Gesetzmäßigkeiten der Schallausbreitung bestimmen die Zusammenhänge zwischen Schallemission und -immission. Grundsätzlich wird dabei unterschieden zwischen der Ausbreitung von Luftschall, Körperschall und der Schallausbreitung bei Rohrleitungen.
Bei der Schallausbreitung von Luftschall in Räumen überlagert sich dem Direktschallfeld der Schallquelle ein Raumschallfeld, welches aus reflektierten Schallanteilen besteht. Der Raumschall ist in einigem Abstand von der Schallquelle allein maßgebend für den Schalldruckpegel. In den meisten Fällen nimmt der Schalldruckpegel mit wachsender Entfernung von der Schallquelle systematisch ab, da nur selten ein diffuses Schallfeld vorliegt. Die Stärke der Pegelabnahme hängt dabei von der Absorption der Raumbegrenzungsflächen, von der Raumform, den Einrichtungsgegenständen und von den aufgestellten Maschinen ab.
Körperschall breitet sich im Gegensatz zum Luftschall meistens in einer Kombination verschiedener Wellentypen aus, wodurch die Beschreibung allgemeiner Ausbreitungsgesetzmäßigkeiten problematischer wird. Grundsätzlich sollten die Ausbreitungswege des Körperschalls möglichst nahe an der Quelle blockiert werden. Dieses Bestreben ist nicht immer leicht umzusetzen, weil es oft in Konkurrenz zu anderen Anforderungen, z. B. Sicherheitsanforderungen bezüglich der Druckfestigkeit von weichen Verbindungen in Rohrleitungen, steht.
Rohrleitungen übertragen Geräusche, die beim Durchströmen des Mediums entstehen, und die Geräusche der an die Rohrleitungen angekoppelten Schallquellen (z. B. Stellglieder, Ventilatoren, Pumpen, Turbinen). Die Übertragung erfolgt über die Oberfläche der Rohrwandung in Form von Luftschall, über das innere Medium des Rohres als Fluidschall und über die Rohrwand als Körperschall auf die an die Rohrleitung angebrachten Strukturen.
Grundsätzlich sind bei der Lärmminderung Maßnahmen an der Schallquelle zur Beseitigung oder Beeinflussung der Geräuschursachen durch Minderung bei der Schallentstehung, bei der Schallübertragung und -abstrahlung gegenüber Maßnahmen am Einwirkungsort zu bevorzugen ("primäre" Schallschutzmaßnahmen). Primäre Schallschutzmaßnahmen sind jedoch nicht immer möglich oder oftmals kostspielig. Deshalb sollte die Lärmeinwirkung auf Personen durch Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg und am Einwirkungsort gemindert werden ("sekundäre" Schallschutzmaßnahmen). Es gibt einige grundsätzliche Gesichtspunkte für Schallschutzmaßnahmen:
- Auswahl geräuscharmer Verfahren,
- planerische Maßnahmen zur günstigsten Anordnung von Schallquellen (bezogen auf den Immissionsort),
- Konzentration von Schallquellen (Ausnutzung der Gesetze der Pegeladdition),
- Schallpegelminderung nahe an der Schallquelle,
- Schallschutzmaßnahmen sollten hauptsächlich in dem Frequenzbereich mit dem höchsten A-bewerteten Oktavpegel zur Anwendung kommen,
- vorrangige Minderung von Impulsgeräuschen, Einzeltönen und hochfrequenten Geräuschanteilen,
- Anordnung sekundärer Schallschutzmaßnahmen möglichst nahe an der Quelle,
- Kombination der Schallschutzmaßnahmen mit anderen betrieblichen Maßnahmen (z. B. zur Sicherheit und/oder Luftreinhaltung).
5.1 Lärmminderung an der Schallquelle
Im Folgenden werden Maßnahmen vorgestellt, die einen Wechsel des Arbeitsverfahrens bzw. den Ersatz von Maschinenteilen erfordern. Diese Maßnahmen sind für den Betreiber aber nicht immer anwendbar, da wirtschaftliche Aspekte, maschinelle Voraussetzungen und betriebliche Anforderungen berücksichtigt werden müssen.
Um eine effektive Lärmminderung erreichen zu können, müssen Maßnahmen getroffen werden, die die Schallentstehung und Schallübertragung eindämmen. Mögliche Maßnahmen sind z. B. die Vermeidung von Schlag- und Stoßbewegungen (z. B. durch Verringerung des Aufprallimpulses mittels geringerer Fallhöhen von Schüttgütern), Verwendung strömungsgünstiger Ausführungen (z. B. große statt kleiner Krümmungsradien bei Rohrleitungen) oder die Vermeidung von Strömungsgeschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit. Ferner tragen auch der Einsatz von körperschalldämmenden Elementen, die Verkleidung von Aufprallflächen mit elastischen Werkstoffen und die Wahl günstiger Materialpaarungen zur Minderung der Schallentstehung und Schallübertragung bei.
Zur Minderung der Schallabstrahlung eignen sich z. B. folgende Maßnahmen:
- Verringerung der Schallabstrahlungsflächen,
- Erhöhung der Steifigkeit des Maschinengestells,
- biegeweiche Ausführung von körperschallerregten Abstrahlflächen,
- Verwendung von Lochblechen mit mindestens 20 % Lochanteil bei Körperschallanregung,
- Auskleidung der Innenflächen von Gehäusewandungen mit Absorptionsmaterial,
- Unterbindung der Körperschallübertragung durch Körperschalldämmung,
- Einbau von Schalldämpfern.
Am wirksamsten und effektivsten ist es jedoch, von Beginn an geräuscharme Maschinen zu verwenden bzw. geräuschintensive Maschinen durch geräuscharme zu ersetzen.
5.2 Lärmminderung bei der Schallausbreitung
Um eine Lärmminderung bei der Schallausbreitung zu erreichen, stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Körperschalldämmung, Schalldämpfung, Kapselung, Abschirmung, bauliche Maßnahmen und rauma...