 53 dB

≥ 55 dB ≤ 46 dB

Übliche Bürotätigkeit

Flur- und Bürotrennwände Türen

R’w ≥ 37 dB Rw ≥ 27 dB

≥ 42 dB ≥ 32 dB

Konzentrierte geistige Tätigkeit oder zur Behandlung vertraulicher Angelegenheiten, z. B. zwischen Direktions- und Vorzimmer

Flur- und Bürotrennwände Türen

R’w ≥ 45 dB Rw ≥ 37 dB

≥ 52 dB –

Lautsprechern ortbar ist oder wenn der künstlich eingespielte Geräuschpegel zu hoch ist, 40 – 45 dB(A) sind hier etwa die Grenze. Die Lösung können spezielle Sound-Masking-Systeme sein, die sich in Deutschland im Bürosektor noch nicht so durchgesetzt haben, aber beispielsweise in den USA schon lange eingesetzt werden. Das Nachrüsten in bestehenden Räumen ist nicht ganz einfach, da zahlreiche Lautsprecher – vorzugsweise unsichtbar – untergebracht und verkabelt werden müssen. Sind die Räume aufgrund fehlender absorbierender Flächen zu hallig und zu laut, so ist eine künstliche Maskierung zur Verbesserung alleine nicht geeignet. 60

Abschirmung Als drittes wichtiges akustisches Element in offenen Bürolandschaften ist die Abschirmung durch Stellwände oder Mobiliar zu sehen. Die Höhe sollte mindestens 1,5 m betragen, und zudem muss die Decke über der Abschirmeinrichtung absorbierend sein, um eine akustische Spiegelwirkung an der Decke zu unterbinden. Die erreichbaren Pegelminderungen zwischen benachbarten Arbeitsplätzen liegen in der Größenordnung von 3 bis maximal 10 dB. Ist eine freie Sicht gewünscht und bereits eine ausreichende Raumbedämpfung vorhanden, sind Glasaufsätze möglich. Stellwände oder Raumgliederungssys-

Büro- und Verwaltungsgebäude Büros mit raumumschließenden Wänden

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Mit raumhohen Elementen lässt sich eine bestmögliche Abschirmwirkung erzielen. Beinhalten diese neben Glas auch absorbierende Flächen, kann je nach Raumkonzept auf absorbierende Decken verzichtet werden. Mit Elementwänden mit hohem Glasanteil lässt sich bei sorgfältiger Planung und Ausführung auch der erhöhte Schallschutz nach DIN 4109, Beiblatt 2, für »übliche Bürotätigkeit« erreichen.

teme tragen ebenfalls dazu bei, dass der Sprachpegel mit zunehmender Entfernung stärker abnimmt und so zumindest Gespräche aus entfernter liegenden Arbeitsplatzbereichen schwerer verständlich werden. Bei einer vollständig reflektierenden Decke in einem Open Space sind raumhohe mobile Wandscheiben der einzig akustisch Erfolg versprechende Weg. Diese werden zwischen Boden und Decke befestigt und können je nach Ausbildung ein Höchstmaß an Abschirmung gewährleisten. Zum Flur hin orientiert, sorgen raumhohe Abschirmungen für etwas Privatsphäre und reduzieren Ablenkungen durch vorbeilaufende Personen oder schlagende Türen und Ähnliches. Büros mit raumumschließenden Wänden Unbestrittener Vorteil von Büroräumen mit umgebenden Wänden ist der weit höhere Schallschutz gegenüber benachbarten Bereichen, als er in den zuvor beschriebenen offenen Strukturen möglich ist. Welcher bauliche Schallschutz notwendig ist, hängt von der Nutzung und den Nut-

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Immobilienbüro Alber, Lana, Südtirol, 2006, Architekt Stefan Gamper Auch Empfangszonen profitieren von einer guten Raumbedämpfung. Geschlitzte und absorbierend hinterlegte Decken und Teppichboden sorgen hier für beste Kommunikationsbedingungen. In den Büroräumen übernehmen dies eine teils gelochte Gipskartondecke sowie absorbierende Schrankfronten.

zererwartungen ab. Für eine subjektive Einordnung hilft Tabelle T1. Je niedriger der Geräuschpegel im eigenen Raum ist, umso höher muss die Schalldämmung sein, um den gleichen subjektiven Schallschutzstandard zu gewährleisten. Zwar kann der Grundgeräuschpegel im Planungsprozess selten genau festgelegt oder beeinflusst werden, jedoch sollte eine qualitative Abschätzung im Vorfeld bei der Formulierung der baulichen Schallschutzanforderungen helfen. Darüber hinaus kann zum Beispiel auf das Beiblatt 2 zur DIN 4109 zurückgegriffen werden, in dem Empfehlungen für einen Mindest- sowie einen erhöhten Schallschutz jeweils für »übliche Bürotätigkeit« beziehungsweise Räume mit Vertraulichkeitsanspruch ausgesprochen werden (Tabelle T2).

Dieses Schallschutzniveau lässt sich mit einem heute üblichen Innenausbau erreichen. Das heißt, Trockenbauwände oder Elementwände können auf Doppelböden gestellt werden und / oder an abgehängte Akustikdecken mit ausreichender Schalllängsdämmung anschließen. Auch bei Fassaden und Fassadenanschlüssen müssen meist keine komplizierten Details entwickelt werden. Jedoch empfiehlt es sich, die Schalldämmungen aller beteiligten Bauteile der unterschiedlichen Gewerke (Wand, Doppelboden, Decken, Fassade- und Fassadenanschluss) zu spezifizieren, um in der Summe das Schallschutzziel zu erreichen. Aufgrund des erheblichen Einflusses der flankierenden Bauteile reicht es nicht aus, nur für das trennende Bauteil einen Dämmwert zu fordern.

Luftschallschutz für Räume ohne Vertraulichkeitsanspruch Werden keine Anforderungen an die Vertraulichkeit gestellt, ist ein bewertetes Schalldämm-Maß von R’w = 37 – 42 dB für ein ungestörtes Arbeiten in der Regel ausreichend.

Sind zwischen Büros Verbindungstüren vorgesehen oder aus Brandschutzgründen (2. Fluchtweg) unumgänglich, so wird die Schalldämmung der Wand auf typischerweise R’w,res. = 32 – 37 dB reduziert (Kapitel »Bauakustik«, S. 29). Auch Kabelkanäle, Überströmöffnungen und Undichtigkeiten können die Dämmung empfindlich schwächen. Grenzen Büroräume unmittelbar an akustisch wenig bedämpfte und damit lautere, offene Erschließungsbereiche oder Hallen an, so kann dies durchaus zu Beanstandungen führen. Schallschutz für Büros mit Vertraulichkeitsanspruch Besteht an Büros oder auch Besprechungsräume Diskretionsanspruch, das heißt, darf im Nachbarraum nichts verstanden werden, so erfordert dies bewertete Schalldämm-Maße in der Größenordnung von R’w = 45 – 52 dB. Ein derartiges Niveau verlangt zumeist nach ganz anderen baulichen Maßnahmen, die im frühen Planungsstadium bedacht werden sollten. 61

Büro- und Verwaltungsgebäude Büros mit raumumschließenden Wänden

Insbesondere beim erhöhten Schallschutz (R’w = 52 dB) reichen die Wände in der Regel von Rohboden bis zu Rohdecke, um Schallnebenwege über Bodenaufbauten oder abgehängte Decken auszuschließen. Fassaden in Pfosten-/Riegelbauweise erfordern bei diesem Schallschutzniveau ebenfalls besondere Maßnahmen (Schallschutz zwischen fremden Nutzungseinheiten, S. 64). An Türen in Flurwänden werden meist etwas höhere Anforderungen an die Schalldämmung gestellt (S. 60, Tabelle T2). Das Gleiche gilt für Verbindungstüren beispielsweise zum Sekretariat. Soll hier ein bestmöglicher Schallschutz erreicht werden, bieten sich Doppeltüren mit Rw = 45 dB an. Reduzierter Luftschallschutz Zwischen benachbarten Büros kann ein bewertetes Schalldämm-Maß von R’w = 32 dB, welches unterhalb der Mindestempfehlung der Regelwerke von R’w = 37 dB liegt, bei gegenseitiger Rücksichtnahme und nicht zu geringem Grundgeräuschpegel durchaus akzeptabel sein. Ein solcher Standard ist typischerweise vorzufinden, wenn Flurtüren aneinandergrenzender Büroräume offen stehen, wie es im Büroalltag häufig der Fall ist. Reduzierte Schallschutzstandards sind von Interesse, da sie mit relativ einfachen baulichen Konstruktionen (z. B. 8 mm Einfachverglasung als Trennwand) realisiert werden können und hierdurch entsprechende Kosteneinsparungen möglich sind. Gleichzeitig ist der reduzierte Schallschutzstandard immer noch deutlich besser als ein akustisch optimiertes Großraumbüro. Auch zwischen den Zellenstrukturen in Kombibüros ist ein derartiger reduzierter Schallschutz in vielen Fällen diskutabel. 62

Trittschallschutz Hinsichtlich der Trittschallübertragung ist im Büroalltag häufig ein Schallschutzniveau ausreichend, welches den Mindestschallschutz nach Seite 60, Tabelle T2 um 5 dB unterschreitet, das heißt der bewertete Norm-Trittschallpegel beträgt L’n,w = 58 dB. In diesem Fall kann sich auch die Rohbaukonstruktion vereinfachen, da Treppenläufe gegebenenfalls starr in die Podeste eingebunden werden können. Eine Fuge zur Bürowand bleibt erforderlich. In horizontaler Richtung, also von Raum zu Raum oder vom Flur zum Raum, reicht ein Teppichboden auf Massivdecke oder auch auf einem Hohlboden meist aus. Ein harter Bodenbelag (Parkett, Steinzeug) führt hingegen regelmäßig zu Beanstandungen des Trittschallschutzes. Auch ein Trennschnitt im Hohlboden bringt selten den gewünschten Erfolg, da dieser nicht vollständig ausgeführt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann ein Fertigparkett auf einer dünnen, etwa 5 mm dicken trittschalldämmenden Schicht verlegt werden. Raumakustik in Büroräumen Neben der richtigen Schalldämmung zum Nachbarraum hat die raumakustische Umgebung auch in kleineren Büro- oder Besprechungsräumen Einfluss auf das Wohlbefinden und die Arbeitsqualität. In Einpersonenbüros führt eine zu starke Halligkeit beim Telefonieren zu einer geringeren Sprachverständlichkeit am anderen Ende der Leitung. Als akustischer Mindeststandard kann eine Nachhallzeit von Tsoll ≤ 0,8 s angesehen werden. Häufig wird dies bereits durch eine büroübliche Einrichtung erreicht. Bei einer sparsamen Möblierung, papierloser Büroführung und fehlenden offenen Regalen mit Akten und Büchern

wird die empfohlene Nachhallzeit sicher überschritten, und die akustische Umgebung kann zu Beanstandungen führen. Gleiches gilt für größere Einzelbüros von über etwa 15 m2 Grundfläche. Wenn die Nutzung und Möblierung in der Planungsphase nicht definitiv bekannt ist oder möglicherweise Änderungen unterliegt, ist es immer sinnvoll, ein Mindestmaß an baulichen absorbierenden Flächen vorzusehen, und zwar je nach Qualität der absorbierenden Verkleidung mindestens ein Viertel bis ein Drittel der Raumgrundfläche. Bezieht man sich auf die in der DIN 18041 genannten Orientierungswerte, so sollte für Einpersonenbüros die zusätzlich eingebrachte äquivalente Absorptionsfläche (Fläche multipliziert mit dem Schallabsorptionsgrad, Kapitel »Raumakustik«, S. 15) mindestens das 0,5-Fache der Grundfläche betragen. Die Angaben gelten für eine Raumhöhe von 2,5 m. Ist diese größer, können die absorbierenden Flächen proportional erhöht werden. Werden die Empfehlungen der DIN 18041 umgesetzt, so liegt die Nachhallzeit auch bei spärlicher Einrichtung bei T ≤ 0,6 s. Häufig wird die nötige schallabsorbierende Fläche durch ganz- oder teilflächig abgehängte Decken erreicht. Im Fall von thermisch aktivierten Betondecken ist dies nur eingeschränkt möglich. Absorbierende Teilverkleidungen oder absorbierende Segel auf einer Fläche in der Größenordnung von 30 % der Raumgrundfläche, gegebenenfalls ergänzt um Absorber auf den Wandflächen, sind hier gängig. Auch kann auf eine schallabsorbierende Möblierung zurückgegriffen werden, die dem Nutzer jedoch von Anfang an als Teil des raumakustischen Konzeptes bekannt sein sollte.

Büro- und Verwaltungsgebäude Büros mit raumumschließenden Wänden

In Zweipersonen-, Team- und Gruppenbüros für bis zu acht Personen ist eine ausreichende Raumbedämpfung wichtiger als im Einzelbüro, da hier ein Aufschaukeln der Lautstärke bei Gesprächen am Telefon oder in der unmittelbaren Kommunikation vermieden werden soll. In Anlehnung an die DIN 18041 sollte die Nachhallzeit hier bei etwa T ≤ 0,5 s liegen, wenngleich auch hier individuelle Nutzungsszenarien bei der Formulierung der Anforderungen berücksichtigt werden können. In solchen kleineren Mehrpersonenbüros lassen sich akustische Störwirkungen nicht vermeiden, wenn beispielsweise ein Mitarbeiter telefoniert und die anderen konzentriert arbeiten. Tischaufsätze auf Schreibtischen können eine abschirmende Wirkung haben, zusätzlich zur Raumbedämpfung beitragen und auch als Pinnwand genutzt werden. Die Ungestörtheit eines Einzelbüros wird aber keinesfalls erreicht. Davon ausgehend, dass die Mitarbeiter eines Teambüros auch als Team zusammenarbeiten und miteinander kommunizieren, lassen sich mit einer ausreichenden Raumbedämpfung akustisch befriedigende Arbeitsumgebungen erzielen. Legt man als Anforderungen die DIN 18041 zugrunde, so erfordert dies häufig eine vollflächige Verkleidung der Decke. Es ist aber auch möglich, einen Teil der Absorberflächen im Wandbereich und im Mobiliar unterzubringen.

1

1

Bürogebäude Deutsche Kreditbank, Berlin, 2005, Kruppa Architekten In überdachten Innenhöfen, Atrien und Erschließungshallen kann eine übermäßige Halligkeit empfindlich stören, insbesondere wenn, wie so oft üblich, hier auch Veranstaltungen stattfinden. Im Atrium der Deutschen Kreditbank, Berlin, sorgen absorbierende Holzverkleidungen und Akustikputzsysteme für die nötige Raumbedämpfung.

63

Büro- und Verwaltungsgebäude Schallschutz zwischen fremden Nutzungseinheiten

T3: Schutz gegenüber Schallübertragung aus einem fremden Arbeitsbereich. Baurechtlich verbindliche Anforderungen nach DIN 4109: 1989-11 (Auszug) bewertetes Schalldämm-Maß ≥ R’w bewerteter Norm-Trittschallpegel ≤ L’n,w (nur für Decken, Treppen) Raumnutzung

Situation

Anforderung

Fremde Arbeitsräume

Wände zwischen fremden Arbeitsräumen

R’w ≥ 53 dB

Decken zwischen fremden Arbeitsräumen

R’w ≥ 52 dB1 L’n,w ≤ 53 dB

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen in Flure von Arbeitsräumen führen

Rw ≥ 27 dB

Wände, Decken zu schutzbedürftigen Räumen

R’w ≥ 57 dB2 bzw. R’w ≥ 62 dB3 L’n,w ≤ 46 dB4

Räume mit »besonders lauten« haustechnischen Anlagen und Anlageteilen; Betriebsräume von Gewerbebetrieben, Verkaufsstätten 1

bei Gebäuden mit mehr als zwei Wohnungen R’w ≥ 54 dB bei max. Schalldruckpegel im lauten Raum LA = 75 – 80 dB(A) bei max. Schalldruckpegel im lauten Raum LA = 81 – 85 dB(A) 4 Die körperschallgedämmte Lagerung von Maschinen ist mit dem Wert nicht erfasst. 2 3

In Besprechungsräumen sollen gute Kommunikationsbedingungen vorhanden sein. Auch hier ist die wichtigste Planungsgrundlage die Nachhallzeit. So ist in Anlehnung an DIN 18041 für einen etwa 120 – 150 m3 großen Besprechungsraum ein Wert von etwa T ≤ 0,9 s (unbesetzt) als Obergrenze anzusehen. Bei erhöhten Anforderungen, mit Rücksicht auf Personen mit eingeschränktem Hörvermögen und bei der Nutzung mit audiovisuellen Medien sollte allerdings der Wert geringer sein und bei T ≈ 0,6 s liegen. Letztlich lassen sich auch in Besprechungsräumen baulich ähnliche Maßnahmen umsetzen wie in Büroräumen. Ergänzend empfiehlt sich, eine weitestgehend vollständige absorbierende Rückwandverkleidung. In größeren Besprechungs- oder Konferenzräumen über etwa 10 m Länge sollte zudem der mittlere Deckenbereich zur Weiterleitung der Schallwellen reflektierend sein (Kapitel »Hörsäle«, S. 78). Auch auf eine ausreichende Absorption bei tieferen Frequenzen muss geachtet werden, um einen ausgewogenen Verlauf der Nach64

hallzeit zu erhalten. Gerade in Räumen mit Teppichboden entsteht ansonsten schnell ein subjektiv dumpfer und dröhnender Raumeindruck. Schallschutz zwischen fremden Nutzungseinheiten Die folgenden Angaben sind für Bürogebäude relevant, in denen voneinander unabhängige Nutzungseinheiten vorgesehen sind. Hier gelten baurechtlich verbindliche Anforderungen nach DIN 4109, die in einer ähnlichen Größenordnung liegen, wie es im Geschosswohnungsbau der Fall ist (Tabelle T3). Bei Neubauten sind massive Stahlbetondecken oder Wände von Treppenraumkernen schalltechnisch unkritisch, wenn sie mindestens rund 200 mm dick sind, was alleine aus statischen Gesichtspunkten häufig der Fall ist. Wände von Aufzugsschächten sollten eine Dicke von 250 mm aufweisen, wenn diese unmittelbar an Arbeitsräume angrenzen. Die baurechtlich geforderte Schalldämmung von Wänden zwischen Mieteinheiten kann aber auch von Gipskartonwän-

Büro- und Verwaltungsgebäude Geräuscheinwirkung von außen

a

c

b d

1

den mit getrenntem Ständerwerk oder speziellen Schallschutzplatten und -profilen erreicht werden, wenn diese von Rohboden zu Rohdecke laufen. Schalltechnisch besonders zu beachten ist zumeist die Fassade, insbesondere, wenn es sich um eine vorgehängte Pfosten-/Riegelfassade handelt. In vertikaler Richtung sind durchlaufende Pfosten und nicht wirkungsvoll abgedeckte Riegel potenzielle Schwachstellen. In horizontaler Richtung kann der Schall über den Pfosten und den Schwertanschluss zur Wand übertragen werden. In beiden Fällen wirkt die Verglasung als flankierendes Element. Müssen baurechtlich verbindliche Schall-

1, 2 Bürohaus am Mittleren Ring in München, 2001, DMP Architekten Eine 22 m hohe filigrane Glaskonstruktion schafft einen ruhigen Innenhof unmittelbar an der Donnersberger Brücke in München, einer der am stärksten befahrenen innerstädtischen Straßen Europas. Die erforderlichen Nachströmöffnungen wurden im Gebäudesockel integriert. Die Sonneneinstrahlung erzeugt im Innenhof einen thermischen Auftrieb, der Luft von der Gebäuderückseite ansaugt. Zahlreiche Büroräume können so ohne Lärm- und Schadstoffbelastung natürlich belüftet werden. a Grünzone Binnenquartier b Innenhof c Glaswand Höhe 22 m d Donnersberger Brücke 160 000 Kfz / Tag

dämmwerte erfüllt werden, sollte dies früh bei der Fassadenplanung bedacht werden. Der Trittschallschutz ist meist weniger problematisch. Beispielsweise reicht bei einer 200 mm dicken Stahlbetondecke ein Bodenaufbau mit einer Trittschallminderung von ΔLw ≥ 20 dB aus. Dies kann von Hohlböden mit elastischen Unterlagen ohne Weiteres erreicht werden. Teppichbeläge mindern ebenfalls wirkungsvoll den Trittschall. Sie dürfen nach DIN 4109 angerechnet werden, solange in dem Gebäude nicht mehr als zwei Wohnungen vorhanden sind.

Geräuscheinwirkung von außen Verwaltungsgebäude liegen häufig im innerstädtischen Bereich an stärker befahrenen Straßen. Um in Büroräumen die durch Außenlärm hervorgerufenen Innengeräuschpegel ausreichend zu begrenzen, wird für den Gebäudeentwurf die erforderliche Schalldämmung der Fassade in der Regel nach VDI 2719 (»Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen«) festgelegt. Bei hoher Außengeräuschbelastung ist eine natürliche Dauerlüftung bei gekipptem Fenster wegen des Schalleintrags häufig nicht mehr möglich. Durch eine geeignete Fassaden- und Grundrissgestaltung kann hierauf reagiert werden. Doppelfassaden Schalltechnisch gut dimensionierte Doppelfassaden ermöglichen es, auch an stärker befahrenen Straßen natürlich zu lüften. Durch die vorgesetzte zweite Fassadenebene wird die Schalldämmung erhöht, und es kann ein für die Kommunikation akzeptabler Geräuschpegel im Raum gewahrt werden. Ein Übersprechen zwischen benachbarten oder übereinanderliegenden Räumen kann durch konstruktive Maßnahmen wie zum Beispiel akustische Quer- und Vertikalabschottungen auf ein verträgliches Maß reduziert werden. Hybridfenster Im Kapitel »Schallschutz im Städtebau« ist das Beispiel eines Hybridfensters gezeigt, welches die Vorteile der Doppelfassade ausnutzt, ohne deren Nachteile mit sich zu bringen (S. 46, Abb. 1, 2).

2

Gläserne Abschirmwände Schalltechnisch sehr wirkungsvoll ist es, mit hohen Glasvorbauten einen ruhigen Innenhof zu schaffen. Je nach Ausbildung und Höhe der Glaskonstruktion lassen sich so Pegelminderungen um 15 bis 20 dB erreichen. 65

Bürogebäude Swiss Re in München

Architekt: BRT Architekten, Bothe Richter Teherani, Hamburg Akustik: Müller-BBM, Planegg Baujahr: 2002

Der Neubau besteht aus zwei in ihrer Geometrie unterschiedlichen und separaten Gebäuden: aus einem zweigeschossigen Sockel mit den Gemeinschaftsbereichen, unter anderem Konferenzzonen, Bibliothek, Mitarbeiterkasino und Gästebereich. Darüber schweben auf Stützen kleinere Baukörper mit insgesamt 16 Büro-Units auf zwei Ebenen. Ein Grundstein für gute akustische Verhältnisse im Bereich der Arbeitsplätze wurde mit dem Konzept der zentralen Kerne und der davon ausgehenden Büro-Units gelegt. Auf diese Weise liegen Besprechungsräume, Cafeterien und WCs zentral und dennoch nicht unmittelbar angrenzend an den Arbeitsplätzen. Lästige Ablenkungen durch Geräusche in den Cafeterien, schlagende Türen und anderweitige Störungen werden auf diese Weise ausgeschlossen. Durch den einseitigen Zugang zu den Büro-Units ist des Weiteren »Durchgangsverkehr« unterbunden. Die Anordnung der Units schafft darüber hinaus die Voraussetzung für qualitativ gleichwertige Arbeitsplätze. Von jedem Arbeitsplatz geht der Blick auf die begrünten Flächen des Gartens und der Flachdächer, auf die schwebende, das Gebäude umspannende Hecke oder den Innenhof. Offene Bürolandschaften werden im Fassadenbereich durch raumhohe Stellwände aufgelöst, in denen absorbierende Flächen integriert sind. Die in Längs- und Querrichtung ausgebildeten schallabsorbierenden Deckenkoffer führen Installationen und beinhalten die indirekte Beleuchtung. Dank großzügiger Raumaufteilung konnte auf zusätzliche absorbierende Flächen im Deckenbereich verzichtet werden. Stattdessen wird die erforderliche Raumbedämpfung durch Mobiliar mit absorbierenden Fronten komplettiert. Ein- und Mehrpersonenbüros verfügen über schalltechnisch hochwertige Elementwände mit hohem Glasflächenanteil.

66

Ausführungbeispiel Büro- und Verwaltungsgebäude Bürogebäude Swiss Re in München

Ausschnitt Bürogeschoss Maßstab 1:300 Schnitt • Grundrisse Maßstab 1:1500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

aa

Eingang, Foyer Auditorium Bibliothek Fitness-, Clubraum Kasino Küche Gästerestaurant Stehcafé Kopierraum WCs Besprechungsraum Treppen, Aufzüge

10 9 8

11

12

4

3 5 2 a

a 6

1

7

67

Schulen und Kindergärten

Schwerpunkt des Beitrages sind Grundund weiterführende Schulen. Viele der beschriebenen Zusammenhänge lassen sich auf andere Bildungseinrichtungen wie Berufsschulen oder Einrichtungen für Erwachsenenbildung übertragen. In Kindergärten und vergleichbaren Betreuungseinrichtungen hingegen spielt die Geräuschentwicklung und -belastung eine wichtige Rolle. Raumakustik in Schulen Etwa 75 % der Zeit des Aufenthalts in Klassenräumen wird mit Sprechen und Zuhören verbracht. Da sollte es selbstverständlich sein, dass die baulichen Bedingungen den Anforderungen an die sprachliche Kommunikation Rechnung tragen. Doch die Realität sieht häufig anders aus. Viele Schulaltbauten, aber 68

Anzustrebende Nachhallzeiten Wichtigstes Kriterium für die raumakustische Qualität eines Klassenraums ist die Nachhallzeit. Richtwerte liefert die DIN 18041 »Hörsamkeit in kleinen bis mittleren Räumen«, die gerade auch für die akustische Klassenraumgestaltung mittlerweile als »allgemein anerkannte Regel der Technik« angesehen werden kann.

