WO2003012221A1 - Schallschutz-verbundsystem für raumbegrenzungsflächen - Google Patents

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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • Double-skin partition ceilings are generally designed in the form of floating screeds and therefore generally require relatively large construction heights, which are practically hardly feasible, particularly in the renovation of old buildings with mostly predetermined connection heights.
  • V er f the impact sound improvement dimension
  • soft-resilient walking coverings must not be used in all European countries. In addition, they are sometimes unsuitable or unacceptable for use, particularly in wet areas (baths).
  • Last Distribute 'hands floorboards have much lower surface-related mass than the aforementioned floating screeds. If installed directly on suitable soundproofing layers above the bare ceiling, according to the still prevailing teaching, which can be found, for example, both in the applicable standard ⁇ NORM B 8115 (see Fig. 1), ⁇ NORM B 8115-4, 1992 edition, Table 12 , as well as in the ongoing revision of this standard (proposal ⁇ NORM B 8115-4, version of May 2, 2001, Table 16) is completely identical in terms of content, i.e. dynamic stiffnesses to achieve a correspondingly assessed impact sound reduction s ! full-surface insulation materials of less than or not more than 10 MN / m 3 .
  • German utility model application no. 201 09 885.7 describes an air bubble film made of film webs with barrier materials, which, due to its high punctual resilience and its gas-tightness, can also be used in the construction sector in long-term use.
  • a damping system for damping vibrations and for reducing acoustic radiation in vehicles or aircraft and in ships is known, for example, from US Pat. No. 4,860,851.
  • the system consists of one or more layers of deformable material that is designed to absorb vibrations and dissipate them.
  • the mechanical vibrations are reduced within the one or more layers by selecting suitable values for the loss factors. Damping systems of this type are not very suitable due to the different tasks as sound insulation systems for room boundaries in the building sector, since a comparable, completely enveloping inclusion of the sound generator, for example a shoe heel, with damping and insulating layers is not possible.
  • Noise protection systems for room boundary surfaces of the prior art thus have the disadvantage that greater layer thicknesses have to be accepted in order to reduce radiation in the room and a correspondingly assessed impact sound reduction, or only lower impact sound reductions can be achieved.
  • the object of the invention is therefore to create a soundproofing composite system which both reduces the radiation into the room and improves the impact soundproofing, in particular in the case of thin, hard walkings or wall or ceiling coverings. Due to the required usability under disguise fertilize the total thickness of the sound insulation composite system remain limited.
  • the invention is based on the idea of surprisingly also enabling dynamic stiffnesses beyond the value of 50 MN / m 3 and thus lower layer thicknesses than through a suitable and specific combination of bending loss factor tan ⁇ f and uniaxial expansion loss factor tan ⁇ c in the layers of a sound insulation composite system this was previously known from the prior art.
  • the two loss factors influence ' the damping behavior of the overall system and thus both the impact sound insulation and the radiation behavior of the floorboards regarding airborne noise into the room.
  • the two-layer composite system allows optimization of the damping behavior with regard to the sound radiation into the room.
  • the soundproofing layer also assumes the "spring properties" for the sound-technical double-shell system
  • the natural resonance frequency of this spring-mass system is determined not only by the two individual masses, but also by the dynamic stiffness between the load distribution plate and the raw ceiling arranged material determined and should be as low as 85 Hertz if possible according to the prior art. This ensures that as little excitation energy as possible is introduced as a local excitation from walking on the floorboards into the bare ceiling itself via the coupled spring-mass system and is radiated again in (vertically or horizontally) adjacent rooms as airborne sound.
  • the soundproofing system according to the invention is combined with plank floors, these together form a load distribution plate which, in the sense of the desired optimization - and in contrast to more massive floating screeds - represents a "real" pliable shell.
  • this has the effect that the radiation behavior of the floorboards in the space used is not only significantly influenced by the damping of the bending vibrations of the floorboards due to the adjacent damping layer of the soundproofing system, but in particular and very significantly also by the additional damping of the thickness vibrations of the walking surface system via the uniaxial expansion loss factor tan ⁇ c of the footfall sound materials used in the soundproofing system for floorboards being affected.
  • the damping layer made of materials of very high density, for example attached to the underside of the walking surface, possibly glued on, increases the mass per unit area of the thin walking surface - or, in the case of a thin wall covering, its mass - so significantly that it is combined with the suitable dynamic rigidity of the layer of the sound insulation composite system that is effective in terms of impact sound and in combination With massive substructures (also in the wall or ceiling area), the resonance frequency of the overall system is so low that it can also be used in terms of airborne sound or as a sound absorbing plate absorber for room acoustic purposes.
  • the sound insulation composite system according to the invention can be used not only for floor coverings made of pressed chipboard, but in principle also for wall and ceiling coverings, as well as for all floor structures without floating screed, in particular those with load-distributing walking coverings.
