Integrale Akustiksysteme für thermisch aktive Betonbauteile

Immer häufiger werden in Büro- und Verwaltungsgebäuden bauteilaktivierte Geschossdecken eingesetzt. Mit dem Wegfall der Akustik-Unterdecke steht damit die wertvollste Fläche zur Raumbedämpfung nicht mehr zur Verfügung. Für eine Integration von Schallabsorbern in die Betondecke ergibt sich jedoch eine aussichtsreiche Möglichkeit: Periodische Anordnungen von Absorberstreifen führen bereits bei vergleichsweise geringen Flächenbelegungen zu beachtlichen Absorptionsgraden. Ziel des Vorhabens war es, Deckensysteme für den Büro- und Verwaltungsbau mit praxisgerechten akustischen Eigenschaften zu entwickeln.

Zunächst wurde eine theoretische Modellierung erarbeitet, mit der sich die Absorptionsgrade periodischer Streifenanordnungen berechnen lassen. Durch Messungen an großformatigen Proben wurde die akustische Funktionsfähigkeit belegt: Bei geeigneter Wahl der Geometrie, der Absorbermaterialien und Wirkprinzipien lassen sich mit periodischen Strukturen deutlich höhere Absorptionsgrade erzielen, als aufgrund des reinen Absorberflächenanteils zu erwarten ist. Bereits bei einem Absorberflächenanteil von 20 Prozent konnten mit Streifen aus porösen Schallabsorbern für die Büronutzung praxisgerechte Absorptionsspektren verwirklicht werden. Zudem stehen mehrere Streifenkonstruktionen zur Auswahl, mit denen sich gute Mittenschlucker aufbauen lassen.

Inwieweit die Absorberstreifen die Wärmeübertragung bauteilaktivierter Decken beeinflussen wurde durch FEM-Rechnungen quantifiziert. Bei gleichem Flächenanteil ist die Beeinträchtigung umso geringer, je schmaler die Streifen sind. Bei einer akustisch günstigen Geometrie mit 5 cm breiten Absorberstreifen und 20 Prozent Absorberflächenanteil ist der Wärmeaustausch rechnerisch nur um vier Prozent gegenüber einer ungestörten Betondecke verringert. Akustisch durchlässige Deckschichten verringern die Wärmeübertragung bei 1,5 mm Dicke um 4 Prozent. Mit geeigneten Absorberstreifen sind so vollflächig beschichtete Oberflächen möglich, die ein einheitliches Erscheinungsbild aufweisen.