PoINTS

Im Holz-, Modul- und Hybridbau (HMH-Bau) werden aus Brandschutzgründen überwiegend Massivtreppen aus Beton eingesetzt. Sie übertragen Trittschall in angrenzende Wohnräume – für ihre schalltechnische Entkopplung fehlen bislang die Planungsgrundlagen. Da Holzdecken und -wände ein anderes Schwingungs- und Abstrahlverhalten zeigen als massive Bauteile, sind für den Massivbau etablierte Lösungen nicht übertragbar; Planende und Ausführende sind auf „Trial & Error" oder Überdimensionierung angewiesen. PoINTS schließt diese Lücke: Die HFT Stuttgart untersucht mit der Schöck Bauteile GmbH und dem Prüfinstitut STEP GmbH die gesamte Übertragungskette und leitet daraus Prüf-, Prognose- und Beurteilungsverfahren ab.

• Wie lassen sich Massivtreppen und Entkopplungselemente im HMH-Bau so charakterisieren, dass die Kenndaten auf beliebige Gebäudesituationen übertragbar sind?
• Wie kann ihre Trittschallübertragung für stationäre und transiente Anregungen prognostiziert werden?
• Welche Einflussgrößen bestimmen die Übertragung, und wie lassen sich Entkopplungselemente und Empfangsstrukturen optimieren?
• Wie wirkt der Trittschall auf die Bewohnenden, und welche Grenzwerte lassen sich daraus ableiten?

Das Vorhaben verfolgt die Übertragungskette von der Trittschallquelle bis zur Wahrnehmung durch die Bewohnenden und verbindet dafür Messtechnik, Simulation und Psychoakustik.

Ausgehend von einer Systemanalyse der maßgeblichen Einflussgrößen werden im Labor die Teilkomponenten – Treppenläufe, Podeste, Entkopplungselemente, Wände und Decken – und das Gesamtsystem über Modalanalysen, Übertragungsfunktionen und Materialkennwerte akustisch charakterisiert. Im Kern wird die Treppe als aktive Körperschallquelle beschrieben, deren Kenngrößen unabhängig von der Einbausituation gelten. Dafür wird untersucht, wie sich reales Gehen und Springen durch reproduzierbare künstliche Quellen abbilden lässt.

Körperschalleinleitung, Schwingungsverhalten gekoppelter Bauteile und Schallabstrahlung werden mit FE- und analytischen Modellen abgebildet und messtechnisch validiert. Daraus entstehen ingenieurmäßige Rechenverfahren für stationäre und – über Korrekturterme – transiente Anregung. In-situ-Messungen in Holz- und Hybridbauten prüfen die Prognose unter realen Bedingungen und quantifizieren Unsicherheiten.

Da sich die Störwirkung nicht allein aus bauakustischen Kennwerten ergibt, werden binaurale Aufnahmen psychoakustisch ausgewertet und modellbasiert variiert. Hörversuche zeigen, welche Eigenschaften des Trittschalls die Belästigung bestimmen, und liefern Grenzwerte für die Optimierung der Entkopplungselemente und Empfangsstrukturen. Eine kooperative Promotion ist Bestandteil des Vorhabens.

• Normungsfähiges Prüfverfahren zur akustischen Charakterisierung von Massivtreppen und Entkopplungselementen im HMH-Bau.
• Validiertes Prognoseverfahren mit ingenieurmäßiger Handlungsanleitung für den Schallschutznachweis, auch für transiente Anregungen.
• Bauakustische und psychoakustische Grenzwerte bzw. Schallschutzstufen aus Hörversuchen.
• Optimierte Entkopplungselemente und Empfangsstrukturen bis zur Marktreife sowie ein frei verfügbares Berechnungstool.
• Überführung der Ergebnisse in nationale und internationale Normen (DIN 4109, EN ISO 12354-2, EN 17823).