Schindler 3300 / Schindler 5300 Informationen zu Schall und Schwingungen

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1 Schindler 3300 / Schindler 5300 Inhalt 0. Einführung 1. Fahrkomfort Rucken Kabinenbeschleunigung Vertikale Kabinenschwingungen Laterale Kabinenschwingungen Schall in der Kabine 2. Schall Grundlagen 3. Schwingungen Grundlagen 4. Körperschall Einführung Dieses Dokument bietet eine Einführung in die Themen Schall und Schwingungen für die Schindler-Aufzugsysteme 3300 und Sie erhalten in einem kurzen Überblick Basisinformationen über Schall- und Schwingungen. Zudem werden die Werte angeführt, die Kunden bei diesen Aufzugsystemen erwarten können. Die Themen Schall und Schwingungen bei Aufzugsystemen betreffen folgende Bereiche: Fahrtkomfort: Schall und Schwingungen in der Kabine Luftschall, z. B. Türgeräusche, Geräusche im Aufzugschacht Körperschall in Wänden: wichtiger Aspekt, da der Schall in benachbarte Räume dringt Die Grundlagen dieser Themen werden in Kapitel 2 bis 4 behandelt. Während des Aufzugbetriebs entstehen folgende Arten von Geräuschen: Kühllüftergeräusch (Antrieb und Frequenzumrichter) Antriebsgeräusche Geräusche auf Grund von Relaisschaltvorgängen (Impulsgeräusche) Türgeräusche Geräusche durch das Gleiten der Führungsschuhe (nur über einen kurzen Zeitraum in Anschluss an die Montage) Nicht alle Geräuscharten sind gleichermassen störend. Dies hängt im Wesentlichen vom Charakter des Geräuschs, von den relativen Hintergrundgeräuschen und von psychologischen Aspekten ab. Bitte beachten Sie, dass Lärm als unerwünschter Schall definiert ist, d. h. als Schall, der am falschen Platz und zum falschen Zeitpunkt auftritt. Schindler-Personenaufzüge

2 1. Fahrkomfort Zum Begriff Fahrtkomfort gehören die folgenden Stichworte: Rucken Kabinenbeschleunigung Vertikale Kabinenschwingungen Laterale Kabinenschwingungen Schall in der Kabine 1.1 Rucken Rucken (zugehörige Einheit: m/s 3 ) ist die zeitliche Ableitung der Beschleunigung. Wenn der Aufzug bei der Bewegung stark ruckt, sind die Beschleunigungsänderungen sehr abrupt und fühlen sich wie Stöße an. 1.2 Kabinenbeschleunigung Die Kabinenbeschleunigung (zugehörige Einheit: m/s 2 ) legt fest, wie lange es dauert, bis die Kabine ihre Maximalgeschwindigkeit erreicht. Eine erhöhte Beschleunigung wird im Allgemeinen als unangenehm empfunden. Sie vermittelt jedoch den Eindruck, dass sich die Kabine sehr schnell bewegt. 1.3 Vertikale Kabinenschwingungen Schwingungen werden ebenfalls als Beschleunigung gemessen (zugehörige Einheit: m/s 2 ). Fahrgäste können diese Schwingungsart mit den Füssen fühlen, aber auch Magen und Innenohr registrieren sie. Vertikale Kabinenschwingungen werden meist durch Schwingungen des Antriebs und Frequenzumrichters hervorgerufen. Sie werden durch die Antriebsmittel auf die Kabine übertragen. 1.4 Laterale Kabinenschwingungen Laterale Kabinenschwingungen entstehen durch Führungsschienen, die nicht exakt gerade sind, durch Spiel zwischen Kabine und Führungsschienen sowie durch unebene Führungsschienenübergänge. Im Allgemeinen werden hierdurch niederfrequente laterale Bewegungen der Kabine hervorgerufen. 1.5 Schall in der Kabine Im Allgemeinen sollte der Schallpegel in Aufzügen so gering sein, dass die Unterhaltung der Fahrgäste nicht gestört wird; aus psychologischer Sicht ist es allerdings wünschenswert, dass die Bewegung des Aufzugs zu hören ist. 2

