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doi:10.17147/asu-1-391887
Room acoustic planning of open-plan offices in accordance with ASR A3.7
Room acoustic verification for office use is generally carried out in accordance with the recommendations of DIN 18041. The introduction of the workplace regulation ASR A3.7 “Noise” in 2018 formulated additional requirements that can affect the dimensioning of room acoustics measures. This article summarizes practical experience in the acoustic planning of open-plan offices and examines the extent to which the target values described in ASR A3.7 are in line with the protection goals of occupational health and safety.
Kernaussagen
Raumakustische Planung von Großraumbüros gemäß ASR A3.7
Die raumakustische Nachweisführung für Büronutzungen erfolgt in der Regel nach den Empfehlungen der DIN 18041. Mit der Einführung der Arbeitsstättenregel ASR A3.7 „Lärm“ im Jahr 2018 werden zusätzliche Anforderungen formuliert, die sich auf die Dimensionierung raumakustischer Maßnahmen auswirken können. Der vorliegende Beitrag fasst praktische Erfahrungen bei der raumakustischen Planung von Großraumbüros zusammen und geht der Frage nach, inwieweit die in der ASR A3.7 beschriebenen Zielkennwerte im Sinne der Schutzziele des Arbeitsschutzes stehen.
Grundlagen
Raumakustik von Büronutzungen
Die grundsätzliche Herausforderung nach einer „guten“ Raumakustik lässt sich nur im nutzungsspezifischen Kontext zufriedenstellend beantworten. Während in Konzertsälen oder Unterrichtsräumen trotz unterschiedlicher Schalldarbietungen das Ziel raumakustischer Betrachtungen jeweils eine im Raum ortsunabhängige angemessene Hörsamkeit ist, liegt der akustische Schwerpunkt bei Büronutzungen primär in der Begrenzung der Geräuschbelastung.
Raumakustische Maßnahmen für Büroräume zielen darauf ab, eine Arbeitsumgebung zu schaffen, in der die kognitive Leistungsfähigkeit gefördert, die psychophysiologische Belastung infolge Lärm vermieden und gleichzeitig eine Kommunikation über kurze Distanzen ermöglicht wird. Eine Übertragung von Schallereignissen über größere Entfernungen ist hingegen unerwünscht. Dieses Anforderungsprofil kann üblicherweise durch schallabsorbierende und -schirmende Maßnahmen erfüllt werden, gestaltet sich jedoch vor dem Hintergrund der Entwicklung großer offener und multifunktionaler Raumstrukturen mit unterschiedlichsten Kommunikationszonen zunehmend komplexer.
Schutzziele des Arbeitsschutzes
Die vorstehend formulierte Aufgabenstellung für die raumakustische Fachplanung wird aus Sicht des Arbeitsschutzes zunächst in § 4 Pkt. 1 des Arbeitsschutzgesetzes (ArbSchG) beschrieben: „Die Arbeit [ist] so zu gestalten, daß eine Gefährdung für […] die physische und psychische Gesundheit möglichst vermieden und die verbleibende Gefährdung möglichst geringgehalten wird“.
Die Arbeitsstättenverordnung (Arb StättV), die ihre Ermächtigungsgrundlage in § 18 des ArbSchG hat, greift diesen Sachverhalt in § 3a (1) sinngemäß auf und konkretisiert in Anhang 3.7: „Der Schalldruckpegel am Arbeitsplatz in Arbeitsräumen ist in Abhängigkeit von der Nutzung und den zu verrichtenden Tätigkeiten so weit zu reduzieren, dass keine Beeinträchtigungen der Gesundheit der Beschäftigten entstehen.“
ASR A3.7 „Lärm“
Ein Hilfsmittel zur praktischen Umsetzung der übergeordneten ArbStättV stellen die Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR) dar. Bei der Anwendung dieser Arbeitsstättenregeln besteht ein Vermutungsprinzip, das heißt, bei Umsetzung kann davon ausgegangen werden, dass die entsprechenden Schutzziele erfüllt werden. Abweichungen von den Vorgaben der Arbeitsstättenregeln sind möglich, sofern durch alternative Ansätze ein gleichwertiges Schutzniveau gewährleistet wird. Um der Anforderung der ArbStättV nach einer nutzungsspezifischen Senkung der Schalldruckpegel gerecht zu werden, wurde im Jahr 2018 die ASR A3.7 „Lärm“ eingeführt. Diese benennt konkrete Zielkennwerte, um die Vorgaben sicherzustellen.
