DE2446769A1 - Vorrichtung zur verbesserung der schalldaemmung von untergehaengten decken - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Verbesserung der Schalldämmung von untergehängten Decken - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verbesserung der Luftschalldämmung einer über Trennwände führende, im Abstand zur Rohdecke angeordnete Unterdecke, bestehend aus schottenartigen Einbauten.
• Solche untergehängten Decken bestehen bekanntlich aus einem horizontal liegenden Raster aus profilierten Tragschienen, in welche die Deckenplatten eingelegt sind, die durch Aufhängevorrichtungen, wie Bandeisen, Federabhänger oder dergleichen, in einem Abstand unter der Geschossdecke, der sogenannten Rohdecke, abgehängt sind Bei anderen bekannten Ausführungsformen werden die Deckenplatten ohne einTragschienenraster direkt abgehängt. Gemeinsam ist den verschiedenen bekannten Ausführungsformen der untergehängten Decken, dass zwischen ihnen und der Rohdecke ein Deckenhohlraum entsteht. Darin liegt einer der wesentlichen Vorzüge dieser abgehängten Decke, da im Deckenhohlraum Ver-und Entsorgungsleitungen für Wasser, Luft, Gas, Licht, Telefon in einfacher Wesise zu verlegen und zu warten sind. Um oiese Vorteile zu bewahren, werden demzufolge Raumtrennwände nicht bis an die Rohdecke hochgeführt, sondern ledigli@h bis an die Unterdecke gestossen.
• In diesem Falle spricht man von einer durchgehenden untergehängten Decke.
• In akustischer Hinsicht haben die untergehängten Decken zwei Aufgaben zu erfüllen, r.ämlich einmal eine ausrel chende Schall absorptl.on zu den Räumen hin zu bewirken, um hallige Räume zu vermeiden, und zum anderen sollen sie schalldämmend sein, um die Geräuschübertragung von einem Raum über den Deckenhohlraum in einen Nachbarraum zu vermeiden.
• Diese Aufgaben sind an sich widersprüchlich, da die Schallabsorption poröse Decken voraussetzt, in welche der Schall gut eindringt, während die Schalldämmung dichte und relativ schwere Decken erfordert, welche den Schall vom Raum her reflektieren.
• Bei den derzeit gebräuchlichen und bekannten untergehängten Decken wurde deshalb ein Kompromiss geschlossen In Richtung einer möglichst guten Schalldämmung mit einer vielfach unzureichenden Schallabsorption.
• Aber auch die geforderte Schalldämmung zwischen Nachbarräumen für den Schallweg über den Deckenhohlraum, die in der Regel über einem mittleren Schalldämmass über 40 dB liegt, wobei auch Werte über 50 dB gefordert werden, kann bei den bekannten Deckenkonstruktionen nur mit kostspieligen Massnahmen erreicht werden.
• So sind Deckenplatten mit relativ hohem Flächengewicht erforderlich, die möglichst fugenfrei zu verlegen sind.
• Die Tragschienen müssen häufig zusätzlich mit Streifen eines schalldämmenden Materials verstärkt werden und auf die Decke sind Platten oder Filze aus schallabsorbierendem Material, wie Glasfasern oder Mineralfasern, vollflächig in Dicken bis ca. 50 mm auszulegen. Ausserdem müssen alle Deckendurchbrüche und Deckeneinbauten wie Leuchten, Lüftungsgitter, Sprinklereinbauten, Lautsprecher und dergleichen, ebenfalls sorgfältig abgedichtet und gfs.
• mit Absorberplatten oder schalldämmenden Hauben nach der Rückseite hin abgedeckt werden. Bei Ventilatoröffnungen In der Decke oder in den Leuchten müssen diese ein.ze.l.n mit Schalldämpfern angeschlossen werden, um zu vermeiden, dass durch diese Öffnungen Störungsgeräusche in den Deckenhohlraum eintreten.
• In vielen Fällen wurden Abschottungen über den Trennwänden in dem Deckenhohlraum vorgesehen. Sie bestehen aus Bauplatten, wie Span-, Gipskarton-, Asbestzementplatten und dergleichen, die den Schall irn wesentlichen reflektieren. Diese Abschottungen bringen nur dann die gewünschte Verbesserun der Luftschalldämmung, wenn sie sehr dicht an die Rohdecke und an die untergehängte Decke angepasst sind. Ausserdem müssen in entsprechender Weise alle Konturen von durchtretenden Leitungen und Kanälen sorgfältig ausgearbeitet werden, um Undichtigkeiten zu vermeiden, wodurch ein hoher Arbeitsaufwand gegeben ist..
