Körperschall: Vibration & Resonanz

Wenn Schall sich fortbewegt, so denkt man zuallererst an die Ausbreitung über das Medium Luft. Doch würde sich Schall nur über die Luft ausbreiten, dann wären die Nachbarn auf einmal nicht mehr wahrnehmbar, auch der Baustellenlärm würde am Fenster haltmachen. So ist es aber leider nicht, denn Körperschall überwindet Beton und Glas und wird dementsprechend von Menschen gespürt und gehört. Im diesem Beitrag erfahren Sie, wie sich Körperschall ausbreitet und wie er reduziert werden kann.

Körperschall: Absorbieren und Übertragen von Schwingungen

Schall ist ein alltäglicher Begleiter. Musik aus dem Radio, die Strassenbahn, Gespräche in der Umgebung – all die Geräusche und Töne breiten sich über ein Trägermedium aus. Das Medium, das den Schall transportiert, kann flüssig, gasförmig, oder fest sein. Im Bereich des Körperschalls sind feste Materialien wie etwa Glas, Beton oder Holz relevant. Festkörper werden von Schallwellen in Schwingung versetzt, deshalb ist Körperschall nicht nur hörbar, sondern auch spürbar.

Was ist Schall?

Als Schall werden die Schwingungen und Wellen bezeichnet, die sich in einem Trägermedium ausbreiten und in einem bestimmten Frequenzbereich liegen. Die Schwingungen bewegen sich in Form von Wellen fort. Es gibt vier verschiedene Arten von Schall:

  • Töne: sinusförmige Schwingungen, die harmonisch sind und sich nach Tonhöhe reihen lassen – wie z.B. eine Tonleiter.
  • Klänge: periodische Schwingungen, die aus mehreren Tönen bestehen, die sich in ihren Frequenzen überlagern – z.B. beim Spielen eines Instruments.
  • Geräusche: unregelmässige, eher chaotische Schwingungen, die aus mehreren Tönen bestehen.
  • Knalle: Schwingungen, bei denen die Amplitude stark ausschlägt und gleich wieder abklingt.

Körperschall und Trittschall: Füsse auf dem Wohnungsboden

Körperschall, Luftschall & Trittschall

Schall breitet sich in Wellen aus, in der Luft und in flüssigen Materialien in Form von Longitudinalwellen. Beim Körperschall geschieht dies auch, aber der Schall kann sich auch noch auf andere Arten ausbreiten – zum Beispiel in Form von Transversalwellen. Es hängt sehr stark vom Material ab, wie sich Körperschall fortbewegt – besonders von der Materialdichte.

Trifft Luftschall auf eine schallharte Oberfläche wie Glas oder Beton oder treffen feste Körper aufeinander, dann entsteht einerseits Schallreflexion und andererseits Körperschall. Vibriert ein Festkörper, dann gibt dieser Energie ab – in Form von Luftschall. So geht also Körperschall in Luftschall über und umgekehrt.

Der Trittschall verhält sich auch so, denn hier treffen zwei feste Körper aufeinander. Beim Gehen oder Laufen treffen die Füsse bzw. die Hausschuhe wiederholt auf den Boden. Je härter der Boden, desto mehr Körperschall wird weitergeleitet. Deshalb verursachen Socken auf einem Hochflorteppich weniger störenden Trittschall, wie harte Sohlen auf einem Fliesenboden.

Frequenz & Amplitude

Frequenz und Amplitude bestimmen die Tonhöhe und die Lautstärke.

  • Die Frequenz der Schwingungen bestimmt die Schallgeschwindigkeit bzw. die Wellenlänge. Somit ist sie für die Tonhöhe verantwortlich.
  • Die Amplitude der Schwingungen beeinflusst den Schalldruck, welcher wiederum die Lautstärke ausmacht. Schlägt eine Amplitude stark positiv (Wellenberg) oder negativ (Wellental) aus, so ist der Ton bzw. das Geräusch umso lauter.
Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Frequenz (z.B. Bass der Musik), desto langwelliger der Schall, desto energiegeladener die Welle und intensiver der Körperschall. Das Wummern des Basses im Auto, das vorbeifährt, ist ein Beispiel für eine energiegeladene, langwellige Frequenz.

Körperschallaufnehmer: Das Körperschall Messgerät

Körperschallmessung ist komplex, da man im Inneren eines Körpers nur sehr schwer eine Messung durchführen kann. Um Körperschall zu messen, benötigt man einen Wandler, der ein elektrisches und somit messbares Signal erzeugt, welches dann frequenzbewertet wird. Frequenzbewertung bedeutet, dass der Schalldruckpegel, der für die Lautstärke verantwortlich ist, hinsichtlich der menschlichen Wahrnehmung interpretiert wird.

