Geräuscharme Abwasserinstallationen in der Haustechnik

Die Geräusche von Wasserinstallationen – insbesondere von Abwassersystemen – sind eine der häufigsten Ursachen für Lärmbeschwerden in Bauten und führen nicht selten zum Rechtsstreit zwischen Auftraggeber und Bauunternehmen.

Sanitärbetriebe sind hiervon besonders betroffen, da Schallschutzmängel im Sanitärbereich zumeist Ihnen zur Last gelegt werden, obgleich andere Gewerke häufig eine Mitschuld oder sogar die Hauptschuld an den vorhandenen Mängeln tragen.

Für Sanitärunternehmen entsteht hierdurch eine schwierige Lage, da sie einerseits strenge Schallschutzanforderungen erfüllen müssen und andererseits oft Bausituationen vorfinden, die bereits akustische Mängel aufweisen. Das Risiko, wegen Schallschutzmängeln in Regress genommen zu werden, läßt sich jedoch erheblich verringern, wenn bei Planung und Ausführung einige wesentliche Punkte beachtet werden.

Im vorliegenden Beitrag sollen die wichtigsten akustischen Grundlagen erläutert sowie praktische Hinweise zur Vermeidung von Schallschutzmängeln gegeben werden. Die Ausführungen beziehen sich hierbei vor allem auf Entwässerungsanlagen, lassen sich jedoch sinngemäß auch auf andere Sanitärinstallationen übertragen.

Schallschutzanforderungen

Das zentrale Regelwerk für den baulichen Schallschutz in Deutschland ist DIN 4109 [1]. Die in DIN 4109 festgelegten akustischen Mindestanforderungen haben den Zweck, Menschen vor unzumutbaren Geräuschbelästigungen aus benachbarten Wohnungen zu schützen und sind auch ohne gesonderte vertragliche Vereinbarung für alle Bauvorhaben rechtlich verbindlich. Die akustischen Mindestanforderungen für Sanitärgeräusche wurden im Jahr 2001 verschärft [2] und betragen derzeit:

L_In ≤ 30 dB(A) für Wohn- und Schlafräume,
L_In ≤ 35 dB(A) für Unterrichts- und Arbeitsräume,

wobei L_In den von der sanitären Anlage im schutzbedürftigen Raum hervorgerufenen Installations-Schallpegel bezeichnet. Die obigen Anforderungen beziehen sich ausschließlich auf die Schallübertragung zwischen fremden Wohnungen. Für den Schallschutz im eigenen Wohnbereich bestehen keine gesetzlichen Anforderungen. Gleiches gilt für Räume, die nicht für den ständigen Aufenthalt bestimmt sind, wie z. B. Küchen, Bäder, Flure und Treppenhäuser.

Ist ein über die Mindestanforderungen hinausgehender Schallschutz gewünscht, so muss dies in der Regel zwischen dem Bauherrn und dem beauftragten Unternehmen vertraglich vereinbart werden. Eine Richtschnur hierfür bietet DIN 4109 Teil 10 [3], in der zwischen drei verschiedenen Schallschutzstufen unterschieden wird (Der von vielen Fachleuten genutze Entwurf der DIN 4109 Teil 10 ist zurückgezogen worden, bitte beachten!). Die Bedeutung der drei Schallschutzstufen ist in der nachfolgenden Tabelle 1 erläutert:

Schallschutzstufe	Maximalwert von LIn [dB(A)]	akustischer Komfort
SSt I	30	normalerweise keine unzumutbaren Belästigungen
SSt II	27	Bewohner finden im allgemeinen Ruhe
SSt III	24	Bewohner finden ein hohes Maß an Ruhe

