Grundlagen der Schalltechnik - TROX · 2016. 9. 13. · man kann je nach Vereinbarung ent-gegen der Bereichsempfehlung alle Geräusche von 0 – 120 dB nach einer bestimmten Kurve

Grundlagen der Schalltechnik

Technische Publikationen


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Luftschall, Schallfeldgrößen, Schallgeschwindigkeit, Schalldruck, Schallleistung, Dezibel,Oktavspektrum, Terzspektrum, Phon und Schallausbreitung etc.

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studierte an der FH in Nürnberg Allgemeinen Maschinen bau.Er arbeitete 7 Jahre in seinem eigenen Ingenieurbüro. 1967 kam er nach Bad Hersfeld zur Schil-de AG, später Babcock-BSH AG, wo er erst als Verkaufs leiter dann als Geschäftsbereichsleiterdes Geschäftsbereichs Lufttechnik tätig war. Von 1993 bis zum Ausscheiden 1995 war er Ge-schäftsführer der TLT Zweibrücken und Bad Hersfeld.Technische Schwerpunkte seiner Arbeit waren die Aku stik von Ventilatoren und das Gebiet derEntrauchungs-Ventilatoren.

Friedrich Schönholtz (1936–2001)

Technische Änderungen vorbehalten

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I. Der LuftschallPhysikalische Grundlagen

1. Allgemeines

Das menschliche Ohr nimmt Geräu-sche in der Regel durch die uns um-gebende Luft auf. Eine Geräusch-quelle versetzt die Luft in Schwingun-gen, was ein abwechselndes Ver-dichten und Entspannen der Luft zurFolge hat. Diese Verdichtung bzw.Entspannung überlagert sich demvorhandenen Luftdruck und pflanztsich wellenförmig fort. Erreicht dieseDruckwelle das menschliche Ohr,versetzt sie das Trommelfell inSchwingungen, was im weiteren denVorgang des Hörens auslöst.

Je stärker die Geräuschquelle eineVerdichtung und umgekehrt eine Ent-spannung der Luft bewirkt, um so lau-ter empfindet der Mensch das Ge -räusch. Aber nicht nur die Lautstärkewirkt auf das Hörempfinden des Men-schen ein. Manche Geräuschquellenrufen je Sekunde häufige Verdichtun-gen und Entspannungen der Luft her-vor, manche weniger häufige. Mannennt die Anzahl dieser Schwingun-gen Frequenz des Luftschalles, seineMaßeinheit ist das Hertz, kurz Hz, ge-messen in Schwingungen pro Sekun-de. Je größer die Anzahl dieserSchwingungen in der Sekunde ist, umso höher empfindet der Mensch dasGeräusch, je niedriger, um so tiefer.

Das Bild 1 zeigt eine größere Ver-dichtung und Entspannung als Bild 2,das Geräusch ist also lauter, in Bild 2schwingt der Luftschalldruck öfters in

Bild 1

Bild 2

InhaltsverzeichnisI. Der LuftschallPhysikalische Grundlagen

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22. Schallfeldgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . .22.1 Schallgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . .22.2 Schalldruck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22.3 Schallleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3II. Der Schalldruckpegel und seineBewertung

1. Das Dezibel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32. Das Oktavspektrum . . . . . . . . . . . . . . .33. Das Terzspektrum . . . . . . . . . . . . . . . .44. Das Phon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45. A, B, C-Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . .56. Messflächen-Schalldruckpegel. . . . . . .6III. Das Verhalten des Schalles im Freien1. Schallausbreitung. . . . . . . . . . . . . . . . .72. Zulässige Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . .73. Einfluss der Entfernung . . . . . . . . . . . .74. Zulässige Immissionspegel . . . . . . . . .85. Verhalten mehrerer Schallquellen . . . .8IV. Der Schalldruckpegel im Raum undseine Bewertung

