Ermittlung des Emissions-Schalldruckpegels am Arbeitsplatz

 

1       Normen zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels

Die verschiedenen Möglichkeiten zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels am Arbeitsplatz aus Schalldruckmessungen sind als Rahmen-Verfahren in den vier Normen DIN EN ISO 11201 bis 11204 beschrieben. Diese Normen enthalten alle wesentlichen Informationen zur Durchführung der Geräuschmessung und zur Erstellung entsprechender maschinenspezifischer Normen. Neben den in diesen Normen beschriebenen Schalldruck-Messverfahren besteht alternativ auch die Möglichkeit zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels mit Hilfe der Schallintensitätsmesstechnik nach der DIN EN ISO 11205.

 

Die DIN EN ISO 11200 stellt die verschiedenen Rahmen-Messverfahren zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels kurz vor und dient als Leitlinie für die Auswahl des für eine bestimmte Maschinenart am besten geeigneten Verfahrens.

Die Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Rahmen-Messverfahren bzw. Grundnormen zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels.

 

Tabelle 1:

Internationale Grundnormen zur Bestimmung der Emissions-Schalldruckpegel für Maschinen

 

Norm (Ausgabe-Datum)	Messverfahren/ Genauigkeitsklasse
DIN EN ISO 11200 (10/2020)	Leitlinien zur Verwendung der Grundnormen zur Bestimmung von Emissions-Schalldruckpegeln am Arbeitsplatz und an anderen festgelegten Messorten
DIN EN ISO 11201 (10/2010)	Verfahren für im Wesentlichen freies Schallfeld über einer reflektierenden Ebene mit vernachlässigbaren Umgebungskorrekturen   Genauigkeitsklasse 1 oder 2
DIN EN ISO 11202 (10/2010)	Verfahren unter Anwendung angenäherter Umgebungskorrekturen Genauigkeitsklasse 2 oder 3
DIN EN ISO 11203 (01/2010)	Verfahren zur Bestimmung der Emissions-Schalldruck­pegel aus dem Schallleistungspegel Genauigkeitsklasse 2 oder 3
DIN EN ISO 11204 (10/2019)	Verfahren unter Anwendung exakter Umgebungskorrekturen      Genauigkeitsklasse 2 oder 3
DIN EN ISO 11205 (12/2009)	Verfahren für Messungen unter Einsatzbedingungen mit Hilfe der Schallintensitätsmesstechnik                                                              Genauigkeitsklasse 2

 

Da die Maschinen einer bestimmten Art nur dann miteinander vergleichbar sind, wenn sie unter gleichen Aufstell- und Betriebsbedingungen (Drehzahl, Last, …) betrieben werden, sind ergänzende maschinenspezifische Normen erforderlich, die auf den Grundnormen aufbauen und die bei der Messung zu realisierenden Betriebsbedingungen festlegen. Diese "Geräuschemissions-Test-Normen" gibt es bereits für viele Maschinen, z.B. für Drehmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen und Textilmaschinen. Alternativ können die erforderlichen maschinenspezifischen Festlegungen zur Geräuschemissionsmessung als ein lärmbezogener Abschnitt in eine umfassende Sicherheitsnorm für die entsprechende Maschinenart integriert werden.

 

Falls diese international abgestimmten maschinenspezifischen Geräuschmessvorschriften für eine zu messende Maschine noch nicht vorliegen, muss der Hersteller selber sinnvolle Festlegungen bezüglich der anzuwendenden Grundnorm und der Aufstell- und Betriebsbedingungen treffen. Das gilt auch für die Festlegung der genauen Position des Arbeitsplatzes. Die Grundnormen machen nur allgemeine Vorgaben zur Festlegung von geeigneten Orten.

 

2       Messverfahren zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels

Die verschiedenen Messverfahren zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels sollen hier jeweils in wenigen Worten beschrieben werden, um danach das für eine bestimmte Maschine oder Maschinenart am besten geeignete Verfahren auswählen zu können. Zusätzlich werden die Verfahren in einer tabellarischen Übersicht hinsichtlich des Anwendungsbereiches und der zu beachtenden Grenzen miteinander verglichen. Die entsprechende Tabelle informiert auch über die wesentlichen Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren.

