Akustikplanung in Schwimmhallen und Wellnessbädern

Schwimmbäder sind Stätten für Sport, Spiel, Spaß und Erholung. Um ein störungsfreies Nebeneinander der verschiedenen Nutzungen zu gewährleisten, müssen auch die raum-akustischen Belange von Anfang an in die Planung integriert werden. Markus Mück schildert die planerischen Herausforderungen am Beispiel von 4a Architekten und ihrem Projekt Wasserwelt Langenhagen und leitet daraus Planungshilfen für Architekten ab.

Als das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart, 2015 eine Studie mit dem Titel „Lauter Sport in leisen Hallen – Akustische Gestaltung von Sport- und Schwimmhallen“ veröffentlichte, lag ein Schwerpunkt der deutschlandweiten Untersuchung auf der Analyse und Bewertung der akustischen Bedingungen in Bestandsschwimmhallen mit einem Durchschnittsalter von 32 Jahren. Über 250 Lehrkräfte beantworteten seinerzeit die Fragen des IBP. Bei der Bewertung der Umgebungsbedingungen in Schwimmhallen gab es ein klares Ergebnis: Am unzufriedensten waren die Befragten mit der dort herrschenden Akustik. Lautstärke, Sprachverständlichkeit und Hörsamkeit sind laut Studie die wichtigsten Beurteilungskriterien für die Akustik in Schwimmhallen. Die Akustik-Einstufung dieser Nutzergruppe war daher vor allem wegen der unmittelbaren Konsequenzen negativ. Die befragten Lehrkräfte beklagen insbesondere

– erhöhte Sprachanstrengung

– schwierigeres Zuhören

– erschwerte Kommunikation

– Konzentrationsbelastung

– gesundheitliche Beeinträchtigung bei langen Präsenzphasen.

Das Lärmempfinden ist größer geworden

4a Architekten GmbH in Stuttgart baut und saniert seit Jahrzehnten Schwimmhallen und Erlebnisbäder verschiedenster Ausprägung in Deutschland und im angrenzenden Ausland. Andreas Ditschuneit, einer der Partner und Geschäftsführer des Büros, kann die Bewertung der Lehrkräfte nachvollziehen: „Wir leben teilweise in einer von Lärm geprägten Umgebung. Das Bedürfnis nach Ruhe ist gewachsen; viele Nutzer von Schwimmbädern wollen sich dort entspannen und ihre Ruhe haben.“

Bei 4a bestätigt man grundsätzlich die Ergebnisse der IBP Studie, die insgesamt einen großen Bedarf sieht an der Verbesserung der Akustik in den Schwimmbädern hierzulande. Andreas Ditschuneit weist aber zugleich auf die Unterschiede nach Art des Schwimmbades hin: Ist es eine Freizeitanlage, Sportstätte oder ein Wellnessbad? Gibt es einen privaten oder öffentlichen Betreiber? Anforderungen und Umsetzung von Akustik-Maßnahmen sind individuell, „jedes Bauvorhaben ist anders“, so die Einschätzung. Als weiteres wichtiges Kriterium ist zu klären, ob der Schwimmbad-Komplex zugleich auch als Versammlungsstätte deklariert ist. In diesem Fall gelten generell höherwertige technische Anforderungen an die Ausführung, beispielsweise an den Brandschutz.

Akustische Rahmenbedingungen

Relevante Norm für die Akustik in Schwimmbädern und Basis aller Planungen ist die DIN 18041 „Hörsamkeit in Räumen – Anforderungen, Empfehlungen und Hinweise für die Planung“. Sie gilt auch für Sport- und Schwimmhallen bis 30 000 m³ Raumvolumen. Die Norm unterscheidet bei den Vorgaben in Raumgruppe A, Hörsamkeit über mittlere und größere Entfernung – hierzu gehören auch Schwimmbäder – und Raumgruppe B, Hörsamkeit über geringe Entfernungen (z. B. Arbeitsstätten, Restaurants).

