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U. Pont, E. Bajraktari, C. Tauber, J. Lechleitner, A. Mahdavi:
"LEIseWAND - Ansätze zu gutem Schallschutz bei gleichzeitiger natürlicher Lüftung bei doppelschaligen Fassaden";
in: "Forschungstag 2016", Fakultät für Arch & RPL (ed.); issued by: Tu Wien, Fakultät für Architektur und Raumplanung; Forschungstag 2016, Wien, 2017, ISBN: 978-3-902707-32-1, 38 - 39.

(not available, german version) Gebäudefassaden stehen im 21. Jahrhundert vor großen Herausforderungen: Auf der einen Seite sollen Sie vor Umwelteinflüssen schützen (Hitze, Kälte, Niederschlag, Lärm, etc.), gleichzeitig aber die Bedürfnisse nach Licht und Luft der Nutzer befriedigen. Außerdem sollen sie architektonisch anspruchsvoll, einfach zu reinigen und erhalten und wirtschaftlich realisierbar sein. Zwei dieser vielfältigen Anforderungen erscheinen auf den ersten Blick widersprüchlich zu einander: Guter Schallschutz wird in der Regel mit hochdichten und geschlossenen Fassaden in Verbindung gebracht, während natürliche Lüftung in der Regel mit Öffnungen in der Gebäudehülle assoziiert wird. Zwar existieren technische Lösungen, die eine mechanische Lüftung bei sonst dichter Hülle möglich machen, dies ist aber mit Energieeinsatz und Emissionen verbunden. Im Projekt LEIseWAND (Innovative Fassaden für natürliche Raumlüftung und optimierten Schallschutz) wurde das Potential von doppelschaligen Fassadenkonstruktionen, die beiden Ansprüchen gerecht werden sollen, untersucht. Dabei wurden zwei Low-Tech und ein High-Tech Ansatz im Detail (für sich allein und kombiniert) analysiert. Diese sind: (i) Variation von Größe, Form, sowie Position der Öffnungen in den beiden Schalen zueinander (ausgedrückt als Formfaktor, siehe Schallübertragungswege in Abbildung 01). (ii) Nutzen des Zwischenraums zwischen den Schalen zur Auf- bzw. Einbringung von akustischen Absorber-Materialien (Dämmstoffe, Absorber-Folien, etc.); (iii) Potential des - aus Kopfhörern bekannten - Prinzips des active noise cancelling (ANC). Hierbei werden Schallereignisse mittels Gegenwellen weitestgehend neutralisiert.
Um das Potential dieser Ansätze strukturiert zu erforschen wurde keine reale Fassade, sondern eine generische Fassadenkonstruktion gewählt, die im schalltechnischen Demonstrativlabor der Abteilung Bauphysik und Bauökologie errichtet wurde (Tragsystem Messebauprofile, Holzwerkstoffplattenverkleidung). Die Fassade (Abbildung 02 zeigt die Paneele, Abbildung 03 einen schematischen Plan) wurde dabei so ausgestaltet, dass eine Veränderung des Aufbaus beispielsweise hinsichtlich Öffnungen rasch durchgeführt werden kann. Die beiden Schalen sind komplett schalltechnisch entkoppelt, wodurch etwaige Flankenübertragungseffekte minimiert wurden. Mit diesem Aufbau wurde eine große Anzahl von Messungen mittels Kugellautsprecher und entsprechenden normierten Schallereignissen (Weißes und Rosa Rauschen, sowie Frequenzband-Abfolgen) auf der einen Seite (Senderaum) und hochempfindlichen Mikrofonen auf der anderen Seite (Empfangsraum) durchgeführt. Bei den Messungen wurden die Öffnungspositionen und Größen, sowie die Zwischenräume variiert und mit der komplett geschlossenen Konstruktion verglichen. Die Ergebnisse wurden sowohl in den jeweiligen Frequenzbändern wie auch in bewerteten Einzahlergebnissen ausgedrückt. Dabei wurden auch mathematisch / statistische Analyse angewandt, um Muster und Effekte der verschiedenen Varianten zu visualisieren. Zusätzlich wurden Simulationsmodelle des Aufbaus erstellt und die Simulationsresultate mit den Messung Ergebnissen kalibriert. Diese Bemühungen dienten vor allem der Erschließung der ersten beiden Ansätze und brachten - als eine Art Zwischenergebnis - Nomogramme für Planer hervor, mit denen der Effekt von Öffnungsversatz und Öffnungsgröße auf das Schalldämmmaß der Fassade abgeschätzt werden kann. Parallel zu diesen Bemühungen wurde anhand einer weiteren Holzkonstruktion das Potential von Active Noise Cancelling evaluiert. Hierbei bestand die Herausforderung neben der technischen Implementierung darin, geeignete, aber noch wirtschaftliche vertretbare Komponenten (Lautsprecher, Schaltung, Akustikprozessor) zu finden, sowie im Entwickeln von brauchbaren Algorithmen, um passende Gegenwellen zeitnah aufstellen zu können. Während nämlich die ANC-Kopfhörer bzw. existierende ANC-Anwendungen in Lüftungsschächten auf in der Regel einen bestimmten, aber stets gleichen Frequenzbereich abstellen (Fluggeräusche, Luftbewegung in einem Schacht), ist das Frequenzspektrum bei Fassaden ein viel breiteres (Verkehr, Passanten, Fluggeräusche, Spielplätze, Zugstrecken, etc.).