• Erfindungsgemäss sollen diese Nachteile dadurch be@oben werden. dass der Deckenhohlraum zwischen der untergehängten Decke und der Rohdecke über den Trennwänden - entlang derselben - mit einem Schallabsorptionsmaterial gefüllt ist, wobei die Dicke D des schallabsorbierenden Materials in senkrechter Richtung zur Trennebene so gewählt ist, dass die innere Ausbreitungsdämpfung im Absorbermaterial der Dicke D zumindest gleich der Differenz des geforderten Luftschalldämmasses R und des Lufeschalldämmasses RD der untergehängten Decke allein ist.
• Die innere Ausbreitungsdämpfung eines akustischen Absorbermaterials ist eine charakteristisce Materialcigenschaft derselben. Bezeichnet man sie mit @ und misst sie in den Einheiten Dezibel pro Zentimeter (Db/cm), dann gibt si.e den Pegelabfa]l der Schallwelle (in dB) au.f einer Laufstrecke von einem Zentimeter im Absorbermaterial an. Der Pegelabfall in einer Absorberschicht der Dicke D (in cm) ist dann @. D(in dB.)Dieser Pegelabfall in der Absorberschicht soll nun erfindungsgemäss die fehlende Schalldimrnung, d.h. die Differenz zwischen der geforderten Schalldämmung R (in dB) und d.er Schalldämmung der untergehängten Decke allein RD (in dB), überschreiten. Die erforderliche Einbaudicke Dmin (in cm) der Absorberschicht ergibt sich SOBli.t aus der Bezeichnung R - RD Dmin = (1) # Durch diese Gleichung können die erforderliehen Massnahmen zur Verbesserung der Schalldämmung von durchgehenden Unterdecken in einfacher Weise ermittelt und dimensionsmässig festgelegt werden. In ihr sind die Schalldämmungsverbesserungen infolge Reflexionen an der Vorder- und Rückfläche der Absorberschicht nicht enthalten, die vor allem in unteren Frequenzbereich die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung noch weiterhin erhöhen.
• Dieser Effekt kann durch eine grössere logarithmische Funktionsgleichung erfasst werden. Es zeigt sich aber in den Untersuchungen an der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass die oben angeführte einfachere Auslegungsforeml für eine Bestimmung der Schichtdicke D ausreichend ist.
• Das Absorptionsmaterial kann aus Fasern. wie Glas-, Mineral-, Holzfasern, Kunststoff-, Naturfilze oder Schäumen bestehen. Gegenüber den bisher bekannten plattenförmigen Abschottungen haben die Abschottungen durch Absorberschichten den Vorzug, dass evtl. Hohlräume an den Decken oder entlang an durchtretenden Rohren, deren grösster Durchmesser klein ist im Vergleich zu der Höh@ der Absorberschicht und zu ihrer Dicke hochgedämpfte Schalldämpferkanäle bilden. Die Längsdämpfung in solchen durchgehenden Öffnungen ist nahezu dieselbe wie die innere Ausbreitungsdämpfung des Absorbermaterials. Dieser Befund bei der erfindungsgemässen Vorrichtung, zusammen mit der Tatsache, dass die verwendbaren und euf dem Markt erhältlichen Absorbermaterialien für den Aufbau der erfindungsgemässen Vorri ehtung eine gewisse Volumenelastizität haben, machen eine kostspielige und zeitraubende Anpassarbeit an Konturen von Leitungen und Kanälen praktisch überflüssig.
• Dieser Vorteil der Erfindung bleibt auch noch gewehrt, im Vergleich zu bekannten Abschottungen, die aus zwei im Abstand zueinander versehenen Bauplatten be stehen, deren Zwischenraum mit Absorptionsmaterial versehen ist. Bei diesen sogenannten sandwichartigen Abschottungen ist die hbsorberzwischenschicht dünner als nach der oben angeführten Gleichung, so dass durchgehende Offnungen nicht die Wirkung eines Schalldämpfers enthalten können. Bekanntlich muss die Länge des Schalldämpfers grösser sein als seine sogenannte Einlauflänge, die von der Schallwellenlänge und dem freien Querschnitt abhängt.
