Schallschutz in BürosTrennwände aus Gips-Wandbauplatten mitelastischem Anschluss
Nicht tragende Trennwände aus Gips-Wandbauplatten, die mit elastischem Anschluss zu den angrenzenden Bauteilen ausgeführt werden, verhalten sich schalltechnisch wesentlich günstiger als es die Berechnungen nach der derzeitigen DIN 4109 eigentlich erwarten lassen.
Wie im Skelettbau schon lange üblich, hat sich auch im Massivbau der letzten Jahre und Jahrzehnte eine Trennung von Tragwerk und Raumaufteilung durchgesetzt: Massive tragende Wände und Decken werden mit leichten, nicht tragenden inneren Trennwänden kombiniert. Dadurch kann das Tragwerk für geringere Massen dimensioniert werden. Vor allem aber erlauben leichte Trennwände eine sehr flexible Grundrissaufteilung, die später auch wieder verändert werden kann. Denn die Wände sind nicht tragend, also kein Bestandteil des statischen Konzepts: sie dienen nicht als Deckenauflager und nicht der Gebäudeaussteifung. Damit sind ihre Positionen auch nicht starr in der Tragwerksplanung vorgegeben. Bei entsprechender Bemessung der Decke mit einem Trennwandzuschlag können leichte Trennwände ohne Berücksichtigung von Wandträgern, Deckenverstärkungen etc. frei im Raum angeordnet und gegebenenfalls sogar auf dem Estrich errichtet werden.
Die genaue Grundrissaufteilung braucht dadurch erst in einer späten Planungsphase festgelegt werden. Falls es die Umstände erfordern, sogar erst während oder nach Fertigstellung des Rohbaus. Bei späteren Umbau-ten, etwa im Rahmen einer Umnutzung oder eines Mieterwechsels, ist es möglich, leichte Trennwände wieder zu entfernen, wenn größere Raumzuschnitte benötigt werden. Ebenso können Wände nachträglich hinzugefügt werden.
Zu beachten ist, dass die Verwendung leich-ter Trennwände zu einer gegenüber dem konventionellen und schweren Massivbau ver-änderten Bewertung des Schallschutzes nach DIN 4109 führt. Bedeutung gewinnen vor allem die Schallübertragung über leichte flankieren-de Wände und die gegenseitige akustische Anregung aneinander grenzender Bauteile. Elastische (biegeweiche) Bauteilanschlüsse, wie sie für Gips-Wandbauplatten die Regelausführung sind, können die gegenseitige akustische Anregung nachhaltig reduzieren und gewährleisten auch bei leichten Bauweisen den erforderlichen Schallschutz.
Leicht und massiv
Die Ausführung der leichten inneren Trennwände mit Gips-Wandbauplatten verbinden einige Vorteile des Massiv- und des Trockenbaus. Gips-Wandbauplatten bestehen durchgängig aus Stuckgips und werden ohne
Mörtel, allein mit Fugengips als Kleber, zusammengesetzt. Es entstehen massive Wände ohne Unterkonstruktion und ohne Hohlräume – und wie im Trockenbau üblich, fast ohne Wasser. Denn die Wände werden nicht verputzt, sondern lediglich verspachtelt. Die Plattendicke, im Wohnungsbau meist 80 oder 100 mm, ist zugleich die Wanddicke, was ausgesprochen schlanke und damit Flächen sparende Konstruktionen ermöglicht.
Nicht tragende Trennwände aus Gips-Wandbauplatten werden mit elastischem Anschluss zu den angrenzenden Bauteilen ausgeführt. Sie verhalten sich schalltechnisch wesentlich günstiger, als es die Berechnungen nach der derzeitigen DIN 4109 eigentlich erwarten lassen. Denn der elastische Anschluss reduziert die Schall-Längsleitung von flankierenden Wänden aus Gips-Wandbauplatten auf trennende Bauteile nachhaltig. Die künftige Normung zum Schallschutz wird diesen positiven Effekt durch das Stoßstellendämm-Maß auch rechnerisch berücksichtigen. Baupraktisch lässt sich dieser Vorteil bereits heute nutzen.
