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Umstrukturierung der Systematik (01.05.2014): nicht mehr im DGUV-Regelwerk enthalten

1 Vorbemerkung, Anwendungsbereich

Durch raumakustische Maßnahmen lässt sich der Reflexionsschall in Arbeitsräumen deutlich vermindern. Dadurch wird die Geräuschbeeinträchtigung leiserer Arbeitsplätze in einiger Entfernung zu geräuschintensiven Schallquellen herabgesetzt, daneben aber auch die Geräuschbelastung am lauten Arbeitsplatz selbst abgebaut.

Arbeitsräume überdauern im Regelfall das ursprüngliche Fertigungskonzept (einschl. Maschinendichte) um ein Mehrfaches. Selbst wenn im Laufe der Zeit leisere Anlagen angeschafft werden, sinkt der mittlere Schallpegel im Arbeitsraum häufig nicht, weil die Maschinenbelegungsdichte im Allgemeinen ansteigt. Eine nachträgliche Verbesserung der raumakustischen Verhältnisse erfordert ungleich mehr Aufwand das Einbeziehen einer entsprechenden Gestaltung in das Planungskonzept von Neubauten.

Reflexionsschall erhöht die Geräuscheinwirkung am Maschinenarbeitsplatz und in der Umgebung

Aus den genannten Gründen sind raumakustische Maßnahmen als flankierende Lärmminderungsmaßnahmen in besonderem Maße bei der Gestaltung neu zu errichtender Arbeitsräume unverzichtbar. Wegen der vergleichsweise schwierigen Nachbesserung ist es im Allgemeinen nicht sinnvoll, die Maßnahmen am Baukörper nur unter strengem Bezug auf den bei der Ersteinrichtung zu erwartenden Geräusch-Ist-Zustand zu minimieren.

Eine raumakustische Nachbesserung kann auch in bestehenden ungünstig gestalteten Arbeitsräumen unumgänglich sein, wenn Maßnahmen an den Geräuschquellen selbst nicht möglich sind oder nicht ausreichen und eine Verminderung der Schallausbreitung durch räumliche Abtrennung oder durch Schallschirme ausgeschlossen ist.

Dieses LSA-Blatt gibt Anregungen für die Gestaltung neuer und die Verbesserung bestehender Fertigungshallen. Die vorgestellten, beispielhaft erläuterten Gestaltungsmöglichkeiten sind in der Praxis erprobt. Sie entsprechen dem Stand der Technik, der gemäß § 5 der Unfallverhütungsvorschrift "Lärm" (BGV B3) [ 1] Entscheidungsmaßstab für die Gestaltung von Arbeitsstätten sein soll.

2 Auswahl praktisch ausgeführter Beispiele

2.1 Tabellarische Übersicht

Die folgende Tabelle 1 enthält 12 ausgeführte Beispiele. Die verwendeten Baumaterialien sind handelsüblich. Einzelheiten zum Aufbau der Raumbegrenzungsflächen enthält [ 2]. Die Beispiele 8, 11 und 12 weisen Merkmale auf, deren Beschreibung die Tabellenform sprengen würde; auf sie wird deshalb im nachfolgenden Abschnitt 2.2 gesondert eingegangen.

