umwelt-online: BGI 674 - Grundlagen und Auswahlkriterien zur Schallabsorption (1)

BGI 674 - Grundlagen und Auswahlkriterien zur Schallabsorption
Geräuschminderung in Fertigungshallen
Berufsgenossenschaftliche Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGI)
(bisher ZH 1/564.13)

(Ausgabe 01/1993; 08/2003)

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

Das Schallabsorptionsvermögen der Raumbegrenzungsflächen bestimmt in Arbeitsräumen mit über die Höhe des Schallpegels an den einzelnen Arbeitsplätzen. Der Einfluss ist auf Arbeitszonen, die in einiger Entfernung von dominierenden Geräuschquellen liegen, besonders groß, er ist jedoch auch für den geräuscherzeugenden Arbeitsplatz selbst vorhanden.

In der Fassung 1/1990 der Unfallverhütungsvorschrift "Lärm" (BGV B3) [1] werden neben den Arbeitsmitteln und den Arbeitsverfahren auch die Arbeitsräume in § 5 ausdrücklich angesprochen; sie sind so zu gestalten, dass die Schallausbreitung nach den fortschrittlichen, in der Praxis bewährten Regeln der Lärmminderungstechnik vermindert wird, wenn eine Lärmgefährdung der Versicherten besteht oder zu erwarten ist.

Eine geeignete akustische Gestaltung der Raumbegrenzungsflächen ist unter Berücksichtigung des wirtschaftlichen Aufwandes besonders empfehlenswert bei Neubauten. Geplante Integration hilft den Mehraufwand zu begrenzen, oft kann er durch die Kombination von Funktionen wie Wärmeisolation und Schallabsorption sogar vermindert werden. Aber auch in bestehenden ungünstig gestalteten Arbeitsräumen ist eine raumakustische Nachbesserung als flankierende Lärmminderungsmaßnahme häufig unumgänglich.

Dieses LSA- Blatt fasst die akustischen Grundlagen zusammen, gibt Zielwerte raumakustisch wichtiger Größen an und stellt bewährte Ausführungsmöglichkeiten der Raumbegrenzungsflächen für Neubauvorhaben und für die Nachbesserung bestehender Arbeitsräume vor.

2.1 Schallfeldausbildung, Schallpegelabnahme bei Entfernung von der Schallquelle

Bei nahezu allen Vorgängen wird ein Teil der zugeführten Energie in Form von Schallenergie an die Umgebung abgegeben. Die Schallabstrahlung ist besonders ausgeprägt bei sprungartigen Kraft- und Bewegungsabläufen. Schnell ablaufende Vorgänge sind durch einen mit ansteigender Drehzahl bzw. Geschwindigkeit wachsenden Beitrag der höheren Frequenzen gekennzeichnet; diese Geräuschanteile erfahren aufgrund der die Gehörempfindlichkeit berücksichtigenden A-Bewertung noch eine zusätzliche Aufwertung.

Der Abfluss der Schallenergie wird durch die Raumbegrenzungsflächen behindert (Abbildung 1). Nur ein Teil der auftreffenden Energie durchdringt Wände und Dach (Transmission) oder gelangt durch Öffnungen (Tore, Fenster) ungehindert nach außen; ein Teil wird - abhängig vom Schallabsorptionsvermögen der Raumbegrenzungsflächen - in Wärme umgewandelt (Absorption), der Restanteil wird in den Raum zurückgeworfen (Reflexion). Zur Absorption der Schallenergie tragen auch Einbauten und Maschinen bei.

Absorption und Transmission führen dazu, dass der Schallpegel im Raum trotz der ständig nachströmenden Schallenergie nicht über alle Grenzen wächst, sondern einen endlichen Wert entsprechend dem sich einstellenden Energiegleichgewicht annimmt. Abbildung 2 gibt den idealisierten Verlauf des Schallpegels bei zunehmender Entfernung von einer punktförmigen Kugelschallquelle in einem nahezu kubischen Raum wieder, wenn die Raumbegrenzungsflächen kein allzu hohes Schallabsorptionsvermögen besitzen.

Im idealisierten Fall sinkt der Schallpegel innerhalb des Direktschallfeldes wie bei ungehinderter Schallausbreitung um 6 dB(A) je Entfernungsverdoppelung. Im sich anschließenden Diffusschallfeld bleibt die Schallpegelhöhe unabhängig von der Entfernung konstant, durch völlige Durchmischung ausgesandter und reflektierter Schallwellen hat sich eine konstante Schallintensität eingestellt. Neben der zugeführten Energie bestimmt der Reflexionsschallanteil die Pegelhöhe wesentlich mit.

