Isolierung gegen Geräusche und Erschütterungen. Von Dipl.-Ing. W. Speiser, Berlin-Dahlem. SPEISER, Isolierung gegen Geräusche und Erschütterungen. 1. Rechtliches. Technische Betriebe mannigfacher Art sind unvermeidlich mit Geräuschen und Erschütterungen verbunden, durch die die Nachbarschaft in mehr oder minder erheblichem Maße gestört werden kann. Die bestehenden gesetzlichen Bestimmungen geben dem einzelnen das Recht, sich gegen derartige Störungen zu verwahren, und legen der Polizeibehörde die Pflicht des Einschreitens auf, wenn die Interessen der Allgemeinheit beeinträchtigt werden. Das Einspruchsrecht des einzelnen kann dabei von dem Eigentümer oder Besitzer des Grundstücks ausgeübt werden, auf dem sich die Störungen bemerkbar machen. Nach § 27 der Gewerbeordnung muß die Errichtung oder Verlegung solcher Anlagen, deren Betrieb mit ungewöhnlichem Geräusch verbunden ist, der Ortspolizeibehörde angezeigt werden, die die Entscheidung der höheren Verwaltungsbehörde einzuholen hat, wenn in der Nähe der gewählten Betriebsstätte Kirchen, Schulen oder andere öffentliche Gebäude, Krankenhäuser oder Heilanstalten vorhanden sind, deren bestimmungsmäßige Benutzung durch den Gewerbebetrieb eine erhebliche Störung erleiden würde. Unabhängig davon aber, ob eine Anlage von der Polizeibehörde genehmigt ist, steht dem Eigentümer oder Besitzer eines benachbarten Grundstücks nach § 906 und 907 des B. G. B. das Recht zu, störende Einwirkungen auf sein Grundstück zu verbieten („Immissionsklage“). Freilich bestehen Einschränkungen: Zunächst darf der Eigentümer eines Grundstücks nach § 906 B. G. B. solche Einwirkungen „insoweit nicht verbieten, als die Einwirkung die Benutzung seines Grundstücks nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt oder durch eine Benutzung des anderen Grundstücks herbeigeführt wird, die nach den örtlichen Verhältnissen bei Grundstücken dieser Lage gewöhnlich ist“. Ferner aber bestimmt § 26 der Gewerbeordnung, daß eine Privatklage zur Abwehr benachteiligender Einwirkungen bei einer mit obrigkeitlicher Genehmigung errichteten gewerblichen Anlage niemals auf Einstellung des Gewerbebetriebes, sondern nur auf Herstellung von Einrichtungen gerichtet werden kann, welche die benachteiligende Wirkung ausschließen, oder wo solche Einrichtungen untunlich oder mit einem gehörigen Betriebe des Gewerbes unvereinbar sind, auf Schadloshaltung. Von grundlegender Wichtigkeit bei der Beurteilung der Einwendungen gegen eine störende Beeinflussung eines Grundstücks ist daher die „Wesentlichkeit“ der Beeinträchtigung, die gewöhnlich von Fall zu Fall an Ort und Stelle festgestellt werden muß, wobei einmal die Empfindlichkeit gesunder und auch nervöser Menschen zu Grunde zu legen ist, außerdem aber auch der „Ortsüblichkeit“ Rechnung getragen werden muß. Im übrigen ergeben sich aus den angeführten gesetzlichen Bestimmungen zwei Maßnahmen als wichtig zur Sicherstellung gegen Klageansprüche: einmal die Anmeldung bei der Ortspolizei und zweitens die Anwendung der Isolierungen gegen Geräusche und Erschütterungen, die nach dem heutigen Stande der Technik am besten gegen schädliche Einwirkungen nach außen hin sichern. Solche Isolierungen müssen jedoch von vornherein eingebaut werden; eine nachträgliche Anbringung hat für einen laufenden Prozeß keinen Wert, wenn die Klage zur Zeit ihrer Erhebung begründet war. 2. Physikalisches. Die Übertragung von Geräuschen und Erschütterungen geht meistens Hand in Hand, da gewöhnlich die gleichen Leitmittel als Träger der Übertragung in Betracht kommen. Die Schallschwingungen ebenso wie die Erschütterungsstöße werden durch die Fundamente auf Gebäudeteile (Mauern, Decken, Träger) und