 

2.1       Messung nach ISO 11201

Die ISO 11201 beschreibt ein Verfahren zur Messung der Emissions-Schalldruckpegel von Maschinen und Geräten in einem im Wesentlichen freien Schallfeld über einer reflektierenden Ebene, so dass auf eine Korrektur des Umgebungseinflusses verzichtet werden kann. Je nach Umgebungsbedingungen lässt sich damit die Genauigkeitsklasse 1 oder 2 erreichen.

 

Die Messung nach ISO 11201 ist immer dann zu empfehlen, wenn die Maschinen üblicherweise im Freien betrieben werden oder leicht transportabel sind, so dass sie auf einem Messplatz im Freien oder in einem schallabsorbierenden Messraum untersucht werden können. Die Norm erlaubt als einziges Verfahren der Normenreihe eine Messung nach der Genauigkeitsklasse 1, erfordert dafür allerdings einen schallabsorbierenden Messraum oder einen günstigen Messplatz im Freien. Außerdem ist dabei eine Normierung auf die meteorologischen Bezugsbedingungen (Luftdruck und Temperatur) notwendig.

 

Die Messung nach ISO 11201 ist aber auch möglich, falls man relativ günstige Umgebungsbedingungen mit Korrekturwerten K₂ von maximal 2 dB einhalten kann, also z.B. bei der Messung von kleineren Maschinen in großen Räumen. Das Ergebnis ist dann der Klasse 2 zuzuordnen.

 

Falls es die Umgebungsbedingungen zulassen, kann man den Emissions-Schalldruckpegel L_p nach ISO 11201 jeweils relativ einfach bestimmen, weil kein Umgebungskorrekturwert ermittelt werden muss und nur der Fremdgeräuscheinfluss zu berücksichtigen ist.

 

2.2       Messung nach ISO 11202

Die ISO 11202 beschreibt die Ermittlung des Emissions-Schalldruckpegels von Maschinen und Geräten unter Einsatzbedingungen, d.h. in üblichen Arbeitsräumen oder im Freien. Der Umgebungseinfluss wird dabei als punktbezogener Korrekturwert K_3A für den festgelegten Arbeitsplatz-Messpunkt bestimmt, indem die äquivalenten Absorptionsfläche des Raumes abgeschätzt und ggf. die Richtcharakteristik der Schallabstrahlung der Maschine berücksichtigt wird. Je nach Umgebungsbedingungen ist damit die Genauigkeitsklasse 2 oder 3 zu erreichen.

 

Die ISO 11202 lässt sich mit geringem Aufwand anwenden, falls sich die dominierende Schallquelle an der Maschine lokalisieren lässt und die Schallabstrahlung in Richtung des Arbeitsplatzes nicht abgeschirmt ist. Der A-bewertete Emissions-Schalldruckpegel L_pA errechnet sich dann unter Berücksichtigung der ggf. notwendigen Fremdgeräuschkorrektur K_1A und einer punktbezogenen Umgebungskorrektur K_3A entsprechend der folgenden Gleichung:

 

                  L_pA  =  L’_pA  -  K_1A -  K_3A                                                                      (1)

 

mit:
L’pA	-	A-bewerteter Schalldruckpegel des Maschinengeräusches einschließlich Fremdgeräusch

 

Lässt sich die dominierende Lärmquelle dagegen nicht zweifelsfrei erkennen, wird die Messung und Auswertung so aufwendig, dass man auch gleich das Verfahren der ISO 11204 anwenden kann, das erfahrungsgemäß ein genaueres Ergebnis liefert.