Licht

Bauakustik Störungen aus benachbarten Räumen

Unterrichtsraum

Außenlärm Akustik

Raumakustik

Raumklima

Sprachverständlichkeit Kommunikation eigenverursachter Geräuschpegel 1a

Licht

Akustik

Photokatalyse spezielle Farbanstriche V Fe ergl nns asu ße te Au rm rg ng rö lä ße Unterrichtsraum S tra r h te s n ng las lung e F ftu ste n lü

Speichermasse Raumdämpfung

Luftqualität

Raumklima

b

1

2

3

Demnach soll die Nachhallzeit im besetzten Klassenraum bei den typischerweise vorkommenden Raumvolumina zwischen etwa 150 m3 und 250 m3 in einem Bereich von etwa Tsoll = 0,5 – 0,7 s liegen. Diese

Luftqualität

Fensterlüftung Wärmeabfuhr, Zug

auch Neubauten verfügen über keine oder keine ausreichende akustische Gestaltung, was zu einer hohen Halligkeit im Klassenraum führt. Dies mindert subjektiv und objektiv die Sprachverständlichkeit (Abb. 3), und – das ist heutzutage vielleicht noch wichtiger – hallige Räume fördern die Unruhe von Schülerinnen und Schülern. Studien und Erfahrungswerte zeigen, dass in akustisch unbehandelten Räumen der von den Nutzern induzierte Geräuschpegel um bis zu 10 dB höher ausfällt, als es in akustisch behandelten Räumen der Fall ist. Das mindert die Sprachverständlichkeit gerade in den hinteren Reihen zusätzlich und zwingt den Lehrer zu einer lauteren Sprechweise und erhöht auch die Belastung von Stimmbändern und Psyche. Nicht ohne Grund interessieren sich zunehmend Unfallkassen für das Thema der Akustik in Klassenräumen. Kinder mit eingeschränktem Hörvermögen oder Nichtmuttersprachler haben es durch eine zu große Halligkeit im Klassenraum besonders schwer. Diese Erkenntnisse sind keinesfalls neu, sie sind jedoch in den letzten Jahren durch zahlreiche Studien untermauert worden und rücken im Zuge der »PisaStudie« und »Bildungsoffensive« zunehmend in das öffentliche Interesse.

Transparenz Außenlärm

Die Lern- und auch Lehrbedingungen in Schulen und anderen Bildungsstätten werden erheblich von der baulichen Situation beeinflusst. Licht, Luftqualität, Raumklima und Akustik sind Faktoren, die im Zuge von Sanierungen, Erweiterungen und Neubauten berücksichtigt werden. In diesem Kapitel wird auf die Notwendigkeit guter akustischer Verhältnisse, zugrunde liegender normativer Regelungen und auf bauliche Lösungen eingegangen. Aber auch die Wechselwirkungen und teils konkurrierenden Anforderungen zwischen Akustik auf der einen Seite und Luftqualität und Raumklima auf der anderen Seite (Grafik Abb. 1) werden betrachtet. Was nutzt beispielsweise ein optimales thermisches Raumklima, wenn es im Unterrichtsraum angesichts von zahlreichen Sichtbetonflächen (thermischen Speichermassen) zu hallig und laut ist? Oder wie helfen die besten Schallschutzfenster, wenn es angesichts einer Außenlärmbelastung keine angemessenen Lüftungsmöglichkeiten gibt?

a akustische Aspekte in Unterrichtsgebäuden b Wechselwirkungen mit Raumklima, Luftqualität und Licht schallabsorbierende Deckenverkleidung in Unterrichtsräumen a Neubau Realschule in Grafenau, 2004, Architekturbüro Klaus Bauer und Architekturbüro Heinrich Scholz: Mineralplatten mit perforierter Metallbeschichtung b Schulhaus Laubegg, Winterthur-Dättnau, 2002, Roland Meier mit Marc Schneider & Daniel Gmür: Holzwolle-Akustikplatten Abhängigkeit von Nachhallzeit T und Sprachverständlichkeit in Klassenräumen a T = 0,5 s b T = 1,0 s c T = 1,5 s Bei einer Nachhallzeit von 1 s ist bereits objektiv keine gute Sprachverständlichkeit mehr gewährleistet, Werte um 0,5 – 0,7 s gelten als optimal.

Schulen und Kindergärten Raumakustik in Schulen

2a

b

Werte gelten insbesondere für die Oktaven von 250 bis 2000 Hz, in denen die maßgeblichen Energieanteile der menschlichen Sprache zu finden sind. Ob man sich planerisch eher am unteren oder am oberen Wert orientiert, hängt von der Situation ab. In Grundschulen und auch in Klassenräumen für Personen mit eingeschränktem Hörvermögen sollten die Nachhallzeiten eher an der unteren Grenze des oben genannten Bereichs liegen. Ausgehend von den anzustrebenden Nachhallzeiten und der Schallabsorption der Kleidung von Schülern kann auf Grundlage der statistischen Nachhalltheorie (Kapitel »Raumakustik«, S. 15) abgeschätzt werden, welche Menge an absorbierenden Flächen benötigt wird. Typische Werte liegen bei 50 – 80 m2, was etwa der Raumgrundfläche entspricht. Diese Angabe liefert eine Größenordnung und kann je nach eingesetztem Material und Aufbau sowohl nach oben als auch nach unten variieren. Durch frequenzabhängige Berechnungen der Nachhallzeit auch unter Berücksichtigung der vorgesehenen beziehungsweise vorhandenen objektspezifischen Einrichtung können die Flächen genauer festgelegt werden, um zum Beispiel eine bessere Abstimmung mit gestalterischen, bauklimatischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu ermöglichen. Im Falle von Sanierungen bieten sich zudem Messungen der Nachhallzeiten im Bestand an, die eine sinnvolle und genaue Planungsgrundlage liefern. Verteilung absorbierender Flächen Am häufigsten werden Klassenräume mit schallabsorbierenden Deckensystemen ausgestattet. Weit verbreitet sind hier vlieskaschierte und farbbeschichtete mineralische Deckenplatten in Einlegeoder Direktmontage auf Unterkonstruk-

tionen oder auch gelochte Gipskartonplatten mit entsprechender Hinterlegung. Einige Ausführungsbeispiele sind in Abbildung 2 und auf Seite 70, Abbildung 1, gezeigt. Wichtig ist bei einer alleinigen Verkleidung der Decke in der Regel eine ausreichende Abhängehöhe, damit auch tiefere Frequenzen absorbiert werden. 3a

Die Bedeutung der »tiefen Frequenzen« wird seit geraumer Zeit kontrovers diskutiert. Neue Ergebnisse lassen jedoch den Schluss zu, dass ein Anstieg der Nachhallzeit in der 125-Hz-Oktave um bis zu 20 % ohne Weiteres akzeptabel ist. Dies ist auch deshalb von Interesse, weil die Absorption bei tiefen Frequenzen häufig zusätzlichen baulichen und finanziellen Aufwand erfordert. Eine alleinige und vollständig schallabsorbierende Verkleidung der Decke ist aus akustischer Sicht nicht die erste Wahl. Bei den zumeist vorhandenen rechteckigen Grundrissen treten gerade bei spärlicher Möblierung zwischen den parallelen Wänden Mehrfachreflexionen auf, die die Sprachverständlichkeit beeinträchtigen und im Extremfall als störende Flatterechos wahrnehmbar sind. Zumindest aber führt die Konzentration von absorbierenden Flächen an der Decke häufig dazu, dass die Nachhallzeiten länger sind als prognostiziert (S. 15). Diesen Nachteilen kann begegnet werden, indem man an der Rückwand absorbierende Teilflächen zum Beispiel als absorbierende Pinnwände vorsieht (Kapitel »Raumakustik«, S. 23). Eine vollflächige Deckenverkleidung steht bei Neubauten meist auch im Widerspruch zu bauklimatischen Anforderungen. Wirkt ein Großteil der Massivdecke als thermische Speichermasse, so kann das in Verbindung mit einer Nachtauskühlung zur Dämpfung sommerlicher Temperaturspitzen beitragen. Akustisch

b

c

Speech Transmission Index (STI) 0,8

0,7

sehr gut

gut

0,6

0,5

0,4

befriedigend

schlecht

69

Schulen und Kindergärten Raumakustik in Schulen

1a

b

erfordert dies dann neben schallabsorbierenden Flächen im Deckenbereich auf etwa 30 % der Grundfläche umfangreiche absorbierende Oberflächen an Seitenund Rückwand. Ein Ausführungsbeispiel (Grundschule in Erding) ist am Ende dieses Kapitels (ab S. 75) ausführlich behandelt. Abgehängte, frei hängende Deckensegel, wie in Büroräumen üblich, finden in Schulräumen aus hygienischen Gründen (Einstauben) seltener Anwendung. Fachklassen Oben genannte Zusammenhänge lassen sich ohne Weiteres auch auf Fachklassen übertragen. In großen Klassen- oder Fachräumen mit einer Raumlänge von über circa 10 m ist es darüber hinaus wünschenswert, dass über Deckenreflexionen frühe Reflexionen zu den hinteren Zuhörerplätzen gelenkt werden. Das heißt, dass hier der mittlere Deckenspiegel reflektierend gestaltet wird (Kapitel »Hörsäle«, S. 78, Abb. 1).

2

70

Im Gegensatz dazu steht in geräuschintensiven Werkräumen oder dergleichen eine ausreichende akustische Raumbedämpfung im Vordergrund, die sehr gut mit vollflächigen absorbierenden Deckensystemen erreicht wird. Differenzierter sind Musikunterrichtsräume zu sehen. Eine hohe Raumbedämpfung ist gewünscht, wenn es um Schlagzeugmusik oder elektroakustisch verstärkte Musik geht, während etwas längere Nachhallzeiten tendenziell für Instrumentengruppen wie Streicher oder Holzblasinstrumente sowie Klavier vorteilhaft sind. Aber auch hier spielen durchaus der individuelle Geschmack und die Gewohnheiten eine große Rolle, und man sollte gerade bei Sanierungen und Umbaumaßnahmen, sofern möglich, die Nutzungsschwerpunkte berücksichtigen und gegebenenfalls auch variable akustische Maßnahmen vorsehen (Kapitel »Kleine Räume für Musik«, S. 82).

Schulen und Kindergärten Kindergärten und vergleichbare Betreuungseinrichtungen

3a

b

Turnhallen In Turnhallen senken schallabsorbierende Maßnahmen die Halligkeit und den Geräuschpegel durch die Nutzer. Anzustrebende Nachhallzeiten für Turnhallen sind in Abhängigkeit vom Raumvolumen in der DIN 18041 aufgeführt, auf die auch die aktuelle Ausgabe der »Turnhallen-Norm« DIN 18032, Teil 1 »Sporthallen – Grundsätze für die Planung« verweist. Als Obergrenzen der Nachhallzeiten sind für Einfachturnhallen 1,8 s und für Mehrfachturnhallen 2,5 s anzusehen. Entsprechend dem großen Raumvolumen sind in Turnhallen absorbierende Flächen in großem Umfang erforderlich, die individuell berechnet werden. Häufig werden diese im Deckenbereich als gelochte oder geschlitzte Platten aus Holzwerkstoffen oder Gipskarton, Holzwolleakustikplatten, mineralische Dämmplatten und so weiter vorgesehen, die von Herstellern in ballwurfsicherer Ausführung angeboten werden. Doch eine Beschränkung der Absorptionsflächen alleine auf die Decke reicht keinesfalls aus. Aufgrund der Raumhöhen, rechtwinkligen Grundrisse und akustisch glatten Wandflächen ist bei 1 a, b Sanierung Realschule in Aichach, 2002, Obel + Partner Klassenraum nach der Sanierung mit Decke aus gelochtem Gipskarton, Lochbild 8/18, absorbierend hinterlegt. Durch die gekrümmte Deckenform und den seitlichen Höhensprung werden zusätzliche Absorptionsflächen geschaffen. 2 Turn- und Mehrzweckhalle Europäische Schule in München, 2004, Moosmang + Partner Hinter einer mobilen Trennwand befindet sich eine Bühne. Die geschwungene Decke gewährleistet eine gute Reflexionsverteilung für die Veranstaltungsnutzung. Seitliche Deckenfelder verbergen hinter Gitterrostträgern schallabsorbierende Flächen. Die mit Rillen versehenen Holzverkleidungen geben ein optisch einheitliches Bild, sind jedoch entsprechend den akustischen Vorgaben teilweise reflektierend und absorbierend (durchgeschlitzt) ausgebildet. 3 Absorbierende Verkleidungen in Fluren wirken störend hohen Geräuschpegeln entgegen. a gelochte Gipskartondecke b Metallraster

einer ausschließlich absorbierenden Decke mit deutlich längeren Nachhallzeiten und zudem mit störenden Flatterechos zu rechnen. Es ist erforderlich, auch im Prallwandbereich absorbierende Flächen vorzuhalten. Um die Verletzungsgefahr zu mindern, darf dabei der Lochdurchmesser oder der Abstand von auf Lücke liegenden Paneelen jedoch nicht größer als 8 mm sein. In Mehrfachturnhallen können zudem absorbierend aufgedoppelte Trennvorhänge zur Verbesserung der Raumakustik beitragen. Häufig werden Turnhallen auch als Schulaulen oder anderweitige Veranstaltungsräume genutzt. Meist wird hierfür an einer Stirnseite – zum Beispiel über eine mobile Wand abgetrennt – eine Bühne vorgesehen. Aus akustischer Sicht muss dann auch die Mehrzwecknutzung Berücksichtigung finden. So spielt neben einer geeigneten Nachhallzeit auch die Reflexionsübertragung von der Bühne zu den Zuhörern eine Rolle. Räume für Mittagsbetreuung Im Zuge der G8-Erweiterung wurden und werden zahlreiche Räume für die Mittagsbetreuung neu gebaut oder umgebaut. Raumakustisch steht hier im Vordergrund, den Geräuschpegel – verursacht durch Gespräche, Geschirrklappern oder Ähnliches – in Grenzen zu halten. Das erfordert einen ausreichenden Umfang an Absorptionsflächen, das heißt geringe Nachhallzeiten. Insbesondere wird eine weitestgehend absorbierende Deckengestaltung erforderlich, die im Detail in Abhängigkeit von gestalterischen und funktionalen Anforderungen abgestimmt wird. Schwieriger wird es, wenn die Räume neben der Mittagsbetreuung auch noch für Schulveranstaltungen mit guter natürlicher Akustik genutzt werden sollen. Hier

steht dann die Forderung nach einer hohen Raumbedämpfung und Pegelminderung im Widerspruch zu einer guten Schallübertragung und ausreichendem Nachklingen. Dieser Spagat kann – ähnlich wie bei der Mehrzwecknutzung von Turnhallen – gelingen, wenn der Raum ausreichend hoch ist, sodass für die Veranstaltungsnutzung ein Mindestvolumen von etwa 7 m3 pro Person vorhanden ist. Für die Veranstaltungsnutzung kann dann ein gewisses Nachklingen erreicht werden, für die Mittagsbetreuung bedeutet ein größeres Raumvolumen, dass sich die Nutzergeräusche auf ein größeres Raumvolumen verteilen. Verkehrszonen Eine akustische Bedämpfung von Fluren vor Klassenräumen trägt erheblich dazu bei, dass die Geräuschentwicklung nach dem Pausenläuten nicht unerträglich wird. Ein hoher Lärmpegel im Flur stört besonders, wenn in angrenzenden Räumen noch unterrichtet wird. Aus diesem Grund ist es mehr als sinnvoll, in Fluren absorbierende Flächen vorzusehen, zum Beispiel als abgehängte Decken (Abb. 3 a, b). Ähnliches gilt für Pausenhallen, wobei auch hier gegebenenfalls zusätzlich die Anforderungen der Mehrzwecknutzung berücksichtigt werden müssen (S. 73, Abb. 1). Kindergärten und vergleichbare Betreuungseinrichtungen Noch stärker als in (Grund-)Schulen verleitet in Kindergärten eine hallige Umgebung die Kinder zu einer zuweilen ausufernden Unruhe. Pflanzen, Teppiche, Mobiliar und Spielzeug tragen zwar zur Raumbedämpfung bei, reichen aber alleine nicht aus. Entscheidende Verbesserungen lassen sich durch bauliche schallabsorbierende Oberflächen erzielen. Objektive Planungs71

Schulen und Kindergärten Schallschutz im Gebäude

T1: Anforderungen an den baulichen Schallschutz in »Schulen und vergleichbaren Unterrichtsbauten« nach DIN 4109, 1989 Bauteile Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen

bew. Schalldämm-Maß erf. R’w (für Türen: Rw)

bew. Norm-Trittschallpegel erf. L’n, w

≥ 55 dB

≤ 53 dB

Decken unter Fluren

≤ 53 dB

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und »besonders lauten« Räumen (z. B. Sporthallen, Musikräumen, Werkräumen)

≥ 55 dB

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen

≥ 47 dB

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Fluren

≥ 47 dB

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und »besonders lauten« Räumen (z. B. Sporthallen, Musikräumen, Werkräumen)

≥ 55 dB

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Fluren

≥ 32 dB

größe ist auch hier die Nachhallzeit, die idealerweise noch etwas niedriger als in Grundschulen liegen sollte, das heißt bei Tsoll = 0,4 – 0,5 s (im besetzten Zustand). Gerade in Betreuungsräumen in Kindergärten bieten sich zur Raumbedämpfung weitestgehend vollflächige absorbierende Deckensysteme mit einer ausreichend hohen Absorptionswirkung an. Auch Gymnastikräume sollten über geeignete absorbierende Maßnahmen zur Pegelreduzierung verfügen. Im Zuge von anstehenden Renovierungen oder Sanierungen lassen sich solche akustischen Gesichtspunkte gut berücksichtigen. Schallschutz im Gebäude Für »Schulen und vergleichbare Unterrichtsbauten« existieren baurechtlich verbindliche Anforderungen, die in der DIN 4109 »Schallschutz im Hochbau« formuliert sind. Ziel der Festlegungen ist es, »unzumutbare Störungen« durch eindringende Geräusche aus den Nachbarräumen, von außen sowie durch haustech72

≤ 46 dB

tung und Umsetzung der baurechtlich verbindlichen Anforderungen in der Regel vermeiden. Diese Anforderungen sind zahlenmäßig in Tabelle T1 zusammengetragen. Im Folgenden werden für trennende Bauteile in Schulen und vergleichbaren Unterrichtsbauten einige exemplarische Aufbauten beschrieben, mit denen die baurechtlichen Anforderungen grundsätzlich eingehalten werden können. Auch wird auf Lösungsansätze bei Beeinträchtigungen in Bestandsgebäuden eingegangen. Die Angaben sollen in erster Linie einen orientierenden Überblick verschaffen und sind weniger als »Kochrezept« zu verstehen. Im konkreten Anwendungsfall verschafft eine versierte schalltechnische Betrachtung, die alle Einflussfaktoren berücksichtigt, Planungssicherheit.

nische Einrichtungen zu vermeiden. Häufiger anzutreffende bauakustisch bedingte Beeinträchtigungen in Schulen sind: • Störungen durch Stühlerücken und durch Gehgeräusche aufgrund eines schlechten Trittschallschutzes (insbesondere in Altbauten) • Störungen aus »lauten Unterrichtsräumen«, insbesondere aus Musikräumen aufgrund unzureichender Luft- und Trittschalldämmung • mangelhafter Luftschallschutz zwischen Unterrichtsräumen mit Verbindungstüren (2. Fluchtweg), durchlaufende Lüftungs- oder Installationskanäle, Ausführungsfehler bei Anschlussdetails • Störungen im Unterrichtsraum durch laute Geräusche im Flur • Störungen durch hohe Außenlärmbelastung an stark befahrenen Straßen beziehungsweise Konflikt mit natürlicher Lüftung

Es ist in der Regel erforderlich, dass die Wände auf dem Rohfußboden stehen und an die Rohdecke anschließen. Voraussetzung ist weiter, dass flankierende Bauteile (Decke, Boden, Fassade, Flurwand) schalltechnisch keine Schwachstellen darstellen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Massivbauteile im Mittel eine flächenbezogene Masse von 300 kg/m2 aufweisen. Zweischalige (biegeweiche) Leichtbauwände sind hinsichtlich der Flankenübertragung zumeist unkritisch.

Diese und weitere baulich bedingte akustische Defizite lassen sich bei der Beach-

Vorgehängte Fassaden in Pfosten-/Riegelkonstruktion erfordern hingegen bei

Wände zwischen Unterrichtsräumen Die für Klassenraumtrennwände erforderliche Schalldämmung lässt sich zum Beispiel mit folgenden Aufbauten erfüllen: • ≥ 110 mm Stahlbeton • ≥ 175 mm Mauerwerk, Rohdichte 1,4, beidseitig verputzt • 150 mm Trockenbauwand, Rechenwert für die Wand ohne Nebenwege Rw,R ≥ 52 dB

Schulen und Kindergärten Schallschutz im Gebäude

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dem im Schulbau angesagten Schallschutzniveau in jedem Fall eine genauere schalltechnische Dimensionierung und Detaillierung. Potenzielle Schwachstellen sind ferner Installations- oder Lüftungskanäle, so diese unmittelbar von Unterrichtsraum zu Unterrichtsraum führen. Bei schalltechnisch angemessener Berücksichtigung in Planung und Ausschreibung ist aber auch dies in den Griff zu bekommen. Wird zwischen zwei Unterrichtsräumen eine Verbindungstür als zweiter Fluchtweg gefordert, so stellt dies immer einen Schwachpunkt dar und sollte wenn irgend möglich vermieden werden. Gelingt das nicht, so können die baurechtlichen Anforderungen in der Regel nicht eingehalten werden, und es kann selbst bei der Verwendung von hochwertigen Schallschutztüren mit einem bewerteten Schalldämm-Maß von Rw ≥ 37 dB zu Beeinträchtigungen zwischen den Räumen kommen. Vergleichsweise einfach ist die Situation zu lösen, wenn zwischen den Unterrichtsräumen ein schmaler Lagerraum, etwa zum Aufbewahren von Lehrmaterial, vorgesehen werden kann, wie dies zwischen naturwissenschaftlichen Fachräumen häufig der Fall ist. In Schulen im Bestand ist die Schalldämmung zwischen Musikunterrichtsräumen nicht selten kritisch, wenn diese unmittelbar an andere Unterrichtsräume angrenzen. Ob hier zum Beispiel biegeweiche Vorsatzschalen vor der Trennwand helfen, hängt ganz entscheidend von den flankierenden Bauteilen ab und kann nicht verallgemeinernd beantwortet werden.

trennwände, das heißt, es können auch die gleichen oder ähnliche Baukonstruktionen vorgesehen werden. Aber was wählt man, wenn Oberlichtverglasungen im Tür- oder auch im Wandbereich vorgesehen werden, wie dies bei Neubauten oder Erweiterungen praktisch immer der Fall ist? Bei kleinen Verglasungselementen oberhalb der Türe kann die Schalldämmung dem Türelement zugeschrieben werden, das heißt, der Türe inklusive Glaselement wird ein bewertetes Schalldämm-Maß von Rw ≥ 32 dB (Tabelle T1) abverlangt (bzw. Laborwert: Rw,P ≥ 37 dB). Eine circa 8 mm dicke Einfachverglasung reicht in der Regel aus. Schwieriger gestaltet es sich, wenn es sich um ein großflächiges Oberlichtband handeln soll. Hier werden je nach Wandkonstruktion aufwendige SchallschutzIsolierverglasungen bis hin zu zwei getrennten Verglasungsebenen (Kastenfenster) erforderlich, um für die Wand – bestehend aus opakem und transparentem Teil – in der Summe das baurechtlich geforderte bewertete Schalldämm-Maß von R’w ≥ 47 dB zu erreichen. Häufig stellt sich dann die Frage, ob auch eine Einfachverglasung verwendet werden kann. Aus baurechtlicher Sicht muss dies meist verneint werden. Unter Abwägung anderer Aspekte kann jedoch argumentiert werden, dass eine absorbierende Gestaltung des Flures den hier entstehenden Geräuschpegel mindert und auf diese Weise etwas geringere Schalldämmungen zu rechtfertigen wären. Oder aber die Türe wird schalltechnisch ertüchtigt, um in der Summe eine Schall1

Wände zu Fluren Für Flurtrennwände gelten nach DIN 4109 die gleichen Anforderungen an die Luftschalldämmung wie für Klassenraum-

Realschule in Traunreut, 2003, Architekturbüro Rainer A. Köhler Pausenhalle und Aufführungsraum: Konträre akustische Anforderungen lassen sich in Einklang bringen durch absorbierende Wandflächen und Deckensegel, sowie ein ausreichendes Raumvolumen.

