Dem Lärm auf der Spur – Lärmquellen und Möglichkeiten der Lärmminderung im Betonwerk

Teil 2: Die Herstellung von Betonsteinen

Das dominierende Verfahren bei der Betonsteinherstellung ist die Vibrationsverdichtung. Für die Herstellung von Pflaster-, Rand-, Block-, Bordsteinen und Palisaden kommt derzeit hauptsächlich die Schockvibration zum Einsatz.

Die erdfeuchten, nach der Verdichtung grünstandsfesten Betone benötigen eine hohe Verdichtungsenergie. Die notwendigen hohen Beschleunigsamplituden werden durch Stoßprozesse zwischen der Fertigungsunterlage und Maschinenbaugruppen erzeugt.

Diese Stöße regen ein breites Frequenzspektrum an und sind prinzipbedingt mit einer sehr hohen Lärmexposition verbunden. Werte über 110 dB(A) an der Quelle sind dabei die Regel. Aus diesem Grund werden stationäre Betonsteinfertiger im Allgemeinen von vornherein in Lärmschutzkammern aufgestellt. Als Lärmquelle wird meist nur der eigentliche Fertiger betrachtet. Die taktweise Fertigung von hohen Stückzahlen erfordert jedoch einen hohen Automatisierungsgrad mit einer Vielzahl hauptsächlich hydraulisch bewegter Komponenten.

Betonsteinwerk

Lärmquellen

Der übliche Aufbau einer solchen Fertigungsanlage ist in einer Werkhalle mit schallharten Wänden und Decken, in der die einzelnen Arbeitsstationen für einen Brettkreislauf angeordnet sind. Wegen der räumlichen Verteilung und weil nicht für alle Produkte jede Arbeitsstation benötigt wird, sind mehrere freistehende Pumpenaggregate (Bild 1) mit lüfterbetriebenen Ölkühlern im Einsatz, die oftmals aus Platzgründen höher angeordnet sind. Diese Positionierung ermöglicht die freie Lärmausbreitung in der ganzen Halle (Bild 2).

Fertigung, Ein- und Auslagerung, Verpackung sowie Brettreinigung und -transport erfolgen produktbezogen auf der Nass- und Trockenseite unabhängig voneinander meist in Takten zwischen 10 und 30 Sekunden. Die Folge ist, dass nahezu im gesamten Hallenbereich ein kontinuierlich hoher Dauerschallpegel zu erfassen ist. Nachfolgend wird Bezug genommen auf Messwerte, die im Rahmen der Untersuchungen in einer typischen Fertigungshalle mit einem Steinfertiger erfasst wurden.

Bild 1: Hochgesetzte Pumpenaggregate
Bild 1: Hochgesetzte Pumpenaggregate
Bild 2: Aggregatebrücke mit Öltank, Pumpen und Lüftern
Bild 2: Aggregatebrücke mit Öltank, Pumpen und Lüftern

Messungen zum Grundgeräusch konnten während eines kurzen Stillstandes des Steinfertigers durchgeführt werden. Die Verpackungsanlage und die Hydraulikaggregate liefen weiter. Zentral in der Fertigungshalle wurde vor der Schallschutzkammer ein äquivalenter Dauerschallpegel von 81,8 dB(A) erfasst. Im Bereich der Hubleiter wurden noch 76,4 dB(A), bei der Senkleiter 77,6 dB(A) aufgezeichnet. Das bedeutet, bereits ohne den betriebenen Fertiger werden sehr hohe Schallpegel erreicht.

Wird durch geeignete Maßnahmen die vom Steinfertiger ausgehende Emission stark reduziert, können immer noch die Zusatzausrüstungen zu einer Überschreitung der Auslösewerte an Arbeitsplätzen führen.

Für Formwechsel ist eine Befahrung der Schallschutzkammer mit dem Gabelstapler erforderlich. Nicht immer werden nach dem Formwechsel die Tore der Schallschutzkammer geschlossen, bevor die Produktion wieder aufgenommen wird. Deshalb wurden jeweils während der Hauptvibration Rastermessungen bei geöffnetem und bei geschlossenem Tor durchgeführt.

Das Schema in Bild 3 zeigt die Anlagenanordnung in der Werkhalle. Zum leichteren Erfassen der Verteilung wurden Zwischenwerte interpoliert und mit Falschfarben in Bild 4 visualisiert. Die Farbe grün steht dabei für niedrige und die Farbe rot für hohe Lärmpegel.

Weiterhin wurden einzelne Anlagen-elemente besonders betrachtet:

Exemplarisch wird der Tageslärmexpositionspegel an einem Kontroll-Arbeitsplatz mit 81,2 dB(A) berechnet. Dieser Pegel liegt über dem unteren Auslösewert von 80 dB(A), der durch die Richtlinie 2003/10/EG [1] gesetzt ist.

Möglichkeiten der Lärmminderung

Möglichkeiten zur Lärmminderung sind zu unterscheiden in Ansätze für Neuanlagen und Ansätze für bestehende Anlagen. 

a) Neuanschaffungen

b) bestehende Anlagen

Dipl.-Ing. Markus Walter, IFF Weimar

 

Literaturverweise

[1] Richtlinie 2003/10/EG des Europäischen Parlaments vom 6. Februar 2003 über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (Lärm)

[2] Lärmschutzarbeitsblatt LSA 01-243: Geräuschminderung durch Kapselung (BGI 789), Carl Heymanns Verlag, Köln 2002

Bild 3: Übersichtsschema der Produktionsanlagen
Bild 3: Übersichtsschema der Produktionsanlagen
Falschfarbendarstellung der Lärmpegel bei geöffnetem Tor
Falschfarbendarstellung der Lärmpegel bei geschlossenem Tor
Bild 4: Falschfarbendarstellung der Lärmpegel bei geöffnetem (oben) und geschlossenem (unten) Tor
Noch feuchte Betonsteine nach der Verdichtung
Noch feuchte Betonsteine nach der Verdichtung