den Erdboden übertragen und pflanzen sich hier je nach der Leitfähigkeit des Materials mit verschiedener Geschwindigkeit und verschiedener Intensität fort. Die Schallgeschwindigkeit ist in verschiedenen Stoffen sehr verschieden; als Beispiele seien erwähnt: Luft   332 m/s Kork   430 m/s Blei 1227 bis 1320 m/s Wasser 1435 m/s Buchenholz 3442 m/s Gebr. Ton 3652 m/s Eisen 5015 m/s Alumin 5104 m/s Glas 5991 m/s Die Fortpflanzungseigenschaften des Baugrundes für Erschütterungen sind in hohem Maße vom Wassergehalt des Bodens abhängig. Am günstigsten, d.h. am wenigsten leitend, ist Fels und trockener Kies- und Sandboden; feuchter Sand ist dagegen bereits stoßleitend. Es folgen dann Lehm, Ton, Letten, Moor, Schlamm, blankes Wasser.Die Fabrik für Isolierungen gegen Geräusche und Erschütterungen, Emil Zorn A.-G., Berlin, veranstaltet gegenwärtig seismometrische Vergleichsmessungen über den Einfluß des Baugrundes auf die Erschütterungsübertragung und stellt deren Veröffentlichung in Aussicht. Besondere Einflüsse bringen auch unterirdische Wasseradern; sie sind bisweilen der Grund, weshalb Erschütterungen in größeren Entfernungen, oft mehrere hundert Meter von der Stoßquelle, heftiger zu spüren sind als in der Nähe. Für die Fortleitung von Geräuschen spielt die Luft meistens eine bedeutend geringere Rolle als feste Körper. Sofern Luft nicht in verhältnismäßig kleine Räume mit starren Wandungen eingeschlossen ist, nimmt sie eintretende Luftschwingungen auf und dämpft sie ab. Infolgedessen gibt das aus dem Ursprungsraum in Form von Luftschwingungen durch Spalten und Löcher herausdringende Geräusch meistens weniger Anlaß zu Störungen, als die durch Wände, Decken und andere Gebäudeteile weitergeleiteten Körperschwingungen. 3. Materialfragen. Die Technik der Isolierung gegen Geräusche und Erschütterungen hat nun nach geeigneten Stoffen Umschau zu halten, die sowohl für die Übertragung von Schallschwingungen als auch von Erschütterungsstößen dämpfende Eigenschaften haben. Im allgemeinen werden das Baustoffe von hoher Elastizität sein müssen, die von außen eintretende Schwingungen in sich aufnehmen und abdämpfen. Ein hoher Gehalt an Luft in solchen Stoffen wird aus den oben erwähnten Gründen besonders nützlich sein. Weiterhin aber müssen solche Isolierstoffe auch bestimmte Festigkeitsanforderungen erfüllen und gewissen Beanspruchungen durch Reibung sowie durch chemische Einflüsse, z.B. durch Wasser, Schmieröl, Säuren usw. gewachsen sein. Textabbildung Bd. 341, S. 118 Abb. 1. Schnitt durch Korkholz (stark vergrößert). In vielen Fällen widersprechen diese Forderungen einander, und ein Rohstoff, der auf Grund bestimmter Eigenschaften zu Isolierzwecken besonders geeignet wäre, wird in seiner Verwendung stark dadurch behindert, daß man ihm die anderen Erfordernisse nur unter Herabsetzung der ersten verleihen kann. So verlieren viele Faser- und Webestoffe, die infolge ihrer Elastizität und ihres Luftgehaltes gut für Isolierungen geeignet wären, einen wesentlichen Teil dieser Eigenschaften, wenn sie durch Imprägnierung mit Schutzmitteln oder Tränkung mit Füllstoffen gegen Zerstörung durch Witterungs- und andere Einflüsse geschützt werden. Nun bietet die Natur einen Stoff, der die für eine Schall- und Erschütterungs-Isolierung erforderlichen Eigenschaften in besonders hohem Grade und in günstiger Form hat, das Korkholz. Ein mikroskopisches Bild eines Schnittes durch Natur kork, Abb. 1, zeigt den eigenartigen Aufbau dieses Materials, der sich wesentlich von dem gewöhnlichen Holzes unterscheidet. Das Gefüge des Korks setzt sich zusammen aus kleinen Luftsäckchen A, deren Wandungen aus dem Korkstoff B gebildet werden und den Luftinhalt