Luft- und Körperschall im Aufzugbau

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1 Luft- und Körperschall im Aufzugbau Luft- Körperschall im Aufzugbau ist eine komplexe Angelegenheit, da unterschiedliche Gewerke, Planungsgrundsätze, Interessenlagen, Normen und Richtlinien aufeinandertreffen. Wenn es zu Unstimmigkeiten zwischen Betreiber und Montageunternehmen in Bezug auf Luft- Körperschall kommt, verweist der Betreiber auf die Norm DIN 4109 (div. Teile) Schallschutz im Hochbau, Anforderungen und Nachweise incl. der Beiblätter, DIN Bauakustische Prüfungen; Körperschallmessungen bei bautechnischen Anlagen, DIN die durch die /A1 teilweise ersetzt werden soll, DIN , Geräuschmessung an Maschinen; Luftschallemission, Hüllflächen- Verfahren usw., der Aufzugbauer greift auf seine VDI 2566 Blatt 1 oder Blatt 2 zurück (Nachfolger soll kommen). Nach unseren Erfahrungen im Feld, sollte es zu einem Streitfall zwischen den Parteien (Betreiber / Montagebetrieb) kommen, erhalten die aktuellen Normen Vorrang vor den Richtlienen VDI 2566 Blatt 1 oder Blatt 2. Was nichts anders bedeutet, dass der Montagebetrieb ein Nachweiss / Gutachten auf Basis der Norm Schallschutz im Hochbau führen muss. Die Gutachter kommen dann sehr schnell zur DIN (Tabelle 4, Zeile 2, Spalte 2), in dem ein maximaler Schalldruckpegel von L AFmax,n = 30 db(a) in schutzbedürftigen Räumen durch Geräusche von haustechnischen Anlagen nicht überschritten werden dürfen. Als nächstes kommt das Raumvolumen bei der Betrachtung des Schallschutzes zum Tragen. Bei einem Raumvolumen von z.b. 35 m³ und einer mittleren Nachhallzeit zwischen 250 Hz und Hz von T m = 0,34 s berechnet sich der Hallzeitenkorrekturwert zu L = + 2,2 db. Bei Anwendung der Norm bedeutet dies, dass der Montagebetrieb zusätzlich 2,2 db kompensieren muss. Wenn wir jetzt o.g. Sachlage genauer betrachten, ist es sicherlich empfehlenswert wenn der Montagebetrieb dem Betreiber Hinweise gibt wie Aufzug-Schachtwände zu erstellen sind z.b. welche flächenbezogenen Massen notwendig sind oder das eine doppelschalige Schachtführung notwendig ist, um die entsprechenden Normen / Richtlinien zu erfüllen. Der Montagebetrieb sollte dem Betreiber Unterlagen zur Verfügung stellen, in der die Projektierung und Berechnung der Schwingungsisolierung von Maschinen und Geräten nachgewiesen wird. Berechnungsgrundlagen zur optimalen Schwingungsisolierung von Maschinen und Baugruppen in Gebäuden und Anlagen mittels problemorientierter Software stehen zur Verfügung. Geräusche / Schalldruck die durch Aufzuganlagen emittiert werden, lassen sich oft auf Körperschall bzw. auf die Übertragung von Körperschall von Aufzugkomponenten / Aufzugschacht in Wohnungen zurückführen. Dies bedeutet, dass es Schallbrücken zwischen dem Aufzugschacht und der Wohnung, oder einem Zimmer in der Wohnung gibt. Unsere praktische Erfahrung zeigt immer mehr, dass der durch Körperschall erzeugte Luftschall nicht zwingend in dem Zimmer auftritt, dass am nächsten zum Aufzugschacht liegt. Schallbrücken in Gebäuden können teilweise kuriose Effekte erzeugen, da Schallbrücken bzw. deren Auswirkung als Luftschall an einem Punkt auftreten können, die nicht zwingend im Blickfeld des Betrachters liegen. Befindet sich ein Aufenthaltsraum direkt neben dem Aufzugschacht müssen entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Körperschalldämmend gelagerte Schachtdecke bei unmittelbar an Aufzugschächte angrenzenden Aufenthaltsräumen, Betonwände mit einer flächenbezogenen Masse von beispielsweise m 580 kg/m². Betonwände mit einer flächenbezogenen Masse von beispielsweise 490 kg/m² müssen bei einer tatsächlichen Rohdichte von 2,4 dm³ mindestens 200 mm dick sein. Bei Mauerwerkswänden sind Vollsteine mit einer tatsächlichen Rohdichte von mehr als, 1,8 kg/dm³ bis 2 kg/dm³ zu verwenden. Diese Wände sind vollfugig zu vermauern und zumindest einseitig mit einem konventionellen Verputz von mind. 15 mm zu versehen. Wenn es durch Mieter oder Betreiber