Knauf Gips KG

Lösung

Die Basis für optimale Lernbedingungen in Klassenräumen wird von einer guten Bau- und Raumakustik erheblich mitbestimmt. Auf Grundlage der schalltechnischen Voruntersuchungen haben die Architekten von RSE zusammen mit dem Bauphysiker Frank Schnelle vom Ingenieurbüro Kurz und Fischer unterschiedliche Musterräume in Trockenbau erstellen lassen, um schalltechnische wie akustische Maßnahmen im laufenden Schulbetrieb zu untersuchen und zu bewerten. Parallel dazu galt es in Abstimmung mit der zuständigen Behörde die Anforderungen an den baulichen Brandschutz konstruktiv zu lösen. Zugleich galt es robuste Systemkonstruktionen zu finden, die diesen vielfältigen Leistungsanforderungen entsprechen.

Praxistest im Bestand

In Zusammenarbeit mit Thomas Schönewald von Knauf sind leistungsfähige System-Lösungen im Detail entwickelt, montiert und untersucht worden. Im Bereich der Systemtrennwände hat die Knauf Diamant-Wand W152 (zwischen einzelnen Unterrichtsräumen) überzeugt. Ausschlaggebend waren zum einen die guten Aufgangswerte hinsichtlich Schall-Leistung der Konstruktionen: Der Rechenwert des bewerteten Schallschutzes Rw,R für das System W152 beträgt bei einer Wanddicke von 12,5 cm 57 dB. Zum anderen bietet die Diamant Hartgipsplatte mit einer Brinellhärte von 34 N/mm² eine hohe Härte und Festigkeit der Oberfläche. Sie eignet sich daher besonders für den raumbildenden Ausbau in Schulen.

Musterraum

Das System W152 mit beidseitig zweilagiger Beplankung und 60 mm Mineralfaserdämmung weist eine Gesamtdicke von 12,5 cm auf. Die Montage erfolgt direkt auf dem bestehenden Estrich, da dieser aus wirtschaftlichen Gründen erhalten bleibt. Zur Verminderung der Schall-Längsübertragung ist jedoch im schwimmenden Estrich eine Trennfuge ausgeführt. Zudem werden die Trennwände bis zur bestehenden Stahlbetonrippendecke hochgeführt, der Anschluss an die Rohdecke erfolgt gleitend und entspricht den gestellten Brand- und Schallschutzanforderungen. Der Wandanschluss an die neue Elementfassade erfolgt in zwei Varianten. Entweder in unverminderter Wanddicke oder mit dem geprüften Knauf Schwertanschluss gemäß der vom Hersteller empfohlenen Detailausführung W152-A2. Mit einer Bauteildicke von 78 mm bietet der Schwertanschluss aufgrund seiner weitgehend entkoppelten Unterkonstruktion einen hervorragenden Basiswert für die Luftschalldämmung. Die abgehängte Decke ist als vollflächig schallabsorbierende Konstruktion konzipiert und besteht aus Thermofon Mineralfaserakustikplatten von Knauf AMF, mit einem Schallabsorptionsgrad αw von 0,95. Der Boden ist mit einem elastischen Belag versehen.

Für ein ruhiges Lernumfeld

Die bauakustischen Messungen in den Musterräumen zeigen: Die im Knauf System erstellten Trennwände zwischen Unterrichtsräumen erfüllen mit einem bewerteten Bau-Schalldämm-Maß R´w von 47 dB die Anforderungen der DIN.

Auch im Bereich der Flure erreicht die Knauf Diamant-Wand W152 in Verbindung mit schalltechnisch hochwertigen Türkonstruktionen den gemäß DIN 4109 geforderten Schallschutz. Zugleich erfüllt dieses Trennwandsystem differenzierte Brandschutzanforderungen von F30 bis F90.

