Schall breitet sich als Luft- oder Körperschall aus und trifft in Gebäuden auf verschiedene Bauteile. Dabei wird er reflektiert, gedämpft oder weitergeleitet. Für den Schallschutz entstehen so zahlreiche Übertragungswege zwischen Räumen.
Grundlagen und Verhalten von Schall
Eine Schallwelle benötigt ein Medium, in dem die Welle schwingen kann. Dies kann ein Gas sein, wie Luft, oder auch ein fester Stoff, wie eine massive Wand. Eine Schallwelle, die sich durch Luft bewegt, wird deshalb in Kurzform auch als Luftschall bezeichnet. Eine Schallwelle, die sich in einem festen Stoff fortbewegt, wird als Körperschall bezeichnet. Wird eine Schallwelle in Luft erzeugt und trifft sie auf einen massiven Gegenstand wie z. B. eine massive Wand, dann wird sich die Energie auf verschiedene Übertragungswege verteilen:
- Ein Teil der Luftschallwelle wird zurückreflektiert.
- Ein Teil wird durch die Masse des festen Stoffes absorbiert.
- Ein Teil der Schallenergie durchdringt den Stoff und tritt an der Rückseite wieder als Luftschall in Erscheinung.
Schallverhalten in Räumen.
Bild: © f:data GmbH
Baulicher Schallschutz
Für diese Form der Übertragung von einer Schallwelle gibt es entsprechende Bezeichnungen:
Mit dieser Formel kann rechnerisch dargestellt werden, wie sich Schall unter bestimmten baulichen Bedingungen vom Senderaum in den Empfangsraum ausbreitet (aus DIN 4109-2).
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Verhalten von Schall an Bauteilen
Der naheliegendste Weg mit der maßgeblichen Schallübertragung führt direkt durch das Bauteil selbst. Dabei gibt es für jedes angrenzende Bauteil insgesamt je Bauteil drei weitere Wege, wie der Schall vom Sende- in den Empfangsraum flankierend übertragen wird.
Diese Wege werden bezeichnet als:
- direkt / flankierend,
- flankierend / flankierend und
- flankierend / direkt.
Damit werden die Wege bezeichnet, die der Schall neben der Direktübertragung nehmen kann.
Ein Raum wird durch zwei Seitenwände, die Decke und den Fußboden begrenzt. Für diese vier Bauteile ergeben sich rechnerisch jeweils drei flankierende Übertragungswege, sodass insgesamt 12 Übertragungswege über flankierende Bauteile zu berücksichtigen sind.
Der rechnerische Nachweis dieser 12 Übertragungswege erfolgt grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip, sofern alle beteiligten Bauteile in massiver Bauweise ausgeführt sind. Dies betrifft die Wände und die Decke des Raumes, sofern keine Vorsatzschalen angebracht wurden.
Besonderheiten des Fußbodens
Der Fußboden unterscheidet sich durch sein Anforderungsprofil erheblich von allen anderen Bauteilen. Hier ist noch eine weitere Schallanregung zu berücksichtigen. Diese Schallanregung wird als Körperschall bezeichnet, da es sich um eine direkte Anregung beziehungsweise Impulsübertragung von zwei festen Stoffen handelt.
Einsatzbereiche der Schallberechnung
Die Analyse des Schallverhaltens von Bauteilen findet in vielen praktischen Bereichen Anwendung. Besonders dort, wo Lärm, Akustik oder Schwingungen eine Rolle spielen.
Typische Einsatzgebiete sind z. B.:
Im Bauwesen (Bauphysik) wird berechnet, wie Wände, Decken oder Fenster Schall übertragen, um den Schallschutz zwischen Räumen sowie die Raumakustik zu verbessern. In der Architektur wird u. a. geplant, wie Hall vermieden und gute Sprachverständlichkeit in Hörsälen erreicht wird.
Im Maschinenbau, der Fahrzeugtechnik geht es z. B. um die Dämmung von Motorgeräuschen in Autos oder Zügen.
Im Umwelt- und Lärmschutz werden u. a. Lärmschutzwände an Straßen und Bahnstrecken geplant sowie die Lärmausbreitung in Städten prognostiziert.
In Spezialbereichen wie: - Studioakustik (z. B. in Tonstudios zur Optimierung der Klangqualität),
- Medizintechnik (z. B. bei Ultraschallverfahren),
- Luft- und Raumfahrt (z. B. zur Analyse von Schwingungen und Lärm in Flugzeugen) oder
- Materialforschung (z. B. Entwicklung neuer Dämmstoffe).
Der Experten-Tipp
"Die Berechnung des Schallverhaltens von Bauteilen ist auf jeder Baustelle mit Blick auf die Kosten von großer Bedeutung und hilft, Bauteile für den Schallschutz zu optimieren. Wird ein kostengünstigeres Bauteil eingesetzt, kann sich der Schallschutz verschlechtern. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, Kosten einzusparen, wenn mit geringerem Materialeinsatz der gleiche Schallschutz erreicht wird. Dies lässt sich mit der oben genannten Formel berechnen.“
Herzlichen Dank an Dipl.-Ing. (FH) Matthias Iding für die fachliche Unterstützung bei diesem Artikel auf bauprofessor.de. Seit 1993 ist er freischaffender Architekt, staatlich anerkannter Sachverständiger für Schall- und Wärmeschutz sowie Immobilienökonom.