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

Teil 3: Herstellung von Betonrohren

Für die Herstellung von Rohren aus Beton und Stahlbeton finden die in Bild 1 dargestellten Verfahren Anwendung. Auch hier liegen die Hauptschallquellen bei den Ausrüstungen zur Formgebung und Verdichtung.

Während Rohre mit kleinem bis mittleren Durchmesser vorwiegend mit Sofortentschalung des erdfeuchten Betongemenges hergestellt werden, werden bei der Herstellung von Großrohren mit Nenndurchmesser > 1000 mm oft Verfahren mit Erhärtung in der Schalung angewendet, insbesondere bei Vortriebsrohren.

Dabei ist das Rollenkopfverfahren (Bild 2) zu den lärmarmen Herstellungsverfahren zu zählen. Dies begründet sich in der Anwendung niedrigerer Drehzahlen, verminderter Beschleunigungen und Kraftspitzen sowie der weitgehenden Vermeidung von Unwuchten.

Da der Muffenbereich auch mit Vibration verdichtet wird, ist der lärmärmere Zeitraum begrenzt.

Vom IFF Weimar wird gegenwärtig auch an der lärmärmeren Fertigung von Großrohren gearbeitet. Die dabei möglichen Verdichtungsverfahren, nämlich Zuführung von Vibrationsenergie

sind aus Bild 3 zu ersehen.

Der Trend zu lärmärmeren Maschinen wird auch bei Rohrmaschinen mit Vibrationsverdichtung verfolgt. Der Markt bietet dazu inzwischen Maschinen mit Abschirmungen und Kapselungen an.

Lärmquellen

Die durchgeführten Messungen im Rohrwerk konnten in zwei getrennten Fertigungsbereichen durchgeführt werden. Die Herstellung von großen Schachtringen der Nennweite 2000 mm erfolgte mit einem Vibrationsfertiger mit stehendem Kern und Kernvibration und die Fertigung von Betonrohren der Nennweite 300 mm mit einer Rollenkopfmaschine.

a) Vibrationsfertiger

Die Schachtringfertigung erfolgte mit einem Doppelfertiger. In einer Grube ist der stehende Vibrationskern positioniert, auf den ein kranbewegter Formmantel aufgesetzt wird. Unter Vibration des gesamten Kerns erfolgt die Befüllung des Zwischenraums (Bild 4) mit anschließendem Höhenausgleich. Der gefertigte Ring kann mit dem Formmantel zusammen zum Abstellplatz gehoben und dort entformt werden.

Der Bediener steht unmittelbar neben der Maschine am Bedienpult. Zum Zeitpunkt der Messungen wurde nur auf einer der beiden Maschinen gefertigt. Während der Hauptvibration ist er an seinem Arbeitsplatz einem Schalldruckpegel LAeq von 103,8 dB(A) ausgesetzt.

Auf der anderen Seite der Halle erfolgte die Herstellung großformatiger Schachtunterteile. Durch den freien Übertragungsweg sind die Arbeiter dort während der Vibrationsverdichtung einem Pegel von 94,6 dB(A) ausgesetzt.

Das Pumpenaggregat (Bild 5) bestimmt maßgeblich den Grundgeräuschpegel in der Halle. Am Bedienpult wurden während einer Vorbereitungstätigkeit 68,1 dB(A) erfasst.

b) Rollenkopffertiger

Am Messort 2 wurden zum Messzeitpunkt mittels Radialpresse Betonrohre mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Länge von 3 m hergestellt (Bild 6).

Die Produktion läuft im Wesentlichen halbautomatisch. In einer Schicht werden hier rund 170 Betonrohre produziert.

Der Verdichtungsvorgang erfolgt im unteren Muffenbereich auch mit Vibration, der lange Rohrschaft wird jedoch durch den rotierenden Rollenkopf erzeugt.

In der Halle befinden sich noch der Roboter, der die gefertigten Rohre transportiert und im Härtebereich positioniert, der Dichteprüfplatz am anderen Ende der Halle sowie in einem angrenzenden Bereich der Bewehrungsschweißautomat (Bild 7).

Die größte Lärmbelastung entsteht bei der Untermuffenverdichtung mit Vibration. Am Bedienerstand des Rollenkopffertigers wurden zu diesem Zeitpunkt 101,8 dB(A) als äquivalenter Dauerschallpegel ermittelt. Die offene Halle führt dazu, dass im Bereich der Qualitätskontrolle am anderen Ende der Halle während der Untermuffenverdichtung noch 81,5 dB(A) zu messen sind.

Die am Bewehrungsschweißautomaten im offen angrenzenden Bereich auftretende Lärmbelastung, die sich sowohl aus den Arbeitsgeräuschen des Schweißautomaten, als auch aus denen der Radialpresse zusammensetzt, wurde am Arbeitsplatz des Bedieners gemessen und liegt zum Zeitpunkt der Vibrationsverdichtung bei 92,4 dB(A).

