CH685828A5 - Schalldämmende Gebäudewand sowie Mauerstein zur Verwendung in einer solchen. - Google Patents

Schalldämmende Gebäudewand sowie Mauerstein zur Verwendung in einer solchen. Download PDF

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Description

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Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine schalldämmende Gebäudewand mit zwei starren Wandschalen, von denen mindestens eine aus Lufthohlräumen enthaltenden Mauersteinen zusammengesetzt ist und die durch eine ein Luftvolumen enthaltende Trennfuge voneinander getrennt sind, wobei die Lufthohlräume der Mauersteine mit dem Luftvolumen der Trennfuge in Verbindung stehen.
Die Erfindung betrifft ausserdem einen Mauerstein zur Verwendung in einer solchen schalldämmenden Gebäudewand.
Will man eine hohe Luftschalldämmung z.B. bei Haustrennwänden von Reihenhäusern oder Doppelhäusern erreichen, dann werden diese zweischalig ausgeführt und mit einer über die ganze Haustiefe verlaufenden Trennfuge versehen. Diese 10 bis 40 mm dicke Trennfuge ist in der Regel mit Mineralfaserplatten gefüllt, zum Teil auch leer. Die Dämmwirkung der Gebäudewand hängt insbesondere von der Masse der Wandschalen pro Flächeneinheit, von der Breite der Trennfugen bzw. dem dort vorhandenen Luftvolumen sowie von der Füllung der Trennfuge ab. Aus wirtschaftlichen Gründen sollte die Wanddicke möglichst klein, die Wohnraumfläche also möglichst gross gehalten werden. Aus schalltechnischen Gründen andererseits wäre eine möglichst dicke Trennfuge wünschenswert. Eine Verdoppelung des dort vorhandenen Luftvolumens pro Quadratmeter ergibt rechnerisch eine Verbesserung der Schalldämmung um 6 dB.
Bei einer bekannten schalldämmenden Gebäudewand der eingangs genannten Art wurde die Luft, die in den Lufthohlräumen der Mauersteine vorhanden ist, zur Vergrösserung des Luftvolumens in der Trennfuge zwischen den Gebäudeschalen herangezogen. Hierzu wurden die Mauersteine entgegen ihrer normalen Einbauweise so gelegt, dass die Lufthohlräume horizontal verliefen und sich in die Trennfuge öffneten. Für diese Einbauart haben die üblichen Mauersteine jedoch zu grosse Abmessungen (240 mm), während nur etwa 115 mm gewünscht werden. Im praktischen Einsatz hatten daher für die bekannten schalldämmenden Gebäudewände der eingangs genannten Art gesonderte Steine angefertigt werden müssen, die für andere Zwecke wegen falscher Abmessungen nicht mehr brauchbar gewesen wären. Diese Steine hätten den zusätzlichen Nachteil gehabt, dass beim Verputzen der Aussenseite der Wände sehr viel Putzmörtel benötigt würde, weil dieser zu einem erheblichen Teil in die Hohlräume eindringen würde. Dadurch würde der Putz teurer. Beide geschilderten Nachteile haben verhindert, dass die bekannte schalldämmende Gebäudewand der eingangs genannten Art Eingang in die Praxis gefunden hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine schalldämmende Gebäudewand der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die hierfür verwendeten Mauersteine universell einsetzbar und in üblicher Weise verputzbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Lufthohlräume der Mauersteine über Luftkanäle mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden ist.
Erfindungsgemäss werden also die Mauersteine grundsätzlich in der bisherigen Ausführung belassen und auch in der üblichen Weise so montiert, dass die Lufthohlräume vertikal zwischen der unteren und oberen Stirnseite verlaufen.
