klein schall und feuchteschutz
© ivan kmit - Fotolia.com

Schall- und Feuchteschutz

klein schall und feuchteschutz
© ivan kmit - Fotolia.com

 Schall- und Feuchteschutz

 

 

 

 

 

  • Leichte Vorhangfassaden aus Holz, Konstruktionsgrundlagen für eine definierte Feuchteabfuhr Open or Close

    Bearbeiter: HS Rosenheim, Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften: Prof. Dr. Franz Feldmeier, Dipl.-Ing. (FH) Timo Skora, Dipl.-Ing. Florian Nöske, Dipl.-Ing. Ludger Wallersheim

    Ausgangssituation/Problemstellung: Fassaden als transparente Außenwände müssen neben Gestaltung und Ausführung auch statische und bauphysikalische Anforderungen auf nur wenigen Zentimetern Bautiefe erfüllen. Wirtschaftlichkeit und Energieeinsparung erfordern ständige Weiterentwicklung, ohne dabei Funktion und Lebensdauer der Produkte zu gefährden. Fragen hinsichtlich des Verhaltens bei Feuchtebeanspruchung sind insbesondere bei Fassaden mit tragender Holzgrundkonstruktion zu beantworten.

    Zielsetzung: Fassadenkonstruktionen sind hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die äußere Dichtebene kann bei Schlagregenbelastung einen Wassereintritt in den Glasfalz in der Regel nicht vollständig verhindern. Ziel ist daher, die eindringende Menge so gering wie möglich zu halten, die unvermeidliche Restmenge gezielt nach außen abzuführen und eine rasche Abtrocknung zu ermöglichen. Hierzu sollen Ursachen erkannt und Empfehlungen zur Glasfalzausbildung und erforderlichen Druckausgleichsöffnungen erarbeitet werden. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf dem Feuchteverhalten des Glasfalzraumes und auf dem Einfluss der Diffusion auf die Holzfeuchte.

    Um den Einfluss unterschiedlicher Pfosten-Riegel-Konstruktionen und Ausführungsdetails auf das Feuchteverhalten zu untersuchen, wurden an der Hochschule Rosenheim Versuche an Testelementen unterschiedlicher Konstruktionen durchgeführt.

    System A: (Standardsystem) diffusionsdicht, Al-Grundprofil mit Schraubkanal, Falzraumdämmung, Systemdichtungen

    System B: diffusionsdicht: Flächige Glasdichtung raumseitig, offener Falzraum, Holzverschraubung

    System C: diffusionsoffen getrennte Glasdichtung raumseitig, offener Falzraum, Holzverschraubung.

    Zur Absicherung der Ergebnisse wurde außerdem ein größerer Fassadenausschnitt an der Versuchshalle des ift Rosenheim installiert.

    Ergebnisse: Mit Hilfe der Testelemente wurde die Auswirkung verschiedener Konstruktionsdetails überprüft. Der Riegelglasfalz wurde künstlich befeuchtet und die Entwicklung von Temperatur und Luftfeuchte im Falzraum bei natürlichem Außenklima kontinuierlich erfasst. Die wesentlichen Ergebnisse sind:

    Sonneneinstrahlung führt durch Erwärmung sehr schnell zu einem Anstieg des Dampfdrucks.

    In den Pfosten führt die thermisch induzierte Strömung den Wasserdampf effektiv ab. In den horizontalen Riegeln fehlt dieser Antrieb; Wasserdampf wird wenig effizient abgeführt.

    Einbauten zur Verbesserung der Wärmedämmung oder zur kontrollierten Wasserführung erhöhen den Dampfdruck im Riegel.

    Der höchste Dampfdruck entsteht in Riegelmitte. Druckausgleichsöffnungen verringern den Dampfdruck insgesamt und deutlich in einem Bereich von ca. 20 cm um die Öffnung.

    Die Austrockenzeit hängt von der solaren Einstrahlung ab und liegt im Bereich von Tagen.

    Die Austrockenzeit wird durch freie Falzräume begünstigt.

    Mit Hilfe der Testfassaden wurde das Verhalten der drei Fassadensysteme unter natürlicher Bewitterung praxisnah analog zu den Musterelementen untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse sind:

    Die an den Testelementen erhaltenen Ergebnisse wurden im Grundsatz bestätigt.

    Der mittlere Dampfdruck im Glasfalz ist in den Sommermonaten im Vergleich zum den Wintermonaten doppelt so groß.

    Der maximale Dampfdruck (Jan. bis Nov 2007) ist bei den Systemen B und C ähnlich, bei System A doppelt so groß.

    Die Gesamtfeuchtebelastung (Jan. bis Nov 2007) ist bei den Systemen B und C ähnlich, bei System A um ca. 15 % höher.

    Thermisch optimierte Rahmenkonstruktionen verzögern die Austrocknung von eingedrungenem Schlagregen und führen kurzzeitig zu einem deutlich höheren Dampfdruck in den Riegeln. Die Gesamtfeuchtebelastung ist im Vergleich zu einfachen Systemen um ca. 15 % größer. Eine mögliche Gegenmaßnahme sind zusätzliche Öffnungen zum Druckausgleich in den Riegeln.

    Die an der Testfassade ermittelte Holzfeuchte der Tragkonstruktion ist durchweg unkritisch. Das teilweise aufgrund theoretischer Überlegungen abgeleitete Risiko der Durchfeuchtung bei diffusionsdichten Systemen konnte nicht bestätigt werden.

  • Projekt: Holzbau der Zukunft (Teilprojekt 05) Open or Close

    Projektlaufzeit: Oktober 2005 bis März 2008

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Brettschichtholz aus Buche – Langzeitmessungen zur Bestimmung von Feuchtegradienten in Hozbauten der Nutzungsklasse 1 und 2 Open or Close

    Bearbeiter: TUM Holzforschung München: Knorz, Richter & TU München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion (Gamper)

    Laufzeit: 2012–2015

  • Gebäudeklima – Langzeitmessung zur Bestimmung der Auswirkungen auf Feuchtegradienten in Holzbauteilen Open or Close

    Bearbeiter: TU München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion: Andreas Gamper MSc, Dr.-Ing. Philipp Dietsch, Dipl.-Ing. Michael Merk, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter

    Beschreibung: Die Auswertung von Schäden an weitgespannten Holztragwerken zeigt als überwiegend festgestelltes Schadensbild ausgeprägte Rissbildungen in Klebefugen und Lamellen von Brettschichtholzbauteilen. Ein wesentlicher Anteil an der Entstehung dieser Schäden wird starken klimatischen Schwankungen innerhalb von Gebäuden und den damit verbundenen Schwind- und Quellvorgängen in den Holzbauteilen zugesprochen. Im Hinblick auf diesen Sachverhalt wurden mittels Langzeitmessserien klimatische Bedingungen in für den Holzbau typischen Gebäudetypen und -nutzungen sowie den daraus resultierenden Holzfeuchten in unterschiedlichen Bauteiltiefen ermittelt. Die gemessenen Holzfeuchten ermöglichen Rückschlüsse auf die Größe und Geschwindigkeit ihrer jahreszeitlichen Anpassung an sich ändernde Umgebungsbedingungen. Ein Vergleich der Ergebnisse der einzelnen Nutzungen bestätigt die erwartete große Bandbreite der möglichen klimatischen Bedingungen in Gebäuden mit Holztragwerken. Die Ergebnisse erlauben die Angabe von Bereichen sich einstellender Ausgleichsfeuchten in Abhängigkeit der konkreten Nutzung, wodurch ein Einbau des Holzes mit einer vorher angepassten Holzfeuchte ermöglicht wird. Sie unterstützen zudem die Entwicklung entsprechender Monitoringsysteme, die z. B. in Form von Frühwarnsystemen auf Basis von Klimamessungen eingesetzt werden könnten. Es werden konkrete Vorschläge für die praktische Anwendung der Forschungsergebnisse gegeben.

