DE3632156A1 - Einschalige wand sowie mauerstein, schuettgut und huelle dafuer und vorrichtung - Google Patents

Einschalige wand sowie mauerstein, schuettgut und huelle dafuer und vorrichtung

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DE3632156A1 DE19863632156 DE3632156A DE3632156A1 DE 3632156 A1 DE3632156 A1 DE 3632156A1 DE 19863632156 DE19863632156 DE 19863632156 DE 3632156 A DE3632156 A DE 3632156A DE 3632156 A1 DE3632156 A1 DE 3632156A1
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Description

1. Bisheriger Stand
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf massive, einschalige Wände aus Mauersteinen, deren Schalldämmung, vor allem ihre Längsdämmung, verbessert werden soll. Dies soll in an sich bekannter Weise durch Hohlräume in den Mauersteinen geschehen, die mit einem schweren Schüttgut, z. B. Sand, gefüllt werden. Diese Maßnahme zur Verbesserung der Schalldämmung ist seit langem bekannt, siehe die im folgenden angegebene Literatur. Hier soll nur die Anwendung auf Wände aus Mauersteinen betrachtet werden. Die Anwendung hat sich in diesem Fall bisher auf Hohlblocksteine beschränkt, bei denen zur Verbesserung der Wärmedämmung und zur Verminderung der Steingewichte sowieso schon Hohlräume allgemein verwendet werden. Die bisher zur Sanddämpfung verwendeten Hohlräume bestehen aus mehreren Lagen von Schlitzen, siehe Fig. 1, die aus wärmetechnischen Gründen gestaffelt angeordnet sind, wobei die Schlitze etwa 15-25 mm breit sind. Diese Schlitze sind das Öfteren beim Aufmauern mit lockerem Sand gefüllt worden. Die schalltechnische Wirkung dieser Füllung beschränkte sich im wesentlichen auf eine Verbesserung, die sich durch die Erhöhung der Masse der Wand infolge der Sandfüllung ergab. Eine weitere Erhöhung der Schalldämmung durch eine zusätzliche Körperschalldämpfung durch den eingebrachten Sand wurde im praktischen Fall nicht beobachtet. Derartige Sandfüllungen bei Hohlblockwänden werden nur noch wenig angewandt, weil die Verbesserung der Schalldämmung nicht besonders groß war.
Neben der hier geschilderten Anwendung wurden bei dünnen Wandplatten aus Ziegeln, Gips oder Holzspanplatten seit langem röhrenförmige Hohlräume mit Durchmessern von 25-40 mm verwendet. Hier waren in manchen Fällen (vor allem bei Holzspanplatten) Verbesserungen der Schalldämmung über die Massenerhöhung hinaus zu beobachten.
2. Erfindungsgemäße Lösung
Ausgangspunkt der erfindungsgemäßen Lösungen ist die Berücksichtigung folgender Erkenntnisse:
a. Es ist bekannt, daß die Körperschalldämpfung von Sandschüttungen in Abhängigkeit von der Frequenz f einen resonanzartigen Verlauf hat, siehe Fig. 2, wobei diese Resonanzfrequenz f R umso tiefer liegt, je dicker die Sandschicht ist (η = Verlustfaktor). In Fig. 3 ist diese Abhängigkeit schematisch als Kurve A dargestellt. Sie gilt für eine Sandschicht innerhalb eines Schlitzes in einem Mauerstein.
b. Bisher nicht beobachtet worden ist, daß diese Resonanzfrequenz bei einer einseitig frei liegenden Sandschicht (Fall B in Fig. 3) nur halb so hoch liegt wie bei einer in einem Schlitz eines massiven Steins eingebrachten, gleich dicken Sandschüttung (Fall A). Der Unterschied ist darauf zurückzuführen, daß im Fall A Resonanz auftritt, wenn eine halbe Wellenlänge der Longitudinalschwingungen des Sandes in die Dicke d des Hohlraumes paßt. Sobald das eine Ende frei ist (Fall B), ist dazu nur eine Viertel-Wellenlänge erforderlich. Da die Wellenlänge umgekehrt proportional mit der Frequenz abnimmt, ist die Resonanzbedingung im Fall A erst bei einer doppelt so hohen Frequenz erfüllt als im Fall B.