Tabelle 1: Beispielübersicht

Fortsetzung Tabelle 1

Beispiel Nummer	Kennwerte		Bemerkungen
	vorher	nachher
1	-	SAM = 4,0 dB(A)	Gegenüber ursprünglichem Beurteilungspegel von Lr ≈ 95 dB(A) bei dichter Maschinenaufstellung durch geringere Aufstellungsdichte und sehr gute Raumakustik Lärmbereich stark eingeschränkt
2	-	SAM = 3,5 / 4 dB(A)	Im Gegensatz zu vorher nur noch wenige Arbeitsplätze Lärmbereich
3	-	SAM = 4,0 / 4,5 dB(A)	Durch Aufteilung unterschiedlich lauter Arbeitsplätze in getrennten Hallen möglich (vgl. Grundriss Abb. 3)
4	(RRW ≥ 3 dB(A))	Senkung des mittleren Geräuschpegels um ca. 3 dB(A)	Räumliche Trennung der (vorher vermischten) lauten Automatendrehmaschinen von der ruhigeren Werkzeugschleiferei (vgl. Grundriss Abb. 8); Auswahl der Mineralwolle, weil Schallabsorptions- gradverlauf bezüglich Maschinengeräusch- spektrum günstiger als bei Polyurethanschaum
5	SAM = 2,7 dB(A) bei 1 kHz	SAM = 3,4 dB(A) bei 1 kHz	Karosseriewerkstatt mit notwendigerweise gekacheltem Fußboden; für Nachbesserung günstiges Ergebnis
6	SAM = 1,5 dB(A)	SAM = 4 dB(A)	In Leuchtenebene abgehängte farblich gestaltete Decke architektonisch sehr ansprechend
7	Fräsarbeiten 107 - 124 dB(A) störend im gesamten Hallenbereich, SAM = 2,5 dB(A)	SAM = 4 dB(A) RRW = 1 = 1,5 dB(A)	Räumliche Abtrennung der vorher im gesamten Raum stark störenden Aluminium-Fräsarbeiten - Schallabsorption im abgetrennten Bereich war unbedingt erforderlich
8	T = 2,5 s	RRW = 1 / 1,5 dB(A)	Geräuschsenkung war nur durch Auslagerung besonders geräuschintensiver Arbeiten und Verbesserung des Schallabsorptionsvermögens des Raumes erzielbar (vgl. nachfolgende ausführliche Beschreibung)
9	SAM = 2,5 dB(A)	SAM = 3,3 dB(A)	Starker Abbau der Halligkeit; subjektiv Erfolg deutlicher als Zahlenwerte
10	-	RRW = 2,5 dB(A) (3,5 dB(A))	Akustikplatten in üblichen Fertigungsbereichen fast nie ausreichend
11	SAM = 2,0 dB(A) RRW = 1,5 dB(A) (3 dB(A))	SAM = 3,5 dB(A) RRW = 1,0 dB(A) (1,5 dB(A))	Anpassen der schallabsorbierenden Decke an die Randbedingungen in Tischlerei und Wäscherei (vgl. nachfolgende ausführliche Beschreibung)
12		SAM = 4,3 = 4,5 dB(A) RRW = 1,5 dB(A) (1,5 / 2 dB(A)) auch in Wandnähe!	Sehr gute Raumakustik durch konsequente schallabsorbierende Gestaltung aller nicht transparenten Raumbegrenzungsflächen (vgl. nachfolgende ausführliche Beschreibung)

Abbildung 1: Teilansicht des schallabsorbierend gestalteten Fertigungsraumes - Beispiel 1 -

Abbildung 2: Schallabsorbierende Stahltrapezblechwand - Beispiel 2 -

Abbildung 3: Hallengrundriss - Beispiel 3 -

Abbildung 4: Hallengrundriss - Beispiel 4 -

Abbildung 5: Teilansicht der nachgebesserten Sheddachuntersicht - Beispiel 5 -

Abbildung 6: Schallabsorbierende Deckengestaltung - Beispiel 6 -

Abbildung 7: Abgetrennter Bereich für besonders laute Fertigungsvorgänge - Beispiel 7 -

Abbildung 8: Beidseitig absorbierende Gestaltung des durch Mauerwerk abgetrennten Richt- und Schleifbereiches - Beispiel 8 -

Abbildung 9: Vertikale Anordnung zylinderförmiger Absorber im Sheddach Beispiel 9 -

Abbildung 10: Schallabsorbierende Deckengestaltung - Beispiel 11 -

Abbildung 11: Teilansicht des Fertigungsraumes mit schallabsorbierenden Raumbegrenzungsflächen - Beispiel 12

2.2 Beschreibung ausgewählter Beispiele

Beispiel 8: Schallabsorbierende Wandgestaltung, Kabinen

Dieses Beispiel stellt einen Fall der häufiger auftretenden Notwendigkeit vor, verschiedene Maßnahmen - hier Raumtrennung und raumakustische Nachbesserung - aufeinander abgestimmt zu kombinieren, um das Ziel wirkungsvoller Geräuschentlastung zu erreichen.