    Laufzeit: 1. August 2012 bis 31. Mai 2014

    Projektinfo - Abstract

    Projektbeschreibung - PDF (20.11.2015)

  • Konstruktive Holzwerkstoffe mit verbesserter Feuchteresistenz Open or Close

    Bearbeiter: IHD: Dipl.-Ing. Andreas Weber, Dipl.-Ing. (FH) Björn Lilie

    Beschreibung: Holzwerkstoffe werden zu einem großen Anteil mit formaldehydhaltigen Kondensationsharzen verklebt. Bei der Produktion von Werkstoffen für den konstruktiven Bereich kommen dabei meistens Mischkondensate, z. B. MUF- bzw. MUPF-Harze zur Anwendung. In der OSB-Produktion wird häufig eine PMDI-verklebte Mittellage mit MUPF-verklebten Decklagen kombiniert. Aus der Holzwerkstoffindustrie und aus Laborversuchen ist bekannt, dass sich die Verklebung jedoch auch negativ auf die Werkstoffeigenschaften auswirken kann. Insbesondere bei Einwirkung von Feuchtigkeit fallen die so verklebten Werkstoffe durch vergleichsweise hohe Versagensraten auf. Besonders auffällig ist, dass es überdurchschnittlich häufig an den Grenzen der Deck- und Mittellagen zu Delaminierungen kommt. Eine Kochvorbehandlung oder eine Lagerung im Feuchtklima tragen deutlich zu einer erhöhten Ausfallrate bei. Untersuchungen zur gemeinsamen Applikation von PMDI und aminoplastischen Harzen als Mischung haben positive Effekte hinsichtlich der Feuchtebeständigkeit gezeigt. Versuche ergaben für diese Art der Mischverklebung bei OSB extrem niedrige Quellwerte bei hohen Festigkeiten [Dube et al. 2006]. Die dabei eingesetzten Klebstoffanteile waren vergleichsweise gering. Die genauen Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung der Klebstoffmischungen und den zu erzielenden Werkstoffeigenschaften und der chemische Mechanismus der Mischverklebung konnten aber bisher noch nicht geklärt werden.

    2010

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Erhöhung der Feuchtebeständigkeit zur Eigenschaftsoptimierung von Holzwerkstoffen für das Bauwesen Open or Close

    Bearbeiter: Heinrich von Thünen-Institut für Holzforschung (HF)

    Beschreibung: Der Holzwerkstoffmarkt ist heute sowohl durch eine Globalisierung als auch durch die Forderung seitens der Abnehmer nach Produkten mit einem spezifischen Eigenschaftsprofil charakterisiert. Eine langfristige Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit von Holzwerkstoffen erfordert die Entwicklung von Spezialprodukten beziehungsweise die Erweiterung der Produktpalette. Ein weites Feld der Spezialisierung bietet dabei der Einsatz von modifizierten Holzwerkstoffen im Außenbereich. Im Rahmen eines Projektes wird am Institut für Holzphysik in Zusammenarbeit mit dem Institut für Holzbiologie und Holzschutz an der Entwicklung von Holzwerkstoffen für die Verwendung in Gefahrenklasse (GK) 3 gearbeitet. Die Eigenschaftsoptimierung soll dabei ohne einen höheren Klebstoffanteil und nach Möglichkeit unter Verzicht auf einen Zusatz von Holzschutzmitteln erfolgen. Die Verfahrenstechnik soll zudem so weit entwickelt werden, dass mittelfristig eine industrielle Produktion durch kleine und mittelgroße Unternehmen der Holzwirtschaft möglich wird. Eine geeignete Modifizierung von Vollholz zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit stellt eine thermische Behandlung dar. Diese Methode zur Erhöhung der Dimensionsstabilität und der Resistenz gegenüber mikrobiellen Befall sowie zur Minderung der Feuchteaufnahme wird bereits im industriellen Maßstab durchgeführt, und auch die thermische Vergütung von Spanplatten ist bekannt (FWD-Verfahren nach Burmester). Der Grad der Vergütung hängt dabei von den Prozessparametern Temperatur, Feuchte, Druck und Behandlungsdauer ab. Die Erkenntnisse aus diesen Verfahren sollen auf plattenförmige Holzwerkstoffe (OSB, Spanplatte und Sperrholz) übertragen werden, und zwar entweder durch Hitzebehandlung des Ausgangsmaterials (Strands, Späne, Furnier) oder der bereits verpressten Platten. Durch Variation der oben genannten Größen wird im industriellen Produktionsablauf die thermische Vergütung durchgeführt.

    In Vorversuchen an OSB wurden zwei Ansätze der Vergütung verfolgt, eine Vorbehandlung der Strands in Luftatmosphäre und eine Nachbehandlung der verpressten Platten im Stapel für verschiedene Zeiten; bei beiden Verfahren wurde die Temperatur variiert. Als Klebstoffsysteme wurden Isocyanat (PMDI) und Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd-Harz (MUPF) eingesetzt. Grundsätzlich ließen sich mit den durchgeführten Untersuchungen die Dickenquellung und Wasseraufnahme reduzieren; der Einfluss der Temperatur auf die Eigenschaftsverbesserung fällt dabei stärker ins Gewicht als die Behandlungsdauer. An den bei 180 °C thermisch vorbehandelten Strands gepressten Platten wurde eine Verbesserung der Dickenquellung erreicht, wie sie bei Referenzplatten aus unbehandelten Strands nur durch Zugabe von Paraffin möglich ist. Trotz einer zunehmenden Versprödung des Materials zeigten die Platten aus vorbehandelten Strands keine Verschlechterung der Querzugfestigkeit.

    Laufzeit: April 2003 bis April 2005

  • Experimentelle und numerische Untersuchung des hygrothermischen Verhaltens von flach geneigten Dächern in Holzbauweise mit oberer dampfdichter Abdichtung unter Einsatz ökologischer Bauprodukte zum Erreichen schadensfreier, markt- und zukunftsgerechter Kon Open or Close

    Bearbeiter: TU München, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter, MFPA Leipzig: Dipl.-Ing. Claudia Fülle, TU München: Dipl.-Ing. Norman Werther

    Beschreibung: Die Untersuchungen im Versuchsgebäude in Leipzig haben gezeigt, dass unbelüftete einschalige Flachdachkonstruktionen in Holzbauweise unter bestimmten konstruktiven Randbedingungen feuchtetechnisch einwandfrei funktionsfähig sind. Zusätzliche Erkenntnisse zu den Grenzen und Einsatzbedingungen der Dachaufbauten sowie Aussagen zur Dauerhaftigkeit wurden durch die umfangreichen hygrothermischen Simulationen (Parameterstudien) erzielt. Untersuchungen an bestehenden Gebäuden ergänzten die Messungen am Versuchsgebäude und die Parameterstudien.

    Die acht am Versuchsstand untersuchten Varianten unterschieden sich in ihrer hygrischen Unbedenklichkeit erheblich. Ein sorptiver Dämmstoff wie Zellulose ist in weitaus höherem Maße als z. B. Mineralwolle in der Lage, in der Kondensationsperiode anfallendes Tauwasser, aber auch Baufeuchte, zu speichern und verzögert in der Trocknungsperiode wieder abzugeben.

    Eine feuchtevariable Dampfbremse bildet mit ihrer größeren Spreizung des Wasserdampfdiffusionswiderstands zwischen Trocken - und Feuchtebereich eine gegenüber der OSB-Platte eindeutig vorzuziehende Variante der inneren diffusionshemmenden Schicht.

    Die Verwendung einer schwarzen, relativ diffusionsoffenen (sd~ 20 m) PVC-Bahn ist anderen Varianten wie heller PVC-Bahn oder diffusionsdichter Bahn (z. B. Bitumen, sd~ 300 m) klar vorzuziehen.