Ähnliche Schallschutzstufen - allerdings mit anderer Unterteilung - sind auch in VDI 4100 [4] enthalten, wo auch nützliche Hinweise für die praktische Schallschutzplanung zu finden sind. Neben ihrer Funktion als bauakustische Grenzwerte sind die oben genannten Schallschutzstufen auch als akustisches Qualitätsmerkmal für Sanitärprodukte von Bedeutung. Ein Produkt, dass die Anforderungen der Schallschutzstufen SSt II oder SSt III erfüllt, gewährleistet ein hohes Maß an Lärmminderung und einen zusätzlichen Sicherheitsspielraum beim Einsatz am Bau.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass sich in der Rechtsprechung in zunehmendem Maße die Meinung durchsetzt, dass bei Immobilien, die von Preis und Ausstattung in die Kategorie "Komfortwohnung" fallen, über die gesetzlichen Mindestanforderungen hinaus ein erhöhter Schallschutz zu erwarten ist. Diese Sichtweise wird häufig nicht nur auf die Schallübertragung zwischen fremden Wohnungen, sondern auch auf den Schallschutz im eigenen Wohnbereich bezogen.

Praxishinweis:

Bitte halten Sie sich an die Empfehlung des BGH-Urteils vom 14. Mai 1998 (Aktenzeichen: VII ZR 184/97), das empfiehlt, den laut Werkvertrag geschuldeten Schallschutz als festen Zahlenwert zu fixieren ( z.B. .. die Installation ist so auszuführen, dass der Installations-Schallpegel einen Wert von L_In = X dB(A) nicht überschreitet). So kann es bei späteren Auseinandersetzungen keine Diskussionen über vermeintlich vereinbarte Schallschutzniveaus geben.

Es sollte keine Leistungsbeschreibung, kein Angebot und vor allen Dingen kein Werkvertrag abgeschlossen werden, in dem nicht der vereinbarte Schallpegel als klarer Zahlenwert genannt wird.

Bei einer Unterschrift des Bauherren oder seines Handlungsbevollmächtigten in einem Werkvertrag, kommt ein zivilrechtlicher Vertrag zustande, der auch bei Änderung der Richtlinien (Pegelsenkung, usw.) Bestand hat und zwar unabhängig vom Abnahmetermin.

Sollte ein solcher Werkvertrag nicht vorliegen, so gelten die a.R.d.T zum Zeitpunkt der Abnahme, selbst wenn sich die Anforderungen seit der Planung verändert haben.

Installations-Schallpegel

Alle Schallschutzanforderungen für den Sanitärbereich beziehen sich auf den in DIN 52219 [5] und DIN EN ISO 16032 [6] definierten Installations-Schallpegel L_In. Es handelt sich hierbei um den durch die vorhandene Sanitärinstallation im schutzbedürftigen Raum hervorgerufenen Schalldruckpegel, der zur Vereinheitlichung der raumakustischen Verhältnisse auf eine äquivalente Schallabsorptionsfläche von 10 m₂ bezogen wird.

Die Angabe des Installations-Schallpegels erfolgt in dB(A), wobei dB die logarithmische Einheit Dezibel und A die genormte Frequenzbewertung A bezeichnen (die A-Bewertung dient zur Anpassung des Messsignals an die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs).

Bei der Ermittlung von Installationsgeräuschen wird nur der durch die technischen Einrichtungen erzeugte Schall betrachtet, wohingegen Nutzergeräusche, wie z. B. das Schließen des WC-Deckels, unberücksichtigt bleiben. Ausgenommen sind derzeit auch bei der Betätigung von sanitären Einrichtungen entstehende Geräuschspitzen, wie sie z. B. beim Öffnen und Schließen von Wasserarmaturen oder der Betätigung der WC-Spülung auftreten.

Der Installations-Schallpegel bezieht sich auf die Summe aller vorhandenen Geräuschanteile. Dies bedeutet, dass Geräusche, die gleichzeitig an verschiedenen Stellen der sanitären Anlage entstehen (z. B. Armaturen- und Abwassergeräusche) zu einem Gesamtwert addiert werden. Handelt es sich um zeitlich schwankende Geräusche (dies ist bei Sanitäreinrichtungen fast immer der Fall), so ist der höchste gemessene Schallpegel maßgebend.