Der Sollwert der Nachhallzeit Tsoll wird nach DIN 18041:2016-3 bestimmt durch die Nutzungsart (A5) und das Raumvolumen. Bei einer Raumgröße von 4 050 m³ im Bereich Variobecken und einer guten sprachlichen Kommunikation über kurze Entfernungen ergibt sich so eine mittlere Nachhallzeit von 1,71 Sekunden.

Im Frequenzbereich von 250 – 2 000 Hz ist eine Genauigkeit von +/-20 % der Nachhallzeit erstrebenswert. Da die verwendeten Materialien frequenzabhängig unterschiedlich absorbieren und  neben der Decke noch weitere Baustoffe zu berücksichtigen sind, ergeben sich sowohl in der Auslegung als auch beim Endergebnis Abweichungen.

Die insgesamt etwas länger ausfallende Nachhallzeit, insbesondere mittel und hochfrequent, ist zum Großteil den Flatterechos zuzuschreiben, die sich unter den vorhandenen Rahmenbedingungen nur schwer vermeiden lassen.

Je nach gewünschtem raumakustischen Komfort kann die Zuordnung und Auslegung auch in andere Raumgruppen erfolgen. Darüber hinaus sind beim Einsatz von Beschallungsanlagen, verbunden mit einer guten Sprachverständlichkeit von Notrufdurchsagen, weitergehende Anforderungen zu berücksichtigen.

Kein Bad ist wie das andere

Bei 4a Architekten hält man die Vorgaben gemäß DIN 18041 für grundsätzlich ausreichend und in der Praxis bei Neubau wie Sanierung für gut umsetzbar. Andreas Ditschuneit: „Entscheidend sind letzten Endes Art und geplante Nutzung des Bades. Hier geht es eigentlich immer um individuelle Anforderungen.“ 4a hat schon mehrere Bäder aus den 1970er-Jahren saniert. Zum damaligen Zeitpunkt wurden kaum Akustikmaßnahmen berücksichtigt. Aufwand und Erfolg heutiger Optimierungsanstrengungen hängen in diesen Fällen u. a. auch von der Gebäudeform bzw. -geometrie ab. Martin Reimer, der als Geschäftsführer bei 4a die Wasserwelt Langenhagen geplant hat: „Die in späteren Jahren beliebten Kuppelbauten sind unter akustischen Kriterien am schwierigsten. Kuppelbäder lassen sich auch mit heutigen Mitteln akustisch meistens nicht zufriedenstellend lösen.“ Bei allen anderen Bauformen seien aber Verbesserungen der Akustik ohne weiteres machbar.

Akustik so früh wie möglich in die Planung einbeziehen

Im Gegensatz zu früheren Jahrzehnten werden bauliche Maßnahmen zum Schallschutz und zur Raumakustik heute oft schon in der Wettbewerbs-phase gefordert. Vor allem private Betreiber haben in der Regel konkrete Vorstellungen über die akus-tische Gestaltung der Räume. Das deckt sich mit den Erkenntnissen des IBP: „Alle akustischen Belange sind von Anfang an und als angemessene Bestandteile einer integralen und detaillierten Planung und Gestaltung zu beachten. Auf Grund der Wechselwirkungen zu bautechnischen, bauphysikalischen, architektonischen und organisatorischen Anforderungen und Abläufen lässt sich die Akustik als Teil des Ganzen funktional und wirtschaftlich am besten integrieren.“

Forciert wird dieser Prozess nach den Erfahrungen von 4a Architekten u. a. durch die von den meisten Betreibern formulierte Forderung der konsequenten Abtrennung verschiedener Bereiche im Gebäude wie Sportbecken, Freizeit- und Spielbereich, Wasserattraktionen, Umkleide- und Gastronomiezonen. Über die Raumbegrenzungsflächen lassen sich nicht alle unerwünschten Nebenwirkungen von Lärm beheben. In einigen Fällen muss mit baulichen Maßnahmen, Trennungen und Zonierungen gearbeitet werden, um entsprechende Qualitäten zu erreichen. Andreas Ditschuneit: „Unser oberstes Ziel in der Planung ist ein störungsfreies Nebeneinander der unterschiedlichen Nutzungen zu gewährleisten.“ Die akustischen Maßnahmen (wie z. B. Wand und Deckenverkleidungen) werden in der Entwurfsplanung in Abstimmung mit einem Bauphysiker ge-plant. Hierbei steht natürlich die Materialauswahl im Mittelpunkt, inklusive der der Anforderungen an die Unterkonstruktion.