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Schulen und Kindergärten Schallschutz gegen Außenlärm

dämmung im Sinne der baurechtlichen Anforderungen zu gewährleisten. Derartige Situationen sind im Einzelfall zu bewerten, bevor dem Bauherrn eine plausible bauliche Lösung zur Entscheidung vorgeschlagen werden kann. Fußbodenaufbauten Die Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung von Decken in Unterrichtsräumen (S. 72, Tabelle T1)werden von Massivdecken mit mindestens etwa 300 kg / m2 in Verbindung mit einem schwimmenden Estrich erfüllt (z. B. Stahlbeton, Dicke 130 mm mit schwimmendem Estrich ΔLw ≥ 26 dB, dynamische Steifigkeit der Dämmschicht SD ≤ 20 MN/m3, Aufbauhöhe mindestens 80 mm). Weisen die Rohdecken geringere flächenbezogene Massen auf, wie dies zum Beispiel bei Schulaltbauten mit Rippendecken sowie auch bei Holzbalkendecken der Fall ist, so ist der Schallschutz meist verbesserungswürdig. Im Rahmen von Schulsanierungen empfiehlt es sich, die Situation durch Messungen oder anhand von Bestandsplänen zu beurteilen. Darauf aufbauend kann abgeleitet werden, ob und welche schalltechnischen Ertüchtigungsmaßnahmen ergriffen werden können. Lösungsansätze sind schwimmende Estriche sowie elastisch abgehängte Unterdecken aus zwei oder mehr Lagen geschlossener Gipskartonplatten (bauakustische Decke, unter der dann additiv die schallabsorbierende Decke hängt). Bei schwimmenden Estrichen ergibt sich bei Altbauten häufig das Problem der geringen zur Verfügung stehenden Aufbauhöhe. Mit Unterdecken können hingegen auch Brandschutzanforderungen erfüllt werden. Insbesondere in Altbauten mit schalltechnisch schwachen Decken und gleichzeitig dicken (und schweren) Mauerwerkswänden ist dies eine Option. 74

Holzbauweise Grundsätzlich lassen sich auch im Holzbau die schalltechnischen Anforderungen an Schulgebäude erfüllen, wenngleich dies einiger Anstrengungen bedarf und neben schwimmenden Estrichen auch Vorsatzschalen vor den Wänden erfordern kann. Schallschutz zu »besonders lauten Räumen« In der DIN 4109 werden höhere Anforderungen an die Schalldämmung zwischen schutzbedürftigen und besonders lauten Räumen gestellt. Zu Letzteren zählen in Schulen insbesondere Werkräume, Turnhallen oder Musikräume. Zum Erreichen der Anforderungen von R’w ≥ 55 dB werden Wandaufbauten zum Beispiel aus 220 mm Stahlbeton, 240 mm Mauerwerkswand, Rohdichteklasse 2,0, beidseitig verputzt, oder Trockenbauwände mit getrenntem Ständerwerk erforderlich. Massivdecken sollten eine flächenbezogene Masse von circa 450 kg/m2 (z. B. 200 mm Stahlbetondecke) haben. Es wird ein schwimmender Estrich erforderlich (ΔLw ≥ 26 dB, Aufbauhöhe mindestens 80 mm). Für Musikräume sind – je nach Nutzung – die baurechtlichen Anforderungen erfahrungsgemäß vergleichsweise niedrig. Bei Neubauvorhaben, aber auch bei Sanierungen kann deshalb neben einer geeigneten Anordnung der Räume im Gebäude auch geprüft werden, ob und wie ein höherer Schallschutzstandard erreicht wird, der sich zum Beispiel an dem für Musikschulen genannten Standard orientiert (Kapitel »Kleine Räume für Musik«, S. 82). Schallschutz gegen Außenlärm Je nach Außengeräuschsituation wird für Unterrichtsgebäude von der Genehmigungsbehörde ein Nachweis über den

Schallimmissionsschutz verlangt. Abhängig von den maßgeblichen Außenlärmpegeln vor der Fassade werden Fassade und Fenster schalltechnisch dimensioniert, das heißt zum Beispiel, Fenster einer bestimmten Schallschutzklasse sind vorzusehen. Jedoch stellt sich immer auch die Frage, wie die Klassenräume belüftet werden sollen. Eine Stoßlüftung in den Pausen reicht für eine ausreichend gute Luftqualität nachgewiesenermaßen nicht aus. Ein technisch und wirtschaftlich sehr guter Lösungsansatz besteht darin, die Frischluftzufuhr durch schallgedämmte Nachströmöffnungen in der Fassade zu unterstützen (Projektbeispiel S. 75). Derartige Konzepte können auch bei der Sanierung von bestehenden Gebäuden und Fassaden verfolgt werden und sind bei Außengeräuschbelastungen bis etwa 70 dB Erfolg versprechend. Planerisch ist darauf zu achten, dass durch die Nachströmöffnungen die Schalldämmung der Fassade nicht zu stark beeinträchtigt wird, das heißt, dass Nachströmelemente mit einer ausreichend hohen Norm-Element-Pegeldifferenz ausgeschrieben werden. Der erforderliche Wert hängt von der Außenlärmbelastung, der Anzahl der Elemente und der Schalldämmung der Fenster und Fassade ab. Auch der Einsatz von schallgedämmten Fassadenlüftern wird im Zuge von Fassadensanierungen bei Schulen zunehmend diskutiert. Hiermit lassen sich in der Regel zwar nicht die für eine gute Luftqualität erforderlichen Luftwechselraten von etwa 20 m3/h pro Person erreichen, da dann der Geräuschpegel der Lüfter selbst zu hoch würde. Aber auch bei geringeren Luftwechselraten kann in Verbindung mit einer Stoßlüftung in bestehenden Gebäuden durchaus eine beachtliche qualitative Verbesserung erreicht werden.

Grundschule in Erding

Architekt: Akustik: Baujahr:

Dinkel Persch, Erding Wollmann & Mang, München Müller-BBM, Planegg 2005

Schulen beziehungsweise Unterrichtsgebäude stellen im Allgemeinen eine große Herausforderung nicht nur an die Akustik, sondern an das gesamte Spektrum der Bauphysik dar. Mehr als bei jedem anderen Gebäudetypus sind hier unterschiedlichste und teils gegenläufige Anforderungen zu erfüllen. Neben den akustischen Belangen einer guten Raumakustik und eines hohen Schallschutzes sind in Räumen, in denen größere Personengruppen zum Lernen zusammenkommen, die thermische und visuelle Behaglichkeit und insbesondere auch die Luftqualität von großer Bedeutung. Zahlreiche auch in jüngster Vergangenheit durchgeführte Studien belegen hier noch massive Defizite im Gebäudebestand. Ein schönes Beispiel dafür, dass eine ganzheitliche beziehungsweise integrale Planung die unterschiedlichen Anforderungen zufriedenstellend aufzulösen vermag, ist der Neubau der Grundschule in Erding. Weil die Schule unmittelbar an der lauten Haagerstraße zwischen Erding und Altenerding erbaut wurde, mussten besondere Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden. Zwei Baukörper, das Schulgebäude und die Turnhalle, schirmen den Pausenhof vom Außenlärm ab und schützen zugleich die benachbarte Wohnbebauung vor Schallemissionen von den Freiflächen der Schule.

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Fassade zur verkehrsbelasteten Straße: Trotz großzügig verglaster Flächen dringt der Straßenlärm dank Schallschutzfenster und schallgedämmter Nachströmöffnungen nicht ins Schulgebäude ein.

Schnitt Grundriss Erdgeschoss Maßstab 1:600 1 2 3 4

Mittagsbetreuung Klassenraum Mehrzwecksaal Musikraum

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Aula Sitzmulde Lehrerzimmer Silentium Bibliothek Verwaltungsräume Turnhalle Werkraum

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Ausführungbeispiel Schulen und Kindergärten Grundschule in Erding

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Ferner wurden Maßnahmen an der Gebäudehülle erforderlich. In die Fassaden zur Straße wurden Schallschutzfenster eingebaut. Darüber hinaus musste dem Außenlärm insbesondere auch beim Lüftungskonzept Rechnung getragen werden. Bei den vorliegenden Rahmenbedingungen kam eine Fensterlüftung nicht infrage. Um den technischen Aufwand so gering wie möglich zu halten, wurden anstelle einer konventionellen Lüftungsanlage schallgedämmte Nachströmöffnungen in der Fassade in Verbindung mit einer zentralen mechanischen Abluftabsaugung vorgesehen. Aufgrund der wesentlich geringeren Strömungswiderstände ergeben sich dabei auch Einsparungen beim Energieaufwand für den Lufttransport. So strömt frische Außenluft über vier Nachströmelemente in jeden Klassenraum. Die verbrauchte Raumluft wird über schallgedämmte Öffnungen in der Flurwand, die in einen Sammelkanal in der Pausenhalle münden, abgesaugt und über das Dach im zentralen Lichthof nach außen abgelüftet.

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Die Nachströmelemente wurden speziell für dieses Projekt entwickelt und unter akustischen Aspekten derart optimiert, dass auch die tieffrequenten Geräusche von vorbeifahrenden Lkws in ausreichendem Maße gedämpft werden. Unterstützt werden die Nachströmelemente in ihrer akustischen Wirkung von der hinterlüfteten Fassade aus Steinzeugmosaik, die als Schalldämpfer ausgebildet wurde. Die Wärmedämmung dient hier zugleich der Schallabsorption. Ein weiterer Vorteil dieses Lüftungskonzeptes ist in der hohen Luftqualität zu sehen. Messungen in Schulen haben gezeigt, dass mit einer Fensterlüftung keine ausreichenden Luftqualitäten sichergestellt werden können, da eine ausreichend intensive Dauerlüftung insbesondere im Winter nicht praktikabel ist. Die Nachströmelemente der Grundschule Erding sind hingegen derart konzipiert, dass auch bei niedrigen Außentemperaturen keine gravierenden Behaglichkeitseinbußen auftreten. Darüber hinaus spielt das Lüftungssystem eine zentrale Rolle beim Klimakon-

zept: Im Sommer wird die Lüftung auch nachts betrieben, damit die Klassenräume mit kühler Außenluft durchspült werden und die tagsüber in die massiven Bauteile eingespeicherte Wärme wieder nach außen abgeführt wird. Für ein angenehmes sommerliches Raumklima ist die nächtliche Entladung der Gebäudespeichermassen von fundamentaler Bedeutung. Leider wird dieser Sachverhalt auch bei Neubauten häufig übersehen. Um unnötige Wärmelasten im Sommer zu vermeiden, wurden die Fensterflächen auf eine gute Tagesbelichtung der Schulräume begrenzt und mit Lamellenraffstores als Außensonnenschutz ausgestattet. Zur Dämpfung der sommerlichen Raumtemperaturen wurden massive Bauteile als thermische Speichermassen vorgehalten. Hier greift das klimatische in das akustische Konzept über. Damit die Speichermassen auch aktiviert werden können, wurde die in Sichtbeton ausgeführte Decke weitgehend unverkleidet belassen. Die zur nötigen Raumbedämpfung erforderlichen schallabsorbierenden Oberflächen wurden als umlaufender Deckenfries und im Flur- und Rückwandbereich angeordnet. Die Wandverkleidungen können zugleich als Pinnwand im Schulbetrieb genutzt werden. Neuere Untersuchungen haben aufgedeckt, dass diese Verteilung der schallabsorbierenden Oberflächen gegenüber einer konventionellen Akustikdecke für die Sprachverständlichkeit und die akustische Atmosphäre keine Nachteile aufweist, ja sogar von Vorteil sein kann. So werden störende Reflexionen durch parallele Wände von vornherein unterbunden, und die freie Sichtbetondecke hilft, im Sommer ein kühleres Raumklima zu bewahren. Der zentrale Lichthof, um den sich die Klassenräume gruppieren, wird neben seiner Funktion als Erschließungsfläche zugleich als Pausenhof und als Veranstaltungsort bei Schulfesten genutzt. Zur

Ausführungbeispiel Schulen und Kindergärten Grundschule in Erding

Detailschnitt Fassade mit Nachströmelementen Maßstab 1:10 1 2

Öffnungsflügel Aluminiumfenster mit Schallschutzverglasung Steinzeugmosaik durchgefärbt, zwei Farbtöne gemischt 25 / 50 mm, verklebt auf Fassadenplatte, Recyclingglasgranulat 24 mm Luftschicht 80 mm Wärmedämmung Mineralwolle, vlieskaschiert 100 mm

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Stahlbeton 250 mm, Spachtelung 5 mm Zuluftelement mit innen liegenden Schalldämmkulissen manuell regelbares Ventilationsgitter Linoleum verschweißt 2,5 mm Zementestrich 65 mm, Trennlage Trittschalldämmung 20 mm Ausgleichsdämmung 60 mm, PE-Folie, Stahlbeton 280 mm Deckenfries aus Holzwolle-Akustikplatte 25 mm Mineralwollauflage 50 mm

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Reduzierung des Lärmpegels wurden die Deckenuntersichten in Teilbereichen schallabsorbierend verkleidet. Dies schafft auch günstige akustische Voraussetzungen für viele Arten von Veranstaltungen. Dass sich das Gebäude im praktischen Betrieb bestens bewährt hat und sich einer sehr hohen Nutzerzufriedenheit erfreut, ist das Ergebnis einer intensiven Kommunikation zwischen Bauherrn, Architekten und den einzelnen Fachplanern bereits im frühen Planungsstadium. Nur wenn alle am Bau Beteiligten zusammenarbeiten und einer interdisziplinären Diskussion aufgeschlossen sind, kann eine derart glückliche Symbiose zwischen Architektur, Bauphysik und Gebäudetechnik entstehen. Dies sollte nachdenklich stimmen vor dem Hintergrund ständig steigenden Termindrucks in der Planungsphase und massiver Kosteneinsparungen beim Planungsprozess. Ganzheitliche Lösungen werden durch eine hohe Nutzerzufriedenheit und häufig auch durch geringere Investitions- und Betriebskosten belohnt. Dafür ist aber üblicherweise ein etwas höherer Planungsaufwand erforderlich. Die Grundschule Erding ist ein Beleg dafür, dass sich dieser Aufwand lohnt.

B Schulgebäude und Turnhalle schützen den Pausenhof vor Straßenlärm und schirmen zudem die benachbarte Wohnbebauung vor Schallemissionen von Freiflächen der Schule ab. C Die raumakustischen Maßnahmen im Klassenraum sind kaum sichtbar und bestehen aus einem umlaufenden, absorbierenden Deckenfries aus Holzwolle-Akustikplatten. Auf diese Weise sind die thermischen Speichermassen im Deckenbereich wirksam. Zwischen den Heizkörpern sind die akustisch gedämmten Nachströmelemente. D Zur Reduzierung von Halligkeit und Geräuschpegel erfordern Turnhallen absorbierende Oberflächen im Decken- und Prallwandbereich. In der Decke wechseln sich Stahlbetonunterzüge, Heizstrahlplatten und Holzwolle-Akustikplatten ab. Die Prallwand verhindert durch Holzleisten, die auf Lücke verlegt sind, in Verbindung mit einer absorbierenden Hinterlegung störende Flatterechos.

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Hörsäle, Kongresssäle und Plenarsäle

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Die in diesem Kapitel behandelten Räume haben eines gemeinsam: Für die Raumfunktion sind eine gute Sprachverständlichkeit und gute Sichtbeziehungen zum Redner oder einer Projektionsfläche maßgeblich. Raumform und Verteilung absorbierender Flächen Die Raumformen für die genannten Raumgruppen sind sehr vielfältig. Rechteckige, fächerförmig aufspreizende oder arenaförmige Grundrisse sind einige Beispiele. Die Sitzreihen sind auf das Podium ausgerichtet und können je nach Raumgröße und -nutzung mehr oder weniger ansteigen. Auf diese Weise werden nicht nur gute Sichtbeziehungen, sondern auch eine gute Direktschallübertragung zum Zuhörer erreicht. Zur Erhöhung der Deutlichkeit ist es zudem sehr wichtig, dass die Decke geometrisch und akustisch so gestaltet wird, dass die Zuhörer frühe Reflexionen erreichen. Dies bedeutet, dass insbesondere der vordere, mittlere Deckenspiegel im für Sprache wichtigen Frequenzbereich (Oktaven von 250 Hz – 2000 Hz) reflektierend ausgebildet wird. Die seitlichen und rückwärtigen Deckenbereiche können zur Raumbedämpfung absorbierend sein (Abb. 1). Zudem wird gerade bei ebener Bestuhlung auch die Rückwand idealerweise schallabsorbierend gestaltet, zumindest ab einer Höhe von 1 m. Auf diese Weise werden lang verzögerte und damit die Sprachverständlichkeit störende Reflexionen zurück zum Podium verhindert. Umfang absorbierender Flächen Neben der Unterstützung früher Reflexionen ist für eine gute Sprachverständlichkeit eine niedrige Nachhallzeit anzustreben, die bei einem Raumvolumen von zum Beispiel 1000 m3 nach DIN 18041 78

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etwa 0,8 – 1 s betragen sollte. Um dies zu erreichen, sind allzu große Raumvolumina pro Zuhörer hinderlich. Als Idealwerte gelten Volumenkennzahlen von etwa 4 – 6 m3 pro Person. Dann kann das Publikum beziehungsweise die gegebenenfalls gepolsterte Bestuhlung einen Großteil der notwendigen Schallabsorption übernehmen, und es reicht meist aus, etwa zwei Drittel der Raumgrundfläche für absorbierende Maßnahmen vorzuhalten. Im Bibliotheks- und Hörsaalgebäude in Weimar zum Beispiel verstecken sich reflektierende und absorbierende Flächenbereiche in dem 400 Personen fassenden Hörsaal (Volumen etwa 2500 m3) hinter Holzlamellen an Wänden und Decke (Abb. 2). Wichtig ist, dass nicht nur die hohen und mittleren Töne, sondern insbesondere auch der Bereich in der 250 Hz-Oktave ausreichend bedämpft wird. Ein herkömmlicher Teppichboden reicht hierfür alleine nicht aus.

Raumbedämpfung, um Rückkopplungen und Instabilitäten der Anlage entgegenzuwirken und eine qualitativ hochwertige Beschallungsqualität zu erreichen (Abb. 3). Zudem ist darauf zu achten, dass Reflexionen von verbleibenden reflektierenden Flächen wie der Verglasung rückwärtiger Regieräume nicht störend als Echo in Erscheinung treten.

Elektroakustische Verstärkung Ab welcher Raumgröße eine elektroakustische Beschallung notwendig wird, lässt sich pauschal kaum sagen. Geübte Sprecher können in Räumen bis etwa 2500 m3 noch ohne Verstärkung auskommen; vorausgesetzt, der Grundgeräuschpegel ist ausreichend niedrig. Nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden medientechnischen Ausstattung (Beamer, Audiodarbietungen) werden aber selbst kleine Hör- und Konferenzräume heutzutage mit elektroakustischen Anlagen ausgestattet. Mit Beschallung sind der Saalgröße aus akustischer Sicht technisch keinerlei Grenzen auferlegt. Jedoch bedeutet eine elektroakustische Verstärkung keinesfalls, dass die natürliche Akustik keine Rolle mehr spielt und man auf schallabsorbierende Flächen verzichten kann. Vielmehr erhöhen sich die Anforderungen an die

Im National Convention Center in Hanoi beispielsweise tragen aufgrund der enormen Raumdimensionen natürliche Reflexionen nicht mehr zur Erhöhung der Sprachverständlichkeit bei. Stattdessen deckt die elektroakustische Anlage neben Kongressen und Parteitagen viele Arten von musikalischen Veranstaltungen, Theatern und Shows akustisch qualitativ hochwertig ab (Abb. 4). Telekonferenz Räume, in denen Audio- und Telekonferenzen stattfinden können, erfordern ganz besonders, die Wechselwirkungen zwischen Raum(-akustik) und Elektroakustik in der Planung zu berücksichtigen. Bei diesen Nutzungen wird der Schall über Mikrofone im Raum aufgenommen und an einen anderen Ort übertragen. Beim Hören im gleichen Raum ist der Mensch in der Lage, Richtungsinformation zu verarbeiten und Geräusche sowie störenden Nachhall in gewissen Grenzen kognitiv auszublenden. Hierfür wurde der Begriff »Cocktailparty-Effekt« geprägt. Mikrofone können diese Trennung nicht bewerkstelligen, selbst wenn sie über eine scharfe Richtcharakteristik verfügen. Grundgeräuschpegel Der Grundgeräuschpegel im Raum sollte so niedrig sein, dass die Kommunikation nicht beeinträchtigt wird. Er sollte deshalb möglichst unter 40 dB(A), besser noch unter 35 dB(A) liegen.

Hörsäle, Kongresssäle und Plenarsäle

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Heutzutage wird der Grundgeräuschpegel sehr häufig durch Medieneinrichtungen, vor allem Beamer, in die Höhe getrieben. Dies kann dazu führen, dass die Verständlichkeit massiv gestört wird. Auch wenn das nicht immer bewusst wahrgenommen wird, erfordert es zumindest eine erhöhte Konzentration. Aus diesem Grunde sollten bei der Planung der medientechnischen Anlagen vom zuständigen Fachplaner (Planer für Medientechnik oder Elektroplaner) auch Anforderungen an den maximalen Schallleistungspegel der Geräte festgelegt werden. Baulicher Schallschutz Der erforderliche Schallschutz zwischen benachbarten Konferenz- oder auch

Hörsälen hängt von der Größe und individuellen Nutzung ab. Als Mindestwert ist in kleineren bis mittelgroßen Sälen ohne elektroakustische Verstärkung ein Wert von R’w ≥ 45 dB anzusehen. Legt man die Maßstäbe der DIN 4109 für Unterrichtsgebäude zugrunde – hierzu zählen auch Hörsäle in Hochschulen –, so wird ein Mindestschallschutz in ähnlicher Größenordnung, nämlich R’w ≥ 47 dB, verlangt. Um eine weitestgehende Störungsfreiheit bei Verwendung von Beschallungsanlagen zu erreichen, sind aber höhere Schalldämm-Maße von R’w ≥ 57 – 62 dB erforderlich, die teils noch mit einschaligen Stahlbetonwänden erreicht werden oder

aber doppelschalige Konstruktionen erfordern. Werden aus Gründen der Nutzungsflexibilität die Räume mit mobilen Trennwänden unterteilt, so lassen sich nur bei sorgfältiger Planung und Ausführung Schalldämm-Maße in der Größenordnung von R’w ≈ 45 dB erreichen. Soll ein deutlich höherer Schallschutz erzielt werden, so erfordert dies zwei mobile Trennwandebenen, die in einem Abstand von mindestens 1 m angeordnet werden. Auch mit Hubwänden lassen sich hohe Schalldämmungen erreichen. Schwimmende Estriche sind in Hochschulgebäuden, Plenargebäuden und Konferenzzentren zur Unterdrückung des Trittschalls die Regel.

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typische Aufteilung von reflektierenden und absorbierenden Flächen in einem Vortragsraum a Schnitt b Deckenspiegel 1 reflektierend im Frequenzbereich 250 – 2000 Hz 2 absorbierend Bibliotheks- und Hörsaalgebäude Weimar, 2005, meck architekten, Andreas Meck Stephan Köppel Plenarsaal des Deutschen Bundestages im ehem. Reichstag, Berlin, 1999, Sir Norman Foster Das Raumvolumen im Plenarsaal beträgt ca. 30 000 m3. Bei einem derartigen Raumvolumen ist die Verständigung ohne elektroakustische Mittel ausgeschlossen. Die enorme Volumenkennzahl von knapp 30 m3 pro Person (Abgeordnete und Besucher) erforderte zudem einen erheblichen Umfang absorbierender Flächen. Besondere Herausforderung war die Gestaltung der Wandoberflächen im oberen Raumbereich in Stein und Glas. Gelöst wurde dies mit einem aufgeständerten absorbierenden Bodensystem, absorbierenden textilbespannten Flächen hinter dem Präsidium, absorbierenden Decken und nicht zuletzt einem auf die Raumsituation zugeschnittenen elektroakustischen System. Auch lassen sich die Glasflächen unter der Kuppel über absorbierende Rollos akustisch deaktivieren. National Convention Center, Hanoi, 2006, von Gerkan, Marg und Partner Im 3700 Personen fassenden großen Saal des NCC Hanoi ist ein Großteil der Wandoberflächen in perforierten Holzpaneelen und textilbespannten Absorbern gehalten. Teile der Decke wurden ebenfalls als perforierte Holzsegel geplant. Der Raum unter dem Rang kann mit einer hoch schalldämmenden Hubwand abgetrennt werden.