In der bereits erwähnten Dezibel-Skala ist im wesentlichen der Bereich von 0 dB(A) (menschliche Hörschwelle) bis etwa 120 dB(A) (Schmerzgrenze) von Bedeutung. Ein Schallpegel von 30 dB(A) (gesetzliche Mindestanforderung für Installationsgeräusche) entspricht in etwa der Lautstärke, die ein Redner mit normaler Sprechweise in einem Abstand von 30 m im Freien hervorruft. Die Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs ist pegelabhängig und steigt bei niedriger Lautstärke an.

So wird bei Pegeln oberhalb von etwa 40 - 50 dB(A) eine Pegelminderung von 10 dB(A) subjektiv als Halbierung der Lautstärke empfunden. Bei einem Pegel von 30 dB(A) genügt hierzu bereits eine Absenkung um 5 dB(A), bei einem Pegel von 20 dB(A) reichen bereits 3 dB(A) aus. Die Wahrnehmbarkeitsgrenze für Lautstärkeänderungen beträgt etwa 1 dB(A).

Entstehung und Übertragung von Abwassergeräuschen

Installationsgeräusche entstehen zum einen durch Wirbelbildung in der die Rohrwand hinabfließenden Wasserschicht (Strömungsgeräusche) und zum anderen durch Umlenkung der Strömung im Bereich von Abzweigen und Bögen (Prallgeräusche).

Während die Strömungsgeräusche hauptsächlich bei hohen Frequenzen liegen, enthalten die Prallgeräusche in starkem Maße tieffrequente Geräuschanteile. Letztere stellen in Bezug auf den Schallschutz das größere Problem dar, da sie erheblich schwerer zu bekämpfen sind. Infolge der Anregung durch die Wasserströmung wird die Rohrwand in Schwingungen versetzt und erzeugt Schallwellen in der umgebenden Luft (Luftschallabstrahlung). Gleichzeitig wird ein Teil der Schwingungen über die Rohrschellen in die Installationswand eingeleitet (Körperschallübertragung) und breitet sich von dort in andere Teile des Gebäudes aus. Die beschriebene Situation ist in Bild 1 schematisch dargestellt.

Der im schutzbedürftigen Raum erzeugte Schallpegel ist vor allem auf den vom Abwasserrohr auf die Installationswand übertragenen Körperschall zurückzuführen. Da bei ordnungsgemäßer Montage keine anderen Kontaktstellen zwischen Rohrleitung und Bauwerk vorhanden sind, erfolgt die Körperschallübertragung im wesentlichen nur über die Rohrschellen. Hieraus geht hervor, dass die Rohrschellen im sanitären Schallschutz eine überaus wichtige Rolle spielen. Durch die Verwendung akustisch optimierter Schellen lässt sich gegenüber Standardschellen mit Profilgummieinlage eine Verminderung des Installations-Schallpegels von mehr als 10 dB(A) erreichen. Ein Beispiel für die Schallschutzwirkung unterschiedlicher Rohrschellen ist in Bild 2 dargestellt.

Akustisch optimierte Schellen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Marktüblich sind z. B. Doppelschellen (siehe Bild 3), bei denen das Oberteil der Schelle am Rohr und das Unterteil an der Installationswand befestigt wird, sowie Schellen mit einem im Fußteil integrierten Elastomerlager. Beide Arten von Schellen weisen in der Regel eine gute Körperschallisolation auf, wobei jedoch die Schallschutzwirkung von Doppelschellen stark von den Montagebedingungen (Lastverteilung im Rohrstrang) abhängt und daher starken Schwankungen unterliegt.

Neben den Schellen ist das verwendete Abwasserrohr für den Schallschutz von entscheidender Bedeutung. Schwere Rohre lassen sich weniger leicht anregen als Rohre mit geringem Gewicht und übertragen deshalb weniger Luft- und Körperschall. Wegen der inneren Dämpfung des verwendeten Materials sind schwere Kunststoffrohre gegenüber Gussrohren hierbei zusätzlich im Vorteil. Bei ansonsten gleichen Einbaubedingungen liegt die Streubreite des gemessenen Installations-Schallpegels für marktübliche Rohre bei ungefähr 10 dB(A).