Unterkonstruktion

Neben bauphysikalischen Belangen besteht die Hauptbelastung der Unterkonstruktion in den chemischen Verunreinigungen durch Chlordämpfe bzw. Salz bei Solebecken. Diese erweisen sich deutlich korrosiver als hohe Luftfeuchte bzw. Wasser. Daher ist die Unterkonstruktion samt Verbindungsmitteln entsprechend abzustimmen. Erstaunlicherweise gelingt dies am einfachsten mit Holzquerschnitten, bei denen je nach verwendeter Holzart auch auf chemischen Holzschutz verzichtet werden kann (Gebrauchsklassen nach DIN 68800-1). Aber auch klassische Trockenbauprofile und Zubehör mit entsprechendem Korrosionsschutz der Klasse C5 nach ISO 12944-2 stellen eine Möglichkeit dar. Martin Reimer: „Hierbei ist darauf zu achten, dass bei der Montage und beim ­Ab­sägen der Profile keine offenen Schnittstellen bleiben. Auch erst falsch und dann neu gesetzte Bohrungen sind in diesem Zusammenhang Schwachstellen für Korrosionsbefall. Bei 4a haben wir gute Erfahrungen mit Holz gemacht, bei der Deckengestaltung mit Holzlamellen und/oder Holzwolle-Akustikplatten.“

Pragmatische Lösungen gefragt

Andreas Ditschuneit und Martin Reimer sehen bei den Grundlagen der Akustikplanung und Realisierung in Schwimmbädern keine großen Unterschiede zwischen einem Neubau und einer Sanierung. Einzige Ausnahme ist die Gebäudeform, die bei einer Modernisierung gegeben, im Neubau aber gestaltbar ist. „Wenn wir neu bauen, integrieren wir gern schräg gestellte Fronten und Dachkonstruktionen,“ erläutert Martin Reimer, „das lässt eine bessere Raumakustik zu. Die größten Raumhöhen werden dann für Sprungturm oder Rutschen genutzt. Gerade Schwimmbäder und Thermen in ihrer teils naturnahen Umgebung ermöglichen Spielraum in der Gestaltung von Form und Raum – und den nutzen wir gerne aus. Auf der anderen Seite sind oftmals auch pragmatische Lösungen gefragt.“

Die Decken sind unter Akustik-Gesichtspunkten oft die einzigen Flächen, an denen sich überhaupt akustische Maßnahmen durchführen lassen. „Für uns sind die Decken aber immer auch Gestaltungselemente, wir versuchen hier stets einen Kompromiss zu finden“, so Andreas Ditschuneit. Wichtig ist in Bestandsbädern wie bei Neubauten die Sprachverständlichkeit. Sie muss über alle unterschiedlichen Bereiche der Anlage gegeben sein, damit organisatorische oder Gefahrendurchsagen auch bei den Badenden ankommen.

Sehr viel Sorgfalt verwenden die Planer auch auf die Platzierung der Wasserattraktionen: „Sie sind eine der größten Lärmquellen im Gebäude und deshalb möglichst intelligent zu positionieren. Wir haben hier häufig die Problematik hoher Fliesenanteile an den Wänden, die unter Akustikgesichtspunkten natürlich kritisch sind“, so Martin Reimer. Wenn wie in der Wasserwelt Langenhagen spezielle Akustikdecken mit Holzwolleplatten ausgeführt werden, kann es ein akustisch wirksames Stilmittel sein, die Decken noch in gewissem Umfang – maximal bis zu einem Drittel – in die oberen Bereiche der Wände weiterzuführen. Über die gesamte Anlage hinweg wächst so der Anteil schallabsorbierender Flächen, ohne dass Transparenz und Lichteinfall beeinträchtigt werden.

