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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Balken umfassende Fußbodenstruktur
bzw. einen solchen Fußbodenaufbau
mit verbesserten Tritt-Schalldämmungseigenschaften.
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Die
akustischen Eigenschaften in einem Gebäude werden oftmals als Trittschall,
Luftstromschall und Bauschall bezeichnet. Mit Trittschall bezeichnet man
den Schall, der in benachbarten Einfriedungen als Folge von Fußtritten
auf Fußbodenstrukturen,
in Treppenhäusern
usw. auftritt. Mit Luftstromschall bezeichnet man den Schall, der
durch die Luft von der Schallquelle in die Umgebungsatmosphäre ausgesendet
wird. Mit Bauschall bezeichnet man schließlich den Schall, der sich über die
Konstruktion eines Gebäudes
ausbreitet.
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Um
Irritationen zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Schallübertragung
zwischen verschiedenen Räumen
oder Einfriedungen in einem Gebäude,
so weit wie in der Praxis möglich,
einzuschränken.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf Trittschalldämmung, d.
h. auf die Verringerung der Schallübertragung, bei dynamischer
Belastung, zwischen zwei Stockwerken und/oder Wohnungen. Der Begriff
dynamische Belastung bezieht sich auf die Art von Belastung, die
als Folge von Fußtritten
auf einem Boden auftritt.
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Zusätzlich zu
den tragenden Holzbalken besteht eine herkömmliche Fußbodenstruktur außerdem aus
einem Boden und einer Decke. Bei der eigentlichen Fußbodenstruktur
bzw. zwischen Boden, Decke und Fußbodenstruktur gibt es normalerweise verschiedene
Arten von Isoliermaterialien. Es können auch Dielen zum Tragen
jeder möglichen
Isolierung zwischen den Balken und falschen Deckenpaneelen vorgesehen
sein. An ihren Enden sind die tragenden Holzbalken in der Gebäudekonstruktion
befestigt.
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Das
Prinzip der heutzutage vorhandenen homogenen Fußbodenstrukturen schließt ein,
dass die einzelnen Holzbalken durch Stahlbänder, Nägel oder Leim verbunden sind.
Herkömmliche
leichte Fußbodenstrukturen
sind normalerweise durch das Zwischenstück verschiedener Paneelarten
auf der Ober- und Unterseite miteinander verbunden. Dies impliziert,
dass die Fußbodenstruktur
bei Vorliegen einer dynamischen Belastung, wie einem Fußtritt,
als äquivalente,
orthotrope, homogene Platte schwingt. Dies wiederum impliziert,
dass die gesamte Oberfläche der
Fußbodenstruktur
Schall an benachbarte Flächen
aussendet, wie dies beispielsweise gemäß der WO-A-97 21886 der Fall
ist, die hiermit als nächstliegender
Stand der Technik eingeführt
wird. Gemäß dieser
Druckschrift werden regelmäßig angeordnete Schichten
von Deckenträgern/Balken
in Flächen
unterteilt, die so angepasst sind, dass jede von ihnen nur eine
Fläche
trägt.
Dies jedoch ruft ein Phänomen hervor,
wie es zuvor beschrieben wurde, nämlich dass die Fläche, wenn
sie dynamisch belastet wird, wie eine äquivalente orthotrope, homogene
Platte schwingen wird.
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Daher
gibt es bei den Fußbodenstrukturen gemäß dem Stand
der Technik eine große
Anzahl von verschiedenen Lagen oder Schichten. Bei der vorliegenden
Erfindung wird die gleiche oder eine verbesserte Schalldämmung erzielt
wie mit einer geringeren Anzahl von Schichten. Dies bietet sowohl
in Bezug auf Materialkosten als auch in Bezug auf Materialverbrauch
offensichtliche Vorteile.
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Wird
eine homogene Fußbodenstruktur
verwendet, so ist es außerdem
möglich,
sie während
der Bauarbeiten als "Boden" zu verwenden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Trittschall zu reduzieren,
d. h. die Nachteile zu reduzieren, die, wie zuvor erläutert, den
herkömmlichen
Fußbodenstrukturen
im Falle einer dynamischen Belastung innewohnen. Natürlich muss
die Fußbodenstruktur
die üblichen
Anforderungen in Bezug auf mechanische Kraft, bauliche Schalldämmung und
Luftstromschalldämmung,
Brandschutz, usw. erfüllen.