    Es wird darauf hingewiesen, dass unbelüftete Flachdächer in Holzbauweise in jedem Fall sensible Konstruktionen bleiben und hier von der Planung bis zur Errichtung eine erhöhte Sorgfalt und Qualitätssicherung an den Tag zu legen ist. Bei korrekter, luftdichter Ausführung, funktionsfähiger Dachabdichtung, bei Wahl von geeigneten Materialien für Dämmstoff und raumseitiger diffusionshemmender Schicht und bei Beachtung grundsätzlicher einfacher Randbedingungen funktionieren sie jedoch hygrisch unbedenklich und bleiben dauerhaft schadensfrei.

    Laufzeit: September 2007 bis April 2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Zuverlässigkeit von Druckstäben aus Holz unter Berücksichtigung des zeit- und feuchteabhängigen Materialverhaltens Open or Close

    Bearbeiter: Bauhaus-Universität Weimar, Professur Holz- und Mauerwerksbau: Univ.-Prof. Dr.-Ing. KarlRautenstrauch, Dipl.-Ing. Peter Becker, Dipl.-Ing. Ralf Hartnack

    Beschreibung: Es ist bekannt, dass der Werkstoff Holz ein zeit- und feuchteabhängiges Materialverhalten aufweist. Dieser Umstand wird bei Nachweisverfahren für Druckstäbe nach DIN und Eurocode in ungenügendem Maße berücksichtigt. Der Einfluss auf Verformungsverhalten und Langzeit-Stabilität kann bei der Bemessung von Ingenieurholzbauwerken durchaus eine Rolle spielen. Die negativen Auswirkungen müssen in der derzeitigen Situation dann über zusätzliche Sicherheiten in den Bemessungsverfahren abgedeckt werden.
    Um eine genauere Aussage zu erhalten, ist eine computergestützte Langzeit-Simulationsstudie zur Abschätzung der Zuverlässigkeit von Druckstäben aus Holz vorgesehen. In dieser Simulation sollen Stützen unterschiedlicher Schlankheitsgrade in verschiedenen Nutzungsklassen über einen längeren Zeitraum wirklichkeitsnahen Gebrauchslasten ausgesetzt werden. Nach der festgelegten Zeitspanne wird die Last dann bis zum Versagen des Bauteils hochgefahren, um das noch vorhandene Sicherheitsniveau abzuschätzen.
    Voraussetzung zur Langzeitsimulation von Holzbauteilen ist eine möglichst realitätsnahe Modellierung des feuchte- und zeitabhängigen Materialverhaltens. Diese beinhaltet zunächst eine Modellierung der Holzfeuchteverteilung im Querschnitt in Abhängigkeit von der das Holzbauteil umgebenden Klimaabfolge. Bei der weiteren Modellierung müssen unter anderem das zeitabhängige Materialverhalten, die natürliche Verteilung der Holzeigenschaften und deren Einfluss auf das Steifigkeits- und Festigkeitsverhalten, unterschieden nach Druck- und Zugbereich, das Plastizierungsvermögen des Holzes unter Druckbeanspruchung, Dauerfestigkeitsverhalten und Größeneffekte berücksichtigt werden. Der Einfluss von Holzfeuchte und Holzfeuchteänderungen soll dabei jeweils mit einbezogen werden.

    Projektinfo... (20.11.2015) unter „Forschung“

  • Zuverlässigkeitsprognosen von feucht beanspruchten Holzbauteilen durch numerische Simulationen und statistische Methoden – exemplarische Vorgehensweise bei modernen Dach- und Wandkonstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut WKI Beschreibung: Die Zuverlässigkeit von Holzbauteilen hängt, bei nachgewiesener Tragfähigkeit, u. a. vom Feuchteverhalten der Baumaterialien ab. Feuchtebeanspruchungen entstehen aus den Einbaufeuchten der Baumaterialien und aus dem Feuchtetransport innerhalb eines Bauteils bzw. aus der Umgebung in das Bauteil hinein.

    Übliche Nachweisverfahren berücksichtigen weder die Veränderlichkeit von Randbedingungen (Klima) noch die Variabilität von Materialparametern und vereinfachen die tatsächlichen Transport- und Speichermechanismen stark. Zwar existieren genauere Verfahren auf Grundlage der Finite-Elemente- oder Finite-Differenzen-Methode, aber die Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen und variabler Materialparameter für statistische Prognosen erfordert einen großen Bearbeitungsaufwand. Deshalb wurden hier neue Wege beschritten, um die Untersuchung der Variationsräume aus Materialparametern, Randbedingungen und Transportmechanismen bei der Beurteilung der Zuverlässigkeit von Holzbauteilen durch eine Automation wichtiger Funktionen zu vereinfachen bzw. überhaupt erst zu ermöglichen.

    Die numerischen Simulationen erfolgten mit dem am WKI entwickelten Programm TUN zur Berechnung von mehrdimensionalen instationären Temperatur- und Feuchtetransportvorgängen in Bauteilen, das durch vielfache Vergleiche mit Bewitterungsexperimenten validiert wurde. Im Verlauf des Projekts wurden Hilfsprogramme (tools) entwickelt, die eine in weiten Teilen automatisierte Planung und Auswertung von Parametervariationen ermöglichen. Auf der im Projektverlauf erreichten Entwicklungsstufe der tools können maximal 20 Parameter in jeweils bis zu 7 diskreten Stufen oder als Normalverteilung gleichzeitig variiert werden. Jeder Parameter kann so in seiner natürlichen Verteilung durch eine diskrete oder normalverteilte Streuung modelliert werden. Die Untersuchung eines Variationsraumes bedingt aber eine sehr große Anzahl zu berechnender Varianten. So führt z. B. die Variation von nur 7 Parametern in je 5 Stufen zu 78125 Varianten, die berechnet werden müssten; bei Variation mit Normalverteilung ist die Anzahl der Möglichkeiten theoretisch unbegrenzt. Die Grenzen des Machbaren werden hier vom erforderlichen Rechenaufwand gesetzt. Durch Konzentration auf die maßgebenden Parameter und mittels statistischer Versuchsplanung (DoE) muss deshalb die Anzahl der zu berechnenden Parameterkombinationen eingeschränkt werden. Als besonders geeignet zur Filterung der Parameter erweist sich die Sensitivitätsanalyse, die nicht nur die Stärke eines Parametereinflusses zeigt, sondern auch dessen Funktionsverlauf. Die Versuchsplanung erfolgt durch in die tools integrierten Zufallsfunktionen oder mit DoE-Programmen. Vergleiche zwischen vollfaktoriellen und reduzierten Versuchsplänen zeigen gute Übereinstimmungen. Im Vergleich mit Ergebnissen reduzierter Versuchspläne wird deutlich, dass der vollfaktorielle Ergebnisraum von den reduzierten Plänen gut erfasst wird. Alle Berechnungsergebnisse können mit den tools und den DoE-Programmen weiter ausgewertet werden.

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Experimentelle und rechnerische Charakterisierung des Wärme- und Feuchtetransportes in Holzbauteilen mit variablem Aufbau Open or Close

    Bearbeiter: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Baustoffe, Bauphysik: Matúš Joščák, Prof. Dr. Peter Niemz

    2013

  • Dampfkonvektion wird berechenbar - Instationäres Modell zur Berücksichtung von konvektivem Feuchteeintrag bei der Simulation von Leichtbaukonstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Zirkelbach, D.; Künzel, H. M.; Schafaczek, B.; Borsch-Laaks, R.

    Beschreibung: Bei der Beurteilung von Konstruktionen mit Hilfe hygrothermischer Simulationen wird bisher in der Regel der idealdichte Regelquerschnitt betrachtet. Bei Leichtbauteilen normalerweise immer auftretende zusätzliche Befeuchtungen durch Konvektion wird nicht berücksichtigt, so dass diffusionsdichte Konstruktionen im Widerspruch zur Praxis günstiger erscheinen als diffusionsoffenere. Aufbauend auf einer pauschalen Berücksichtigung über feste Quellmengen wird nun ein instationäres Modell vorgestellt, dass den Feuchteeintrag über Konvektion in Abhängigkeit von den tatsächlichen Konstruktions- und Randbedingungen quantifiziert und so situationsspezifische Anforderungen an die Luftdichtheit von Bauteilen ermöglicht.

