Akustische Planung von RLT-Anlagen
Anforderungen, Schallquellen und deren Einfluss
Der Einsatz von Raumlufttechnischen Anlagen in öffentlichen und gewerblichen Gebäuden ist in der Regel Bestandteil der Planung. Bei der Planung von RLT-Anlagen für den Neubau oder bei der Sanierung von Theatern, Konzertsälen, Mehrzweckhallen, etc. wird in der Regel die Einhaltung eines Grenzwertes für den Raumschallpegel vorgegeben. Dieser Wert wird seitens des Akustikers definiert, der auch das Schallgutachten erstellt und die späteren Abnahmeprüfungen durchführt. Anders verhält es sich im Bereich der "Standard"-RLT-Anlagen. Die Erstellung einer akustisch korrekten Berechnung für eine einfache RLT-Anlage ist nicht kompliziert aber dennoch zeitaufwändig. Da dieser Planungsaufwand in der Regel dem Fachplaner nicht honoriert wird, obliegt es dem Auftragnehmer, die RLT-Anlage so auszuführen, dass die akustischen Grenzwerte eingehalten werden. Zur Berechnung werden zwar seit Jahren verschiedene EDV-Programme angeboten, keines bietet jedoch ein befriedigendes Preis-Leistungsverhältnis. Aus diesem Grund müssen weiterhin tabellarische manuelle Berechnungen über das gesamte Oktavband durchgeführt werden.
Anforderungen
In der Praxis wird hinsichtlich der akustischen Anforderungen an RLT- oder Klimaanlagen ein Kompromiss zwischen einem akustisch wünschbarem Schalldruckpegel, einer technisch realisierbaren Lösungsvariante und einer kostenmäßig vertretbaren Umsetzung (Ausführung) getroffen. Dabei wird grundsätzlich nach der Geräuschbelästigung zum Raum hin und nach der äußeren Geräuschbeeinträchtigung zur Nachbarschaft hin unterschieden. Zur Einhaltung der akustischen Grenzwerte im Freien bei Tag und Nacht können bereits im Bauschein erhebliche Anforderungen aufgeführt sein. Dieses betrifft in der Regel vorrangig RLT-Geräte für eine Integration auf dem Flachdach und auch die Außenluftansaugungen und Fortluftaustritte.
Schallquellen
Bei einer differenzierten Betrachtung der RLT-Anlage müssen zunächst die Einbaukomponenten der Zentralgeräte und deren Einfluss auf den produzierten Raumschallpegel analysiert werden, wie:
- Wetterschutzgitter und Jalousieklappen
- Ventilatoren
- Wärmeübertrager und Kühler
- Brandschutzklappen
- Befeuchter
- Volumenstromregler
- Lüftungsgitter, Deckenluftauslässe, etc.
Einfluss der Schallquellen
Der Ventilator stellt in den meisten Fällen die dominierende Schallquelle dar, wobei die Geräusche über die Luftkanal- und Luftrohrleitungssysteme weitergeleitet werden und letztlich am raumseitigen Luftaustrittsgitter in den zu belüftenden Raum austritt. Einen wichtigen Faktor stellt hierbei die Drehzahlfrequenz des Ventilator dar, die von der Ventilatorbauart abhängig ist. Generell wird die Drehzahlfrequenz durch die Drehzahl und die Anzahl der Laufschaufeln definiert. In der Praxis liegt die Drehzahlfrequenz der Ventilatoren zwischen 200 und 700 Hz.
Im lufttechnischen Anlagensystem wird in Strömungsrichtung nach dem Ventilator ein mehr oder weniger verzweigtes Luftkanalsystem angeordnet, in dem eine Vielzahl von Umlenkungen, Verzweigungen und Klappen integriert sind. Zur Ermittlung der System-Eigendämpfungen hat sich in der Praxis die VDI-Richtlinie 2081 bewährt. Zur ersten Anwendung ist hier allerdings die Systematik etwas ungewollt, da jedes Luftkanalbauteil getrennt nach Schallleistungspegel und Pegelsenkung betrachtet wird. Das Verfahren hat jedoch den großen Vorteil, dass der Einfluss jedes einzelnen Bauteils auf den Raumschallpegel sofort ersichtlich wird.
Um den Berechnungsaufwand zu reduzieren, können Vereinfachungen getroffen werden, die auf den Kenntnissen der akustischen Eigenschaften der Luftkanalbauteile basieren. Hierbei sind allerding die nachfolgend aufgeführten Kriterien zu berücksichtigen:
- Unter der Voraussetzung, dass auf der Druckseite des Ventilators ein wirksamer Schalldämpfer installiert wird und nicht zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Luftkanalsystems vorliegen, spielt der verbleibende Schallleistungspegel praktisch keine Rolle mehr. Für den Raumschallpegel ist in diesem Fall nur noch das Austrittsgitter maßgebend.
- Gerade Blechkanäle reduzieren den Schallleistungspegel im Bereich der Drehzahlfrequenz der Ventilatoren nur um ca. 0,2 dB/m-Luftkanallänge.
- Wenn die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der mittelgroßen Blechkanälen zwischen 5,0 und 7,0 m/s beträgt, dann liegt der Schallleistungspegel z.T. deutlich unter 40 dB(A).
- Günstig geformte Luftkanal- und/oder Luftrohrbögen erhöhen den Schallleistungspegel nur unwesentlich und leisten daher auch keinen wesentlichen Beitrag zur Pegelsenkung.
- Aus akustischen Gründen hat der Einsatz von Diffusoren zwar keine nennenswerte Pegelsenkung zur Folge, sollte aber aus strömungstechnischen und energetischen Gründen vorgenommen werden.
- In der Regel lässt sich eine Berechung der Geräuschentwicklung am Austrittsgitter nicht vermeiden, da auch bei einer geräuscharmen RLT-Anlage die Luftgeschwindigkeit und somit die Strömungsgeräusche für den Raumschallpegel verantwortlich sind.