Beschwerden wegen einer möglichen Geräuschbelästigung kommt, sollten von dem Beschwerdeführer die bauseitigen Maßnahmen zur Schallisolierung vollumfänglich bewiesen werden. Die Normen zum Thema Schallschutz im Gebäudeinneren geben Werte für den Luftschallschutz in Gebäuden vor. Der Schallschutz wird als bewertete Normschalldifferenz D n,t,w zwischen zwei Räumen gefordert. Als Beispiel: Zwischen Wohn- bzw. Betriebseinheiten einerseits und Gängen, Treppenhäuser, Aufzugs- und Müllabwurfschächten und dergleichen anderseits. Mindesterforderliche Luftschalldämmung, ohne Verbindung durch Türen, Fenster usw., D n,t,w = 55 db. Ein Blick in die VDI 2566 zeigt uns, dass ein Maximaler A-bewerteter Schalldruckpegel vor waagrecht bewegten automatischen Schachtschiebetüren und handbetätigten Schachtdrehtüren L AF, Tür = 65 db(a) nicht überschreiten darf. Wenn wir jetzt davon ausgehen, dass eine Schachttür im Treppenhaus oder Flur nicht weit von einer Wohnung entfernt ist, gibt es eine Differenz zwischen der Luftschalldämmung im Gebäude und L AF, Tür = 65 db(a) gem. VDI 2566 Blatt 1 und Blatt 2. Betrachtet wird dabei noch nicht, dass durch die Bewegung der Schachttür / Fahrkorbtür Körperschall in den Flur / Treppenhaus übertragen werden könnte.

2 Sollten bauseitig keine belastbaren Unterlagen zum Thema flächenbezogenen Masse zur Verfügung stehen, muss die Schalldämmung bauakustisch ermittelt werden (Bild 1). Die bauakustische Beurteilungsgröße, mit der die Fähigkeit eines Bauelementes den Luftschall zu reduzieren bezeichnet wird heißt: Bewertetes Bauschalldämmmaß. Das Schalldämmmaß Rw ist ein logarithmisches Maß und beschreibt das Vermögen eines Bauteils oder eines Übergangs zwischen zwei schallführenden Bauteilen oder Medien, den Schall zu dämmen. Das bewertete Schalldämmmaß Rw wird durch Vergleich des Terz-Spektrums des Schalldämmmaßes mit einer festgelegten Bezugskurve (typischer Verlauf für Massivbauteile) ermittelt. Der gemessene Schallpegel wird über der Terz-Frequenz ( Hz) aufgetragen. Die festgelegte Bezugskurve wird vertikal so verschoben, bis die Unterschreitung durch die Messkurve im Mittel höchstens 2 db beträgt (Bild 2). Der Wert der so verschobenen Bezugskurve bei 500 Hz ist der Wert für das Schalldämmmaß. Bild 1 Bild 2 Die Frage die sich aus den theoretischen Betrachtung ergibt ist schlicht und ergreifend: Wie kann ein Montagebetrieb nachweisen, dass die Konstruktion und die eingesetzten Komponenten der Aufzuganlage alle Erfordernisse in Bezug auf die Normen und Richtlinien erfüllen. Der Montagebetrieb sollte / muss bei den Komponentenlieferanten erfragen welchen Schalldruck die einzelnen Komponenten (Antrieb, Frequenzumrichter, Lüfter von Steuerungen usw.) emittieren und bei welchen Frequenzen. Nur wenn die Erzeugerfrequenzen bekannt sind, kann das Montageunternehmen eine geeignete Schwingungsisolierung berechnen bzw. entsprechend auswählen. Noch besser ist es natürlich wenn die Komponentenhersteller bezogen auf die Frequenz der Komponenten, Nenngeschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung und Lastverhältnisse eine entsprechende Hilfestellung geben. Mit Hinblick auf die VDI 2566 (L AF, Tür = 65 db(a)) bezogen auf den max. zulässigen Luftschall bei Türen und der DIN 4109, bezogen auf die Mindesterforderliche Luftschalldämmung besteht Klärungsbedarf. Wie sieht jetzt die praktische Umsetzung der Messungen aus. In der VDI 2566 werden bestimmte Höhen und festgelegte Abstände zu dem messenden Objekt festgelegt. Das diese Voraussetzung eingehalten / erfüllt werden müssen, sind Messungen aus der Hand nicht die beste Lösung, auch wenn dies in einigen Berichten suggeriert wird. Damit die Messungen normgerecht ausgeführt werden, müssen die Messmittel auf ein Stativ aufgebaut werden. Als weiteres ist es erforderlich, dass die Messgeräte der Klasse 1 entsprechen, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist. Wenn alle Voraussetzung erfüllt sind können Messungen durchgeführt werden.

