Kompakt informieren
- Durch steigende Komfortansprüche, höhere dämmtechnische Qualitäten der Gebäudehülle und neue Bauweisen gewinnt die bauakustische Planung der Technischen Gebäudeausrüstung an Bedeutung.
- Erfolgversprechende Maßnahmen zur akustischen Entkopplung von TGA-Anlagen erfordern eine sorgfältige Berechnung.
- Zur Ausführung stehen erprobte Materialien zur Schwingungsisolierung, auch für die Außenaufstellung, zur Verfügung.
Neue architektonische Gebäudekonzepte basieren heute vielfach auf Bauweisen, die in der Gesamtheit eine komplexe Planung aller beteiligten Fachbereiche bedürfen. Dieser Trend gilt auch für Mehrzweckgebäude, Bürohäuser, Laboratorien und den Industriebau. Eine zunehmende Bedeutung gewinnt dabei die bauakustische Planung der Technischen Gebäudeausrüstung, um Vibrationen oder Schwingungen zu vermeiden. Denn Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Sanitäranlagen ziehen sich von den zentral oder dezentral aufgestellten Aggregaten mit Rohrleitungen und Kanälen durch fast alle Gebäudebereiche. Schalltechnische Probleme können sich damit großräumig auswirken.
So sollte beispielsweise bei Pumpen mit Motoren über 7,5 kW grundsätzlich eine Schwingungsdämpfung in Erwägung gezogen werden, um Geräuschemissionen sowie Vibrationen und dadurch bedingten Verschleiß zu minimieren. Aber auch kleinere Motoren und Strömungsmaschinen können ungewünschte Geräusche und Vibrationen verursachen. Sie entstehen durch die rotierenden Bauteile und durch die Strömung in Rohren, Armaturen und Regeleinrichtungen. Spezielle Konstruktionen sind bei sehr dynamischen Belastungen erforderlich, beispielsweise bei Kolbenpumpen.
Schwingungen: Komplexe Thematik
Die 3. VDI-Fachtagung „Schwingungsanalyse & Identifikation 2013“ in Leonberg fasste aktuelle Entwicklungen und Herausforderungen zusammen. Wie Komplex die Thematik ist, beschreiben die Themenvielfalt und Schnittmengen: komplexe Schwingungsphänomenen an Industrieanlagen, Verfahren zur Identifikation struktureller Schäden sowie Möglichkeiten rechnerischer und experimenteller Schwingungsanalyse bei der Entwicklung und Konstruktion von Maschinen, Fahrzeugen und Energieanlagen.
Diese Themen lassen sich auch auf die Produktentwicklung einer vibrationsarmen Konstruktion von Pumpen oder Verdichtern sowie rotierenden Teilen anwenden. „Um ungewünschte Schwingungen zu vermeiden, die nach der Maschinenaufstellung möglicherweise Vibrationen auf das Fundament übertragen oder aber ungewünschte akustische Effekte zeigen, haben sich bei der Produktentwicklung und -planung in den letzten Jahren Werkzeuge wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) bewährt“, erklärt Dr.-Ing. Carsten Schedlinski, Tagungsleiter und Geschäftsführer von ICS Engineering. „Darüber hinaus ist allerdings auch die experimentelle Validierung der FE-Modelle sowie der daraus abgeleiteten Ergebnisse in Betracht zu ziehen, um die Qualität der Vorhersagen auch für zukünftige Projekte beurteilen zu können.“
Werden schwingungs- und schalltechnische Aspekte nicht ausreichend bei der Maschinenaufstellung beachtet, kann es schon beim Austausch eines Aggregats mit stärkeren Leistungsparametern oder einer Standortverlagerung zu unangenehmen Überraschungen kommen. Schedlinski: „Treten nach der Maschinen- oder Pumpenaufstellung unerwünschte Schwingungen auf, können diese durch Schall- oder Schwingungsmessungen analysiert und ein problemspezifischer Maßnahmenplan entwickelt werden.“
Vibrationen in der Praxis
Wie wichtig eine schalltechnische Bewertung bei der Dimensionierung als komplexe, baudynamische Gesamtsituation zu beurteilen ist, zeigte sich am Neubau des Frankfurter Büroturms Nextower Abb. 1. Die akustischen Auswirkungen von TGA-Anlagen auf die Umgebung hängen von einer ordnungsgemäßen Installation und dem Zustand des Gesamtsystems ab. Zur Senkung von Geräuschemission und Vibrationen sind in Pumpenanlagen Schwingungsdämpfer oder Kompensatoren jedoch oft nicht ausreichend und eine schalltechnische Ertüchtigung bzw. Entkopplung des Fundaments notwendig. Dies kann durch die Anwendung von Elastomeren zur Trittschalldämmung im Hochlastbereich oder von Elastomeren für den Einsatz zur Schwingungsreduzierung im Fundament und bei Gebäudelagerungen erfolgen.