  • Fig.l the impact sound improvement measure of floating screeds depending on the screed mass and the dynamic stiffness of the sound insulation layer according to prevailing expert opinion;
  • FIG. 2 shows the schematic layer structure of a soundproofing system according to the invention
  • FIG. 3 shows the schematic layer structure of the soundproofing system when a
  • 4 shows the schematic representation of an alternative arrangement of the layers with an integration of the damping layer in the cladding layer; 5 shows the schematic representation of the use of an air bubble film as an impact sound insulation layer and
  • Fig.l the impact sound improvement measure ⁇ L W is shown as a function of the area-related screed mass m 'and the dynamic stiffness s' of the insulating material.
  • This course reflects the prevailing specialist opinion and forms the basis of the valid standard ⁇ NORM B 8115 and is also included in the ongoing revision according to the proposal ⁇ NORM B 8115-4, version of May 2, 2001, Table 16.
  • the impact sound insulation of a floating screed is greater, the lower the dynamic stiffness s r of the sound insulation layer and the greater the mass per unit area m / of the screed.
  • the solid curves refer to screeds made of cement and calcium sulfate, the dash-dotted curves to mastic asphalt and dry screeds (Fig. From "Sound-heat-moisture, basics, experience and practical tips for building construction", by K. Gösele / W. School , 9th edition, Bauverlag GmbH, Wiesbaden and Berlin, 1991, picture 5.60).
  • the soundproofing system can be applied to a room boundary surface U with a layer sequence of cladding layer V, damping layer D and soundproofing layer S.
  • the damping layer D can loosely laid, but also with the underside of the cladding layer V, and / or with the top of the sound insulation layer S, the underside of which rests on the space boundary surface U, for example by adhesive bonding
  • FIG. 3 A possible introduction of a vapor barrier or vapor barrier B - optionally in the form of a heating foil or in addition to a heating foil - between the cladding layer V and the damping layer D of the layer structure according to the invention is shown in FIG. 3.
  • the damping layer D can also be formed as the core of the cladding layer V or, as shown here, can be arranged between two of its layers VI, V2.
  • the air bubble film consists of a thermoformable film web L1 and a cover film web L2 as a sound insulation layer. These two film webs in turn consist of a plurality of layers, for example co-extruded, into which barrier materials can also be introduced to improve the gas tightness.
  • the knobs L3 of the air knobs film L can be filled with an inert gas, e.g. Argon, or an inert gas mixture, e.g. Argon nitrogen.
  • the thickness ratios shown in FIGS. 2 to 5 are not to be understood as restrictive.
  • the cladding layer V can be thinner (for example, as a 5 mm thick hardboard or as a laminate layer, as long as it only distributes the load) or thicker than the damping layer D. If a relatively thin cladding layer V is selected, the damping layer D is formed as a (substantially thicker) base layer, which can be optimized with regard to the properties to be achieved by the special selection of additives.
  • a raw ceiling made of 20 cm thick reinforced concrete serves as the basis for all variants according to the invention, and a stiff, reverberant laminate board made of a high-density fiberboard with a 1 mm plastic laminate layer, a total of 7.6 mm thick, is used in each case.
  • the layer combinations consist of:
  • the laminate board the laminate board, the 0.9 mm damping film from TARKETT SOMMER, Luxembourg S.A. and a 4 mm air bubble film made of high barrier material (layer combination No. 1);
  • the laminate flooring a 1.9 mm damping film from TARKETT SOMMER, Luxembourg SA and a 4 mm air bubble film Haiakawa L55 with filled spaces (layer combination no.2); the laminate flooring, a 1.9 mm damping film from TARKETT SOMMER, Luxembourg SA and a 3 mm thick layer of POER 310 new recycled foam from Greiner (layer combination no.3);
  • the laminate flooring a 3.3 mm damping film from TARKETT SOMMER, Luxembourg S.A., a 4 mm air bubble film Haiakawa L45 with filled gaps and a 2 mm fleece (layer combination no.4).
  • the numerical value of the parameter tan ⁇ f of the test specimen depends very much on the selected thickness ratio from the damping film itself and the fundamentally required carrier material.
  • the width of the test specimens does not matter.
  • the measured tan ⁇ f value as the ratio of the real part and the imaginary part of the elastic modulus of the test specimen reflects the damping behavior of the total combination tested; Both the real part and the imaginary part contain the sum of the associated individual parts of these parameters from the two applicable layers of the test specimen.
  • the imaginary part of the steel strip as the carrier material is small and can practically always be neglected. be relaxed, but not the real part of the modulus of elasticity of the steel strip.

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Abstract

Ein Schallschutz-Verbundsystem für Raumbegrenzungsflächen besteht aus mindestens einer Verkleidungsschicht (V), einer Dämpfungsschicht (D) und einer Schalldämmschicht (S). Durch die Wahl geeigneter Kombinationen aus dem Biegeverlustfaktor der Dämpfungsschicht sowie dem einachsigen Dehnverlustfaktor und der dynamischen Steifigkeit der Schalldämmschicht (S) kann zusätzlich zur wesentlichen Verbesserung des Abstrahlverhaltens der Verkleidungsschicht (V) bezüglich der Schallabstrahlung in den Raum auch ein hochwertiger Trittschallschutz erreicht werden, wobei geringe Schichtdicken des Gesamtsystems auch mit überraschend hohen dynamischen Steifigkeiten erlaubt sind.

