Akustikkühldecken in Büroräumen

Akustische Grundkondi­tionierung eines Raums

Auch wenn sich die Ausstattung der Arbeitswelt mit verschiedenen Kommunikationsmitteln enorm verändert hat, so ist die grundlegende Herausforderung für effektives Arbeiten in Büros gleich geblieben: Ein konzentriertes Arbeiten in einem Umfeld zu ermöglichen, das mit Geräuschen verschiedenster Art und Herkunft gefüllt ist. Sprache, Telefonklingeln, Drucker, Klimaanlage und vieles mehr prasseln geradezu auf den Mitarbeiter in einem Großraumbüro ein. Aus diesem Grund ist die akustische Grundkonditionierung eines Büroraumes der erste wichtige Schritt für eine übergeordnete gedämpfte Geräuschkulisse.

Hieraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an schallabsorbierende Systeme in Abhängigkeit der Nutzungsart des Raums. So wird beispielsweise gemäß DIN 18 041 für ein Groß­raumbüro von ca. 200 m² eine Nachhallzeit von ca. 0,9 s als Soll­wert errechnet. Bei einem Zwei- bis Dreipersonenbüro mit etwa 20 m² Größe ist sogar ein Sollwert von 0,6 s anzustreben.

Eine weitere Herausforderung an schallabsorbierende Systeme ist die Frequenzbandbreite, die im täglichen Büroalltag anfällt. Während beispielsweise die menschliche Stimme mehrheitlich im tieffrequenten Bereich (250 bis 1000 Hz) angesiedelt ist, arbeiten die elektronischen Hilfsgeräte vorzugsweise im hochfrequenten Bereich (2000 bis 4000 Hz). Daraus resultiert, dass die schallabsorbierenden Systeme möglichst einen homogenen Verlauf über die gesamte Frequenzbreite abdecken müssen.

Herausforderung energieeffiziente Kühlung

Büroneubauten und sanierte Gebäude werden mittlerweile an vielen Kriterien gemessen: Sie sollen nachhaltig und energieeffizient zu betreiben sein, Betriebskosten sollen eingespart werden – und gleichzeitig soll die Behaglichkeit in den Räumen verbessert, der CO₂-Gehalt in der Raumluft optimiert werden. Für beinahe jede aktuelle Anforderung gibt es auch bereits eine Norm oder eine Vorgabe. So ist der Dämmstandard von Gebäuden derzeit in der EnEV 2009 geregelt. Der CO₂-Gehalt der Raumluft wird in DIN EN 13 779 kategorisiert und klassifiziert. Behaglichkeitskriterien wiederum sind in der ISO 7730 aufgeführt.

In Bezug auf die Behaglichkeit spielt das Kühlen eine wichtige Rolle. Herausfordernd ist nach Lage und Nutzung eines Gebäudes die innere spezifische Kühllast von etwa 50 bis 60 W/m², bei einem durchschnittlichen U-Wert von 0,26 W/m²K. Dies wird über­wiegend durch die Wärmeabgabe von Personen, Beleuchtung und Geräte sowie durch den solaren Eintrag hervorgerufen. Für den Heizfall im Winter ist die spezifische Heizlast vorwiegend geringer und beträgt in etwa 30 W/m².

Auch die Oberflächentemperatur trägt entscheidend zur Be­hag­lichkeit bei – sowohl im Heiz- als auch im Kühlfall. So ist da­rauf zu achten, dass im Heizfall Oberflächentemperaturen von 29 °C bzw. in Ausnahmefällen wie Randzonen von 35 °C nicht überschritten werden. Im Kühlfall ist in Abhängigkeit zum Taupunkt die Oberflächentemperatur in der Praxis auf 19 bis 20 °C zu beschränken. Wird dies eingehalten, steigt ganzheitlich die Zu­frie­denheit der im Raum befindlichen Personen.