• Ein weiterer Vorteil bei Verwendung der Absorberschicht gegenüber der bekannten Abschottung liegt darin, dass bei diesen die verwendeten Bauplatten an ihren dem Deckenhohlraum zugewendeten Oberflächen nur eine geringe Schallabsorption aufweisen. Zur Vermeidung von störenden Hohlraumresonanzen im Deckenhohlraum muss deshalb noch zusätzliches Absorptionsmaterial in den Deckenhohlrau@ eingebracht werden. Das kann bei der erfindungsgemässen Absorberschicht entfallen, da die Endflächen eine ausreichende Schallabsorption besitzen. Die nach der Gleichung ermittelten Schichtdicken gewährleisten sogar eine bereits bei tiefen Frequenzen wirksame Absorption, wo die störenden Hohlraumresonanzen üblicherweise liegen.
• Durch die Auswahl geeigneter Absorptionsmaterialien lässt sich erreichen, dass sowohl die Auslegungsgleichung (1) erfüllt ist als auch, dass die Stirnflächen des Absorptionsmaterials in der eingebrachten Dicke einen Schallabsorptionsgrad haben, der von mindestens 20 % bei. einer Frequenz bei 100 Hz auf mindestens 50 % bei 500 Hz ansteigt und diesen Wert bei höheren Frequenzen überschreitet. Die Kombi nation dieser Bedingungen legt für den Fachmann ein geeignetes Absorbermaterial für das erfindungsgemässe Absorberschott fest.
• An sic.h kann das Absorptionsmaterial in beliebiger Form eingebracht werden, d.h. auch als loses Fasermaterial. In einer bevorzugten Ausführung soll das Absorptionsmaterial jedoch in Form von Platten oder Filzen eingelegt werden Sofern loses Fasermaterial verwendet wird, kann es ' ganz oder teilweise in Paketform mit schalldurchlässiger Verpackung aus Netzen, gelochten oder geschlitzten Folien, Papier gfs.
• Verschnürungen oder Bandagen, versehen sein. Diese Ausführungen dienen einer schnelleren Montage und Abschottung an den Stellen über den Trennwänden an denen keine Leitungen und sonstige Einbauten vorgesehen sind.
• Die erforderliche Gesamtdicke der Absorptionsschicht kann in zwei oder mehreren Teilschichten mit Zwischenräumen unterteilt sein, wobei die Zwischenräume leer sein oder zur Aufnahme von Bauplatten, längsverlaufender Leitungen, Kanäle und dergleichen dienen können.
• In einer weiteren Ausführung ist zwischen der Absorptionsschicht und der abgehängten Decke eine Bauplatte. z.B. aus Gipskarton, Asbestzement oder dergleichen, vorgesehen. Diese Bauplatte kann dann eingesetzt werden, wenn d5 e Unterdecke selbst ni.ch-t belastbar ist und besonders um den Schalldurchgang rund um die Oberkante der Trennwand zu verbindern. Diese Schallteile würden sonst nur den kurzen Weg zrrücklegen und nicht die gesamte Dicke D der Abschottung durchlaufen.
• Bei den heutigen Anforderungen an den I3randschutz sol 1 das Absorbermaterial vorzugsweise nicht brennbar, temperaturbeständig und feuerhemmend sein. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aur. der Zeichnung und der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
• Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine Rohunterdecke und Trennwand mit eingebauter luftschalldämmender Abschottung.
• figur 2 und 3 zeigen zwei Diagramme, in welchen für zwei handelsübliche Materialien, die für die Realisierung des Absorberschotts besonders geeignet sind die Zusatzdamrnung des Absorberschotts über der Frequenz aufgetragen i.st.
• Figur 4 entspricht dem Schnitt in Figur 1, wobei eine unterschiedliche Abschottung vorgesehen wurde.