Eine Verbesserung des Schallabsorptionsvermögens vermindert im idealisierten Modellfall den Schallpegel im Diffusschallfeld, während der Pegelverlauf im Direktschallfeld unverändert bleibt. Übliche Arbeitsräume entsprechen diesem Modellfall meist schon wegen der geometrischen Abmessungen nicht, Dichte und Inhomogenität der Maschinenbelegung führen zu weiterer Veränderung der Voraussetzungen. Der typische Schallpegelverlauf in Arbeitsräumen entspricht der in Abbildung 2 mit "real" bezeichneten Kurve: Im Direktschallfeld ist die Schallpegelabnahme pro Abstandsverdoppelung geringer als 6 dB(A), im Diffusschallfeld bleibt der Schallpegel nicht konstant, sondern fällt um einen etwa konstanten Betrag pro Entfernungsverdoppelung ab. Die Höhe dieser Abnahme liegt für einen Raum, in dem der schallabsorbierenden Ausführung der Raumbegrenzungsflächen kein besonderes Augenmerk gewidmet worden ist, meist zwischen 2 und 3 dB(A) pro Abstandsverdoppelung.

Schallabsorbierende Gestaltung der Raumbegrenzungsflächen führt bei geeigneter Ausführung nicht zu klener Räume zu einer auch im Diffusschallfeld pro Abstandsverdoppelung etwa konstanten Pegelabnahme von 4 bis 4,5 dB(A). Im Direktschallfeld nähert sich die Pegelabnahme dem Wert 6 dB(A) der ungehinderten Schallausbreitung im Freien an.

Das Messverfahren für die Schallausbreitungsminderung wird in [10] beschrieben.

Durch Verminderung des Reflexionsschalls sinkt der Schallpegel demnach schallquellenfern und schallquellennah.

Schallquellenfern: Die Geräuscheinstrahlungen zu einem ruhigen Arbeitsplatz in 16 m Entfernung von einer in diesem Bereich dominierend lauten Schallquelle können sich in zwei Hallen mit Schallpegelminderungen von 2,5 dB(A) einerseits, bzw. 4 bis 4,5 dB(A) andererseits, um etwa 8 dB(A) unterscheiden.

Schallquellennah: Für den geräuscherzeugenden Arbeitsplatz liegt der Schallpegel in der optimal gestalteten Halle um 1 bis 3 dB(A) niedriger als in der weniger günstig gestalteten. Bei begrenzungsflächennaher Arbeitsplatzlage treten noch größere Unterschiede auf.

Die Mehrzahl der Geräuschbelastungssituationen an lauten Arbeitsplätzen lässt sich je nach Abstand zwischen Geräuschquelle und Ohr des Beschäftigten in zwei Gruppen einteilen:

"Schallquellenfernere" Arbeitshaltung liegt im allgemeinen bei Bedien-, Kontroll- und Beobachtungsaufgaben während selbsttätig ablaufender Fertigungsprozesse vor, aber auch bei Arbeiten mit Maschinen, deren Eingriffsort selbst wieder einigen Abstand zu Stell- oder Halteelementen besitzt (z.B. Bodenverdichter).

Die häufigste Arbeitsplatzsituation dieser Gruppe ist der Aufenthalt an anlagennahen Steuerpulten und allgemein, wie bereits erwähnt, das Beobachten selbsttätig ablaufender Fertigungsvorgänge. In raumakustisch optimierter Umgebung beträgt die zugehörige Raumrückwirkung höchstens 2 dB(A).

"Schallquellennahe" Arbeitshaltung ist gekennzeichnet durch aufmerksames Beobachten eines von Hand beeinflussten Arbeitsablaufes; typische zugehörige (nicht automatisierte) Tätigkeiten sind etwa Spitzendrehen, Schleifen mit Handschleifmaschinen, Schweißen, Feilen, Nieten, Bedienen von Pressen und Stanzen, bei denen das Material von Hand eingelegt und ggf. festgehalten werden muss. In raumakustisch optimierter Umgebung beträgt die zugehörige Raumrückwirkung etwa 1 dB(A).

