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Legende: So sieht Lärm aus: Eine
Leichtbauplatte wird durch Schallwellen zum Schwingen gebracht. Um
Prognosen über die Lärmdämmeigenschaften von
Materialien und Komponenten errechnen zu können, müssen
die so genannten Resonanzfrequenzen ermittelt werden, bei denen
sich Objekte relativ leicht zum Schwingen anregen lassen – und
dadurch Schall besonders schlecht dämmen. Für die
Schwingungsanalysen kommen unter anderem Scanning-Laser-Vibrometer
zum Einsatz. |
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Leichtbau ist gefragt, je länger, je mehr. Denn er schont
Ressourcen – und Kosten, auch und vor allem in der
Bauwirtschaft. Vor allem Holz als nachwachsender und damit
nachhaltiger Rohstoff dürfte künftig als Baumaterial
immer wichtiger werden. Doch die Leichtbauweise hat einen
gravierenden Nachteil: Je weniger Material in einem Bauelement
steckt, desto schlechter schützt es gegen Lärm, vor allem
bei tiefen Frequenzen, also im als besonders störend
empfundenen «Boom-Boom» des Bassbereichs. |
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Technisch lassen sich zwar auch Leichtbauten gegen Lärm
isolieren, dies wird allerdings schnell einmal kompliziert und
kostspielig. So müsste ein Leichtbau beispielsweise deutlich
höhere Geschosse aufweisen, um dank dickerer Deckenaufbauten
den gleichen Lärmschutz wie ein Haus in Massivbauweise zu
bieten. Bei einer vorgegebenen maximalen Bauhöhe lassen sich
also im Leichtbauhaus weniger Stockwerke verwirklichen – was
wiederum den Ertrag beziehungsweise die Einnahmen senkt. Ausserdem
sind die derzeit für die Planung verwendeten
Berechnungsverfahren im Fall von Leichtbauten sehr unsicher; oft
ist erst nach Fertigstellung klar, ob der gewünschte
Lärmschutz mit den verwendeten Elementen und Materialien auch
tatsächlich erreicht wurde. |
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Das Band ist durchtrennt, die Einweihung vollzogen. Gian-Luca
Bona, Direktor der Empa (links), und Heinz Müller,
Direktor der BFH-AHB, haben den Leichtbauprüfstand der
Forschung übergeben.
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Um diese
zu verbessern und dadurch neue Konstruktionen entwickeln zu
können, die leicht und gleichzeitig «leise» sind,
hat die Empa gemeinsam mit der Berner Fachhochschule Architektur,
Holz und Bau in Biel (BFH-AHB) eine neue Forschungsinfrastruktur in
Betrieb genommen – den Leichtbauprüfstand, eine 400
Quadratmeter grosse und rund zwölf Meter hohe Halle, in der je
zwei über- beziehungsweise nebeneinander liegende Räume
aus Leichtbauelementen aufgebaut und akustisch untersucht werden
können. Damit lassen sich sowohl die vertikale als auch die
horizontale sowie die diagonale Schallausbreitung von einem Raum
auf die anderen bestimmen. Das Besondere an den Räumen: Sie
ruhen auf separaten Bodenplatten aus Beton, die elastisch gelagert
und damit vom übrigen Gebäude und voneinander
schwingungsentkoppelt sind. Dies verhindert, dass sich Schallwellen
über den Boden von einem Raum auf den benachbarten
ausbreiten. |
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«Flankenübertragung» – das Problem
des Leichtbaus
Denn genau in der Schallausbreitung – genauer gesagt: im Weg,
den der Schall «einschlägt», um sich auszubreiten
– liegt die Schwierigkeit im Leichtbau. Während es
für Massivbauten genügt, die akustischen Dämmwerte
einzelner Elemente wie Wände, Decken, Türen und Fenstern
zu messen, um daraus die Lärmschutzeigenschaften des
fertiggestellten Gebäudes vorherzusagen, funktioniert dies
beim Leichtbau nicht. Die leichten Bauelemente lassen sich
einfacher zum Schwingen anregen und übertragen den Schall
dadurch in Längsrichtung besser auf die angrenzenden
Bauteile. |
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Bei
Leichtbauten müssen also sämtliche möglichen Wege
berücksichtigt werden, über die sich der Schall
ausbreiten kann, nicht nur der direkte, etwa durch die Wand in den
nächsten Raum. Insgesamt gibt es bei Leichtbaukonstruktionen
mindestens sechs zusätzliche Übertragungswege für
den Lärm, verglichen mit dem Massivbau. Und all diese
können im Leichtbauprüfstand separat akustisch vermessen
werden. |
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Messinstrumente
ermitteln in einer Leichtbaukonstruktion aus Holz die verschiedenen
Übertragungswege für den Schall. |
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Ein grosser Schritt zu besseren
Leichtbaukonstruktionen
Dabei lassen sich alle möglichen Leichtbaumaterialien
experimentell untersuchen. Messungen an Systemen aus
Gipsleichtbauwänden fanden bereits statt – und haben
für den Industriepartner auch schon nützliche Hinweise
für die Weiterentwicklung des Produkts ergeben. Demnächst
beginnen die ersten Messungen für ein grosses von der Lignum
– die Dachorganisation der Schweizer Wald- und Holzwirtschaft
– und dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) finanziertes
Kooperationsprojekt, bei dem es unter anderem darum geht, das
Schalldämmvermögen von Holzkonstruktionen genau zu
bestimmen und schall- sowie holzbautechnisch optimierte Bauteile
und Gebäude zu entwickeln. |
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Bei der
Einweihung Ende Juni haben die Direktoren der Empa und der BFH den
Leichtbauprüfstand der Forschung übergeben.
«Besonders freut mich, mit dieser Forschungsinfrastruktur
auch die Zusammenarbeit mit den Fachhochschulen intensivieren zu
können», so Gian-Luca
Bona, Direktor der Empa. |
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