B e r i c h t. über raumakustisch wirksame Lärmminderungsmaßnahmen in einer Fleischerei

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1 Az.:638.21: E Ma/SWi B e r i c h t über raumakustisch wirksame Lärmminderungsmaßnahmen in einer Fleischerei 1 Allgemeine Angaben Betrieb: Heinz-Werner Süss, Laumersheimer Straße 4 10, Weisenheim Berufsgenossenschaft: Fleischerei-Berufsgenossenschaft Datum der Messungen: 24. Januar Juni August 2008 Teilnehmer: Herr Schmidt Fleischerei-Berufsgenossenschaft Herr Albrecht Herr Dr. Maue (nur am ) Herr Werner (nur am ) BGIA Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung 2 Veranlassung Im Rahmen eines Projektes zur Untersuchung der Wirksamkeit und Eignung von Schallabsorbern in Betrieben der Fleischverarbeitung wurden in einem Fleischereibetrieb an der Deckenfläche schallabsorbierende Elemente angebracht und die damit erzielte raumakustische Verbesserung untersucht.

2 2 3 Raumakustische Ausgangssituation und durchgeführte Maßnahmen Der Arbeitsraum weist den im Anlageblatt 1 gezeigten Grundriss bei einer Raumhöhe von 3,25 m auf. Wie die entsprechenden Fotos im Anlageblatt 2 zeigen, sind die Raumbegrenzungsflächen im ursprünglichen Zustand des Raumes stark reflektierend. Die Wände sind gefliest, Boden und Decken bestehen aus Beton. Zur Verbesserung der raumakustischen Situation wurden ursprünglich mikroperforierte Deckenplatten der Fa. Odenwald ins Auge gefasst, die sich jedoch in entsprechenden Vorversuchen der Fleischerei-Berufsgenossenschaft als ungeeignet erwiesen, da die Feuchtigkeit auf der Rückseite der Platten nicht abtrocknete und dadurch hygienische Probleme zu erwarten sind. Deshalb wurde ein mit einer dünnen Folie ein überzogenes Schaumstoffmaterial (Melaminharz-Schaumstoff) in ca. 60 mm Dicke ausgewählt, das von der Fa. Tschuschke Schallschutz GmbH als TSS Waffel Skin 65/125 angeboten wird. Es basiert auf einem Schaumstoffmaterial der Fa. pinta acoustic GmbH mit der Bezeichnung WILLTEC. Durch den Folienüberzug entsteht eine wasserabweisende Oberfläche, die sich leicht reinigen lassen und auch die besonderen Hygieneanforderungen in der Fleischverarbeitung erfüllen soll. Nach Aussage der Fa. Tschuschke ändert sich durch den Folienüberzeug nichts an der akustischen Qualität des Produktes. Anlageblatt 3 zeigt die für die eingesetzte unmittelbar auf den Beton geklebte Schaumstoffplatte angegebenen Schallabsorptionsgrade im Vergleich zur Schallabsorption der der zuvor vorgesehenen mikroperforierten Platten bei 100 mm Montageabstand. Danach kann man mit dem Schaumstoffmaterial insbesondere bei höheren Frequenzen mit einer deutlich besseren Absorption als mit den mikroperforierten Platten rechnen. Die Auswirkung der Schaumstoffplatten auf die raumakustische Situation wurde durch eine Belegung der Decke in zwei Schritten untersucht. Im ersten Schritt wurde die Deckenfläche auf ca. 35 m² und die Wandfläche im Bereich des Kutters auf ca. 4 m² belegt (s. Fotos im Anlageblatt 4). Im zweiten Schritt wurde zusätzlich eine Deckenfläche von 25 m² belegt, sodass sich eine nahezu vollständige Belegung der Decke ergibt (s. Fotos im Anlageblatt 5). Im zweiten Schritt wurde allerdings an der Wandfläche hinter dem Kutter angebrachte Material wieder entfernt, da sich das hier abgesetzte Fleischbrät nicht rückstandslos entfernen ließ. 4 Raumakustische Analysen und Berechnungen Die raumakustische Situation wurde jeweils für folgende Zustände des Raumes untersucht: A) Ursprüngliche Situation B) Teilflächenbelegung mit ca. 39 m² Absorptionsmaterial C) Belegung der gesamten Deckenfläche mit ca. 60 m² Absorptionsmaterial