Nähere Betrachtungen ergeben, daß die Verbesserung von gemauerten Wänden durch eine körperschalldämpfende Schüttung in einem Frequenzbereich von etwa 200-800 Hz erfolgen sollte, mit einem Schwerpunkt bei etwa 500 Hz. Dazu wären nach Fig. 3 für Sandfüllungen in Mauersteinen Schlitzbreiten von etwa 50 mm anzustreben. Die tatsächlich bisher verwendeten Schlitzdicken lagen jedoch bei etwa 15-25 mm. Es ist deshalb nachträglich leicht verständlich, daß die durch Sandfüllungen bisher auftretenden Verbesserungen in einem Frequenzbereich oberhalb 1000 Hz auftraten, wo sie in praktischer Hinsicht uninteressant sind.
Wenn man auf die eine Seite des Hohlraumes (4.2) nach Fig. 4 einen Streifen (4.4) einer weichfedernden Dämmschicht legt, ist die Resonanzfrequenz nach Fig. 3 nur noch etwa halb so hoch, sodaß es genügt, wenn die Sandfüllung nur noch halb so dick ist, für eine Resonanzfrequenz von 500 Hz somit nur etwa 25 mm dick sein muß, wozu allerdings noch die Dicke des Dämmstreifens kommt. Zur Dämmschicht vergleiche man P 34 27 856.7.
Aus den bisher gemachten Überlegungen geht hervor, daß die bisher festgestellte mangelhafte körperschalldämmende Wirkung von Sandschüttungen bei einschaligen, gemauerten Wänden auf einer zu geringen Dicke der Schüttungen beruht, wobei der Mangel erfindungsgemäß sowohl durch eine wesentlich größere Dicke der Sandschicht als auch durch einen zusätzlich eingelegten Dämmschicht-Streifen beseitigt werden kann.
Schließlich kann eine optimale Dämpfungswirkung auch bei etwas kleineren Schüttbreiten erreicht werden, wenn man eine besondere Art von Schüttung auswählt, nämlich große Kiesel von etwa 10-25 mm Korngröße, die man im wesentlichen einlagig in einen etwas breiteren Hohlraum bringt, der auf einer Seite mit einem weichfedernden Dämmschichtstreifen abgeschlossen ist. Auch eine solche Anordnung ergibt ein Maximum der Körperschalldämpfung bei etwa 300-600 Hz, obwohl sie relativ dünn ist. Dies beruht darauf, daß der einzelne Kiesel zusammen mit seiner gerundeten Auflagefläche am Mauerstein einen Masse-Feder-Resonator darstellt, der in dem genannten Frequenzbereich seine Resonanzfrequenz hat. In Fig. 5 ist der Verlauf des Verlustfaktors η einer Wand mit einer üblichen Sandschicht (Fall S) von etwa 20 mm Dicke und einer einlagigen Schicht aus Kieseln (Fall K) einander in Abhängigkeit von der Frequenz gegenübergestellt. Es ist ersichtlich, daß die Kiesel besser an den für Trennwände anzustrebenden Frequenzbereich angepaßt sind.Durch derartige erfindungsgemäße Füllungen wird die Schalldämmung von Wänden beim unmittelbaren Schalldurchgang durch die Wand wesentlich verbessert. Besonders groß ist jedoch die Verbesserung bezüglich der Schall-Längsleitung entlang der Wände.
Die erfindungsgemäßen Lösungen betreffen auch die Art, wie das Schüttgut in das Mauerwerk eingebracht wird. Dafür werden drei Wege angegeben:
a. Einbringen mit einer Vorrichtung, bei der die einzelnen Schüttgutportionen auf einfache Weise abgeteilt und über das Entlangfahren auf der aufgemauerten Steinlage in die Steinhohlräume gebracht werden.
b. Durch das Verwenden von im Werk mit dem Schüttgut gefüllten Hüllen, die erforderlichenfalls nach dem Einbringen in den Steinhohlraum teilweise geöffnet werden können, um einen guten mechanischen Kontakt zwischen Schüttgut und Stein zu erreichen.
c. Durch das Eingießen von Schüttgut, das in eine Hülle eingebracht ist, beim Herstellen der Steine oder Platten z. B. bei Gasbeton oder Gips.