Messung von Abwassergeräuschen im Prüfstand

Da Messungen am Bau schwierig und schlecht reproduzierbar sind, erfolgt die Messung von Abwassergeräuschen unter genau definierten Bedingungen im akustischen Prüfstand. Hierbei wird das Abwassersystem in praxisnaher Weise in den Prüfstand eingebaut und der resultierende Schallpegel in den Räumen vor und hinter der Installationswand bestimmt. Aus messtechnischen Gründen wird das Abwassersystem bei den Untersuchungen mit einem konstanten Wasserdurchfluss betrieben. Bei üblichen Systemen mit der Nennweite DN 100 werden zur Nachbildung unterschiedlicher Betriebszustände die Durchflussmengen (0,5 l/s, 1,0 l/s, 2,0 l/s und 4,0 l/s) verwendet.

Bislang wurde zumeist an einer Installationswand mit einer flächenbezogenen Masse von 220 kg/m2 gemessen (die angegebene Masse ergibt sich aus den Bestimmungen in DIN 4109). Als Messgröße dient der Installations-Schallpegel L_In. Im Jahr 2002 wurden mit DIN EN 14366 [7] zwei neue Messgrößen für Abwassergeräusche eingeführt, die als Luftschallpegel L_a (im Raum vor der Installationswand) und charakteristischer Körperschallpegel L_sc (im Raum hinter der Wand) bezeichnet werden. Der Unterschied zu den bisherigen Messungen besteht in der Trennung der vorhandenen Schallübertragungswege, die sich in der Praxis allerdings kaum auf das Messergebnis auswirkt, und der Normierung auf eine fiktive Bezugswand mit einer flächenbezogenen Masse von 250 kg/m2.

Aufgrund der Normierung ist der charakteristische Körperschallpegel im Mittel etwa 2,5 dB(A) niedriger als der bislang gemessene Installations-Schallpegel [8]. Da die Hersteller von Abwasserrohren in ihren technischen Unterlagen teilweise den Installations-Schallpegel und teilweise den charakteristischen Körperschallpegel angegeben, ist bei Produktvergleichen der erwähnte Unterschied zwischen den beiden Messgrößen zu berücksichtigen.

Übertragung von Prüfstandsmessungen auf den Bau

Eine wichtige Aufgabe bei der akustischen Planung von Bauten besteht in der Abschätzung des zu erwartenden Installationschallpegels. Den Ausgangspunkt hierzu bilden die schalltechnischen Daten der verwendeten Sanitärprodukte, die zumeist auf Messungen in einem bauakustischen Prüfstand beruhen. Stimmen die baulichen Verhältnisse in dem geplantem Gebäude und im Prüfstand überein, so können die Messwerte direkt übernommen werden. Dies trifft bei üblichen Häusern in Massivbauweise in vielen Fällen zumindest näherungsweise zu.

Bestehen jedoch größere bauliche Unterschiede (z. B. hinsichtlich der Bauteilmassen und der Anordnung von Installationsraum und schutzbedürftigem Raum), so ist eine Prognose des Installations-Schallpegels äußerst schwierig, da bislang kein zuverlässiges Berechnungsmodell für Installationsgeräusche zur Verfügung steht. Im folgenden wird gezeigt, wie auch in solchen Fällen eine grobe Abschätzung des Installations-Schallpegels erfolgen kann. Alle weiteren Ausführungen beziehen sich ausschließlich auf den Massivbau. Im Leichtbau herrschen erheblich kompliziertere akustische Verhältnisse, so dass Aussagen zu dieser Bauweise derzeit nicht möglich sind.