Direkt- und Flankenübertragung
Die Bedeutung des elastischen Anschlusses ergibt sich aus den zwei Formen der Schallübertragung von einem Raum zum anderen: der Direkt- und der Flankenübertragung. Der Luftschall wird direkt durch die Decke übertragen und von ihrer Unterseite in den Empfangsraum übertragen. Bei der Flankenübertragung pflanzen sich die Schallwellen in den Trennwänden fort, ehe sie in den Empfangsraum abgestrahlt werden. Nach der aktuellen DIN 4109, Beiblatt 1 (1989) muss die Flankenübertragung im Massivbau beim Schallschutznachweis nicht explizit berücksichtigt werden, sofern die flächenbezogene Masse der flankierenden Bauteile im Mittel etwa 300 kg/m² beträgt. Der Wert für das Schalldämm-Maß R‘W der Massivdecke kann in diesem Fall ohne Korrektur direkt der Tabelle 12 aus Beiblatt 1 zu DIN 4109 entnommen werden, und zwar in Abhängigkeit von ihrem Flächengewicht und ihrem Aufbau.
Leichte innere Trennwände – zunächst einmal material- und ausführungsneutral betrachtet – erfüllen das Kriterium der 300 kg/m² grundsätzlich nicht. Ihr wesentlicher bautechnischer Vorteil ist ja gerade das geringe Gewicht, das eine flexible und freie Grundrissaufteilung ermöglicht.
Derzeit muss bei der rechnerischen Ermittlung des Luftschallschutzes von Massivbauteilen mit „zu leichten“ inneren Trennwänden der Korrekturfaktor KL,1 nach Tabelle 13, Beiblatt 1 der DIN 4109 verwendet werden. Er wirkt bei flankierenden Bauteilen unterhalb von 300 kg/m² als Malus, der den resultierenden Schallschutz der Decke beeinträchtigt. Die Höhe des Korrekturfaktors hängt allein von der mittleren flächenbezogenen Masse der flankierenden Bauteile ab. Nach Abschnitt 3.1 in Beiblatt 1 zu DIN 4109 wird dabei zwischen Trennbauteil (hier der Decke) und den flankierenden Bauteilen (hier die Trennwände aus Gips-Wandbauplatten) eine biegesteife Verbindung vorausgesetzt. Gerade diese biegesteife Verbindung existiert aber bei dem für Gips-Wandbauplatten typischen elastischen Anschluss nicht.
Elastischer Anschluss
Eine Reihe baupraktischer Messungen in ausgeführten Gebäuden mit inneren Trennwänden aus Gips-Wandbauplatten hat nun einen deutlich besseren Schallschutz ergeben, als nach dem dargestellten Verfahren prognostiziert worden war. Die Trennwände wurden dazu elastisch an die angrenzenden Bauteile angeschlossen und dadurch schalltechnisch von ihnen entkoppelt. Die Ausführung der Wände und ihres Anschlusses entspricht DIN 4103 Teil 2, es handelt sich also um eine bewährte und geregelte Bauweise. Die Wandbauplatten werden dabei allseitig umlaufend mit einem Randstreifen gegen die Wände und die Decke bzw. auf den Boden gestellt. Starre Teile wie Mauerwerksanker, die eine schallaktive Verbindung herstellen würden, sind nicht erforderlich.
Die Ausführung verändert nichts an der Direktschalldämmung der Massivdecke. Deutlich vermindert wird jedoch die Schallübertragung auf den Flankenwegen. Im Resultat verbessert sich durch den elastischen Anschluss die baupraktische (Luft-) Schalldämmung vom oberen zum unteren Raum insgesamt.
Die Messungen an verschiedenen realisierten Bauten mit Trennwänden aus Gips-Wandbauplatten sind Teil des AIF-Forschungsvorhabens „Umsetzung der europäischen Normen des baulichen Schallschutzes für das Bauen mit Gips-Wandbauplatten“ an der Hochschule für Technik Stuttgart. Das Ziel: Die Schalldämmung und Flankendämmung von Gips-Wandbauplatten unter Berücksichtigung der entkoppelten Stoßstellen auf der Grundlage der europäischen Berechnungsmodelle der DIN EN 12 354 in die zukünftige DIN 4109 einbringen.