3. Ausführungsbeispiele
In Fig. 6 ist ein Hohlblockstein (6.1) im Horizontalschnitt dargestellt, mit den erfindungsgemäß großen Hohlräumen (6.2), die auf der einen Längsseite jeweils einen weichfedernden Dämmschicht-Streifen (6.4) aufweisen, der einerseits schalltechnisch wirksam ist ("nachgiebiges Ende" der Sandschüttung), zum anderen aber auch die Wärmedämmung verbessern soll. Der Dämmstreifen kann aus Mineralwolle bestehen, aber auch aus einem Schaumstoff, der auf der dem Mauerstein zuweisenden Seite eine profilierte Oberfläche aufweisen kann, um dadurch die Weichfederung zu erzielen.
In Fig. 4 ist bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung ein einzelner großer Hohlraum in der Mitte eines sonst massiven Steines (4.1) dargestellt. Dieser Hohlraum (4.2) hat auch den Vorteil, daß der Stein leichter zu handhaben ist (Griff-Loch). Der Hohlraum hat eine Dicke von mindestens 50 mm. Zur Erzeugung eines offenen Endes der Schüttung ist wiederum ein Dämmstreifen (4.4) eingelegt.
In manchen Fällen ist es aus Gründen der besonderen Herstellungsart schwierig einen Hohlraum mitten in einem Stein anzuordnen. Dann kann nach Fig. 7 bzw. 8 der Stein (7.1) bzw. (8.1) mit einzelnen Nuten (7.5) bzw. (8.5) an den beiden vertikalen Seiten versehen werden. Die Nuten können nach Fig. 7 tief und schmal (7.1) oder flach und breit (8.4) ausgebildet sein. Nach dem Vermauern einer Steinschicht, werden die Hohlräume mit Schüttgut gefüllt. Dabei können bei den weniger tiefen Hohlräumen Streifen (8.4) aus einer weichfedernden Dämmschicht eingelegt werden. Diese Streifen können aus einer relativ steifen Dämmschicht bestehen, wobei wieder durch eine geeignete Profilierung auf der dem Mauerstein zuweisenden Seite des Dämmstreifens, z. B. inform einiger weniger Erhebungen, die erforderliche Federung erreicht wird.
Schließlich kann das Schüttgut auch in Form einer mit dem Schüttgut gefüllten Schachtel oder eines Beutels in den Hohlraum nach Fig. 4, 7 oder 8 eingebracht werden. Ebenso ist es nach Fig. 9 möglich, einzelne Kiesel (9.6) auf einen weichfedernden Dämmstreifen (9.4) aufzukleben, und diesen Streifen in den Hohlraum (9.2) einzuschieben.
In Fig. 10 (Horizontalschnitt) und Fig. 11 (Vertikalschnitt) ist schematisch der Aufbau einer Schachtel (Behälter) mit Schüttgut gezeigt, die in entsprechende Steinhohlräume mit kreisförmigem Querschnitt eingebracht wird. Sie besteht aus zwei gegeneinander drehbaren Halbzylindern, 10.7 und 10.8. Wenn der Behälter in den Steinhohlraum eingebracht ist, wird der innere Zylinder 10.7 mit Hilfe einer Handgriffmulde 10.9 so gedreht, daß die Zylinder 10.7 und 10.8 auf Deckung kommen, sodaß eine entsprechende Öffnung 10.10 für das Herausrieseln des Schüttguts auftritt, wodurch ein guter mechanischer Kontakt zwischen diesem und dem Mauerwerk auf einer breiten Teilfläche sich ergibt. Dieselbe Wirkung kann nach Fig. 12 erreicht werden, wenn ein in der Grundform etwa rechteckiger Behälter 12.11 aus Folie verwendet wird, der durch Profilierung versteift ist. Durch einen nach oben herausziebaren Schieber 12.12 kann auch hier der angestrebte mechanische Kontakt mit einer Teilfläche des Schüttguts erzielt werden. Die übrige, profilierte Fläche des Behälters kann so ausgebildet werden, daß er die in Anspruch 8 genannte, weichfedernde Dämmschicht darstellt.