Ergebnisse der Bemühungen zeigen, dass sich mit recht einfachen Mitteln (nämlich dem Versatz von Öffnungen sowie dem Applizieren von Absorbermaterial) Verbesserungen beim bewerteten Schalldämmmaß zwischen 11 und 17 dB erzielen lassen. Die realisierte Beispieldoppelfassade erreichte damit ein bewertetes Schalldämmmaß von 27 bis 47 dB bei gewährleisteter natürlicher Lüftung. Dies entspricht etwa dem bewerteten Schalldämmmaß eines (vollständig geschlossenen, mit Dichtungen versehenen) Fensters. Die Applikation von ANC zeigt für bestimmte Schallfrequenzbereiche sehr gute Werte (Frequenzen zwischen 300 und 700 Hz), während in tiefen und hohen Frequenzbereichen mit den verwendeten Komponenten nur bedingt zusätzliche Schalldämmung erreicht werden kann.
Aus den Resultaten lassen sich Empfehlungen und interessante neue Ansätze für reale Fassaden ableiten. Es ist angedacht in einem Folgeprojekt die Erkenntnisse aus den beschriebenen Laborversuchen und Simulationen in die Baupraxis zu übertragen und auf übliche zweischalige Komponenten (Kastenfenster, zweischalige Fassaden, etc.) zu applizieren, die dann zu verbessertem Lärmschutz bei gleichzeitig gewährleisteter, natürlicher Lüftung beitragen können.

Gebäudefassaden stehen im 21. Jahrhundert vor großen Herausforderungen: Auf der einen Seite sollen Sie vor Umwelteinflüssen schützen (Hitze, Kälte, Niederschlag, Lärm, etc.), gleichzeitig aber die Bedürfnisse nach Licht und Luft der Nutzer befriedigen. Außerdem sollen sie architektonisch anspruchsvoll, einfach zu reinigen und erhalten und wirtschaftlich realisierbar sein. Zwei dieser vielfältigen Anforderungen erscheinen auf den ersten Blick widersprüchlich zu einander: Guter Schallschutz wird in der Regel mit hochdichten und geschlossenen Fassaden in Verbindung gebracht, während natürliche Lüftung in der Regel mit Öffnungen in der Gebäudehülle assoziiert wird. Zwar existieren technische Lösungen, die eine mechanische Lüftung bei sonst dichter Hülle möglich machen, dies ist aber mit Energieeinsatz und Emissionen verbunden. Im Projekt LEIseWAND (Innovative Fassaden für natürliche Raumlüftung und optimierten Schallschutz) wurde das Potential von doppelschaligen Fassadenkonstruktionen, die beiden Ansprüchen gerecht werden sollen, untersucht. Dabei wurden zwei Low-Tech und ein High-Tech Ansatz im Detail (für sich allein und kombiniert) analysiert. Diese sind: (i) Variation von Größe, Form, sowie Position der Öffnungen in den beiden Schalen zueinander (ausgedrückt als Formfaktor, siehe Schallübertragungswege in Abbildung 01). (ii) Nutzen des Zwischenraums zwischen den Schalen zur Auf- bzw. Einbringung von akustischen Absorber-Materialien (Dämmstoffe, Absorber-Folien, etc.); (iii) Potential des - aus Kopfhörern bekannten - Prinzips des active noise cancelling (ANC). Hierbei werden Schallereignisse mittels Gegenwellen weitestgehend neutralisiert.