• Der Erfindungsgegenstand besteht im wesentlichen aus einer Abschottung 5, die in dem Hohlraum 1 zwischen Unterdecke 2 und Rohdecke 3 und über der Trennwend 4 vorgesehen ist. Die Abschottung 5 soll aus Schallabsorptionsmaterial bestehen, dessen Dicke D in Richtung senkrecht zur Tr@nnwand gleich der Mindestdicke Dmin in cm ist, die sich aus der geforderten Schalldämmung R in Dezibelabzüglich der Schall dämmung RD in Dezibel geteilt durch den Faktor @ , der die charakteristische innere Ausbreitungsdämpfung von Schallwellen im Inneren des Absorptionsmaterials wiedergibt, berechnen lässt. Die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist im Diagramm Figur 2 wiedergegeben. Hierbei wurde ein handelsübliches Mineralfaserprodukt mit einem Raumgewicht von 40 kg/m3 und drei unterschiedliche Schichtdicken D = 30 cm, 40 cm und 50 cm verwendet. Aus dem diagramm lässt sich an der Ordinate die Schalldämmung RA in Abhängigkeit von der Frequenz f, die auf der Abszisse aufgetragen@ist, ablesen.
• An die Kurven angeschrieben ist die entsprechend der Norm ermittelte Veresserung des mittleren Schalldämmasses # R'm ebenfalls in dB. Diese Verbesserung k@@mt bei der erfindungsgemässen Vorrichtung voll zu der Schalldämmung der untergehägten Decke hinzu. Bei dem für das Beispiel in Figur 2 gewählten Material kann die Abhängigkeit der inneren Ausbreitungsdämpfung α (in dB/cm) von der Frequenz f (in Hertz) in einer Gleichung wie folgt beschrieben werden: α = 3,43 # 10-2 # f0,44 .
• Fin weiteres Beispiel ist in Figur 3 dargelegt. HIerbei handelt es sich um ein handelsübliches Absorbermaterial aus Glasfasern mit einem Raumgewicht von 50 kg/m3 mit besonders guten Eigenschaften für die erfindungsgemässe Anwendung.
• Die innere Ausbreitungsdämpfung @ ergibt sich aus der Gleichung: α = 0,533 . f0,127 .
• Damit lassen sich Verbesserungen des mittleren Schalldämmmasses #R'm von 38 dB bei einer Schichtdicke D von 30 cm, von 50 dB bei einer Dicke von 40 cm und. von 62 dB bei einer Dicke von 50 cm erzielen. t;as sind Verbesserungsmasse cier Luftschalldämmung, wie sie auch bei zweischaligen Abschottungen nur mit zeitraubender Anpassarbeit zu erziel@n sind. De@gegenüber bleiben bei der erfindungsgemässen Verbesserun@ mess@ahme die hohen Schalldämmwerte auch noch erhalten, wenn durchge@erd@ Öffnungen von einigen Zentimetern Durchmesser offen bleiben.
• Die in den Beispielen gezeigten Verbesserungsmassnahmen durch die erfindungsgemässe Vorrichtung können höher sein, als die Schalldämmung der untergehängten Decke allein. So lassen sich auch mit Deckenkonstruktionen hohe Schalldämmwente erzielen, die ohne die Zusatzdämmung der Absorberschicht kaum oder nicht zu erreichen vären.
• Ist die Schalldämmung der Deckenplatten niedrig und/oder die geforderte schalldämmung hoch, dann besteht eine vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes darin, dass zwischen der untergehängten Decke und der Absorberschicht im Bereich derselben eine Bauplatte 8, entsprechend Figur 4,.
• mit geeignetem Flächengewicht beispielsweise Gipskartonplatte, Asbestzementplatte oder dergleichen gelegt wird, welche den unmittelbaren Schalldurchgang rund um die Oberkante der Trennwand verhindert. Diese Schallanteile würden nemlich nur einen kurzen Weg im Absorbernaterial zurücklegen und so nicht di volle vorgesehene Dämpfung erfahren.
• In einer weiteren Ausführung ist es möglich, wie ebenfalls aus Figur 4 ersichtlich die erforderliche Materialdicke der Absorberschicht in zwei oder mehrere Teilschichten 9 mit Luftzwischenräumen 10 zu unterteilen. In einer weiterführenden Ausgestraltung können sich in den Zwischenräumen 10 Bauplatten befinden.
• Es ist für eine Verbesserung der Schalldämmung emss der Erfindung auch nicht erforderlich, die Absorptionsschicht unmittelbar über der Trennwand anzubringen. Wo dfes aus Montagegründen nicht möglich sein sollte, kann die Schicht seitlich von der TrennI,rrcj versetzt sein, wenn die ebgehängte Decke in Bereich des Absorber@aterials und der Trennwend mit bauplatten 8 abgedeckt ist.