Schließlich ist in Fig. 13 schematisch dargestellt, daß ein in einen Behälter, z. B. eine Folie 13.13, eingeschlossenes Schüttgut 13.3 in einen gieß- oder schäumbaren Stein 13.14 oder eine Wandplatte z. B. aus Gips oder Gasbeton bei der Herstellung eingebracht wird. Damit der Stein oder die Platte leicht bearbeitbar z. B. sägbar ist, kann als Schüttgut zerschlagener Gips, Gasbeton o. ä. verwendet werden.
In Fig. 14 ist eine Vorrichtung als Vertikalschnitt und in Draufsicht dargestellt, mit der man auf zeitsparende Weise die Füllung der oben besprochenen Hohlräume in Mauerwerk am Bau mit Schüttgut vornehmen kann. Er besteht aus einem Kasten 14.14, der mehrere, nebeneinander angeordnete, zylindrische Hohlräume 14.15 enthält, die jeweils unterseitig mit einem Schieber 14.16 abgeschlossen sind. Die Hohlräume werden mit dem Schüttgut gefüllt und die unterseitig mit vier Rädern 14.17 versehene Anordnung auf die eben gemauerte Schicht der Wand gestellt und jeweils zu einem der zu füllenden Steinhohlräume 14.18 gerollt. Durch Öffnen des Schiebers 14.16 wird das in dem Hohlraum 14.15 der Vorrichtung befindliche Schüttgut in den Steinhohlraum 14.18 herunterfallen. Das Volumen des Hohlraumes der Vorrichtung entspricht dabei dem Steinhohlraum. Zum Füllen der Vorrichtung werden mehrere derartige Kästen 14.14 nebeneinander gestellt, wobei dann mit einer Schaufel das Schüttgut darauf gestreut wird.
  • Bezeichnungen  1: Mauerstein
     2: Hohlraum
     3: Sandfüllung
     4: weichfedernder Dämmstreifen
     5: vertikale Stein-Nut
     6: Kiesel
     7, 8: Halbzylinder eines Behälters
     9: Handgriffmulde eines Behälters
    10: Öffnung des Behälters (im Endzustand)
    11: Schüttgutbehälter
    12: Schieber
    13: Behälter aus Folie
    14: Schüttvorrichtung
    15: zylindrischer Hohlraum in 14
    16: Abschlußschieber
    17: Räder von 14
    18: Steinhohlraum 1) Kuhl W. & Kaiser H., Acustica, 2 (1952) 179
    2) Kurtze G., Acustica, 6 (1956) 154
    3) Schmidt H., Acustica, 4 (1954) 639-652
    4) Gösele K., Acustica, 20 (1968) 334-342
    5) Gösele K., Fortschritte der Akustik DAGA, (1985) 341-344
    6) Gösele K., Zur Körperschallausbreitung in Wohnbauten, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1960
    7) Gösele K. & Jehle R., Bauzeitung - deutsche Bauzeitung,
    9 (7 & 9) (1959)
    8) Gösele K., Baupraxis, 1 (1967) 27-32
    9) Gösele K., Betonstein-Z., 35 (1969) 296-301
    10) Gösele K., Bundesbaublatt, (1972) 236-243

Claims (20)

1. Einschalige Wand aus Mauersteinen mit losem Schüttgut in Hohlräumen der Mauersteine, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mauerstein mindestens einen Hohlraum aufweist, dessen liche Weite in jeder Richtung des Raumes mehr als 40 mm beträgt.
