Lärm- und Schwingungsmessung

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1 Lärm- und Kapitel 3 im Praktikum-Skript 1

2 Lärmmessung 2

3 Theorie Versuch Bedeutung von Lärm Schall/Schalldruck Schalldruckpegel Folgen von Lärm Maßnahmen gegen Lärm Agenda Messung von Industrielärm im Labor Takt-Maximalpegel-Verfahren 3

4 Anzahl der Berufskrankheitsfälle 2004 Aktualität Quelle: BGFE Jahresbericht

5 Allgemein Lärm: Als Lärm wird jede Art von Schall bezeichnet, die den Menschen: stören belästigen gesundheitlich schädigen kann. Lärm ist subjektiv Die Reaktion auf Lärm ist unter anderem abhängig von der subjektiven Lärmempfindlichkeit der persönlichen Einstellung zur Lärmquelle der subjektiven Kontrollmöglichkeiten der Schallquelle der Tageszeit 5

6 Definitionen Schall: Mechanische Schwingungen oder Druckwellen eines elastischen Mediums. Der Hörbereich des menschlichen Gehörs liegt im Frequenzbereich zw Hz. unterhalb: Infraschall oberhalb: Ultraschall Schalldruck: Als Schalldruck wird das Maß für die durch die Schallwelle verursachte, periodische Veränderung des Luftdrucks (in Pa oder N/qm) bezeichnet. 6

7 Definitionen Schalldruckpegel: logarithmisches Verhältnis zwischen dem zu messenden Schalldruck p und dem Schalldruck der menschlichen Hörschwelle p 0 L = 20 * lg (p/p 0 ) mit p = der zu messende Schalldruck p 0 = Schalldruck der menschlichen Hörschwelle ( = 0 db = 2*10-5 Pa ) Schmerzschwelle bei ca. 20Pa (=120dB) Bewerteter Schalldruckpegel: Nachahmen des menschlichen Ohres durch vorgeschaltete Dämpfungsglieder an Messgeräten. Filter A: Dämpfung der hohen und tiefen Frequenzen. Einheit: db(a) Für Bezugston 1000Hz: phon = db = db(a) 7

8 Bezugsfrequenz 1000Hz: phon = db = db(a) 8

9 Folgen von Lärm Soziale Auswirkungen Störung der Kommunikation Psychische Auswirkung Nervosität, Konzentrationsfähigkeit Ökonomische Auswirkungen Kosten für Fehler Physische Auswirkungen Schlafstörungen, Lärmschwerhörigkeit 9

10 Maßnahmen gegen Lärm Vermeiden vor Vermindern, Vermindern vor Entschädigen! PRIMÄR Emissionsminderung SEKUNDÄR Transmissionsminderung TERTIÄR Immissionsschutz 10

11 Primäre Maßnahme - Emissionsminderung = Minderung der Lärmentstehung direkt an der Lärmquelle Lärmarme Arbeitsverfahren (Schneiden statt Sägen) Lärmarme Betriebsverfahren (niedrigere Drehzahl, Schmieren von Lagerstellen) 11

12 Sekundäre Maßnahme - Transmissionsbekämpfung = Lärmausbreitung wird eingeschränkt Technische Maßnahmen: 1. Schalldämmung behindert die Schallausbreitung Schallwände Kapselung von Maschinen(-teilen), Schalldämpfung entzieht dem Schall durch Schallschluckstoffe Energie und wandelt diese in Reibungswärme um. Auskleidung der Wände mit schallabsorbierenden Materialien,... Organisatorische Maßnahmen: 3. Trennen von Lärmquelle und Exponiertem räumliche Trennung zeitliche Trennung 12

13 Tertiäre Maßnahmen - Immissionsschutz nur wenn alle anderen Arten erschöpft sind! Gehörschutzwatte Kunststoffstöpsel Gehörschutzhelm,... Probleme: Tragbereitschaft (jucken, schwitzen,..) alarmierende Geräusche werden überhört Warnrufe werden überhört Leistungsminderung und Erhöhung der Fahrlässigkeit durch Isolierung Erhöhung der Monotonie (besonders in Nachtschichten) wenn kein optimaler Sitz gewährleistet ist, gehen bis 10 db Dämmung verloren. 13

14 Praktischer Teil: Takt-Maximalpegel-Verfahren 14

15 Lärmgrenzwerte für Arbeitsplätze Gehörschutz ist für alle Beschäftigten vorgeschrieben, die in Lärmbereichen mit einem Beurteilungspegel 90dB(A) tätig sind. In allen diesen Fällen sollte der resultierende Beurteilungspegel im Ohr unterhalb der Gehörschutzgrenze von 85dB(A) liegen! 15