3 Bild 3: Logger results, pixels per sample = 4 Bild 4: Bild 3: Geräuschmessung im Fahrkorb bei Nenngeschwindigkeit gem. VDI 2566 Blatt 2. Die Messung zeigt, dass die höchsten Schalldruckwerte bei dem Öffnen und Schließen der Tür gemessen werden. In der Konstantfahrt wird ein maximaler Schalldruck von 51 db(a) gemessen. Der mittlere Schalldruck im Fahrkorb gemessen über eine komplette Schachtfahrt liegt bei 48 db(a). Die A-bewerteten Schalldruckpegel in Fahrkörben haben keinen Einfluss auf den A-bewerteten Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen nach Abschnitt 4, sondern geben das Maß des Komforts für den Benutzer vor. Bild 4: Messung auf dem Fahrkorbdach bei Nenngeschwindigkeit gem. VDI 2566 Blatt 2. Diese Messung belegt, dass der Schalldruck in der Aufwärts- und Abwärtsfahrt auf dem Fahrkorbdach 42 db(a) nicht überschreitet. Das Öffnen und Schließen von Schacht- und Fahrkorbtür erreicht einen Maximalwert von 50 db(a). Wenn wir jetzt davon ausgehen, dass bauseitig die Bauphysik bezogen auf das bewertete Schalldämmmaß eingehalten wurde (Rw = 55 db(a) als Beispiel), sollte auch die Norm 4109 Schallschutz im Hochbau, Anforderungen und Nachweise in schutzbedürftigen Räumen erfüllt sein. Bild 5: Logger results, pixels per sample = 3 Bild 5: Messung des Türlaufes, Öffnen und Schließen der Schacht-/Fahrkorbtür gem. VDI 2566 Blatt 2. Für alle Türbewegungen beträgt der maximal zulässige A-bewertete Schalldruckpegel 1m vor der Schachttür L AFmax, Schacht = 65dB. Die gemessene Türbewegung erzeugt einen maximalen Schalldruck von 60 db(a), was unterhalb der Werte gem. VDI 2566 Blatt 1 und Blatt 2 liegt. Wenn wir jetzt davon ausgehen, dass bauseitig die Bauphysik bezogen auf das bewertete Schalldämmmaß eingehalten wurde (Rw = 55 db(a) als Beispiel), werden die Vorgaben der Norm 4109 Schallschutz im Hochbau, Anforderungen und Nachweise in schutzbedürftigen Räumen nicht eingehalten. Wenn wir davon ausgehen, dass zwischen schutzbedürftigen Räumen und der Schachttür, 5 db nicht durch besondere Maßnahmen reduziert wird. An dieser Stelle verweisen wir auf die ersten Zeilen dieses Artikels in Bezug auf Raumvolumen, mittleren Nachhallzeit und Hallzeitenkorrekturwert.