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Der
Trittschalldämmungseffekt
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch erzielt, dass sie homogen ist, indem die Balken
nahe nebeneinander liegen, bis zu dem Maße, indem die Abstände zwischen
ihnen geringer sind als die Höhe
eines solchen Balkens, jedoch nicht miteinander verbunden sind, wodurch,
wenn die Fußbodenstruktur
dynamisch belastet wird, nur die Balken davon betroffen sind, die direkt
unter dieser Belastung liegen.
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Bei
einer Fußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die tragenden Holzbalken nicht dynamisch miteinander
verbunden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. In
diesen Zeichnungen zeigen:
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1 das Prinzip einer homogenen
Holzfußbodenstruktur
mit Stahlband gemäß dem Stand
der Technik;
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2 einen Querschnitt einer
herkömmlichen
leichten Holzfußbodenstruktur
gemäß dem Stand
der Technik;
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3 das Prinzip einer homogenen
Holzfußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 das Prinzip einer halb-homogenen Holzfußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 eine Perspektivansicht
eines mit Nuten versehenen Balkens, der bei der vorliegenden Erfindung
Verwendung finden kann; und
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6 einen schematischen Querschnitt
einer alternativen Fußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
Figuren zeigen im Wesentlichen nur die Balken und die Fußbodenstruktur,
die im Bodenbelag enthalten ist, jedoch wird ein Fachmann sofort
erkennen, dass die Fußbodenstruktur
auch Boden, Decke und verschiedene Isolierschichten enthält.
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Heutzutage
werden grundsätzlich
lediglich zwei Arten von Holzfußbodenstrukturen
verwendet, nämlich
eine homogene Holzfußbodenstruktur
wie in 1 oder eine sogenannte
leichte Holzfußbodenstruktur
wie in 2.
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Die
homogene Holzfußbodenstruktur
gemäß 1 weist eine Reihe von nahe
nebeneinander liegenden Holzbalken 1 auf, die miteinander
verbunden sind, z. B. mit Hilfe von zwei in 2(1!) am Bezugszeichen 2 angedeuteten
Stahlbändern.
Dies ist eine relativ steife Konstruktion. Wird eine solche steife Konstruktion
einer dynamischen Belastung 3 ausgesetzt, wie zum Beispiel
einem Fußtritt,
so schwingt sie wie eine orthotrope, homogene Platte. Dies bringt mit
sich, dass die gesamte Oberfläche
der Fußbodenstruktur
an benachbarte Flächen
Schall aussendet, wie durch die skizzierten Schallwellen 4 angedeutet.
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Beim
normalen Aufbau einer leichten Holzfußbodenstruktur, wie in 2 angedeutet, sind die Balken 1 mit
Hilfe von Bodenpaneelen 5 und Deckenpaneelen 6 miteinander
verbunden. Bei einer solchen Fußbodenstruktur
wirken auch die einzelnen Balken über die Paneelen zusammen,
so dass der Fußtrittschall 4 von
ihrer gesamten Oberfläche
auf die benachbarten Flächen übertragen
wird.
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Bei
einer homogenen Fußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie in 3 dargestellt,
sind die einzelnen Balken 1 nicht dynamisch miteinander
verbunden. Die Enden der Balken sind in der Gebäudestruktur befestigt. Die
vorliegende Erfindung basiert auf dem Merkmal, dass die tragenden Balken 1 der
Fußbodenstruktur
nicht merklich dynamisch miteinander zusammenwirken.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Balken 1 außer an bestimmten diskreten
Punkten nicht miteinander verbunden, z. B. Tragstützen an
den Enden der Balken.
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Verglichen
mit leichten Fußbodenstrukturen gemäß dem Stand
der Technik liegen die Balken 1 bei der Fußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden Erfindung
wesentlich näher
aneinander. Eine geeignete Faustregel in einem solchen Fall hat
gezeigt, dass der Abstand zwischen den Balken 1 geringer sein
sollte als die Höhe
eines einzelnen Balkens 1.