3 Schall- und Schwingungsverhalten Benachbarte Räume1 30 db(a) einschliesslich Impulsgeräuschen Schacht2 LpAeq 62 db(a) 65 db(a) Impulsgeräusche Körperschall3 Oktave [Hz] Lamax [db] Stockwerk Türgeräusch4 60 db(a) Vorbeifahr-Geräusch 50 db(a) Impulsgeräusch im obersten Stockwerk 55 db(a) Kabine Schalldruckpegel LpAeq 50 ±3 db(a) 57 db(a) Impulsgeräusche Schwingungen (Fahrkomfort) Lateral ISO MPtP < 15 mg ISO A95 < 10 ±3 mg Vertikal ISO MPtP ISO A95 < 25 mg < 15 ±5 mg 1 In der Richtlinie VDI :2004 ist festgelegt, dass der maximal zulässige A-gewichtete Schallpegel in benachbarten Räumen 30 db(a) betragen darf. Der Architekt bzw. der Bauunternehmer muss sicherstellen, dass die Wände und die Decke des Schachts Luft- und Körperschall ausreichend dämpfen. Der Hauptparameter ist die flächenspezifische Masse der Schachtwand. Tabelle 2 der Richtlinie VDI :2004 enthält die Regeln für die Konstruktion von Wänden in Abhängigkeit von der Raumkonfiguration. Diese Regeln basieren auf der Norm DIN 4109, Ergänzung 1a. 2 In der Vorschrift VDI :2004 ist festgelegt, dass der Schalldruckpegel im Schacht maximal 75 db(a) betragen darf. 3 Die aufgelisteten Pegel entsprechen den Pegeln der Richtlinie VDI :2004. Die Schindler-Aufzugsysteme 3300 und 5300 entsprechen diesen Werten je nach Wandtyp im Allgemeinen, wobei noch grosse Margen vorhanden sind. 4 In der Vorschrift VDI :2004 ist festgelegt, dass Türgeräusche einen maximalen A-gewichteten Schalldruckpegel von 65 db(a) haben dürfen. 3

4 Definitionen L paeq L pamax Schall A-gewichteter äquivalenter Schalldruckpegel: gleichbleibender Schallpegel, der über einen gegebenen Zeitraum dieselbe Energie erzeugt wie der tatsächlich auftretende veränderliche Schallpegel. (Kann als mittlerer Pegel interpretiert und direkt mit einem integrierten Schalldruckmesser ermittelt werden.) A-gewichteter maximaler Schalldruckpegel Für sämtliche Messungen des Schalldruckpegels muss der Schalldruckmesser auf «FAST» («SCHNELL») eingestellt werden. Schwingungen / Körperschall L amax ISO MPtP ISO A95 Maximaler Beschleunigungspegel [db] lin re: m/s 2 ISO-gewichteter maximaler Spitze-Spitze-Schwingungswert gemäss ISO 18738:2003 ISO-gewichteter A95-Schwingungswert gemäss ISO 18738: % aller Spitzenwerte des ISO-gewichteten Signals liegen unterhalb dieses Werts. Anzuwendende Normen VDI :2004 ISO :1997 ISO 18738:2003 ISO 8041:1990 und Amd.1:1999 Schallschutz bei Aufzugsanlagen ohne Maschinenraum Mechanische Schwingungen und Stösse Bewertung der Auswirkung von Ganzkörperschwingungen auf den Menschen Teil 1: Allgemeine Anforderungen Aufzüge Messungen des Fahrkomforts von Aufzügen Schwingungseinwirkung auf den Menschen Messeinrichtung 4

5 2. Schall Grundlagen Schall ist eine Änderung des Luftdrucks, die von den Ohren wahrgenommen wird. Ein Lautsprecher beispielsweise ist ein Schallerzeuger. Durch die Bewegung der Lautsprechermembran entsteht eine veränderliche Verdünnung und Kompression der Luft vor der Membran. Kompressionszonen + p(t) [Pa] 0 Abbildung p(t) Verdünnungszonen Die Geschwindigkeit, mit der sich die Verdünnungs- und Kompressionszonen vom Lautsprecher wegbewegen, ist die Schallgeschwindigkeit c. Bei einer Raumtemperatur von 20 C gilt c = 344 m/s. Die Druckänderung p(t) wird zum lokalen Luftdruck. addiert. Das Ohr nimmt nur diese Druckänderung wahr. Um dem grossen Bereich des menschlichen Hörvermögens Rechnung zu tragen, wurde der Schalldruckpegel definiert: L p : = 20 log p Hierbei sind: L p Schalldruckpegel [db] p Momentaner Schalldruck [Pa] Referenzdruck entsprechend 20_Pa (Hörschwelle) Im Normalfall ist der Schalldruckpegel A-gewichtet (siehe Abbildung 2.2). Ein A-gewichteter Schalldruckpegel wird durch die Einheit db(a) gekennzeichnet. Die A-Wichtung wird allgemein als beste Wichtung zur Darstellung des menschlichen Hörvermögens angesehen. Niederfrequente Komponenten werden durch diesen Typ der Frequenzwichtung stark gedämpft. t[s] 5