Die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung fordert: "Bei der Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes hat der Arbeitgeber zunächst festzustellen, ob die Beschäftigten Lärm oder Vibrationen ausgesetzt sind oder ausgesetzt sein könnten. Ist dies der Fall, hat er alle hiervon ausgehenden Gefährdungen für die Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten zu beurteilen. Dazu hat er die auftretenden Expositionen am Arbeitsplatz zu ermitteln und zu bewerten. Der Arbeitgeber kann sich die notwendigen Informationen beim Hersteller oder Inverkehrbringer von Arbeitsmitteln oder bei anderen ohne weiteres zugänglichen Quellen beschaffen. Lässt sich die Einhaltung der Auslöse- und Expositionsgrenzwerte nicht sicher ermitteln, hat er den Umfang der Exposition durch Messungen nach § 4 festzustellen. Entsprechend dem Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung hat der Arbeitgeber Schutzmaßnahmen nach dem Stand der Technik festzulegen." [1]

Möglichkeiten der Lärmminderung

Möglichkeiten zur Lärmminderung sind zu unterscheiden in Ansätze für Neuanlagen und Ansätze für bestehende Anlagen (siehe Tabelle).

Hilfestellung zur Vorgehensweise gibt die zuständige Berufsgenossenschaft. Ansprechpartner für die Beratung, Expositionsermittlung, einer eventuell notwendigen Erarbeitung und Durchsetzung eines Maßnahmenkataloges unter Beachtung der örtlichen Gegebenheiten sind BGIA, IFF Weimar e.V. oder sonstige fachkundige Stellen.

Möglichkeiten zur Lärmminderung

  1. bei Neuanschaffungen
    • Bei Neuanschaffungen sollten alternative Verdichtungsmethoden auf Eignung geprüft werden, produktabhängig sind lärmärmere Fertigungsverfahren in Betracht zu ziehen(wenn einsetzbar Gießbeton, leichtverdichtbar oder selbstverdichtend).
    • Bei Auslegung der Fundamentierung sollte geprüft werden, ob sie vom Hallenboden zu entkoppeln ist, um eine Schwingungsweiterleitung zu begrenzen.
    • Bei der Anlagenauswahl ist auf das Vorhandensein von Schallschutzmaßnahmen zu achten, die vom Anlagenhersteller mit angeboten werden können, z.B. Kapselungen und Abschirmungen.
    • Gleiches gilt für lärmintensive Zusatzaggregate.
    • Raumakustische Grundlagen beachten
      (Maschinenpositionierung, Wandeinflüsse, Reflexionsflächen).
  2. an bestehenden Anlagen
    • Lärmintensive Zusatzaggregate können nachträglich gekapselt oder abgeschirmt werden (z.B. Pumpen, Lüfter).
      Bei Vibrationsmaschinen sollten die Maschineneinstellungen zur Vermeidung von Resonanzen auf Übereinstimmungen mit Eigenfrequenzen von Bauteilen und dem Fundament untersucht werden.
    • In der Fertigung sind Frequenz und Erregerkraft an Gemenge und Produkt anzupassen. Dafür sind Maschineneinstellungen produktbezogen zu optimieren, Unwuchteinstellungen möglichst zu minimieren.Nicht so viel wie möglich, sondern so viel wie nötig! Gemengeangepasste Vibration kann nicht nur den Lärm, sondern auch Energiebedarf, Wartungsintervalle und Maschinenverschleiß günstig beeinflussen. Dazu sind Frequenzregelsysteme zu nutzen bzw. bei Bedarf nachrüstbar.
    • Nützlich ist es, die Maschine regelmäßig auf Justierungen, lose Teile und Baugruppen zu kontrollieren und verschlissene Teile rechtzeitig zu ersetzen.
    • Wenn Bedieneinrichtungen im direkten Emissionsbereich liegen, können leicht zugängliche schallgeschützte Bereiche für den Maschinenbediener eingerichtet werden - z.B. das Bedienpult hinter einer Schirmwand mit Schallschutzfenster oder sogar in einer kleinen Schutzkammer mit Vorhang positionieren.
    • Durchgänge zu anderen Produktionsbereichen können oftmals mit wenig Aufwand schalltechnisch abgeschlossen werden.
  3. Literatur

    [1] Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen (Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung vom 6. März 2007 - LärmVibrationsArbSchV)

    Dipl.-Ing. Markus Walter, IFF Weimar

    Herstellungsverfahren für Betonrohre und Schächte
    Bild 1: Herstellungsverfahren für Betonrohre und Schächte
    Schematische Darstellung des Rollenkopfverfahrens
    Bild 2: Schematische Darstellung des Rollenkopfverfahrens
    Verdichtungsverfahren für schalungserhärtende Großrohre
    Bild 3: Verdichtungsverfahren für schalungserhärtende Großrohre
    Befüllung der Fertigungseinrichtung
    Bild 4: Befüllung der Fertigungseinrichtung
    Pumpenaggregat
    Bild 5: Pumpenaggregat
    Rollenkopffertiger
    Bild 6: Rollenkopffertiger
    Bewehrungsschweißautomat
    Bild 7: Bewehrungsschweißautomat