Um das Potential dieser Ansätze strukturiert zu erforschen wurde keine reale Fassade, sondern eine generische Fassadenkonstruktion gewählt, die im schalltechnischen Demonstrativlabor der Abteilung Bauphysik und Bauökologie errichtet wurde (Tragsystem Messebauprofile, Holzwerkstoffplattenverkleidung). Die Fassade (Abbildung 02 zeigt die Paneele, Abbildung 03 einen schematischen Plan) wurde dabei so ausgestaltet, dass eine Veränderung des Aufbaus beispielsweise hinsichtlich Öffnungen rasch durchgeführt werden kann. Die beiden Schalen sind komplett schalltechnisch entkoppelt, wodurch etwaige Flankenübertragungseffekte minimiert wurden. Mit diesem Aufbau wurde eine große Anzahl von Messungen mittels Kugellautsprecher und entsprechenden normierten Schallereignissen (Weißes und Rosa Rauschen, sowie Frequenzband-Abfolgen) auf der einen Seite (Senderaum) und hochempfindlichen Mikrofonen auf der anderen Seite (Empfangsraum) durchgeführt. Bei den Messungen wurden die Öffnungspositionen und Größen, sowie die Zwischenräume variiert und mit der komplett geschlossenen Konstruktion verglichen. Die Ergebnisse wurden sowohl in den jeweiligen Frequenzbändern wie auch in bewerteten Einzahlergebnissen ausgedrückt. Dabei wurden auch mathematisch / statistische Analyse angewandt, um Muster und Effekte der verschiedenen Varianten zu visualisieren. Zusätzlich wurden Simulationsmodelle des Aufbaus erstellt und die Simulationsresultate mit den Messung Ergebnissen kalibriert. Diese Bemühungen dienten vor allem der Erschließung der ersten beiden Ansätze und brachten - als eine Art Zwischenergebnis - Nomogramme für Planer hervor, mit denen der Effekt von Öffnungsversatz und Öffnungsgröße auf das Schalldämmmaß der Fassade abgeschätzt werden kann. Parallel zu diesen Bemühungen wurde anhand einer weiteren Holzkonstruktion das Potential von Active Noise Cancelling evaluiert. Hierbei bestand die Herausforderung neben der technischen Implementierung darin, geeignete, aber noch wirtschaftliche vertretbare Komponenten (Lautsprecher, Schaltung, Akustikprozessor) zu finden, sowie im Entwickeln von brauchbaren Algorithmen, um passende Gegenwellen zeitnah aufstellen zu können. Während nämlich die ANC-Kopfhörer bzw. existierende ANC-Anwendungen in Lüftungsschächten auf in der Regel einen bestimmten, aber stets gleichen Frequenzbereich abstellen (Fluggeräusche, Luftbewegung in einem Schacht), ist das Frequenzspektrum bei Fassaden ein viel breiteres (Verkehr, Passanten, Fluggeräusche, Spielplätze, Zugstrecken, etc.).
Ergebnisse der Bemühungen zeigen, dass sich mit recht einfachen Mitteln (nämlich dem Versatz von Öffnungen sowie dem Applizieren von Absorbermaterial) Verbesserungen beim bewerteten Schalldämmmaß zwischen 11 und 17 dB erzielen lassen. Die realisierte Beispieldoppelfassade erreichte damit ein bewertetes Schalldämmmaß von 27 bis 47 dB bei gewährleisteter natürlicher Lüftung. Dies entspricht etwa dem bewerteten Schalldämmmaß eines (vollständig geschlossenen, mit Dichtungen versehenen) Fensters. Die Applikation von ANC zeigt für bestimmte Schallfrequenzbereiche sehr gute Werte (Frequenzen zwischen 300 und 700 Hz), während in tiefen und hohen Frequenzbereichen mit den verwendeten Komponenten nur bedingt zusätzliche Schalldämmung erreicht werden kann.
Aus den Resultaten lassen sich Empfehlungen und interessante neue Ansätze für reale Fassaden ableiten. Es ist angedacht in einem Folgeprojekt die Erkenntnisse aus den beschriebenen Laborversuchen und Simulationen in die Baupraxis zu übertragen und auf übliche zweischalige Komponenten (Kastenfenster, zweischalige Fassaden, etc.) zu applizieren, die dann zu verbessertem Lärmschutz bei gleichzeitig gewährleisteter, natürlicher Lüftung beitragen können.