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Zollverein School of Management and Design in Essen

B Architekt: Akustik: Baujahr:

SANAA, Tokio Böll, Essen Müller-BBM, Planegg 2006

Nach einer nahezu vierjährigen intensiven Planungs- und Bauzeit wurde im Juli 2006 das neue Gebäude für die Zollverein School of Management and Design auf dem Gelände der zum Weltkulturerbe zählenden ehemaligen Zeche Zollverein fertiggestellt. Die Institution Zollverein School bietet ein international ausgerichtetes Lehr- und Forschungsangebot, welches Management- und Designkompetenzen auf neuartige Weise miteinander verbindet. Das würfelförmige Gebäude mit der Kantenlänge von etwa 34 m beinhaltet im Erdgeschoss ein Auditorium, im 1. Obergeschoss ein 9 m hohes Designstudio sowie im 2. und 3. Obergeschoss Seminar- und Verwaltungsbereiche. Die außergewöhnliche Architektur erforderte besondere akustische Lösungen. So wurde im 200 Personen fassenden Auditorium (siehe Detailzeichnungen) auf schallabsorbierende Flächen in der Decke vollständig und im Wandbereich nahezu verzichtet. Stattdessen wurde der Boden akustisch aktiviert, indem ein quellluftfähiger Teppich mit geeignetem akustischem Strömungswiderstand auf gelochten, aufgeständerten Bodenplatten verlegt wurde. Im unteren Wandbereich wurde der Teppich vor einer Lochplatte mit bedämpftem Hohlraum angeordnet. Durch diesen Aufbau wurde eine breitbandige, alle Sprachfrequenzen umfassende Schallabsorption erreicht. Die Wände bestehen aus Glas. Zur Vermeidung von Flatterechos wurden diese um 1° nach innen geneigt. In der doppelschaligen Glasfassade wird nicht nur die Verdunkelung geführt, sondern die Konstruktion schützt den Raum auch wirkungsvoll vor der lebhaften Geräuschkulisse aus dem Foyer mit Cafeteria. Auf diese Weise wurden bei optisch dominierenden Glas- und Sichtbetonflächen beste akustische Kommunikationsbedingungen geschaffen. 80

Schnitte Auditorium Maßstab 1:200

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Ausführungbeispiel Hörsäle, Kongresssäle und Plenarsäle Zollverein School of Management and Design in Essen

8 A Detailschnitte Stufe Maßstab 1:10 B seitliche Aufkantung Maßstab 1:10

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1 Nadelfilz auf Kalziumsulfatplatte, Lochanteil 16 % 36 mm 2 Wollfilzpappe 400 g/m2 3 Längsträger Stahlprofil ¡ 70 / 50 / 3 mm 4 Unterkonstruktion Stahlprofil abgetreppt, aufgeständert ¡ 80 / 60 / 5 mm 5 Stufenquellauslass 6 Aluminiumwinkel Í 28 / 25 / 3 mm 7 Kammgitterrost Aluminium eloxiert, unsichtbar befestigt 8 zweischalige Glastrennwand: Verglasung VSG 2≈ 8 mm ESG in U-Profil Aluminium fi 40 / 35 / 3 mm Zwischenraum 565 – 610 mm, mit Verdunkelungsbehang Verglasung VSG 2≈ 8 mm ESG in U-Profil Aluminium fi 40 / 35 / 3 mm, um 1° geneigt 9 Bodenaufbau: Blechauflage Aluminium gelocht 3 mm, Lochanteil 20 %, rückseitige Vlieskaschierung auf Stahlprofil | 40 /40 / 3 mm, dazwischen Dämmung Mineralwolle 40 mm Stahlbeton 180 mm 10 Stahlbeton glatt gespachtelt, Nadelfilz geklebt 11 Wandbedämpfter Hohlraum: Nadelfilz geklebt auf Gipskarton gelocht 12,5 mm Akustikdämmung Mineralwolle 30 mm 12 Kaliumsulfatplatte 36 mm 13 Trennstreifen 14 Kühlung / Ventilation

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Kleine Räume für Musik

Im Vergleich zu großen Veranstaltungssälen wird die akustische Planung von kleineren Räumen für Musik oftmals vernachlässigt. Gemeint sind hier beispielsweise Unterrichts- und Proberäume in Musikschulen oder Musikhochschulen. Aber auch Musikproberäume, Stimm- und Dirigentenzimmer in Konzertsälen oder Opernhäusern gehören in diese Kategorie. Bei diesen Räumen ist die akustische Rückwirkung des Raumes auf die Musiker von entscheidender Bedeutung. Alleine aufgrund der kleineren Raumgrößen ergeben sich dabei ganz andere klangliche Verhältnisse als in großen Aufführungsräumen. Des Weiteren spielt der bauliche Schallschutz zwischen benachbarten Räumen eine wichtige Rolle. Hier werden in der Regel bauliche Maßnahmen erforderlich, die deutlich über den zum Beispiel im Wohnungsbau üblichen Schallschutzstandard hinausgehen. Gerade bei der Umnutzung von Bestandsgebäuden in Musikschulen kann dies eine bauliche Herausforderung bedeuten. Die Planungsaufgaben sind auch in akustischer Hinsicht sehr vielschichtig, und es macht Sinn, die akustischen Gesichtspunkte neben Statik, Haustechnik und Beleuch-

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tungskonzept zu einem möglichst frühen Zeitpunkt in die Planung einzubeziehen. Vor diesem Hintergrund werden im Folgenden wichtige raum- und bauakustische Anforderungen zusammengefasst. Anhand von zwei Projektbeispielen wird das breite Spektrum baulicher Akustikmaßnahmen abgesteckt. Raumakustik Die Anforderungen an die Raumakustik von Musikunterrichts- und Proberäumen sind von einer großen Vielfalt an Einflussgrößen abhängig. In zu schwach bedämpften oder im Extremfall akustisch unbehandelten Räumen wird die Lautstärkebelastung sehr hoch, zudem verführen solche Räume zu ungenauer Artikulation und Tonbildung. Ist der Raum hingegen durch Absorptionsflächen überdämpft, so dämpft dies zuweilen auch die Spielfreude und Motivation, da die korrekte Intonation erschwert und die Klangfülle des Instrumentes verringert wird. Neben den gespielten Instrumenten und dem Ausbildungsstand der Musiker sind auch die geprobte Literatur oder die gesundheitliche Langzeitwirkung auf die Musiker oder Lehrer zu berücksichtigen. Ein Raum, der für das professionelle

Kleine Räume für Musik Raumakustik, Bauakustik

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Üben günstig ist, kann für den Anfängerunterricht hinderlich sein, und ein geeigneter Raum für Gesang kann für den Schlagzeuger unerträglich werden. Raumvolumen Da die Lautstärke im Raum entscheidend vom Raumvolumen abhängt, darf das Volumen speziell bei lauteren Musikinstrumenten nicht zu klein sein. Oftmals kann in einem zu kleinen Raum die entstehende Lautstärke auch durch eine hohe Raumbedämpfung nicht in erträglichen Grenzen gehalten werden. Speziell im Hinblick auf die Langzeitbelastung für die Unterrichtenden oder Profimusiker stellt dies ein echtes Problem dar. Als Richtgröße für den Einzelunterricht von lauten Instrumenten können mindestens circa 40 m3 angesetzt werden, für Ensemble- oder Orchesterproberäume sollten mindestens 20 – 30 m3 pro Person zur Verfügung stehen, bei Chorprobenräumen kann es etwas weniger sein (etwa 10 – 15 m3 pro Person). Je größer die Räume werden, desto wichtiger ist es, auf eine ausreichende Raumhöhe zu achten. Im Extremfall eines Probenraums für Symphonieorchester mit Orchesterstärken bis etwa 100 Musiker erfordert dies Grundflächen von mindestens 250 m2 und eine Raumhöhe von mindestens 8 m. Bei solchen Probensälen steigen dann auch die Anforderungen an das gegenseitige Hören der Musiker untereinander. Raumproportionen und Schallstreuung Kubische und quadratische Raumformen beziehungsweise jegliche Proportionen, die ein Zusammenfallen der Eigenfrequenzen bewirken, sollten vermieden werden (Kapitel »Raumakustik«, S. 18). Sie begünstigen störende Unregelmäßigkeiten im Bassbereich, was sich in schlecht ansprechenden oder dröhnenden Einzeltönen äußert. Durch das Schrägstellen von Wänden,

gegebenenfalls auch der Decke, in einer Größenordnung von etwa 7 ° lassen sich klangverfärbende Flatterechos vermeiden (Abb. 1). Mobiliar oder auch schallstreuende Flächen im Wand- und Deckenbereich tragen entscheidend zu einem ausgewogenen Klangbild bei. Nachhallzeiten Für die Nachhallzeiten lassen sich als Richtgröße für Musikunterrichtsräume für den Einzelunterricht Werte von etwa 0,6 – 0,8 s angeben. Unterrichtsräume für jüngere Musikschüler zum Beispiel für Gesang, Blockflöte oder Ähnliches sollten zur Erhöhung der Spielfreude etwas längere Nachhallzeiten in der Größenordnung von 1 s aufweisen. Auch für den Gehörbildungsunterricht sind Nachhallzeiten in dieser Größenordnung hilfreich. Im Gegensatz dazu sind gerade bei Schlagzeug- und Band-Proberäumen eine sehr hohe Raumbedämpfung und umfangreiche absorbierende Oberflächen im Decken- und auch Wandbereich unabdingbar. Für alle Räume ist eine ausreichende Raumbedämpfung im Bassbereich wichtig, das heißt, ein Anstieg der Nachhallzeit zu tiefen Frequenzen sollte vermieden werden. Akustische Innenraumgestaltung Es soll immer eine akustische Grundbedämpfung vorgesehen werden, wie dies zum Beispiel mit einer in Teilbereichen absorbierenden Deckenverkleidung erreicht wird. Diese soll über die Frequenzen möglichst gleichmäßig wirksam sein, das heißt auch bei tieferen Frequenzen absorbieren. Günstig ist ferner, wenn sich absorbierende und reflektierende beziehungsweise diffus streuende Flächen abwechseln. Auf Abstand befestigte und absorbierend hinterlegte Holzverkleidungen sorgen für die notwendige Absorption bei tiefen Frequenzen.

Kulturzentrum Megaro Musikis, Athen, 2007, A. N. Tombazis Associates Im Ensemble-Proberaum (ca. 60 m2) tragen neben einer schiefwinkeligen Raumform gewölbte Wandund Deckenelemente zur Schalldurchmischung bei. Eine Grundbedämpfung erfolgt über die in Teilbereichen absorbierende Decke (ebene Bereiche: gelochter Gipskarton). Mit schallabsorbierenden Vorhangbahnen lässt sich die Reflexionsstruktur variieren und eine Nachhallzeit zwischen 0,6 s und 1,0 s einstellen.

Der Umfang der absorbierenden Verkleidungen richtet sich nach den angestrebten Nachhallzeiten respektive der Nutzung. Besonders umfangreich werden sie in Schlagzeug- oder Big-Band-Räumen. Werden Übungsräume lediglich mit einem Teppich- oder Nadelfilzbelag ausgelegt, so bekommt der Raum einen dumpfen, dröhnenden Charakter. Es empfiehlt sich immer auch, variable Absorptionsmaßnahmen einzuplanen und so eine individuelle Einstellung der akustischen Raumrückwirkung zu ermöglichen. In der Anschaffung günstig sind schallabsorbierende Vorhänge, die an einer oder an zwei benachbarten Wandflächen angeordnet werden (Abb. 1). Aufwendigere Maßnahmen zur Beeinflussung der Raumakustik sind drehbare Elemente zum Beispiel aus Holz, die auf der einen Seite absorbierend, auf der anderen schallreflektierend ausgeführt werden, oder auch motorbetriebene Rollos aus schallabsorbierenden Textilien oder Ähnlichem. Bauakustik Ein ausreichender Schallschutz zwischen benachbarten Musikräumen soll eine weitestgehend ungestörte Parallelnutzung ermöglichen. Dabei geht es in den seltensten Fällen darum, dass das Musizieren aus dem Nachbarraum unhörbar wird. Vielmehr hängt der anzustrebende Schallschutz von den Ansprüchen, von der baulich realisierbaren Situation und vom Budget ab. Bei Altbauten spielt die schalltechnische Substanz eine wesentliche Rolle. Ausgangspunkt für die bauakustische Planung ist die Definition eines geeigneten Schallschutzstandards, das heißt, es werden Anforderungen an die bewerteten Schalldämm-Maße R’w und Norm-Trittschallpegel L’n,w festgelegt. Normen oder Richtlinien, die dies regeln würden, gibt 83

Kleine Räume für Musik Schallschutz gegen Außenlärm

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1a, b Bayerische Staatsoper, München, 2003, Gewers, Kühn und Kühn mit Atelier Achatz Architekten Im Dirigentenzimmer im Probengebäude kompensieren großformatige »akustische Bilder« großzügige verglaste Flächen. Die hoch schalldämmenden Kastenfenster sorgen für die notwendige Ruhe.

b T1: Orientierungswerte für unterschiedliche Schallschutzkategorien von Musikräumen (Erfahrungswerte Müller-BBM) Bauteile A

Schallschutzkategorie B

C

Wände und Decken zwischen Musikräumen bzw. zwischen Musikunterrichtsräumen und anderen selbst genutzten Räumen (z. B. Verwaltung)

R’w ≥ 57 dB L’n,w ≤ 46 dB

≥ 62 dB ≤ 38 dB

≥ 72 dB ≤ 28 dB

Wände und Decken von besonders lauten Musikräumen (Schlagzeug, E-Musik, Big Band, Orchester) zu Musikräumen und zu anderen selbst genutzten Räumen (z. B. Verwaltung)

R’w ≥ 62 dB L’n,w ≤ 38 dB

≥ 72 dB ≤ 28 dB

≥ 82 dB ≤ 18 dB

Wände zwischen Musikunterrichtsräumen und Fluren

R’w ≥ 47 dB

≥ 52 dB

≥ 62 dB

Wände zwischen besonders lauten Musikräumen und Fluren

R’w ≥ 57 dB

≥ 62 dB

≥ 67 dB

Türen zwischen Musikräumen und Fluren

Rw ≥ 27 dB

≥ 37 dB

≥ 45 dB

Türen zwischen besonders lauten Musikräumen und Fluren

Rw ≥ 37 dB

≥ 45 dB

≥ 52 dB

es nicht. Tabelle T1 zeigt Orientierungswerte, die auf Erfahrungen von MüllerBBM aus zahlreichen Projekten zurückgehen. Vergleicht man die Angaben mit den im Wohnungsbau üblichen Werten, so stellt man fest, dass die Anforderungen um mindestens 10 dB höher sind, was einer Halbierung der Lautstärke gleichkommt. Besonders hohe Anforderungen (typischerweise Schallschutzkategorie »C«) werden sicherlich an Musikhochschulen gestellt oder auch an entsprechend hochwertig geplante Musikschulneubauten. Bei der unteren Schallschutzkategorie »A« sind Nutzungsbeeinträchtigungen durchaus zu erwarten. Die Schallschutzkategorie »B« lässt sich bei entsprechender Substanz und sorgfältiger Planung auch in Bestandsgebäuden realisieren. So einfach es ist, zahlenmäßige Anforderungen zu formulieren, so schwierig kann es sein, diese baulich umzusetzen. Aus diesem Grund sollten bereits in einem frühen Planungsstadium die akustischen Belange diskutiert und in Rohbaukonstruktion, Aufbauhöhen von Wänden und Decken und gegebenenfalls Kanalführungen 84

Berücksichtigung finden. Vereinfachend lässt sich sagen, dass für einen Schallschutzstandard in der Größenordnung von R’w ≥ 62 dB und L’n,w ≤ 38 dB die typischen Gesamt-Aufbauhöhen von Wänden und Decken in der Größenordnung von 250 bis 350 mm liegen. Für R’w ≥ 72 dB und L’n,w ≤ 28 dB kann mit etwa 350 – 500 mm gerechnet werden. Noch nicht berücksichtigt ist dabei eine raumseitige (z. B. schallabsorbierende) Verkleidung. Schalltechnisch geeignete Materialien sind Stahlbeton, schweres Mauerwerk und/oder biegeweiche Trockenbaukonstruktionen aus Gipskarton-Schallschutzplatten oder Gipsfaserplatten. Häufig werden Raum-in-Raum-Konstruktionen notwendig. Dies bedeutet, dass in dem eigentlichen Raum Wände, Decke und Boden zusätzliche akustisch entkoppelte Schalen erhalten. Diese können wahlweise und abhängig von der Situation in Trockenbau oder in schwerer Bauweise erstellt werden. Dabei ist auf eine ausreichende Schalldämmung gerade bei tiefen Frequenzen zu achten. Die Resonanzfrequenz der zweischaligen Kon-

struktion darf dafür keinesfalls über etwa 40 Hz liegen. Daraus lässt sich ableiten, dass die Konstruktionshöhe derartiger Vorsatzschalen mindestens etwa 150 mm betragen muss. Bei sehr hohen Anforderungen müssen noch deutlich tiefere Resonanzfrequenzen (unter 20 Hz) erreicht werden, was in der Regel schwere Vorsatzschalen nach sich zieht. Durch eine schallschutzgerechte Anordnung der Räume im Gebäude lässt sich das Störpotenzial weiter reduzieren. Beispielsweise sollte man besonders laute Schlagzeug- oder Bandproberäume, wenn möglich, im Keller beziehungsweise Souterrain unterbringen. Schallschutz gegen Außenlärm Für Unterrichtsräume in Musikschulen sollte mindestens der gleiche Schallschutz gegen Außenlärm erreicht werden wie in Unterrichtsräumen in Schulen, also ein Maximalpegel von 35 dB(A). Für sehr hochwertige Probe- und Unterrichtsräume sollte der Maximalpegel unter etwa 25 dB(A) liegen. Noch höhere Anforderungen gelten, wenn die Räume für hochwertige Tonaufnahmen verwendet werden. Bei hoher Außenlärmbelastung beziehungsweise hohen Anforderungen wird neben einer hoch schalldämmenden Kastenfensterkonstruktion auch eine mechanische Lüftung erforderlich. Diese wird idealerweise vom Flur in die Räume geführt und mit Schalldämpfern versehen, da ansonsten die Schalldämmung gemindert wird. Nicht zu unterschätzen sind teils auch die Probleme, welche durch Schallimmissionen durch den Betrieb von Musikunterrichtsräumen in der Nachbarschaft entstehen können. Hier gilt es, die einschlägigen Vorschriften nach der »Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm« (TA Lärm) zu berücksichtigen. Konfliktpotenzial ist vorhanden, wenn die Räume natürlich belüftet werden.

Musikschule in Grünwald

Architekt: Akustik: Baujahr:

Peter Biedermann, Rupprecht Biedermann, München Müller-BBM, Planegg 2002

Die Musikschule Grünwald ist ein Gebäude mit höchstem akustischem Anspruch. Im Kern befindet sich der August-Everding-Saal, ein Kammermusiksaal für über 300 Zuhörer. Durch Flure getrennt, sind um den Saal herum über drei Geschosse die Räumlichkeiten der Musikschule angeordnet, bestehend aus einer Vielzahl von Musikunterrichts- und Probenräumen sowie dem Verwaltungsbereich. Bei der Grundrissplanung des Gebäudes wurden von Anfang an akustische Aspekte berücksichtigt. So befinden sich zum Beispiel keine lauten Räume unmittelbar angrenzend an den Kammermusiksaal. Bei aneinander oder übereinander liegenden Probenräumen sind alle Bauteilkonstruktionen wie Decken, Wände et cetera so dimensioniert, dass eine gleichzeitige Nutzung ohne akustische Beeinträchtigungen möglich ist. Dies beinhaltet bei besonders lauten Musikräumen wie den Schlagzeugräumen oder dem Big-BandProbenraum teils gemauerte und elastisch gelagerte Vorsatzschalen. Die strahlenförmig auseinanderlaufenden Wände, die sich aus der kreisförmigen Grundrissform des Gebäudes ergeben, erübrigen Verkleidungen zur Auflösung der Parallelität von Wänden. Alle Unterrichts- und Probenräume sind mit variablen akustischen Maßnahmen (Vorhangflächen) ausgestattet, um eine akustische Flexibilität der Räume zu ermöglichen.

A aa

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musikalische Früherziehung Türschleuse Big Band

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Unterrichtsraum Konzertvorbereitung Künstlereingang Verwaltung Foyer Saal Regieraum

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OG

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Die ringförmig um den Saal angeordneten Räume bieten in Verbindung mit der massiven Stahlbetonbauweise eine sehr gute Ausgangssituation im Rohbau. Je nach Nutzung wird von Trockenbauwänden mit getrenntem Ständerwerk, leichten und schweren gemauerten Vorsatzschalen der angestrebte hohe Schallschutzstandard erreicht. Grundrisse Maßstab 1:750

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Ausführungbeispiel Kleine Räume für Musik Musikschule in Grünwald

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Großer Proberaum. Zur Vermeidung von Flatterechos zwischen Decke und Parkettboden ist der mittlere Deckenbereich geneigt und geschuppt. Der äußere Deckenfries trägt mit seiner Perforation zur Raumbedämpfung bei.

Detailschnitt Maßstab 1:10

Schwere Vorsatzschalen in der Ausführung. Entscheidend für die akustische Wirkung ist die konsequente Entkopplung von der Rohbaukonstruktion. a Rahmenkonstruktion aus Stahlträgern b Ausmauerung mit schweren Ziegeln c entkoppelte Kippsicherung im Kopfpunkt d elastische Streifenlagerung im Bodenbereich

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akustische Prinzipskizze der »schweren Raum-inRaum-Bauweise« des Big-Band-Raumes mit Kastenfenster

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Kippsicherung: elastische Befestigung mit Gummimetall-Elementen Versiegelung dauerelastisch abgehängte Decke: Federabhänger 80 mm Dämmung Mineralfaser 60 mm Gipskarton 2≈ 12,5 mm, m’ ≥ 20 kg/m2

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Kastenfenster: Isolierverglasung 4 mm + 16 mm + 6 mm Laibung schallabsorbierend ≥ 200 mm Einfachverglasung Verbundglas 8 mm Randdämmstreifen Mineralfaser elastische Lagerung, Polyurethan-Elastomer 25 mm Bodenaufbau: Bodenbelag Parkett Estrich 70 mm, Trennlage Trittschalldämmung Mineralfaser 30 mm, dynamische Steifigkeit ≤ 20 MN/m3 Holzwolleleichtbauplatten 35 mm Stahlbeton 250 mm

Ausführungbeispiel Kleine Räume für Musik Musikschule in Grünwald

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Umbau eines Offizierskasinos in eine Musikschule in Landshut

Architekt: Akustik: Baujahr:

Nadler und Sperk, Landshut Müller-BBM, Planegg 2000

Bei dem Umbau und der Umnutzung eines ehemaligen Offizierskasinos sollten eine Vielzahl von Unterrichtsräumen, ein Big-Band-Raum, Probesaal für Chor und Räume für musikalische Früherziehung neben den Verwaltungsräumen eingerichtet werden. Zusätzlich befinden sich im Untergeschoss Räume für Blasorchester, Schlagzeug und Volksmusik. Für die akustische Konzeption war es maßgeblich, dass das Gebäude über schwere Außen- und teils Innenwände in Mauerwerk verfügt, die hohe FlankenSchalldämmungen erreichen. Zur Erhöhung der Schalldämmung zwischen den Übungsräumen im 1. Obergeschoss und den im Erdgeschoss befindlichen Räumen wurde die Holzbalkendecke statisch und akustisch ertüchtigt. Vorgesehen wurde eine biegeweiche Beschwerung der Deckenschalung mit Betonsteinen (Gehwegplatten mit geringer Restfeuchte, verklebt beziehungsweise in Bitumenbahn verlegt) sowie schwimmend ver-

legtem Estrich. Die schalltechnisch wirksame Fehlbodenschüttung wurde nicht entfernt. Ergänzend wurden in den darunter befindlichen Aufenthalts- und Unterrichtsräumen biegeweiche Unterdecken vorgesehen. Die Trennwände zwischen den Übungsräumen im 1. Obergeschoss wurden teils schräg gestellt, um rechte Winkel und zueinander parallele Wandflächen zu vermeiden. Es handelt sich dabei um Gipskartonwände mit getrenntem Ständerwerk. Vor den leichten massiven Innenwänden wurden biegeweiche Vorsatzschalen angeordnet. Eine hohe Schalldämmung zum Flur wurde mit Doppeltüren erreicht. Zur Vermeidung einer störenden Halligkeit wurde in den Räumen unterhalb der geschlossenen bauakustischen Vorsatzschale eine gelochte Gipskartondecke abgehängt, die auf 60 % absorbierend hinterlegt wurde. Zur Regulierung der akustischen Verhältnisse wurden an einer

Wandfläche absorbierende Vorhänge angebracht. Im Untergeschoss wurde unter anderem ein Big-Band- und Schlagzeug-Proberaum untergebracht, über dem eine neue Stahlbetondecke eingezogen wurde. Auch erhielt der Raum eine weitestgehend vollflächig absorbierende Unterdecke sowie schalldämmende Vorsatzschalen im Decken- und Wandbereich. Aufgrund der Bestandssituation war hier leider nur eine recht knappe Raumhöhe umsetzbar. Eine Absenkung des Gebäudeteils und Raumes hätte zu übermäßigen Kosten geführt. Der größte bauliche Eingriff erfolgte im Bereich des etwa 100 Personen fassenden Konzertsaals, der im ehemaligen Foyer eingerichtet wurde. Um das notwendige Raumvolumen und damit akustische Nachklingen erreichen zu können, wurde die Zwischendecke entfernt, und auf einer dreiseitigen Galerie wurden zusätzliche Zuhörerplätze geschaffen.