Description

SCHALLSCHUTZ-VERBUNDSYSTEM FÜR RAUMBEGRENZUNGSFLÄCHEN
Aus der Bauphysik ist bekannt, dass sich i Bauwesen ausreichender Trittschallschutz von Trennbauteilen bei gleich- zeitig realistischen Bauteilmassen nur durch mehrschalige - in der Regel zweischalige - Bauteile oder durch die Kombination schwerer einschaliger Trenndecken mit weichfedernden Gehbelägen erreichen lassen. Zweischalige Trenndecken sind im allgemeinen in Form von schwimmenden Estrichen ausge- führt und bedingen daher in der Regel relativ grosse Konstruktionshöhen, die insbesondere in der Altbausanierung mit meist vorgegebenen Anschlusshöhen praktisch kaum realisierbar sind. Bei der Berechnung des für den Mindest- Trittschallschutz des Gesamtaufbaus erforderlichen Tritt- schall-Verbesserungsmasses V erf mehrschichtiger Deckenauflagen dürfen weichfedernde Gehbeläge nicht in allen europäischen Ländern herangezogen werden. Sie sind ausserdem teilweise für den Einsatz insbesondere in Nassbereichen (Bädern) ungeeignet oder nicht akzeptabel.
In letzter Zeit kommen hingegen immer mehr relativ dünne, steife Bodenbeläge und Wandverkleidungen zum Einsatz, z.B. aus Holz- bzw. Press-Spanplatten in Dielenformaten mit extrem harten Oberflächen, z.B. auch aus Kunststoff- Laminaten. Das Verhalten dieser - einschalig wirkenden - Boden- bzw. Wandbeläge ist in besonderem Masse hinsichtlich der Schallabstrahlung in den begangenen Raum selbst kritisch und subjektiv unangenehm.
Bodendielen, die unmittelbar auf einer Rohdecke aufgeklebt werden, bieten zwar hinsichtlich der Schallabstrahlung in den Raum die günstigsten Voraussetzungen, tragen damit aber zur Trittschalldämmung kaum etwas bei, so dass ihre Verlegung in der Baupraxis (zumindest in den DACH-Ländern Deutschland, Österreich und Schweiz) auf schwimmenden Estrichen erforderlich ist.
Es ist bekannt, dass in Verbindung mit „schwimmenden" Estrichen eine gute Trittschalldämmung und damit guter Trittschallschutz dann zu erzielen ist, wenn Schalldämmschichten mit einer dynamischen Steifigkeit von unter 30 MN/m3 einge- setzt werden (vgl. hierzu z.B. „Schall-Wärme-Feuchte, Grundlagen, Erfahrungen und praktische Hinweise für den Hochbau", von K. Gösele/W. Schule, 9. Auflage, Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, 1991, Punkt 5.5.2 Fußböden, Seiten 97-101) .
Wesentlich ist, dass nach gültiger Fachmeinung die Verbesserung der Luft- und Trittschalldämmung um so höher ist, je geringer die dynamische Steifigkeit s' der Schalldämmschicht und je grösser die flächenbezogene Masse m' der lastverteilenden Platte ist. Bei einer flächenbezogenen Masse der lastverteilenden Platte von 50 kg/m2 beispielsweise darf die dynamische Steifigkeit der Schalldämmschicht zur ausreichenden Verbesserung der Luftschalldämmung von Decken in Wohngebäuden u. . je nach Rohdecke maximal 30 bis 50 MN/m3 betragen. Damit wird gleichzeitig auch die erforderliche Verbesserung der Trittschalldämmung erzielt (vgl. hierzu „Schallschutz + Raumakustik in der Praxis" von W. Fasold/ E. Veres, Verlag für Bauwesen, Berlin, Ausgabe 1998, Seiten 306-307) .
Der gleichen Quelle ist auch zu entnehmen, dass bei lastverteilenden Platten aus Gussasphalt- und Trockenestrichen zur Erzielung bewerteter Trittschallminderungen von ΔLW um 20 dB bei flächenbezogenen Massen m' zwischen lediglich 15 und 60 kg/m2 die Werte der dynamischen Steifigkeiten s' der Dämmstoffe nur mehr zwischen 18 und 50 MN/m3 liegen dürfen. Da die dynamische Steifigkeit ge äss
( i : s = — d
eine Funktion von Elastizitätsmodul E des Materials und Di- cke d der betrachteten Materialschicht ist, sind solche Ma- terialsteifigkeiten mit marktüblichen Dämmstoffen, von wenigen Ausnahmen abgesehen, aber nur bei genügender, eher grosser Dicke zu erzielen.
Lastverteile'nde Dielenböden weisen weit niedrigere flächenbezogene Massen auf als die erwähnten schwimmenden Estriche. Bei unmittelbarer Verlegung auf geeigneten Schalldämmschichten über der Rohdecke wären nach der noch immer herrschenden Lehre, die sich z.B. sowohl in der gültigen ein- schlägigen Norm ÖNORM B 8115 (vgl. Fig. 1 ), ÖNORM B 8115- 4, Ausgabe 1992, Tabelle 12, als auch in der laufenden Neubearbeitung dieser Norm (Vorschlag ÖNORM B 8115-4, Fassung vom 2. Mai 2001, Tabelle 16) inhaltlich völlig identisch wiederspiegelt, also zur Erreichung einer entsprechenden bewerteten Trittschallminderung dynamische Steifigkeiten s! vollflächig verlegter Dämmstoffe von kleiner oder höchstens 10 MN/m3 zu fordern.
