Projekt 19045/01

Lärmminderung an Gebläsen und Verdichtern unter Verwendung von Recycling-Material

Projektdurchführung

Hochschule für Technik und Wirtschaft MittweidaFB Mathematik/Physik/Informatik
09648 Mittweida

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Projektes war die Entwicklung einer hochwirksamen, problemangepassten Schallschutzkapsel für Gebläse auf Kläranlagen unter Verwendung eines Blähglasgranulates (REAPOR) aus Altglas als Absorber. Eine solche Kapsel kann bei entsprechender Anpassung auch für die Reduzierung der Geräuschemission anderer Maschinen Verwendung finden. Mit diesem Projekt sollten gleichzeitig Einsatzmöglichkeiten von REAPOR im Bereich der Maschinenakustik getestet werden.
Das Projekt greift damit zwei aktuelle Probleme des Umweltschutzes auf, die Verminderung der Geräuschbelastung in der Nachbarschaft industrieller Anlagen und die sinnvolle Verwertung von Recyclingmaterial.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst waren umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich der gegenwärtig in der Industrie eingesetzten Absorbermaterialien für die Auskleidung von SchallschutzkapseIwänden erforderlich. Damit wurden Vergleiche in Bezug auf das im Projektrahmen untersuchte akustische Verhalten von REAPOR und der herkömmlichen Absorbermaterialien möglich.
Um einen Überblick über das akustische Verhalten der zur Zeit auf Kläranlagen im Einsatz befindlichen Gebläse und deren Kapselungen zu bekommen, wurden Geräuschmessungen auf mehreren Kläranlagen in der Region Mittweida durchgeführt. Dabei konnten für die einzelnen Gebläsetypen Frequenzbereiche abgeleitet werden, bei denen mit Problemen bei der Geräuschminderung zu rechnen war.
Die Bestimmung der Hauptschallquellen der Gebläse erfolgte mittels Schallintensitätsmesstechnik.
Als maßgebliche Quelle wurde die Luftansaugöffnung erkannt. Hier wurde der Versuch unternommen, mit Hilfe eines Antischallsystems den Schalldruckpegel zu vermindern.
Für weitere Untersuchungen wurde ein Gebläse als Referenzanlage ausgewählt. Dieser Gebläsetyp sollte als Grundlage für die zu entwickelnde und als Prototyp zu bauende Schallschutzkapsel dienen. Durch Rechnungen wurde nachgewiesen, dass die Schallschutzkapsel mit schallgedämmten Kanälen ausgestattet werden muss, um trotz der notwendigen Öffnungsflächen die erforderliche Schalldruckpegelminderung zu erreichen.


Ergebnisse und Diskussion

Im Projekt wurde eine hochwirksame, problemangepasste Schallschutzkapsel für Gebläse und Verdichter unter Verwendung eines Blähgranulates aus Altglas (REAPOR) als Absorbermaterial entwickelt. Diese Kapsel eignet sich darüber hinaus ausgezeichnet für andere untersuchte Maschinentypen. Im Gegensatz zu Schäumen und Mineralwolle als Absorber werden zufriedenstellende Ergebnisse bereits im mittleren Frequenzbereich erzielt. Dafür sind Materialstärken von 5 cm zu empfehlen, die bereits ab 300 ... 500 Hz eine deutliche Absorption bewirken. Als mechanischer Schutz ist eine Beschichtung mit Vlies bzw. eine Abdeckung mit Lochblech vorteilhaft. Eine Vliesabdeckung dient auch als Rieselschutz, welcher besonders bei Verwendung in Bereichen strömender Luft zu empfehlen ist.
Für die Anwendung im industriellen Bereich ist REAPOR vor allem deshalb geeignet, weil es formbeständig und nicht brennbar ist. Weiterhin ist sowohl unter ökonomischen als auch ökologischen Ge-sichtspunkten vorteilhaft, dass es ein Recyclingmaterial ist und selbst auch wieder recycelbar ist. Der Nachteil gegenüber Faserabsorbern und Schäumen liegt im aufwendigeren Zuschnitt.
Im Zusammenhang mit industriellen Anwendungen ist auch die Frage des Einflusses von Verunreinigungen, z. B. durch Wasser/Feuchtigkeit oder Öl, von Interesse: Verunreinigungen durch Wasser und Öl können den Absorptionsgrad von REAPOR stark verschlechtern. Bei Wasser wirkt dieser Effekt aber nur kurzzeitig, nach Trocknung wird der Ausgangszustand wieder erreicht. Wenn die Gefahr einer Verunreinigung mit Öl oder eines länger andauernden Wassereinflusses besteht, wird alternativ bzw. ergänzend zur Beschichtung mit Vlies die Abdeckung mit einer sehr dünnen Folie empfohlen. Die ohnehin sehr guten akustischen Eigenschaften der entwickelten und prototypisch realisierten Kapsel - es wurden je nach Maschinenart Pegelminderungen von 20 bis 31 dB(A) erreicht - können weiter verbessert werden, wenn anstelle des einfachen Stahlbleches entdröhntes Material für die Kapselaußenhaut verwendet wird oder bei erhöhtem Fertigungsaufwand ein Luftpolster zwischen Stahlblech und Dämmung verbleibt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

1) A. Siegemund, K. Künzel, D. Schulz: Offenzelliger Glasschaum als passives Absorbermaterial;
Proc. 16th Scientific Conference ,p. 6-9, University of Applied Sciences; Mittweida, 2003
2) K. Künzel, D. Schulz, A. Siegemund: Schallschutzkapseln mit alternativen Absorberwerkstoffen
Fortschritte der Akustik, DAGA 05, 14. - 17. 03. 2005, München, 2005 (Proceedings in preparation)
3) D. Schulz, K. Künzel, M. Klemm, S. Schröter: Beeinflussung der Geräuschqualität von Gebläsen durch Kapselung;
Fortschritte der Akustik, DAGA 05, 14. - 17. 03. 2005, München, 2005 (Proceedings in preparation)
4) K. Künzel, D. Schulz, A. Siegemund: Sound Insulation of Blowers and Compressors by means of Recycling Material;
Inter Noise 07-10 August 2005, Rio de Janeiro, Brazil; Publication in Proceedings.


Fazit

Das Projekt wurde trotz widriger Umstände (Änderung des Bewilligungsempfängers und damit verbundener personeller und finanzieller Schwierigkeiten) zum einem sehr positiven Ergebnis geführt. Insbesondere ist zu bemerken, dass eine universell einsetzbare Maschinenkapsel entwickelt worden ist. Einzelheiten sind im Abschlussbericht dargestellt. Perspektivisch sollten Schwingungsprobleme der Außenhaut (Beblechung) und eine schwingungsisolierte Aufstellung einer solchen Kapsel weiter untersucht werden. Wie weiterführende Untersuchungen in ersten Messergebnissen zeigen, könnte dadurch eine Verbesserung des Einfügungsdämmmaßes besonders im tieffrequenten Bereich erzielt werden.