Gestaltungsmöglichkeiten durch effizientes Deckensys­tem

Glatte, fugenlose Deckenunteransichten bestimmen derzeit das Bild in modern ausgerichteten Arbeitswelten, insbesondere im hochwertigen Büro- und Verwaltungsbau. Architektonische Vor­stel­lungen müssen sich dabei mit dem vorhandenen Platz für den Einbau funktionaler Elemente wie Licht, Lüftungsauslässe und Dämmerungsschalter arrangieren. Als Reaktion darauf sind Einbau­tei­le wie Bewegungsmelder, Dämmerungs- oder Lichtsensoren bereits in kleinsten Ausführungen erhältlich. Lichtleisten können mittlerweile dank LED-Technik auf ein geringes Baumaß reduziert werden, ohne dabei an Leuchtkraft einzubüßen. Sind weiterführend nun auch die Kühlleistungen durch effektive Decken­systeme ab­gedeckt, können große quadratische Luftaus­lässe auf ein kleines längliches Maß reduziert werden, damit ledig­lich der notwendige hygienische Luftwechsel erfüllt wird. Werden außer­dem noch die Anforderungen an die Raumakustik durch ein optimales Deckensystem bereits erfüllt, sind die gestalte­rischen Möglichkeiten des Fußbodens wesentlich höher. Dann kann beispielsweise auf einen Teppichboden verzichtet werden und anstelle ein anderer schallharter und sogar pflegeleichterer Boden­belag wie z. B. hochwertiges Par­kett oder Marmorfliesen zum Einsatz kommen.

Der Teufel steckt im Detail

Eine Reihe von Möglichkeiten, die beschriebenen Anforderungen an raumumschließende Flächen zu realisieren, bieten gips­karton­basierende Heiz-/Kühldecken mit schallabsorbierenden Eigenschaften. Einerseits erfüllen sie mit den unterschiedlichen Lochbildern die notwendige akustische Grundkonditionierung des Raumes passend zur Nutzung. Andererseits werden die Krite­rien der Behaglichkeit und den damit verbundenen konstanten Oberflächentemperaturen durch das flächige Heizen bzw. Kühlen (der sogenannte stillen Kühlung) eingehalten. Jedoch steckt der Teufel im Detail und es lohnt sich, etwas genauer hinzuschauen.

Grundsätzlich werden bei gipskartonbasierenden Deckenheiz-/
-kühlsystemen mit schallabsorbierenden Eigenschaften zwischen Kontaktsystem und integriertem System unterschieden: Bei Kontaktsystemen werden auf der Rückseite einer ge­lochten Gips­karton­platte üb­licher­weise metallische Wärmeleitlamellen angebracht, die mit den Rohrleitungen in Kontakt stehen. Durch den Abstand und die Bauart der Lamellen kann die Kühlleistung gesteuert und variiert werden. So kann eine hohe Kühlleistung durch breite Lamellen mit engem Abstand eingestellt werden, was allerdings die akustische Wirksamkeit erheblich einschränkt. Die einfache und logische Erklärung dafür ist, dass die akustisch wirksamen Lochanteile der Gipskartonplatte verdeckt bzw. ge­schlos­sen sind. Schallwellen, die durch die Gipskartonplatte hin­durch müssen, werden an der Lamelle reflektiert und in den Raum zurückgeworfen. Dadurch fallen die Schallabsorptionswerte, die Nachhallzeit steigt und die Raumakustik muss schließlich durch Zusatzmaßnahmen oftmals nachträglich optimiert werden.

Das integrierte System zeichnet sich durch gleichwertig hohe Kühl­leistung zu einem Kon­takt­system mit breiter und eng beabstandeter Wärmeleitlamelle aus. Der große Vorteil des integrierten Systems ist allerdings in der akustischen Wirksamkeit zu finden. Denn bei einem inte­grierten System wird auf die Wärme­leitlamelle verzichtet und stattdessen meist ein Kunststoffrohr zwischen dem Lochbild in der Gipskartonplatte integriert. Somit steht der gesamte Loch­an­teil der Gipskartonplatte als Schallabsorptionsfläche zur Ver­fügung, ein hoher Schallabsorptionswert wird erreicht und die Nachhallzeit deutlich gesenkt.

Ein integriertes System

Rehau bietet mit seiner Akustikkühldecke ein integriertes System an, das ganz auf die moderne Bauarchitektur zugeschnitten ist. Es besteht aus zwei gelochten Gipskartonplatten, die miteinander verklebt sind. Zwischen dem Lochbild ist schneckenförmig das Kunststoffrohr „Rautherm S“ aus dem hochwertigen Material PE-Xa in Fräsnuten eingearbeitet. Rückseitig ist ein schwarzes Akustikvlies aufkaschiert, was bereits ohne zusätzliche Mineraldämmung ein bewertetes Schallabsorptionsmaß α_w von 0,7 erreicht. Eine zusätzliche Variante mit integriertem Graphit im Gipskern erreicht zudem bis zu 82 W/m² spezifische Kühlleistung. Abgerundet wird das Produkt durch das sichtseitig vorgebohrte Befestigungsraster, was eine einfache, schnelle und sichere Installation ermöglicht. Drei unterschiedliche Lochbilder, 6/18R, 8/18R und 8/18Q, sowie drei unterschiedliche Elementgrößen und thermisch inaktive Elemente bieten viele Gestaltungsmöglichkeiten. Somit erfüllt die Rehau-Akustikkühldecke gleichzeitig die Anforderungen an Kühllasten und Schallabsorptionen und ist bei den unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten schnell und einfach zu installieren.