Die Ankopplung der Lufthohlräume an das Luftvolumen der Trennfuge erfolgt mit Hilfe einzelner kleiner röhrenartiger Luftkanäle, welche einen verhältnismässig kleinen Querschnitt haben und insgesamt das Gefüge sowie die statischen Eigenschaften der Mauersteine praktisch nicht beeinflussen. Gleichwohl lässt sich durch diese kleinen Luftkanäle das Luftvolumen innerhalb der Mauersteine für den Fugenhohlraum aktivieren. Hinzu tritt ein weiterer Effekt, welcher bezuglich seiner schalldämmenden Eigenschaften einer Vergrösserung des effektiven Volumens um das Zwei- bis Dreifache des in den Mauersteinen eingeschlossenen Volumens entspricht. Dieser Effekt beruht darauf, dass die röhrenförmigen Luftkanäle zusammen mit den Lufthohlräumen in den Mauersteinen einen Resonator bilden, der in der Nähe seiner Resonanzfrequenz einen sehr geringen akustischen Eingangswiderstand hat. Die Wirkung auf den Schalldruck im Fugenhohlraum ist so, als ob ein mehrfach grösseres Volumen, als im Mauerstein an und für sich vorhanden, angeschlossen wäre. Dies gilt zwar nur für einen begrenzten Bereich niedrigerer Frequenzen, während bei höheren Frequenzen die Wirkung des scheinbar vergrösserten Volumens wegfällt. Diese Frequenzabhängigkeit der schalldämmenden Wirkung der erfindungsgemässen Resonatoren ist jedoch unschädlich, da bei höheren Frequenzen, wo die Wirksamkeit dieses Mechanismus nicht mehr gegeben ist, bereits bei bekannten zweischaligen Gebäudewänden eine Verbesserung der schalldämmenden Eigenschaften nicht mehr erforderlich ist.
Die in der erfindungsgemässen schalldämmenden Gebäudewand eingesetzten Mauersteine lassen sich universell verwenden; für die anderen Einsatzzwecke haben die zusätzlichen Luftkanäle zwar keine Funktion, sind aber auch nicht von Nachteil. Insbesondere stören die kleinen Luftkanäle beim Verputzen nicht. Auch die Herstellung der Mauersteine nach der vorliegenden Erfindung ist nicht teurer als die Herstellung herkömmlicher Mauersteine, da die erfindungsgemässen Luftkanäle in den noch weichen Mauerstein eingeprägt werden können.
Die Luftkanäle verlaufen zweckmässigerweise senkrecht zu den Lufthohlräumen.
Vorteilhaft ist, wenn die Luftkanäle einen Durchmesser von etwa 5 mm haben. Hierdurch wird weder die Stabilität und das Gefüge des Steines nennenswert beeinflusst noch wird das Verputzen des Steines in der Praxis behindert. Gleichwohl wird das in den Lufthohlräumen der Mauersteine enthaltene Luftvolumen ausreichend an das Luftvolumen der Trennfuge angekoppelt.
Gegebenenfalls ist es aber auch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, dass zumindest ein Teil der Lufthohlräume über mehrere Luftkanäle mit dem Luftvolumen der Trennfuge ver-
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bunden ist. Diese Ausgestaltung wird man insbesondere dann wählen, wenn einzelne, sehr gross-volumige Lufthohlräume in verhältnismässig grossen, hohen Mauersteinen vorhanden sind.
Die Summe der Querschnitte der Luftkanäle sollte zwischen einem Hundertstel und einem Fünfzigste! der der Trennfuge benachbarten Seitenflächen der Mauersteine betragen bzw. diesen Wert nicht übersteigen. Dann verändern die Luftkanäle die bekannten Eigenschaften herkömmlicher Mauersteine, abgesehen von der angestrebten Wirkung im Blick auf die Geräuschdämmung, nicht in praxiserheblichem Ausmasse.
Im allgemeinen enthalten Mauersteine mehrere durch eine Scheidewand voneinander getrennte Lufthohlräume. In diesem Falle lässt sich das erfin-dungsgemässe Konzept dadurch verwirklichen, dass die jeweils nebeneinander in unterschiedlichem Abstand zur Trennfuge liegenden Lufthohlräume über einen gemeinsamen Luftkanal untereinander und mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind. Nur die der Trennfuge am nächsten liegenden Lufthohlräume sind dann direkt an die Trennfuge angekoppelt; die Ankopplung entfernter liegender Lufthohlräume erfolgt mittelbar über näher an der Trennfuge liegende Lufthohlräume.
Die Resonanzfrequenz der durch die Lufthohlräume und die Luftkanäle gebildeten Resonatoren sollte zwischen etwa 150 und etwa 300 Hz liegen. Dies ist der Frequenzbereich, in welchem die bekannten schalldämmenden Gebäudewände noch unzureichende Schalldämmung aufweisen. Die Abstimmung der Resonatoren in den gewünschten Frequenzbereich kann insbesondere durch die Wahl des Volumens sowie der Zahl der in den Mauersteinen vorhandenen Lufthohlräume als auch durch den Querschnitt, die Länge und die Zahl der Luftkanäle geschehen.
