Wie zuverlässig lässt sich Schallschutz im modernen Holzbau vorhersagen? Dieser Frage sind zwölf Forschungseinrichtungen aus Europa und Kanada an der Technischen Hochschule Rosenheim in einem internationalen Ringversuch nachgegangen. Ziel war es, die Messunsicherheit eines zentralen ISO-Messverfahrens zur Bestimmung der Schallübertragung an Bauteilstößen zu ermitteln und damit eine wichtige wissenschaftliche Grundlage für die Weiterentwicklung internationaler Normen zu schaffen.
Der Ringversuch wurde vom Labor für Schallmesstechnik der TH Rosenheim initiiert und koordiniert. Wissenschaftlich verantwortlich waren Simon Mecking, Prof. Dr. Fabian Schöpfer und Prof. Dr. Ulrich Schanda. Insgesamt nahmen Forschungseinrichtungen aus sechs Ländern (Belgien, Deutschland, Kanada, Niederlande, Österreich, Schweiz) teil. Die Messungen fanden an einem Versuchsaufbau in Rosenheim statt, um Einflüsse durch unterschiedliche Prüfkörper, Laborbedingungen oder Aufbauten auszuschließen und ausschließlich die Unsicherheit des Messverfahrens selbst zu untersuchen.
Bedeutung für die Planung im Holzbau
Im Holzbau spielt die Schallübertragung an Bauteilstößen eine entscheidende Rolle für die Prognose des späteren Schallschutzes eines Gebäudes. Während sich entsprechende Kennwerte für massive Bauweisen vielfach rechnerisch bestimmen lassen, basiert die Planung im Holzbau häufig auf experimentell ermittelten Messdaten. Umso wichtiger ist es, die Genauigkeit der zugrunde liegenden Messverfahren wissenschaftlich zu kennen.
Im Mittelpunkt des Ringversuchs stand das in der ISO 10848-1 beschriebene Messverfahren zur Bestimmung des Stoßstellendämm-Maßes. Bislang existierte für dieses Verfahren keine belastbare quantitative Aussage über seine Messunsicherheit. Diese Lücke konnte mit dem nun durchgeführten Ringversuch geschlossen werden. Die Ergebnisse bilden zugleich eine wichtige Grundlage für die Anwendung der ISO 12999-1, welche die Bestimmung und Berücksichtigung von Messunsicherheiten in der Bauakustik regelt.
Einzigartige Forschungsinfrastruktur
Für den Ringversuch stellte die TH Rosenheim ihren über viele Jahre entwickelten Prüfstand für Brettsperrholzbauteile zur Verfügung. Das Labor verfügt über eine im Rahmen des Forschungsprojekts „Vibroakustik“ entwickelte Auflastvorrichtung, mit der die Last darüberliegender Geschosse realitätsnah appliziert wird und über einen langen Zeitraum konstant gehalten werden kann. Damit bietet die Versuchseinrichtung ideale Voraussetzungen, um Fragestellungen zur Schallübertragung im modernen Holzbau unter reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen.
Dass alle teilnehmenden Forschungsteams an derselben Konstruktion messen konnten, war ein wesentlicher Vorteil des Ringversuchs. Unterschiede in Bauteilausführung, Verbindungsmitteln, klimatischen Bedingungen oder Auflasten konnten so ausgeschlossen werden, sodass ausschließlich die Genauigkeit des Messverfahrens bewertet wurde.
Die Auswertung der Messdaten zeigt, dass die Streuung der Ergebnisse geringer ausfiel als erwartet. Gleichzeitig bestätigte sich, dass das Messverfahren grundsätzlich robust ist. Optimierungspotenzial besteht insbesondere in einer eindeutigeren Formulierung einzelner Vorgaben innerhalb der Norm, um Interpretationsspielräume bei der Messdurchführung weiter zu reduzieren.
„Die große Zahl an teilnehmenden Teams, welche eigenfinanziert an die TH-Rosenheim gekommen sind, zeigt die Notwendigkeit dieses Ringversuches und kann als Wertschätzung der internationalen Fachcommunity für die wissenschaftlichen Leistungen des Labors für Schallmesstechnik auf diesem Forschungsgebiet verstanden werden“, sagt Prof. Dr. Ulrich Schanda vom Labor für Schallmesstechnik der TH Rosenheim.
Internationale Zusammenarbeit für die Normung
Die Ergebnisse stoßen bereits auf großes Interesse innerhalb der internationalen Normungsgremien. Sie sollen in die Weiterentwicklung der ISO 12999-1 einfließen und liefern zugleich wichtige Erkenntnisse für die Überarbeitung der ISO 10848, deren aktuelle Fassung die Besonderheiten moderner Holzbausysteme bislang nur eingeschränkt berücksichtigt.
“The standard, ISO 10848-1 which specifies the procedure for the measurement of the velocity level difference is currently under revision. The round robin testing hosted by TH Rosenheim will give valuable insight into the uncertainty of the measurements of the velocity level difference which is currently unknown. We also hope to gain insight into any confusion in the current measurement procedures that may lead to different teams participating in the study getting different results”, erläutert Dr. Jeffery Mahn vom National Research Council Canada und Mitglied der internationalen Arbeitsgruppe zur Überarbeitung der ISO 10848
Internationale Sichtbarkeit der Holzbauforschung
Neben den wissenschaftlichen Ergebnissen stärkt der erfolgreich abgeschlossene Ringversuch die internationale Sichtbarkeit der Forschung zur Akustik im Bauwesen an der TH Rosenheim. Während des mehrmonatigen Projekts nutzten die beteiligten Forschenden den Aufenthalt auch zum fachlichen Austausch über zukünftige Forschungskooperationen. Gleichzeitig bot sich die Gelegenheit, einen Ausblick auf den entstehenden Technologiepark der TH Rosenheim und die dort geplanten Forschungsinfrastrukturen zu geben.
Die erhobenen Daten werden nun umfassend statistisch ausgewertet. Anschließend ist die Veröffentlichung der Ergebnisse in einer internationalen, peer-reviewten Fachzeitschrift im Bereich Akustik geplant.