luft- und wasserdicht umschließen. Dieses vollkommene Einschließen der Luftteilchen gibt dem Material den hohen Grad der Elastizität, der den Kork auszeichnet; diese Elastizität beruht also nicht auf dem Korkstoff selbst, sondern auf der eingeschlossenen Luft. Auch das bekannte Aufquellen von Kork in heißem Wasser erklärt sich dadurch, daß die Luft in den Korkzellen sich ausdehnt, aus den dicht schließenden Umhüllungen aber nicht entweichen kann. Da umgekehrt Wasser nicht in die Korkporen einzudringen vermag, ist Kork gegen Fäulnis durchaus widerstandsfähig; durch einen starken Gehalt an Gerbsäure wird diese Eigenschaft noch unterstützt. Textabbildung Bd. 341, S. 118 Abb. 2. Schema einer Kraftmaschinenisolierung. 4. Technische Ausführung. Die aufgeführten ausgezeichneten Isoliereigenschaften des Korks dürfen nun aber nicht durch ungeeignete Verarbeitung zunichte gemacht werden. Jede Tränkung und Verkittung durch Bindemittel, die hart werden und dadurch die günstigen elastischen Eigenschaften des Korks aufheben, ist falsch und muß vermieden werden. Man muß dabei im Auge halten, daß natürlich, wie es die oben wiedergegebenen physikalischen Grundlagen der Schall- und Erschütterungs-Isolierung ergeben, hier ganz andere Gesichtspunkte in Betracht kommen, als z.B. bei der Wärme-Isolierung, für die Kork ja auch – zum Teil vermöge der gleichen Eigenschaften – vorzüglich geeignet ist. Tränkungen und Verkittungen von unregelmäßigen oder auch regelmäßigen Korkbestandteilen durch Peche usw., die als „Korkstein“ bezeichnet werden, widersprechen der Forderung, daß die natürliche Elastizität des Korks nicht beeinträchtigt werden darf. Textabbildung Bd. 341, S. 118 Abb. 3. Isolierter Kompressor mit Motor. Unter diesen Gesichtspunkten sind die unter dem Namen „Korfund“ (D. R. P.) bekannten IsolierplattenBauart der Emil Zorn A.-G., Berlin. entwickelt worden. Hier wird das Korkholz in seinem natürlichen Aufbau, ohne Füll- und Bindemittel, verwendet, indem nach einem besonderen Verfahren sorgfältig zugepaßte Korkholzstücke in einen umlaufenden, entsprechend verstrebten Eisenrahmen eingesetzt werden. Diese Eisenrahmen können in jedem einzelnen Falle der Fundamentgröße der zu isolierenden Maschine angepaßt werden, so daß die Isolierplatte stets nur die eben erforderliche Größe zu haben braucht. Bis zur Größe von etwa 0,75 m2 werden derartige Isolierplatten aus einem Stück gefertigt (d.h. sie bestehen aus einem Rahmen mit eingepaßten Korkholzstücken), für größere Fundamente werden mehrere Rahmen ohne weitere Verbindung nebeneinander auf das Fundament aufgelegt. Textabbildung Bd. 341, S. 119 Abb. 4. Isoliertes Aufzugfundament. Bei der Belastung durch den aufliegenden Maschinen- oder sonstigen Konstruktionsteil drückt sich das Korkholz elastisch zusammen. Nach Versuchen des Staatlichen Materialprüfungsamtes in Berlin-Dahlem an verschiedenen „Korfund“-Platten betrug die Zusammendrückung: bei einem Flächendruck von 2,5 kg/cm2   1,7–  4,5 v. H. „ „ „ „ 7,4 „ 25,5–26,3 v. H. „ „ „ „ 14,9 „ 45,5–48,7 v. H. Textabbildung Bd. 341, S. 119 Abb. 5. Isoliertes eines Paternosterantriebes im Keller. Diese Zusammendrückung ist im wesentlichen eine elastische Formänderung, da nach Fortnahme des Druckes von 7,4 kg/cm2 die Höhe des Materials wieder auf 95 bis 97 v. H., bei dem Druck von 14,9 kg/cm2 immer noch auf 87 bis 91 v. H. der ursprünglichen Höhe zurückkehrte. Textabbildung Bd. 341, S. 119 Abb. 6. Isolierung einer Aufzugswinde über dem Schacht. Nun ist die Flächenpressung unter Maschinenfundamenten nur in seltenen Ausnahmefällen größer als 1,5 kg/cm2. Für gewöhnliche Zwecke reicht daher das Naturkorkmaterial vollkommen aus, und es hat