IBW Tieffrequente Geräusche in einem Wohnhaus durch Anlagen eines Gewerbebetriebs
In der Nachbarschaft eines Gewerbebetriebs im Sauerland befindet sich ein Wohnhaus, dessen Bewohner sich über die vorherrschende Lärmsituation durch den Betrieb beschwert haben. Bemängelt wurde das Vorhandensein eines tieffrequenten Einzeltons im Wohnhaus, welcher in der Intensität variiert. Um die Geräuschquelle im Gewerbebetrieb zu ermitteln und Minderungsmaßnahmen planen zu können, wurde das Ingenieurbüro IBW mit einer umfassenden schall- und schwingungstechnischen Untersuchung beauftragt.
Messablauf
Im Rahmen einer Ursachenanalyse sollten Schall- und Schwingungsmessungen im Wohnhaus sowie eine Geräuschquellenortung auf dem Betriebsgelände durchgeführt werden. Die Messergebnisse sind anschließend mit den geltenden Richtwerten zu vergleichen. Bei einer Überschreitung der Richtwerte sollen gezielt Minderungsmaßnahmen ausgearbeitet und vorgeschlagen werden, um die Geräuschsituation im Wohnhaus zu verbessern.
Messergebnisse
Die Ergebnisse der Schallmessungen im Wohnhaus zeigten, dass der angesetzte Immissionsrichtwert der TA Lärm von 25 dB(A) für den Zeitraum „Nacht“ überschritten wurde. Maßgeblicher Grund der Richtwertüberschreitung war ein Einzelton bei f = 34 Hz, welcher deutlich als schwacher Brummton wahrgenommen werden konnte.
Trotz konstanter Betriebsbedingungen des Gewerbebetriebs variierte die Lautstärke des störenden Geräusches im Wohnhaus. Weitere Untersuchungen diesbezüglich ergaben, dass die Raumabmessungen einen Einfluss auf die Höhe des Schalldruckpegels hatten. So kam es bei geschlossener Zimmertür aufgrund der Schallreflexionen im Raum zu einer Schalldruckpegelerhöhung von ca. 5 dB im Vergleich zur Schallsituation bei geöffneter Zimmertür. Dies war die Ursache dafür, dass die Bewohner das Geräusch mit unterschiedlicher Intensität wahrgenommen haben.
Die Lärmquelle auf dem Betriebsgelände wurde schnell gefunden. Lärmverursacher war ein Rootsgebläse, welches für den erforderlichen Druck im Produktionsprozess sorgt. An dessen Kaminmündung war die Frequenz von f = 34 Hz deutlich im FFT-Spektrum des Schalldrucks vorhanden. Zudem zeigten Körperschallmessungen, dass das angeschlossene Kanalsystem des Rootsgebläses aufgrund der generierten Druckpulsationen starke Schwingungen erzeugte, wodurch es zu tieffrequenten Schalldruckpegeln in der Halle kam.
Minderungsmaßnahme
Um eine Minderung der tieffrequenten Geräusche am Immissionsort erzielen zu können, musste eine Verringerung des Schallleistungspegels der Kaminmündung erreicht werden.
Da das Rootsgebläse eine konstante Drehzahl besitzt, wurde als kurzfristig umsetzbare Lösung der Einbau eines λ/4-Resonators vorgeschlagen (Abb. 1). Der Resonator entspricht einem Rohr, welches einseitig geöffnet ist und dessen Rohrendung schallhart verschlossen ist. Die Länge des Resonators entspricht einer ¼ Schallwelle des geförderten Gases. Innerhalb des Rohrs überlagern sich hinund rücklaufende ebene Schallwellen derart, dass die durchgelassene Schallwelle stark geschwächt wird. Dadurch sollen die entstehenden Druckpulsationen und somit die überhöhten Kanalwandschwingungen vermindert werden.
Diese Schalldämpfervariante kann bei passenden Bedingungen zur Reduzierung von vorhandenen Einzeltönen eingesetzt werden und ist im Vergleich zu anderen Schalldämpfertypen kostengünstig und quasi wartungsfrei.
Nach dem Einbau des Resonators im Rohrleitungssystem des Rootsgebläses erfolgten überprüfende Messungen an der Kaminmündung und innerhalb der Halle. An der Kaminmündung ergab sich eine Reduzierung des Schalldruckpegels von 16 dB bei der Frequenz von 34 Hz (Abb. 2). Innerhalb der Gewerbehalle wurde der mittlere Schalldruckpegel durch die nun verringerten Kanalwandschwingungen um 8 dB gemindert. Der tieffrequente Einzelton wurde soweit in seiner Intensität gemindert, dass keine störenden Geräusche mehr in dem benachbarten Wohnhaus auftraten.
Abb. 1: Einbauposition des λ/4-Resonators nach dem Rootsgebläse
Abb. 2: Vergleich der FFT-Spektren der gemessenen A-bewerteten Schalldruckpegel an der Kaminmündung mit und ohne eingebautem λ/4-Resonator im Rohrleitungssystem
Fazit
Da durch die vorangegangene messtechnische Untersuchung die genaue Ursache der Lärmentstehung detektiert wurde, konnte durch diese einfache und kostengünstige Umbaumaßnahme eine deutliche akustische Verbesserung erzielt werden.
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