Soweit das Bedürfnis besteht, die vorteilhafte schalldämmende Wirkung der erfindungsgemäss erzielten Resonatoren in einem breiteren Frequenzbereich einzusetzen, können in ein und demselben Mauerstein Resonatoren unterschiedlicher Resonanzfrequenz vorgesehen sein.
Unterschiedliche Resonanzfrequenzen lassen sich durch Beeinflussung der oben bereits erwähnten Parameter erzielen. So ist es insbesondere möglich, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume unterschiedlichen Volumens vorgesehen sind oder dass die Lufthohlräume innerhalb ein und desselben Mauersteines über Luftkanäle unterschiedlichen Querschnittes oder unterschiedlicher Länge mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind. Schliesslich ist es auch möglich, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume vorgesehen sind, die über eine unterschiedliche Anzahl von Luftkanäle mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind.
Soweit es sich um Mauersteine der oben bereits erwähnten Art mit nebeneinander liegenden, durch Scheidewände getrennten Lufthohlräumen handelt, kann die Ausgestaltung so sein, dass der Querschnitt des Luftkanales bei den näher an der Trennfuge liegenden Lufthohlräumen grösser ist als bei den ferner liegenden Lufthohlräumen.
Bestehen beide Wandschalen in der geschilderten Weise aus Mauersteinen, so eignet sich die Gebäudewand insbesondere als Haustrennwand.
Als innere Trennwand eines Gebäudes eignet sich dagegen eine Ausgestaltung, bei welcher eine der beiden Wandschalen aus Mauersteinen zusammengesetzt ist, deren Lufthohlräume über Luftkanäle mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind, während die andere Wandschale dünn und massiv ist. Die dünne und massive Wandschale kann beispielsweise eine Gipskartonplatte oder aber auch einfach eine Putzschicht sein, die über einer in der Trennfuge angebrachten Dämmplatte angebracht ist.
Ein erfindungsgemässer Mauerstein zur Verwendung in einer schalldämmenden Gebäudewand zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Luftkanal von einem Lufthohlraum zu einer Seitenfläche des Mauersteines führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
Fig. 1: einen Horizontalschnitt durch eine doppel-wandige Haustrennwand;
Fig. 2: einen Vertikalschnitt durch die Haustrennwand von Fig. 1 gemäss Linie II-II;
Fig. 3: einen Horizontalschnitt, ähnlich der Fig. 1 durch eine Zwischenwand.
In den Fig. 1 und 2 ist eine doppelschalige Haustrennwand dargestellt, welche die beiden Wandschalen 1 und 2 umfasst. Beide Wandschalen 1 und 2 werden durch eine Trennfuge 3 getrennt, in der sich Dämmschicht aus Mineralfaserplatten befindet.
Jede Wandschale 1, 2 besteht aus Hohlkammer-Mauersteinen 10, die untereinander identisch sind. Jeder Mauerstein 10 enthält neun parallele, in Vertikalrichtung verlaufende Lufthohlräume 4, die gemäss Fig. 1 in drei Zeilen und drei Spalten aufgeteilt sind. Die Begriffe «vertikal», «horizontal», «oben» und «unten» verstehen sich immer auf die normale Einbaulage der Mauersteine 10 in einer Gebäudewand. Die Lufthohlräume 4 öffnen sich zur oberen und unteren Stirnseite der Mauersteine 10, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist.
Jeder Lufthohlraum 4 ist über einen Luftkanal 5 mit der der Trennfuge 3 zugewandten Seitenfläche des entsprechenden Mauersteines 10 verbunden. Die Luftkanäle 5 sind in der Weise abgestuft, dass sie in dem Bereich 5a, welcher direkt an die der Trennfuge 3 benachbarte Seitenfläche angrenzt, den grössten Durchmesser haben. Der Durchmesser in den Bereichen 5b, 5c, 5d, die in zunehmender Entfernung von der der Trennfuge 3 benachbarten Seitenfläche der Mauersteine 10 liegen und jeweils benachbarte Lufthohlräume 4 miteinander verbinden, weisen einen progressiv kleineren Durchmesser auf. Die Luftkanäle 5 sind nicht vollständig durch die Mauersteine 10 hindurchgeführt; diejenige Seitenfläche der Mauersteine 10, die an der fertigen Haustrennwand aussen zu liegen kommt (in den Fig. 1 und 2 links und rechts aussen), ist durchge-
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hend ohne Perforationen ausgebildet, so dass hier ein Verputzen problemlos möglich ist.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist jeder vertikal verlaufende Lufthohlraum 4 mit einer Vielzahl von Luftkanälen 5 versehen, die jeweils in der oben geschilderten Weise ausgebildet und in regelmässigen vertikalen Abständen angeordnet sind. Ihre Anzahl richtet sich nach dem Volumen der Lufthohlräume 4 und dem bevorzugt zu dämmenden Frequenzbereich. Bei kleinen Lufthohlräumen 4 kann - entgegen der Zeichnung - ein einziger Luftkanal 5 ausreichend sein.