In zahlreichen untersuchten praktischen Anwendungsfällen hat sich gezeigt, dass die Abstände zwischen Ohr und Geräuschquelle bei den verschiedenen Tätigkeiten in der Gruppe der "schallquellennahen" Arbeitshaltung kaum voneinander abweichen und dass sich auch bei der Gruppe der "schallquellenferneren" Arbeitshaltung für eine Vielzahl der zugehörigen Tätigkeiten ein Abstandsmittelwert angeben lässt.

Im folgenden wird der gemessene Raumrückwirkungsanteil als "schallquellennah" für den besonders häufigen Ohrabstand 50 cm horizontal, 50 cm vertikal zur Schallquelle, als "schallquellenfern" für den besonders häufig angetroffenen Abstand 100 cm horizontal, 50 cm vertikal zur Schallquelle bezeichnet (Messebene: lotrechte Schallquellenachsen-Ebene [3], [10]) .

Schalldämmende Umhüllungen oder Einhausungen für den Aufenthalt von Menschen (z.B. Maschinenbedienern) zum Schutz vor Umgebungslärm (z.B. Leitstände). Schutzkabinen für Personen sind eine spezielle Art von Kapseln, auf die im Rahmen dieses Blattes nicht näher eingegangen wird.

Vor Ort lassen sich Schallausbreitungsminderung und Reflexionsschallanteil bzw. Raumrückwirkung mit Hilfe einer Testschallquelle bestimmen, wie sie zur Ermittlung der Raumkorrektur nach DIN EN ISO 3744 bzw. DIN EN ISO 3746, verwendet wird (vgl. auch [4] ). Schallausbreitungsminderung und Raumrückwirkung sind nicht an ein statistisch gleichverteiltes Schallfeld gebunden und erlauben auch dort eine raumakustische Beurteilung, wo z.B. Nachhallzeit und mittlerer Schallabsorptionsgrad eines Raumes ihre Aussagekraft einbüßen.

Für die Abschätzung der durch schallabsorbierende Nachbesserung von (arbeitsplatznahen) Reflexionsflächen erzielbaren Verbesserung sind verschiedene, teilweise gegenläufige Effekte zu beachten [3]; an dieser Stelle soll nur ein wesentlicher Punkt erwähnt werden:

Wird nur eine Reflexionsfläche schallabsorbierend nachgerüstet, dann wird auch bei idealer Schallabsorptionsfähigkeit dieser Fläche nicht der maximal mögliche Minderungsbetrag erreicht, wenn andere relevante Reflexionsflächen vorhanden sind. Dies ist besonders wichtig bei näherungsweise kubischen Räumen mit freier Schallausbreitung oberhalb der Maschinenebene. Hier sollte nicht nur die Decke, sondern es sollten zusätzlich zwei senkrecht zueinander stehende Wandflächen nachgerüstet werden. In vergleichsweise schmalen Langräumen mit freier Schallausbreitung oberhalb der Maschinenebene empfiehlt sich die Nachrüstung mindestens einer (möglichst der den meisten Arbeitsplätzen benachbarten) Seitenwandfläche - mindestens im Bereich oberhalb der Maschine.

2.3 Nachhallzeit, äquivalente Schallabsorptionsfläche, mittlerer Schallabsorptionsgrad

Wenn die größte und die kleinste Raumabmessung das Verhältnis 3:1 nicht überschreiten, das Schallabsorptionsvermögen der einzelnen Raumbegrenzungsflächen nicht zu hoch und nicht zu unterschiedlich ist, kann die von W. C. Sabine empirisch ermittelte Abhängigkeit herangezogen werden:

Für die Beurteilung der raumakustischen Verhältnisse hat der Wert der Nachhallzeit nur in Verbindung mit der Angabe des Raumvolumens eine orientierende Aussagekraft. In sog. Flachräumen mit im Verhältnis zu den Seitenabmessungen vergleichsweise geringer Deckenhöhe erlaubt die Nachhallzeit nur noch eine Beurteilung des subjektiven Raumeindrucks, als Rechengröße für verlässliche Ergebnisse ist sie nicht geeignet.

Bei der Planung neuer oder umzugestaltender Arbeitsräume lässt sich die äquivalente Schallabsorptionsfläche wie folgt bestimmen:

Unter den genannten Voraussetzungen lässt sich für den gesamten Raum ein mittlerer Schallabsorptionsgrad

Liegt α bestehende Arbeitsräume unterhalb des Wertes 0,2, dann sind die raumakustischen Verhältnisse verbesserungsbedürftig,α = 0,3 kennzeichnet eine gute raumakustische Situation und sollte bei Neubauten und bei Nachbesserungen angestrebt werden ([1], § 5).