Wasserwelt Langenhagen – Design trifft Akustik

Das Sport- und Freizeitbad Wasserwelt Langenhagen bei Hannover bietet Badespaß auf 18 845 m². Das Angebot umfasst acht Wasserbecken im Innen- und Außenbereich, eine fast 100 m lange Rutsche und über 500 m² Saunalandschaft sowie eine Gastronomie. Formal spiegelt der Baukörper in erster Linie funktionale Kriterien, wirkt außen wie innen strukturiert und klar. Die Bereiche für Sport und Freizeit wurden der Länge nach aneinandergereiht, der Wellnessbereich dockt im rechten Winkel an.
Glaswände zur akustischen Trennung
Das Bad ist entsprechend den Funktionen Sport, Freizeit und Sauna in drei Bereiche gegliedert. Ein Sanitär- und Umkleideriegel verbindet die Badehalle mit Sport- und Freizeitbereich und die Sauna miteinander. Diese Struktur ermöglicht den Parallelbetrieb zwischen Schulen bzw. Vereinen und Öffentlichkeit und die separate Nutzung des Saunabereichs. Während sich das Dach der großräumigen, langgestreckten Badehalle nach oben aufweitet und im erhöhten Sprungbereich faltet, wurden der Umkleidetrakt und die Sauna mit einer geringeren Deckenhöhe realisiert. Für die akustische Trennung in der weitläufigen Badehalle sorgen raumhohe Glastrennwände zwischen dem Sport- und Sprungbereich sowie zwischen dem Sprung- und Erlebnisbereich. So bleiben Transparenz und Blickbeziehungen im Schwimmbereich durchgängig erhalten.
Das unterschiedliche Badeangebot der Wasserwelt spiegelt sich in der architektonischen Gestaltung: Während der Trainingsbereich mit Sport-, Vario- und separatem Springerbecken ruhig und klar wirkt, zeigt sich der Freizeitbereich vielgestaltiger und ist mit seinen zahlreichen Wasserattraktionen auf das Erlebnis ausgerichtet. Die dezente Gestaltung des Sauna- und Spa-Bereichs hinsichtlich Raumkomposition sowie Farb- und Materialwahl stimmt auf Ruhe und Erholung ein.
Farbig gestaltete Akustik-Decken
Viel Licht und Transparenz, robuste und natürliche Materialien, die dauerhaft und pflegeleicht sind, sowie starke farbliche Kontraste sorgen für ein freundliches Ambiente im Bad. Neben Sichtbeton, Stahl und Glas prägen keramische Fliesen bei Böden, Becken und teils an den Wänden sowie Mosaikfliesen den Innenraum. Besondere Akzente setzen die farbig gestalteten Decken aus Holzwolle-Akustikplatten in der weitläufigen Badehalle. Als Unterkonstruktion dienen beschichtete Stahlprofile (C5). Die Holzwolle-Akustikplatten sorgen zum einen für gute Hörsamkeit und Sprachverständlichkeit im Bad, zum anderen bietet das breite Farbspektrum des Materials großen gestalterischen Spielraum. Die changierende Farbgebung der Decken – von Blautönen für den Sportbereich über Blau- und Grüntöne für den Sprungbereich bis hin zu warmen Gelb- und Orangetönen für den Freizeitbereich – verleihen der Badehalle unterschiedliche Atmosphären und zonieren diese Bereiche. Im Sauna- und Umkleidebereich schaffen Holzlamellenelemente an der Decke, Sichtbetonwände und Wandverkleidung aus Holz in Kombination mit Mosaikfliesen und reduzierten Farbelementen eine behagliche Wohlfühlatmosphäre.