6 f [Hz] Abbildung 2.2 A-Wichtungskurve 10 Korrektur [db] Beispiele für unterschiedliche A-gewichtete Schalldruckpegel sind in Tabelle 2.1 aufgelistet. Tabelle 2.1 Phänomen SPL [db(a)] Flugzeug mit Strahltriebwerken, 25 m, Schmerzschwelle 140 Live-Konzert 120 Schwerer Lkw in geringem Abstand 100 Geräuschvolle Büroatmosphäre 80 Unterhaltung, 1 m 60 Zimmer in der Wohnung 40 Flüstern, Blätterrauschen 20 Hörschwelle 0 6

7 3. Schwingungen Grundlagen a [m/s 2 ] a [mg] Tabelle 3.1 Die Schwelle der Schwingungswahrnehmung liegt bei vertikalen Schwingungen bei etwa 2 3 mg. In der Aufzugindustrie ist Milli-g (mg) die anerkannte Schwingungseinheit. Ein mg entspricht etwa 0,01 m/s 2. Werte in mg und m/s 2 können problemlos mit Hilfe von Tabelle 3.1 umgerechnet werden. Subjektive Schwingungswahrnehmung Die Art und Weise, in der Menschen Schwingungen wahrnehmen, hängt stark von der Schwingungsrichtung ab. Es muss zwischen vertikalen und horizontalen Schwingungen unterschieden werden. Horizontale Schwingungen werden auch häufig laterale Schwingungen genannt. Der Unterschied in der Wahrnehmung wird durch den ISO-Filter approximiert, der in der Norm ISO 8041, Änderung 1:1999 beschrieben ist. Die Filterwichtungskurven für horizontale und vertikale Schwingungen sind in Abbildung 3.1 und 3.2 dargestellt. Abbildung 3.1 Filterwichtungskurve für horizontale Schwingungen gemäss ISO 8041, Änderung 1: Wichtung, db 0,1 0,16 0,25 0,4 0,63 1 1,6 2,5 4 6, Frequenz, Hz Abbildung 4.2 Filterwichtungskurve für vertikale Schwingungen gemäss ISO 8041, Änderung 1:1999 Aus den Wichtungskurven lässt sich ableiten, dass Menschen horizontale Schwingungen im Frequenzbereich von 0,5 bis 2 Hz besonders deutlich wahrnehmen. Bei vertikalen Schwingungen liegt dieser Bereich zwischen 5 und 12 Hz Wichtung, db 0,1 0,16 0,25 0,4 0,63 1 1,6 2,5 4 6, Frequenz, Hz 7

8 4. Körperschall Über 20 Hz können Schwingungen Körperschall genannt werden. Derartige Schwingungen können hörbaren Schall erzeugen. Im Allgemeinen kann Körperschall bei Frequenzen unter Hz als stark angesehen werden. Die Richtlinie VDI :2004 «Schallschutz für Aufzüge ohne Maschinenraum» gibt Leitwerte für den Körperschall vor, der in einer Schachtwand eines Aufzugs vorhanden sein darf. Der Zweck dieser Richtlinie besteht darin, wahrnehmbare Aufzuggeräusche in benachbarten Räumen gemäss internationalen Normen zu minimieren. Obwohl für Schwingungen die Einheiten m/s 2 oder mg verwendet werden, wird Körperschall auf Grund der engen Beziehung zum Luftschall in db gemessen. L a : = 20 log a a 0 Oktavband- L a,max Mittenfrequenz [Hz] [db] lin re: 1E-6m/s Tabelle 4.1 Hierbei sind: L a Schwingungspegel [db] a Momentanbeschleunigung [m/s 2 ] a 0 Referenzbeschleunigung gemäss ISO, a 0 = m/s 2 Die maximal zulässigen Werte sind in Tabelle 4.1 aufgelistet. Diese Pegel gewährleisten nicht automatisch, dass der Schalldruckpegel in benachbarten Räumen unter 30 db(a) liegt. Die Wände müssen über eine spezifische Masse verfügen, damit diese Anforderung erfüllt werden kann. Architekten und Bauunternehmer müssen sicherstellen, dass die Gebäudeschnittstelle entsprechend ausgelegt ist.

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