Bedarfsgerechte Erhöhung der Schalldämmung von Bauteilen (Wänden, Decken, Fassaden) mittels eines neuen Wirkprinzips einsetzbar im Neubau und Bestand

Dieter Arlt, Rainer Weltring
Langzeitbewährung und Entwicklungstendenzen von Kunststoff-Bauprodukten im Wohnungsbau
Bauforschung für die Praxis, Band 42
1998, 137 S., 90 Abb., 7 Graphiken,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Bewertung von Baustoffen müssen heute eine Vielzahl neuer Kriterien Beachtung finden. Neben den weiterhin relevanten technischen und ökonomischen Faktoren Festigkeit, Haltbarkeit, Verarbeitbarkeit und Preis-Leistungsverhältnis werden in zunehmendem Maße umweltrelevante Kriterien wie Ozongefährdung, Ressourcenverbrauch sowie eventuelle gesundheitliche Risiken bei Herstellung, Verarbeitung, Nutzung und Entsorgung der Materialien in Betracht gezogen. Die Berücksichtigung dieser zusätzlichen Bewertungskriterien soll dazu führen, daß neben einer vor allem ökonomischen Beurteilung von Bauteilen und Baustoffen eine, durch Ökobilanzen gestützte, ökologische Bewertung möglich ist. Die Mehrzahl der Bauprodukte in dieser Studie kam vor über 20 Jahren zum Einsatz, zu einer Zeit also, in der hauptsächlich die technischen Eigenschaften und der Kaufpreis zur Bewertung und Auswahl der Materialien herangezogen wurden. Primär ist die Studie darauf ausgerichtet, das Langzeitverhalten einer kritischen Prüfung zu unterziehen. Die Menge der hier betrachteten und zur Bewertung herangezogenen Anwendungen ist jedoch nicht groß genug, um eine statistisch fundierte Aussage über das Langzeitverhalten aller gleichartigen Bauanwendungen zu treffen. Vielmehr ist diese Arbeit eine "Momentaufnahme" verfügbarer, wissenschaftlich fundierter Informationen.

Olaf Tietje
Anwendung von Pedotransferfunktionen für Sorptionsparameter zur Sickerwasserprognose von aus beregneten Bauteilen emittierten Substanzen - Projekt Sorption-PTF
Bauforschung, Band T 3350
2017, 43 S., 24 Abb. u. 15 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Modellierung der Stoffflüsse aus beregneten Bauteilen in die Umweltkompartimente Oberflächenwasser, Boden und Grundwasser erfordert eine große Menge von experimentellen Daten, die nicht zur Verfügung stehen bzw. mit aufwändigen Messungen ermittelt werden müssen. Speziell die Abschätzung des Risikos einer Boden- bzw. Grundwasserverschmutzung durch Substanzen, die aus beregneten Bauteilen ausgewaschen werden können, erfordert die Modellierung der Stoffverlagerung im Boden. Im Bereich Boden haben sich sogenannte Pedotransferfunktionen (PTF) etabliert, die aus häufig vorhandenen Daten Modellparameter für den Wasser- und Stofftransport ableiten.

Waldemar Maysenhölder
Bedarfsgerechte Erhöhung der Schalldämmung von Bauteilen (Wänden, Decken, Fassaden) mittels eines neuen Wirkprinzips einsetzbar im Neubau und Bestand
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2965
2015, 79 S., 81 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben zielt auf Verbesserungen des baulichen Schallschutzes mittels eines neuartigen Prinzips, das Platz und Material sparende Lösungen erlaubt. Die bisherige Maxime, die geforderte Schalldämmung von Trennbauteilen durch Reduktion des Körperschalls im Bauteil zu erreichen, ist weitgehend ausgereizt, weil Masse und Dicke des Trennbauteils nicht mehr nennenswert erhöht werden können. Das neue, auf Stepanov zurückgehende Prinzip besteht in der Reduktion der Schallabstrahlung durch flache Resonatoren, die auf das Trennbauteil aufgebracht werden. Die Resonatoren werden so abgestimmt, dass die hauptsächliche Verbesserung bei den bekannten Schwachstellen erfolgt. Für die Anwendung des Prinzips auf die Schalldämmungssituation wurde ein idealisiertes analytisches Modell entwickelt, in dem der Empfangsraum durch einen zweidimensionalen halbunendlichen Kanal ersetzt wird. Numerische Berechnungen - auch für die dreidimensionale Situation - wurden mit COMSOL durchgeführt. Messungen im Impedanzkanal führten - in recht guter Übereinstimmung mit der rechnerischen Prognose - zu Verbesserungen der Schalldämmung um bis zu 20 dB. Die Resonatoren bestanden aus einer Sylomerschicht mit aufgeklebter Metallplatte. Entsprechende Messungen an doppelschaligen Aufbauten mit Gipskartonplatten und 56 Resonatoren im Türprüfstand - also bei diffuser Schallanregung - ergaben maximal 9 dB Verbesserung. Die im Prinzip auch bei diffusem Schalleinfall erzielbare Verbesserung von 20 dB wurde letzten Endes nicht erreicht, weil es nicht möglich war, die Resonatoren auf etwa 40 Hz abzustimmen, ohne sie zu dick und zu schwer zu machen. Es wurde rechnerisch und messtechnisch nachgewiesen, dass die Verbesserung von der Messrichtung im Prinzip unabhängig ist. Neue Perspektiven für die Anwendung des Stepanov-Prinzips auf doppelschalige Wände mit Hohlraum eröffnen sich durch die Bestätigung der Hypothese, dass die Resonatoren eine ähnliche Wirkung zeigen, wenn sie auf der dem Hohlraum zugewandten Seite einer Schale angebracht werden.