2. Einschalige Wand aus Mauersteinen mit losem Schüttgut in Hohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Mauersteine mit Nuten versehen sind und die Hohlräume durch Nute von Stirnseiten gebildet werden, die einander zugewandt sind, wobei die lichte Weite der Hohlräume in jeder Richtung des Raumes mehr als 40 mm beträgt.
3. Einschalige Wand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der einzelnen Hohlräume in jeder Richtung des Raumes mindestens etwa 50 mm beträgt.
4. Einschalige Wand aus Mauersteinen mit losem Schüttgut in Hohlräumen der Mauersteine, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mauerstein mindestens einen Hohlraum aufweist, dessen lichte Weite in jeder Richtung des Raumes mindestens 20 mm beträgt und der mit mindestens einem weichfedernden Dämmstoff-Streifen versehen ist.
5. Einschalige Wand aus Mauersteinen mit losem Schüttgut in Hohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Mauersteine mit Nuten versehen sind und die Hohlräume durch Nute von Stirnseiten gebildet werden, die einander zugewandt sind, wobei die lichte Weite der Hohlräume in jeder Richtung des Raumes mindestens 20 mm beträgt und die Hohlräume jeweils mit mindestens einem weichfedernden Dämmstoff- Streifen versehen sind.
6. Einschalige Wand nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite jedes einzelnen Hohlraumes in jeder Richtung des Raumes mindestens 25 mm beträgt.
7. Einschalige Wand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Hohlraum eine parallel oder senkrecht zur Wanderstreckung verlaufende schlitzartige Ausnehmung ist.
8. Einschalige Wand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartige Ausnehmung
(a) parallel zur Wanderstreckung verläuft und auf mindestens einer ihrer beiden Seiten, die den beiden Außenflächen der Wand zugeordnet sind, mit einem weichfedernden Dämmstoff-Streifen versehen ist oder
(b) senkrecht zur Wanderstreckung verläuft und auf mindestens einer ihrer beiden etwa senkrecht zum Wandverlauf angeordneten Seiten mit einem weichfedernden Dämmstoff- Streifen versehen ist oder
(c) mittig mit einem Dämmstoff-Streifen versehen ist.
9. Einschalige Wand nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch ein mineralisches Material einer Korngröße von 8 bis 30 mm und insbesondere 10 bis 25 mm als Schüttgut, gegebenenfalls in einer vorgefertigten Hülle und gegebenenfalls zusammen mit dem (den) Dämmstoff-Streifen.
10. Einschalige Wand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut zusätzlich feinteiligeres mineralisches Material umfaßt.
11. Einschalige Wand nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hüllenwandung (zum unmittelbaren Kontaktieren der Hohlraumwandung mit dem Schüttgut) schwenkbar oder verschiebbar ausgebildet ist.
12. Mauerstein, dadurch gekennzeichnet, daß der Mauerstein Schüttgut gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10 enthält.
13. Mauerstein nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Hülle gemäß Anspruch 11.
14. Schüttgut gemäß Anspruch 9 oder 10, gegebenenfalls in einer vorgefertigten Hülle und gegebenenfalls mit dem (den) Dämmstoff-Streifen.
15. Schüttgut gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut aus einem sägbaren Material besteht, beispielsweise Gips oder Gasbeton.
16. Schüttgut nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Zerschlagen erhältlich ist.
17. Schüttgut nach Anspruch 14, 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine Hülle gemäß Anspruch 11.
18. Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schüttgut gemäß Anspruch 9, 10, 14, 15 oder 16 enthält.
19. Hülle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hüllenwandung (zum unmittelbaren Kontaktieren der Hohlraumwandung mit dem Schüttgut) schwenkbar oder verschiebbar ausgebildet ist.
20. Vorrichtung zum Einfüllen von Schüttgut in eine einschalige Wand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere nebeneinander angeordnete und oberseitig offene Hohlräume, die unterseitig mit für jeden Hohlraum gesondert betätigbaren Schiebern abschließbar sind, und Räder (zur Fahrbarkeit der Vorrichtung oberhalb einer neu gemauerten Steinlage zu den einzelnen zu füllenden Hohlräumen) umfaßt.
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