• In einer weiteren Ausführung kann die Absorberschicht statt in Form übereinandergesckichteter einzelner Absorberplatten in Paketen aus Absorberplatten oder - filzen in den Deckenho@lraum über der Trennwand eingelegt werden., wobei die Platten oder Filze in den Paketen mit schalldurchlässigem Packmaterial aus z.B. Netzen, aus gelochten oder geschlitzten Papierbahnen oder Folien oder aus einzelnen Bändern oder dergleichen zusammengehalten werden. Mit derartigen Paketen lässt sich der Deckenhohlraum schneller als bisher zuschichten.
• Weiterhin kann das Absorbermaterial temperaturbeständig und nicht brennbar bzw. schwer entflammbar sein. In diesem Fall bilden die Absorberschichten wirksame Brandschotts zwischen Nachbarräumen, welche die Ausbreitung eines Feuers im Deckenhohlraum wirksam verhindern. Diese Gefahr ist näml.ich bei der üblichen Bauweise mir flächenhaft verteiltem Abscrptionsmaterial wegen starker Zugerscheinungen in dem meist die gesamte Geschossfläche überdeckenden Deckenhohlraum beim Ausbruch eines Zimmerbrandes immer sehr akut vorhanden. Wegen der gemäss der Erfindung erforderlichen Schichtdicke des thermisch isolierenden Absorptionsmaterials ist ein solches Übergreifen des Feuers auf lange Zeit verhindert.
• Der Erfindungsgegenstand erfüllt i.m wesentlichen drei akustische Aufgaben: a) eine hohe absorption in den Stirnflächen 6 und 7 der Absorptionsschicht; b) eine hohe innere Ausbreitungsdämpfung und c) eine hohe Kanaldämpfung in evtl. auftretenden Durchbrüchen durch die Schicht.
• Erst die Kombination dieser @igenschaften und die entsprechende Materialauswahl führt zu einer vollen befriedigenden Lösung. Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass bei den Fachleuten das Vorurteil vorlag, dass eine Schalldämmaufgabe nur durch Einsatz dichter und schwerer Wände gelöst werden kann. Demgegenüber wird bei der erfindungsgemässen Vorrichtung das Flächengewicht unter 25 kg/m2 und das Auflagegewicht unter 15 kg/m2 reduziert.
• Solche Lasten können ohne weiteres von den bekannten Deckenaufhängern übernomnen werden. Ausserdem liegen diese Lasten über den Trennwänden, wo ohnehin ein Gegendruck der untergehëngten Decke gegen den Wandanschlus erwünscht ist.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Verbesserung der Luftschalldämmung druchgehender untergehängter Decken über Trennwänden, dadurch gekennzeihcnet, dass der Deckenhohlraum zwischen der untergehängten Decke und der Rohdecke über den Trennwänden entlang derselben mit einem Schallabsorptionsmaterial gefüllt ist, wobei die Dicke D dos Absorptionsmaterials in senkt rechte Richtung zur Trennwandebene mindestens gleich der Mindestdicke Dmin (in cm) ist, die sich der geforderten Schalldämmung R (in Dezibel) und der Schalldämmung RD (in Dezibel) der untergehängten Decke allein berechnet nach R - RD @ Dmin = α wobei α (in Dezibel pro cm) die charakteristische innere Ausbreitungsdämpfung von Schallwellen im Innern des Absorptionsmaterials ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmaterial aus Fasern wie z.B. Gll asfaserr, Mineralfasern, Holzfasern, Kunststoffilze, Naturfilze oder Schäumen besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (6, 7) des Absorptionsmaterials in der eingebrachten Dicke einen Schallabsorptionsgrad haben, der von mindestens 20 % bei einer Frequenz bei 100 Hertz auf mindeStens 50 % bei 500 Hertz ansteigt und diesen Wert bei höheren Frequenzen überschreitet.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmaterial die Form von Platten oder Filzen hat.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich@et, dass das Absorptionsmaterial ganz oder teilweise in Paketform mit schalldurchlässiger Verpackung aus Netzen, gelochten oder geschlitzten Folien, Papier, gfs. Verschnürungen oder Bandegen versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Gesamtdicke der Absorberschicht in zwei oder mehrere Teilsohichten mit Zwischenräumen unterteilt ist, wobei die Zwischenräume leer sein oder zur Aufnahme von Beuplatten dienen können.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Absorberschicht und die untergehängte Decke eine Bauplatte (8) ngeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einerm oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorbermaterial nicht brennbar, temperaturbeständig und feuerhemmend ist.