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92. Absorbtionsfaktor,

Absorbtionsfläche,Nachhallzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3. Bewertungskurven . . . . . . . . . . . . . . .10V. Der Schallleistungspegel1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112. Gesamt-Schallleistungspegel. . . . . . .113. Relativer Schallleistungspegel . . . . . .124. Schallleistungspegel LWA . . . . . . . . . .125. Zusammenhang zwischen Schalldruck-

und Schallleistungspegel . . . . . . . . . .12VI. Dämpfungen im angeschlossenenSystem raumlufttechnischer Anlagen

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132. Dämpfung in Systemteilen . . . . . . . . .132.1 im geraden Kanal . . . . . . . . . . . . . . . .132.2 im Rohren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132.3 in Umlenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . .142.4 in Abzweigungen . . . . . . . . . . . . . . . .142.5 in Querschnittsänderungen . . . . . . . .152.6 im Schalldämpfer . . . . . . . . . . . . . . . .162.7 Auslassreflexion . . . . . . . . . . . . . . . . .16VII. Umrechnung vom Schallleistungs -

pegel auf den Schalldruckpegel imRaum

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162. Richtungsfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . .183. Umrechnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174. Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175. Beispiel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17VIII. Berechnungsbeispiele1. Wohnungslüftung . . . . . . . . . . . . . . . .182. Axialventilator-Hallenlüftung. . . . . . . .20IX. Der Ventilator als Geräuschquelle –Zusammenfassung und Ergänzung

1. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222. Luftschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223. Schallleistungspegel (Öffnung) . . . . .234. Schallleistungspegel (Rohrleitung). . .245. Schallabstrahlung. . . . . . . . . . . . . . . .256. Körperschallübertragung/

Schwingungsisolierung. . . . . . . . . . . .26X. Die Angaben der Produktfibel . . . . . .27

der Zeit „t“ als im Bild 1, dasGeräusch ist also höher.2. SchallfeldgrößenDiese Schwingungen der Luft kannman messen und physikalisch be-trachten, die Ergebnisse nennt man„Schallfeldgrößen“. Einige davon sindim folgende beschrieben

2.1 SchallgeschwindigkeitDie Schallgeschwindigkeit „c“ ist dieGeschwindigkeit, mit der sich derSchall fortpflanzt. Sie beträgt unternormalen Vorausstetzungen etwa333 m/s.2.2 SchalldruckUnter Schalldruck versteht man dasabwechselnde Verdichten und Ent-spannen der Luft, das durch eineGeräuschquelle bewirkt wird. DieseDruckschwankungen werden in µbar(sprich Mikrobar) gemessen. DerSchalldruck p ist der quadratische Mit-telwert aus dem Verdichtungsdruck P+und dem Entspannungsdruck P–.



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2.3 SchallleistungDie Schallleistung ist eine theoreti-sche Größe, die nicht messbar ist.Sie wird berechnet und in Watt ange-geben. Den Unterschied zwischenSchalldruck und Schallleistung kannman sich vielleicht mit dem Beispieldes Trompeters klarmachen.Was wir hören, „was vorne heraus-kommt“, sind Schalldruckwellen, dieüber unser Trommelfell bei uns denVorgang des Hörens auslösen. Waswir nicht hören: der Trompeter muss,um die Töne zu erzeugen, blasen, al-so arbeiten und damit eine Leistungerbringen. Diese Leistung ist erfor-derlich, um (vermindert um den Wir-kungsgrad der Trompete) die Schall-druckwellen zu erzeugen: man nenntsie die Schallleistung.Wenn wir uns vom Standort desTrompeters entfernen, wird uns sein

gemessener Schalldruck in µbarHörschwellendruck in µbar

200 µbar0,0002 µbar

Instrument immer leiser vorkommen.In einem echostarken Raum klingt dieTrompete anders als in einem Raum,in dem viele Teppiche und Vorhängesind. Der Schalldruck, den wir hören,ist also entfernungs- und raumabhän-gig. Unabhängig von unserem Hören,also von Entfernung und Raum, mussder Trompeter immer das gleiche lei-sten. Die Schallleistung ist also ent-fernungs- und raumunabhängig. Unddarin liegt ihr Wert. Sie ist eine objek-tive, unbeeinflussbare Größe, diesich vorzüglich als Ausgangspunkt al-ler schalltechnischen Berechnungeneignet.

