Akustik ist die Lehre vom Schall, seiner Entstehung und seiner Wahrnehmung. Dabei wird die Akustik in eine Vielzahl von Arbeitsgebieten unterschieden. Dazu gehören beispielsweise die:

• Aeroakustik
• Elektroakustik
• Hydroakustik
• Psychoakustik
• Raumakustik
• Bauakustik

Die Raum- und Bauakustik mögen auf den ersten Blick ähnlich erscheinen, aber sie unterscheiden sich in ihren jeweiligen Aufgabenstellungen.

Raumakustik

In der Raumakustik beschäftigt man sich mit der Ausarbeitung von Schall in Räumen und den Eigenschaften der dabei auftretenden Schallfelder.

Die Kernfrage lautet dabei oft: "Durch welche Maßnahmen werden optimale Hörbedingungen in einem Raum geschaffen?"

Bauakustik

Die Bauakustik befasst sich mit den bautechnischen und bauphysikalischen Aspekten des Schallschutzes. Sie untersucht die Schallausbreitung zwischen den Räumen eines Gebäudes sowie die Ausbreitung von Außenlärm in das Rauminnere. Die schalltechnischen Attribute von Bauteilen, Bausystemen und Baustoffen stehen dabei im Vordergrund. Die entscheidende bauakustische Eigenschaft eines Bauteils ist die Schalldämmung. Im Wesentlichen geht es dabei um die Fähigkeit von Bauteilen wie Wänden, Decken, Türen und Fenstern, die Schallübertragung zwischen zwei Räumen möglichst gering zu halten.

In der Bauakustik lautet die Kernfrage: "Welcher Anteil des Schalls kommt auf einer anderen Seite eines Bauteils an und wie kann die Schallübertragung minimiert werden?"

Schall ist physikalisch betrachtet eine mechanische Welle und bezeichnet die Schwingungen materieller Teilchen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper). Diese Schwingungen erzeugen Druck- und Dichteschwankungen, die sich im Medium ausbreiten und so Schallwellen bilden. Dabei spielt zum Beispiel auch die Beschaffenheit der Oberfläche, auf die der Schall auftrifft, eine wichtige Rolle für dessen Reflexion, Absorption und Transmission. Zudem ist es möglich, den Schall in entsprechende Frequenzbereiche aufzuteilen, wobei das menschliche Ohr lediglich Schallwellen innerhalb eines Frequenzbereichs von etwa 16 Hz bis 20 kHz wahrnehmen kann.

Je nach Träger der Schallwellen und Entstehung des Schalls wird unterschieden zwischen:

• Luftschall - Ausbreitung von Schallwellen in der Luft
• Körperschall - Schall, der sich in festen Körpern ausbreitet
• Wasserschall - Schallwellen, die sich in Wasser ausbreiten
• Trittschall - Schall der beim Begehen und bei ähnlicher Anregung einer Decke als Körperschall entsteht und teilweise als Luftschall abgestrahlt wird

In der Sanitärtechnik sind die Schallarten Luft- und Körperschall von Bedeutung. Denn auf dem Ausbreitungsweg von der Schallquelle kann der Schall je nach Gegebenheit von Luftschall in Körperschall und wieder in Luftschall übergehen. Für das menschliche Ohr ist jedoch nur der Luftschall wahrnehmbar.

Der Schall kann als verschiedene Formen, wie z. B. Ton, Klang, Geräusch oder Lärm auftreten. Dabei unterscheiden sich die genannten Formen des Schalls im Schwingungsverlauf. Der einfache und reine Ton hat eine sinusförmige Schallwelle mit einer Frequenz im hörbaren Bereich. Seine Merkmale sind die Lautstärke und die Tonhöhe, wobei die Lautstärke von der Amplitude der Schwingung abhängt. Wenn zwei Schwingungen gleicher Frequenz vorhanden sind, ist diejenige mit der größeren Amplitude lauter. Die Lautstärke wird durch den Schalldruck gemessen, während die Tonhöhe von der Frequenz bestimmt wird. Hohe Frequenzen werden als helle und tiefe Frequenzen als dunkle Töne wahrgenommen. Eine Verdopplung der Tonfrequenz entspricht dabei einer Oktave. Wenn die Frequenzen mehrerer gleichzeitig erklingender Töne harmonisch zueinander stehen, entsteht ein angenehmer Klang. Ein Geräusch hingegen ist eine Mischung von Tönen, die aus vielen Einzeltönen besteht und bei denen die Unterschiede in den Frequenzen hauptsächlich kleiner sind als die Frequenz des tiefsten hörbaren Tons (<16 Hz).