keinen Zweck, Stoffe zu verwenden, die für die Aufnahme höherer Pressungen etwa durch besondere Vorpressung geeignet gemacht sind. Wenn für derartige Zwecke Baustoffe verwendet werden, die unter hohen Drucken (bisweilen mit 10 bis 300 at) zusammengepreßt sind, so muß das als fehlerhaft bezeichnet werden. Textabbildung Bd. 341, S. 119 Abb. 7. Trägerisolierung. Höhere Flächendrucke ergeben sich bei der Auflage von Mauerteilen, Trägern und Decken, auch bei der seitlichen Abstützung von Maschinenfundamenten gegen Riemenzug und dergl.; auch hier steigen jedoch erfahrungsgemäß die Drucke nicht über 20 kg/cm2. Für solche Zwecke kann auch dem Naturkork eine Vorpressung erteilt werden, der ihn zur Aufnahme solcher Belastungen geeignet macht, auch hier aber sind hartwerdende Bindemittel zu vermeiden. Im Gegensatz zu den „Korfund“-Platten für Maschinenisolierung werden die ähnlich gebauten Platten für höhere Belastung als „Korsil“-Platten bezeichnet. Für die Verwendung in Mauerwerk werden diese „Korsil“-Platten zweckmäßig noch beiderseits mit einem starken Asphaltfilzbelag versehen; durch die dreifach übereinandergelagerten Isolierschichten ergibt sich dabei eine besonders wirksame Brechung der Schallwellen, die doppelte Asphaltschicht bildet überdies eine vorzügliche Feuchtigkeitsisolierung. Textabbildung Bd. 341, S. 119 Abb. 8. Schwingungsdämpfer (Schnitt). Bei allen Schall- und Erschütterungsisolierungen ist es von größter Wichtigkeit, daß nicht etwa durch irgend welche durch die Isolierschicht hindurchtretende Bolzen, Fundamentschrauben u. dergl. Geräusche und Erschütterungen weitergeleitet werden und dadurch der Erfolg der Isolierung hinfällig wird. Auch seitliche Abstützungen isolierter Fundamente usw. gegen das übrige Mauerwerk oder gegen den Erdboden müssen vermieden werden. Im allgemeinen wird daher ein zu isolierendes Maschinenfundament ganz frei auf die Isolierplatte aufgesetzt; die Fundamentanker zur Befestigung der Maschine dürfen nicht durch die Platte hindurchreichen. Das Fundament selbst muß schwer genug sein, um Bewegungen zu vermeiden (Abb. 2). Die seitliche Isolierung geschieht durch den besten Isolierstoff, den wir haben, die Luft, d.h. sofern das Fundament in den Erdboden versenkt ist, wird ein hinreichend weiter Luftspalt ringsherum freigelassen und höchstens oben zur Verhinderung des Hineinfallens von Schmutz und von schallübertragenden Gegenständen leicht abgedeckt. Bei oberirdischen Fundamenten stehen die Sockel frei auf den Isolierplatten (Abb. 3). Textabbildung Bd. 341, S. 120 Abb. 9. Schwingungsdämpfer (Ansicht). Wird infolge Riemenzuges oder sonstiger seitlicher Belastung noch eine seitliche Abstützung erforderlich, so findet auf der belasteten Seite des Fundamentklotzes eine Isolation statt, die je nach den aufzunehmenden Flächendrucken aus mehr oder weniger vorgepreßtem Korkmaterial hergestellt werden kann (Abb. 4). Bei unmittelbar nach oben gerichteten Zugwirkungen auf das Fundament kann zur Verhütung von Vibrationen eine Verzahnung mit Isolierzwischenlagen wie in Abbildung 5 erforderlich werden. Außer der eigentlichen Isolierung des Maschinenfundamentes ist namentlich bei dünnwandigen Hochbauten und bei weitgespannten Eisenbetondecken, die den Schall häufig besonders leiten und verstärken (Resonanz), noch eine weitere Unterbrechung derartiger Leitmöglichkeiten vorteilhaft. Abb. 6 zeigt eine Aufzugswinde im Dachgeschoß über dem Aufzug. Hier ist nicht nur das Fundament A der Aufzugswinde selbst gegen die Decke isoliert, sondern überdies auch noch die Deckenkonstruktion bei C gegen die tragenden Wände. Gerade für Aufzüge sind solche Sicherheitsmaßnahmen besonders wichtig, weil die Führung