In einer überwiegend aus Beton- und Glasflächen gebildeten ca. 14 m x 11,5 m großen und ca. 7 m hohen Halle waren ohne räumliche Unterteilung Arbeitsplätze mit sehr unterschiedlicher Geräuschabstrahlung angeordnet (Abbildung 12). Die ungünstigen raumakustischen Verhältnisse führten zu starker gegenseitiger Geräuschbeeinträchtigung.

Abbildung 12: Hallengrundriss und Arbeitsplatzanordnung, Ausgangszustand

Als Maßnahmen boten sich die Auslagerung der Schmiede und der hydraulischen Presse an, ferner die Zusammenfassung von Schleif- und Richtarbeiten in einer schallabsorbierend gestalteten Kabine.

Die raumakustischen Verhältnisse waren nach Möglichkeit bei den Umbauten zu verbessern. An der Raumdecke sollten wegen des sehr guten Absaugströmungsfeldes keine Eingriffe vorgenommen werden; für eine raumakustisch wirksame Nachbesserung standen daher nur die Raumwände zur Verfügung.

Der abzutrennende Bereich mit hochabsorbierenden Innenwand- und Deckenflächen wurde in einer Raumecke mit Sichtverbindung nach außen verlegt (Abbildung 13). Der Wandaufbau entsprach Variante D der Abbildung 14 (im Kabineninneren hochabsorbierend). Zur Frage einer möglichen Gesundheitsgefährdung durch künstliche Mineralfasern hat die Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Dortmund, im Jahre 1992 in einer ihrer Amtlichen Mitteilungen wie folgt Stellung genommen: ist eine Verarbeitung von künstlichen Mineralfasern fachgerecht erfolgt, ist nach heutiger Kenntnis nicht mehr mit einer nennenswerten Belastung zu rechnen. Dies gilt ins besondere, wenn durch Folien oder sonstige Materialien die künstlichen Mineralfasern von der Umgebung getrennt werden.

Abbildung 13: Hallengrundriss und Lage der Arbeitsplätze nach Durchführung von Maßnahmen

Abbildung 14: Schallabsorbierende Gestaltung von (gemauerten) Wänden [2]

1 Sacklochziegel oder Lochziegel mit einseitiger 2 bis 3 cm dicker Putzschicht mittlere Schalldämmung und mittlere Schallabsorption -

2 Vollsteinschale (oder Stahlblech, 1,5 bis 3 mm; ggf. auch Spanplatte, 19 mm) höhere Schalldämmung, kein Schallabsorptionsvermögen -

3 Mineralwolle, ca. 40 mm - hohe Schallabsorption -

4 Polyethylenfolie, höchstens 0,02 mm dick (ggf. auch Glas- oder Mineralfaservlies) - erforderlicher Riesel-, Feuchtigkeits-, Staubschutz -

5 Lochziegel mit Durchgangslöchern, waagerecht liegend (in C, D, E auch Lochblech, Streckmetall) Mindestlochanteil 30 % - mechanischer Oberflächenschutz -

6 je nach Schalldämmung massereiche mineralische Schale oder Platte, Stahlblech, Rigipsplatte oder Spanplatte - Schalldämmung -

Die bestehenden Raumwände wurden teilweise nach Variante C der Abbildung 14 hochabsorbierend, teilweise nach Variante B absorbierend nachgerüstet.

In der mit schwimmendem Estrichboden ausgerüsteten Schleifkabine sorgte vorgesetztes, leicht austauschbares Ziegeldrahtgewebe für zusätzlichen Wandschutz in den durch Funkenflug besonders belasteten Bereichen. Ein Magnetverschluss gewährleistete bei gutem Bedienungskomfort eine sichere Anlage der selbstschließenden Tür im Rahmen.