Der Durchmesser der Luftkanäle 5 liegt im äusserten, weitesten Bereich bei etwa 5 mm. Die Summe der Querschnitte der Lüftungskanäle 5 an dieser Stelle macht etwa ein Fünfzigstel bis ein Hundertstel der der Trennfuge 3 zugewandten Seitenfläche des Mauersteines 10 aus.
Durch die Luftkanäle 5 werden die Luftvolumina, die in den Lufthohlräumen 4 enthalten sind, effektiv an das Luftvolumen in der Trennfuge 3 angekoppelt. Bereits dies verbessert die geräuschdämmende Wirkung der Trennfuge 3 deutlich. Dazu tritt ein zweiter Effekt:
Innerhalb der Lufthohlräume 4 wird nach dem Einbau in ein Mauerwerk durch die auf der oberen und der unteren Stirnseite aufgebrachte Mörtelschicht ein bestimmtes Luftvolumen eingegrenzt, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist. Diese durch die Lufthohlräume 4 gebildeten Luftvolumina bestimmter Grösse bilden gemeinsam mit den Luftkanälen 5, über die sie an die Trennfuge 3 angekoppelt sind, ein schwingungsfähiges System, also einen Resonator, der in der Nähe seiner Resonanzfrequenz einen sehr geringen akustischen Eingangswiderstand hat. Dies wirkt bildlich gesprochen auf den Schalldruck im Fugenhohlraum im fraglichen Frequenzbereich so, als ob ein mehrfach grösseres Volumen als im Mauerstein tatsächlich vorhanden angeschlossen wäre.
Zur Verbreiterung des Frequenzbereiches, in welchem die von den Hohlräumen 4 gebildeten Resonatoren wirksam sind, sind bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Mauerwerk Resonatoren unterschiedlicher Resonanzfrequenz vorgesehen. Dies geschieht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die ihrem Volumen nach gleichen Lufthohlräume 4, die sich in unterschiedlichen Abständen von der Trennfuge 3 befinden, über Luftkanäle 5 unterschiedlichen Durchmessers (nämlich die Bereiche 5a, 5b, 5c) an das benachbarte Luftvolumen angekoppelt sind. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Alternative zur Veränderung der Resonanzfrequenz der Resonatoren bestünde darin, Lufthohlräume 4 unterschiedlichen Volumens, also im allgemeinen unterschiedlicher Querschnittsfläche, innerhalb der Mauersteine 10 vorzusehen.
In Fig. 3 ist eine Zwischenwand dargestellt, die ihrem grundsätzlichen Aufbau nach der Haustrennwand nach den Fig. 1 und 2 bis auf die nachfolgend geschilderten Unterschiede vergleichbar ist. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen, zuzüglich 100, gekennzeichnet.
Die Zwischenwand 8 von Fig. 3, die einen horizontalen Schnitt zeigt, umfasst ebenfalls zwei
Wandschalen 101 und 102, die durch eine Trennfuge 103 voneinander getrennt sind. Die Trennfuge 103 wird in diesem Falle von einer Dämmplatte gebildet, die an der Wandschale 102 über einen Kle-bemörtel oder dergleichen angeklebt ist. Die Wandschale 102 besteht aus einzelnen Mauersteinen 110 und entspricht vollständig der Wandschale 2 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 und braucht deshalb hier nicht weiter beschrieben zu werden.
Im Gegensatz hierzu ist jedoch die Wandschale 101 nicht gemauert. Vielmehr handelt es sich bei ihr um eine Verkleidungsplatte, z.B. eine Gipskartonplatte. Ggf. kann die Wandschale 102 auch durch einen Putz gebildet werden, der über der Dämmplatte in der Trennfuge 103 angebracht wird.