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Wird
an einer Fußbodenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine dynamische Belastung 3 angelegt, so sind
lediglich der Balken bzw. die Balken 1 betroffen, die direkt
unterhalb des Auftreffpunktes der Belastung liegen. Die Übertragung
der Bewegung auf benachbarte Balken wird minimiert. In einem solchen
Fall wird der Trittschall 4 lediglich über diese direkt betroffenen
Balken übertragen.
Man kann sagen, dass die Fußbodenstruktur
lokal reagiert, indem sie nur den Schall aussendet, der in unmittelbarer
Nachbarschaft zu der angelegten dynamischen Belastung 3 liegt.
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Wie
in 4 angedeutet, trifft
das lokale Reaktionsprinzip gemäß der vorliegenden
Erfindung auch auf halb-homogene Fußbodenstrukturen ohne miteinander
verbundene Balken 1 zu. In einem solchen Fall liegen die
Balken 1 beabstandet zueinander, und ein Isoliermaterial 7 wurde
zwischen den Balken 1 angeordnet. Dieses Isoliermaterial 7 muss eine
geringe Schersteifigkeit aufweisen. Besitzt das Isoliermaterial
eine zu hohe Schersteifigkeit, so besteht die Gefahr, dass die Schwingungen
zwischen den Balken 1 übertragen
werden. Ein Beispiel eines geeigneten Isoliermaterials ist Mineralwolle
von geringer Schersteifigkeit. Auch in diesem Fall reagiert die
Fußbodenstruktur
nur lokal auf eine dynamische Belastung 3.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird die lokale Reaktion auf eine dynamische
Belastung dadurch erreicht, dass die Fußbodenbalken in der in Betracht
gezogenen Fußbodenstruktur
mit Nuten versehen sind, die die Drehsteifigkeit und die Drucksteifigkeit
am Verankerungspunkt an den Boden- und/oder Deckenpaneelen reduzieren.
Die gleiche Wirkung wird mit separaten, mit Nuten versehenen Bolzen
gemäß der vorangegangenen
Beschreibung erzielt, die auf der oberen und/oder unteren Seite
der Fußbodenstruktur befestigt
sind.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
werden entweder Balken 8 oder Bolzen 10 verwendet,
die mit Nuten 9 versehen wurden. In einem solchen Fall
werden die Nuten 9 in einer Weise ausgebildet, wie sie im
schwedischen Patent 510 722 gezeigt ist. Die Nuten 9 in
den Balken 8 bzw. Bolzen 10 sind in einer Richtung
ganz offen und weisen in der anderen Richtung durchgehende, begrenzte Öffnungen 11 auf.
Jeder Querschnitt zeigt wenigstens einen Teil ohne irgendein Material,
d. h. wenigstens eine der Nuten 9 weist in diesem Querschnitt
kein Restmaterial auf.
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Werden
mit Nuten versehene Balken gemäß 5 verwendet, so kann der
Boden direkt auf den Balken aufliegen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 6 werden zwischen den Balken 1, 8 und
den Bodenpaneelen 5 mit Nuten versehene Bolzen 10 angeordnet.
Bei diesem zuletzt genannten Ausführungsbeispiel können sowohl
Balken 1, 8 mit Nuten als auch Balken 1, 8 ohne
Nuten verwendet werden.
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Es
könnte
von Interesse sein, als Decke Paneelen aus Holzwolle zu verwenden.
Paneelen aus Holzwolle absorbieren Schall auf wirksame Weise und übertragen
wenig Schall, beispielsweise verglichen mit einer Gipsdiele.
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Die
Form der Fußbodenstruktur
kann auf viele verschiedene Arten variiert werden, ohne vom hier offenbarten
Erfindungsgedanken abzuweichen. Es ist jedoch stets von Bedeutung,
sicherzustellen, dass, wenn einer oder mehrere benachbarte Balken 1 einer
dynamischen Belastung ausgesetzt werden, die Übertragung der Belastungsbewegung
des Balkens/der Balken auf andere Balken in der Fußbodenstruktur
minimiert wird.
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Während die
vorliegende Erfindung Holzbodenstrukturen zeigt und in Verbindung
mit diesen beschrieben wird, wird ein Fachmann erkennen, dass das
gleiche Prinzip bei Fußbodenstrukturen
aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Beton und Stahl verwendet
werden kann.