Zunächst ist wichtig, die Geräuschentstehung im Prüfstand und am Bau miteinander zu vergleichen. Die Messung von Abwassergeräusche im Prüfstand erfolgt wie schon erwähnt bei konstantem Wasserdurchfluss. Die maßgebenden Geräusche am Bau entstehen hingegen bei der Toilettenspülung, bei der das Abwasserrohr nur kurzzeitig durchflutet wird. Außerdem enthält das Wasser Fäkalien und andere Feststoffe, die im Prüfstand nicht vorhanden sind. Untersuchungen des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik in Stuttgart haben gezeigt, dass der durch die Toilettenspülung hervorgerufene maximale Schallpegel im allgemeinen gut mit dem bei einem konstanten Wasserdurchfluss von 2,0 l/s gemessenen Wert übereinstimmt. Zur Abschätzung des Installations-Schallpegels am Bau ist demnach dieser Messwert heranzuziehen.

Bei Messungen im Prüfstand grenzen der Installationsraum und der schutzbedürftige Raum direkt aneinander an. Am Bau sind die beiden Räume häufig weiter voneinander entfernt, so dass sich eine entsprechende Verminderung des Installations-Schallpegels ergibt. In erster Näherung kann angenommen werden, dass jeder weitere Raum, der sich zwischen Installationsraum und schutzbedürftigem Raum befindet, eine Pegelminderung um etwa 10 dB(A) bewirkt.

Eine weitere wichtige Einflussgröße für den Installations-Schallpegel stellt die flächenbezogene Masse der Installationswand dar. Messungen im Prüfstand beziehen sich zumeist auf eine flächenbezogene Masse von 220 kg/m2. Bei leichteren Wänden tritt eine Erhöhung, bei schweren Wänden hingegen eine Verminderung des Installations-Schallpegels ein.

Hinweise zur Vermeidung von Schallschutzmängeln

Im folgenden sind in kurzer Form die wichtigsten Punkte zusammengefasst, die bei der Planung und Ausführungen von Sanitärinstallationen in akustischer Hinsicht zu beachten sind. Auch wenn in der Praxis abweichende Bausituationen auftreten können, wird die Gefahr von Schallschutzmängeln bei Befolgung der nachfolgenden Hinweise in den meisten Fällen erheblich reduziert:

• Ein wirkungsvoller Schallschutz beginnt bereits bei der Grundrissplanung. So sollten Sanitärinstallationen z. B. niemals an den Wänden schutzbedürftiger Räume befestigt werden. Zwischen dem Installationsraum und dem nächstgelegenen schutzbedürftigen Raum sollte sich nach Möglichkeit immer mindestens ein weiterer Raum befinden. Auch wenn der Installateur in der Regel keinen direkten Einfluss auf die Grundrissplanung hat, sollte er dennoch auf vorhandene Mängel hinweisen und gegebenenfalls zusätzliche sanitäre Schallschutzmassnahmen vorsehen.
• Es sollten nach Möglichkeit nur Sanitärprodukte eingesetzt werden, die über ein von einer unabhängigen Prüfstelle ausgestelltes akustisches Prüfzeugnis verfügen. Bei Abwassersystemen spielen neben den Rohren auch die verwendeten Rohrschellen eine wesentliche Rolle, weshalb nur die im Prüfzeugnis genannten Schellen oder akustisch gleichwertige Produkte verwendet werden dürfen. Beim Vergleich unterschiedlicher Systeme ist zu beachten, das die angegebenen akustischen Kennwerte z. T. nicht direkt miteinander vergleichbar sind.
• Die Sanitärinstallation sollte nirgendwo direkten Kontakt mit dem Bauwerk haben. Selbst kleine Kontaktstellen - von den Akustikern als Körperschallbrücken bezeichnet - können eine erhebliche Erhöhung des Installations-Schallpegels um mehrere Dezibel bewirken. Dies gilt neben Rohren auch für Armaturen und andere Sanitärobjekte, wie z. B. WCs, Waschtische und Wannen. Geeignete elastische Profile zur Entkopplung der Sanitärinstallation vom Bauwerk werden von den meisten Herstellern als Zubehör angeboten. Akustisch kritisch sind insbesondere auch Deckendurchbrüche, da hier Brand- und Schallschutzanforderungen zusammentreffen. Zur Vermeidung von Körperschallbrücken sollten hier vorzugsweise Brandschutzmanschetten mit akustischer Entkopplung zwischen Rohr und Brandschutzmanschette eingesetzt werden.
• Bei der Verlegung in Schächten kann der zwischen Rohren und Schachtwand verbleibende Hohlraum zur akustischen Optimierung des Systems vollständig mit schallabsorbierendem Material (gut geeignet sind z. B. Mineral- oder Steinwolle) zu füllen. Selbstverständlich dürfen die Rohre die Schachtwand an keiner Stelle direkt berühren.
• Richtungsänderungen von Abwasserleitungen sind so weit möglich zu vermeiden, da Abzweige und Rohrbögen zusätzliche Geräuschquellen darstellen.
• In kritischen Fällen stellt der Einsatz von Rohrummantelungen eine wirkungsvolle Lärmminderungsmaßnahme dar. Geeignete Systeme (sie bestehen in der Regel aus einer Schicht aus weichem Schaumstoff, die auf der Aussenseite mit einer Schwerfolie versehen ist) vermindern nicht nur die Schallabstrahlung des Rohrs, sondern - sofern die Rohrschellen über der Ummantelung angebracht werden - auch die Schallübertragung ins Bauwerk. Die resultierende Verminderung des Installations-Schallpegels kann z. T. mehr als 10 dB(A) betragen.