Vorzeigeprojekt als
Praxisbeispiel

Ein umweltschonendes Praxisbeispiel ist die Generalsanierung des Rehau Head Office Südosteuropa im niederösterreichischen Guntramsdorf nahe Wien. Hier bestand die Notwendigkeit, das Gebäude umfassend zu sanieren, da die Gebäudestruktur und Gebäudeausstattung nicht mehr zeitgemäß waren. Es entstand ein Niedrigenergiehaus, bei dem die Außenhülle komplett erneuert und Fenster mit Passivhaus-Standard installiert wurden. Ein Umstieg von Gas auf regenerative Energiequellen sowie die Installation einer übergeordneten vollautomati­schen Gebäudeleittechnik waren ebenfalls Bestandteile der Sa­nie­rungsmaßnahme.

Bei der Sanierung konnte das gesamte Rehau-Produkt-Port­folio an polymeren Lösun­gen für eine ökonomische und ökologische Optimierung einge­setzt werden. Neben Wärme­gewinnung im Boden durch einen Luft-Erdwärmetauscher sowie 14 Erdsonden (à 100 m) kamen bei der Sanierung 1250 m² Rehau-Akustikkühldecke mit dem Lochbild 8/18 R zum Einsatz.

Die schnelle und sichere Ins­tallation der Rehau-Akustikkühldecke zum Schluss der Bauphase trug wesentlich dazu bei, die Ge­neralsanierung in nur 10 Mo­naten durchzuführen, da die Installation der Rehau-Akustikkühl­decke sehr einfach ist: Es wird zunächst eine metallische Unterkonstruktion von der Rohdecke abgehängt, an die folgend die Akustikkühldeckenelemente angebracht werden. Dank der bereits integrierten Rohre im Deckenelement bleibt es bei diesem einzigen Montageschritt, der kostbare Installationszeit spart. Im Anschluss werden die Deckenelemente mittels revi­sions­sicherer und O-ringloser Rehau-Verbindungstechnik Schiebe­hülse an die bereits vorhandenen Verteilerleitungen angeschlossen. Hierbei arbeiten Trockenbauer und Heizungsbauer Hand in Hand, sodass eine parallele Installation stattfindet. Dies ist der einzige Unterschied zum herkömmlichen Trockenbau – das anschließende Ausfugen, Abspachteln der Schraubenköpfe und die finale Behandlung der Oberfläche entsprechen dann wieder dem Standard im Trockenbau.

Das Resultat der gesamten Sanierungsmaßnahmen ist be­­ein­druckend. Neben dem zeit­ge­mäßen Erscheinungsbild des Gebäudes ist das Innenleben ganz auf die Nutzung zugeschnitten. Es wurden Räume zum informel­len Austausch geschaffen, Einzel- sowie Zwei- bis Vier-Personenbüros zum konzentrierten bzw. teamorientierten Arbeiten sowie eine offene Großraumbürolandschaft zur Förderung einer gruppenübergreifenden Kommunikation. Dabei wird im Kühlfall die Raumtemperatur generell unter 26 °C gehalten, selbst bei hochsommerlichen Außenlufttemperaturen von bis zu 32 °C. Nicht durchgängig genutzte Räume, wie zum Beispiel Besprechungszimmer, können dank Einzelraumregelung und der schnellen Reaktionszeit der Rehau-Akustikkühldecke innerhalb von gut 15 min merklich gekühlt und konditioniert werden, sodass eine behagliches Klima herrscht.

Hinsichtlich der akustischen Anforderungen wurden die Nachhallzeiten allein durch die Verwendung der Rehau-Akustikkühldecke für ein Gruppenbüro von drei bis vier Personen auf erstaunliche 0,52 s bei 500 Hz gesenkt (Bild 2). Des Weiteren ist durch teilweise verschiebbare Glaswände sowie durch den Einsatz moderner Möbel ein rundes Bild entstanden, das im Ganzen zu hoher Behaglichkeit und erlebbarem Komfort beiträgt.

Fazit

Die Rehau-Akustikkühldecken erfüllen die Anforderungen an eine moderne Büroarchitektur. Die technischen Eigenschaften sowie das einfache Handling sind Argumente für deren Einsatz, ebenso wie die gestalterischen Möglichkeiten und Kombinationen. Somit ist der Grundstein für ein angenehmes Arbeitsumfeld mit hoher Behaglichkeit hinsichtlich Akustik, Temperatur und Optik gelegt.