Außerdem hat sich durch die Ausführung einer Trennfuge im schwimmenden Estrich die horizontale Trittschallübertragung erheblich verbessert: Der im Musterraum gemessene Trittschallpegel L'n,w beträgt 56 dB. Ohne Trennfuge lag dieser bei 77 dB (L'n,w Bestand).

Für gutes Verstehen

Schulisches Lernen beruht maßgeblich auf mündlicher Kommunikation, d.h. auf dem "Miteinander Reden" und dem "Einander Zuhören". Schule sollte daher ein Umfeld darstellen, welches das kommunikative Verhalten und damit das Lernen fördert. Unterrichtsräume dürfen nicht hallig sein, da sich dies negativ auf die Sprachverständlichkeit auswirkt und zugleich die Grundgeräuschpegel ansteigen. Eine gute Raumakustik gilt daher als Voraussetzung für eine förderliche Lernumgebung. Die messtechnische Überprüfung der Musterräume hinsichtlich ihrer Raumakustik waren für die verantwortlichen Bauherren, für Schulleitung und Architekten gleichermaßen wichtig, um eine wirksame und zugleich wirtschaftliche Sanierungsstrategie für die Kasseler Landkreisschulen entwickeln zu können.

Grundlage zur Überprüfung der Raumakustik ist die DIN 18041 "Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen". Eine wesentliche Größe zur Beurteilung der raumakustischen Qualität von Räumen ist die Nachhallzeit T. Der zu ermittelnde Sollwert der Nachhallzeit ist dabei abhängig vom Raumvolumen sowie vom Frequenzbereich der Sprache (100 Hz bis 5000 Hz), von der Möblierung sowie von der Besetzung. Dabei gilt: Der Sollwert der Nachhallzeit TSoll ist mit einer Genauigkeit von 20 Prozent einzuhalten. Für den untersuchten Musterraum mit einem Raumvolumen von 205 m³ galt es eine Nachhallzeit TSoll von 0,57 s einzuhalten. Die DIN 18 041 gibt zudem weiterreichende Empfehlungen zur raumakustischen Gestaltung von Räumen. Befürwortet wird unter anderem schallabsorbierende Flächen in Unterrichtsräumen gleichmäßig auf die Raumoberflächen zu verteilen. Für Raumgrößen mit 250 m³ wird geraten, eine vollflächig schallabsorbierende Decke mit einer schallabsorbierenden Rückwand zu kombinieren.

Messergebnisse Raumakustik

Die Anforderungen an die Nachhallzeit nach DIN 18 041 mit dem Wert TSoll von 0,57 s werden sicher eingehalten. Die Messwerte der Nachhallzeiten für den unbesetzten Zustand und berechnete Werte für den besetzten Zustand mit der abgehängten Unterdecke aus Mineralfaserakustikplatten Thermatex Thermofon von Knauf AMF zeigen: Für den besetzten Zustand liegen die berechneten Nachhallzeiten mit Ausnahme des hohen Frequenzbereiches innerhalb des Toleranzbereichs der DIN 18041. Der Anstieg der Nachhallzeiten zu hohen Frequenzen ist auf die geringe Diffusität der Raumbegrenzungsflächen zurückzuführen. Die DIN 18041 schlägt z.B. vor, ein mittleres Deckenfeld schallreflektierend auszuführen und zum Ausgleich der notwendigen schallabsorbierenden Flächen an Wänden Schallabsorber einzubauen.

Auf Grund wirtschaftlicher Zwänge konnte diese Empfehlung nicht bei der Sanierung der Erich-Kästner-Schule verwirklicht werden. Deshalb wurden in Musterräumen weiterreichende akustische Untersuchungen durchgeführt. Diese zeigten, dass sich die Nachhallzeiten im hohen Frequenzbereich durch die Möblierung mit Schränken und Regalen positiv verändern, wenn diese vorzugsweise an der Rückwand gegenüber der Tafel stehen. Der Schulleitung wird daher empfohlen, die Möblierung der Unterrichtsräume entsprechend durchzuführen.