Kombinationen des Stands der Technik aus meist mehreren Schichten zur Verwendung unter oder in Verbindung mit Verkleidungen oder Bodenbelägen werden beispielsweise in den Dokumenten DE 197 22 513, DE 298 09 767 U, CH 645 150, EP 1 001 111, EP 0 864 712 oder DE 196 37 142 geoffenbart.
Aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 00128689.7 ist ein Schallschutzverbundsystem bekannt, das durch die Kombination einer dünnen, relativ leichten Lastverteilungsplatte mit einer Schall-Dämpfungsschicht sowie mit einer speziell dimensionierten Schalldämmschicht, insbesondere einer Luftnoppenfolie, die Vorteile zweischaliger Konstruktionen auch für Fussbodenaufbauten mit verhältnismässig geringen Flächenmassen der Einzelschichten ermöglicht und das hiermit als geoffenbart betrachtet wird. Als nachteilig erweist sich die Begrenzung der dynamischen Steifigkeit dieser Schalldämmschicht auf höchstens 20 MN/m3, vorzugsweise höchstens 10 MN/m3.
In der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 201 09 885.7 wird eine Luftnoppenfolie aus Folienbahnen mit Barrierewerkstoffen beschrieben, die aufgrund ihrer hohen punktuel- len Belastbarkeit und ihrer Gasdichtigkeit auch im Dauergebrauch eine Verwendungsmöglichkeit für den Baubereich besitzt .
Ein Dämpf ngsSystem zur Vibrationsdämpfung und zur Verrin- gerung akustischer Abstrahlungen in Fahr- oder Flugzeugen und in Schiffen ist beispielsweise aus der Patentschrift US 4,860,851 bekannt. Das System besteht aus einer oder mehreren Schichten aus deformierbarem Material, das entstehende Vibrationen aufnehmen und dissipativ abbauen soll. Auf der einer Vibrationsursache gegenüberliegenden Seite befindet sich eine harte, wenig kompressible Schicht oder im Schiffbau auch Wasser als inkompressible Flüssigkeit, welche die Vibrationen möglichst auf die dämpfende Struktur beschränkt. Der Abbau der mechanischen Schwingungen erfolgt innerhalb der einen oder mehreren Schichten durch Wahl geeigneter Werte der Verlustfaktoren. Dämpfungssysteme diesen Typs sind aufgrund unterschiedlicher Aufgabenstellungen als Schallschutzsysteme für Raumbegrenzungsflächen im Baubereich wenig geeignet, da hier ein vergleichbarer, vollständig umhüllender Einschluss des Schallerzeugers, z.B. eines Schuhabsatzes, mit dämpfenden und dämmenden Schichten nicht möglich ist.
Schallschutzsysteme für Raumbegrenzungsflächen des Standes der Technik besitzen somit den Nachteil, dass für eine Verringerung von Abstrahlung in den Raum und eine entsprechend bewertete Trittschallminderung grössere Schichtdicken in Kauf genommen werden müssen oder aber nur geringere Trittschallminderungen erreicht werden können.
Die Realisierung eines Schallschutzsystems, das eine gerin- ge Dicke und dennoch eine gute Trittschalldämmung besitzt, zur Verwendung unter steifen Bodenbelägen und Deckenverkleidungen stellt ein lang bestehendes Bedürfnis dar. Aufgrund der bisher herrschenden Fachmeinung waren Schalldämmschichten mit hohen dynamischen Steifigkeiten für diesen Zweck nicht oder nur sehr begrenzt verwendbar.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Schallschutz-Verbundsystem zu schaffen, das sowohl die Abstrahlung in den Raum verringert als auch den Trittschall- schütz verbessert, und zwar insbesondere bei dünnen, harten Gehbelägen bzw. Wand- oder Deckenverkleidungen. Hierbei soll aufgrund der geforderten Verwendbarkeit unter Verklei- düngen die Gesamtdicke des Schallschutzverbundsystems begrenzt bleiben.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination der in Anspruch 1 gegebenen Merkmale gelöst. Weiterentwicklungen und Verbesserungen des Erfindungsgedankens sind in den Kennzeichen der abhängigen Ansprüche wiedergegeben. Wenn in der vorliegenden Anmeldung von Trittschallschutz die Rede ist, dann ist damit im Falle von Wand- oder Deckenverkleidungen sinn- gemäss auch immer der Schallschutz schlechthin zu verstehen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch eine geeignete und spezifische Kombination von Biegeverlustfaktor tan δf und einachsigem Dehnverlustfaktor tan δc in den Schichten eines Schallschutzverbundsystems überraschenderweise auch dynamische Steifigkeiten jenseits des Wertes von 50 MN/m3 und damit geringere Schichtdicken zu ermöglichen, als dies bisher aus dem Stand der Technik bekannt war.