Die meisten Luftschall absorbierenden Materialien sind porös mit großen inneren Oberflächen. Durch äußere Reibung zwischen den bewegten Luftpartikeln und dem Skelett des porösen Materials wird die bereits genannte Forderung, Schallschwingungsenergie in Wärmeenergie irreversibel umzuwandeln, erfüllt; eine geringere Bedeutung haben weiche, geschlossenporige Kunststoffschäume, bei denen innere Reibung infolge irreversibler Deformation auftritt. Die Forderung nach einer möglichst weichen Struktur des Stoffes bei möglichst geringer Dichte ist aus technologischen Gründen nur näherungsweise erfüllbar. Bei hoher Feuchtebelastung haben sich insbesondere bei der Getränke- und Lebensmittelherstellung - in Folie eingeschweißte Mineralwolleplatten-Absorber bewährt. Sie können, mit Hochdruck-Reinigern und bestimmten Reinigungsmitteln sauber gehalten, in Hygienebereichen eingesetzt werden.

Den weitesten Anwendungsbereich decken offenporige (weiche) Kunststoffschäume und Mineralwolle ab. Für Feuchträume führt der Handel geschlossenzellige Kunststoffschäume. Schäume, die auch mit schwer entflammbar ausgestatteter Oberfläche erhältlich sind, können leicht angebracht werden (Klammern oder Kleben) und benötigen normalerweise keinen gesonderten Oberflächenschutz; bei hohen Brandschutzanforderungen sind sie jedoch - je nach Variante - der nicht brennbaren Mineralwolle unterlegen. Melaminharz-Platten erfüllen die Brandschutzklasse B1. Sie benötigen keinen besonderen Oberflächenschutz und sind leicht anzubringen. Ihr Flächengewicht ist geringer als das von Polyurethanschaum-Platten.

Mineralwolle ist universell einsetzbar, erfordert aber einen Schutz gegen Ausrieseln von Fasern und ggf. auch einen Schutz gegen mechanische Beanspruchung. Als Schutz gegen Ausrieseln von Fasern kann dünne Polyethylenfolie dienen; sie ist auch bei hohen Frequenzen akustisch noch durchlässig, wenn sie nicht dicker ist als 0,02 mm. Sie wird lose um die Mineralwolleplatten geschlagen und ggf. verschweißt (bei straff gespannter oder auf die Schalldurchtrittsfläche aufgeklebter Folie wirken die anliegenden Fasern wie angekoppelte Massen, die Schalldurchlässigkeit für hohe Frequenzen wird vermindert).

Die Folie schützt auch gegen Eindringen von Ölnebel, bzw. Dampf und Staub. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Mineralwolle durch Glas- oder Mineralfaservlies abzudecken. 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 insbesondere, wenn durch Folien oder sonstige Materialien die künstlichen Mineralfasern von der Umgebung getrennt werden. Auch selbsttragende Mineralwolleplatten sind handelsüblich, wobei selbst für höhere Luftfeuchtigkeiten geeignete Varianten zur Verfügung stehen. Als mechanischer Oberflächenschutz kann je nach Anforderung Lochblech, Streckmetall oder Drahtgewebe dienen. Wichtig ist ein Lochanteil von mindestens 30 %, damit die Schallschwingungsenergie auch tatsächlich in das Absorptionsmaterial gelangt. Aus Kostengründen ist es sinnvoll, den mechanischen Oberflächenschutz auf das unbedingt erforderliche Maß zu beschränken.

Wird eine Schallabsorptionsschicht nicht zu hohen Raumgewichtes eingesetzt, dann lässt sich durch eine Anordnung mit Abstand zur Reflexionsfläche die Absorptionswirkung verbessern, bei gegebenem Material werden die Dämpfungseigenschaften im tieffrequenten Bereich erhöht oder es wird - bei gegebener Anforderung an den Schallabsorptionsgradverlauf - gegenüber einer Anordnung ohne Abstand zur Reflexionsfläche Material eingespart.