    2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Hölzerne Dachkonstruktionen Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: M. Teibinger, DI (FH) M.Eng. Bernd Nusser

    Beschreibung: Ziel des Projektes war die Entwicklung von wissenschaftlich fundierten Konstruktionen für flachgeneigte Dächer in Holzkonstruktion mit optimalem Feuchteschutz, die für den Praxiseinsatz erprobt sind.

    Hierzu wurden grundlagenwissenschaftliche Erkenntnisse weiterentwickelt, neue Objekte messtechnisch begleitet sowie Untersuchungen an Probedächern und Laborversuche durchgeführt. Die ermittelten Daten sind Grundlage für die Weiterentwicklung und Validierung der eingesetzten Simulationsmodelle. Diese Arbeiten sollen in ein Planungstool (Handbuch) für Planer und Ausführende münden.

    19. April 2009

    Projektinfo... (20.11.2015)


  • Untersuchungen zum Schallschutz im mehrgeschossigen Holzbau Open or Close

    Bearbeiter: TU Braunschweig, Institut für Baukonstruktion und Holzbau

    Beschreibung: Durch die Vielzahl möglicher Konfliktpunkte in Mehrfamilienhäusern gewinnt der Schallschutz in diesem neuen Bausegment erheblich an Bedeutung. Die Anforderungen der DIN 4109 an den Schallschutz zwischen fremden Wohnbereichen finden dort Anwendung.

    Als Ausgangspunkt diente ein 1998 fertiggestelltes Gebäude in Holztafelbauart. Im Rahmen der umfangreichen Untersuchungen an diesem Objekt, die sich über den gesamten Fertigungsprozess bis hin zum bewohnten Zustand erstreckten, konnten einzelne Maßnahmen des Baufortschrittes sowie die Auswirkungen verschiedener Einbausituationen beobachtet und schalltechnisch bewertet werden. Bei der Vorausbestimmung des Norm-Trittschallpegels nach DIN 4109 Beiblatt 1 für gebrauchsfertige Holzbalkendecken zeigt sich, dass die Berechnungsergebnisse teilweise unwirtschaftlich große Sicherheiten aufweisen. Die berechneten Trittschallpegel nach Gösele stimmen dagegen mit den am Bau gemessenen Werten überein. Als Ergänzung der Messreihen wurde eine Befragung zur Erfassung des subjektiven Geräuschempfindens durchgeführt. Alle Bewohner zeigten sich völlig zufrieden mit dem Gesamtschallschutz des Gebäudes. Vereinzelte Problempunkte ergaben sich hauptsächlich aus einem unangepassten Nutzerverhalten oder aus vermeidbaren Konstruktions- oder Planungsfehlern. In Übereinstimmung mit den Messergebnissen, werden Schallübertragungen aus dem Treppenhaus wesentlich häufiger wahrgenommen als aus den Nachbarwohnungen. Da das Störmaß aber trotzdem nicht höher oder bei Trittschallgeräuschen sogar niedriger ist, zeigt sich eine größere Akzeptanz von Alltagsgeräuschen, die aus dem allgemein und häufig genutzten Treppenhaus kommen. Die Anforderungen der Bewohner an die Schalldämmung zwischen den Wohnungen sind deutlich höher als an Treppenhäuser. Trittschallgeräusche werden häufiger und lauter wahrgenommen als Luftschallgeräusche. Die Bewohner reagieren auf Lärm durch Körperschallanregungen stärker und fühlen sich so weit mehr gestört. Die Mindestanforderungen der DIN 4109 sind für die vorhandenen Bauteile bis auf einige ausführungsbedingte Ausnahmen eingehalten und können im Hinblick auf die allgemeine positive subjektive Bewertung der Schalldämmung für den Wohnungsbau als ausreichend angenommen werden. Die Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz nach Beiblatt 2 werden nur teilweise erreicht und sollten den subjektiven Anforderungen besser angepasst werden.

    Bei der Untersuchung von Maßnahmen zum Erreichen höherer Tragfähigkeiten entstand ein Überblick über tendenzielle Auswirkungen verschiedener Parameter auf den Gesamtschallschutz. Bei Erhöhung des Holzanteils im Querschnitt ist die Anzahl der Schallbrücken bzw. die Gefachbreite maßgebend. Mehrere dünne Beplankungslagen erzeugen eine bessere Schalldämmung als eine dicke Schicht. Schon bei einseitig zusätzlicher Beplankung kann eine deutlich höhere Schalldämmung beobachtet werden. Je mehr Masse schon vorhanden ist, desto weniger effektiv ist eine weitere Erhöhung. Die Art der verwendeten Verbindungsmittel spielt nur eine untergeordnete Rolle. Je mehr Schrauben oder Klammern verwendet werden, desto steifer wird der Aufbau und um so schlechter ist das schalltechnische Verhalten des Bauteils. Durchgehende Fugen oder Undichtigkeiten im Randbereich können die Schalldämmung eines Bauteils auch bei geringem Flächenanteil völlig zunichte machen. Wesentlich geringer ist der Einfluss von Fugen, die nur auf einer Bauteilseite vorhanden sind. Einseitige Fehlstellen lassen nur bei großer Anzahl minimale Verschlechterungen erkennen. Sind die Öffnungen beidseitig gegenüberliegend vorhanden, so sinkt die Schalldämmung unabhängig vom Aufbau der Beplankung deutlich. Weiterhin wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem aufwendige Großversuche durch Kleinversuche ersetzt werden können. Die Umrechnung ist nicht linear und zeigt im Funktionsverlauf eine Abhängigkeit von der Qualität der Schalldämmung der Bauteile. Bei Bauteilen mit höherer Schalldämmung ergeben sich Ungenauigkeiten, da hier mit einem Einfluss der umgebenden Trennwand zu rechnen ist. Die beispielhafte Anwendung dieses Verfahrens zeigt, dass eine annähernde Beurteilung der Schalldämmung von eingebauten Wänden durch entsprechende Umrechnung in dieser Form vorgenommen werden kann. Mit dem Berechnungsverfahren für das resultierende Schalldämm-Maß nach DIN 4109 lässt sich das bewertete Schalldämm-Maß der eingesetzten Wandelemente rechnerisch bestimmen. Auch hier werden nur bei Elementen mit geringerer Schalldämmung Ergebnisse mit ausreichender Genauigkeit erreicht.

    Zur Beurteilung des Einflusses von Störstellen und Nebenwegübertragungen auf die Gesamtschalldämmung im Bereich der Decken wurden Untersuchungen mit eingebauten Strahlern durchgeführt. Störungen durch kleine Flächen können für die Luftschalldämmung als vernachlässigbar angesehen werden. Verschlechterungen gegenüber dem ungestörten Zustand zeigen sich hauptsächlich bei der Trittschalldämmung. Auch bei Abflussrohren, die in die Holzbalkendecke eingebaut sind, zeigen sich bei abgedichteten Rohröffnungen keine nennenswerten Änderungen gegenüber einem ungestörten Deckenquerschnitt. Dabei sollte besondere Sorgfalt in der Abdichtung liegen bzw. Konstruktionen mit durchgehenden Hohlräumen unbedingt vermieden werden. In der Trittschalldämmung vorhandene Leitungen können zu unplanmäßigen Kreuzungspunkten und Leitungsanhäufungen führen. Einbauten ohne beidseitigen Kontakt zu Rohdecke und Estrichplatte haben keinen Einfluss auf die Schalldämmung der Decke. Bei zu geringer Höhe der Dämmung und Ausführungsfehlern kann ein Kontakt zwischen Estrich und Rohdecke durch das Leitungsrohr entstehen, der zu erkennbaren Beeinträchtigungen der Schalldämmung führt. Je steifer die Schallbrücke ist, desto gravierender ist die Verschlechterung.

