Ruhig wohnen – auch in grossen Gebäuden aus Holz
Zunehmend mehr grosse Wohngebäude entstehen heutzutage im Holzbau. Vorbehalte gegenüber dem Schallschutz sind unbegründet.
Bewohnende von Wohnbauten aus Holz sind sehr zufrieden mit der Bauakustik. Das hat eine umfangreiche wissenschaftliche Befragung zur subjektiven Wahrnehmung von Schall im Wohnumfeld ergeben. Die hohe Zufriedenheit ist der Tatsache zu verdanken, dass in modernen mehrgeschossigen Holzbauten erprobte Lösungen mit schalltechnisch robusten Konstruktionen zum Einsatz kommen.
Vielfältiger Wohnraum
Ein aktuelles Beispiel ist das Projekt «sue und til» in Oberwinterthur. Die derzeit grösste Schweizer Wohnüberbauung aus Holz ist sechs Geschosse hoch, 200 Meter lang und bietet vielfältigen Wohnraum in über 300 Einheiten. Die Tragstruktur bis zur Erdgeschossdecke ist betoniert; die vier bis fünf Stockwerke darüber bestehen mit Ausnahme der aussteifenden Treppenhauskerne aus vorfabrizierten Holzbauteilen. Die Deckenkonstruktion ist aus Massivholzelementen in Brettschichtholz aufgebaut und mit einer zusätzlichen Splittschüttung beschwert.
Durchdachte Konstruktion
Für die Gebäudestruktur wurde ein System mit einer möglichst einfachen Lastabtragung gewählt. Als Auflager für die Decken dienen tragende Wandkonstruktionen oder Unterzüge. Die vertikalen Lasten werden von einer Stütze auf die darunter stehende Stütze übertragen, ohne den dazwischen liegenden Träger zu belasten. Die tragenden Innenwände sowie die Aussenwände sind in Holzrahmenbauweise ausgeführt. Die nicht tragenden Zimmerwände wurden in Leichtbauweise erstellt, die Badezimmer als vorgefertigte Module angeliefert.
Bei diesem Gebäude werden die erhöhten Anforderungen gemäss der Norm SIA 181, «Schallschutz im Hochbau», sowohl beim Trittschall als auch beim Luftschall für den normativen Bereich ab 100 Hertz problemlos erreicht. Auch die tief frequenten Trittschallanteile von Gehgeräuschen werden wirkungsvoll gedämmt.
Die guten Schalldämmwerte resultieren bei dieser Konstruktion aus der tief ausgelegten Resonanzfrequenz zwischen dem Bodenaufbau und der Decke. Das ist dem 8 Zentimeter dicken Estrich, der Splittbeschwerung auf der Rohdeckenkonstruktion sowie der weichen Trittschalldämmung zu verdanken. Diese Ausführung eignet sich bei einer sichtbaren Holztragstruktur. Auf eine Unterdecke kann hier aus schalltechnischen Gründen verzichtet werden.
Erprobte Lösungen für den Holzbau – auch für Decken
Tatsächlich können die Anforderungen an den Schallschutz im Holzbau jeweils mit verhältnismässig einfachen Massnahmen erfüllt werden. Die mehrschalig ausgeführten Holzbauteile erreichen im Vergleich zu einschaligen Massivbauteilen gleich hohe Schalldämmwerte bei wesentlich geringerer Masse. Für gute Schalldämmwerte bei mehrschaligen Konstruktionen sind eine genügend grosse flächenbezogene Masse der Schalen, eine möglichst weiche Feder (weiche Wärmedämmschicht oder grosser Schalenabstand), die Verhinderung von Hohlraumresonanzen sowie eine möglichst elastische Befestigung der Schalen mit der Tragkonstruktion vorzusehen.