 

2.3       Messung nach ISO 11203

Nach der ISO 11203 wird der A-bewertete Emissions-Schalldruckpegel L_pA aus dem A-bewerteten Schallleistungspegel der Maschine L_WA durch Abzug eines festen Betrages Q₁ oder eines aus der Messfläche zu berechnenden Maßes Q₂ (Messflächenmaß) mit der folgenden Gleichung berechnet:

 

                  L_pA  =  L_WA  -  Q                                                                                     (2)

 

Die Genauigkeitsklasse ergibt sich dabei aus der Genauigkeitsklasse des Verfahrens zur Bestimmung des Schallleistungspegels zu 2 oder 3. 

Im Grunde macht man bei diesem Verfahren nichts anderes, als dass man von dem Schallleistungspegel L_W der Maschine auf den Messflächenschalldruckpegel Lpf in einem bestimmten Abstand zu der Maschine umrechnet (Abzug des Messflächen­maßes vom Schallleistungspegel) und so berechneten mittleren Schalldruckpegel auf der Messfläche als Emissions-Schalldruckpegel der Maschine definiert.

 

Das Verfahren bietet sich vor allem für kleine handgeführte Werkzeuge und Maschinen an, für die man in der Regel eine feste Differenz zwischen dem Schallleistungspegel und dem Schalldruckpegel an dem Arbeitsplatz annehmen kann. Die Anwendung kommt alternativ auch für größere Maschine in Betracht, für die sich kein Bedienplatz bzw. Arbeitsplatz angegeben lässt, z.B. für einen Kompressor, an dem sich allenfalls bei gelegentlichen Kontrollen jemand aufhält.

 

Das Verfahren ist jeweils mit geringem Aufwand anzuwenden, falls der Schallleistungspegel ohnehin bestimmt werden muss oder bereits bekannt ist. Dagegen fällt der Aufwand relativ hoch aus, falls für die Anwendung der ISO 11203 erst der Schallleistungspegel zu ermitteln ist.

 

2.4       Messung nach ISO 11204

Die ISO 11204 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung des Emissions-Schalldruckpegels von Maschinen und Geräten in üblichen Arbeitsräumen sowie im Freien und ist somit für die meisten Anwendungsfälle geeignet. Je nach Umgebungsbedingungen kann das Verfahren der Genauigkeitsklasse 2 oder 3 zugeordnet werden.

 

Wie beim Verfahren nach ISO  11202 errechnet sich der A-bewertete Emissions-Schalldruckpegel L_pA unter Berücksichtigung der ggf. notwendigen Fremdgeräuschkorrektur K_1A und einer punktbezogenen Umgebungskorrektur K_3A (siehe Gleichung 1). Der Umgebungskorrekturwert K_3A ist dabei allerdings nach einem etwas aufwendigeren Verfahren zu bestimmen, das neben der Schallabsorption des Arbeitsraumes auch die Richtcharakteristik der Schallabstrahlung mit einbezieht.  

 

2.5       Messung nach ISO 11205

Die ISO 11205 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung des Emissions-Schalldruck­pegels mit Hilfe der Schallintensitätsmesstechnik, wobei die Genauigkeitsklasse 2 erreicht wird. Da der vom Raum verursachte Diffusschall ungerichtet ist, geht er bei der vektoriellen Schallintensitätsmessung nicht mit ein, d.h. es wird nur der von der Maschine abgestrahlte Geräuschanteil direkt erfasst. Zur Ermittlung des Emissions-Schalldruckpegels wird der Schallintensitätspegel am Arbeitsplatz in 3 Achsen eines rechtwinkligen Koordinatensystems gemessen und dann vektoriell addiert.

 

Das Verfahren bietet sich vor allem an, falls die Maschine unter ungünstigen raumakustischen Bedingungen aufgestellt ist, so dass die Schalldruck-Messverfahren nach ISO 11202 und ISO 11204 an ihre Grenzen stoßen. Problematisch ist die Anwendung dieses Verfahrens jedoch bei größeren Maschinen mit weit auseinander liegenden Lärmquellen, bei größeren Reflexionsflächen in unmittelbarer Nähe des Messpunktes sowie bei Fremdgeräuscheinstrahlung durch benachbarte Maschinen und Anlagen. Außerdem sind Messgeräte zur Erfassung von Schallintensitätspegeln extrem teuer und nur bei wenigen Messstellen verfügbar.