    Ein weiterer Aufgabenbereich lag in der Zusammenstellung schon vorhandener zugänglicher Messergebnisse im Hinblick auf eine Ergänzung der Tabellen in der DIN 4109 Beiblatt 1. Der entstandene Bauteilkatalog beinhaltet eine Zusammenstellung von insgesamt 1167 Messungen. Er dient zum einen der Erweiterung der für eine Vorausberechnung der Schalldämmung zur Verfügung stehenden Angaben. Zum anderen ist so eine allgemeine Einschätzung der Schalldämmung von Konstruktionen und Einzelmaßnahmen möglich, die dazu beiträgt, auf überflüssige und kostenaufwendige Einzelmessungen zu verzichten. Durch den vergleichenden Überblick der schalltechnischen Qualität der vielen unterschiedlichen Konstruktionen, die derzeit auf dem Markt sind, können Unsicherheiten bei der Anwendung durch tendenzielle Einschätzungen und Gegenüberstellungen von Varianten reduziert werden.

    Laufzeit: Februar 1997 bis Mai 1999

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Forschungsschwerpunkt (FSP) Schallschutz im Holzbau (SIH) 1.01 Projektsteuerung, Koordination und Kommunikation Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Christoph Geyer

    Projektziel: Die Motivation dieses Projekts ist es, die Problematik des Schallschutzes gezielt aber doch umfassend zu verfolgen, da hier zurzeit für den Planer und Ausführenden von Holzkonstruktionen die größten Unsicherheiten bestehen. Zudem hat sich das Bedürfnis nach Lösungen im Bereich Schallschutz mit der Einführung der neuen SIA Norm 181 ›Schallschutz im Hochbau‹ noch gesteigert.

    Laufzeit: 2009–2014

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Forschungsschwerpunkt (FSP) Schallschutz im Holzbau (SIH) 1.02 Bauteilkatalog, Bereitstellung schalltechnischer Bauteilkennwerte Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Christoph Geyer

    Projektziel: Im Bauteilkatalog werden Konstruktionen und Anschlüsse schall- und holzbautechnisch systematisiert sowie Konstruktionsprinzipien mit Standardaufbauten und -anschlüssen festgelegt. Die Daten bereits bestehender Untersuchungen werden soweit möglich gesammelt und in einer Datenbank abgelegt. Aufgrund dieser Datenbasis sowie in Absprache mit der Industrie werden fehlende Grunddaten identifiziert und der Rahmen für die Labor- und In-Situ-Messungen definiert.

    Laufzeit: 2009–2010

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Akustisch optimierte Deckenkonstruktion aus Hartholz Open or Close

    Bearbeiter: Dr. Luboš Krajči, Soundtherm GmbH, Schlattingen & Dr. Carl Hopkins, Acoustics Research Unit, School of Architecture, University of Liverpool, Großbritannien

    Beschreibung: Die schweizerische Holzpolitik hat sich zum Ziel gesetzt, vermehrt Hartholz im Bauwesen einzusetzen. Herausforderungen stellen sich beim Schallschutz von Holzbauten, vor allem für tiefe Frequenzen unterhalb von 100 Hertz. Schall dieser Frequenzen entsteht beim Gehen oder Springen sowie bei Heimkinos (Home Cinemas) in der Wohnung und wird von Nachbarn oft als störend empfunden. Um einen vergleichbaren Schallschutz wie im Massivbau zu erreichen, bedarf es in mehrgeschossigen Holzbauten heute spezieller Deckenaufbauten mit komplizierten Strukturen und großen Deckenhöhen. Dadurch sind Holzbauten nur beschränkt mit Massivbauten konkurrenzfähig.
    Bauprodukte müssen heute verschiedenen Anforderungen (ökonomische, ökologische und gesellschaftliche) gleichzeitig gerecht werden. Dafür bedarf es entsprechender Instrumente zur mehrdimensionalen Optimierung von Bauprodukten.

    Projektziel: Die Forscher werden eine Deckenkonstruktion aus Schweizer Hartholz entwickeln und als Prototyp herstellen. Diese soll im Vergleich zu bisherigen Konstruktionen eine ähnliche oder bessere Schalldämmung im Tieftonbereich erreichen und eine maximale Höhe von 0.35 Meter aufweisen. Basierend auf theoretischen Grundlagen und empirischen Berechnungen stellen die Forschenden zunächst eine Deckenkonstruktion her. An dieser untersuchen sie die einzelnen Übertragungswege des Schalls. Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse entwickeln sie dann ein Werkzeug, um die Schallübertragung von tiefen Frequenzen zu diagnostizieren und den Schallschutz zu verbessern.

    Projektinfo... (20.11.2015)

    Bibliographieeintrag...

  • Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten - Modellierung, numerische Simulation, Validierung Open or Close

    Bearbeiter: HS Rosenheim, Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften: Prof. Dr. Ulrich Schanda

    Beschreibung: In den letzten Jahren wurden bereits zahlreiche Untersuchungen an der Hochschule Rosenheim zum Schallschutz im Holzbau durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde insbesondere das Schwingungsverhalten von modernen Holzdeckensystemen im Bereich unter 100 Hz untersucht, welches für die Schallübertragung im Holzbau problematisch ist.
    In Rahmen des Projektes werden insbesondere typische Stoßstellen von modernen Holzbausystemen messtechnisch und rechnerisch untersucht. Die Messwerte dienen zur Validierung von Simulationsmodellen. Der bauakustisch relevante Frequenzbereich wird durch zwei unterschiedliche, sich ergänzende Modelle berechnet. Im tieffrequenten Bereich werden FEM-Modelle der TU München verwendet. Für den mittleren und höheren Frequenzbereich werden Simulationsmodelle auf Basis der Statistischen-Energie-Analyse an der Hochschule Rosenheim entwickelt.
    Die Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die Prognosesicherheit des Schallschutzes im Holzbau bereits in einem frühen Planungsprozess deutlich zu verbessern und damit die Wettbewerbsfähigkeit der Holzbauweise zur Massivbauweise zu erhöhen.

    Ziel des Projektes ist ein Planungsprozess, der die numerische Simulation und den Nachweis vibroakustischer Gebäudeeigenschaften eng an ein umfassendes Bauwerksinformationsmodell (BIM) koppelt. Dies ermöglicht dem Fachplaner einen optimierten Entwurf einzelner Bauteile, die Untersuchung deren (schwingungstechnischen) Kopplung sowie der vibroakustischen Eigenschaften des Gesamtgebäudes bereits in einem frühen Planungsstadium. In Kombination mit der Methode der Statistischen-Energie-Analyse (SEA) wird hierzu die Erweiterung vorhandener Finite-Elemente-Verfahren hinsichtlich einer geometrisch-mechanischen und vibroakustisch konsistenten Kopplung von Bauteilen sowie die Ableitung des volumenorientierten Gesamtmodells aus dem Bauwerksinformationsmodell angestrebt.

    Die Herausforderung des Forschungsschwerpunktes an der HS Rosenheim besteht in der Berechnung der Ausbreitung des Körperschalls über bauübliche Stoßstellen und in der Reduktion der Vielfalt von Konstruktionsvarianten im modernen Holzbau auf wenige, schalltechnisch sich ähnlich verhaltende Standardkonstruktionen.

    Projektinfo...