3 3 4.1 Nachhallzeit Die Nachhallzeiten wurden mithilfe eines im Bereich des Messpunktes 2 aufgestellten Bauakustik-Lautsprechers ermittelt. Dabei wurde jeweils ein breitbandiges Rauschsignal (Rosa Rauschen) erzeugt und der Pegelabfall nach dem Ausschalten des Signals registriert (Messmikrofon in Raummitte). Die Ergebnisse wurden jeweils in Terzbandbreite aufgenommen und über drei Abfallvorgänge gemittelt. Anlageblatt 6 zeigt die für drei betrachteten Zustände gewonnenen Ergebnisse. Erwartungsgemäß ergibt sich durch die schallabsorbierende Nachrüstung eine deutliche Verringerung der Nachhallzeiten. Für die im Allgemeinen interessierenden mittleren Frequenzen von 500 Hz bis 2000 Hz reduzieren sich die Nachhallzeiten von 2,2 bis 2,4 s im ersten Schritt auf Werte von 1,1 bis 1,2 s und im zweiten Schritt auf 0,7 bis 0,8 s. Obwohl die Sabine sche Formel unter den gegebenen räumlichen Bedingungen streng angenommen nicht anwendbar ist, lassen sich damit zumindest überschlägig die mittleren Schallabsorptionsgrade für den Raum berechnen. Im betrachteten Frequenzbereich von 500 bis 2000 Hz ergeben sich nach Sabine mittlere Schallabsorptionsgrade α von A) ursprünglich: α = 0,06 bis 0,065 B) nach Schritt 1 (Teilbelegung): α = 0,10 bis 0,130 C) nach Schritt 2 (Belegung der gesamten Deckenfläche): α = 0,18 bis 0,20 Auch aus diesen Werten lässt sich eine wesentliche Verbesserung der raumakustischen Verhältnisse durch die Einbringung des absorbierenden Materials ablesen. Mit den vom Materiallieferanten Tschuschke angegebenen Schallabsorptionsgraden sollten sich rein rechnerisch allerdings noch etwas niedrigere Nachhallzeiten für die Situationen B und C ergeben. Anlageblatt 7 zeigt die für den entsprechend Abschnitt 4.4 angenommenen Raum nach Sabine berechneten Nachhallzeiten (Ansatz der Schallabsorptionsgrade für das Schaumstoffmaterial entsprechend Anlageblatt 3). Den hier berechneten Nachhallzeiten entsprechen mittlere Schallabsorptionsgrade α von ca. 0,2 für die Situation B und von ca. 0,28 für die Situation C. 4.2 Schallausbreitungsminderung Als zusätzliche raumakustische Kennwerte wurden die mittleren Pegelabnahmen ΔL je Abstandsverdopplung entsprechend dem Lärmschutz-Arbeitsblatt LSA bestimmt. Dazu wurde als Lärmquelle eine Vergleichsschallquelle eingesetzt und die Pegelabnahme mit dem zunehmenden Abstand zu der Quelle auf dem im Anlageblatt 1 eingetragenen 6 m langen Messpfad aufgenommen. Die Messbedingungen waren allerdings aufgrund der in der Nähe des Messpfades vorhandenen Streukörper relativ ungünstig, sodass die Ergebnisse nur bedingt aussagekräftig sind. Anlageblatt 8 zeigt die für die drei betrachteten Raumvarianten gewonnenen Ergebnisse. Bei der Interpretation ist zu berücksichtigen, dass der Messpfad im Falle der nur teilweise belegten Deckenfläche (Situation B) auch nur zu einem Teil unterhalb der schallabsorbierenden Decke verlief. Ein Messpfad im Bereich der schallabsorbierenden Decke sollte auch schon nach diesem

