DE4111161A1 - Schalldaemmende gebaeudewand sowie mauerstein zur verwendung in einer solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schalldämmende Gebäudewand mit zwei starren Wandschalen, von denen mindestens eine aus Lufthohlräumen enthaltenden Mauersteinen zusammenge­ setzt ist und die durch eine ein Luftvolumen enthaltende Trennfuge voneinander getrennt sind, wobei die Lufthohl­ räume der Mauersteine mit dem Luftvolumen der Trennfuge in Verbindung stehen.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Mauerstein zur Ver­ wendung in einer solchen schalldämmenden Gebäudewand.

Will man eine hohe Luftschalldämmung z. B. bei Haustrenn­ wänden 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 Dämm­ wirkung 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 Wohnraum­ fläche also möglichst groß gehalten werden. Aus schall­ technischen Gründen andererseits wäre eine möglichst dicke Trennfuge wünschenswert. Eine Verdoppelung des dort vor­ handenen 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 Luft­ volumens 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 hätten 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 Außen­ seite 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 schall­ dämmende Gebäudewand der eingangs genannten Art so auszu­ gestalten, daß die hierfür verwendeten Mauersteine univer­ sell 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 Eigen­ schaften 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 bezüg­ lich seiner schalldämmenden Eigenschaften einer Vergröße­ rung des effektiven Volumens um das zwei- bis dreifache des in den Mauersteinen eingeschlossenen Volumens entspricht. Dieser Effekt beruht darauf, daß die röhrenförmigen Luft­ kanäle zusammen mit den Lufthohlräumen in den Mauersteinen einen Resonator bilden, der in der Nähe seiner Resonanz­ frequenz einen sehr geringen akustischen Eingangswiderstand hat. Die Wirkung auf den Schalldruck im Fugenhohlraum ist so, als ob ein mehrfach größeres Volumen, als im Mauer­ stein 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 Frequenz­ abhängigkeit der schalldämmenden Wirkung der erfindungsge­ mäßen 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 Eigen­ schaften nicht mehr erforderlich ist.

Die in der erfindungsgemäßen schalldämmenden Gebäudewand eingesetzten Mauersteine lassen sich universell verwenden; für die anderen Einsatzzwecke haben die zusätzlichen Luft­ kanäle zwar keine Funktion, sind aber auch nicht von Nach­ teil. 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 erfindungs­ gemäßen Luftkanäle in den noch weichen Mauerstein einge­ prägt 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 Lufthohl­ räume über mehrere Luftkanäle mit dem Luftvolumen der Trennfuge verbunden ist. Diese Ausgestaltung wird man insbesondere dann wählen, wenn einzelne, sehr großvolumige Lufthohlräume in verhältnismäßig großen, hohen Mauersteinen vorhanden sind.

Die Summe der Querschnitte der Luftkanäle sollte zwischen einem Hunderstel und einem Fünfzigstel der der Trennfuge benachbarten Seitenfläche der Mauersteine betragen bzw. diesen Wert nicht übersteigen. Dann verändern die Luft­ kanäle die bekannten Eigenschaften herkömmlicher Mauer­ steine, abgesehen von der angestrebten Wirkung im Blick auf die Geräuschdämmung, nicht in praxiserheblichem Ausmaßen Im allgemeinen enthalten Mauersteine mehrere durch eine Scheidewand voneinander getrennte Lufthohlräume. In diesem Falle läßt sich das erfindungsgemäße Konzept dadurch ver­ wirklichen, daß die jeweils nebeneinander in unterschied­ lichem 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 ent­ fernter 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 schall­ dämmende Wirkung der erfindungsgemäß erzielten Resonatoren in einem breiteren Frequenzbereich einzusetzen, können in ein und demselben Mauerstein Resonatoren unterschied­ licher 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 vorge­ sehen sind oder daß die Lufthohlräume innerhalb ein und desselben Mauersteines über Luftkanäle unterschiedlichen Querschnittes oder unterschiedlicher Länge mit dem Luft­ volumen der Trennfuge verbunden sind. Schließlich ist es auch möglich, daß in ein und demselben Mauerstein Luft­ hohlräume 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 insbeson­ dere 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 Dämm­ platte 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 doppelwandige 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 Haustrenn­ wand 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 Mineral­ faserplatten befindet.