Ausführungsdetails
Nach DIN EN 12 354 und der zukünftigen DIN 4109 wird es also bei der rechnerischen Ermittlung des Schallschutzes nicht mehr allein auf die flächenbezogene Masse der trennen-den und flankierenden Bauteile ankommen, sondern auch auf ihre Anschlussdetails. Messtechnisch ist der Nutzen des elastischen Anschlusses bereits heute nachweisbar und wird deshalb von vielen Planern für schalltechnisch verbesserte Konstruktionen eingesetzt. Für nicht tragende innere Trennwände aus Gips-Wandbauplatten ist der Bauteilanschluss mit elastischem Randstreifen die Regelbauweise. Verwendet wurden bisher vor allem die in DIN 4103-2 genannten Rand-streifen aus Bitumenfilz, Presskork und bei Brandschutzanforderungen auch Mineral-
faserdämmstoff mit bis zu 13 mm Dicke.
Eine weitere Verbesserung des Schallschutzes lässt sich mit Randstreifen aus PE-Schwerschaum mit hoher Rohdichte erreichen. Gemäß Prüfzeugnis der MPA Braunschweig verhalten sich diese nur 3 mm dicken Randstreifen hinsichtlich des Verformungsverhaltens und der Scherfestigkeit mindestens gleichwertig zu 5 mm dicken Korkstreifen. Weitere Prüfungen belegen, dass die Randstreifen aus PE-Schwerschaum die Direktschalldämmung von 100 mm dicken Trennwänden aus Gips-Wandbauplatten um bis zu 3 dB gegenüber Korkstreifen erhöhen.
Dies gilt jedoch nur für PE-Schwerschaum mit hoher Rohdichte, wie sie Randstreifen mit 120 kg/m³ aufweisen. Randstreifen aus PE mit Rohdichten unter 60 kg/m³ werden zwar oftmals als eine vermeintlich preiswerte Alternative angeboten, unterliegen aber im Einbauzustand zu großen Verformungen. Von der Verwendung dieser PE-Leichtstreifen rät die MPA Braunschweig deshalb ab.
Trennwandzuschlag
Mit der Neufassung von DIN 1055-3:2006-03 Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 3: Eigen- und Nutzlasten für Hochbauten gilt für leichte innere Trennwände hinsichtlich des erfor-
derlichen Trennwandzuschlags eine neue Bewertung. Während bisher lediglich das Flächengewicht maßgeblich war und die Höhe vernachlässigt wurde, ist nun die tatsächliche Eigenlast der Trennwand anzusetzen. Wie
bisher darf ein vereinfachter statischer Nachweis geführt werden, bei dem die leichte Trennwand nicht als Einzellast berücksichtigt wird, sondern mit einem gleichmäßig verteilten Zuschlag zur Verkehrslast der Decke.
Als leicht gelten Trennwände bis zu einer Linien-Eigenlast von maximal 5 kN/m. Eine Ausnahme bilden Wände, die parallel zu den Balken von Decken mit nicht ausreichender Querverteilung stehen. Sie dürfen nur eine Höchstlast von 3 kN/m aufweisen. In die Ermittlung der Eigenlast gehen das Flächengewicht des Wandbaumaterials und – sofern vorhanden – auch des Wandputzes sowie die Wandhöhe ein. Dadurch überschreitet konventionelles Mauerwerk oft die Kriterien einer leichten Ausführung im Sinne der Norm. Die Trennwände müssen dann als Einzellast nachgewiesen und gegebenenfalls auf speziellen Wandträgern errichtet werden. Gips-Wandbauplatten benötigen keinen Putz, für den Trennwandzuschlag ist darum nur das Flächengewicht der Platten zu berücksichtigen, das je nach Plattenart und Dicke bei einschaligen Wänden 54-120 kg/m² beträgt. Auch bei den heute üblichen größeren Raumhöhen im hochwertigen Wohnungsbau liegen die Wände damit noch im Bereich der leichten Wände nach DIN 1055-3. Bis etwa 3,60 m Wandhöhe ist in der Regel auch die Errichtung auf schwimmendem Estrich problemlos möglich.
Selbst die Brandabschnitte eines Gebäudes können neu eingerichtet bzw. angeordnet werden. Denn auch ein zweischaliger Wandaufbau aus MultiGips Wandbauplatten, für den ein Prüfzeugnis als innere Brandwand vorliegt, erfüllt bis 3,30 m Wandhöhe die Anforderungen an eine leichte Trennwand.