Dementsprechend basiert die Körperschallmessung auf den Schwingungen der Oberflächen der Körper, die durch Bewegungs- oder Kraftmessungen erhoben werden können. Dabei sind folgende Kenngrössen relevant und können mit einem Aufnehmer gemessen werden:

  • Schwingweg – Schwingwegaufnehmer
  • Schwinggeschwindigkeit – Schwinggeschwindigkeitsaufnehmer
  • Schwingbeschleunigung – Schwingbeschleunigungsaufnehmer

Mithilfe dieser Grössen lässt sich der Körperschall messen und hinsichtlich der Festigkeit, Spannung, Massenkräfte etc. von Materialien interpretieren. Für Menschen ist vor allem die Schwinggeschwindigkeit ausschlaggebend, denn sie bestimmt die Laufruhe und damit das Potenzial zur Belästigung. Metalle sind besonders gute Körperschallleiter.

Akustik-Raumtrenner zur Reduzierung von Körperschall und Luftschall

Körperschall reduzieren: Luftschall dämpfen

Wenn Räume ein Akustikproblem haben, dann resultiert das meist daher, dass Schallwellen von schallharten Oberflächen wie Glas, Beton und Holz in den Raum zurückgeworfen werden.

Das ist aber nicht die einzige Quelle für eine unruhige Raumakustik, denn zusätzlich zum Luftschall ist auch der Körperschall, der Wände, Böden und Decken in Resonanz versetzt, ist eine Belastung.

Dämmplatten und Akustikelemente

Leider lässt sich Körperschall nicht so einfach mit Akustikelementen reduzieren und kontrollieren, wie Luftschall. Allerdings lohnt es sich, den Luftschall zu absorbieren, bevor er über Festkörper zu Körperschall wird.

Luftschall kann mit Akustik Wandpaneelen, Akustikfilz und Akustikbildern gedämpft werden, Körperschall hingegen verlangt nach bauakustischen Massnahmen zur Dämmung. Dazu gehören abgehängte Unterdecken und schwimmende Estriche.

Körperschall in der Wohnung: Materialien für Wand, Boden und Fenster

Eine Trittschalldämmung gehört in neuen Gebäuden zum Standard nach der Norm DIN 4109, die Mindestanforderungen an den Schallschutz definiert. In alten Bauten dringt der Trittschall der Nachbarn jedoch beinahe ungehindert in die eigene Wohnung durch. Die Wände können mit Dämmplatten aus Schaumstoff und Styropor versehen werden, um die Resonanz zu verringern. Nachträglich helfen auch schwere Teppiche gegen den Trittschall.

Akustikvorhang zum Absorbieren des Körperschalls

Für die Wand gibt es Möglichkeiten, die zwar in die Kategorie Bauakustik fallen, sich aber für beispielsweise Hobbyräume zum Musikmachen ausgezeichnet eignen.

  • Vorsatzschalen: Sie können an der Wand montiert werden oder frei davor stehen und hindern den Körperschall an der Ausbreitung. Die Schalen sind aus Steinwolle oder Gipskarton und können leicht im Nachhinein installiert werden.
  • Mauersteine: Tonziegel hemmen die Übertragung von Schall durch Wände hindurch. Gefüllt sind sie mit Perlit und Mineralwolle.

Für Fenster ist die ertragreichste Methode wieder eine bauliche Massnahme. Der Einbau von Schallschutzfenstern der Schutzklasse 5 oder 6 ist auch relativ kostspielig.

  • Akustikvorhänge: Sie sind leichter nachzurüsten und in transparenter Ausführung erhältlich. Dicke, schwere Gardinen zur Verdunkelung senken den Lärmpegel ebenfalls.
  • Schallschutzfolien: Sie können nach Bedarf zugeschnitten werden und versprechen ebenfalls eine bessere Raumakustik und weniger Luftschall, der zum Körperschall werden kann.

Türen lassen Schall oft gut durch, somit eignen sich ähnliche Akustiklösungen wie für die Wand.

  • Schallschutzplatten: Sie sind besonders vielseitig einsetzbar und flexibel in der Montage, neue Dichtungen an den Türkanten können zusätzlich Besserung bringen.

Körperschall: Ursachen ermitteln und entsprechend handeln

Um das akustische Raumklima zu verbessern hat man viele Möglichkeiten, die sich zum Teil auch nachträglich leicht installieren lassen. Sowohl Wohnräume als auch Büros und öffentliche Gebäude zeichnen sich durch viele schallharte Oberflächen aus, die Luftschall einerseits in den Raum zurückwerfen und andererseits als Körperschall weiterleiten. Um dies zu unterbinden, muss die Quelle des störenden Schalls ermittelt werden, um die sinnvollste Akustiklösung auswählen zu können.

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