„Die komplexe Bauaufgabe, die neben dem Neubau des Büroturms, des Fünf-Sterne-Hotels Jumeirah und einer Tiefgarage auch die Rekonstruktion des Thurn und Taxis Palais umfasste, forderte alle Beteiligten von der Planung bis zur Ausführung“, erinnert sich Frank Rudolph, verantwortlicher Planer bei KSP Jürgen Engel Architekten, Braunschweig. „Die modernen Büroflächen des Nextower erstrecken sich über insgesamt 32 Etagen und erfüllen höchste Anforderungen an einen zeitgemäßen Arbeitsplatz. Hierzu zählen neben den heute üblichen Komfortmerkmalen, wie optimale Tageslichtnutzung, der Steuerung von Raumtemperatur, Raumbeleuchtung und Sonnenschutzlamellen mithilfe von Sensoren, auch die Berücksichtigung der hohen Anforderungen an die Luft- und Körperschalldämmung bei der Installation von Lüftungs- und Pumpenanlagen“, so Rudolph weiter.
Bei dem Umfang des gesamten Bauprojekts koordinierte das KSP-Team die Detailabstimmungen mit Fachplanern, Bauakustikern und ausführenden Unternehmen. Dazu wurden als Grundlage fachgerechter Bauausführung die Vorgaben aller beteiligten Fachdisziplinen in Bauteilblättern erfasst und von der Bauleitung überwacht. Die bauakustischen Vorgaben für den Büroturm erarbeitete das Ingenieurbüro von Rekowski und Partner.
Maschinenfundamente ertüchtigen
Die Anwendungen und Lösungsansätze können je nach Einsatzart sehr vielseitig sein. Dabei gilt es, notwendige Maßnahmen zum Schallschutz komplex zu betrachten und die von der Bodenkonstruktion aufzunehmenden statischen und dynamischen Lasten zu berechnen. Beispielsweise befindet sich die für die Klimatisierung und Lüftung des 135 m hohen Nextower erforderliche Technik im Technikgeschoss in 80 m Höhe sowie auf dem Gebäudedach.
„Bei der Installation von Lüftungs- und Pumpenanlagen auf Stahlbetondecken sind insbesondere die Anforderungen an die Luft- und Körperschalldämmung zu berücksichtigen. Um diese zu erfüllen, war es beim Nextower notwendig, die Standflächen der Klima- und Lüftungsaggregate von der Gebäudestruktur zu entkoppeln. Dazu wurden für die Aufstellung der Anlagen individuelle Berechnungen der Lagerung durchgeführt, die eine mögliche Beeinträchtigung der Nutzungsqualität in allen Geschossen ausschließt. Anhand der ermittelten Werte wurde eine schwingungstechnische Lösung durch elastische Entkopplung erarbeitet, die eine Übertragung des durch den Betrieb der Anlagen entstehenden Körperschalls weitestgehend verhindert. Der Einsatz von Regupol BA, eines aus PU-gebundenen Gummifasern hergestellten Elastomers, unter den Anlagenfundamenten als Aktivisolierung reduziert die Übertragung des Körperschalls in die Stahlbetondecken“, erklärt Albrecht Rieger, Marketingleiter beim Hersteller BSW Berleburger Schaumstoffwerk.
Bei dreifacher Verlegung des Dämmmaterials Regupol BA und 12 Hz Lagerfrequenz sind Körperschallisolierungen von 93 % möglich. Darüber hinaus bieten die Elastomerbahnen einfache Verarbeitungsmöglichkeiten: Es können sowohl vollflächige Isolierungen, wie bei Anlagenfundamenten Abb. 2, als auch Punktlager unter Standflächen von Aggregaten für Verkehrslasten von bis zu 5000 kg/m2 ausgebildet werden. Auch für die Dachaufstellung war Regupol BA prädestiniert: Die gegen Feuchtigkeit und Ozon beständigen Dämmbahnen sind bei Temperaturen zwischen –20 und +80 °C einsetzbar. Uwe Manzke, Freier Journalist, Berlin
Hätten Sie das gewusst?
Ob Geräusche als störend (Lärm) wahrgenommen werden, hängt besonders von der individuellen Bewertung durch den Hörer ab. Auch bei „akustischer Gewöhnung“ kann sich Lärm negativ auf Körper und Psyche auswirken. Lärm ist laut einer Studie der WHO [2011] das zweitgrößte Gesundheitsrisiko. 1910 prophezeite der Mediziner und Mikrobiologe Robert Koch: „Eines Tages wird der Mensch den Lärm ebenso unerbittlich bekämpfen müssen, wie die Cholera und die Pest.“
Kontakt zum Anbieter
BSW Berleburger Schaumstoffwerk
57319 Bad Berleburg
Telefon (0 27 51) 80 32 24