4 4 ersten Schritt näherungsweise die für den Endzustand (Situation C) gemessenen Werte ergeben. Die für den Ausgangszustand (Situation A) berechneten mittleren Pegelabnahmen ΔL je Abstandsverdopplung von 1,1 bis 1,4 db lassen eine extrem ungünstige raumakustische Situation erkennen. Das bedeutet, dass sich das Geräusch einer einzelnen Lärmquelle, wie z.b. dem Kutter, mit einer geringen Pegelabnahme nahezu gleichmäßig über den gesamten Raum verteilt. Durch die partielle Belegung der Deckenflächen (Situation B) ergibt sich bereits eine deutliche Verbesserung der Schallausbreitungsbedingungen mit mittleren Pegelabnahmen ΔL je Abstandsverdopplung von 1,7 bis 2,0 db. Mit der vollständigen Belegung der Deckenfläche (Situation C) werden schließlich mittlere Pegelabnahmen ΔL je Abstandsverdopplung von 2,5 bis 2,9 db erreicht. 4.3 Raumrückwirkung Zur Beschreibung des an einem Arbeitsplatz in Maschinennähe anzunehmenden Raumeinflusses wurde die reflektionsbedingte Schallpegelerhöhung im Bereich des Kutters (Messpunkt 1) entsprechend dem im LSA-Blatt beschriebenen Verfahren ermittelt. Dabei wurde die Vergleichsschallquelle in einer Höhe von 1,1 m positioniert (Mitte des Lüfterrades) und der Raumeinfluss in den Abständen von 0,5 m und 1,0 m jeweils in einer Höhe von 1,6 m bestimmt. Um die im Endzustand (C) gemessene Situation mit dem ersten Schritt der schallabsorbierenden Ausrüstung des Raumes vergleichbar zu gestalten, wurden dabei die zwischenzeitlich entfernten Schaumstoffplatten an den Wandflächen hinter dem Kutter wieder angebracht. Anlageblatt 9 zeigt den in den einzelnen Terzbändern ermittelten Raumeinfluss (Pegelerhöhung gegenüber Freifeldbedingungen) in der Gegenüberstellung für die drei betrachteten raumakustischen Situationen. Der hier für den A-bewerteten Pegel und den unbewerteten Pegel (Z-Bewertung) angegebene Raumeinfluss wurde jeweils unter Berücksichtigung des für den Kutter ermittelten Geräuschspektrums (Messung 1.2 vom ) berechnet. Damit ergeben sich für die beiden Messpunkte in 0,5 m bzw. 1,0 m Abstand zu der Lärmquelle (Kutter) folgende reflektionsbedingte Schallpegelerhöhungen für den A-bewerteten Schalldruckpegel: Raumakustische Situation A-bewerteter Raumeinfluss (bezogen auf Kuttergeräusch) 0,5 m Abstand 1,0 m Abstand A) ursprüngliche Situation 4,4 db(a) 6,5 db(a) B) Teilbelegung mit 39 m² 2,7 db(a) 3,7 db(a) Absorptionsfläche C) Belegung der gesamten Deckenfläche mit 60 m² Absorptionsfläche 2,1 db(a) 3,2 db(a)

5 5 Daraus lässt sich ablesen, dass mit den raumakustisch wirksamen Maßnahmen selbst in unmittelbarer Nähe zu dem Kutter Pegelminderungen von ca. 2,3 db(a) (in 0,5 m Abstand) bzw. 3,3 db(a) (in 1,0 m Abstand) erreicht wurden. Mit zunehmenden Abstand sind höhere Pegelminderungen zu erwarten, wie auch die nachfolgenden Berechnungen zeigen. 