Henning Balck, Thomas Lützkendorf
Lebenszyklusorientierte Produktinformationen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2936
2015, 260 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Produktinformationen für Nachhaltiges Bauen: Produktinformationen haben in der Kommunikation der Akteure der Bauwirtschaft einen strategischen Stellenwert. Sie können dazu dienen, den bislang vorherrschenden Preiswettbewerb in einen "Performancewettbewerb" zu überführen - ausgerichtet auf den Vergleich von Lebenszykluskosten, Nutzungs- und Betriebsqualtäten. Andernfalls bedingen Produktinformationen, wenn sie ohne Hinweise auf entsprechende Qualitäten der Nachhaltigkeit zur Entscheidungsgrundlage dienen, dass Produktpreise die qualitativen Aspekte unangemessen verdrängen. Dann wählt der Nachfrager die "billigere" Variante - mit dem Risiko, dass er am Ende gegen sein eigentliches Interesse handelt. Die Vielfalt von Produktalternativen in hochdifferenzierten Branchen - mit ständig sich verändernden Technologien - verlangt, dass Investoren und Planer ihr relatives "Nicht-Wissen" (Informationsasymmetrie) durch Kommunikation mit Industriepartnern verringern. Sie benötigen Klarheit, welche Informationen benötigt werden, um den Planungs- und Entscheidungsprozess auf den gesamten Lebenszyklus und die Aspekte der Nachhaltigkeit auszuweiten. Daher sind Produkthersteller gefragt, die zur Vorbereitung einer investiven Entscheidung lösungsorientiert Produktinformationen bereitstellen, bzw. projektbezogen in Kommunikations-prozessen offenlegen. Im Forschungsprojekt wurde für diesen Zweck ein Bewertungssystem entwickelt, um lebenszyklusbezogene Produktinformationen und zugleich Vorteile für Entscheider für vorgegebene Anwendungsfälle ausweisen zu können. Entstanden ist ein einheitliches Bewertungssystem für Produkt-Nutzwertanalysen. Es wurde bei ca. 30 ausgewählten Produkten aus Bautechnik und Gebäudetechnik erfolgreich getestet. Das produktbezogen entwickelte System der Produkt-Nutzwertanalysen ist aber nicht nur für Herstellerfirmen ein geeignetes Instrument für das "Signalisieren" von Qualitätsmerkmalen im Rahmen von Marketing und Vertrieb. Es ist auch umgekehrt für Nachfrager in Beschaffungsprozessen ein geeignetes Medium,