Abbildung 3: Verbesserung der Schallabsorption im tieffrequenten Bereich durch einen Hohlraum zwischen poröser Schicht und Wand (nach [2])

Die letztgenannte Möglichkeit kann besonders für Deckenausrüstungen, bei denen es aus statischen Gründen auf möglichst geringes Gewicht ankommt, wichtig sein. Die Verbesserung durch Anbringung mit Abstand vor der Reflexionsfläche lässt sich nicht berechnen. Ein Umrechnen eines gemessenen Schallabsorptionsgradverlaufs auf eine andere Art der Materialanordnung als der geprüften ist nicht möglich. Der Anwender sollte daher vom Lieferanten den Nachweis der Absorptionseigenschaften für verschiedene Anbringungsvarianten fordern, um für den Einzelfall unter Berücksichtigung der Kosten die günstigste Alternative auswählen zu können. Die Größe des Wandabstandes wird im allgemeinen von den baulichen Gegebenheiten in bestimmten Grenzen vorgegeben. Bei nicht zu tieffrequenten Geräuschen sind Wandabstände von 100 bis 200 mm ausreichend.

Neue Fertigungshallen werden heute oft als Stahlbetonskelettbauten ausgeführt, die entstehenden Wandfelder mit Stahltrapezblechen, Mauerwerk oder Gasbetonplatten geschlossen.

Bei Stahltrapezblech und Mauerwerk können schallabsorbierende Rauminnenflächen geschaffen werden, indem als innere Wandschale eine Schale mit etwa 30 % Lochanteil gewählt wird. Hinter dieser gelochten Wandinnenschale ist das Schallabsorptionsmaterial anzuordnen. Überwiegend wird Mineralwolle benutzt, die einen Folien- oder Vliesschutz erhält. Ist im Bauteil keine Taupunktunterschreitung zu befürchten, dann kann die Schallabsorptionsschicht so dimensioniert werden, dass sie gleichzeitig die Aufgabe der Wärmeisolierung übernimmt, In diesem Fall beschränkt sich der Zusatzaufwand auf die gelochte Ausführung der Innenschale und den Oberflächenschutz des Schallabsorptionsmaterials.

Die gelochte Ausführung der Innenschale verringert naturgemäß die Schalldämmwirkung des Bauteils nach außen. Andererseits trägt eine schallabsorbierende Gestaltung zur Senkung des Raumschallpegels bei. Auf diese Weise werden bei einem raumakustisch günstig gestalteten Arbeitsraum an die Raumbegrenzungsflächen geringere Schalldämmanforderungen zu stellen sein. Dennoch kann es im Einzelfall bei hoher Anforderung an das Schalldämmvermögen erforderlich sein, eine Außenschale mit größerer Schalldämmwirkung vorzusehen.

In Abbildung 5 sind verschiedene schallabsorbierende Ausführungsformen gemauerter Wände dargestellt.

Variante A gibt einen Aufbau für (leichte) gemauerte Trennwände wieder, wenn einseitig mittleres Schallabsorptionsvermögen verlangt wird. Diese Aufgabenstellung ergibt sich beispielsweise, wenn ein lauterer von einem leiseren Fertigungsbereich getrennt werden soll. Die gelochte Wandseite ist dann der lauteren Arbeitszone zugewandt, der Reflexionsschallanteil auf der gelochten Wandseite ist in Wandnähe nur etwa halb so groß wie bei einer glatten Fläche (Beton, Stahl, Holz). In einer so aufgebauten Schleifkabine beispielsweise beträgt die Raumrückwirkung nur etwa 2 dB(A) gegenüber sonst 4 dB(A) bei einer schallreflektierenden Ausführung der Begrenzungsflächen [5].

Wird statt der Halbsteindicke für die Lochziegel ein spezieller, in Lochrichtung 24 cm dicker Stein gewählt, dann kann die damit aufgebaute Wand auch statische Funktionen übernehmen und, z.B. mit Fassadenelementen verblendet, als Außenwand dienen.

Die gleichen Aussagen bezüglich des Schallabsorptionsvermögens gelten auch für den Aufbau B, der Unterschied zur Variante A besteht darin, dass die Vollsteinschale zu einer verbesserten Schalldämmwirkung führt und statische Aufgaben übernehmen kann.

Die Variante C zeichnet sich durch ein gegenüber A bzw. B deutlich verbessertes Schallabsorptionsvermögen aus (wird die bereits als Beispiel zitierte Schleifkabine gemäß Variante C gestaltet, dann sinkt die Raumrückwirkung auf unter 1 dB(A) ab). Die zwischen Vollsteinschale und Lochziegelschale lose (Schalenabstand ca. 45 mm) eingeschobene foliengeschützte 40 mm dicke Mineralwolle bestimmt die schallabsorbierende Wirkung.