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Ausführungbeispiel Kleine Räume für Musik Umbau eines Offizierskasinos in eine Musikschule in Landshut

Grundrisse Maßstab 1:500 Detailschnitt Maßstab 1:10 Trockenbauwände mit getrenntem Ständerwerk und schalltechnische Ertüchtigung der Holzbalkendecke sorgen für den notwendigen Schallschutz zwischen den Übungsräumen im 1. OG und dem Erdgeschoss. 1 2 3 4 5 6

musikalische Früherziehung Wartebereich Eltern Musikschulleiter Sekretariat Saal Foyer

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Probensaal für Chor und Big Band Medienraum Lehrerzimmer Unterrichtsraum Galerie Saal Wohnung (Bestand) abgehängte Decke: Federschiene ≥ 60 mm an Lattung befestigt, dazwischen Dämmung Mineralfaser 40 mm Gipskarton 2≈ 12,5 mm, m’ ≥ 20 kg/m2 14 Versiegelung dauerelastisch 15 Wandaufbau: Gipskarton 3≈ 12,5 mm, m’ ≥ 30 kg/m2 Profilständerwerk ‰ 75 mm, dazwischen

Dämmung Mineralfaser 60 mm, Abstand 10 mm Profilständerwerk ‰ 75 mm, dazwischen Dämmung Mineralfaser 60 mm Gipskarton 3≈ 12,5 mm, m’ ≥ 30 kg/m2 16 Randdämmstreifen 17 Bodenaufbau: Gussasphalt schwimmend verlegt ≥ 25 mm Folie, Trittschalldämmung 20 mm Betonsteine verklebt, m’ ≥ 120 kg/m2 Spanplatten verschraubt, Fugen verspachtelt Holzbalkendecke (Bestand), dazwischen Schüttung Federabhänger ≥ 150 mm, dazwischen Dämmung Mineralfaser 40 mm Gipskarton 2≈ 12,5 mm, m’ ≥ 20 kg/m2

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Klangräume

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Bei großen Kultur- und Veranstaltungsräumen für Musik, Musiktheater oder Schauspiel beginnt nach häufig geäußerter Meinung der Übergang der Akustik vom Handwerk zur Kunst. Entsprechend vielfältig und vielstimmig sind die Diskussionen über die Akustik dieser Räume. Die Beurteilung, was als »gute Akustik« empfunden wird, hängt von vielen Faktoren ab. Neben wissenschaftlich beschreibbaren Größen kommen auch Einflüsse wie zum Beispiel die Erwartungshaltung des Hörers oder die Veranstaltungsatmosphäre zum Tragen. Auch wenn bei der Gestaltung von »Klangräumen« tatsächlich die Grenze zwischen Kunst, Erfahrung und Wissenschaft zu verwischen beginnt, ist es doch für den akustischen Erfolg unerlässlich, bestimmte Zusammenhänge zwischen Akustik und architektonischer Gestaltung zu beachten und baulich umzusetzen. Vor diesem Hintergrund werden in den folgenden Abschnitten wichtige akustische Gestaltungsaspekte für Klangräume beschrieben und daraus Hinweise für die architektonische Planung abgeleitet, die anhand von Beispielen belegt werden. Dabei wird eine Unterscheidung in Raumkategorien vorgenommen, die aufgrund ihrer Nutzung und Größe auch aus akustischer Sicht unterschiedlich behandelt werden müssen. Hierzu zählen Konzertsäle für klassische Musik, Musiktheater und Opernhäuser sowie Sprechtheater. Gebäude, die häufig die oben genannten Nutzungen (Sprache und Musik) in sich vereinen müssen, sind Stadttheater, Stadthallen und auch Gemeinde- und Pfarrsäle. Ferner wird gezeigt, wie Industriehallen zu klingenden Kulturstätten gemacht werden und welche akustischen Attribute Säle für Jazz- und Popmusik besitzen sollten. 90

Abschließend wird übergeordnet auf die variable Raumakustik in Veranstaltungsräumen eingegangen sowie das Thema des Schallschutzes und der Bauakustik zusammenfassend behandelt. Konzertsäle für klassische Musik Das Spektrum von Konzertsälen für klassische Musik reicht von kleinen Sälen speziell für Solo- oder Kammermusikbesetzungen bis hin zu großen Sälen für sinfonische Orchester mit über 100 Musikern. Die Publikumszahl variiert, beginnend mit wenigen 100 Zuhörern bis hin zu 2000 Zuhörern oder in Einzelfällen sogar mehr. In all diesen Sälen steht die musikalische Aufführung ohne elektroakustische Verstärkung im Vordergrund, und gerade für klassische Konzertsäle ist die »gute Akustik« essenziell. Raumvolumen und Nachhallzeit In klassischen Konzertsälen sollen Raumform, Raumvolumen und Oberflächenbeschaffenheit eine hohe Durchmischung und Verschmelzung des Klangs und damit einen homogenen Orchesterklang bewirken. Dazu ist eine wesentlich längere Nachhallzeit notwendig als in einem Sprachraum. So sind in großen sinfonischen Konzertsälen Nachhallzeiten bei mittleren Frequenzen von 1,8 – 2,0 s vorteilhaft (im besetzten Zustand). Zu tiefen Frequenzen hin sollte die Nachhallzeit einen deutlichen Anstieg aufweisen (ca. das 1,3 – 1,5-Fache der Nachhallzeit bei mittleren Frequenzen). Überlange Nachhallzeiten sind zu vermeiden, da diese zu einem diffusen und undifferenzierten Klangbild führen. Ideale Raumvolumina für große Sinfoniekonzertsäle liegen etwa zwischen 15 000 und 20 000 m3. Große Orchesterbesetzungen, wie sie mit Beginn der Romantik üblich wurden (Dvoˇrák, Tschaikowsky,

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Bruckner, Mahler usw.), können sich dann klanglich sehr gut entfalten. Letztlich überrascht dies nicht, schließlich wurden diese Werke für Säle solcher Größe geschrieben. Ein Raumvolumen von mehr als etwa 25 000 m3 hingegen ist bereits für viele Orchesterbesetzungen schwierig zu beherrschen, insbesondere was die Klangfülle und Lautstärke angeht. Um die gewünschten Nachhallzeiten erreichen zu können, ist eine Volumenkennzahl von etwa 10 – 12 m3 pro Person eine wichtige Voraussetzung. Raumformen Bestens bewährt hat sich bei großen Sinfoniekonzertsälen der Rechteckraum, wie man ihn bei vielen – akustisch anerkannt guten – historischen Sälen findet. Bei Raumbreiten zwischen idealerweise etwa 19 bis 22 m, in Ausnahmen auch etwas mehr, führt diese Geometrie zu einer Versorgung des Publikums mit energiereichen frühen Seitenwandreflexionen, die für ein räumliches Klangbild sorgen. Eine hohe Räumlichkeit erzeugt beim Zuhörer das Gefühl, »vom Klang umhüllt« zu sein, und vergrößert subjektiv die Schallquelle. Gerade in den letzten Jahrzehnten hat die Räumlichkeit für die Beurteilung der akustischen Qualität in Konzertsälen an Bedeutung gewonnen. Der Deckenverlauf ist weitgehend horizontal, jedoch sind auch andere Gestaltungen möglich. Maßgeblich ist der Transport von Schallenergie zum Zuhörer im Zeitbereich bis 80 ms nach dem Direktschall, um die Klarheit des Klangbildes zu erhöhen. Dies lässt sich besonders gut durch Reflexionen an der Saaldecke erreichen, da deren Schallwege das Publikum nicht streifen und somit nicht absorbiert und geschwächt werden. Bewährt sind klassische Kassettendecken oder Decken mit geschwungenen Elementen.

Klangräume Konzertsäle für klassische Musik

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Musikvereinssaal, Wien, 1870, Theophil Ritter von Hansen Der Große Musikvereinssaal in Wien gilt unbestritten als einer der besten Konzertsäle der Welt. a Längsschnitt b Grundriss Parkett c Innenansicht Berliner Philharmonie, 1963, Hans Scharoun In der Berliner Philharmonie verbinden sich herausragende Architektur und erfolgreiches akustisches Design. a Innenansicht b Grundriss c Längsschnitt

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Diese lenken einen Teil der Schallenergie zu den Zuhörern, während ein übriger Teil diffus in andere Raumrichtungen reflektiert wird und dem Raum so zur Nachhallbildung erhalten bleibt. Beispiele für solche Rechtecksäle sind der Musikvereinssaal in Wien (Abb. 1) und der große Saal im Concertgebouw in Amsterdam, die beide Ende des 19. Jahrhunderts errichtet wurden und zu den besten Konzertsälen der Welt gerechnet werden. Die Raumhöhe um etwa 17 m und eine Entfernung zu den hinteren Reihen ab Podiumsvorderkante von etwa 40 m sorgen für das nötige Raumvolumen. Auch neue Säle folgen vielfach dieser bewährten »Schuhschachtelform«, wie zum Beispiel der Konzertsaal im Kultur- und Kongresszentrum Luzern oder die Philharmonie Essen, die am Ende des Kapitels vorgestellt wird. Für einen ganz anderen Raumgedanken steht die Berliner Philharmonie, die nicht nur für ihre Architektur, sondern auch für ihre herausragende Akustik weltbekannt ist (Abb. 2). Hier wird das Orchester auch räumlich mehr in den Mittelpunkt gerückt. Die einzelnen Publikumsblöcke werden durch schallreflektierende Wandscheiben gegliedert, die so orientiert sind, dass sie eine gute Versorgung der Zuhörer mit frühen Seitenwandreflexionen gewährleisten. Gegenüber Rechtecksälen bietet eine Raumform nach dem Vorbild der Berliner Philharmonie den Vorteil, dass durch die vergleichsweise zentrale Anordnung des Podiums das Publikum im Mittel näher an das Orchester heranrückt und sich auf Zuhörerpositionen neben oder hinter dem Orchester neue klangliche und optische Perspektiven eröffnen. Für viele Konzertbesucher ist die räumliche Nähe zu den Musikern ein ganz besonderes Erlebnis. Auch umgekehrt wird vielfach von Diri-

genten und Musikern der geringe Abstand zum Publikum geschätzt und die Intimität als positiv empfunden. In der Berliner Philharmonie sitzt trotz der etwa 2200 Plätze kein Zuhörer weiter als 30 m vom Podium entfernt. Auch in Sälen, in denen sich an ein nicht zu breites Parkett seitlich zurückversetzte Ränge anschließen, können Zuhörer höchste akustische Qualität genießen. Vorbilder sind hier das Neue Gewandhaus in Leipzig oder auch der Konzertsaal im Megaro Mousikis in Athen (S. 92, Abb. 1). Diese Beispiele zeigen, dass es im Konzertsaalbau grundlegend verschiedene Raumkonzepte gibt, die akustisch erfolgreich sein können. Prinzipiell sind »freiere« Raumformen akustisch schwieriger zu beherrschen als der Rechtecksaal. Gelingt es jedoch in einer konstruktiven Zusammenarbeit von

Architekt und Fachplaner, die akustischen Belange auch gestalterisch überzeugend umzusetzen, so können sehr gute und architektonisch reizvolle Konzertsäle entstehen. Dies soll nicht dahingehend missverstanden werden, dass jede Raumform einen herausragenden Konzertsaal hervorbringen kann. So sind Säle mit kreisförmigen oder elliptischen Grundrissen, kugelförmiger Kubatur oder mit Kuppeldächern akustisch kritisch bis ungeeignet. Publikumsanordnung Zur Verbesserung der Sichtbeziehungen und damit auch der Direktschallverbindung ist ein Anstieg der Zuhörersitzreihen von Vorteil. Während im Theater für optimale Sichtverhältnisse gerne ein relativ steiler Anstieg gewählt wird, wird im Konzertsaal ein etwas flacherer Anstieg bevorzugt, unter anderem, um das Raumvo-

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Klangräume Konzertsäle für klassische Musik

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lumen nicht unnötig zu mindern. Das Publikum im Konzertsaal ist maßgeblich für die Schallabsorption und damit – bei vorgegebenen Volumina – für die letztlich erreichbare Nachhallzeit verantwortlich. Dabei gilt: Die Schallabsorption von Personen ist umso geringer, je enger die Sitzreihenabstände und Sitzplatzbreiten sind. In neuen Konzertsälen üblich sind Reihenabstände von 0,95 m und Sitzplatzbreiten von 0,55 m, in historischen Sälen sind die Reihenabstände deutlich kleiner. Besonders hoch ist die Schallabsorption bei kleinteiligen Sitzblöcken, da von Personen, die am Gang sitzen, eine größere absorbierende Oberfläche dem Schall exponiert ist. Dies sollte vermieden werden. Materialitäten Abgesehen von der Bestuhlung sind alle anderen Oberflächen in einem klassischen Konzertsaal im Allgemeinen schallreflektierend. Dies erfordert geschlossene Oberflächen mit hohem Flächengewicht, um auch bei tiefen Frequenzen eine gute Schallreflexionswirkung zu erreichen. Flächengewichte für Wandverkleidungen und abgehängte Decken liegen häufig in der Größenordnung von 30 – 50 kg/m2 (ohne Unterkonstruktion). Grundsätzlich können zahlreiche schallreflektierende Materialien verwendet werden.

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Megaro Mousikis, Athen, 1992, Scroubelos et al. Der Konzertsaal im Herzen Athens verfügt nicht zuletzt dank reduzierter Breite im Parkett und plastisch aufgelöster Wand- und Deckenformen über eine hervorragende Akustik. Besonderheit: Durch ausgeklügelte Bühnentechnik lässt sich der Saal verwandeln und bietet alle Nutzungsmöglichkeiten von Kongressen, Ballett bis zur Aufführung szenischer Opern, ohne dass die Akustik bei der klassischen Konzertsaalnutzung leidet. a Verwandlung in Opernsaal, Blick von der Bühne b Verwandlung in Opernsaal, Blick vom Zuschauerraum c Saal mit Konzertpodium und Orgel c

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Die häufig geäußerte Meinung, dass nur Konzertsäle in Holzbau gut klingen können, gehört in das Reich der Legenden. So bestehen beispielsweise im Großen Musikvereinssaal in Wien gerade einmal 15 % der Wand- und Deckenverkleidungen aus Holz, der Großteil ist in Putz ausgeführt (S. 90, Abb. 1). Neben Holz und Stein sind zum Beispiel auch Gipskarton oder Sichtbeton gut geeignet. Bedenklich sind allerdings Materialien, die geringe innere Dämpfungen aufweisen wie Stahlbleche oder Gipspaneele, da diese zu unerwünschtem frequenzselektivem Nachklingen angeregt werden können. Zudem soll die subjektive Wirkung von Materialien und Farben auf die Künstler nicht außer Acht gelassen werden. Führen kalt wirkende Materialien oder Oberflächen bei den Musikern zu Unbehagen, so kann sich das durchaus auf den Klang auswirken.

Bestuhlung Im Allgemeinen sollen die akustischen Eigenschaften im leeren oder schwach besetzten Saal nicht zu stark vom voll besetzten Raum abweichen. Dies bedeutet, dass der Stuhl im unbesetzten Zustand den Schall ähnlich gut absorbieren muss wie zusammen mit der darauf sitzenden Person. Bei Stuhldesign, Polsterung und Bezügen müssen also auch akustische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Bei hochklappbaren Sitzflächen wird zudem die Unterseite absorbierend gestaltet. Zur Vermeidung unnötiger Absorption sollten die Stuhloberflächen, die nicht von der sitzenden Person abgedeckt werden, schallreflektierend sein, also zum Beispiel aus Sperrholz bestehen. Hierzu zählt insbesondere die Rückseite der Rückenlehne. Auch soll die gepolsterte Rückenlehne keinesfalls über Schulterhöhe herausragen.

Klangräume Konzertsäle für klassische Musik

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Podiumsakustik Die akustischen Verhältnisse auf dem Podium, also der Spielfläche des Orchesters, werden heutzutage ebenfalls mit großer Sorgfalt geplant. Die Umgrenzungsflächen sollen in erster Linie eine ausgewogene Reflexionsverteilung für das Orchester liefern und so das gegenseitige Hören der Musiker unterstützen. Ab Deckenhöhen über dem Podium von ungefähr 15 m werden heutzutage oftmals reflektierende Segel (Einzelelemente oder ein großes Element) eingesetzt. Diese hängen typischerweise in einer Höhe von 8 – 12 m und können, so sie verstellbar sind, der jeweiligen Orchesteraufstellung angepasst werden. Die Abmessungen und die Topografien von Orchesterpodien in unterschiedlichen Sälen weichen zuweilen deutlich voneinander ab, obwohl die Nutzungen ähnlich sind. Neben der spezifischen geometrischen Situation des Raums spielen auch Gewohnheiten und Erfahrungen des heimischen Orchesters eine Rolle. Ist das Podium zu groß, so hat zwar jeder Musiker mehr »Entfaltungsfreiheit« und die subjektiv empfundene Lautstärkebelastung ist reduziert, jedoch wird dann auch das Zusammenspiel schwieriger, und die Klangbalance kann darunter leiden. In der Regel sollte bei heutigen Planungen für große Sinfonieorchester die Podiumsbreite circa 18 m bis maximal 20 m und die Podiumstiefe etwa 12 – 13 m betragen. Hinzu kommen in der Tiefe etwa 6 – 8 m für Chorplätze, die gegebenenfalls auch für Publikum zugänglich sein können. Üblicherweise liegt das Podium (vorderer Bereich) 0,9 – 1 m über dem Niveau der ersten Sitzreihe. Heutzutage werden nach dem Vorbild des Podiums in der Berliner Philharmonie zumeist Podienanordnungen favorisiert,

bei denen das Orchester halbkreisförmig um den Dirigenten sitzt. Zudem wird die Höhenstaffelung variabel gestaltet, was im einfachsten Fall mittels mobiler Podien oder aufwendiger mit mechanisch angetriebenen Hubpodien erfolgt. Durch diese Stufung wird auch die Schallabstrahlung unterschiedlicher Instrumentengruppen in den Saal differenziert unterstützt, was die Ausgewogenheit des Klangs positiv beeinflusst.

sprecher so erfolgen, dass eine korrekte akustische Lokalisation der Quelle möglich ist.

Erweitertes Nutzungsspektrum und Beschallungssysteme Oft werden Konzertsäle, die für unverstärkte klassische Musik ausgelegt sind, schon alleine aus wirtschaftlichen Gründen auch anderweitig genutzt. Das Nutzungsspektrum reicht hier von Popmusik und Showveranstaltungen bis hin zu Hauptversammlungen und Konferenzen. Dies erfordert eine auf die jeweilige Nutzung ausgelegte elektroakustische Beschallung mit Lautsprechern, die aus Gestaltungsgründen häufig am liebsten versteckt werden sollen. Nun sind aber die akustischen Bedingungen in einem klassischen Konzertsaal alles andere als ideal für diese Nutzungen, da die auf Schallreflexion optimierten Raumbegrenzungsflächen in einem klassischen Konzertsaal zwangsläufig auch den von den Lautsprechern abgestrahlten Schall reflektieren. Dies führt zu einem diffusen, unpräzisen Klangbild. Bei langen Nachhallzeiten im tiefen Frequenzbereich klingen gerade die bei der Popmusik wichtigen Bässe »mulmig«. Eine befriedigende Lösung kann nur mittels hochwertigster Beschallungssysteme erzielt werden, bei denen Lautsprechersysteme mit präziser Richtwirkung verwendet werden, die den Schall auf das Publikum richten und den Saal so wenig wie möglich anregen. Unter akustischen Gesichtspunkten soll darüber hinaus die Anordnung der Laut-

Kammermusiksäle Nicht selten werden Kammerkonzertsäle in Ergänzung zu einem großen Sinfoniekonzertsaal geplant. Hier treten Solisten, Kammermusikensembles, aber auch kleinere Orchester auf. In Kammermusiksälen spielen die Klarheit, Intimität des Klangbildes und Durchhörbarkeit einzelner Stimmen beziehungsweise Instrumente eine größere Rolle, während die akustische Räumlichkeit im Vergleich zu großen sinfonischen Konzertsälen etwas in den Hintergrund rückt.

Aus den genannten Gründen ist es sinnvoll, sich bereits im Rahmen der Entwurfsplanung gedanklich mit den gestalterischen Auswirkungen einer hochwertigen Beschallung auseinanderzusetzen und diese in das architektonische Konzept zu integrieren.

Um die gewünschte Durchsichtigkeit bei gleichzeitiger Klangdurchmischung zu erzielen, sind kürzere Nachhallzeiten im Bereich von 1,3 – 1,6 s günstig. Diese können mit Volumenkennzahlen von 7–10 m3 pro Person erreicht werden. Typische Sitzplatzkapazitäten liegen in der Größenordnung von 200 bis 800 Plätzen, was zu maximalen Raumvolumina von etwa 8000 m3 führt. Ansonsten gelten durchaus ähnliche Gestaltungskriterien wie für große Sinfoniekonzertsäle.

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Franz-Liszt-Konzertsaal, Raiding, 2006, Atelier Kempe Thill Ein ganz in Holz gehaltener Konzertsaal für 600 Zuhörer. Ein ausreichendes Raumvolumen und die kaum zu erkennende konvexe Krümmung der schweren kassettierten Wand- und Deckenverkleidungen verleihen dem Saal seine hervorragende Akustik für Kammermusik, Klavierkonzerte und kleinere Orchesterwerke.

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Klangräume Musiktheater und Opernhäuser

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Musiktheater und Opernhäuser In Bezug auf die Raumakustik sind im Opernhaus die Verhältnisse nochmals komplexer als im Konzertsaal. Schließlich werden hier zwei Aufführungsformen miteinander vereint. Neben der guten Verständlichkeit der Sänger und Solisten stehen eine gute Durchmischung des Orchesterklangs sowie eine ausgewogene Balance zwischen Orchesterklang und Sängern im Vordergrund.

Abgesehen vom Prinzregententheater in München fand die Gestaltung des Bayreuther Festspielhauses keine Nachahmung. Jedoch war es ein Impuls für neue Opernhäuser mit einer »demokratischeren« Anordnung der Sitzplätze. Beispiele für solche Raumformen sind die Deutsche Oper in Berlin, die Opéra de la Bastille in Paris oder das zum Mozartjahr fertiggestellte Kleine Haus für Mozart (Abb. 2).

Historische Grundform des Opernhauses ist zweifelsohne das »Hufeisen«. Im 18. Jahrhundert verbreiteten sich, ausgehend von Italien, die hufeisenförmigen Mehrrangtheater mit Logen für die höfische Gesellschaft über ganz Europa. Die Form ist vermutlich auf Veranstaltungen in Schlosshöfen oder innerstädtischen Plätzen zurückzuführen, bei denen die Aufführungen auch aus den Fenstern der angrenzenden Gebäude verfolgt wurden. Neben der gewünschten ständischen Trennung boten die Rangtheater zudem die Möglichkeit, nicht nur das Geschehen auf der Bühne zu verfolgen, sondern auch die Gäste zu beobachten. Im Laufe der Zeit wurde bei neueren Opernhäusern die Anzahl der Logen vermindert oder diese ganz abgeschafft, und es entstanden Theater mit durchlaufenden Rängen, die aber nach wie vor die Hufeisen- oder ähnliche Grundformen aufwiesen. Beispiele hierfür sind das Nationaltheater München oder die Semperoper in Dresden.

Raumvolumen und Nachhallzeit Die Nachhallzeiten von berühmten Opernhäusern liegen bei mittleren Frequenzen zwischen 1,1 s (Mailänder Scala) und 1,8 s (Nationaltheater München). Heutzutage geht die Tendenz in Richtung längerer Nachhallzeiten (1,5 – 1,8 s).

Mit dem Festspielhaus in Bayreuth, welches Wagner für seine Werke errichten ließ, begann im 19. Jahrhundert eine neue Entwicklung im Opernbau. In diesem Haus sind alle Zuschauer auf das Geschehen auf der Bühne ausgerichtet. Der extrem tiefe Orchestergraben und die seitlichen Wandvertiefungen und Säulen sollten den besonderen mystischen Klang der Wagneropern hervorheben. 94

Dies verdeutlicht, dass Zeitgeist und historische Entwicklung von Musik und Theater sowie die Schaffung neuer Darbietungsformen ebenfalls Einfluss darauf haben, wie die Akustik eines Veranstaltungsraums beurteilt wird. So wurde bei Opernhäusern in den vergangenen Jahrhunderten größerer Wert auf die Verständlichkeit der Sprache gelegt, da größtenteils neue und unbekannte Werke aufgeführt wurden. Heutzutage hingegen wird in der Oper eine größere Klangverschmelzung von Gesang und Musik bevorzugt, womit eine etwas verringerte Sprachverständlichkeit einhergeht. Akustisch kann als typisches Raumvolumen eine Größe von unter 15 000 m3 (ohne Bühne) sowie eine Sitzplatzanzahl von unter 2000 Plätzen genannt werden. Es gibt auch noch weit größere Häuser, wie die Opéra de la Bastille in Paris oder die Metropolitan Opera in New York, die aufgrund ihrer Größe und trotz akustisch bestmöglicher Gestaltung eigentlich nur von den stimmgewaltigsten Künstlern bespielt werden können.