    Teil 2... (20.11.2015)

  • VibWood Open or Close

    Bearbeiter: TU München, Baumechanik; HS Rosenheim, Fakultät für Angewandte Natur- und Geisteswissenschaften: Prof. Dr. Ulrich Schanda

    Beschreibung: Entwicklung von Planungshilfen zur schall- und schwingungstechnischen Beschreibung von Holzdecken im mehrgeschossigen Wohnungs- und Objektbau im Frequenzbereich unter 100 Hz sowie zur Bewertung und Dimensionierung von angepassten Schwingungsschutzsystemen

    An der Hochschule Rosenheim wurden in den letzten Jahren bereits umfangreiche Untersuchungen zu tieffrequenten Schwingungen und deren Tilgung im Rahmen von Diplom- und Masterarbeiten durchgeführt. Das Projekt ist die Fortführung dieser Untersuchungen mit dem Ziel, die Ergebnisse praxisgerecht aufzubereiten. Der Inhalt besteht aus messtechnischen Untersuchungen verschiedener Holzdeckensysteme und der Entwicklung und Vermessung darauf abgestimmter Schwingungstilger.
    Im Rahmen des Projekts werden die gemessenen Aufbauten parallel an der TU München mit Hilfe von FEM Modellen rechnerisch simuliert. Dadurch besteht die Möglichkeit, Variationen an der Decke mit relativ geringem Aufwand durch Simulationen zu untersuchen und die Messung wiederum darauf abzustimmen.

    Es sollen einfache Planungshilfen zur Bewertung der schwingungstechnischen Eigenschaften von Holzdecken entwickelt werden. Des Weiteren sollen Schwingungsschutzsysteme und deren Dimensionierung untersucht werden, welche eingesetzt werden können, um Schwingungen im Bereich unter 100Hz zu reduzieren. Dies können zum Beispiel gezielt eingesetzte Schwingungstilger sein, oder auch entsprechend ausgelegte abgehängte Decken oder schwimmende Estrichaufbauten.

    Die Herausforderung besteht vor allem darin, die komplexen Zusammenhänge zwischen dem schwingungstechnischen Verhalten der Decke und dessen Ursachen auf möglichst wenige Parameter zu reduzieren, um am Ende einfache und trotzdem zuverlässige Planungshilfen zu entwickeln.

    Laufzeit: 01.11.2010–31.10.2013

    Projektinfo...

    Abschlussbericht (20.11.2015)

  • Mikroperforation Open or Close

    Bearbeiter: FH Salzburg, Holz und Biogene Technologien: Prof. Marius C. Barbu

    Beschreibung: Für die Ausstattung von Hallen, die Herstellung von Akustik-Wandverkleidungen und Deckenelementen liegen mikroperforierte Sandwichelemente bereits im Trend. Im Studiengang Holztechnologie und Holzbau und dem Forschungsbereich Holz- und biogene Technologien der FH Salzburg werden die Möglichkeiten in diesem Marktsegment analysiert. Es werden die grundlegenden Möglichkeiten zur Herstellung von Mikroperforationen an verschiedenen Materialien und Komponenten von Sandwichelementen aus Holzwerkstoffen untersucht. Für die Herstellungsmethodik ist im Besonderen die Verwendung von Lasergeräten interessant. Verschiedene Einflussparameter müssen im Detail betrachtet sowie deren Entwicklungs- und Optimierungspotential ausgelotet werden. Weitere Herstellungsmethoden sollen jedoch auch in das Screening mit aufgenommen werden. Die Ergebnisse dieser ersten Forschungs- und Entwicklungsarbeit sollen zur Weiterentwicklung eines selbst entwickelten Sandwichelementes des Projektpartners dienen und können auch Grundlage für weitere Neuentwicklungen sein.

    Laufzeit: November 2012 bis November 2013

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Entwicklung eines Kompaktprüfstands für den Trittschall bei Bauprodukten aus Holz Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI : Dipl.-Ing. (FH) Norbert Rüther

    Beschreibung: Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt entwickelt zusammen mit dem Fraunhofer WKI einen Kompaktprüfstand für leichte Decken. Mit diesem Kompaktprüfstand wird eine Verringerung des Aufwands bei der Ermittlung der Trittschallkenngrößen gegenüber dem derzeitigen Normprüfverfahren auf etwa 1/10 angestrebt.

    Der Ansatz des Vorhabens gestattet es zudem, einzelne Komponenten der gesamten Wirkungskette zu erfassen. So soll der Abstrahlgrad von Holzdecken für die am Markt üblichen Konstruktionen ermittelt und in einer Datenbank hinterlegt werden. Bei bekanntem Abstrahlgrad der Holzdecke kann mit Hilfe einer Messung der Körperschallschnelle an einem verkleinerten Aufbau der Normtrittschallpegel bestimmt werden. Es ist zu erwarten, dass mehr potentielle Ideen auf deren Wirksamkeit untersucht werden, sodass die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens in erster Linie zu einem großen Innovationsschub führen werden.

    Zu Beginn der Untersuchungen sind die bei der Messung im genormten Prüfstand wesentlichen Prozesse modelliert worden. Dies sind vor allem die Anregung einer Deckenkonstruktion durch ein Hammerwerk, die Ausbreitung der Energie in der Decke sowie die Schallabstrahlung von der Decke. Für den Gesamtprozess werden Betrachtungen mit und ohne Deckenauflagen angestellt, die zu einem Verständnis über die unterschiedlichen Wirkungen der Deckenauflagen führen. Als Werkzeug dient hierzu unter anderem die Betriebsschwingungsanalyse.

    Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird dann ein Kompaktverfahren zur Bestimmung der Trittschallminderung auf leichten Bezugsdecken entwickelt. Wesentlich dabei ist, dass die Empfangsstruktur so reproduzierbar ist, dass sie sich für eine Normung eignet. Im Weiteren wird untersucht, ob auch Verbesserungsmaße plattenförmiger Deckenauflagen auf verkleinerten Empfängern ermittelt werden können und welche physikalischen Grenzen hierfür existieren.

    Das entwickelte Kompaktverfahren zur Ermittlung der Trittschallminderung wird an realen Deckenauflagen erprobt, und die Ergebnisse werden mit Ergebnissen, ermittelt mit dem Norm-Messverfahren verglichen. Bei diesen Messungen werden die Trittschallminderungen durch Auswahl verschiedenartiger Bodenbeläge so weit variiert, dass etwaige Grenzen des Verfahrens aufgezeigt werden. Es wird ein Normentwurf erstellt und in die Normung eingebracht.

    Darüber hinaus wird untersucht, ob der Laborwert des Normtrittschallpegels von Holzdecken in einem verkleinerten Aufbau zu ermitteln ist. Die vom verkleinerten Aufbau abgestrahlte Leistung wird hierfür aus der Schnelle der Unterseite und dem Abstrahlgrad der konstruktiv gleich ausgeführten großen Decke berechnet. Die Schnelle kann aus Messungen im verkleinerten Maßstab abgleitet werden, sofern die grundlegenden Eigenschaften der Originalkonstruktion im Kompaktprüfstand korrekt widergespiegelt werden. Für diese Modellierung sind im Rahmen des Projekts klare Regeln aufzustellen. Über den Abstrahlgrad von Holzbalkendecken liegen derzeit nur wenige Erkenntnisse vor. Daher soll im Rahmen des Projekts eine Datenbank für Abstrahlgrade von Holzbalkendecken erstellt werden. Hierfür werden die Intensitätsmesstechnik und ein Laser-Scanning Vibrometer verwendet, um an realen Bauobjekten die Abstrahlgrade von Holzdecken zu ermitteln. Da an den realen Bauobjekten zusätzlich auch die Normtrittschallpegel bestimmt werden, lassen sich aus der Differenz zwischen den schalldruck- und den schallintensitätsbasierten Schallleistungen im Empfangsraum Aussagen zur Flankenübertragung ableiten.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Silent Floor – Entwicklung eines Laminatfußbodens mit integriertem Schalldämpfungsmechanismus Open or Close

    Bearbeiter: IHD: Dipl.-Phys. Heiko Kühne

    Beschreibung: Die Vermeidung der beim Begehen harter Fußböden entstehenden Belästigung durch Schallemissionen ist ein wesentlicher Aspekt bei der Vermarktung von Bodenbelägen. Die beim Gehen subjektiv empfundene Lautstärke korreliert mit dem Wohlbefinden – je lauter die Geräusche sind, desto unangenehmer wird dies empfunden. Unterschieden werden Gehschall – die Emission in den Raum, in dem gegangen wird – und Trittschall – die Emission in darunter liegende Räume. Bisherige Lösungsansätze zur Verbesserung des Trittschallverhaltens führen gemeinhin zu einer Verschlechterung bzgl. des Gehschalls. Zeichnen sich Böden durch eine geringe Gehschallemission aus, müssen Verbraucher oft Abstriche hinsichtlich des Trittschalls in Kauf nehmen. Projektziele waren die Entwicklung eines Fußbodenbelags mit integriertem Dämpfungsmechanismus, der sowohl zur Reduzierung der Emission von Gehschall als auch von Trittschall führt sowie als Bewertungsgrundlage die Entwicklung einer objektiven Prüfmethode für den Gehschall.