Diese beiden für die Beschreibung des mindestens zweilagi- gen Schallschutz-Verbundsystems verwendeten Parameter, die als Verlustfaktoren' das dissipative Verhalten des Systems charakterisieren, sind
- der Biegeverlustfaktor tan δf der unmittelbar unterhalb der Bodendiele angeordneten Dämpfungsschicht für die durch das Begehen entstehenden Biegeschwingungen der Bodendielen
(wobei Dickenschwingungen des Systems „Diele + Dämpfungs- Schicht" allein praktisch ohne Bedeutung sind) und der einachsige Dehnverlustfaktor tan δc der unter der Dämpfungsschicht liegenden (Trittschall-) Dämmschicht; für diesen gilt
L"
(2) tan.δr =——
dieser ist also das Verhältnis des einachsigen Dehnverlustmoduls Lc" zum einachsigen Dehnspeichermodul Lc' , der die Dämpfungseigenschaften bezüglich der durch das Begehen der Bodendielen verursachten Dickenschwingungen beschreibt.
Die beiden Verlustfaktoren beeinflussen in ihrem Zusammenwirken gemeinsam ' das Dämpfungsverhalten des Gesamtsystems und damit sowohl die Trittschalldämmung als auch das Abstrahlverhalten der Bodendielen betreffend Luftschall in den Raum.
Diese auch für den Fachmann überraschende Erkenntnis beinhaltet, dass die bisher herangezogenen, bekannten Gesetzmä- ßigkeiten der TrittSchallminderung von Dämmstoffen bei dünnen Bodendielen auch dann nicht mehr ihre volle Gültigkeit haben, wenn die für den Trittschallschutz eingesetzten Dämmstoffe einen einachsigen Dehnverlustfaktor tan δc von grösser als 0,17 haben. In diesem Fall darf - entgegen dem bestehenden Vorurteil der Fachwelt für die Realisierbarkeit - zur Einhaltung von noch akzeptablen bewerteten Trittschallminderungen ΔLW grösser 15 dB die dynamische Steifigkeit s' der Schalldämmschicht Werte oberhalb von 50 MN/m3 aufweisen, vorausgesetzt die Bodendielen werden zunächst mit einer Dämpfungsschicht mit einem Biegewellen- Verlustfaktor tan δf > 0,08 kombiniert. Diese hohen Steifig- keiten sind aber auch mit relativ kleinen Dämmstoffdicken von lediglich einigen Millimetern zu erzielen, was insbesondere in Kombination mit einem nachträglichen Einbau von Bodendielen, z.B. im Sanierungsfall, von grösser, auch volkswirtschaftlicher Bedeutung ist.
Übersteigt der einachsige Dehnverlustfaktor tan δc der Schalldämmschicht jenen marktüblicher z.B. Mineralfaseroder Polystyroldämmstoffe, so tritt in diesem speziellen Falle die Bedeutung der im allgemeinen maßgeblichen dynamischen Steifigkeit s' der Schalldämmschicht gegenüber dem Einfluss der durch sie erzielbaren Dämpfung der Dickenschwingungen in den Hintergrund. Damit sind gleiche Ergebnisse auch mit Materialien zu erzielen, deren dynamische Steifigkeiten weit grösser sind als sΛ ~50 MN/m3.
Das zweilagige Verbundsystem erlaubt die Optimierung des Dämpfungsverhaltens bezüglich der Schallabstrahlung in den Raum. Die Schalldämmschicht übernimmt zusätzlich zur opti- mierten, schwingungsdämpfenden Rolle bezüglich der schallabstrahlenden Bodendiele auch noch die „Federeigenschaften" für das schalltechnisch wirksame zweischalige System aus
• Bodendiele (als dünne Lastverteilungsplatte mit einer geringen Flächenmasse) und
• Rohdecke.
Die Eigen-Resonanzfrequenz dieses Feder-Masse-Systems wird ausser von den beiden Einzelmassen maßgeblich von der dynamischen Steifigkeit des zwischen der Lastverteilungsplatte und der Rohdecke angeordneten Materials bestimmt und sollte nach dem Stand der Technik möglichst weniger als 85 Hertz betragen. Damit kann sichergestellt werden, dass über das gekoppelte Feder-Masse-System möglichst wenig Stossanre- gungsenergie als lokale Erregung aus dem Begehen der Bodendielen in die Rohdecke selbst eingeleitet und in (vertikal oder horizontal) benachbarte Räume als Luftschall wieder abgestrahlt wird.
Wird das erfindungsgemässe Schallschutzsystem mit Dielenböden kombiniert, bilden diese gemeinsam eine Lastverteilungsplatte, die im Sinne der angestrebten Optimierung - und im Unterschied zu massiveren schwimmenden Estrichen - eine „echte" biegeweiche Schale darstellt. Diese bewirkt einerseits, dass das Abstrahlverhalten der Fussbodendielen in den begangenen Raum nicht nur durch die Bedämpfung der Biegeschwingungen der Dielen durch die an diese angrenzende Dämpfungsschicht des Schallschutzsystems deutlich geprägt wird, sondern insbesondere und ganz wesentlich auch durch die zusätzliche Bedämpfung der Dickenschwingungen des Gehbelagsystems über den einachsigen Dehnverlustfaktor tan δc der im erfindungsgemäßen Schallschutzsystem für Dielenböden eingesetzten Trittschallmaterialien beeinflusst wird.
