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Umsetzung neuer Grenzwerte für die Raumakustik in Großraumbüros

Umsetzung neuer Grenzwerte für die Raumakustik in Großraumbüros
Match der Absorber

Die aktuelle „DIN EN ISO 3382-3 Großraumbüros“ definiert neue Grenzwerte für den Ablenkungs- und den Komfortabstand. Diese sollen durch geeignete Maßnahmen eingehalten werden, die auf Messungen fußen. Wie funktioniert das in der Praxis?

Autor Georg Wiesinger

Obwohl unsere Ohren leistungsfähige und feinfühlige Sinnesorgane sind, konzentriert sich die Planung von Büroflächen meist auf die visuell-ästhetische Wirkung. Nachrangig erscheint, wie die Räume klingen oder wie man darin miteinander kommunizieren kann. Zu Unrecht: In vielen Umfragen werden zu wenig Flächen für vertrauliche Gespräche und störender Lärm als die beiden größten Störfaktoren ermittelt.

Neue Grenzwerte für Großraumbüros

Vor diesem Hintergrund lässt sich die im vergangenen April veröffentlichte „DIN EN ISO 3382-3 (04–2022) Großraumbüros“ einordnen. Sie definiert neue Grenzwerte, die sich auf den Ablenkungs- und den Komfortabstand beziehen – und damit auf eine gute Raumakustik in Großraumbüros. Diese Einzahlenkennwerte beschreiben, in welchem Abstand zu einem Sprecher der Schallpegel und die Sprachverständlichkeit so gering sind, dass sie nicht mehr als störend empfunden werden.

Die neuen akustischen Qualitätskriterien für Großraumbüroflächen

  • Ablenkungsabstand rD  5 m
  • Komfortabstand rC  5 m
  • D2,S  8 dB
  • Lp,A,S,4m  48 dB und
  • Lp,A,B  40 dB bis 45 dB

Der Schlüssel zur Einhaltung der neuen Grenzwerte liegt in der Reduktion der Nachhallzeit – durch den gezielten Einsatz breitbandig wirksamer Absorber. Sie verringern den Schallpegel im Raum und störende Reflexe beziehungsweise ein „Dröhnen“ des Raums. Dazu muss man wissen, dass Vokale und Konsonanten unterschiedlich hörbar sind. Die relativ tiefen und lauten Frequenzen entsprechen den lauten Anteilen der menschlichen Stimme, den Vokalen. Dagegen ist die leise und hochfrequente Aussprache der Konsonanten wichtig für die Silbenerkennung und Artikulation. Werden also die lauten Vokale absorbiert, treten die leisen Konsonanten hervor. Dann kann man leise und trotzdem gut verständlich sprechen.

Was bedeutet das für Innenarchitekten?

Ebenfalls wichtig zu wissen: Aufgrund seines Volumens und seiner Geometrie klingt jeder Raum anders. Das bedingt sich vor allem dadurch, wie die reflektierenden Oberflächen und die Abstände zwischen den Oberflächen, Kanten und Raumecken ausgebildet sind, denn innerhalb dieser geometrischen Abstände können stehende Wellen entstehen. In einem kleinen Raum kommt hinzu, dass die reflektierenden Oberflächen, Kanten und Ecken auch innerhalb einer kurzen Entfernung sofort zurückstrahlen. Mit wachsendem Abstand nimmt die Schallenergie der Luftteilchenschwingung ab. In den meisten Räumen stellen die lauten, tieferen Frequenzen die größere Herausforderung dar. Sie erzeugen das Dröhnen, bei dem sich der Schall aufschaukelt und eine lange Nachhallzeit bewirkt.

Was bedeutet das für Innenarchitekten, wenn sie akustische Maßnahmen auswählen und die neuen Grenzwerte einhalten wollen? Sie sollten beispielsweise wissen, dass immer mehr Möbelhersteller solche Produkte anbieten, doch viele aufgrund ihrer Bauweise und den eingesetzten Wirkprinzipien in den maßgeblichen tieferen Frequenzen keine Effekte erzielen.