Die akustische Wirkung der Lochziegelschale ist von untergeordneter Bedeutung geworden, diese Schale besitzt die Aufgabe der mechanischen Schutzfunktion oder, bei entsprechender Steindicke und -struktur, statische Funktionen. Im Einzelfall kann auch - etwa im Bereich schleifstaubbelasteter Zonen - eine bestimmte Lochziegeltiefe zum Schutz des foliengeschützten Schallabsorptionsmaterials notwendig werden.

Die Varianten D und E zeigen Lösungsmöglichkeiten für beidseitig schallabsorbierende Wandflächen.

Wie im Bildtext zu Abbildung 5 angegeben, können die mineralischen Werkstoffe auch durch andere Materialien ersetzt werden (für einen Ersatz durch metallische Bauteile geht beispielsweise Variante C in das in Abbildung 4 gezeigte Stahltrapezblech-Element über).

Gegen Lochziegelmauerwerk wird bei Staubbelastung häufig der Einwand erhoben, mit der Zeit sei eine starke Staubablagerung in den Löchern zu erwarten. Diese Vermutung hat sich in praktischen Anwendungsfällen nicht bestätigt. Lediglich am Locheingang kommt es nach mehreren Jahren zu geringfügigen Staubabsetzungen. Das Lochinnere bleibt wegen der fehlenden Strömung der Luft praktisch staubfrei. Eine Ausnahme bildet hier nur der direkte Funkenflug. In funkenflugbelasteten Bereichen hat sich - ggf. in mehreren Ebenen versetzt angeordnet - Ziegeldrahtgewebe vor der Lochsteinschale bewährt, das bei Bedarf leicht ausgetauscht werden kann. Eine Variante bilden mit Abstand zueinander versetzte Lochbleche vor besonders gefährdeten Wandzonen. Im Einzelfall, insbesondere wenn statt Lochziegeln Lochbleche verwendet werden, kann es daneben in tunkenflug- oder thermisch belasteten Bereichen angebracht sein, die Mineralwolle gegen Ausrieseln nicht durch Folie, sondern durch ein Glas- oder Mineralfaservlies zu schützen.

Für das Dach wird häufig Stahl-Trapezblech eingesetzt. Auch hierzu gibt es eine handelsübliche Variante mit gelochten Stegen, hinter denen Mineralwollestreifen eingelegt werden. Einen entsprechenden Dachaufbau zeigt die Abbildung 6; in der unteren Bildhälfte ist der frequenzabhängige Schallabsorptionsgrad wiedergegeben.

Abbildung 6: Schallabsorbierend ausgelegtes Dachsystem aus Stahl-Trapezblech mit gelochten Stegen und hinterlegtem Dämpfungsmaterial.

Wegen der erforderlichen Dampfsperre kann die eigentliche Wärmedämmschicht nicht zur Schallabsorption benutzt werden. Bei Dächern ist die Frage der Taupunktunterschreitung im Bauteil mitunter kritischer als bei den Wänden. Dennoch ist die Deckenfläche - insbesondere in nicht allzu hohen Räumen - häufig die Raumbegrenzungsfläche, die neben dem notwendigerweise schallharten Fußboden für die Mehrzahl der Arbeitsplätze die kritische Reflexionsfläche darstellt.

Eine schallabsorbierende Deckenuntersicht kann ferner äußerst wichtig für die akustische Wirksamkeit von Abschirmungen sein, denn bei reflektierender (niedriger) Dachuntersicht werden im Einzelfall selbst mit hochabsorbierenden Schirmen nur verminderte Schirmwirkungen erreicht [6].

In den Fällen, in denen keine Kombination mehrerer Anforderungen möglich ist, steigt der erforderliche Aufwand. Die beste Materialnutzung wird bei ebener (horizontaler) Anordnung des Schallabsorptionsmaterials erreicht, weil jedes Flächenelement auch bei schrägem Einfall der Schallstrahlen getroffen wird. Eine vergleichsweise preiswerte Gestaltungsmöglichkeit der Deckenuntersicht besteht im Auflegen von Polyurethan-Schaumplatten, Melaminharzplatten oder foliengeschützten Mineralwolleplatten auf Spanndrähte, die zwischen vorhandenen Bindern in der Nähe der Binderunterkante abgespannt werden können. Dieser Aufbau kann auch angewendet werden, wenn zur Vermeidung einer Taupunktunterschreitung der Raum oberhalb der Absorptionsebene nicht vom übrigen Luftvolumen abgekoppelt werden soll: Durch einen umlaufenden Abstand von 0,5 bis 1 m der Absorptionsfläche zur Hallenwand und zu Binderseitenflächen, ggf. unterstützt durch zusätzliche Freiflächen innerhalb der Absorberebene, kann der Luft- und Wärmeaustausch aufrecht erhalten werden, ohne dass aufwendige Variationen des Aufhängesystems erforderlich werden.