Durch die z.B. an der Unterseite des Gehbelages angebrachte, gegebenenfalls aufgeklebte, Dämpfungsschicht aus Materialien sehr hoher Dichte wird die flächenbezogene Masse des dünnen Gehbelages - bzw. auch im Anwendungsfall einer dünnen Wandverkleidung deren Masse - so entscheidend er- höht, dass damit in Verbindung mit der geeigneten dynamischen Steifigkeit der trittschalltechnisch wirksamen Schicht des Schallschutz-Verbundsystems und in Kombination mit massiven Unterkonstruktionen (auch im Wand- bzw. Deckenbereich) eine so niedrige Resonanzfrequenz des Gesamtsystems erzielt wird, dass dieses grundsätzlich auch luft- schalltechnisch wirksam oder als schallschluckender Plat- ten-Absorber für raumakustische Zwecke einsetzbar ist.
Das erfindungsgemässe Schallschutz-Verbundsystem ist nicht nur für Bodenbeläge aus Press-Spanplatten einsetzbar, sondern prinzipiell auch auf Wand- und Deckenbeläge, sowie auf alle Fussbodenaufbauten ohne schwimmenden Estrich, insbesondere solche mit lastverteilenden Gehbelägen, anwendbar.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen im einzelnen
Fig.l das Trittschallverbesserungsmass schwimmender Estriche in Abhängigkeit von der Estrichmasse und der dynamischen Steifigkeit der Schalldämmschicht nach herrschender Fachmeinung;
Fig.2 den schematischen Schichtaufbau eines erfindungs- gemässen Schallschutzsystems;
Fig.3 den schematischen Schichtaufbau des Schallschutzsystems bei Einbringung einer
Dampfsperre bzw. -bremse;
Fig.4 die schematische Darstellung einer alternativen Anordnung der Schichten mit einer Integration der Bedämpfungsschicht in der Verkleidungsschicht; Fig.5 die schematische Darstellung der Verwendung einer Luftnoppenfolie als Trittschall-Schalldämmschicht und
Fig.6a-c in tabellarischer Form die physikalischen Daten und Auswirkungen des erfindungsgemässen Schallschutz-Verbundsystems neben physikalischen Daten für einige Systeme des Standes der Technik.
In Fig.l ist das Trittschallverbesserungsmass ΔLW als Funktion der flächenbezogenen Estrichmasse m' und der dynamischen Steifigkeit s' des Dämmstoffes dargestellt. Dieser Verlauf gibt die herrschende Fachmeinung wieder und bildet u.a. die Basis der gültigen Norm ÖNORM B 8115 und ist auch in der laufenden Neubearbeitung laut Vorschlag ÖNORM B 8115-4, Fassung vom 2. Mai 2001, Tabelle 16, enthalten. Die trittschalldämmende Wirkung eines schwimmenden Estrichs ist umso grösser, je geringer die dynamische Steifigkeit s r der Schalldämmschicht und je grösser die flächenbezogene Masse m/ des Estrichs ist. Die durchgezogenen Kurven beziehen sich auf Estriche aus Zement und Calciumsulfat, die strichpunktierten Kurven auf Gussasphalt- und Trockenestriche (Abb. aus „Schall-Wärme-Feuchte, Grundlagen, Erfahrungen und praktische Hinweise für den Hochbau", von K. Gösele/W. Schule, 9. Auflage, Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, 1991, Bild 5.60) .
Fig.2 zeigt den schematischen Aufbau eines erfindungsgemässen Schallschutzsystems. Auf eine Raumbegrenzungsfläche U kann das Schallschutzsystem mit einer Schichtfolge von Verkleidungsschicht V, Dämpfungsschicht D und Schalldämmschicht S aufgebracht werden. Die Dämpfungsschicht D kann lose verlegt, aber auch entweder mit der Unterseite der Verkleidungsschicht V, und/oder mit der Oberseite der Schalldämmschicht S, deren Unterseite auf dem Raumbegrenzungsfläche U aufliegt, z.B. durch Verklebung, festhaftend verbunden sein
Eine mögliche Einbringung einer Dampfbremse bzw. Dampfsperre B - gegebenenfalls in Form einer Heizfolie oder zusätzlich zu einer Heizfolie - zwischen Verkleidungsschicht V und der Dämpfungsschicht D des erfindungsgemässen Schichtaufbaus zeigt Fig.3.
Eine andere mögliche Anordnung der Dämpfungsschicht D zeigt Fig.4. Die Dämpfungsschicht D kann auch als Kern der Ver- kleidungsschicht V ausgebildet oder, wie hier dargestellt, zwischen zwei von deren Lagen VI, V2 angeordnet sein.
