Die Akustik zu einem zentralen Bestandteil der Gebäudeplanung machen
Eine heulende Fahrzeug-Autoalarmanlage mitten in der Nacht, Flugzeuge, die über uns hinwegfliegen, ein schreiendes Baby in der Wohnung nebenan oder eine Baustelle auf der anderen Straßenseite – für viele von uns gibt es nichts Ärgerlicheres als Lärm. „Lärm ist nicht nur lästig, sondern kann unsere Konzentration, Stimmung und sogar unsere Gesundheit sowie unser Wohlbefinden beeinträchtigen“, erklärt Edwin Reynders, Professor für Bauingenieurwesen an der KU Leuven. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts VirBAcous entwickelt Reynders technische Verfahren für den Entwurf von Gebäuden mit guter Schalldämmung – eine Aufgabe, die schwieriger ist, als sie „klingt“.
Betrachtung des gesamten Gebäudesystems
Laut Reynders besteht die Herausforderung darin, dass die Schalldämmung im Gegensatz zur Wärmedämmung nicht durch eine einzelne Materialschicht erreicht wird, sondern vom gesamten Bausystem abhängt. „Der Schall breitet sich nicht nur über die gemeinsame Wand mit einem Nachbarraum aus, sondern auch über flankierende Wege wie eine durchgehende Decke“, sagt er. „Deshalb müssen im Schallschutz alle Elemente der Wände und Böden einbezogen werden, auch die Verbindungen zwischen ihnen.“ Daher sind die akustischen Anforderungen nicht mit den baulichen und thermischen Erfordernissen eines Gebäudes vereinbar. „Die Akustik darf kein nachträglicher Gedanke sein, sondern muss einen zentralen Platz in der Gebäudeplanung einnehmen“, fügt Reynders hinzu. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts VirBAcous wurden spezielle Berechnungswerkzeuge entwickelt, die im Bausektor für die Planung geräuschärmerer Gebäude genutzt werden können.
Entwurf von maßgeschneiderten Bauelementen
Fachleute des Ingenieurwesens, der Architektur und anderer Fachrichtungen im Bauwesen können die numerischen Modellierungswerkzeuge des Projekts, die sich durch ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Genauigkeit und Berechnungseffizienz auszeichnen, nutzen, um maßgeschneiderte Gebäudekomponenten wie Wände, Böden und Anschlüsse mit optimierten Schalldämmeigenschaften zu entwerfen. Die Forschenden verwendeten die Software zum Beispiel, um die Querschnittsform von flexiblen Metallständern in doppelschaligen Gipskartonwänden zu optimieren. Sie konnten dann nachweisen, dass die daraus resultierenden Ständer, für die eine ähnliche Menge an Material verwendet wird wie für ihre handelsüblichen Gegenstücke, eine erheblich verbesserte Schalldämmung bieten. „Das Schöne an den VirBAcous-Werkzeugen ist, dass sie es ermöglichen, die Schalldämmungs- und Schallabsorptionseigenschaften neuer, komplexer Gebäudekomponenten virtuell – von einem Laptop aus – zu entwerfen und zu testen. Dadurch wird der Entwurfsprozess im Vergleich zu wiederholten Prototypentests nicht nur rationalisiert, sondern auch wesentlich beschleunigt und vergünstigt“, bemerkt Reynders. „Wenn alles gut läuft, wird es ausreichen, einen Prototyp des endgültigen Entwurfs zu testen, um seine Leistung zu bestätigen.“
Software zur Vorhersage der Schalldämmungseffizienz
Die VirBAcous-Lösung ist zwar ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu Gebäuden mit besserer Schalldämpfung, aber es gibt noch viel zu tun. „Im Bausektor besteht ein deutlicher Bedarf an spezieller Software zur Vorhersage der Schalldämmungseffizienz, die ausreichend schnell und genau für die Planung und Optimierung ist“, stellt Reynders fest. „Die in diesem Projekt entwickelten numerischen Werkzeuge sind die Grundlage für eine solche Software, aber sie müssen durch translationale Forschung ergänzt werden, um die Lücke zur technischen Praxis zu schließen.“ Das Projektteam entwickelt und verfeinert derzeit seine Werkzeuge weiter, sodass Ingenieurinnen und Ingenieure damit Lösungen für die flankierende Schallübertragung in Gebäuden aus Brettsperrholz entwickeln können. Brettsperrholz ist ein immer häufiger genutztes Baumaterial mit wichtigen ökologischen und wirtschaftlichen Vorteilen, das jedoch aufgrund seines geringen Gewichts in akustischer Hinsicht sehr herausfordernd ist. „Durch die Verbesserung ihrer akustischen Leistung kann VirBAcous neuen, nachhaltigeren Bauweisen zum Durchbruch verhelfen“, so Reynders abschließend.
Schlüsselbegriffe
VirBAcous, Lärm, Akustik, Berechnungswerkzeuge, Baugewerbe, Gebäude, Technik, Schallschutz