 

3          Tabellarischer Vergleich der Messverfahren

 

Um einen Überblick über die verschiedenen Messverfahren zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels zu geben, sind die wesentlichen Bedingungen zur Anwendung der einzelnen Verfahren in der Tabelle 2 gegenübergestellt. Darüber hinaus werden dort die wesentlichen Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren genannt. 

 

Tabelle 2:   Überblick über den Anwendungsbereich und die Grenzen der Normen zur Bestimmung des Emissions-Schalldruckpegels

 

	ISO 11 201 Genauigkeitskl. 1 oder 2	ISO 11 202 Genauigkeitskl. 2 oder 3	ISO 11 203 Genauigkeitskl.  2 oder 3	ISO 11 204 Genauigkeitskl.  2 oder 3	ISO 11 205 » Genauigkeitskl. 2
Messumgebung	Im Freien oder in Räumen	Im Freien oder in Räumen	entsprechend Norm zur Bestimmung des Schallleistungspegels	Im Freien oder in Räumen	Im Freien oder in Räumen
geforderte Messumgebung K2A	Ideales Freifeld – Klasse 1  K2A ≤ 2 dB          – Klasse 2	K2A ≤ 7 dB	entsprechend Norm zur Bestimmung des Schallleistungspegels	K2A ≤ 7 dB	Lp – LI < 10 dB mind. 1m Messabstand zur Wand
Max. zulässige Umgebungskorrektur K3A	keine Korrektur	Nach Anh. A.1: K3A ≤ 4 dB – Klasse 2 K3A ≤ 7 dB – Klasse 3	entsprechend Norm zur Bestimmung des Schall­leistungspegels	K3A ≤ 4 dB  - Klasse 2 K3A ≤ 7 dB  - Klasse 3	Keine Korrektur erforderlich
Größe der Schall­quelle	Keine Beschränkung; nur durch die Messumgebung begrenzt	Keine Beschränkung; nur durch die Messumgebung begrenzt	Besonders empfohlen für kleine Maschinen, aber auch für große Maschinen geeignet	Keine Beschränkung; nur durch vorhandene Messumgebung begrenzt	Keine Beschränkung; nur durch vorhandene Messumgebung begrenzt
Art des Geräusches	Beliebig (breitbandig, schmalbandig, diskrete Frequenzen, gleichförmig, nicht gleichförmig, impulshaltig)		entsprechend Norm zur Bestimmung des Schallleistungspegels	Beliebig	Dauergeräusch, breitbandig o. mit schmalband. Anteilen
Geforderter Fremdgeräusch- abstand DL	DL ≥ 10 dB     – Klasse 1 DL ≥ 6 dB       – Klasse 2	DL ≥ 6 dB      – Klasse 2 DL ≥ 3 dB      – Klasse 3	entsprechend Norm zur Bestimmung des Schallleistungspegels	DL ≥ 6 dB   – Klasse 2 DL ≥ 3 dB   – Klasse 3	DL ≥ 10 dB
Messgeräte: Schallpegelmesser, ggf. Kalibrator	Klasse 1	Klasse 1 oder 2	entsprechend Norm zur Bestimmung des Schallleistungspegels	Klasse 1 oder 2	Klasse 1
Vorteile	Einfache Anwendung im Freien, hohe Genauigkeit	Einfache Anwendung – auch in üblichen    Arbeitsräumen	Einfache Anwendung, falls der Schallleistungspegel bekannt ist	Anwendung in üblichen Arbeitsräumen bei relativ hoher Genauigkeit	Ggf. unter sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen einsetzbar
Nachteile	Hohe Anforderungen an die Umgebung	Für viele Maschinen ungeeignet	Ggf. notwendige Bestimmung des Schallleistungspegels	Relativ hoher Mess- und Auswerteaufwand	Erfordert relativ teure Intensitätsmessgeräte und Erfahrung