Fig.5 stellt schematisch die Verwendung einer Luftnoppenfolie L als Schalldämmschicht dar. Die Luftnoppenfolie be- steht aus einer tiefziehfähigen Folienbahn Ll und einer Deckfolienbahn L2 als Schalldämmschicht. Diese beiden Folienbahnen bestehen dabei ihrerseits wiederum aus einer Mehrzahl von, beispielsweise koextrudierten, Schichten, in die auch- zur Verbesserung der Gasdichtigkeit Barrierewerk- Stoffe eingebracht werden können. Die Noppen L3 der Luftnoppenfolie L können mit einem Inertgas, z.B. Argon, oder einem Inertgas-Gemisch, z.B. Argon-Stickstoff, gefüllt sein.
Die aus Fig.2 - Fig.5 ersichtlichen Dickenverhältnisse sind nicht einschränkend zu verstehen. So kann z.B. die Verkleidungsschicht V dünner (z.B. als 5 mm dicke Hartfaserplatte oder als LaminatSchicht, solange sie nur lastverteilend wirkt) oder dicker als die Dämpfungsschicht D ausgebildet sein. Wird eine relativ dünne Verkleidungsschicht V gewählt, so wird die Dämpfungsschicht D als (wesentlich di- ckere) Tragschicht ausgebildet, die durch die spezielle Auswahl von Zuschlagstoffen hinsichtlich zu erzielender Eigenschaften optimiert werden kann.
In Fig.6a-c sind Parameter und Messwerte für 4 verschiedene • erfindungsgemässe Schichtkombinationen als Nr.l bis Nr.4 tabellarisch dargestellt. Zum Vergleich werden die physikalischen Daten von Mehrschichtsystemen des Standes der Technik als Nr.5 (DE 197 22 513), Nr.6 (DE 196 37 142) und Nr.7 (EP 0 864 712) aufgeführt. Diese Systeme des Standes der Technik wurden nicht in die Messungen einbezogen.
Für alle erfindungsgemässen Varianten dient eine Rohdecke aus 20cm starkem Stahlbeton als Basis, und es wird jeweils eine steife, schallharte Laminatdiele aus einer hochdichten Faserplatte mit 1 mm Kunststoff-Laminat-Auflage, insgesamt 7,6 mm dick, verwendet. Die Schichtkombinationen bestehen im einzelnen aus
der Laminatdiele, der 0,9 mm Dämpfungsfolie der Fa. TAR- KETT SOMMER, Luxembourg S.A. und einer 4 mm Luftnoppenfolie aus Hochbarrierematerial (Schichtkombination Nr.l);
der Laminatdiele, einer 1,9 mm Dämpfungsfolie der Fa. TARKETT SOMMER, Luxembourg S.A. und einer 4 mm Luftnop- penfolie Haiakawa L55 mit gefüllten Zwischenräumen (Schichtkombination Nr.2); der Laminatdiele, einer 1,9 mm Dämpfungsfolie der Fa. TARKETT SOMMER, Luxembourg S.A. und einer 3 mm starken Schicht aus POER 310 neu Recyclingschaum der Fa. Greiner (Schichtkombination Nr.3);
der Laminatdiele, einer 3,3 mm Dämpfungsfolie der Fa. TARKETT SOMMER, Luxembourg S.A., einer 4 mm Luftnoppenfolie Haiakawa L45 mit gefüllten Zwischenräumen und einem 2 mm Vlies (Schicht ombination Nr.4) .
Die zur Vermessung der physikalischen Daten und Auswirkungen des erfindungsgemässen Schallschutz-Verbundsystems durchgeführten Laboruntersuchungen erfolgten gemäß der dafür zuständigen ÖNORM EN ISO 6721, Kunststoffe, Bestimmung dynamisch-mechanischer Eigenschaften, Ausgabe 1. Mai 1996, wobei der Teil 1 (Allgemeine Grundlagen) und bezüglich des Biegeverlustfaktors der Teil 3, Biegeschwingung, Resonanzkurvenverfahren, maßgeblich sind.
Dabei hat sich gezeigt, dass der messtechnisch ermittelte Zahlenwert der Kenngröße tan δf des Prüfkörpers sehr stark vom gewählten Dickenverhältnis aus der Dämpfungsfolie selbst und dem grundsätzlich erforderlichen Trägermaterial abhängt. Die Breite der Prüfkörper spielt hingegen keine Rolle. Der gemessene tan δf - Wert als Verhältnis aus dem Realteil und dem Imaginärteil des E-Moduls des Prüfkörpers spiegelt das Dämpfungsverhalten der geprüften Gesamtkombination wieder; sowohl im Realteil als auch im Imaginärteil steckt also die Summe der zugehörigen Einzelanteile dieser Kenngrößen aus den beiden jeweils zutreffenden Schichten des Prüfkörpers. Der Imaginärteil des Stahlstreifens als Trägermaterial ist klein und kann praktisch stets vernach- lässigt werden, nicht hingegen aber der Realteil des E- Moduls des Stahlstreifens.