An den Arbeitsplätzen innerhalb und außerhalb der Schleifkabine sank der Reflexionsschallanteil um 2 bis 3 dB(A) auf Werte unter 1 dB(A) ab, störende Geräuschbeeinträchtigung durch lautere Nachbararbeitsplätze war nahezu völlig verschwunden. In den Elektroschweißkabinen lag die Raumrückwirkung dagegen noch bei 5 dB(A), weil zwei arbeitsplatznahe akustische Spiegelflächen - über Kopf und hinter dem Rücken des sitzenden Beschäftigten - nicht nachgebessert worden waren (Abbildung 15). Eine Verbesserung war durch schallabsorbierende Ausrüstung dieser Flächen möglich.

Abbildung 15: Blick in die Elektroschweißkabine schallreflektierende Restflächen: Luftverteilblech im Absaugtrichter 1 schwenkbarer Türflügel 2

Beispiel 11: Schallabsorption bei Feuchträumen und belüfteten Räumen Ein ca. 12 m x 5 m großer Waschmaschinenraum war aufgabenbedingt mit gekachelten Wänden und gekacheltem Fußboden ausgerüstet. Die 4,3 m hohe Deckenuntersicht bestand aus Stahltrapezblech. Die extrem hohe Nachhallzeit von mehr als 2 Sekunden forderte Maßnahmen zur Verringerung des Reflexionsschallanteils. Das einzubringende Schallabsorptionsmaterial hatte die besondere Anforderung der Feuchtraumbeständigkeit zu erfüllen.

Eingebaut wurde eine auf Binderunterkante abgehängte Ebene aus 50 mm dicken vliesbeschichteten selbsttragenden Mineralwolleplatten, die vom Hersteller speziell als "feuchtigkeitsstabil" angeboten worden waren (Abbildung 10). Diese Lösung hat sich in der Praxis bestens bewährt. Die Mineralwolleplatten besitzen gegenüber geschlossenzelligen Kunststoffschäumen für die mittel- bis tieffrequente Geräuschcharakteristik der Großwaschmaschinen einen günstigeren Schallabsorptionsgradverlauf über der Frequenz, der durch problemloses Abhängen der selbsttragenden Platten mit Abstand zur bestehenden Decke im tieffrequenten Bereich weiter verbessert werden konnte. Die Nachhallzeit lag im nachgebesserten Raum bei weniger als einer Sekunde. Der subjektiv als besonders störend empfundene Reflexionsschall war damit beseitigt.

In einer Holzwerkstatt, die ebenfalls eine Stahltrapezblech-Deckenuntersicht besaß, wurde die Zuluft von oben in den Raum eingebracht (zahlreiche Absaugungen an den Einzelmaschinen). Auch hier wurde eine abgehängte Ebene aus 50 mm dicken, selbsttragenden Mineralwolleplatten gewählt, jedoch zu den umliegenden Wänden ein größerer Abstand frei gelassen. Auf diese Weise musste die Zuluftführung nicht geändert werden, durch die oberhalb der Schallabsorptionsmaterialebene zuströmende Luft wurde Absetzen aufgewirbelten Holzstaubs auf dem Schallabsorptionsmaterial vermieden.

Die Gefahr der Taupunktunterschreitung oberhalb der wärmeisolierenden abgehängten Ebene bestand ebenfalls nicht. Durch die Maßnahme stieg die mittlere Schallausbreitungsminderung von 2 auf 3,5 dB(A) an, die Raumrückwirkung sank von 1,5 auf 1 dB(A), bzw. von 3 auf 1,5 dB(A) ab (die in die Tabelle eingetragenen Kennwerte gelten für die Holzwerkstatt). Nähere Einzelheiten zu der Problemstellung des Beispiels 11 und zur Ausrüstung einer Schlosserei enthält [ 3].