Planung
Zielkennwerte: DIN 18041 vs. ASR A3.7
Für die raumakustische Planung von Büroräumen beschreibt die DIN 18041 „Hörsamkeit in Räumen“ als anerkannte Regel der Technik Empfehlungen für das Verhältnis der Schallabsorptionsfläche A eines Raums zu seinem Volumen V (A/V-Verhältnis). Hinsichtlich des Anforderungsniveaus wird zwischen Ein- und Mehrpersonenbüros unterschieden, wobei für Letztere höhere A/V-Verhältnisse gelten und somit mehr Absorption erforderlich ist. Für detailliertere Betrachtungen von Büroräumen, insbesondere im Hinblick auf Schallausbreitung, verweist die DIN 18041 auf die VDI 2569 „Schallschutz und akustische Gestaltung in Büros“.
Die ASR A3.7 gibt dagegen als wesentliche Planungsgröße für Büroräume Nachhallzeiten vor, die nicht überschritten werden sollen. Neben der Nachhallzeit führt die ASR den Kennwert des Beurteilungspegels ein, der abhängig von der auszuübenden Tätigkeit Grenzwerte für den am Arbeitsplatz zulässigen Dauerschallpegel, das heißt für einen zeitlich gemittelten Pegel an einem für die Nutzung typischen Arbeitstag, festlegt. Aufgrund dieser individuellen Beschaffenheit wäre eine planungsbegleitende Prognose des Beurteilungspegels jedoch sehr komplex und ungenau. Da nur eine messtechnische Bestimmung während der Nutzung aussagekräftig ist, wird diese Kenngröße im Weiteren nicht betrachtet.
Sowohl die DIN 18041 als auch die ASR A3.7 beziehen ihre Anforderungsgröße auf den Hauptfrequenzbereich der Sprache von 250–2000 Hz sowie auf einen unbesetzten Raumzustand, also ohne Berücksichtigung einer Schallabsorption durch Personen.
Umrechnung der Anforderungsgrößen
Der rechnerische Zusammenhang zwischen dem A/V-Verhältnis und der Nachhallzeit T lässt sich vereinfacht mit Hilfe der Sabine‘schen Formel herstellen:
T = 0,163 · V/A
Zum Vergleich mit den Zielkennwerten der ASR fasst ➥ Tabelle 1 informativ die Nachhallzeiten zusammen, die sich aus den Empfehlungen der DIN 18041 für das A/V-Verhältnis durch Umrechnung ergeben. Im Unterschied zur Nachhallzeit der ASR ist das A/V-Verhältnis der DIN von der lichten Raumhöhe abhängig. Daher enthält die Tabelle Wertebereiche für in der Praxis übliche Raumhöhen von 2,50 m bis 4,00 m.
Der direkte Vergleich der Nachhallzeiten zeigt, dass eine DIN-konforme Planung in der Regel für Ein- und Zweipersonenbüros auch die Anforderungen der ASR erfüllt. Bei Großraumbüros hingegen wird deutlich, dass eine Planung gemäß den Empfehlungswerten für das A/V-Verhältnis der DIN die Nachhallzeit der ASR von T = 0,6 s nicht einhält. Die Differenz zwischen den Anforderungen der DIN und der ASR wird mit zunehmend lichter Raumhöhe größer.
Rahmenbedingungen für die Raumakustik von Büros
Beim Neubau von Bürogebäuden hält die Entwicklung an, Fassaden mit hohen Verglasungsanteilen zu planen. Die Folge sind hohe solare Einträge, die trotz Sonnenschutzmaßnahmen häufig eine Kühlung der Büroflächen erforderlich machen. In der Regel wird der Kühlbedarf aktiv über Kühldecken beziehungsweise -segel oder passiv über eine Betonkernaktivierung gedeckt. In beiden Szenarien geht dies mit einer Einschränkung hinsichtlich der Verortung von raumakustischen Maßnahmen an der Decke – als in dieser Hinsicht wichtigste Raumumfassungsfläche – einher.
Der Wunsch nach flexibler Grundrissgestaltung und das Bestreben nach offenen und transparenten Raumstrukturen stellen aus Sicht der raumakustischen Fachplanung weitere Herausforderungen dar. Die Anordnung vollflächiger Deckensysteme, die einen hohen Beitrag zur Raumbedämpfung leisten können, oder auch die Umsetzung raumakustisch sinnvoller Zonierungskonzepte erfordern daher bei der Planung von Großraumbüros nicht selten Zugeständnisse seitens Architektur und Bauherrschaft.