II. Der Schalldruckpegelund seine Bewertung

1. Das Dezibel

Das menschliche Ohr nimmt unmittel-bar Schalldruckwellen auf und bewer-tet sie nach Stärke und Tonlage. Hin-sichtlich der Lautstärke kann derMensch Geräusche eines Schall-druckes von zwei ZehntausendstelMikrobar gerade noch wahrnehmen,man nennt diesen Grenzwert „Hör-schwellendruck“. Weiterhin spielt sichdas menschliche Hören im wesentli-chen im Bereich von 20 – 20.000 Hzab, tiefere Geräusche (Infraschall)und höhere (Ultraschall) sind nichtmehr wahrnehmbar. Ab einemSchalldruck von 200 µbar verursachtdas Hören Schmerzen, man sprichtdann von der Schmerzschwelle. Umden weiten Bereich von Hörschwellebis Schmerzschwelle von 2/10.000µbar bis 200 µbar zahlenmäßig hand-licher zu machen, hat man zunächstden tatsächlichen gemessenenSchalldruck ins Verhältnis gesetztzum Hörschwellendruck und gesagt,das gemessene Geräusch hat einenSchalldruck, der z. B. 10, 1.000 oder100.000 mal stärker ist als der Hör-schwellendruck. Um zu kleinerenZahlen zu gelangen, wurde das ge-wonnene Verhältnis logarithmiert unddieses logarithmierte Verhältnis dannSchalldruckpegel genannt.

Die Formel lautet:

Lp = 20 x log.

Angegeben wird dieses logarithmi-sche Verhältnis in Dezibel, kurz dB.

Zur Erinnerung:log 1 = 0log 10 = 1log 100 = 2usf. bislog 1.000.000 = 6

Beträgt also der gemessene Schall-druck soviel wie der Hörschwellen-druck, so ist das Verhältnis 1. Nachder Formel wird

Beträgt der gemessene Druck z. B.soviel wie der Schmerzschwellen-druck 200 µbar, so ist das Verhältnis

= 1.000.000Nach der Formel wird:Lp = 20 x log 1.000.000 = 20 x 6 = 120 dB

2. Das OktavspektrumDie meisten Geräusche setzen sichaus Geräuschanteilen verschiedenerFrequenzen zusammen. Man kannsich das vielleicht wie ein Orchestervorstellen, wo auch viele Instrumenteund Instrumentarten, von der Geigebis zur Pauke, zusammenwirken zueinem summierten Geräusch.

Zur Analyse wäre es aber erforder-lich, die Instrumente einzeln spielenzu lassen.Ähnlich kann man ein aus vielen Fre-quenzanteilen zusammengesetztesGeräusch, wie es ein Ventilator ab-strahlt, analysieren und die einzelnenFrequenzanteile ermitteln. Praktischwird es mit Mikrofonen gemacht, diedurch Vorschaltung geeigneter Filternur Geräuschanteile einer bestimm-ten Frequenz aufnehmen. Diese wer-den gemessen.

Lp = 20 x log 1 = 20 x 0 = 0 dB


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Der Frequenzbereich von 20 bis15.000 Hz ist in 8 Abschnitte, die so-genannten Oktaven, unterteilt1. 20 – 90 Hz

Oktav-Mittelwert = 63 Hz2. 90 – 179 Hz



Oktav-Mittelwert = 500 Hz5. 704 – 1.408 Hz

Oktav-Mittelwert = 1000 Hz6. 1.408 – 2.816 Hz

Oktav-Mittelwert = 2000 Hz

7. 2.816 – 5.600 HzOktav-Mittelwert = 4000 Hz

8. 5.600 – 15.000 HzOktav-Mittelwert = 8000 Hz

Ein so (analysiert) gemessenesGeräusch ergibt den sogenannten re-lativen Schalldruckpegel.