Für eine Stanzerei war eine 50 m x 37 m große und ca. 7 m hohe Fertigungshalle neu zu errichten. Unter Beibehaltung der ursprünglich vorgesehenen Baumaterialien erhielten die Raumbegrenzungsflächen folgenden Aufbau:

Dachuntersicht: Stahltrapezblech gelocht, mit foliengeschützter Mineralwolle hinterlegt (vgl. [ 2])

Seitenwände und eine Stirnwand: 24 cm dicke Lochziegelschale mit statischen Funktionen, foliengeschützte Mineralwolle hinterlegt, Außenschale Klinker (Abbildung 16)

zweite Stirnwand: Stahltrapezblech, gelocht, foliengeschützte Mineralwolle hinterlegt, Außenschale Stahltrapezblech (Abbildung 17)

In der leeren Halle fiel die nahezu völlig fehlende Reflexion auf. Lediglich Standorte in Reflexionsrichtung der Tore ließen das Echo eines impulsartigen Geräusches genau nach Ablauf der Laufzeit des reflektierten Schalls deutlich hervortreten; wurde der Standort etwas verändert, war das Echo verschwunden.

Abbildung 16: Mineralwolle-hinterlegte Lochziegelschale mit tragender Funktion

Abbildung 17: Mineralwolle-hinterlegte Stahltrapezblechwand

3 Zusammenfassung

Eine akustisch günstige Gestaltung von Wand- und Deckenflächen begrenzt die Schallreflexion und senkt damit den Schallpegel an Arbeitsplätzen, die in einiger Entfernung zu lauten Schallquellen liegen. Sie vermindert daneben aber auch die Geräuschbelastung des an einer lauten Maschine Beschäftigten selbst. Deshalb müssen Neubauten, in denen eine Gehörgefährdung der Beschäftigten zu erwarten ist oder nicht ausgeschlossen werden kann, raumakustisch optimal gestaltet sein. Raumakustische Verbesserungen können aber auch in bestehenden Arbeitsräumen im Einzelfall als flankierende Maßnahme unverzichtbar sein.

Die vorstehend zusammengestellten Beispiele beschreiben erfolgreich abgeschlossene Hallenneu- oder Umbauten oder Nachbesserungen des Schallabsorptionsvermögens von Raumbegrenzungsflächen. Die erzielten raumakustischen Verbesserungen werden durch zahlenmäßige Angaben von Kennwerten charakterisiert. In einem Fall (Beispiel 10) wurden sachgerechte Hinweise zur raumakustisch optimalen Gestaltung ignoriert; die trotz vergleichsweise hoher Aufwendungen ungünstigen Ergebniswerte sind in die Tabelle aufgenommen. Die akustisch falsche Ausstattung des Fertigungsraumes wurde durch unkritische Anwendung rechnerischer Abschätzung verursacht.

Aus der tabellarischen Beispielbeschreibung sind drei charakteristische Lösungen herausgegriffen und ausführlicher beschrieben worden, wobei auch auf die Problematik der Schallabsorption bei Feuchträumen und belüfteten Räumen eingegangen wird.

4 Schrifttum

[ 1] Unfallverhütungsvorschrift "Lärm" (BGV B3) von 1. Januar 1990. Carl Heymanns Verlag, Köln (1/1990)

[ 2] LSA 01-234 Lärmschutz-Arbeitsblatt "Geräuschminderung in Fertigungshallen - Grundlagen und Auswahlkriterien zur Schallabsorption" (BGI 674) Carl Heymanns Verlag, Köln (Ausgabe 8/03).

[ 3] Christ, E.: Geringere Geräuscheinwirkung an Behinderten-Arbeitsplätzen durch raumakustische Verbesserungsmaßnahmen. Die BG (1984) S. 389-392

[ 4] Fischer, S: Verbesserung der Geräuschsituation in Fertigungsräumen durch Senkung der Schallreflexion. BIA-Report 1/83. Hrsg.: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz, Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften e.V., 53754 Sankt Augustin (1983).

[ 5] LSA 01-243 Lärmschutz-Arbeitsblatt "Geräuschminderung durch Kapselung - Hinweise zur Gestaltung von Kapseln einfacher Bauart" (BGI 789) Carl Heymanns Verlag, Köln (Ausgabe 6/02). - -

Bearbeiter: Dr.-Ing. Siegfried Fischer, Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz, Fachbereich: Arbeitsgestaltung - Physikalische Einwirkungen. -

ENDE