Baudaten

Objekt: Wasserwelt Langenhagen
Standort: Theodor-Heuss-Straße 60, 30853 Langenhagen
Bauherr: Stadt Langenhagen
Architekt: 4a Architekten GmbH, Stuttgart/Moskau, www.4a-architekten.de
Bauleitung: Franz Stinner, Freier Architekt, Stockach,
Projektsteuerer: CONSTRATA Ingenieur-Gesellschaft mbH, Bielefeld, www.constrata.de
Tragwerksplanung: martens+puller Ingenieurgesellschaft mbH, Braunschweig, www.martens-puller.de
Bauphysik: graner + Partner Ingenieure, Bergisch Gladbach,
Brandschutz: Brandschutzbüro Eger, Erkelenz, www.brandschutz-eger.de
Bauzeit: 03.2015 – 10.2017

Planungshilfe für Architekten

Die Grundüberlegung der raumakustischen Gestaltung in Schwimmhallen beschäftigt sich nicht nur mit der Auswahl geeigneter Materialien, sondern versteht sich vielmehr als Definition des Anforderungsprofils:
Nutzungsart (Hauptnutzung): reiner Sportbetrieb (Raumgruppe A5), Räume zum längerfristigen Verweilen (B3) bis hin zum Bedarf an Lärmminderung und Raumkomfort (B5)
Beschallungsanlagen: Weiterführende Anforderungen an gute Sprachverständlichkeit für Notfalldurchsagen
Zonierung: Planung und evtl. räumliche Trennung gegensätzlicher Bereiche (Ruhezone neben Aktivbecken/Wasserattraktionen/Kinderbecken)
Notwendige absorbierende Flächen – überschlägige Ermittlung: Für das Fallbeispiel Wasserwelt Langenhagen ergeben sich für den Bereich Variobecken/Sprungturm mit ca. 4 000 m³ Raumvolumen und der Zuordnung in Raumgruppe A5 (Sport) eine Nachhallzeit TSoll,A5=(0,75lg*V−1,00) von ca. 1,70 s, die sich einstellt, wenn im Raum 383 m² Absorptionsfläche („Wirkungsgrad“ 1,0 = äquivalente Absorptionsfläche Aäqu) verbaut werden. Bei der konkreten Material- und Systemauswahl ist zu berücksichtigen, dass diese selten zu 100 % absorbieren. Die tatsächlich notwendige Fläche vergrößert sich entsprechend. Fällt die Wahl wie in diesem Fall auf Holzwolle-Akustikplatten vom Typ HERADESIGN® superfine in 25 mm Plattendicke und einer Aufbauhöhe von insgesamt 200 mm, so ergibt sich ein Absorptionsverhalten bei 250 Hz von αp = 0,65. Die erforderliche Fläche beträgt also statt 380 m² stolze 590 m². Allein aus dieser einfachen Abschätzung lässt sich erkennen, dass eine wirkungsvolle Akustikmaßnahme nicht mit einigen kleinen Teilflächen zu erreichen ist. (vgl. Tab. 02)
Ergänzung – diffuses Schallfeld: Vermeidung von Flatterechos, ein gerne unterschätzter Nebeneffekt einseitig verteilter Absorptionsflächen.
Die Diskussion über geringe Unterschiede des Schallabsorptionsgrads (z. B. 0,85 oder 0,90) verliert schnell an Bedeutung, wenn durch die eigentlich gut gemeinte absorbierende Decke der Geräuschpegel zwar gedämpft, aber störende Nebeneffekte wie Flatterechos (bevorzugt zwischen schallharten, parallelen Flächen wie z. B. gegen-überliegende Wände) zum Vorschein treten und das Gesamtergebnis deutlich negativ beeinflussen.
DIN 18041 beziffert den Belegungsgrad verteilt auf die drei Raumdimensionen (x) – (y) – (z) als kleiner Faktor 3. In Zahlen ausgedrückt hieße das: 90 m² an der Decke (z) erfordern an den Wänden (x) und (y) jeweils 30 m².
Das Thema Raumakustik ist somit immer ganzheitlich zu betrachten und schließt Maßnahmen an den Wänden mit ein. In manchen Fällen ist die Belegung notwendiger Wandflächen aus praktischen Gründen schwierig bis unmöglich, z. B. Glasfassade + geflieste Innenwand. In solchen Fällen ist entweder mit Beeinträchtigungen zu rechnen oder alternativ   schallstreuend/diffus zu gestalten.

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