des Aufzugschachtes durch die ganze Höhe des Gebäudes Schall- und Erschütterungsübertragungen besonders begünstigt, und weil überdies Aufzüge größtenteils in Gebäuden eingebaut werden, in denen Geräusche und Erschütterungen unter allen Umständen störend wirken, wie in Krankenhäusern, Hotels, Bürohäusern, Wohnbauten usw. Der isolierte Einbau von Trägern in Mauerwerk erfordert eine vollständige Ummantelung des Trägerkopfes durch Isolierplatten, wie sie z.B. in Abb. 7 dargestellt ist. Auch bei der Abstützung von isolierten Trägern auf andere Eisenkonstruktionsteile müssen natürlich isolierende Unterlagen verwendet werden, wie aus der gleichen Abbildung zu ersehen. Für bestimmte Zwecke, namentlich für die Aufstellung leichterer, schneilaufender Maschinen mit einzelnen Füßen, baut ebenfalls die Firma Emil Zorn A.-G., Berlin, einen Schwingungsdämpfer (Abb. 8 und 9), der neben der schall- und erschütterungsdämpfenden Eigenschaft des Korks noch eine einstellbare Schraubenfeder benutzt. Der zweiteilige, mit einer Korkeinlage ausgefüllte eiserne Außenkörper t enthält einen Isolierkörper o, auf den sich der Maschinenfuß stützt. Dieser Innenkörper ruht auf einer Schraubenfeder d, deren Spannung durch eine Stellschraube g eingestellt werden kann, ohne daß eine Änderung der Bauhöhe des Schwingungsdämpfers eintritt. Durch ein allmählich fortschreitendes Anziehen der Stellschraube während des Betriebes kann der für die Schwingungsdämpfung günstigste Spannungszustand der Feder eingestellt werden. Eine Anwendung derartiger Schwingungsdämpfer an einer Holzhobelmaschine zeigt Abb. 10. 5. Erfolge der schall- und erschütterungsfreien Aufstellung. Durch eine geeignete und erfolgreiche Isolierung gegen die Übertragung von Geräuschen und Erschütterungen wird in vielen Fällen die Aufstellung von lärm- und erschütterungserzeugenden Maschinen und Einrichtungen in der Nähe von Wohn- und Bürogebäuden, Krankenhäusern usw. oder gar in diesen Gebäuden selbst erst ermöglicht. Bestimmte Gewerbe müssen ihren Betrieb innerhalb engbewohnter Stadt- gegenden durchführen; außer den verschiedenen Betrieben der Lebensmittel-Herstellung und -Verarbeitung, wie Fleischereien, Bäckereien u. dergl. sei nur an die großen Zeitungsdruckereien erinnert, deren Rotationsmaschinen ganz besonderen Lärm hervorrufen und gewaltige Erschütterungen erregen; wenn es trotzdem möglich wird, derartige Maschinen in städtischen Wohnvierteln ohne Belästigung der Nachbarschaft in Betrieb zu halten, so ist das nur der heutigen hohen Entwicklung der Isoliertechnik zu danken. Welche überraschende Wirkung eine sachgemäß durchgeführte Isolierung einer Maschine haben kann, zeigen die Abb. 11 und 12, die Aufnahmen mit einem Geigerschen Vibrograph auf und neben einer isolierten und einer nicht isolierten Maschine wiedergeben. Textabbildung Bd. 341, S. 120 Abb. 10. Mit Schwingungsdämpfern isolierte Hobelmaschine. Textabbildung Bd. 341, S. 120 Abb. 11 und 12. Vibrogramme einer isolierten und einer nicht isolierten Maschine. Auf der Maschine; Neben der Maschine. Der Nutzen der Isolierung gegen Erschütterungen geht aber noch wesentlich weiter, als daß nur Störungen der Umgebung vermieden werden. Die Abdämpfung der Eigenschwingungen der Maschine durch die elastische Unterlage bedingt einen sehr viel ruhigeren Lauf und eine geringere Beanspruchung der Einzelteile der Maschine selbst, so daß ihre Lebensdauer erheblich günstig beeinflußt werden wird. Das gleiche gilt in vielleicht noch höherem Maße von den Bauteilen, wie Fundamenten, Decken, Mauern, Trägern usw., für die auch infolge des Fortfalls der beständigen Erzitterungen mit einer Vergrößerung der Lebensdauer gerechnet werden kann.