16 Geräusche am Arbeitsplatz sind meist über die Zeit verteilt und in unterschiedlicher Lautstärke Mittelungspegel Die Wirkung von Schall auf den Menschen wird mit dem Beurteilungspegel angegeben und entspricht dem mittleren Schalldruckpegel über eine Arbeitsschicht von 8 Stunden Takt-Maximalpegel-Verfahren ist eine Methode zur Bestimmung des Mittelungspegels. Ein Takt ist 3s bis 5s lang. Der höchste in dieser Zeit vorkommende Wert wird als konstant über den Takt angenommen! Die erhaltenen Messwerte werden klassiert und gewichtet. Anhand einer Tabelle wird der Mittelungspegel bestimmt. (vgl. Praktikumskript S. 22f.). 16

17 Messung von Industrielärm im Labor Siehe Tabelle im Skript S

18 Siehe Tabelle im Skript S

19 Internetverweise

20 20

21 Theorie Agenda Mechanische Schwingungen Einflussgrößen der Schwingungsbelastung Der K-Wert Gegenmaßnahmen Versuch Ermittlung des K-Wertes 21

22 Mechanische Schwingungen Schwingungen: Sind zeitliche, mehr oder weniger regelmäßige Schwankungen eines Körpers um eine Ruhelage. Die Einheit einer Schwingung ist Hertz [Hz = 1/s]. harmonische Schwingung periodische Schwingung stochastische Schwingung 22

23 Übertragung von Schwingungen direkt z. B. Presslufthammer indirekt durch Schwingungsanregung über andere Objekte 23

24 Entstehung von Schwingungen Schwingungen entstehen in Maschinen Anlagen, Geräten, Werkzeugen, z. B. bei Unebenheiten in Fahrbahnen z.b. im Betonrüttler (hier sind die Schwingungen erwünscht) 24

25 Notwendigkeit von en führt man durch, um die menschliche Belastung zu bewerten Hinweise auf mögliche Schwingungserreger in einer Maschine zu finden Schwingungstechnische Verbesserungen zu kontrollieren Abbildungen: Modul-Schallpegelmesser 25

26 Einflussgrößen der Schwingungsbelastung Für die Beurteilung von Schwingungsbelastungen werden folgende physikalische Daten herangezogen: Schwingungsgröße Einleitungsstelle am Körper Frequenz (Spektrum) Dauer der Einwirkung (Expositionszeit) Richtung der einwirkenden Schwingung 26

27 Die Schwingungsrichtung Um die Schwingungsrichtungen zu kennzeichnen, ist ein auf den Menschen und auf die Einwirkungsstelle bezogenes Koordinatensystem notwendig. (ISO 2631, ISO 5349) Schwingungsrichtungen (Schmidtke 1993, S. 259) 27

28 Weitere Einflussgrößen der Schwingungsbelastung Handgreif- u. Andruckkraft bei den über die Hand einwirkenden Schwingungen Körperhaltung bei Einwirkung über Füße und Gesäß Mitwirkung von Kälte und Geräuschen Art und Zustand der schwingenden Maschinen, Handwerkzeuge oder Werkstücke 28

29 Die bewertete Schwingstärke K Der K-Wert dient zur Schwingungsbewertung. Er ist die Kenngröße für den Grad der Einwirkung mechanischer Schwingungen, mit deren Hilfe unter Berücksichtigung individueller Gegebenheiten die Beanspruchung abgeschätzt werden kann. Beurteilungsgrößen bringen den K-Wert auf ein beanspruchungsäquivalentes Niveau. Mögliche Bewertungen: bandbegrenzt frequenzbewertet normiert 29

30 Zusammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und subjektiver Wahrnehmung 30

31 Intensität-Expositionszeit-Diagramm 31

32 Maßnahmen gegen mechanische Schwingungen PRIMÄR Technische Maßnahmen SEKUNDÄR Technische/ organisatorische Maßnahmen TERTIÄR Persönliche Maßnahmen 32

33 Primäre Maßnahmen Maßnahmen zur Vermeidung von Schwingungsentstehung schwingungsarme Konstruktionen (z.b. steiferes Gestell) anderes Arbeitsprinzip (z.b. Riemen- statt Kettenantrieb) vibrationsgeminderte Werkzeuge 33

34 Sekundäre Maßnahmen 1. Maßnahmen zur Verringerung der Schwingungsausbreitung aktive Isolierung durch Federung, Dämpfung des Schwingungserregers passive Isolierung durch elastische Lagerung und Dämpfung des Arbeitsplatzes 2. Organisatorische Maßnahmen räumliche Trennung von Schwingungsquelle und Exponierten zeitl. Trennung z.b. Einwirkdauer begrenzen, häufigere Pausen, Arbeitsplatzwechsel 34

35 Tertiäre Maßnahmen Persönlicher Schutz Vibrationsschutzanzüge Vibrationsschutzhandschuhe (kaum wirksam) 35

36 Praktischer Teil: Ermittlung der bewerteten Schwingstärke K 36

37 Versuch Bewertete Schwingstärke Bohrmaschine Sitzball 37

38 Zusammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und subjektiver Wahrnehmung Intensität-Expositionszeit-Diagramme 38

39 Internetverweise

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