Beispiel für ein Muster-Großraumbüro
Die Auswirkungen der Nachhallzeitanforderung gemäß ASR A3.7 auf die Dimensionierung von raumakustischen Maßnahmen werden anhand von drei unterschiedlichen Deckensystemen aufgezeigt: 1. Kühldeckensegel mit Akustikauflage, 2. gelochte Gipskartondecke und 3. akustisch wirksame Rasterdecke. Für die geschlossenen Deckenmaßnahmen wird ein Belegungsgrad der Decke von 75 % angesetzt, der technische Einbauten und Randfriese berücksichtigt. Für die Variante Kühldeckensegel liegen übliche Belegungsgrade bei ca. 30–50 %. Die Deckensysteme sollen einen Abstand von von etwa 200 mm zu Rohdecke erhalten.
Die Betrachtungen werden für ein Muster-Großraumbüro mit einer Nettogrundfläche von 400 m² und einer lichten Raumhöhe von 3,00 m durchgeführt. Die offene Raumstruktur grenzt an zwei vollverglaste Fassaden und ist zu anderen Nutzungen mit Trockenbauwänden abgetrennt. Als Bodenbelag wird ein Teppich angesetzt, der überwiegend in den mittleren und hohen Frequenzen zu einer Schallabsorption beiträgt.
Ergebnisse
Für das konstruierte Muster-Großraumbüro mit einer lichten Raumhöhe von 3,00 m wird nach DIN 18041 ein A/V-Verhältnis von 0,23 empfohlen. Als informativer Richtwert ergibt sich daraus eine maximale Nachhallzeit von umgerechnet ca. 0,71 s.
➥ Tabelle 2 veranschaulicht, dass über den DIN-Nachweis hinaus rechnerisch eine zusätzliche äquivalente Schallabsorptionsfläche von ungefähr 50 m² erforderlich ist, um die in der ASR A3.7 geforderte Nachhallzeit von T = 0,6 einzuhalten. Bei einer höheren lichten Raumhöhe von bis zu 4,00 m sind für die einzelnen Varianten sogar ca. 120 m² an zusätzlicher Schallabsorptionsfläche erforderlich. Je nach geplanter Deckenmaßnahme bedeutet dies Zuschläge von bis zu 100 %.
Die nach dem statistischen Verfahren durchgeführte Beispielrechnung zeigt, dass im Vergleich zur DIN 18041 die Anwendung der ASR A3.7 zu signifikant höheren erforderlichen schallabsorbierenden Flächen führt.
Raumakustische Gestaltung
Die sich nach ASR A3.7 ergebende zusätzliche Absorberfläche kann, wie der Planungsalltag zeigt, oft nur in geringem Umfang an den zumeist vollverglasten Umfassungsflächen angeordnet werden. Praktikable Lösungen zeigen sich dagegen zum einen in der akustischen Aktivierung der Büromöblierung. So können beispielsweise Schränke mit akustisch wirksamen Oberflächen oder auch spezielle hochabsorbierende Sitzmöbel einen Beitrag zur Erreichung der geforderten geringen Nachhallzeit leisten. Ebenso sollte schallschirmende Elemente wie Tischaufsätze oder Stellwände sinnvollerweise auch schallabsorbierend ausgebildet werden.
Schallausbreitung
Wie eingangs erläutert, haben sowohl der Schalldruckpegel als auch die Sprachverständlichkeit einen wesentlichen Einfluss bei der Beurteilung der raumakustischen Zufriedenheit in Großraumbüros. Die DIN 18041 verweist aus diesem Grund auf die VDI 2569, in der weitere Kenngrößen zur Beurteilung der Schalldruckpegelabnahme in Mehrpersonenbüros definiert und Hinweise zur Reduzierung der Sprachverständlichkeit über größere Entfernungen gegeben werden. Aus den erweiterten Nachweisen gemäß VDI 2569 ergeben sich schirmende Maßnahmen, die gezielt die Schallübertragung zwischen den Arbeitsplätzen reduzieren.
Ebenso legt die internationale ISO 22955 „Akustische Qualität von offenen Büroräumlichkeiten“ den Schwerpunkt auf die Schalldruckpegelabnahme. Sie richtet sich insbesondere an die Anforderungen multifunktionaler Großraumbüros, in denen innerhalb eines Raumverbunds in kommunikativer Hinsicht konträre Tätigkeiten, wie konzentriertes oder kollaboratives Arbeiten sowie informelle Besprechungssituationen, parallel stattfinden.
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Diskussion
Insbesondere für die Nutzung von Großraumbüros zeigt sich das raumakustische Planungsdilemma, dass Vorgaben zur Raumbedämpfung beziehungsweise Nachhallzeitverkürzung zwar den Schalldruckpegel senken, jedoch die über größere Entfernungen störend wirkende Sprachverständlichkeit erhöhen können. Das raumakustische Ziel, konzentriertes Arbeiten sowie kommunikativen Austausch über kurze Entfernungen zu ermöglichen, lässt sich ohne zusätzliche schirmende Maßnahmen nur eingeschränkt erreichen.