Raumform und Deckengestaltung Bei den bereits genannten Raumformen ist es aus akustischer Sicht wünschenswert, dass die Schallübertragung von der Bühne und aus dem Orchestergraben zu den Zuschauern durch frühe Reflexionen unterstützt wird. Dies erfordert unter anderem Grundrisse, die im vorderen Raumdrittel nicht zu stark aufspreizen (Größenordnung 15 °). Bei Räumen mit konkavem Grundriss (Hufeisen, Kreisausschnitt etc.) treten auch in historischen und für die Akustik gerühmten Vorbildern zuweilen Schallfokussierungen an einzelnen Platzbereichen auf. Eine Oberflächengliederung der Rangbrüstungen und Wände wirkt sich hier positiv aus. Eine Unterteilung der Ränge in Logen hat bei diesen Raumformen den Vorteil, dass der Schall nicht durch Mehrfachreflexionen an der gekrümmten Wand entlangwandert (Flüstergalerieeffekt). Eine besondere Bedeutung im Opernhaus hat die Deckengestaltung. Die Deckenreflexionen tragen zu einer hohen Verständlichkeit, Deutlichkeit und Klarheit sowohl der Sänger als auch des Orches-

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Wiederaufbau, Opera La Fenice, Venedig, 2003, Aldo Rossi Nach einem vernichtenden Brand im Jahre 1996 erstrahlte das La Fenice acht Jahre später in neuem Glanz und brillanter Akustik für bis zu 1000 Zuhörer. a Blick in den Zuschauerraum b Bühne mit großer Orchestermuschel für konzertante Veranstaltungen Kleines Haus für Mozart, Salzburg, 2006, Holzbauer & Irresberger und Hermann & Valentiny Am Ort des ehemaligen Kleinen Festspielhauses ist ein Saal für 1600 Personen entstanden. Der neue Zuschauerraum konnte nur geringfügig verbreitert werden; er wurde verkürzt und konnte sich nur in die Höhe entwickeln. Dies bescherte Mozart ein spätes Glück in Salzburg: ein kompaktes Haus, das durch seine idealen Raumabmessungen die Musik unterstützt und zu einem durchsichtigen Klang führt.

Klangräume Musiktheater und Opernhäuser

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Das Verhältnis von Ranghöhe h zu Rangtiefe l sollte im Opernhaus maximal 1:2 betragen; der Öffnungswinkel θ sollte mindestens 25° betragen. Nationaloper Helsinki, 2007, HKP Architects Strahlengeometrische Untersuchung für die Umbaumaßnahmen. Die Proszeniumsdecke wird so gestaltet, dass ein Großteil der Schallenergie zurück in den Orchestergraben reflektiert wird. a Zuschauerraum b Proszenium / Orchestergraben c Bühne

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terklangs bei. Hierzu sollte auf allen Plätzen eine gute Versorgung mit Deckenreflexionen gewährleistet sein, die Laufzeiten bezogen auf den Direktschall von weniger als 80 ms aufweisen. Solche energiereichen frühen Deckenreflexionen sind in vielen Häusern dafür verantwortlich, dass in den zentralen Rängen das akustische Geschehen näher erscheint, als es der optische Eindruck erwarten lässt. So gehören diese Plätze vielfach zu den akustisch besten. Bei der Deckengestaltung muss man sich immer mit den konkurrierenden Anforderungen zwischen natürlicher Akustik und szenischer Beleuchtung auseinandersetzen. Letztere verlangt Beleuchterbrücken an den Stellen, die für die akustische Reflexionsversorgung besonders wichtig sind. Durch eine geeignete und abgestimmte Deckengestaltung lassen sich hier meist gute Lösungen finden. Alternativ ist es bei moderneren Häusern mit gestalterisch zurückgenommener Decke möglich, die Beleuchterbrücken frei in den Raum zu hängen und so weit es geht schalltransparent oder mit untergehängten Schallreflektoren auszubilden – akustisch eine sehr gute Lösung, wie zum Beispiel das Festspielhaus in BadenBaden zeigt. Sichtbeziehungen Um Bewegungen und Gesten der Künstler noch erkennen zu können, sollte der Abstand von der letzten Sitzreihe zur Bühne maximal etwa 30 – 35 m betragen. Gute Sichtbedingungen und gute akustische Bedingungen hängen unmittelbar zusammen, insbesondere was die Direktschallversorgung durch die Gesangssolisten betrifft. Der aus dem Orchestergraben abgestrahlte Orchesterklang kann allerdings

auch beeindruckend gut an sogenannten Partiturplätzen klingen, die insbesondere bei den klassischen hufeisenförmigen Rangtheatern häufig kaum eine direkte Sicht auf die Bühne aufweisen, die jedoch meist von energiereichen Deckenreflexionen aus dem Orchestergraben erreicht werden. Ränge und Logen In Logen und unter Rängen herrschen andere akustische Verhältnisse vor als im Parkett. Einflussgrößen sind hier die Form und Tiefe der Logen sowie die Materialität. Um in Musiktheatern mit ausladenden Rängen dafür zu sorgen, dass die Zuhörerplätze unterhalb der Ränge eine möglichst gleichwertige akustische Qualität bieten, soll die Rangüberdeckung im Verhältnis zur Öffnung nicht zu groß sein (Abb. 3). Materialitäten In der Regel vermeidet man auch in Opernhäusern großflächige schallabsorbierende Flächen zugunsten eines längeren Nachhalls und einer hohen Brillanz des Klangs. Meist wird die erforderliche Raumbedämpfung bereits durch das Publikum beziehungsweise die schallabsorbierend ausgebildete Bestuhlung erreicht. Hier gelten die gleichen akustischen Gestaltungsprinzipien wie bei der Bestuhlung im Sinfoniekonzertsaal.

flektiert wird, um den akustischen Kontakt der Musiker untereinander zu verbessern. Gleichzeitig soll das Proszenium die Schallübertragung von der Bühne in den Zuschauerraum unterstützen. Dies begünstigt die Balance zwischen Orchester und Sänger. Auch im Bereich des Proszeniums ist eine sorgfältige Abstimmung zwischen Bühnenbeleuchtung, Akustik und Architektur erforderlich, wenn man gute Ergebnisse erzielen will (Abb. 4). Orchestergraben Im Opernhaus spielt das Orchester aus einem Orchestergraben heraus, um eine freie Sicht auf die Bühne zu ermöglichen. Auch trägt die Abschattung zu einem ausgewogeneren Klang bei. Die Größe des Orchestergrabens hängt von der maximalen Besetzung ab. Im Mittel beträgt der erforderliche Platzbedarf je Musiker etwa 1,5 m2. Typische Größen liegen zwischen 90 –130 m2, das Verhältnis von Länge zu Breite liegt in

Proszenium Das Proszenium, also der Vorbühnenbereich, der Saal und Bühnenhaus voneinander trennt, ist akustisch besonders empfindlich, da er Reflexionsflächen in der Nähe der Quellen darstellt. Proszeniumsdecken und -wände müssen so gestaltet werden, dass der Orchesterklang auch in den Graben zurückre-

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Klangräume Sprechtheater

einer Größenordnung von 1:2 – 2,5, zum Beispiel 7 m ≈ 16 m. In der Regel wird ein Teil des Orchestergrabens von der Bühne überdeckt, um den Abstand zwischen Bühne und Zuschauern zu verringern. Auch kann so im Saal einer Dominanz lauterer Instrumentengruppen, die unter dem Überhang sitzen, entgegengewirkt werden. Da die Musiker unter dem Überhang aber einem noch höheren Schallpegel als im offenen Graben ausgesetzt sind und die Dämpfung einzelner Instrumentengruppen abhängig vom aufgeführten Werk auch ungünstig sein kann, sollte der Überhang maximal etwa ein Viertel bis ein Drittel der Grabenöffnung betragen. Zudem werden Oberflächen im Bereich des Überhangs und an der Rückwand akustisch behandelt. In neueren Opernhäusern wird die Tiefe des Orchestergrabens im Allgemeinen variabel gestaltet, um den klanglichen Anforderungen von Werken aus unterschiedlichen Musikepochen gerecht zu werden. So wird etwa für Barockopern eine geringe Grabentiefe eingestellt, mit der die Durchhörbarkeit verbessert wird. Spätromantische Opernwerke hingegen, bei denen die Verschmelzung der Instrumentenklänge und eine dynamische Bevorzugung der Sänger wichtig sind, werden bei tiefer Grabenposition gespielt. Bühne Die Gestaltung des Bühnenbildes entzieht sich der architektonischen Planung. Sorgt aber der Bühnenbildner dafür, dass das Bühnenbild so weit wie möglich reflektierend gestaltet wird (Sperrholz statt Textil), so kann die akustische Übertragungsqualität von der Bühne in den Zuschauerraum verbessert werden. Konzertnutzung Häufig werden Opernhäuser auch zur 96

Aufführung klassischer Konzerte genutzt. Zu diesem Zweck wird im Bühnenhaus eine sogenannte Orchestermuschel aufgebaut, die sowohl der Verbesserung des akustischen Kontaktes der Musiker untereinander als auch der Übertragung des Orchesterklangs in den Zuschauerraum dient. Neben akustischen Aspekten spielen bei solchen Orchesterumschließungen die Handhabbarkeit und der Platzbedarf bei der Lagerung im Theaterbetrieb eine wichtige Rolle. Beschallung und Effektanlagen Mittlerweile hat die Elektroakustik mehr und mehr Einzug ins Opernhaus gehalten, insbesondere in Form von SurroundEffektanlagen, die richtungsbezogene beziehungsweise sich im Raum bewegende Klangeffekte ermöglichen. Hierdurch kann der künstlerische Spielraum bei der Komposition und Inszenierung neuer Stücke weiter ausgedehnt werden. Die erforderlichen zahlreichen Lautsprecher lassen sich in der Regel gestalterisch verträglich in die Wandverkleidungen integrieren. Nicht selten wird zudem der akustische Kontakt zwischen Bühne und Orchestergraben mittels eigens dafür vorgesehener Lautsprechersysteme unterstützt, die im Bereich der Bühnenrampe beziehungsweise im Bühnenhaus montiert sind. Diese dienen keineswegs der Verstärkung für die Zuhörer, sondern unterstützen ausschließlich den Kontakt zwischen den Künstlern auf der Bühne und im Graben, was Intonation und Zusammenspiel erleichtert. Musical- und Showtheater Im Musicaltheater und im Showbereich werden Sänger und Orchester immer elektroakustisch gestützt beziehungsweise verstärkt, sodass die natürliche akustische Qualität des Raumes einen

geringeren Stellenwert einnimmt als im Opernhaus. Ungeachtet dessen ist es sinnvoll, die wesentlichen akustischen Gestaltungselemente eines Opernhauses (Proszenium, reflektierende Decke) auch im Musicaltheater zu beherzigen. Abweichungen sind kürzere Nachhallzeiten um 1,0 – 1,3 s, für die insbesondere die Rückwandflächen, gegebenenfalls auch Teile der Seitenwände absorbierend gestaltet werden. Vor allem bei großen Häusern und den angestrebten kurzen Nachhallzeiten ist in Bezug auf Einzelreflexionen Vorsicht geboten. Aufgrund der großen Laufwege und der fehlenden Verdeckung durch Nachhall kann es hier leicht zu störenden Echos kommen. Sprechtheater In Schauspielhäusern und Sprechtheatern ist die wichtigste akustische Anforderung das Erreichen einer hohen Sprachverständlichkeit. Dies erfordert einerseits eine angemessene Raumbedämpfung beziehungsweise Nachhallzeit, andererseits Reflexionsflächen zur Stützung der Sprachlautstärke. Nachhallzeiten Je nach Raumvolumen ist eine Nachhallzeit bei mittleren Frequenzen von 0,8 s bis 1,2 s günstig. Ein Anstieg der Nachhallzeit zu tiefen Frequenzen hin, der bei Musikräumen durchaus gewünscht ist, sollte bei Sprechtheatern vermieden beziehungsweise auf ein geringes Maß beschränkt werden. Raumvolumen Die Volumenkennzahl sollte bei etwa 4 – 6 m3 pro Person liegen. Das Raumvolumen des Zuschauerraums soll bei reinem Sprechtheater ohne elektroakustische Verstärkung einen Wert von 5000 m3 nicht überschreiten. Bei deutlich größeren

Klangräume Stadttheater, Stadthallen, Gemeinde- und Pfarrsäle

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Raumvolumina können Schauspieler ohne elektroakustische Verstärkung kaum die erforderliche Sprachenergie aufbringen, um den gesamten Saal mit ihrer Stimme zu füllen. Raumform und Sitzplatzanordnung Bezüglich der Raumform ist unter akustischen Gesichtspunkten im Sprechtheater vieles möglich, solange nur die Deckenform ausreichend zur Reflexionsversorgung beiträgt und Schallfokussierungen, wie sie beispielsweise durch konkave Flächen entstehen können, vermieden werden. Seitenwandreflexionen, die im Konzertsaal außerordentlich wichtig und im Opernhaus ebenfalls von Bedeutung sind, spielen für die Sprachverständlichkeit nur eine untergeordnete Rolle. Somit sind im Sprechtheater grundsätzlich auch stark aufspreizende Raumformen möglich, solange gute Sichtbeziehungen erhalten bleiben. Die Entfernung von der Bühnenvorderkante zur letzten Sitzreihe soll 25 m nicht überschreiten, um das Minenspiel der Schauspieler noch beobachten zu können.

Bühnenhaus Die akustische Situation im Bühnenhaus beziehungsweise auf der Bühne selbst wird ähnlich wie im Opernhaus durch das meist sehr große Volumen des Bühnenhauses bestimmt. Dieses kann die Größenordnung des Volumens des Zuschauerraums erreichen oder sogar deutlich darüber liegen. Bühnenhäuser, in denen nicht ständig absorbierende Kulissen und Soffitten (über der Bühne als oberer Abschluss zum Saal aufgehängte Textilien) hängen, verfügen über einen beachtlichen Nachhall, der auch auf den Saal wirkt und dort der Sprachverständlichkeit abträglich ist. Aus diesem Grund erweist es sich als vorteilhaft, im Bühnenhaus fest eingebaute Absorptionsflächen vorzusehen, die eine Grundbedämpfung unabhängig von Dekorationen und Bühnenbild sicherstellen. Insbesondere die Unterseiten des Daches des Bühnenturmes und der Technikgalerien bieten sich für eine absorbierende Gestaltung an. Typisch sind schwarze Lochblechverkleidungen oder dunkel eingefärbte Holzwolle-Akustikplatten.

Verteilung absorbierender und reflektierender Flächen Frühe Schallreflexionen insbesondere von der Saaldecke sollen gefördert, energiereiche Reflexionen, die später als 50 ms nach dem Direktschall eintreffen, müssen vermieden werden. Vor diesem Hintergrund soll die Saaldecke zur Lenkung nützlicher Reflexionen reflektierend ausgebildet werden. Teile der Wandflächen und insbesondere Bereiche der Saalrückwand können in der Regel schallabsorbierend sein, um die notwendige Raumbedämpfung herzustellen sowie späte Schallrückwürfe zu vermeiden. Auch in Schauspielhäusern trägt eine gepolsterte Bestuhlung zusätzlich zur Reduzierung des Nachhalls bei Proben bei.

Experimentiertheater Neben dem klassischen Theater mit Guckkastenbühne suchen moderne Theaterformen die Nähe zum Publikum. Bewährt hat sich hier das Konzept der sogenannten Black Box, in der Podium und Zuschauerplätze flexibel je nach Inszenierung angeordnet werden können. Damit können beispielsweise Laufstegbühnen oder eine Arenaanordnung realisiert werden. Auch akustisch profitieren diese Räume von den vergleichbar geringen Entfernungen zwischen Schauspielern und Zuschauern. So kann der Direktschall alleine oftmals bereits für eine gute Sprachverständlichkeit sorgen. Speziell für Zuschauer im Rücken der Schauspieler sind aber zusätzliche Deckenreflexionen wichtig, wie sie durch eingehängte Reflektoren oder eine

Sanierung Kammerspiele, München, 2003, Gustav Peichl, Walter Achatz Von 2000 bis 2003 wurde das denkmalgeschützte Jugendstilgebäude umfassend saniert und restauriert.

reflektierende Decke erzeugt werden. Die übrigen Wand- und Deckenbereiche können schallabsorbierend verkleidet werden, um störenden Nachhall zu vermeiden. Elektroakustik Im Theater wird oftmals die elektroakustische Beschallung sowohl zur Verstärkung von Stimmen als auch für Effektbeschallung (z. B. Surround) eingesetzt. Die für eine gute Sprachverständlichkeit im Sprechtheater erforderliche relativ hohe Raumbedämpfung ist grundsätzlich auch günstig für eine elektroakustische Beschallungsanlage. Bei der Anordnung und Auswahl von Lautsprechern ist darauf zu achten, dass neben einer gleichmäßigen Versorgung der Zuhörer der erforderliche Richtungsbezug zur Lokalisation der Quelle (in der Regel ein oder mehrere Schauspieler auf der Bühne) hergestellt wird. Stadttheater, Stadthallen, Gemeindeund Pfarrsäle Während die bisher beschriebenen Saalarten im Wesentlichen für eine ganz bestimmte Nutzung akustisch optimal ausgelegt werden, werden Stadttheater, Stadthallen, Gemeinde- und Pfarrsäle, aber auch Schulaulen meist mit einem breit gefächerten Veranstaltungsprofil genutzt. Neben unterschiedlichen Arten von Sprach- und Musikveranstaltungen finden in solchen Räumen gleichermaßen Tagungen, Ausstellungen oder Festveranstaltungen statt. Somit findet man in diesen Mehrzweckräumen häufig je nach Nutzungsausrichtung akustische Gestaltungselemente aus den zuvor besprochenen Raumgruppen. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen besteht die Schwierigkeit darin, raumakustische Bedingungen zu formulieren, die für alle Nutzungen zu einem mehr oder minder befriedigenden akustischen Ergebnis führen. Wie im Folgen97

Klangräume Industriespielstätten

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den gezeigt, kann dies grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Hohe Raumbedämpfung Ein mögliches raumakustisches Konzept besteht darin, den Saal relativ stark zu bedämpfen. Es erfolgt dann im Wesentlichen eine Auslegung nach den Gestaltungskriterien für einen Sprachraum. Die hohe Raumbedämpfung bietet darüber hinaus gute akustische Voraussetzungen für Festveranstaltungen und für verstärkte Musik. Bei einer solchen Saalauslegung müssen allerdings für klassische Musik, die einen längeren Nachhall erfordert, deutliche akustische Qualitätseinbußen in Kauf genommen werden. Akustische Kompromisslösung Des Weiteren kann die akustische Auslegung als ein Kompromiss zwischen Sprache und Musik erfolgen. Die Raumbedämpfung wird dabei so gewählt, dass die Nachhallzeit in der Mitte zwischen der vergleichsweise kurzen Nachhallzeit für einen Sprachraum und der langen Nachhallzeit für klassische Musiknutzung liegt. Dieser Weg wird häufig beschritten, insbesondere bei Pfarrsälen, Gemeindesälen oder Stadthallen. Wird Wert auf gute Akustik auch für klassische Musiknutzungen gelegt, ist es essenziell, ein ausreichendes Raumvolumen von idealerweise mindestens etwa 7 m3 pro Person zu gewährleisten. Weiterhin ist zu bedenken, dass die Bestuhlung in solchen Räumen flexibel ist. Eine Leichtpolsterbestuhlung bringt akustische Vorteile, aber der Raum darf auch unbestuhlt nicht zu hallig sein. Akustische Variabilität Werden hohe akustische Ansprüche gleichermaßen an alle Nutzungen gestellt, so kann ein Saal akustisch variabel gestaltet werden. Die akustischen Verhältnisse lassen sich dann der jeweiligen Veranstal98

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tungsart anpassen. Erfolgt dies durch akustisch veränderliche Oberflächen, so ist auch hier ein ausreichendes Raumvolumen notwendig. Auf die Möglichkeiten der variablen Raumakustik wird weiter unten in einem separaten Abschnitt näher eingegangen. Bühne, Orchesterumschließung, Orchestergraben Stadttheater, Stadthallen bis hin zu kleineren Gemeindesälen verfügen häufig über eine Guckkastenbühne mit mehr oder minder aufwendigen bühnentechnischen Möglichkeiten. Auch akustisch sollte die Bühnensituation der Nutzung angepasst werden. Für klassische Konzerte sollte die Bühne von reflektierenden Flächen umgeben werden. Idealerweise formen reflektierende Decken- und auch Wandpaneele eine Orchestermuschel. Bei Vorträgen oder auch elektroakustisch verstärkten Konzerten hingegen ist eine höhere Bedämpfung zum Beispiel durch textile Aushänge zweckmäßig. Ist darüber hinaus ein Orchestergraben vorgesehen, so gelten die gleichen Gestaltungsrichtlinien für Graben und Proszenium wie für Opernhäuser. Der Boden des Orchestergrabens ist dabei meist auf Bühnen- und Parkettniveau verfahrbar. Abhängig von den vorgesehenen Nutzungen lassen sich individuelle, auf die Größe und das Budget des Bauvorhabens zugeschnittene Lösungen erarbeiten. Industriespielstätten In jüngerer Zeit werden zunehmend brachliegende Industrie- oder Messehallen dauerhaft oder temporär zu kulturellen Aufführungsstätten umgestaltet. Diese bieten ein besonders kreatives Umfeld sowie Aufführungsmöglichkeiten, die in konventionellen Musikräumen meist nicht gegeben sind.

Nun wurden solche Hallen baulich nie als Veranstaltungsgebäude konzipiert; allein die Größe solcher Räume führt vielfach zu anderen akustischen Fragestellungen als bei der Planung konventioneller Spielstätten. Vor diesem Hintergrund muss bei solchen Vorhaben früh geklärt werden, ob sich die vorhandenen räumlichen Gegebenheiten so anpassen lassen, dass ein Raum mit ausreichender Größe und günstigen Proportionen entsteht. Auch müssen Störgeräusche zum Beispiel durch Regen oder Flugzeugüberflüge ausreichend niedrig gehalten werden. Falls dies der Fall ist, lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand hochklassige Spielstätten verwirklichen, wie das Beispiel der Ausweichspielstätte für die Internationalen Musikfestwochen 1997

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Stadthalle Tuttlingen, 2002, Heckmann Kristel und Jung Architekten Optimierte Deckenform und Wandreflektoren sorgen für die natürliche Akustik. Zusätzlich bietet ein elektronisches Raumakustiksystem die Möglichkeit, die akustische Qualität des Raumes auf Knopfdruck anzupassen. Der Saal fasst 850 Sitzplätze und ist auf 1100 Plätze erweiterbar. Ein kleiner Saal (250 Plätze), Tagungs- und vier Seminarräume und eine kleine Open-Air-Bühne runden das Raumangebot des Hauses ab. Stadthalle Hausach, 2006, Lehman Architekten Eine ehemalige Turnhalle wurde zu einer Stadthalle mit 600 Plätzen. Die geschuppte Decke sorgt für frühe Reflexionen, die plastische Struktur der Wände wirkt Flatterechos entgegen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Halligkeit sind geringe Flächenbereiche im seitlichen Deckenbereich und die Rangbrüstung absorbierend gestaltet. Pfarrsaal Forstenried, 2001, Cornelius Tafel Der Pfarrsaal mit einer Grundfläche von etwa 160 m2 verfügt über eine Raumhöhe von über 6 m, die für das akustisch gute Raumvolumen sorgt. Die Deckenverkleidung ist reflektierend beziehungsweise im seitlichen und hinteren Bereich absorbierend hinterlegt. Auf diese Weise wird eine Überakustik vermieden, ohne den Raum zu stark zu bedämpfen. Hinter der roten mobilen Trennwand befindet sich eine kleine Bühne, die abgetrennt als separater Raum genutzt wird.

Klangräume Industriespielstätten

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LICHTREGIE

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d Konzertsaal Galerie Foyer Bar

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Garderobe Gäste Kassen Orchester Chor

in Luzern zeigt (Abb. 4). Als das neue Kultur- und Kongresszentrum noch im Bau war, wurde in einer großen Lagerhalle für vier Wochen ein Saal mit 1750 Plätzen eingerichtet, der annähernd über die Proportionen eines klassischen Rechtecksaals verfügte und den hochrangigen Orchestern und Solisten sehr gute akustische Bedingungen bot. Über die besondere Veranstaltungsatmosphäre hinaus bieten alte Industriehallen auch ungeahnte bühnentechnische Möglichkeiten, wie die Jahrhunderthalle Bochum zeigt, die als »Montagehalle für Kunst« immer wieder Schauplatz spektakulärer und hochklassiger Konzert- und Theaterveranstaltungen ist. Das gewaltige Raumvolumen wird mithilfe von variablen Schallreflektoren und einem elektronischen Raumakustiksystem beherrscht.