3. Das TerzspektrumDie Einteilung des Frequenzberei-ches von 20 – 15.000 Hz in 8 Oktavenist für manche Betrachtungen zugrob. Man kann deshalb diesen Be-reich in 24 Abschnitte unterteilen,d. h. jede Oktave nochmals dritteln.Diese Abschnitte nennt man Terzen.Geräuschmessungen im Terzbanderlauben eine genauere Beurteilungder Geräuschsituation.Eine noch genauere Beurteilung desSchallspektrums lässt sich durchMessungen mittels Filtern in Band-breiten von 1/12 oder 1/24 Oktavendurchführen. Bandbreiten von nur ca.1 Hz lassen sich mittels FFT-Analy-satoren ausfiltern.

4. Das PhonDas Phon ist eine spezielle Art desDezibels, und zwar entspricht das

Phon dem Schalldruckpegel einesTones von 1000 Hz in Dezibel. Manhat nun Töne anderer Frequenzenmit Tönen von 1000 Hz verglichenund festgestellt, dass bei anderenFrequenzen andere Lautstärken (unddamit andere Schalldrücke) erforder-lich sind, um subjektiv im menschli-chen Ohr den gleichen Lautheitsein-druck zu erhalten.



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gleicher Schalldruck – niedrige Frequenz(hoher Ton)

gleicher Schalldruck – hohe Frequenz (hoher Ton)

Scha

lldru

ck in

Dez

ibel

Im Bild sind die Kurven gleicher Lautheitseindrücke dargestellt.

20

dB

120

100

80

60

40

20

0

50 100 500 1000 Frequenz 5000 10 000 Hz

Bewertungstabelle:Oktavmittenfrequenz 3HZ4

Bewertung nach 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A -26,1 -16,1 -8,6 -3,2 60 +1,2 +1,0 -1,1 B -9,4 -4,3 -1,4 -0,3 60 -0,2 -0,8 -3,0

C -0,8 -0,2 60 60 60 -0,2 -0,8 -3,0

5. A-, B-, C-BewertungDie Form dieser Kurven hat man ver-einfacht und für drei dB-Bereiche Be-wertungskurven festgelegt, und zwarbis 60 dB Kurve nach Avon 60 bis 100 dB Kurve nach Büber 100 dB Kurve nach C

Durch Reihenuntersuchungen mitvielen Testpersonen hat man Kurvengleicher Lautheit gewonnen. Z. B.müssen, um gleiche Lautheitsein-drücke wie 50 dB bei 1000 Hzbei 63 Hz 73 dB

125 Hz 66 dB2000 Hz 50 dB8000 Hz 62 dB

erzeugt werden.

dB-Kurven sind nicht streng an ihrenGeltungsbereich gebunden, d. h.man kann je nach Vereinbarung ent-gegen der Bereichsempfehlung alleGeräusche von 0 – 120 dB nach einerbestimmten Kurve bewerten. Es istjetzt vereinbart worden, Geräuschenur noch nach A zu bewerten, d. h.den Schalldrucksummenpegel LPA indB anzugeben.


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Da man, wie eingangs erwähnt, in derAkustik mit logarithmierten Verhält-nisgrößen arbeitet, wird die in m2 ge-messene Messfläche zu einer Be-zugsfläche ins Verhältnis gesetzt undals Kenngröße das MessflächenmaßLS definiert:LS = 10 lg in dBS = Messfläche in m2

So = 1 m2 (Bezugsfläche)

L̄ = 10 lg ( · � 10 0,1 Li )

Ist die Differenz zwischen den ein-zelnen Pegeln kleiner als 6 dB, sokann näherungsweise arithmetischgemittelt werden:

L̄ � · � 10 Li

6. Messflächen-SchalldruckpegelL̄ und L̄A

Mit Messflächen-Schalldruckpegel L̄bezeichnet man den Schallpegel, derüber die Messfläche S energetisch 1)gemittelt und ggf. um Fremdgeräu-sche und Raumeinflüsse (Reflektio-nen) bereinigt wird. L̄A ist der ent-sprechend bewertete Messflächen-Schalldruckpegel.