Die „DIN EN ISO 3382-3 Großraumbüros“ definiert neue Grenzwerte für den Ablenkungs- und Komfortabstand. Wie funktioniert das in der Praxis? md102022_MEI-Wiesinger_Beiersdorf-A.jpg
Neue Grenzwerte erreichen mit Hilfe von Akustikdeckensegeln, Akustikauflagenvlies, bedruckte Breitbandabsorber, Tieftonakustiksäulen, Stellwände und Tischaufsätze. Foto: Marc Gilgen

Tiefe Frequenzen verringern

Deshalb sollten die Planer darauf achten, dass die Produkte bereits bei 125 Hz einen Absorptionsgrad von etwa 0,4 besitzen, damit auch die Anforderungen der geltenden Normen, namentlich die DIN 18041 und die ASR 3.7, erfüllt werden. Denn diese fordern bereits die Einhaltung von Grenzwerten ab 125 oder 250 Hz. Als die größte Herausforderung, aber auch der Schlüssel für eine leisere und gut verständliche Sprache gilt die Absorption des Spektrums zwischen 125 oder 250 Hz.

Was heißt das für die Praxis? Setzt man ausschließlich nur wenige Zentimeter dicke, poröse Absorber ein, so können diese die kritischen, tieferen Frequenzen nicht herabsetzen. Zudem wirken die meisten absorbierenden Materialien wie Akustikplatten, Teppiche, Stellwände, Vorhänge und Tischaufsätze erst ab 1 000 Hz. Somit eignen sie sich nicht für die lauten, tieferen Frequenzen, die sich aufschaukelnden Raummodi und die lauten Vokale der menschlichen Stimme. Nur breitbandige Absorber wie Akustikdecken, Deckensegel, dickere Akustikbilder und -säulen sowie akustisch wirksame Möbelfronten und Wandabsorberkassetten vermindern die Nachhallzeit auch in tieferen Frequenzen. Das gilt ebenso für breitbandig absorbierende Stellwände für Besprechungsinseln in der Mittelzone.

Nachhallzeit reduzieren

Die Planer sollten in der Folge darauf achten, zuerst die Nachhallzeit durch geeignete, möglichst breitbandig wirksame Absorber zu reduzieren und erst dann durch gezielte Absorption oder Schallschirmung der Sprecher die Ausbreitung des Schalls im Raum zu begrenzen.

Das wirkt sich nicht nur auf die Kommunikation, Sprachverständlichkeit, Konzentrations- und Leistungsfähigkeit aus, sondern ebenso auf die Gesundheit der Mitarbeiter. Vielfach belegen Untersuchungen, dass auch relativ leiser Lärm und kontinuierliche akustische Störungen auf lange Sicht betrachtet krank machen. Bereits „geringe“ Lärmpegel unter 80 dB können Störungen und die Ausschüttung von Stresshormonen auslösen. In der Folge können physische und psychischen Erkrankungen entstehen. Das wiederum erklärt, warum in der neuen ISO EN DIN 3382 – 3 (04-2022) nicht neue Grenzwerte, sondern auch neue Messwerte empfohlen werden.

Messung des Pegelabfalls

Für die messtechnischen Untersuchungen benötigt man einen omnidirektionalen, also in alle Richtungen abstrahlenden, kalibrierfähigen Lautsprecher, zum Beispiel einen zwölfseitigen Dodekaeder. Er wird auf die Sprecherposition ausgerichtet, simuliert die Lautstärke eines Sprechers mit rund 62 dB und sendet ein gut zu messendes Signal aus. An den gewünschten anderen Sitzpositionen im Raum lässt sich dann entlang eines Messpfads der Pegelabfall messen. Stellt man an den Messpositionen nur noch einen Wert von 45 dB oder weniger fest, so kann man diese Störung als noch angenehm bezeichnen. Die Entfernung zum Lautsprecher (OSS) stellt auch den Komfortabstand dar.

In einem Großraumbüro mit einer normalen Nachhallzeit sind die Pegelverringerungen über Entfernungsverdopplung mit D2,S=4 dB relativ gering, da es viele verstärkende Reflexe an Wänden, Decke, Boden, Kanten und Ecken gibt. Daher müsste eine Person in einem Großraumbüro mit durchschnittlicher Raumakustik etwa 16 m entfernt vom Sprecher sitzen, um diesen nur noch mit einem Schallpegel von 46 dB zu hören. Durch eine stärkere Absorption im Nahfeld der Schallquellen, etwa durch Deckensegel über den Sitzpositionen und Schallschirmen, die die Schallausbreitung verwirbeln, lässt sich diese so vermindern, dass die in der neuen Norm geforderten 45 dB über kurze Distanzen von unter 5 m realisierbar sind. Dabei wird der sogenannte Komfortabstand in Metern gemessen.