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Ausweichkonzertsaal Von-Moos-Stahlhalle, Emmenbrücke bei Luzern, Max Schmid Die Wände des temporären Saals wurden aus Schaltafeln geformt. a Blick vom Foyer b Innenansicht c Querschnitt mit eingestelltem Konzertsaal d Längsschnitt (Konzertsaal) Jahrhunderthalle Bochum, 2002, Petzinka Pink Architekten

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Klangräume Säle für Jazz- und Popmusik, Variable und virtuelle Raumakustik

Säle für Jazz- und Popmusik Obwohl auch Jazz- und Popmusik eine wichtige Rolle im kulturellen Leben spielen, finden derartige Konzerte häufig in einer dafür akustisch wenig geeigneten Umgebung statt. So werden vielfach klassische Konzertsäle, Sporthallen, ehemalige Industriehallen oder Zelte ohne weitere akustische Anpassung genutzt, was sich teils massiv in der Klangqualität niederschlägt. In den letzten Jahren wird jedoch zunehmend, auch von Betreibern, auf gute raumakustische Bedingungen geachtet. Das wichtigste Kriterium stellt eine ausreichende Raumbedämpfung dar. Dazu sollte die Nachhallzeit im Raum maximal 1,0 s betragen, wobei kürzere Nachhallzeiten noch günstiger sind. In großen Arenen sind Nachhallzeiten bis zu 1,8 s noch akzeptabel. Bei tiefen Frequenzen soll die Nachhallzeit nicht ansteigen, sondern am besten leicht abfallen. In der Regel sind großflächige schallabsorbierende Maßnahmen im Decken- und Wandbereich erforderlich, die über einen möglichst breiten Frequenzbereich wirken. Geeignet sind zum Beispiel Lochplatten aus Metall, Holz oder Gipskarton, die mit Schallabsorptionsmaterial hinterlegt angeordnet werden. Zur Absorption tiefer Frequenzen sind darüber hinaus spezielle Tiefenabsorber notwendig, die beispielsweise in Form von Plattenschwingern aufgebaut werden. Häufig ist in solchen Sälen keine oder zumindest keine feste Bestuhlung vorhanden, sodass diese bei der akustischen Auslegung nicht zur Schallabsorption mit herangezogen wird. Auf die mögliche Problematik einzelner reflektierender Flächen in stark bedämpften großen Räumen wurde bereits im Abschnitt Musicaltheater hingewiesen. Die elektroakustische Beschallungsanlage stellt ein wesentliches Element in einem 100

solchen Raum dar und muss optimal auf die Raumakustik abgestimmt sein. Eine absorbierende Gestaltung der Wandflächen im Bereich der Bühne ist von Vorteil, da dies die unerwünschte akustische Rückwirkung des Bühnenmonitorings auf den Saal reduziert. Unter Monitoring ist eine eigene Beschallung der Musiker auf der Bühne zu verstehen, die der akustischen Kontrolle des eigenen Spiels dient und die Koordination des Zusammenspiels verbessert. Variable und virtuelle Raumakustik Im Mehrspartentheater, in Multifunktionssälen, aber auch bei vielfältig genutzten Konzertsälen macht es in der Planung nicht selten Sinn, über Möglichkeiten einer akustischen Veränderlichkeit nachzudenken. Veränderliche Oberflächen Die raumakustischen Gegebenheiten lassen sich zum Beispiel anpassen, indem Oberflächen, vorzugsweise Wandflächen, akustisch verändert werden. Dies kann im einfachsten Fall bereits durch das Einhängen von Vorhängen vor einer schallreflektierenden Wand erfolgen oder durch motorbetriebene absorbierende Rollos. Auch können umklappbare Wandelemente Absorptionsflächen freigeben oder Absorber aus dem Deckenhohlraum ausgefahren werden. Um eine Wirkung zu erzielen, muss allerdings ein großer Anteil der Oberflächen akustisch variabel gestaltet werden, und zwar je nach Absorptionswirkung etwa 40 – 80 m2 je 1000 m3 Raumvolumen. Ganz entscheidend für den Erfolg variabler akustischer Maßnahmen ist die einfache Bedienung durch das technische Personal der späteren Nutzer. Hallkammern Für Konzertsäle wurden in der Vergangenheit auch Hallkammern zum Erreichen einer akustischen Flexibilität entworfen.

Dabei handelt es sich um Räume mit harten Wänden, die um den Saal herum angeordnet sind und über Tore an den Saal angekoppelt werden. Auf diese Weise wird das akustisch wirksame Volumen vergrößert, wodurch unter anderem die Nachhallzeit im Saal, zum Beispiel für Orgelkonzerte, verlängert werden kann. Die subjektive Wahrnehmbarkeit dieses Nachhalls kann allerdings durch die zeitliche und räumliche Struktur des entstehenden Schallfeldes eingeschränkt sein. Werden in die Hallkammern absorbierende Vorhänge gehängt, so lässt sich auch das Nachklingen reduzieren. Hallkammern wurden im Konzertsaal des Kultur- und Kongresszentrums Luzern (Abb. 1) umgesetzt. Das Gesamtvolumen der Hallkammern beträgt dort beachtliche 6000 m3, was der Größe eines ausgewachsenen Kammerkonzertsaals entspricht. Elektronische Raumakustik Eine andere Art der Variabilität stellt die elektroakustische Beeinflussung der Raumakustik dar. Diese kann gerade im Mehrspartentheater und im Multifunktionssälen sehr sinnvoll eingesetzt werden. Auch werden damit bestehende Räume mit raumakustischen Defiziten ertüchtigt. Es handelt sich um elektronische Raumakustiksysteme, die den natürlichen Schall im Raum aufgreifen, gewissermaßen an virtuell erzeugten Wänden reflektieren lassen und so den Nachhall und die Reflexionsstruktur abhängig von der Nutzung anpassen. Etwas technischer ausgedrückt werden die Schallsignale über Mikrofone aufgenommen, mithilfe von Signalprozessoren und ausgeklügelter Software verändert und über zahlreiche, im Raum gleichmäßig verteilte Lautsprecher wieder in den Saal eingespielt. Diverse Voreinstellungen ermöglichen es, verschiedene raumakustische Situationen »auf Knopfdruck« abzurufen.

Klangräume Schall- und Schwingungsschutz

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Mit heutigen Systemen lässt sich ein sehr natürlicher Klangeindruck erreichen, der auch anspruchsvolle Zuhörer und Musiker zufriedenstellt. Allerdings muss das Klangergebnis mit dem Raum harmonieren. Zu große akustische Veränderungen, zum Beispiel wenn aus einem kleinen Gemeindesaal akustisch eine Kathedrale gemacht wird, werden zwangsläufig als unnatürlich empfunden und sind daher nur als Kunsteffekt einsetzbar. Elektronische Raumakustiksysteme haben wenig mit der konventionellen Beschallung gemein und müssen zusätzlich und in Abstimmung mit der natürlichen Akustik geplant werden. Schall- und Schwingungsschutz Eines der wichtigsten Qualitätsattribute für Klangräume ist die Stille. Nur so wird erreicht, dass leise Pianissimi oder Textpassagen nicht im Grundgeräuschpegel untergehen. Bei akustisch anspruchsvollen Sälen sind maximale Störgeräuschpegel von 25 dB(A) durchaus üblich. Zudem werden Anforderungen an die spektrale Zusammensetzung des Störgeräuschpegels gestellt. Das Erreichen eines niedrigen Störgeräuschpegels erfordert eine sorgfältige Planung, die bereits bei der Standortwahl des Gebäudes und bei der Grundrissplanung mit der Anordnung der Räume beginnt und bis zur detaillierten Auslegung von Schallschutzmaßnahmen an Baukonstruktionen und haustechnischen Anlagen reicht. Außenlärmsituation und Standortwahl Bei der Suche nach einem geeigneten Standort für ein Veranstaltungsgebäude muss die Belastung durch Außenlärm untersucht werden, um notwendige Schallschutzmaßnahmen abschätzen und später dimensionieren zu können. Neben Straßen- oder Schienenlärm sind auch Einwirkungen anderer Geräuschquellen

Konzertsaal Kultur- und Kongresszentrum, Luzern, 1998, Jean Nouvel 1

zu betrachten, wie zum Beispiel Glockenläuten von Kirchen, Martinshorn oder gegebenenfalls tiefe Hubschrauberüberflüge nahe gelegener Krankenhäuser.

schwimmende Estriche oder gegebenenfalls alternativ weic federnde Textilbeläge notwendig, um störende Trittschallübertragungen zu verhindern.

Erschütterungen und sekundärer Luftschall Ein spezielles Thema stellen Erschütterungen durch Trassen für Bahn, Straßenbahn oder U-Bahn dar, so diese in der Nähe des Bauplatzes verlaufen. Der meist tieffrequente Störschall wird hierbei als Körperschall über das Fundament in das Gebäude eingespeist und dort als sogenannter sekundärer Luftschall abgestrahlt. Oft sind solche Schallübertragungen nur schwer in den Griff zu bekommen. Maßnahmen sind je nach Situation Raum-inRaum-Konstruktionen, die elastische Lagerung ganzer Gebäudeteile oder des Gleisbetts.

Saalbegrenzungswände müssen eine ausreichend hohe Luftschalldämmung aufweisen, die im Einzelfall definiert wird. Eine schwere Bauweise in Stahlbeton erweist sich häufig akustisch als vorteilhaft. Bei Neubauten stellen zuweilen schalltechnisch wirksame Gebäudetrennfugen eine sehr wirkungsvolle Maßnahme dar, um laute und empfindliche Gebäudebereiche voneinander zu trennen. Im Einzelfall kann auch eine vollständige Raum-inRaum-Bauweise erforderlich werden, bei welcher der Innenraum des Saals vom übrigen Baukörper schalltechnisch entkoppelt wird. Zugangstüren, die von lauteren Foyers in den Veranstaltungssaal führen, werden häufig als Schleusen ausgebildet. Im Bereich der Türen ist eine wirkungsvolle Trennung des Estrichs essenziell.

Grundrissplanung Laute Räume, wie zum Beispiel Technikzentralen, aber auch andere Veranstaltungssäle oder Probensäle sollten nach Möglichkeit nicht baulich direkt an einen Veranstaltungssaal angrenzen. Gleiches gilt für Aufzugsschächte, und auch Sanitärinstallationen sollten von der Wand eines Veranstaltungssaals ferngehalten werden. Schalltechnisch günstig ist die Anordnung von Wandelgängen und Foyerzonen um den Saal herum, die eine wirksame Pufferzone darstellen. Um den Saal gruppierte Räume schützen darüber hinaus wirkungsvoll gegenüber Außenlärm und ersparen zuweilen aufwendige Wandkonstruktionen. Baukonstruktionen Eine günstige Grundrissplanung alleine ist normalerweise nicht ausreichend, um den nötigen Schallschutz für einen Veranstaltungssaal herzustellen. Im Allgemeinen sind abgesehen von Technikbereichen im gesamten Gebäude

Regenprallgeräusche Ein spezielles Thema sind störende Geräusche durch Regen auf Dachkonstruktionen von Sälen oder Bühnenhäusern. Bei Leichtdachkonstruktionen müssen Maßnahmen zur Vermeidung der Entstehung oder Abstrahlung von Regenprallgeräuschen vorgesehen werden. Dies gelingt zum Beispiel durch die Ausführung eines zweischaligen Aufbaus, bei dem die beiden Schalen voneinander durch eine weiche Wärmedämmung körperschallentkoppelt werden. Das Aufspannen von feinmaschigen Netzen kann eine Minderung des Regenprallgeräusches erreichen. Jedoch sollte auch der Reinigungsaufwand abgeschätzt werden, der zum Beispiel durch heruntergefallenes Laub steigt.

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Klangräume Schalltechnische Verträglichkeit

Haustechnische Anlagen In hochwertig genutzten Klangräumen (insbesondere klassischen Konzertsälen, Opernhäusern und Schauspielhäusern für anspruchsvolles Theater) sollte der Geräuschpegel aus haustechnischen Anlagen in der Regel maximal 25 dB(A) betragen. Bei etwas niedrigerem Anspruch an den Grundgeräuschpegel, wie zum Beispiel in Musical- oder Varietétheatern, sind um bis zu circa 5 dB höhere Werte zulässig. Es ist meist sinnvoll, für die einzelnen Gewerke (Lüftung, Beleuchtung etc.) eine spezifische frequenzabhängige Anforderung festzulegen. Besonders niedrige Geräuschpegel lassen sich mit Quellluft- beziehungsweise Druckbodensystemen erzielen, bei welchen die Zuluft mit geringer Geschwindigkeit aus dem Boden eingeblasen und die Abluft über Öffnungen in der Decke abgesaugt wird. Ferner wird eine sorgfältige akustische Planung der Lüftungsanlagen und konstruktiver Maßnahmen erforderlich, wie eine körperschallisolierte Lagerung der Geräte, ausreichend große Lüftungsquerschnitte, die niedrige Luftgeschwindigkeiten und damit geringes Strömungsrauschen gewährleisten, sowie Schalldämpfer an den richtigen Stellen. Die Maßnahmen sollten früh in der Planung bedacht werden, da sich zum Beispiel durch Schalldämpfer ein erhöhter Platzbedarf ergibt. Bühnentechnik Szenisch eingesetzte Anlagen der Bühnentechnik und Beleuchtung können den oben genannten maximalen Geräuschpegel von 25 dB(A) auch bei modernster Technik nicht einhalten. Der szenische Einsatz dieser Anlagen erfolgt allerdings meist nur kurzzeitig und kann dramaturgisch so in der Inszenierung eingesetzt werden, dass zum Beispiel bei lauteren Passagen eines Stückes ein etwas höherer Geräuschpegel nicht auffällt. 102

Technisch gut realisierbare Geräuschpegel betragen bei Anlagen der Obermaschinerie etwa 35 dB(A). Bei Anlagen der Untermaschinerie, wie zum Beispiel Hubpodien, Drehscheiben, Personenversenkungen, müssen häufig um 5 – 10 dB höhere Geräuschpegel in Kauf genommen werden. Die maximal zulässigen Geräuschpegel aus bühnentechnischen Anlagen sollen vom akustischen Planer in Abstimmung mit dem Bühnenplaner definiert und für die Ausschreibung letztlich in das Bühnentechnik-Leistungsverzeichnis aufgenommen werden. Ein besonderes Ärgernis stellen Anlagen der szenischen Beleuchtung oder Projektionsanlagen dar, da diese häufig auch über eine längere Dauer in Betrieb sind. Mittlerweile haben Hersteller reagiert und liefern Schallpegelangaben zu ihren Geräten, sodass dies bei der Auswahl berücksichtigt werden kann. Auch die ganz normale Saalbeleuchtung kann akustische Probleme hervorrufen, wenn zum Beispiel Dimmeranlagen zu Brummgeräuschen führen, abkühlende Leuchtmittel deutlich hörbare Knackgeräusche verursachen oder Lampengitter durch den Orchesterklang zu hörbaren Vibrationen angeregt werden. Schalltechnische Verträglichkeit Bei der Planung von Veranstaltungsgebäuden ist es in der Regel erforderlich, die Auswirkungen auf die Nachbarschaft zu untersuchen (Kapitel »Schallschutz im Städtebau«, S. 39). Konflikte können auftreten, wenn die Schalldämmung der Gebäudehülle oder von Teilen davon (z. B. Glasfassade) gering ist und sich gleichzeitig eine schutzbedürftige Bebauung in unmittelbarer Nähe befindet. Durch eine schalltechnische Verträglichkeitsuntersuchung, die sämtliche Geräuschemissionen aus Veranstaltungsbetrieb, Anlieferung, haustechnischen Anlagen und Parkplatzverkehr erfasst, werden

Schallimmissionen ermittelt und bewertet. Bei Überschreitungen ist es erforderlich, bauliche Kompensationsmaßnahmen vorzusehen.

Ausführungbeispiel Klangräume

Oper in Hangzhou

Architekt: Akustikplaner: Baujahr:

Carlos Ott Architects, Montevideo Müller-BBM, Planegg 2005

In Hangzhou, der 6-Millionen-EinwohnerMetropole in China, etwa 200 km entfernt von Shanghai, wurde 2005 ein neues Kulturzentrum eröffnet, das über ein großes Opernhaus (1600 Plätze), einen Konzertsaal (600 Plätze) und einen Mehrzwecksaal (»Black Box« mit 400 Plätzen) verfügt. Bei dem Opernhaus wurde größter Wert auf perfekte Akustik gelegt, was sich unmittelbar in der Raumgestaltung niederschlägt. Decke, Proszenium und Orchestergraben sind so gestaltet, dass eine gute Schallübertragung gewährleistet wird. Die strukturierten Wandverkleidungen aus Holz vermeiden Flatterechos und tragen zur Schalldurchmischung bei. Das Opernhaus verfügt über umfangreiche bühnentechnische Einrichtungen. Zwei Seitenbühnen und eine Hinterbühne lassen im Theaterbetrieb keine Wünsche offen. Der Konzertsaal und der Mehrzwecksaal befinden sich neben den Seitenbühnen. Durch eine konsequente Trennung der Baukonstruktionen konnte die notwendige Schalldämmung erreicht werden, die für eine ungestörte Parallelnutzung unabdingbar ist. So ist auch der Restaurantkomplex oberhalb des Zuschauerraums über Federelemente vom Saal entkoppelt.

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Grundriss • Schnitt Maßstab 1:2000 1 2 3 4

Foyer Zuschauerraum Oper Bühne Seitenbühne

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Hinterbühne Konzertsaal Mehrzwecksaal Umkleiden Restaurant Probenbühne Probensaal

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Philharmonie in Essen

Architekt: Akustik: Baujahr:

Busmann + Haberer, Köln Müller-BBM, Planegg 2004

Für die Philharmonie in Essen wurde der bestehende Saalbau in den Jahren 2003 – 2004 umgebaut und dabei vollständig entkernt und um ein Geschoss nach unten erweitert, um das für den Nachhall notwendige Saalvolumen zu erreichen. Weiterhin wurde die Saaldecke deutlich angehoben. Der neue AlfriedKrupp-Saal besitzt ein ansteigendes Parkett, einen Hinterrang, einen Chorbereich sowie drei Seitenränge und fasst nun insgesamt etwa 1860 Sitzplätze. In Größe und Fassungsvermögen reiht sich der Saal damit in eine Reihe bekannter klassischer Säle ein. Die primäre rechteckige Grundform (sogenannte Schuhschachtel) bewirkt eine vorteilhafte Schallverteilung im Raum mit kräftigen frühen Seitenwandreflexionen, die besonders für die räumliche Wahrnehmung des Klangs wichtig sind. Strukturierung, Formgebung und gewählte Materialien der Oberflächen sind so ausgebildet, dass eine gleichmäßige Verteilung und Durchmischung des Klangs erreicht wird. Das Deckensegel über dem Podium versorgt das Orchester mit frühen Schallreflexionen und unterstützt das gegenseitige Hören der Musiker untereinander. Weiterhin werden über das Segel auch günstige frühe Schallreflexionen in das Publikum gelenkt. Die Höhenverstellbarkeit des Segels ermöglicht eine Änderung der Laufzeiten der Schallreflexionen und wird für die akustische Feinjustage und Anpassung, zum Beispiel bei verschiedenen Orchesteraufstellungen, genutzt. Der Alfried-Krupp-Saal ist für hochwertige Konzertveranstaltungen aller Art konzipiert. So finden neben der ganzen Bandbreite der klassischen Musik zum Beispiel auch elektroakustisch verstärkte Jazzkonzerte statt. Die raumakustische Situation im Konzertsaal kann auch mit variablen Maßnahmen in Form von schall104

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Ausführungbeispiel Klangräume Philharmonie in Essen

Grundriss Erdgeschoss Schnitt Maßstab 1:1000 1 Entree 2 Kongressbüro 3 Kasse 4 Info

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Garderobenhalle Foyer Restaurant Küche Caféteria Pub Rotisserie

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Lichtschacht RWE-Pavillon Luftraum Foyer Bar Lager

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Bankettausgabe Terrasse Wandelgang Schallschleuse Szenenpodien Räume Künstler

absorbierenden Vorhängen an die gewünschten akustischen Bedingungen für verstärkte Livemusik angepasst werden. Bei vielen Konzerten hat der Saal seine akustische Bewährungsprobe nicht nur bestanden, er wird darüber hinaus von Besuchern und aktiven Musikern als hervorragender Konzertsaal eingestuft. Die Gewährleistung eines niedrigen Grundgeräuschpegels erforderte schalldämmende Maßnahmen an Fassaden, Umfassungswänden, Dachkonstruktionen, Fußbodenaufbauten und Eingangstüren. Geräuschquellen außerhalb des Gebäudes wie Verkehrsgeräusche oder Geräusche aus den angrenzenden U-BahnTrassen waren in die akustischen Betrachtungen miteinzubeziehen. Die hohe Schalldämmung wurde unter anderem durch eine elastische Lagerung der gesamten Bodenplatte des Konzertsaals im Parkettbereich sowie mit Vorsatzschalen realisiert. Die Zugänge zum Saal sind als Schallschleusen ausgebildet. Die Saaldecke ist schalldicht ausgeführt und an Federelementen zur Körperschallentkopplung elastisch abgehängt. Neben der Philharmonie, dem AlfriedKrupp-Saal, wurde ein neuer Saal, der RWE-Pavillon, errichtet. Bei den unter Denkmalschutz stehenden Veranstaltungssälen im sogenannten Mitteltrakt im Saalbau wurden bei der Sanierung und Instandsetzung der Oberflächen akustische Aspekte berücksichtigt. Alle Säle sind mit Vorhängen für variable Akustik sowie mit mobilen elektroakustischen Anlagen zur Beschallung und mit audio- und videotechnischen Querverbindungen ausgestattet, wodurch eine zeitgemäße multifunktionale Nutzung zum Beispiel für Empfänge, Festveranstaltungen sowie auch für Konferenzen und Jazzkonzerte unter guten akustischen Bedingungen möglich ist. 105

Kirchen

Kirchen sind seit alters her ein Ort, an dem Menschen Gott begegnen sollen. Die Kirchenarchitektur soll einen würdigen Rahmen für die sakralen Handlungen bilden. Der Stil der Kirchenarchitektur hat sich im Verlauf der Jahrhunderte erheblich verändert und oftmals eine Vorreiterrolle für die profane Architektur gespielt. Dies hat zu architektonisch sehr vielfältigen Kirchenbauten geführt, die alle gemeinsam haben, dass ihre akustische Umgebung den sakralen Charakter des Raumes unterstützen sowie Größe und Erhabenheit vermitteln soll. Nirgendwo sonst als in großen Kathedralen sind die Akustik und der Nachhall so eindrucksvoll spürbar. Auch die gesamte sakrale Musik wurde über die Jahrhunderte von der Kirchenakustik beeinflusst, und eine tragende Halligkeit wurde für die musikalischen Werke vieler Epochen zu einer unabdingbaren Voraussetzung.