    2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Schallschutz im Detail schalltechnische Bemessung von Gebäuden in Massivholzbauweise Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria, Arbeitsbereich Bauphysik und Geschossbau: Franz Dolezal und Martin Teibinger

    Beschreibung: Mehrgeschossige Gebäude in Massivholzkonstruktion gewinnen aufgrund verschiedener konstruktiver und ökologischer Vorteile mehr und mehr an Bedeutung. Besondere Aufmerksamkeit bei dieser Konstruktionsvariante sollte jedoch dem Schallschutz und hier besonders der Flankenübertragung gewidmet werden. Derzeit werden die bestehenden Anforderungen an den baulichen Schallschutz im Gebäude durch Mindestwerte für die Schalldämmung der Außenbauteile und zwischen den Nutzungseinheiten definiert. Im Planungsstadium muss daher nicht nur der Trennbauteil, sondern die gesamte Konstruktion des Gebäudes bekannt sein. Intensive Forschungstätigkeit in den vergangenen Jahrzehnten hat zu einem Berechnungsmodell für die schalltechnische Prognose zwischen zwei Räumen im Gebäude, der EN 12354, geführt. Dieses Verfahren wurde jedoch für mineralische Massivkonstruktionen entwickelt und ist für Holzkonstruktionen nur bedingt anwendbar, denn Massivholzkonstruktionen wurden diesbezüglich noch nicht untersucht.

    Prinzipiell erfolgt die Schallübertragung zwischen zwei Räumen über das Trennbauteil und über die Flanken. Im Falle der Geschossdecke liegen Nebenwege vor allem in Form der flankierenden Wände vor. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurden die unterschiedlichsten Massivholzdeckenkonstruktionen mit verschiedenen Baulagern, mit und ohne Befestigungsmittel sowie akustisch optimierten Befestigungsmitteln, schalltechnisch untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden einerseits mit den Berechnungen nach EN 12354 verglichen, um deren Anwendbarkeit auf Massivholzkonstruktionen zu prüfen, andererseits in einem Katalog mit bewerteten Konstruktionen zusammengefasst.

    Mithilfe des Detailkatalogs lassen sich Lösungen ableiten.

    Der erste Schritt zur Prognose besteht darin, aus der im Katalog enthaltenen umfangreichen Bauteilsammlung jeweils ein Wand- und ein Deckensystem auszuwählen. Dann wird in den zu den jeweiligen Wandsituationen gehörenden Übersichtstabellen der Knotenpunkt mit der darin bereits ersichtlichen Lagerempfehlung identifiziert. Dieser Knotenpunkt wird im zugehörigen Abschnitt mit den Knotendetails nachgeschlagen, wo nicht nur eine detaillierte Darstellung, sondern auch eine Tabelle zur Flankenübertragung zu finden ist. Diese Tabelle enthält den über die Flanken übertragenen bewerteten Norm-Trittschallpegel LnDf,w und die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz Dnf,w der Flanken jeweils für vier unterschiedliche Baulager (jene der Projektteilnehmer) sowie für die verschraubte und die unbefestigte Knotensituation.

    Diese Kennwerte aus den Tabellen werden nun nach Anleitung mit dem Zahlenwert des bewerteten Norm-Trittschallpegels Ln,w beziehungsweise der bewerteten Norm-Schallpegeldifferenz der Decke Dn,w energetisch addiert. Das Ergebnis stellt die jeweiligen schalltechnischen Kenngrößen am Bau dar, die nun auch noch unter Berücksichtigung des Volumens in weitere akustische Parameter wie etwa den bewerteten Standard-Trittschallpegel L‘nT,w oder die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w umgerechnet werden können.

    Ein eigenes Kapitel des Detailkatalogs wird dem Brandschutz des Bauteilknotens gewidmet. Zur Verhinderung von Bränden in Gebäuden reicht es nicht aus, die Feuerwiderstandsdauer der jeweiligen Bauteile zu kennen, vielmehr ist das brandschutztechnische Zusammenwirken der einzelnen Bauteile entscheidend. Bei der Planung müssen aus diesem Grund auch das Brandverhalten bei den Anschlüssen und Installationen sowie die Verhinderung der Weiterleitung des Brandes und der Rauchgase durch Hohlräume und Fugen mit berücksichtigt werden. Bei den durchgeführten Brandversuchen wurde der Raumabschluss von Wand-Decken-Konstruktionen in Holzrahmen- und Holzmassivbauweise untersucht.

    Fazit: Hilfreiches Werkzeug geschaffen

    Der Detailkatalog "Deckenkonstruktionen für den mehrgeschossigen Holzbau Schall- und Brandschutz" liefert Lösungen hinsichtlich der Ausbildung von Wand-Decken-Verbindungen für die mehrgeschossige Holzbauweise. Dabei werden, basierend auf umfangreichen schalltechnischen Untersuchungen in Versuchsgebäuden, die verschiedenen akustischen Kenngrößen, unter anderem auch jene für die Flankenübertragung, angeführt. Damit konnte ein für Planer und Ausführende hilfreiches Werkzeug geschaffen werden.

    PlanungsTipps: Generelle Regeln aus Sicht des Bauakustikers

    • Aus den schalltechnischen Untersuchungen, die im Rahmen des Forschungsprojekts durchgeführt wurden, lassen sich die folgenden prinzipiellen Planungsüberlegungen ableiten.
    • Befinden sich Vorsatzschalen an den Wänden und an der Decke (abgehängte Unterdecke), so ist die Anordnung von Baulagern für gewöhnlich nicht mehr erforderlich.
    • Sind für die Wände keine Vorsatzschalen vorgesehen, ist die Decke aber mit einer abgehängten Unterdecke versehen, so sind sowohl über als auch unter der Decke Baulager anzuordnen.
    • Werden weder an den Wänden noch an der Decke Vorsatzschalen geplant, so muss der Fußbodenaufbau entsprechend dimensioniert werden, um den erforderlichen Trittschallschutz zu erfüllen. In diesem Fall sind Baulager zur Reduktion der Luftschallübertragung über die Flanken oberhalb der Decke einzubauen.
    • Im Falle von Vorsatzschalen an den Wänden, aber nicht an der Decke wird trotzdem ein Lager oberhalb der Decke empfohlen, da die Energieeinleitung und die daraus resultierende Abstrahlung der Decke zu hoch sein könnten.

    abgeschlossen

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Schall- und schwingungsoptimierte Holzdecken Open or Close

    Bearbeiter: HS Biberach, Institut für Holzbau: Andreas Rabold, Patricia Hamm

    Beschreibung: Bemessungs- und Konstruktionshilfen für die Praxis

    Durch den zunehmenden Einsatz von Holzdecken als Trenndecken auch in öffentlichen Gebäuden ergab sich die Notwendigkeit, ihr schall- und schwingungstechnisches Verhalten in Bezug auf das subjektive Empfinden des Nutzers genauer zu beurteilen und Bemessungsregeln für optimierte Decken zu erarbeiten. Die bisherigen Ergebnisse von zwei aktuellen Forschungsprojekten zu diesem Thema zeigen das Potenzial von Holzdecken für diese Anwendung auf und geben praxisnahe Umsetzungshilfen. Am ausgeführten Beispiel einer Trenndecke in Holz-Beton-Fertigteilbauweise beim Neubau der FOS-BOS-Rosenheim wurden Werte ermittelt, die sicherlich im gesamten Lebenszyklus des Gebäudes deutlich über den schall- und schwingungstechnischen Anforderungen liegen werden und damit einerseits der Philosophie des Herstellers für ein nachhaltiges Bauen voll entsprechen, andererseits aber auch noch genügend Spielraum für eine wirtschaftlich optimierte Ausführung lassen.