4.4 Berechnungen nach VDI 3760 Zur weitergehenden Beschreibung der Lärmsituation und der Lärmminderungserfolge wurden raumakustische Berechnungen nach der VDI-Richtlinie 3760 durchgeführt. Dabei wurde die Abmessungen des Raumes vereinfachend mit 11 x 6 x 3,2 m³ angenommen. Um die aus den ermittelten Nachhallzeiten berechneten relativ geringen mittleren Schallabsorptionsgrade von 0,06 bis 0,07 anzunähern, wurden die Längsseiten des Raumes (gekachelte Flächen) mit der Schallabsorption von Marmor angenommen. Anlageblatt 10 zeigt unter A) die entsprechend dem ursprünglichen Zustand angesetzten Raumdaten. Darunter ist die als Variante C betrachtete Situation mit einer nahezu vollständig schallabsorbierend belegten Deckenfläche (60 m²) gezeigt, wobei die vom Hersteller für das Material angegebenen Schallabsorptionsgrade eingesetzt wurden. Mit den hier angenommenen Raumeigenschaften errechnen sich die im Anlageblatt 11 dargestellten Schallausbreitungskurven. Die dafür berechneten mittleren Pegelabnahmen je Abstandsverdopplung liegen annähernd in dem Bereich der messtechnisch gewonnenen Werte (s. Anlageblatt 8). Da die berechneten Schallausbreitungsbedingungen näherungsweise mit den entsprechenden Messergebnissen übereinstimmen, können sie als Grundlage zur Berechnung der Schalldruckpegelverteilungen herangezogen werden. Bei dieser Rechnung nach VDI 3760 wurde vereinfachend der Kutter als einzige Lärmquelle in dem Raum mit einem Schallleistungspegel von 94,2 db(a) und der spektralen Verteilung entsprechend der Messung 1.2 vom angenommen. Anlageblatt 12 zeigt die berechneten Schalldruckpegelverteilungen für den Raum mit schallharter Decke (Situation A) und nahezu vollständig schallabsorbierend belegter Decke (60 m² Situation C). Die farbliche Gegenüberstellung der Lärmpegelverteilungen lässt eine deutliche Verbesserung durch die schallabsorbierende Decke erkennen. Selbst für den in unmittelbarer Nähe des Kutters angenommenen Messpunkt (0,5 m Abstand) ergibt sich danach eine Pegelminderung von 4,1 db(a). Für größere Abstände zum Kutter lassen sich noch größere Pegelminderungen von 6 bis 7 db(a) ablesen. Im Vergleich zu den ursprünglich ins Auge gefassten Schallabsorbern aus mikroperforierten Platten errechnet sich mit den Schaumstoffplatten eine um rund 2 db(a) günstigere Lärmbelastungssituation. Die Rechnung ist allerdings mit gewissen Unsicherheiten verbunden, da die für den schallabsorbierend nachgebesserten Raum gemessenen Nachhallzeiten nicht ganz die für das eingesetzte Material berechneten Verbesserungen ergeben. Andererseits sind die für den schallabsorbierend nachgerüsteten Raum ermittelten Schallpegelabnahmen je Abstandsverdopplung sogar noch etwas höher als die entsprechend VDI 3760 berechneten Werte, die bei der Berechnung der Pegelverteilung herangezogen wurden.

6 6 Auf jeden Fall kann eine deutliche Verbesserung der Lärmsituation durch die Einbringung der schallabsorbierenden Decke festgestellt werden, während in der ursprünglichen Situation beim Betrieb des Kutters im gesamten Raum gehörgefährdende Lärmbelastungen mit Pegeln von mehr als 85 db(a) zu erwarten waren, ergeben sich in dem mit der schallabsorbierenden Decke ausgerüsteten Raum allenfalls noch in unmittelbarer Nähe des Kutters entsprechend hohe Schallbelastungen. Unter Berücksichtigung der begrenzten Einsatzzeiten des Kutters kann man über den Tag gemittelt aber auch hier mit Lärmexpositionspegeln von weniger als 85 db(a) ausgehen. Sankt Augustin, den (Dr.-Ing. Jürgen Maue)