Eine Pegelminderung des Schalldrucks, wie sie in der ArbStättV gefordert und in der ASR A3.7 entsprechend über Nachhallzeitanforderungen und maximale Beurteilungspegel umgesetzt wird, kann den Anforderungen moderner Arbeitsweltkonzepte allein nicht gerecht werden. Die Thematik der Schallausbreitung wird in der ASR aktuell nur unzureichend behandelt; mögliche Kenngrößen oder Nachweisverfahren, wie sie für Großraumbüros in der VDI 2569 bereitgestellt werden, sind nicht benannt.
Vielmehr kann eine zu kurze Nachhallzeit die Problematik einer erhöhten Sprachverständlichkeit weiter verschärfen. Vor diesem Hintergrund ist der bauliche Mehraufwand, infolge der gegenüber des normativen Nachweises zusätzlich erforderlichen Schallabsorption (siehe exemplarisches Berechnungsbeispiel), kritisch zu hinterfragen. Es wird zur Diskussion gestellt, ob der Grundsatz des Arbeitsschutzes zur Minimierung gesundheitlicher Beeinträchtigungen am Arbeitsplatz zukünftig in der Arbeitsstättenregel für die Nutzung von Großraumbüros stärker in Bezug auf die Themen Schallausbreitung und Sprachverständlichkeit berücksichtigt werden sollte.
Interessenkonflikt: Der Autor ist Mitarbeiter der KREBS+KIEFER Beratende Ingenieure GmbH.
Literatur
DIN 18041-2016-03: Hörsamkeit in Räumen – Anforderungen, Empfehlungen und Hinweise zur Planung. Berlin: Beuth Verlag, 2016.
DIN EN ISO 11654:1997-07: Akustik – Schallabsorber für die Anwendung in Gebäuden – Bewertung der Schallabsorption (ISO 11654:1997); Deutsche Fassung EN ISO 11654:1997. Berlin: Beuth Verlag, 1997.
DIN EN ISO 3382-3:2022-04: Akustik – Messung von Parametern der Raumakustik – Teil 3: Großraumbüros [ISO 3382-3:2022); Deutsche Fassung EN ISO 3382-3:2022. Berlin: Beuth Verlag, 2022.
ISO 22955:2021-05: Akustik – Akustische Qualität von offenen Büroräumlichkeiten. Genf: ISO, 2021.
VDI 2569-2019-10: Schallschutz und akustische Gestaltung in Büros. Düsseldorf: VDI, 2019.
VDI 3755:2015-01: Schalldämmung und Schallabsorption abgehängter Unterdecken. Düsseldorf: VDI, 2015
Online-Quellen
Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) vom 7. August 1996 (BGBI. I S. 1246), zuletzt geändert durch Artikel 2 des Gesetzes vom 31. Mai 2023 (BGBI. 2023 I Nr. 140).
https://www.gesetze-im-internet.de/arbschg/BJNR124610996.html
Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) vom 12. August 2004 (BGBI. I S. 2179), zuletzt geändert durch Artikel 10 G der Verordnung vom 27. März 2024 (BGBI. I Nr. 109).
https://www.gesetze-im-internet.de/arbst_ttv_2004/BJNR217910004.html
Technische Regeln für Arbeitsstätten ASR A3.7 „Lärm“. Ausgabe März 2021 (GMBU 2021, S. 543).
https://www.baua.de/DE/Angebote/Regelwerk/ASR/ASR-A3-7
Info
Nachhallzeit und Co.
Die für eine angemessene Raumakustik in Großraumbüros relevanten Kenngrößen umfassen die Nachhallzeit, den Schalldruckpegel und die Sprachverständlichkeit, welche vereinfacht wie folgt beschrieben werden können:
Info
Konflikt zwischen den Kenngrößen
Für Nutzungen wie Großraumbüros lässt sich vereinfacht festhalten, dass eine kurze Nachhallzeit den Grundgeräuschpegel vorteilhaft reduzieren, gleichzeitig jedoch die Sprachverständlichkeit störend erhöhen kann. Ein hoher Grundgeräuschpegel hingegen kann akustisch maskierend wirken, indem dieser unerwünschte Sprachkommunikation verdeckt und die Verständlichkeit verringert. Allerdings kann ein höherer Grundgeräuschpegel auch zu einem erhöhten Schalldruckpegel direkt am schutzbedürftigen Arbeitsplatz führen.
Eine pauschale Verkürzung der Nachhallzeit kann daher in Großraumbüros, trotz einhergehender Senkung des Geräuschpegels, zu einer unbefriedigenden Raumakustik führen. Hier offenbart sich ein raumakustischer Zielkonflikt, der im Planungsprozess aufgegriffen werden muss.
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