Die Schallabsorption von Mineralwolle ist im tieffrequenten Bereich bei gleichem Materialeinsatz etwas günstiger als die von Polyurethan-Schaum, Melaminharzplatten, foliengeschützte Mineralwollematten ohne zusätzliche optisch wirksame Abdeckungen werden jedoch aus architektonischen Gründen häufig abgelehnt. Hier bietet das horizontale Abhängen von selbsttragenden Mineralwolleplatten mit optisch befriedigender Vliesabdeckung eine nur wenig kostenaufwendigere Lösungsmöglichkeit.

Die erforderliche Haltekonstruktion ist leicht und wirft damit auch bei Nachrüstung keine statischen Probleme auf.

Architektonisch befriedigend ist auch die Anordnung von foliengeschützten Mineralwollematten hinter gelochten Paneelleisten, die farblich frei gestaltet werden können.

Für Hygiene- und Nassbereiche können die in Abschnitt 3 bereits genannten in Folie eingeschweißten Mineralwolle-Absorptionsplatten zur Erhöhung des Schallabsorptionsvermögens der Raumdecke gewählt werden. Bei nicht zu hoher Feuchtigkeit sind entsprechend ausgestattete selbsttragende Mineralwolleplatten einsetzbar.

In Fällen, in denen die ebene Anordnung des Schallabsorptionsmaterials ausfällt (bauphysikalische Gründe) oder wegen zahlreicher Aussparungen zu aufwendig würde, bietet das vertikale Abhängen sogenannter Kulissensysteme (Baffels) oder horizontale oder vertikale Anordnung zylinderförmiger Absorber eine gute Alternative (vgl. [7]). Der Ausnutzungsgrad zylinderförmiger Absorber ist hoch, weil bei nicht zu dichter Anordnung auch die schallquellenabgewandte Zylinderhälfte zur Schallabsorption beiträgt, nämlich des Reflexionsschalls, der zwischen den Absorbern hindurch die Schallspiegelfläche Deckenuntersicht erreicht hat.

Alle Absorber sind besonders wirksam, wenn sie möglichst tief (nahe oberhalb der Geräuschquellen) abgehängt werden können.

Werden keine hohen Anforderungen an das Schallabsorptionsvermögen im tieffrequenten Bereich gestellt, dann bietet eine "verlorene" Schalung aus porösen, faserigen Materialien (z.B. Heraklithplatten) die Möglichkeit, mit vergleichsweise geringem Aufwand vorzugsweise im hochfrequenten Bereich eine gute Schallabsorptionsfähigkeit sicherzustellen (25 mm dicke Heraklithplatten besitzen beispielsweise bei 250 Hz einen Schallabsorptionsgrad von α = 0,1, bei 500 Hz von α = 0,3, ab 1000 Hz jedoch von α ca. 0,7). Damit wird in nicht zu niedrigen Räumen bei hochfrequenter Geräuschcharakteristik eine befriedigende Reflexionsschallminderung am Arbeitsplatz erreicht. Bei größeren Deckenhöhen unterstützt die höhere Dämpfung auf dem Ausbreitungswege die Verminderung des Reflexionsschalls gegenüber dem direkt eingestrahlten Schall, die Anforderung an das Schallabsorptionsmaterial sinkt, d.h. bei größeren Deckenhöhen kann eine Heraklithdeckenuntersicht für mittel- bis hochfrequente Geräusche akustisch völlig ausreichend sein.

Baustoffe, die im interessierenden Frequenzbereich starr sind und nicht zusammenhängende bzw. kleine Hohlräume mit geringer Oberfläche enthalten, besitzen kein nennenswertes Schallabsorptionsvermögen. So ist beispielsweise Gasbeton, nicht zu verwechseln mit dem akustisch wesentlich günstigeren Blähbeton, bis etwa 4000 Hz glattem Beton vergleichbar; erst von dieser Frequenz an steigt der Schallabsorptionsgrad auf Werte um 0,3 bis 0,4.