Für einen guten Schallschutz ist die Konstruktion der Decke zentral. Um unerwünschte Lärmbelästigungen zu vermeiden, sind Gehgeräusche zu beachten, die durch Schritte im darüber liegenden Stockwerk verursacht werden. Diese in Gebäuden üblichen Schallemissionen sind sehr tief frequent und haben ihre wesentlichen Schallanteile unterhalb von 100 Hertz.
Eine optimale Dämmung dieser tief frequenten Geräusche erreicht man durch intelligente Bauteilschichtungen. Dazu ist es von Bedeutung, bei der Planung die einzelnen Systeme wie Tragkonstruktion, Bodenaufbau und Unterdecke aufeinander abzustimmen. Dabei gilt es, die Resonanzfrequenz zwischen Bodenaufbau und Tragkonstruktion sowie zwischen einer allfälligen Unterdecke und der Tragkonstruktion möglichst tief zu planen.
Geeignete konstruktive Massnahmen
Eine geeignete schalltechnische Massnahme bei Holzdecken ist die Beschwerung der Rohdeckenkonstruktion. Bei Holzrohdeckenkonstruktionen lassen sich durch das Hinzufügen zusätzlicher Masse wesentlich bessere Werte bereits bei tiefen Frequenzbändern erreichen. Eine Rohdeckenbeschwerung dämmt somit die störenden Schallanteile von Gehgeräuschen wirksam. Die wichtigsten Einflussparameter bei der Rohdeckenbeschwerung sind das Flächengewicht der eingebrachten Masse sowie die Biegesteifigkeit der Beschwerung. Geeignet sind Splittbeschwerungen mit einer flächenbezogenen Masse von 120 kg/m².
Eine weitere bedeutende Massnahme liegt im Einsatz eines geeigneten Fussbodenaufbaus. Die Wirksamkeit eines Estrichaufbaus wird massgeblich von dessen flächenbezogener Masse sowie der Steifigkeit der Trittschalldämmung beeinflusst. Dabei muss die Masse des Estrichs ausreichend hoch sein, und die Trittschalldämmung muss eine möglichst geringe Steifigkeit aufweisen, um schalltechnisch optimale Resultate zu erzielen. Infrage kommen Glasfaser-Trittschalldämmungen mit einer dynamischen Steifigkeit von 6 MN/m³ oder tiefer. Beim Bodenaufbau eignen sich Nassestriche mit einer Stärke von 8 Zentimeter und einer flächenbezogenen Masse von mindestens 160 kg/m².
Zusätzlich zum richtigen Fussbodenaufbau kann eine abgehängte Unterdecke eine weitere schalltechnische Verbesserung bringen. Für eine wirksame Schalldämmung der tief frequenten Schallanteile muss die Bekleidung eine grosse flächenbezogene Masse und eine geringe Biegesteifigkeit aufweisen. Zudem muss der Schalenabstand zwischen der Rohdecke und der Unterdecke so gross wie möglich sein. Ausserdem ist es wichtig, dass die Unterdecke von der Rohdecke entkoppelt wird.
Schallschutznachweis einfach gemacht
Im nationalen Forschungs- und Entwicklungsprojekt «Schallschutz im Holzbau» der Schweizer Wald- und Holzwirtschaft unter der Gesamtleitung von Lignum wurden in den letzten Jahren für typische Holzbaukonstruktionen in den Labors der Empa umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Die im Projekt experimentell ermittelten Schallschutzdaten sind für die Berechnung der direkten Schallübertragung in der Lignum-Bauteildatenbank Lignumdata abgebildet.
Für die Prognose der Luft- und Trittschalldämmung stehen zudem neben der direkten Schallübertragung über die Bauteile Kennwerte für die Nebenwegübertragungen über die Bauteilverbindungen zur Verfügung. Um die ermittelten Daten für ein breites Anwenderfeld nutzbar zu machen und einen einfachen Schallschutznachweis zu ermöglichen, wird ein Softwaretool entwickelt. Das Prognosetool wird im Laufe des Jahres 2021 verfügbar sein. ●