Zusammenfassung

Im vorliegenden Beitrag wurden die wichtigsten Grundlagen zu Entstehung, Übertragung und Beurteilung von Abwassergeräuschen dargestellt. Außerdem wurden einfache Verfahren zur Prognose und Minderung des resultierenden Installations-Schallpegels erläutert, die unter normalen Bedingungen die sichere Einhaltung der gesetzlichen Schallschutzanforderungen gewährleisten.

Bei schalltechnisch günstiger Grundrissgestaltung des Bauwerks und sorgfältiger Ausführung der Sanitärinstallation (Ausführungsmängel sind heutzutage aufgrund von Zeitdruck an der Tagesordnung) ist auch mit kostengünstigen Systemen ein hinreichender Schallschutz erreichbar. Wird hingegen ein erhöhter akustischer Komfort gewünscht oder liegen ungünstige bauliche Verhältnisse vor, so müssen hochwertige Schallschutzabwasserrohrsysteme eingesetzt werden.

Derartige Systeme haben zudem den Vorteil eines erhöhten akustischen Sicherheitsspielraums, wodurch Ausführungsmängel, die leider auf vielen Baustellen an der Tagesordnung sind, weniger stark ins Gewicht fallen.

Literatur

[1] DIN 4109: Schallschutz im Hochbau, Anforderungen und Nachweise. November 1989, Beuth-Verlag, Berlin.
[2] DIN 4109/A1: Schallschutz im Hochbau, Anforderungen und Nachweise, Änderung A1. Januar 2001, Beuth-Verlag, Berlin.
[3] DIN 4109 Teil 10 (Norm-Entwurf): Schallschutz im Hochbau - Teil 10: Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz von Wohnungen. Juni 2000, Beuth-Verlag, Berlin.
[4] VDI 4100: Schallschutz von Wohnungen, Kriterien für Planung und Beurteilung. September 1994, Beuth-Verlag, Berlin.
[5] DIN 52219: Bauakustische Prüfungen, Messung von Geräuschen der Wasserinstallationen in Gebäuden. Juli 1993, Beuth-Verlag, Berlin.
[6] DIN EN ISO 16032: Akustik, Messung des Schalldruckpegels von haustechnischen Anlagen in Gebäuden, Standardverfahren. Dezember 2004, Beuth-Verlag, Berlin.
[7] DIN EN 14366: Messung der Geräusche von Abwasserinstallationen im Prüfstand. Februar 2005, Beuth-Verlag, Berlin.

[8] L. Weber, J. Mohr: Measurement of waste water noise according to prEN 14366. Fortschritte der Akustik - DAGA 2004

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