4 Bild 7: Logger results, pixels per sample = 7 Bild 7: Messung z.b. im Treppenhaus, 3m von der Schachttür entfernt bei abgeschalteter Aufzuganlage (Messung wird nicht in der VDI 2566 Blatt 1 bzw. Blatt 2 gefordert). Messungen in der Umgebung der Aufzuganlage geben Hinweise welche Geräusche, bei abgeschalteter Aufzuganlage vorhanden sind. Bei solchen Messungen ist es wichtig, dass Fenster geschlossen sind und keine Personen das Treppenhaus benutzen. In diesem Beispiel wurden 33 db(a) gemessen. Bild 8: Bild 8: Aufzuganlagen erzeugen Luft- und Körperschall. Die Absorptionfläche eines Baukörper, in Bezug auf die Mindesterforderliche Luftschalldämmung sollte zu einem Ergebnis führen, dass die Werte der Norm (Tabelle 4, Zeile 2, Spalte 2), mit einem maximalen Schalldruckpegel von L AFmax,n = 30 db(a) in schutzbedürftigen Räumen gewährleistet. Bild 8 zeigt eine Messung von Luft- (grün) und Körperschall (rot) in einem Wohnraum direkt an einen Aufzugschacht angrenzend. In diesem Baukörper gibt es Schallbrücken zwischen Aufzugschacht und Main cursor 09:48: RMS (Ch1, P1 (HP1, 500 ms)) m/s^2 LEQ (Ch4, P1 (A, Fast)) 31.1 db schutzbedürftigen Räumen. Der erzeugte Luftund Körperschall der Aufzuganlage, wird durch die fehlerhafte Bauausführung erheblich verstärkt. Wenn kein messtechnischer Nachweis geführt wird, ist es schwierig in Bezug auf Ursache und Wirkung zu einem schlüssigen Ergebnis zu kommen. Bild 9: Bild 9: Beide Messungen (Bild 8 u. Bild 9) wurden in schutzbedürftigen Räumen durchgeführt. Die Räume liegen jeweils rechts und links neben dem Aufzugschacht. Die Ausführung des Baukörpers ist absolut identisch. Auffällig ist, dass in dem Raum gegenüber dem Antrieb (Aufzug ohne Triebwerksraum) ein wesentlich höherer Luftschall gemessen wird, aber der Körperschall bezogen auf die Oktavbandmittenfrequenz von 63Hz, 125Hz, 250Hz und 500Hz wesentlich geringer ist. Main cursor 09:31: RMS (Ch1, P1 (HP1, 500 ms)) m/s^2 LEQ (Ch4, P1 (A, Fast)) 56.3 db Die Annahme, dass in dem Raum an dem im 1/3 Octave Acc RMS 63.0 Hz (Ch1, HP) m/s^2 1/3 Octave Acc RMS 125 Hz (Ch1, HP) m/s^2 1/3 Octave Acc RMS 250 Hz (Ch1, HP) m/s^2 Schacht der Antrieb befestigt ist, zwingend 1/3 Octave Acc RMS 500 Hz (Ch1, HP) m/s^2 der Raum sein muss mit dem höchsten Schalldruck muss nicht zwingend stimmen. Die Übertragung / Ausbreitung von Luftschall hängt von den Umgebungsbedingungen ab und wie der Luftschall reflektiert wird. Es muss eine Unterscheidung getroffen werden, zwischen direktem und reflektiertem Schall.

5 Welchen Einfluss hat die Fahrqualität einer Aufzuganlage auf die Erzeugung von Luft- und Körperschall? Messungen belegen, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen der Fahrqualität und Luft- und Körperschall gibt. Dieser Zusammenhang ist aber relativ gering, wenn nicht eine oder mehrere Komponente(n) der Aufzuganlage fehlerhaft ist / sind (defektes Lager eines Antriebes, defektes Getriebe oder defekte Kraftübertragung zwischen Motor und Getriebe, verschlissene Gleit- oder Rollenführungen, EMV Probleme, Schienenstöße, Montagequalität, Konstruktionsfehler usw.). Bild 10: Bild 10: Jeder Schienenstoß, fehlerbehaftete Aufzugkomponenten, mangelnde Montagequalität, Konstruktionsfehler usw. können mit Messungen auf Basis der ISO einem Fehler zu geordnet werden. Diese Fehler erzeugen je nach Art und Schwere entsprechenden Körperschall und Luftschall. Aus der Praxis wissen wir, dass Körperschall (Störimpuls) einen entsprechenden Luftschall erzeugt. Von daher ist es unabdingbar, dass Luft- und Körperschall parallel zueinander gemessen werden. Über die Zeitachse können gemessene Ereignisse auf Basis der ISO übertragen werden und ins Verhältnis der parallelen Messung von Luft- und Körperschall übertragen werden. Dass die Fahrqualität bzw. eine negative Veränderung der Fahrqualität Auswirkungen auf den Energiebedarf, Luft- und Körperschall einer Aufzuganlage hat, belegen entsprechende Messungen. Wenn die Qualität von Aufzugkomponenten bedingt durch Konstruktion, Änderung der Nutzung, Umwelteinflüsse usw. über die Betriebsstunden eine negative Änderung erfahren, erhält das Thema Übertragung von Luft- und Körperschall in schutzbedürftige Räume neuen Diskussionsbedarf. Aufzug Systeme + Beratung Ulrich Nees