Die indirekte Charakterisierung des Biegeverlustfaktors des Materials der Dämpfungsschicht erfolgte unter Verwendung einer Prüfanordnung für das Verfahren B nach Prüfnorm ÖNORM EN ISO 6721-3, Ausgabe 1. Mai 1996 bei einer Temperatur von 20° Celsius sowie anhand des gemäß dieser Norm aus der „ersten Grundschwingung" ermittelten tan δf - Wertes eines 150 mm langen Prüfkörpers mit dem Aufbau Dämpfungsfolie + 0,5 mm Stahlblechstreifen (9 mm breit).
Aus dem Vergleich der Trittschallminderungen ΔLW [dB] der 4 beschriebenen erfindungsgemässen Schichtkombinationen ist - in Verbindung mit den unterschiedlichen dynamischen Steifigkeiten der unerwartet grosse Einfluss von Dämpfungseffekten im Zusammenhang mit der einachsigen Stauchung/ Dehnung („Dickenschwingung") des Schallschutzsystems abzuleiten. In dieser speziellen Funktionsweise in Verbindung mit Fussboden-Dielen tritt offensichtlich die zunächst zu erwartende Bedeutung der dynamischen Steifigkeit der Schalldämmschicht gegenüber dem Einfluss der durch sie erzielbaren Dämpfungen der Dickenschwingungen in den Hintergrund. Dabei wird eine entsprechende Trittschallminderung für spe- zielle Kombinationen von dynamischer Steifigkeit s' und einachsigem Dehnverlustfaktor tan δc der Schalldämmschicht erreicht :
o ein einachsiger Dehnverlustfaktor tan δc < 0,17 und eine dynamische Steifigkeit s' < 50 MN/m3, vorzugsweise s' < 30 MN/m3; dies gilt für die Schichtkombination Nr.l, ein einachsiger Dehnverlustfaktor tan δc > 0,17 und eine dynamische Steifigkeit s' > 50 MN/m3, vorzugsweise s' > 150 MN/m3; dies gilt für die Schichtkombinationen Nr.2, Nr.3 und Nr.4.

Claims

Patentansprüche
1. Schallschutz-Verbundsystem für eine Raumbegrenzungsfläche (U) , umfassend
(i) eine Boden-, Wand- oder Deckenverkleidung (V) , und
(ii) eine an die jeweilige Verkleidung (V) an- schliessende, gegebenenfalls mit ihr verklebte,
Dämpfungsschicht (D) mit einer Dichte von >1600 kg/m^, vorzugsweise von >2000 kg/m^, sowie vorzugsweise einer dynamischen Steifigkeit s'>100 MN/m3 und
(iii) eine an die Raumbegrenzungsfläche (U) an- schliessende Schalldämmschicht (S) ,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Dämpfungsschicht (D) einen Biegeverlustfaktor tan δf > 0,08 aufweist und b) die Schalldämmschicht (S)
o entweder einen einachsigen Dehnverlustfaktor tan δc <0,17 und eine dynamische Steifigkeit s' <50 MN/m3, vorzugsweise s' <30 MN/m3, sowie vorzugsweise eine Dichte zwischen 20 und 600 kg/m3 o oder einen einachsigen
Dehnverlustfaktor tan δc >0,17 und eine dynamische Steifigkeit von s' >50 MN/m3, vorzugsweise s ' >150 MN/m3, sowie vorzugsweise eine
Dichte zwischen 250 kg/m3 und 600 kg/m3, insbesondere zwischen 300 kg/m3 und 500 kg/m3, aufweist,
c) und wobei die Gesamtdicke von Dämpfungsschicht (D) und Schalldämmschicht (S) maximal 14 mm, vorzugsweise max. 8 mm, beträgt.
2. Schallschutz-Verbundsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schalldämmschicht (S) eine Dicke von 2 - 6 mm, vorzugsweise von etwa 4 mm, besitzt.
3. Schallschutz-Verbundsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schalldämmschicht (S) aus recycliertem Polyurethanflocken-Verbundschaum besteht .
4. Schallschutz-Verbundsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (D) aus einem thermoplastischen Verbundsystem besteht.
5. Schallschutz-Verbundsystem nach Anspruch.4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungsschicht (D) aus High-Density- Polyethylen und Ethylen-Vinylacetat sowie minerali- sehen Füllstoffen, vorzugsweise Kalk und Schwerspat, und Weichmachern, vorzugsweise Mineralöl, besteht.
β. Schallschutz-Verbundsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Verkleidung (V) und der Dämpfungsschicht (D) eine Dampfbremse oder Dampfsperre (B) - gegebenenfalls in Form einer oder zusätzlich zu einer Heizfolie - angeordnet ist.
7. Schallschutz-Verbundsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schalldämmschicht (S) als Luftnoppenfolie (L) oder Mehrfach-Luftnoppenfolie - gegebenenfalls mit wenigstens einer Zwischenlage - ausgebildet ist.
8. Schallschutz-Verbundsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Mehrfach-Luftnoppenfolie zwei Luftnoppenfolien vorzugsweise gegengleich derart aufeinander liegen, dass die Noppen der einen Luftnoppenfolie in die Zwischenräume zwischen den Noppen der anderen Luftnoppenfolie eingreifen.
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