Schwankungen des Luftdrucks verursachen einen sogenannten Schalldruck, welcher in Pascal (Pa) gemessen wird. Somit kann zu jedem Schallereignis der jeweilige Schalldruck bestimmt werden. Je lauter ein Schallereignis, desto stärker ist die vorhandene Luftdruckschwankung. Kleine Schalldruckschwankungen werden als leise Geräusche wahrgenommen. Das menschliche Gehör kann einen Schalldruckbereich von 20 µPa bis 20 Pa verarbeiten. Dies entspricht einem Verhältnis von eins zu einer Million. Damit man diesen riesigen Wertebereich sinnvoll darstellen und beschreiben kann, wurde der Schalldruckpegel (L) eingeführt. Dieser ist auch als Schallpegel (dB) bekannt und wird als das zwanzigfache logarithmische Verhältnis zwischen dem Schalldruck (Pa) und einem Referenzschalldruck definiert.

Ein Geräusch wird in der Regel dann als störend empfunden, wenn es mindestens 10 dB über dem Ruhepegel (Grundgeräusch) liegt. Das gleiche gilt auch für akustische Messungen. Liegt der Ruhepegel nicht mindestens 10 dB niedriger als das zu messende Geräusch, müssen die Messwerte korrigiert werden.

Die DIN 4109-1 legt Anforderungen an die Schalldämmung von Bauteilen und die zulässigen Schallpegel in schutzbedürftigen Räumen in Wohn- und Nichtwohngebäuden fest, um folgende Schallschutzziele zu erreichen:

• Schutz vor Geräuschen aus benachbarten Räumen (z. B. Nachbarwohnungen), bei deren bestimmungsgemäßer Nutzung
• Schutz vor Geräuschen von technischen Anlagen des Gebäudes sowie von Gewerbe- und Industriebetrieben, die im selben oder angrenzenden Gebäuden liegen
• Schutz vor Außengeräuschen wie Verkehrslärm und Lärm von Gewerbe- und Industriebetrieben, die nicht mit den schutzbedürftigen Aufenthaltsräumen verbunden sind

Schutzbedürftige Räume

Schutzbedürftige Räume sind Aufenthaltsräume, die gegen Geräusche geschützt werden müssen. Dazu gehören beispielsweise:

• Schlafzimmer, einschließlich Übernachtungsräumen in Beherbergungsstätten
• Wohnbereiche, einschließlich Wohnflure und Wohnküchen
• Bettenräume in Krankenhäusern und Heilstätten
• Klassenräume in Schulen, Universitäten und vergleichbaren Institutionen
• Büroräume
• Praxisräume, Sitzungsräume und ähnliche Arbeitsbereiche

Schallabsorption

Als Schallabsorption wird die Reflexion einer Schallwelle an einer Wand- oder Deckenfläche bezeichnet. Je nach Oberflächenbeschaffenheit wird mehr oder weniger Schallenergie absorbiert ("geschluckt"). Kennzeichnend hierfür ist der sogenannte Schallabsorptionsgrad. Dieser ist frequenzabhängig und gibt an, wie viel der auftreffenden Schallwellen ein Material absorbieren kann. Es ist wichtig, dass die Begriffe Schalldämmung und Schallabsorption klar voneinander getrennt werden. Eine Wand kann sowohl gut schalldämmend sein, als auch gleichzeitig eine geringe Schallabsorption besitzen. Umgekehrt kann dies ebenfalls der Fall sein.

Die kennzeichnende Größe für die Anforderungen an Installationsgeräusche ist der A-bewertete Schalldruckpegel LAFmax,n. Betrachtet werden die Schalldruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen, die durch gebäudetechnische Anlagen oder mit dem Gebäude baulich verbundene Gewerbebetriebe verursacht werden.

Zu den gebäudetechnischen Anlagen, die einem Gebäude dienen, zählen:

• Versorgungs- und Entsorgungsanlagen
• Transportanlagen
• Fest eingebaute, betriebstechnische Anlagen
• Gemeinschaftswaschanlagen
• Schwimmanlagen, Saunen und dergleichen
• Sportanlagen
• Zentrale Staubsauganlagen
• Garagenanlagen, fest eingebaute, motorbetriebene, außenliegende Sonnenschutzanlagen und Rollläden

Für Armaturen und Geräte in Trinkwasserinstallationen sind nach DIN 4109 die Armaturengruppen I und II definiert. Für Auslaufarmaturen sowie diesen nachgeschalteten Auslaufvorrichtungen erfolgt zudem eine Einstufung in die Durchflussklassen A, B, C, D, oder Z. Diese Einstufungen erfolgen auf Grundlage des nach DIN EN ISO 3822 gemessenen Armaturengeräuschpegels. Es dürfen nur Armaturen und Geräte verwendet werden, die nach DIN EN ISO 3822 geprüft und der Armaturengruppe I oder II zugeordnet sind. Dazu zählen:

• Auslaufarmaturen
• Geräteanschluss-Armaturen
• Druckspühler
• Spühlkästen
• Durchflusswassererwärmer
• Durchgangsarmaturen, wie
  • Absperrventile
  • Eckventile
  • Rückflussverhinderer
• Drosselarmaturen, wie
  • Verdrosseln
  • Eckventile
• Druckminderer
• Brausen

Maßgebliche Parameter bei der Geräuschbildung in Armaturen sind hauptsächlich der Wasserdruck, die Fließgeschwindigkeit und die Konstruktion der Armatur. Die Geräusche entstehen beim Vernichten der Druckenergie an den engsten Stellen. Die Ursachen sind Wirbelbildung und vor allem das Bilden und schlagartige Zusammenfallen von Dampfblasen (Kavitation).

Durchgangsarmaturen, wie z.B. Absperrventile in Hausanschluss-, Verteil-, Steig- und Stockwerksleitungen, müssen im Betrieb voll geöffnet sein und dürfen nicht zur Drosselung verwendet werden. Außerdem darf der für ihre Klassifizierung zugrunde gelegte Durchfluss (Durchflussklasse) nicht überschritten werden. Auslaufvorrichtungen wie Strahlregler, Brausen und Durchflussbegrenzer müssen daher den Durchfluss durch die Armatur entsprechend begrenzen, so dass die Durchflussklasse der Armatur und der Auslaufvorrichtung aufeinander abgestimmt sind. Lediglich Eckventile vor Armaturen dürfen eine geringere Durchflussklasse aufweisen als die Armatur und die Auslaufvorrichtung.

Beim Einsatz von Druckerhöhungsanlagen ist darauf zu achten, dass diese nicht in unmittelbarer Nähe von Schlaf- und Wohnräumen aufgestellt werden. Um zu verhindern, dass Körperschall von der Druckerhöhungsanlage auf den Baukörper und das Rohrleitungssystem übertragen wird, sind geeignete Entkopplungsmaßnahmen zu treffen.

Zur akustischen Bewertung einer Sanitärinstallation müssen alle geräuschverursachenden Einflussgrößen berücksichtigt werden. Das Geräuschverhalten von Abwasserinstallationen hat einen nennenswerten Einfluss auf den Gesamtschalldruckpegel. Deshalb müssen sowohl in der Planung als auch in der Ausführung von Abwasserinstallationen bestimmte Grundsätze und Anforderungen berücksichtigt werden.

In der Gebäudeentwässerung unterscheidet man zwischen Fall-, Aufprall-, und Fließgeräuschen:

• Fallgeräusche sind Luft- und Körperschallgeräusche und werden durch das in einem Rohr senkrecht nach unten fallende Wasser verursacht.
• Aufprallgeräusche entstehen bei Richtungsveränderungen in den Rohrleitungen. Die Fallenergie wird dabei weitgehend in Schallenergie umgewandelt. Dabei geht Geschwindigkeit verloren und das Wasser fließt nach dem Aufprall bedeutend langsamer.
• Fließgeräusche entstehen durch das Fließen des Wassers in der liegenden Rohrleitung. Das Wasser fließt in die Rohrleitungssohle und wird durch Unebenheiten in der Leitung oder durch Richtungsänderungen in seiner ruhigen Strömung gestört.

Vom Fachplaner ist ein schallschutztechnischer Eignungsnachweis in Abhängigkeit von den tatsächlichen baulichen Gegebenheiten (Grundrisse, Installationswand) zu erstellen und dem Ausführenden im Rahmen der Ausführungsplanung zu übergeben (DIN 4109-1 Tabelle 9, Fußnote b).

Schalltechnische Eignungsnachweise sind unter anderem erforderlich für:

• Vorwandinstallationssysteme im Nass- oder Trockenbauverfahren
• Inwandinstallationssysteme innerhalb von Metallständerwänden
• Hausentwässerungsleitungen in Verbindung mit körperschalldämmenden Maßnahmen im Bereich von Wand- und Deckendurchführungen
• Hausentwässerungsleitungen mit Körperschalldämmung bei Ausmauerung (Vermeiden von Körperschallbrücken)
• Wand- und Deckendurchführungen bei Trinkwasser- bzw. Heizungsleitungen
• Armaturenanschlusseinheiten der Trinkwasserinstallation unter Beachtung der Befestigungssituation und des angeschlossenen Rohrwerkstoffes
• Dusch- und Badewannen mit Wannenträger oder Traggestellen bei Montage auf der Rohbetondecke oder auf dem schwimmenden Estrich sowie deren Wandanschlüssen