Gleiches gilt für Holzbohlen und natürlich auch für Hirnholzfußböden (der Vorteil von Holzfußböden kann in einer, wenn auch geringen Bedämpfung aufliegender impulserregter klingender Bauteile liegen z.B. beim Richten von Blechverkleidungen auf dem Boden von Interesse). Geschlossene Stahltrapezbleche besitzen im tief- und mittelfrequenten Bereich keine nennenswerte Streukörperwirkung, das "Absorptions"- Verhalten ist damit dem glatten Blechs vergleichbar. Styropor ist wie der überwiegende Teil der Hartschäume zur Luftschallabsorption wenig brauchbar. Gewöhnliche dünne Akustikplatten, wie sie im Bürobereich mit Erfolg eingesetzt werden, sind für Fertigungsräume selten ausreichend, weil sie nur in Teilbereichen der interessierenden Frequenzbandbreite ausreichend gute Schallabsorptionseigenschaften besitzen.

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.

Bei Abwägen der erzielbaren Geräuschsenkungswirkung gegen den wirtschaftlichen Aufwand ist eine akustisch optimale Gestaltung der Raumbegrenzungsflächen bei Neubauten besonders zu empfehlen. Hier sollte gemäß § 5 der UVV "Lärm" (BGV B3) [1] der Stand der Lärmminderungstechnik unbedingt beachtet werden; geplante Integration begrenzt den Mehraufwand. Daneben kann auch in bestehenden ungünstig gestalteten Arbeitsräumen eine Nachbesserung als flankierende Lärmminderungsmaßnahme unverzichtbar sein.

Für die akustisch günstige Gestaltung von Wand- und Deckenflächen werden bewährte und kostengünstige Möglichkeiten genannt. Bevorzugte Baumaterialien sind in die Lösungsvorschläge einbezogen.

[1] Unfallverhütungsvorschrift "Lärm" (BGV B3) vom 1. Januar 1990 mit Durchführungsanweisungen vom Juli 1999, Carl Hymanns Verlag, Köln.

[2] Schirmer, W. (Hrsg.): Technischer Lärmschutz, VDI - Verlag GmbH, Düsseldorf (1996).

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

[4] DIN EN ISO 3744 Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen aus Schalldruckmessungen - Hüllflächenverfahren der Genauigkeitsklasse 2 für ein im Wesentlichen freies Schallfeld über einer reflektierenden Ebene (Ausgabe 11/95).
DIN EN ISO 3746 Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen aus Schalldruckmessungen - Hüllflächenverfahren der Genauigkeitsklasse 3 über einer reflektierenden Ebene (Ausgabe 12/95).

[5] Christ, E. und S. Fischer: Lärmminderung an Arbeitsplätzen, 4. neu bearbeitete Auflage, E. Schmidt Verlag, Bielefeld (1999).

[6] Neugebauer, G. und H. Fritz: Projektierungs- und Planungsunterlagen für lärmarme Arbeitsplätze in der stahlerzeugenden Industrie - Schallausbreitung. Betriebsforschungsinstitut, Schlussbericht, Vorhaben Nr. 01VA085 - B 13 TAP 0006, Düsseldorf (6/78).

[7] Probst, W.: Erreichbare Schallpegelminderung durch raumakustische Maßnahmen, VDI-Bericht Nr. 476. VDI-Verlag GmbH Düsseldorf (1983, S. 35-46).

[8] LSI 01-200 Lärmschutz-Informationsblatt "Geräuschminderung an Arbeitsplätzen - Bezugsquellen für Werkstoffe, Bauelemente und Werkzeuge (BGI 682), Carl Heymanns Verlag, Köln (Ausgabe 1/02).

[9] Probst, W. und L. Probst: Produkte zur Lärmminderung - Bauteile und Systeme zur Absorption und Dämmung von Schall. Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Dortmund, Verlag TÜV Rheinland, Köln (1995).

[10] LSA 03-234 Lärmschutz-Arbeitsblatt "Geräuschminderung in Fertigungshallen - Schallausbreitungsminderung, reflexionsschallbedingte Schallpegelerhöhung - Messverfahren" (BGI 797).

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

Variante	Anforderungen an
	Schallabsorption		Schalldämmung
	linke	rechte Wandoberfläche	Schalldämmung
A	-	mittel	mäßig
B	-	mittel	mittel/höher
C	-	hoch	mittel/höher
D	mittel	hoch	mittel/höher
E	hoch	hoch	mittel/höher