Bernd Naujoks, Beate Hörnel-Metzger
SandSet. Erforschung von Sandwichelementen als selbst tragende Bauteile. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3299
2013, 150 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben befasste sich mit dem Nachweis der Verwendbarkeit von Sandwichpaneelen als tragende Bauteile ohne Unterkonstruktion und deren Verbindungen untereinander. Die zurzeit verwendeten Sandwichbauteile werden fast ausschließlich als raumabschließende Elemente für Wandverkleidungen und Dacheindeckungen eingesetzt. Dabei werden die Elemente stets auf eine tragende Unterkonstruktion aus Stahl-, Stahlbeton-, Aluminium- oder Holzbauteilen montiert. Die Sandwichelemente selbst bestehen aus einem wärmedämmenden und schubsteifen Kern und zwei dünnen metallischen Deckschichten die kraftschlüssig mit der Kernschicht verbunden (z.B. verklebt) sind, sodass im Sinne der integrierten Bauweise eine hohe Tragfähigkeit gewährleistet ist bei gleichzeitigen sehr guten Dämmeigenschaften und kostengünstigen Montagemöglichkeiten (baustellenkomplettiert). In den meisten Fällen handelt es sich um einen Kern aus Polyurethanhartschaum (PUR) oder Mineralwolle (MW). Die Querschnittsgeometrie und die Materialien sowohl der Deckschichten als auch der dazwischen liegenden Kernschicht können variiert werden. Dadurch ist die Sandwichbauweise, je nach Anforderung hinsichtlich der späteren Nutzung des Bauwerks, sehr flexibel und effizient einsetzbar. Die auf eine tragende Unterkonstruktion montierten Sandwichelemente tragen neben ihrem Eigengewicht Wind- und Schneelasten ab und werden durch Temperatur- und Kriecheffekte beansprucht. In statischer Hinsicht sind ausschließlich Biegemomente und Querkräfte vorhanden. Im Rahmen von SandSet wurde untersucht, ob sich Sandwichelemente für lastabtragende Wände und aussteifende Scheiben ohne tragende Unterkonstruktion eignen. Dies bedeutet, daß z. B. Wandbauteile nicht nur die Windkräfte aufzunehmen sondern zusätzlich vertikale Beanspruchungen (Normalkräfte) aus der Auflast von aufliegenden Decken- oder Dachelementen abzutragen haben. Bei fehlender Unterkonstruktion sind in den Decken-, Dach- und Wandscheiben außerdem horizontale Kräfte zur Aussteifung der gesamten Konstruktion aufzunehmen.

Ingo Leuschner, Benno Bliemetsrieder, Norbert Sack, Harald Larbig, Johann Voit, Harald Greiner
Untersuchung der Emissionen von Fenstern und Außentüren zur Bewertung des Verhaltens von Bauelementen in Bezug auf Hygiene, Umweltschutz und Gesundheit. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2778
2012, 190 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Bewertung der Emissionen von gefährlichen Substanzen aus Baustoffen und Bauelementen ist eine der wesentlichen Anforderungen der europäischen Bauproduktenrichtlinie. Darüber hinaus können die im Zuge des energiesparenden Bauens immer dichter werdende Gebäudehüllen zu verstärkten Anreicherungen gefährlicher Substanzen in der Innenraumluft führen. So ist als eine der wesentlichen Anforderungen an Bauwerke festgelegt, dass Hygiene und Gesundheit der Bewohner nicht beeinträchtigt werden darf. Obwohl in der Produktnorm DIN EN 14351-1 für Fenster und Außentüren bereits auf die möglichen von Produkten ausgehenden Gesundheitsgefährdungen hingewiesen wird, fehlen bisher allgemeinverbindliche gesetzliche Vorgaben und Beschränkungen. Bei Fenster- und Türherstellern und dem Handel entsteht dadurch zunehmend Verunsicherung bezüglich der zukünftigen Anforderungen an Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz bei Bauteilen und Bauprodukten. Um einen Überblick über das Emissionsverhalten von Fenstern zu gewinnen, wurden im abgeschlossenen Forschungsvorhaben "Untersuchung der Emissionen von Fenstern und Außentüren zur Bewertung des Verhaltens von Bauelementen in Bezug auf Hygiene, Umweltschutz und Gesundheit" repräsentative Fenster und Fensterkomponenten auf ihr VOC-Emissionsverhalten untersucht. Dabei wurden Reihenuntersuchungen an gängigen Werkstoffen und Komponenten durchgeführt. Parallel dazu fanden auch Untersuchungen an kompletten Fenstern statt. Die Vorgehensweise sah dabei zunächst jeweils ein Screening-Verfahren vor, mit dessen Hilfe eine große Anzahl von Varianten zu den jeweiligen Komponenten vergleichend untersucht wurden. Auf Basis dieser Vergleichsuntersuchungen fand eine Auswahl von repräsentativen Proben für Emissionskammerprüfungen statt, die Messwerte für eine Bewertung nach dem AgBB-Schema lieferten. Aufgrund der Komplexität des Produkts Fenster sind Vorgehensweisen, die bei anderen Bauprodukten zur Anwendung kommen, nicht ohne Weiteres umzusetzen - eine produktspezifische Vorgehensweise war daher unumgänglich.