Dadurch, dass bei der in Fig. 3 dargestellten Zwischenwand nur eine Wandschale, nämlich die Wandschale 102, mit ihren Lufthohlräumen 104 an das Luftvolumen in der Trennfuge 103 angekoppelt ist, ist selbstverständlich die hier erzielte Verbesserung der Schalldämmung nicht so gross wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2, jedoch für eine Zwischenwand durchaus noch ausreichend.
Die bei den oben beschriebenen und in den Fig. 1 bis 3 dargestellten zweischaligen Gebäudewänden erzielten Verbesserungen der Schalldämmung beziehen sich nicht nur auf den direkten Durchgang durch die Wand. Ebenso bedeutsam ist, dass auch die Schall-Längsleitung, die Übertragung des Schalles von einem Geschoss zum anderen über die Wand hinweg, sehr stark vermindert wird.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Schalldämmende Gebäudewand mit zwei starren Wandschalen, von denen mindestens eine aus Lufthohlräume enthaltenden Mauersteinen zusammengesetzt ist und die durch eine ein Luftvolumen enthaltende Trennfuge voneinander getrennt sind, wobei die Lufthohlräume der Mauersteine mit dem Luftvolumen der Trennfuge in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Lufthohlräume (4; 104) der Mauersteine (10; 110) über Luftkanäle (5; 105) mit dem Luftvolumen der Trennfuge (3; 103) verbunden ist.
    2. Gebäudewand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle (5; 105) senkrecht zu den Lufthohlräumen (4; 104) verlaufen.
    3. Gebäudewand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle (5; 105) einen Durchmesser von etwa 5 mm haben.
    4. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lufthohlräume (4; 104) über mehrere Luftkanäle (5; 105) mit dem Luftvolumen der Trennfuge (3; 103) verbunden ist.
    5. Gebaudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Querschnitte der Luftkanäle (5; 105) ein Hundertstel bis ein Fünfzigstel der der Trennfuge (3; 103) benachbarten Seitenfläche des Mauersteines (10; 110) beträgt.
    6. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Mauersteine meh-
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    rere durch eine Scheidewand voneinander getrennte Lufthohlräume enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils nebeneinander in unterschiedlichem Abstand zur Trennfuge (3; 103) liegenden Lufthohlräume (4; 104) über einen gemeinsamen Luftkanal (5) untereinander und mit dem Luftvolumen der Trennfuge (3; 103) verbunden sind.
    7. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz der durch die Lufthohlräume (4; 104) und die Luftkanäle (5; 105) gebildeten Resonatoren zwischen 150 und 300 Hz liegt.
    8. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in ein und demselben Mauerstein (10; 110) Resonatoren unterschiedlicher Resonanzfrequenz vorgesehen sind.
    9. Gebäudewand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume unterschiedlichen Volumens vorgesehen sind.
    10. Gebäudewand nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume (4; 104) vorgesehen sind, die über Luftkanäle (5a, 5b, 5c; 105a, 105b, 105c) unterschiedlichen Querschnittes mit dem Luftvolumen der Trennfuge (3; 103) verbunden sind.
    11. Gebäudewand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Luftkanäle (5a, 5b, 5c) beiden näher an der Trennfuge (3) liegenden Lufthohlräumen (4) grösser ist als bei den ferner liegenden Lufthohlräumen (4).
    12. Gebäudewand nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume vorgesehen sind, die über Luftkanäle unterschiedlicher Länge mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind.
    13. Gebäudewand nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume vorgesehen sind, die über eine unterschiedliche Anzahl von Luftkanälen mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden sind.
    14. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Wandschalen (102) aus Mauersteinen (110) zusammengesetzt ist, deren Lufthohlräume (104) über Luftkanäle (105) mit dem Luftvolumen der Trennfuge (103) verbunden sind, während die andere Wandschale (101) dünner als die erste Wandschale (102) und massiv ist.
    15. Mauerstein zur Verwendung in einer schalldämmenden Gebäudewand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit mindestens einem vertikal von der unteren zur oberen Stirnfläche verlaufenden Lufthohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftkanal (5; 105) vom Lufthohlraum (4; 104) zu einer Seitenfläche des Mauersteines führt.
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AT500731A1 (de) * 2004-06-29 2006-03-15 Zipfinger Mechatronik Gmbh Hochlochziegel, verfahren zur herstellung und mundstück
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