    2009

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Schwingungs- und Dämpfungsverhalten von Holz- und Holz-Beton-Verbunddecken Open or Close

    Bearbeiter: Technische Universität München, Institut für Baustoffe und Konstruktion, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter, Prof. Dr.-Ing. Patricia Hamm, Dipl.-Ing. Antje Richter

    Beschreibung: Ergebnis des durchgeführten Vorhabens sind Konstruktions- und Bemessungsregeln, die es Tragwerksplanern und ausführenden Firmen ermöglichen, den Nachweis des Schwingungsverhaltens von Holzdecken unter üblicher Wohn- und Büronutzung zu führen. Durch die Bereitstellung von Konstruktions- und Bemessungsregeln für den Nachweis des Schwingungsverhaltens im Rahmen des Gebrauchstauglichkeitsnachweises der [DIN 1052] sowie des [Eurocode 5] werden die Wirtschaftlichkeit und die Planungssicherheit der KMU (Planer und ausführende Firmen) und gleichzeitig die Attraktivität des Baustoffes Holz erhöht.

    2010

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Akustische Wechselwirkung Holzbalkendecke Open or Close

    Bearbeiter: TUM, Frauehofer Institut für Baupysik und ift : Dipl.-Ing. Andreas Rabold, Dr. Joachim Hessinger, Dipl.-Ing. (FH), Stephan Bacher

    Ausgangssituation/Problemstellung: Das Holzhaus liegt im Trend der Zeit. Für den Nutzer verbindet es Individualität mit ökologischen und ökonomischen Vorzügen gegenüber anderen Bauweisen. Das Holzhaus wird aber auch nach den bauphysikalischen Standards des Massivbaus beurteilt. In einigen Punkten bietet die Holzbauweise Vorteile, in anderen weist sie Defizite auf. Letzteres gilt insbesondere für den Schallschutz. Deshalb ist in diesem Bereich für die Holzbaubranche und deren Zulieferer eine stetige Weiterentwicklung der Bauteile und Konstruktionen von eminenter Bedeutung. Nur mit durchdachten und bauphysikalisch ausgereiften Konstruktionen ist die Behauptung auf einem Markt mit steigendem Konkurrenzdruck und wachsenden Ansprüchen der Verbraucher möglich.

    Besonders deutlich tritt dieser Entwicklungsbedarf bei der Schallübertragung tiefer Frequenzen auf, deren physikalische Zusammenhänge bislang nicht hinreichend geklärt und für die Praxis aufbereitet sind. Hier besteht ein Verbesserungspotenzial, um mit neuartigen Lösungen auf den zeitgemäßen Bedarf an akustischer Behaglichkeit in Holzhäusern zu reagieren. In besonderem Maße gilt dies für die Trittschalldämmung von Holzdecken. Das komplexe Zusammenspiel von Decke und Deckenauflage, das nicht nur ein Zusammenwirken unterschiedlicher Materialien bedeutet, ist bislang nur ansatzweise verstanden und führt nicht selten zu Enttäuschungen hinsichtlich der angestrebten Schallschutzwirkung. Andererseits steht mittlerweile ein vielversprechendes Instrumentarium an neuartigen Rechen- und Messverfahren sowie eine umfangreiche Datenbasis über die schalltechnischen Eigenschaften von Holzdecken zur Verfügung. In diesen Vorhaben wird deshalb aufgezeigt, wie durch Nutzung dieser Instrumente neuartige Lösungswege für einen kostengünstigen, planungssicheren und zugleich hochwertigen Trittschallschutz im Holzbau gefunden werden können.

    Zielsetzung: Ziel dieses Vorhabens ist eine nachhaltige Erhöhung des tieffrequenten Trittschallschutzes von Holzbalkendecken durch Offenlegung der akustischen Wirkmechanismen sowie durch Entwicklung, Erprobung und Demonstration konstruktiver und werkstofflicher Verbesserungsmaßnahmen. Die wichtigsten Ergebnisse des Forschungsprojekts bestanden in der:

    Klärung der akustischen Wechselwirkung zwischen Deckenauflage und Rohdecke,

    In der Bereitstellung leistungsfähiger Berechnungsmodelle und

    In der Entwicklung konstruktiver Maßnahmen zur Verbesserung der tieffrequenten Trittschalldämmung.

    Ergebnisse: Das an der TU München entwickelte Berechnungsmodell wurde anhand von Messungen aus der Datenbank des ift Schallschutzzentrums validiert. Dadurch war eine abgesicherte Anwendung zur Untersuchung des Schwingungsverhaltens der Deckenkonstruktionen gewährleistet. Die aus diesen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse wurden in konstruktive Maßnahmen umgesetzt, die zur Verbesserung der tieffrequenten Trittschalldämmung bei Holzdecken beitragen. Aus den optimierten Aufbauten wurden im nächsten Schritt die praxisrelevantesten Konstruktionen ausgewählt und im ift Schallschutzzentrum messtechnisch überprüft. Auf Basis der erarbeiteten Erkenntnisse und der umfangreichen Datenbank wurden Konstruktionshilfen für die Praxis zusammengestellt.

    Projektinfo... (20.11.2015)

  • Raumakustische Qualifikation von Holzkonstruktionen - Entwicklung von integrierten Schallabsorbern für Holzbausysteme mit hohem Vorfertigungsgrad Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Bauphysik -IBP-, Stuttgart. Dipl.-Ing. Horst Drotleff (Bearbeiter)
    Roman Wack (Bearbeiter)

    Laufzeit: unbekannt - 10.2008

    Beschreibung: Ziel des Vorhabens war eine Integration von Schallabsorbern in Holzbaukonstruktionen, indem deren charakteristische Periodizität im Aufbau akustisch gewinnbringend genutzt werden sollte. Im Mittelpunkt standen dabei folgende akustische Wirkprinzipien: Kammplatten (periodische Anordnungen von Streifen mit wechselnden Admittanzen) und Streifenabsorber (streifenförmige Abdeckungen auf porösen Absorbern).

    Projektinfo... (15.11.2015)

  • Luftdichtheit und Schallschutz im Holzhausbau Open or Close

    Bearbeiter:Uni Innsbruck: Dr. techn. Anton Michael Kraler

    Beschreibung:

    Die Nachfrage nach Holzhäusern steigt in Europa stetig und dadurch gewinnen auch qualitätssichernde Maßnahmen immer mehr an Bedeutung. Die Bereiche, bei denen es am häufigsten zu Unregelmäßigkeiten kommt, sind Luftdichtheit und Schallschutz. Schon bei der Planung und in weiterer Folge bei der Produktion und Montage muss verstärkt darauf geachtet werden.

    Projektinfo... (15.11.2015)

 

 

 

Wir koordinieren

Logo proHolz Bayern

 

 

Logo komSilva

 

Partnernetzwerke

Logo Regionalinitiativen in Bayern

Wir sind Mitglied bei

Logo Cluster Offensive Bayern

 

Logo go-cluster

 

Logo Cluster Management Excellence

Logo Zentrum Wald Forst Holz Weihenstephan

logo VBF Vertreter Bayerischen Forstwirtschaft 2019