Nachhallzeit und Raumvolumen Wichtigstes objektives raumakustisches Kriterium ist auch in Kirchen die Nachhallzeit, die ganz maßgeblich vom Raumvolumen abhängt. Vereinfachend lässt sich, gestützt auf ausführliche Studien und Erfahrungen, sagen, dass für kleinere Kir-

Mit der Reformation setzte das Bestreben ein, die strikte Trennung zwischen Geistlichkeit und Kirchengemeinde aufzuheben. Die Predigt und das gesprochene 1a Wort rückten damit zunehmend in den Mittelpunkt des Gottesdienstes. Für den zeitgenössischen Kirchenbau ergeben sich damit folgende konträre akustische Anforderungen: Auf der einen Seite soll ein dem sakralen Raumcharakter entsprechendes und für Kirchenmusik erforderliches Nachklingen gewährleistet sein. Dieses ist auch für den liturgischen Gesang und den Gesang der Kirchengemeinde von großer Bedeutung. Andererseits soll aber trotzdem das gesprochene Wort gut verständlich sein. Diese widersprüchlichen Anforderungen lassen sich nicht immer zur vollsten Zufriedenheit in Einklang bringen. Gerade in weniger gut besetzten Kirchenräumen lässt häufig die Sprachverständlichkeit zu wünschen übrig. 106

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chen um 1000 m3 eine Nachhallzeit um etwa 2 s günstig ist. Bei wesentlich längeren Nachhallzeiten beginnt die Sprachverständlichkeit zunehmend zu leiden. Darüber hinaus besteht auch die Gefahr, dass der Orgelklang undifferenziert und erdrückend wirkt. Für Kirchen mit Vo-

Kirchen

1 a, b Erweiterung Kirche St. Peter, Wenzenbach, 2003, Brückner+Brückner Die Wurzeln des bestehenden Gotteshauses in Wenzenbach bei Regensburg gehen bis ins 7. Jahrhundert zurück. Durch einen schiffsförmigen Querbau wurde die Kirche durchbrochen und für die wachsende Gemeinde erweitert. Die Raumhöhe von etwa 10 m bei 350 m2 Grundfläche sorgt für den sakralen Nachhall. Die sichtbaren, grätenförmig verlaufenden Deckenbalken und die Pfosten der Verglasung streuen den Schall und nehmen den Reflexionen die Härte. Die in den Be-

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lumina um 5000 m3 sind Nachhallzeiten um 4 s und bei 15 000 m3 etwa 6 s typische Werte. Die genannten Werte gelten für die leere Kirche ohne gepolsterte Sitzbänke. Im Detail finden sich auch Unterschiede je nach Bauzeit und Konfession. Beispielsweise sind in katholischen Kirchen tendenziell etwas längere Nachhallzeiten zu verzeichnen als in protestantischen Kirchen. Damit ein gewünschtes Nachklingen auch im besetzten Zustand erhalten bleibt, ist ein ausreichendes Raumvolumen pro Kirchenbesucher eine wichtige Voraussetzung. So sollte das Raumvolumen je Sitzplatz in kleineren Kirchen mindestens etwa 7 m3 und in größeren Kirchenräumen mindestens 10 – 15 m3 betragen. Bei Kirchenneubauten können in geringem Umfang absorbierende Oberflächen in das gestalterische Konzept eingeplant werden und so die Verständlichkeit des gesprochenen Wortes im geringer besetzten Raum verbessern. Der Umfang absorbierender Flächen darf aber niemals zu groß werden und sollte immer mit der Orgelplanung abgestimmt werden. Mithilfe von schallabsorbierenden Sitzkissen oder einer leicht gepolsterten Bestuhlung können die akustischen Eigenschaften im gering besetzten Raum, insbesondere im Hinblick auf eine befriedigende Sprachverständlichkeit, verbessert werden. Raumgeometrie Raumformen von Kirchen sind sehr vielfältig, was sich auch auf die akustischen Gegebenheiten auswirkt. Insbesondere kreisrunde Kirchenräume sind im Allgemeinen akustisch schwierig zu beherrschen. Es gibt aber auch akustisch recht gute Lösungen, wie die Apostelkirche in

Rosenheim (Abb. 2) oder die Gethsemanekirche in Würzburg (Fertigstellung 2000, Architekt: von Branca) zeigen. Bei Neubauten wird zur Unterstützung der natürlichen Übertragung von Musik und Sprache darauf geachtet, dass frühe Reflexionen von Decke und Wänden die Besucher erreichen. Hier gelten im Wesentlichen die im vorangegangenen Kapitel beschriebenen Anforderungen und Gesetzmäßigkeiten. Durch die vergleichsweise lange Nachhallzeit wirken sich Flächen, die zu späten Einzelreflexionen führen, nicht so ungünstig aus wie in stärker bedämpften Veranstaltungsräumen. Bei übermäßig halligen Kirchenräumen können auch schallabschattende Flächen hilfreich sein, wie sie in Form des Kanzelreflektors bereits seit Langem bekannt sind. Diese Flächen reduzieren in erster Linie die Anregung des Raumnachhalls und führen so zu einem besseren Verhältnis von nützlichen und störenden Schallanteilen. Beschallung Die früher in der Kirche übliche langsame und deutlich artikulierte Sprechweise verschwindet aus vielerlei Gründen zunehmend. Für eine befriedigende Sprachverständlichkeit kommt daher schon in kleineren Kirchen der Beschallung eine zentrale Bedeutung zu. Glücklicherweise lassen sich mit heute verfügbaren Systemen auch in nachhallreichen Kirchenräumen weit bessere akustische Übertragungsqualitäten erreichen als mit den herkömmlichen dezentral verteilten Schallzeilen. Insbesondere schlanke Linienstrahler oder gut richtende Einzellautsprecher gewährleisten eine zielgenaue Versorgung der Kirchenbesucher, bei der die Halligkeit des Raumes möglichst wenig angeregt wird. Wichtige technische Voraussetzung ist, dass die Lautsprecher nicht auf die Mikrofonpositionen gerichtet sind, da dies die Gefahr

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standbaukörper eingeschobene Orgelempore öffnet sich leicht zum Kirchenraum und unterstützt so die Schallabstrahlung des Instruments. Apostelkirche Rosenheim, 2002, Detlef Wallishauser, Thomas Krücke Trotz kreisrundem Grundriss eine gute Akustik: Durch Wandnischen und die rückwärtige Empore wird die Raumform akustisch aufgelöst. Zudem ist die räumliche Anordnung von Altar, Ambo und Sitzbänken für eine solche Raumform vorteilhaft gewählt.

von Rückkopplungen erhöht und dann die Klangqualität und die mögliche Verstärkung herabsetzt. So sollten Lautsprecher nicht hinter Altar oder Ambo befestigt sein, sondern seitlich oder darüber. Gerade bei freien oder zentralen Ausrichtungen ist es zuweilen schwierig, die akustischen und gestalterischen Aspekte in Einklang zu bringen. Letztlich sollte aber die Beschallung in der Planung als wichtiges Element gesehen werden, der früh – mit entsprechender fachlicher Unterstützung – die notwendige Aufmerksamkeit und auch ein angemessenes Budget zugestanden werden sollte. Leider bleibt auch heutzutage die Beschallungsqualität bei vielen Sanierungen und Neubauten deutlich hinter den derzeitigen Möglichkeiten zurück. Induktionsanlage Nicht zuletzt sollte auch an die Belange von Personen mit eingeschränktem Hörvermögen gedacht werden. Durch Einbau einer sogenannten Induktionsschleife zum Beispiel in den Fußboden lässt sich das Mikrofonsignal unmittelbar auf heute übliche Hörgeräte übertragen. Orgel Bei Gestaltung und Positionierung der Orgel ist eine Vielzahl von Gesichtspunkten zu berücksichtigen. Wichtig ist insbesondere eine freie Abstrahlung zu den Kirchenbänken und dem Altarraum, das heißt im Wesentlichen, dass der Orgelprospekt gut sichtbar ist und sich nicht in tiefen Nischen oder Seitenschiffen versteckt. Auch der Kirchenchor oder Solisten sollen sich im direkten akustischen Versorgungsbereich der Orgel befinden. Zur Ermittlung der notwendigen Abmessungen der Orgel empfiehlt es sich, bei Kirchenneubauten möglichst frühzeitig den Kontakt zu Orgelbauern beziehungsweise Orgelsachverständigen zu suchen. 107

Anhang

Behörden, Institute und Verbände (Auswahl)

Normen und Richtlinien (Auswahl)

Umweltbundesamt www.uba.de

DIN 4109: Schallschutz im Hochbau; Anforderungen und Nachweise, 1989-11 (mit Beiblättern und Berichtigungen)

VDI 3728: Schalldämmung beweglicher Raumabschlüsse; Türen, Tore und Mobilwände, 1987-11

DIN 18005-1: Schallschutz im Städtebau – Teil 1: Grundlagen und Hinweise für die Planung, 2002-07

VDI 4100: Schallschutz von Wohnungen – Kriterien für Planung und Beurteilung, 2007-08

Deutsche Gesellschaft für Akustik www.dega.de

Beiblatt 1 zur DIN 18005, Teil 1: Schalltechnische Orientierungswerte für die städtebauliche Planung. Mai 1987

European Acoustics Association www.eaa.com

Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-90): Ausgabe 1990. Der Bundesminister für Verkehr. Bonn, den 22. Mai 1990. Berichtigter Nachdruck Februar 1992

DIN 18041: Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen, 2004-05

Literatur (Auswahl)

DIN 45691: Geräuschkontingentierung, 2006-12

Verein der Materialprüfungsanstalten www.vmpa.de Deutsches Institut für Bautechnik www.dibt.de

Beranek, L. Opera and Concert Halls – How they sound 2nd ed., Springer Verlag New York, 2004 Eggenschwiler, K., Aktuelle Aspekte der Kirchenakustik, Schweizer Ingenieur und Architekt, Nr. 25, 25. Juni 1999, S. 8 –12 Fasold, W., Veres, E., Schallschutz und Raumakustik in der Praxis, 2. Aufl., Verlag für Bauwesen, 2003 Gösele, K., Schüle, W., Künzel, H., Schall, Wärme, Feuchte, 10. Aufl. Bauverlag, 1997 Huber, L., Kahlert, J., Klatte, M. (Hg.), Die akustisch gestaltete Schule: Auf der Suche nach dem guten Ton. Edition Zuhören Band 3, Vandenhoeck & Ruprecht, 2002 Izenour, G. C., Theatre Design, 2nd ed., Yale University Press, 1997 Kuttruff, H. Room Acoustics, 4th ed., Spon Press, London, 2000 Meyer, J., Akustik und musikalische Auffühungspraxis, 4. Auflage, Edition Bochinsky, 2004 Meyer, J., Kirchenakustik, Edition Bochinsky 2003 Mommertz, E., Engel, G., Drescher, K., Besser leise lernen, TrockenbauAkustik, 11/2002 Müller, G., Möser, M., Taschenbuch der Technischen Akustik, 3. Aufl., Springer Verlag, Berlin, 2004 Ruhe, C., Schallschutz von Haustrennwänden – Die Fuge macht’s. Beratende Ingenieure, 2003 Schönwälder, H.-G., Berndt, J., Ströver, F., Tiesler, G.: Lärm in Bildungsstätten – Ursachen und Wirkung, Schriftenreihe der BAuA, Fb 1030, NW-Verlag, 2004 Schricker, R., Kreative Raum-Akustik für Architekten und Designer, DVA Stuttgart 2001

DIN EN 12354-1 bis 6: Bauakustik – Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften, Deutsche Fassung 2000 – 2007 DIN EN 29053: Akustik Materialien für akustische Anwendungen; Bestimmung des Strömungswiderstandes, 1993-05 DIN EN ISO 140 –1,3 bis 8, 11, 14, 16, 18: Akustik – Messung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen, 2000 – 2007 DIN EN ISO 354: Akustik – Messung der Schallabsorption in Hallräumen, Dt. Fassung 2003 DIN EN ISO 3382: Akustik – Messung der Nachhallzeit von Räumen mit Hinweis auf andere akustische Parameter, Dt. Fassung 2000-03 DIN EN ISO 10534-1, 2: Akustik – Bestimmung des Schallabsorptionsgrades und der Impedanz in Impedanzrohren, Dt. Fassung 2001-10 DIN EN ISO 10848-1 bis 3: Akustik – Messung der Flankenübertragung von Luftschall und Trittschall zwischen benachbarten Räumen in Prüfständen, Deutsche Fassung 2006 DIN EN ISO 11654: Akustik – Schallabsorber für die Anwendung in Gebäuden – Bewertung der Schallabsorption, Deutsche Fassung 1997-07 VDI 2081 Blatt 1: Geräuscherzeugung und Lärmminderung in Raumlufttechnischen Anlagen. 2001-07 VDI 2566 Blatt 1, 2: Schallschutz bei Aufzugsanlagen mit /ohne Triebwerksraum 2001/2004 VDI 2569: Schallschutz und akustische Gestaltung im Büro, 1990-01 VDI 2719: Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen, 1987-08

Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen (Schall 03), Bundesbahnzentralamt München, Ausgabe 1990

Hersteller (exemplarisch) Schallabsorbierende Oberflächen Akustik Plus GmbH www.akustik-plus.de Akustik & Raum AG www.akustik-raum.com Armstrong Building Products GmbH www.armstrong.de Armstrong Metalldecken AG www.gema.biz Caparol www.caparol.de Clauss markisen Projekt GmbH www.clauss-markisen.de Création Baumann GmbH www.creationbaumann.de CS-Interglas AG www.cs-interglas.com Danogips GmbH & Co KG www.danogips.de Knauf Insulation GmbH & Co. KG www.heraklith.com Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH & Co. OHG www.rockfon.de Diel Absorber www.diel-absorber.de Eurofoam Deutschland GmbH www.eurofoam.de Franz Habisreutinger GmbH & Co. KG www.habisreutinger.de Fural Systeme in Metall GmbH www.fural.at

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Anhang

Gerriets GmbH www.gerriets.de

Sto Verotec GmbH www.stoverotec.de

Girnghuber GmbH www.gima-ziegel.de

Texaa designing silence www.texaa.com

Gruber Technik www.spaceartfactory.com

Verotex AG www.verotex.de

Henkel Bautechnik GmbH www.phonestop.de

Zent Frenger www.zent-frenger.de

Integrale Climasysteme GmbH www.integrale-climasysteme.de

Dämmschichten für schwimmend verlegte Böden

KAEFER Construction GmbH www.microsorber.de

BSW GmbH Berleburger Schaumstoffwerk www.berleburger.de

Knauf AMF GmbH & Co. KG www.amf-grafenau.de

Calenberg Ingenieure GmbH www.calenberg-ingenieure.de

Knauf Gips KG www.knauf.de

Dt. Rockwool Mineralwoll GmbH & Co. OHG www.rockwool.de

Schallschutzverglasung und -fenster, Fassade

Koch Membranen GmbH www.koch-membranen.de

Getzner Werkstoffe GmbH www.getzner.com

Hydro Building Systems GmbH www.wicona.ch

Lahnau Akustik GmbH www.lahnau-akustik.de

Gutex Holzfaserplattenwerk GmbH + Co. KG www.gutex.de

Pilkington Holding GmbH www.pilkington.com

Lignokustik AG www.lignokustik.ch

Homatherm GmbH www.homatherm.com

Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH www.saint-gobain-glass.com

Lignotrend Produktions GmbH www.lignotrend.com

Knauf Insulation GmbH & Co. KG www.heraklith.com

Schüco International KG www.schueco.com

Lindner AG www.lindner-holding.de

Pavatex GmbH www.pavatex.de

Schalldämmlüfter und schallgedämmte Nachströmöffnungen

Modul Betonstein GmbH + Co. KG www.modul-betonstein.de

Philippine GmbH & Co. Dämmstoffsysteme KG www.philippine-eps.de

Muhlack Kiel GmbH www.muhlack.de

Saint-Gobain Isover G+H AG www.isover.de

emco Bau -und Klimatechnik GmbH & Co. KG www.emco-klima.de

Normalu-Barrisol S.A. www.barrisol.de

Schöck Bauteile GmbH www.schoeck.de

Odenwald Faserplattenwerk GmbH www.owa.de

Schwenk Dämmtechnik GmbH & Co. KG www.schwenk-daemmtechnik.de

Pinta acoustic GmbH www.pinta-acoustic.de

Thermal Ceramics Deutschland GmbH, Co. KG www.tc-sitek.com

rohi stoffe GmbH www.rohi.de Saint Gobain Rigips GmbH www.rigips.de Saint-Gobain Decoustics AG www.decoustics.ch Saint-Gobain Ecophon GmbH www.ecophon.de Schmitz-Werke GmbH + Co. KG www.drapilux.de

Franz Nüsing GmbH & Co. KG www.nuesing.de Hodapp GmbH & Co. KG www.hodapp.de IAS Industrie Akustik Siegburg GmbH www.ias-tueren.de JELD-WEN Deutschland GmbH & Co. KG www.wirus.de, www.moralt.de Schörghuber Spezialtüren KG www.schoerghuber.de Svedex B.V. www.svedex.com

LTG AG www.ltg-ag.de Trox GmbH www.trox.de Westaflexwerk GmbH www.westaflex.com Schallschutzwände

Unidek Deutschland GmbH www.unidek.de

Beck Lärmschutzsysteme GmbH www.beck-laermschutz.com

URSA Deutschland GmbH www.ursa.de

Betonwerk Rieder GmbH www.rieder.at

Schallschutztüren und -tore, mobile Trennwände Becker GmbH & Co. KG Mobile Trennwandsysteme www.becker-tw.de Buchele GmbH www.buchele.de

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Dorma Hüppe Raumtrennsysteme GmbH + Co. KG www.dorma-hueppe.de

Finnforest Merk GmbH www.finnforest.de Franken Schotter GmbH & Co. KG www.franken-schotter.de K. Schütte GmbH www.schuette-aluminium.de

Anhang

Sachregister A-Bewertung 10 Abschirmung 46, 49, 59ff. Absorber, elementiert 23, 59 absorbierende Bodensysteme 23 akustisches Produktdesign 10 äquivalente Absorptionsfläche 15, 26, 59, 62 äquivalenter Dauerschallpegel 10, 41f. Auralisation 18 Baffel 59 Bau-Schalldämm-Maß 27, 54f. Bauteilaktivierung 59 Bebauungsplan 40, 44 Beschallung 78, 93, 96f., 100f., 105, 107 Bestuhlung 23, 92, 97f., 100, 107 Beurteilungspegel 41 biegeweiche Bauteile 30f., 33, 35, 37 78

Cocktailparty-Effekt

Dachgeschossausbau 52 Decken -fries 76f., 86 -segel 23, 59, 70, 104 diffuses Schallfeld 15f., 27, 59 DIN 4109 25, 27ff., 33, 36f., 49ff., 64f., 72 Direktschall 12ff., 16f., 95 Diskretionsanspruch 61 Durchsichtigkeit 13f., 93 dynamische Steifigkeit 33f., 74, 86 Echo 13, 17, 78 elastische Lagerung 37, 86, 101, 105 elektronische Raumakustik 100f. Erschütterungen 25, 34, 101 Fassadenlüfter 47, 74 Flankenschallpegel-Differenz 26 Flatterecho 13, 16, 69, 80, 83, 86, 103 Flüsterasphalt 43 Flüstergalerieeffekt 94 Frequenz 8ff., 11, 14f., 17ff., 45, 47, 59, 69, 83f., 90, 92ff., 100 frühe Reflexion 13, 70, 78, 94, 98, 107

Isolierverglasung

36, 47, 56, 86

Kastenfenster 36, 46, 56f., 73, 84, 86 Klangfarbe 9, 11 Klarheitsmaß 14 Koinzidenz-Grenzfrequenz 30f., 36 Körperschall 9, 25f., 34f., 37, 52 Körperschallbrücken 30, 32f., 53 Lärmsanierung Laufwegdifferenz Laufzeitdifferenz Lautstärke Leichtbauwand Luftschall Lüftungsanlagen

41 13 12f. 9ff., 14ff., 83f. 26, 30f., 56, 72 9, 25, 33, 101 37, 102

Maskierung Maximalpegel Mehrzweckraum Membrandächer Mittelungspegel Modellmessung

59f. 10, 42, 84 23, 97 35 39 18f.

Nachbarschaftslärm 44 Nachhall 12f., 14f., 17f., 55, 59, 62ff., 68ff., 83, 90ff., 100, 106f. -formel 15f. Nachströmöffnungen 65, 74ff. Norm-Trittschallpegel 26ff., 60, 62, 64 Nutzschall 8 Oktaven Orchester -graben -muschel -proberaum Orgel

9, 14f., 20, 69, 78 83f., 90f., 93, 95f., 99, 104 94ff., 98, 103 94, 96, 98 83, 88 11, 92, 107

Podium 16, 78, 91ff., 97, 104 Porosität 20 Proszenium 95f., 98, 103 Psychoakustik 10 Publikum 11, 19, 78, 90ff., 95, 97, 104 quellluftfähiger Teppich

gegenseitiges Hören Gehgeräusche geometrische Reflexion Grundrissgestaltung

83, 93, 104 28, 34, 49, 59, 72 17,19 25, 40, 46, 52, 65

Hall -kammer -radius -raum Immissionsgrenzwert Impedanzrohr Induktionsanlage Installationsschallpegel Interaural Cross Correlation Coefficient (IACC)

100 17 19f., 23 40 20 107 37 14

23, 80

Randdämmstreifen 32ff., 86, 89 Raumakustik 12ff., 62, 68, 82f. - variabel 90, 98, 100 - virtuell 100 raumakustische Computersimulation 17, 19 raumakustische Messung 17f. Raumimpulsantwort 12f., 17f. Raum-in-Raum-Bauweise 84, 86, 101 Räumlichkeit 13f., 85, 90, 93 Rechteckraum 90 Resonanzfrequenz 18, 22, 30f., 33f., 36, 84 Richtcharakteristik 11, 78 Richtungshören 11 Riegelbebauung 43, 46 Rückkopplung 78, 107

Schallabsorptionsgrad - bewertet 20, 22 - praktisch 20 Schallabsorptionsmechanismen 20 -dämm-Maß 26ff., 31f., 35f., 47, 50, 52ff., 60ff., 72f. -dämmung zusammengesetzter Bauteile 29 -druckpegel 9ff., 12, 16ff., 26f., 32, 36f. -energie 9ff., 14f., 19f., 90f. -geschwindigkeit 8f. -imissionsberechnung 42 -leistungspegel 11, 16, 27, 37, 79 -quellenlokalisation 13 -schutzklasse 35f., 47, 74 -schutzwand 45 -strahlen 12, 16f. Schlafstörungen 10, 39 Schmerzgrenze 10 schwimmender Estrich 32ff., 74 Seitenwandreflexion 16, 90f., 97, 104 sekundärer Luftschall 25, 101 Skelettbau 28, 55 Sound-Masking-Systeme 60 Speech Transmission Index (STI) 14, 69 Spektrumsanpassungswert 36, 47 Sprachverständlichkeit 12, 54, 62, 68f., 76, 78, 94, 96f., 106f. Standard-Schallpegeldifferenz 27, 55 Stärkemaß 14 störende Reflexion 13, 17, 76, 78 Störschall 8, 101 Streugrad 17 Strömungswiderstand 20, 23, 80 strukturierte Oberfläche 17 TA Lärm 40f., 43, 84 Telekonferenz 78 Terzen 9f. Tonhöhe 9, 11 Tore 27f., 32, 44, 100 Trennwand, mobil 32, 71, 79, 98 Treppen 26, 35, 51ff., 56, 60, 62, 64, 67 Trittschall 25ff., 33ff., 51ff., 59, 62, 65, 72, 74, 77, 79, 86, 89, 101 Trittschalldämmplatten 33 Trockenestrich 34 Türen 26ff., 32f., 52, 60ff., 64, 72f., 84 Übersprechen Umgebungslärmrichtlinie

37, 46f., 65 39, 42

variable Absorptionsmaßnahmen 83 Verdeckung 59, 96 Volumenkennzahl 15, 79, 90, 96 Vorsatzschale 30f., 33, 73f., 84ff., 88 36 36f., 52 26, 34f., 52, 101 8f., 11, 17ff., 22, 30, 45

Wärmedämmverbundsysteme Wasserinstallationen weichfedernder Bodenbelag Wellenlänge

111

Anhang

Bildnachweis Allen, die durch Überlassung ihrer Bildvorlagen, durch Erteilung von Reproduktionserlaubnis und durch Auskünfte am Zustandekommen des Buches mitgeholfen haben, sagen die Autoren und der Verlag aufrichtigen Dank. Sämtliche Zeichnungen in diesem Werk sind eigens angefertigt. Nicht nachgewiesene Fotos stammen aus dem Archiv der Architekten oder aus dem Archiv der Zeitschrift Detail. Trotz intensivem Bemühen konnten wir einige Urheber der Fotos und Abbildungen nicht ermitteln, die Urheberrechte sind aber gewahrt. Wir bitten um dementsprechende Nachricht. Seite 6: Mark Fiennes, arcaid/archenova, London Seite 18, 19, 20, 23, 26, 29, 32, 33, 44, 45, 47, 59 links, 71 rechts, 73, 82, 87, 92, 94 links und Mitte, 99 oben: Müller-BBM, Planegg

Rubrikeinführende Fotos Seite 63: Robert Deopito, Wien Seite 69 links: Knauf AMF GmbH & Co. KG, Grafenau Seite 69 rechts: Heraklith GmbH Seite 70 oben, 71 links: Knauf Gips KG, Iphofen Seite 75, 76, 77: Gerhard Hagen, Bamberg Seite 79 oben rechts: Nigel Young / Foster and Partners Seite 79 unten, 108: Christian Gahl, Berlin Seite 81 rechts: Thomas Mayer Archive, Neuss

Seite 24, 48, 66, 67, 80, 81 links: Frank Kaltenbach, München

Seite 85, 86: Richie Müller, München

Seite 35: Finnforest Merk GmbH, Aichach

Seite 88, 89: Rolf Sturm, Landshut

Seite 38: Franken-Schotter GmbH & Co KG, Treuchtlingen-Dietfurt

Seite 90: Sammlungen der Gesellschaft der Musikfreunde in Wien

Seite 46: Melanie Schmid, München

Seite 91: VG Bild-Kunst, Bonn

Seite 52: Oliver Schuster, Stuttgart

Seite 93: Ulrich Schwarz, Berlin

Seite 56, 57, 79 oben links: Michael Heinrich, München

Seite 94 rechts: Karl Forster / Salzburger Festspiele

Seite 58: Jens Heilmann / KMS TEAM GmbH, München

Seite 97: Andreas Pohlmann, München

Seite 59 rechts: Gesellschaft für Akustik und Gestaltung mbH, Bietigheim-Bissingen Seite 60 links: renz solutions GmbH, Aidlingen Seite 60 rechts: Richie Müller, München / feco Innenausbausysteme GmbH, Karlsruhe

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Seite 98 rechts: Siegfried Wameser, München Seite 99 unten: Franziska von Gagern, München Seite 101: KKL Luzern Management AG Seite 106: Peter Manev, Selb

Seite 6: Römisches Theater in Orange, Frankreich In Amphitheatern beeindruckt, dass selbst in den letzten Sitzreihen jedes Wort gut verstanden werden kann. Voraussetzung hierfür sind u. a. niedrige Umgebungsgeräusche. Dies erfordert es zuweilen, dass nahe gelegene Straßen während Veranstaltungen gesperrt werden. Seite 24: Bürogebäude Swiss Re in München, 2002 Architekt: BRT Architekten, Hamburg Mobile Trennwände ermöglichen die großzügige Raumnutzung oder das optische und akustische Abtrennen einzelner Bereiche, ganz nach Belieben der Nutzer. Seite 38: Schallschutzwand in Ingolstadt, 2005 Mit Gestein gefüllte Drahtkörbe (Gabionen) finden zunehmend auch als Schallschutzwände Anwendung. Ein spezieller Schichtenaufbau sorgt für die erforderliche Schallabsorption und -dämmung. Seite 48: Blockrandbebauung in Rotterdam, 2002 Architekt: KCAP, Rotterdam Die verglasten Loggien prägen die Fassadengestaltung, schaffen zusätzlichen Raum und dienen als Pufferzone gegen Außenlärm. Seite 108: Schallabsorbierende Keile von 1 m Tiefe und mehr unterdrücken in akustischen Prüfständen (reflexionsarme Räume, auch »schalltote Räume« genannt) jegliche Reflexionen und verursachen beim Betreten solcher Räume nicht selten ein Druckgefühl auf den Ohren.