Das gilt ebenso für den zweiten neuen Einzahlenwert, den Ablenkungsabstand, rD [m]. In diesem sinkt der Messwert für die Sprachverständlichkeit STI (Speech Transmission Index) unter 0,5. Das gesprochene Wort ist also kaum zu verstehen. Diese Messung erfordert laut DIN 3382-3 einen kompletten männlichen STI, wobei sowohl die räumliche Abschwächung als auch der Fremdgeräuschpegel berücksichtigt werden. Überdies ist der STI als Funktion des linearen Abstands zum Lautsprecher in einem Diagramm aufzutragen. In der Theorie klingt diese Art der Messung sinnvoll. In der Praxis ist sie schwer umsetzbar, denn die Messung eines kompletten STI benötigt eine Technik mit enormer Rechnerleistung, die bisher kaum verfügbar ist.

Die „DIN EN ISO 3382-3 Großraumbüros“ definiert neue Grenzwerte für den Ablenkungs- und Komfortabstand. Wie funktioniert das in der Praxis? md102022_MEI-Wiesinger_Beiersdorf-B.jpg
Projektraum mit Akustikbildern im Baseler Beiersdorf-Gebäude. Foto: Marc Gilgen

Hoher Aufwand bei Messungen

So fragt sich, ob eine Viertelstunde pro Messposition und mehrere Messpfade sowie eine aufwendige Auswertung der Ergebnisse – überhaupt von Bauherren akzeptiert werden. Dagegen dauert eine indikative STIMessung mit einem sprachähnlichen STIPA-Signal durch eine handelsübliche Technik nur 15 s je Messung. Sie dient als Indikator für die Einstellung der Schallschirme und die gezielte Anordnung der Absorberflächen. Allerdings entspricht dieses Verfahren nicht der Forderung aus der aktuellen DIN 3382-3.

Dass es pragmatischer, aber mit mehr Nachdruck zugehen kann, beweist die Herangehensweise in der Schweiz. Unser Nachbarland hat in der „Wegleitung zur Verordnung 3 zum Arbeitsgesetz 2. Kapitel: Besondere Anforderungen des Gesundheitsschutzes 2. Abschnitt: in Art. 22 Lärm und Vibrationen“ viele uns hierzulande bekannte Berechnungsmethoden übernommen. Das betrifft etwa die DIN 18041 und die VDI 2569. In Art. 22 sind diese nachvollziehbar beschrieben und die in der Schweiz geltenden Anforderungen zusammengefasst.

Was das in der Praxis bedeutet, sei am Beispiel des Baseler Gebäudes der Beiersdorf AG erläutert. Im Kanton Basel muss man dem zuständigen Bauinspektor vor dem Bezug einer Mietfläche ein Möblierungs- und Nutzungskonzept mitsamt raumakustischer Berechnungen vorlegen und das Berechnungsmodell vorstellen. Ohne die Zustimmung des Bauinspektors darf man die Mietfläche nicht beziehen. Er kontrolliert auch die ausgebaute Fläche und untersucht gegebenenfalls durch Messungen, ob Maßnahmen umgesetzt wurden.

Absorber im Gesamtkonzept

Für die Büroflächen bedeutete das: Wegen der vielen Einschränkungen durch die Architektur und die einzuhaltenden gestalterischen Grundsätze galt es, zunächst Absorberflächen zu finden und danach in das Gesamtkonzept zu integrieren. Deshalb sind die Deckensegel und Wandabsorber in Schwarz oder Anthrazitfarben gehalten. Darüber hinaus wurde eine speziell entwickelte schwarze Akustikpolyesterfaserwatte in die vorhandenen Auflageflächen des Deckengrids eingelegt. Die Wandabsorberoberflächen wurden mit einem Wandmosaik oder mit Produktfotos des Unternehmens bedruckt. Das sind unterm Strich zurückhaltende Maßnahmen, die die Raumakustik jedoch maßgeblich verbessern helfen.

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