Jede Wandschale 1, 2 besteht aus Hohlkammer-Mauersteinen 10, die untereinander identisch sind. Jeder Mauerstein 10 enthält neun parallele, in Vertikalrichtung verlaufen­ de 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 entsprechen­ den 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 Seiten­ fläche der Mauersteine 10, die an der fertigen Haustrenn­ wand außen zu liegen kommt (in den Fig. 1 und 2 links und rechts außen), ist durchgehend ohne Perforationen ausgebildet, so daß hier ein Verputzen problemlos möglich ist.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist jeder vertikal ver­ laufender Lufthohlraum 4 mit einer Vielzahl von Luftkanälen 5 versehen, die jeweils in der oben geschilderten Weise ausgebildet und in regelmäßigen vertikalen Abständen ange­ ordnet sind. Ihre Anzahl richtet sich nach dem Volumen der Lufthohlräume 4 und dem bevorzugt zu dämmenden Frequenz­ bereich. Bei kleinen Lufthohlräumen 4 kann - entgegen der Zeichnung - ein einziger Luftkanal 5 ausreichend sein.

Der Durchmesser der Luftkanäle 5 liegt im äußersten, weite­ sten Bereich bei etwa 5 mm. Die Summe der Querschnitte der Lüftungskanäle 5 an dieser Stelle macht etwa ein Fünfzigstel bis ein Hunderstel der der Trennfuge 3 zugewandten Seiten­ fläche des Mauersteines 10 aus.

Durch die Luftkanäle 5 werden die Luftvolumina, die in den Lufthohlräumen 4 enthalten sind, effektiv an das Luft­ volumen in der Trennfuge 3 angekoppelt. Bereits dies ver­ bessert 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 bestimmten Luft­ volumen eingegrenzt, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist. Diese durch die Lufthohlräume 4 gebil­ deten Luftvolumina bestimmter Größe bilden gemeinsam mit den Luftkanälen 5, über die sie an die Trennfuge 3 ange­ koppelt 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 Fugen­ hohlraum 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 Mauer­ werk Resonatoren unterschiedlicher Resonanzfrequenz vor­ gesehen. Dies geschieht in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel dadurch, daß die ihrem Volumen nach gleichen Lufthohlräume 4, die sich in unterschiedlichen Abständen von der Trennfuge 3 befinden, über Luftkanäle 5 unter­ schiedlichen Durchmessers (nämlich die Bereiche 5a, 5b, 5c) an das benachbarte Luftvolumen angekoppelt sind. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Alternative zur Ver­ änderung der Resonanzfrequenz der Resonatoren bestünde darin, Lufthohlräume 4 unterschiedlichen Volumens, also im allgemeinen unterschiedlicher Querschnittsfläche, inner­ halb 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, gekenn­ zeichnet.

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 Dämm­ platte gebildet, die an der Wandschale 102 über einen Klebe­ mörtel 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 Verklei­ dungsplatte, 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 er­ zielte 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 (15)

1. Schalldämmende Gebäudewand mit zwei starren Wandschalen, von denen mindestens eine aus Lufthohlräume enthalten­ den 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 Mauer­ steine (10; 110) über Luftkanäle (5; 105) mit dem Luft­ volumen der Trennfuge (3; 103) verbunden ist.

2. Gebäudewand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (5; 105) senkrecht zu den Lufthohl­ räumen (4; 104) verlaufen.

3. Gebäudewand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, 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. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnitte der Luftkanäle (5; 105) etwa ein Hunderstel bis ein Fünf­ zigstel der der Trennfuge (3; 103) benachbarten Seiten­ fläche des Mauersteines (10; 110) beträgt.

6. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Mauersteine mehrere durch eine Scheide­ wand voneinander getrennte Lufthohlräume enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils nebeneinander in unter­ schiedlichem 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 etwa 150 und etwa 300 Hz liegt.

8. Gebäudewand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein und demselben Mauer­ stein (10; 110) Resonatoren unterschiedlicher Resonanz­ frequenz 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 gekenn­ zeichnet, daß in ein und demselben Mauerstein Luft­ hohlräume (4; 104) vorgesehen sind, die über Luftkanäle (5a, 5b, 5c; 105a, 105b, 105c) unterschiedlichen Quer­ schnittes mit dem Luftvolumen der Trennfuge (3; 103) ver­ bunden sind.

11. Gebäudewand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Luftkanäle (5a, 5b, 5c) bei den 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 unter­ schiedlicher Länge mit dem Luftvolumen der Trennfuge ver­ bunden sind.

13. Gebäudewand nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in ein und demselben Mauerstein Lufthohlräume vorgesehen sind, die über eine unterschied­ liche Anzahl von Luftkanälen mit dem Luftvolumen der Trenn­ fuge 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 Luft­ volumen der Trennfuge (103) verbunden sind, während die andere Wandschale (101) dünn und massiv ist.

15. Mauerstein zur Verwendung in einem Mauerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit mindestens einem vertikal von der unteren zur oberen Stirnfläche verlau­ fenden Lufthohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Luftkanal (5; 105) von einem Lufthohlraum (4; 104) zu einer Seitenfläche des Mauersteines führt.