Unter der Messfläche S versteht maneine gedachte Fläche, die die schall-abgebende Maschine in einem be-stimmten Abstand (meist 1 m) um-schließt, wobei man entsprechendder äußeren Maschinenform einfachegeometrische Oberflächen (oder Teil -oberflächen) wie Kugel, Zylinder,Quader zur gedanklichen Konstrukti-on dieser Messfläche heranzieht.Einzeln herausragende Bauteile, dienicht wesentlich zur Schallabstrah-lung beitragen, bleiben dabei un-berücksichtigt. SchallreflektierendeBegrenzungsflächen wie Fußbödenoder Wände werden nicht in die Mes-sfläche einbezogen. Die Messpunktesollen in genügender Anzahl gleich-mäßig auf der Messfläche verteilt lie-gen. Die Anzahl hängt von der Größeder Maschine und der Gleichmäßig-keit des Schallfeldes ab.

Messfläche S

Messpunkte aufOberfläche derMessfläche S verteilt

SS0

1n

1n

i = n

i = 1

i = n

i = 1

1) Der örtliche oder zeitliche Mittelwert aus mehrerengemessenen Pegeln einer Schallquelle wird nachfolgender Formel gebildet:



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III. Das Verhalten desSchalls im Freien

1. Schallausbreitung

Die Schallabstrahlung eines Dach-ventilators erfolgt ausblasseitig prak-tisch unbehindert, sofern nicht Be-bauungen in der Nähe den Schallzurückwerfen. Ein kleiner Teil derSchallwellen trifft auch auf die Dach-haut und wird dort reflektiert. Sind al-so keine Bebauungen in der Näheund vernachlässigt man die geringeReflexion des Daches, so misst dasgeeichte Mikrofon den unmittelbarvom Dachventilator abgestrahltenSchalldruckpegel. Mit solchen Mes-swerten ist eine Beurteilung derGeräuschbelästigung möglich.

2. Zulässige Werte

Richtwerte für den zulässigen Schall-druckpegel je nach Art der Bebauunggibt die Technische Anleitung zumSchutz gegen Lärm, kurz TA Lärmgenannt. Gemessen werden sollen,bei einer Umgebung ohne Bebauung3 m von der Werksgeländegrenze,Wohnhäuser 0,5 m vor dem geöffne-ten, von Lärm am stärksten betroffe-nen, Fenster. Die Immissionswertewerden festgesetzt für:a) Gebiete, in denen nur gewerbliche

oder industrielle Anlagen undWohnungen für Inhaber und Leiterder Betriebe sowie für Aufsichts-und Bereitschaftspersonen unter-gebracht sind, auf LPA = 70 dB

b) Gebiete, in denen vorwiegend ge-werbliche Anlagen untergebrachtsind, auftagsüber LPA = 65 dBnachts LPA = 50 dB

c) Gebiete mit gewerblichen Anlagenund Wohnungen, in denen wedervorwiegend gewerbliche Anlagennoch vorwiegend Wohnungen un-tergebracht sind, auftagsüber LPA = 60 dBnachts LPA = 45 dB

d) Gebiete, in denen vorwiegendWohnungen untergebracht sind,auftagsüber LPA = 55 dBnachts LPA = 40 dB

e) Wohngebiete, auftagsüber LPA = 50 dBnachts LPA = 35 dB

f) Kurgebiete, Krankenhäuser undPflegeanstalten auftagsüber LPA = 45 dBnachts LPA = 35 dB

g) Wohnungen, die mit der Anlagebaulich verbunden sind, auftagsüber LPA = 40 dBnachts LPA = 30 dB

Die Nachtzeit beträgt 8 Stunden; siebeginnt um 22 Uhr und endet um 6Uhr. Die Nachtzeit kann bis zu einerStunde hinausgeschoben oder vor-verlegt werden, wenn dies wegen derbesonderen örtlichen oder wegenzwingender betrieblicher Verhältnis-se erforderlich und eine achtstündigeNachtruhe des Nachbarn sicherge-stellt ist. �Quelle TA Lärm�

3. Einfluss der Entfernung

Mit zunehmender Entfernung von derSchallquelle wird ein Geräuschschwächer – sein Schalldruckpegelnimmt ab. Erfahrungen haben gezeigt,dass von einem gewissen Abstand zurGeräuschquelle an eine Entfernungs-verdopplung eine Abnahme desSchalldruckpegels um ca. 6 dB be-wirkt. Diese Abnahme setzt aber erstin dem Punkt ein, in dem das Schall-feld gleichmäßig und voll ausgebildet(homogen) ist. Bei Dachventilatorenliegt dieser Punkt etwa in einer Ent-fernung von 4 m. Messungen habengezeigt, dass das 6-dB-Gesetz beiMesspunkten, die näher am Ventila-tor liegen, nicht gilt.

Entfernungzum Dach-ventilator 4 8 16 32 64 128 mAbnahmedes Schall-druckpegels 0 6 12 18 24 30 dBDie Abnahme ist umfeldabhängig. ImMittel liegt man richtig, wenn man mit6 dB rechnet.


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4. Zulässige ImmissionspegelDie zulässigen Immissionspegel wer-den der Gebietseinstufung entspre-chend vom Gesetzgeber festgelegt.Hierbei ist zu beachten, dass derzulässige Immissionspegel aus derPegeladdition von allen am Immissi-onspunkt eintreffenden Geräuschengebildet wird, d. h. jede Anlage sowieeinzelne Komponenten einer Ge-samtanlage dürfen nur einen Teil- Im-missionspegelanteil des zulässigen

Immissionspegels in Anspruch neh-men.

Ist der Immissionspegel schon weit-gehend von vorhandenen Geräusch-quellen ausgeschöpft, so kann essein, dass neu hinzukommende Anla-gen für weit unter dem zulässigen Im-missionspegel liegende Pegel ausge-legt werden müssen.

Um eine Neuanlage nicht mit über-höhtem Schallschutzauflagen zu

überfrachten, ist es manchmal sinn-voller an Altanlagen gezielte Schall-schutzmaßnahmen zu ergreifen.Da in der Planung vergessene Schall-schutzmaßnahmen im nachhineinmeist nur mit sehr großem Aufwandzu realisieren sind, bietet es sich an,schon von Beginn an bei Planungsar-beiten eine schalltechnische Berech-nung oder bei umfangreichen Anla-gen eine Schallgutachten erstellen zulassen.

Beispiel

5. Verhalten mehrerer SchallquellenArbeiten mehrere Schallquellen, z. B.Dachlüfter gleicher Lautstärke ne-beneinander, so erhöht sich der Ge-samt-Schalldruckpegel um folgendeWerte:

Differenz zwischen höherem u.niedrigerem Pegel in dB 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0hinzuzurechnender Pegel in dB 3,0 2,8 2,5 2,3 2,1 1,9 1,8 1,6 1,5 1,3 1,2Differenz zwischen höherem u.niedrigerem Pegel in dB 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 9,0 10,0 11,0 13,0 15,0 20hinzuzurechnender Pegel in dB 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Anzahl der Geräte 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30Pegelerhöhung in dB ca. 3 5 6 7 8 9 10 12 13 15Arbeiten zwei Dachventilatoren un-terschiedlicher Lautstärke zusam-men, so ist dem jeweils höheren Pe-gel folgender Wert hinzuzurechnen:

Verschiedene Dachventilatoren auf einem Hallendach:Gesucht wird der Schalldruckpegel im Bezugs-punkt �:DRH 400/30 – 6 in 4 m: 60 dBDRV 500/30 – 6 in 4 m: 62 dBDRH 630/25 – 6 in 4 m: 68 dB

Mit einer Pegelabnahme von 6 dB je Entfer-nungsverdoppelung ergibt sich:DRH 400/30 – 6 in 65 m: 36 dBDRV 500/30 – 6 in 64 m: 38 dBDRH 630/25 – 6 in 65 m: 44 dB

Addition der Pegel:38 – 36 = 2 dBPegelerhöhung um 2,1 dBDRH 400/30 – 6 undDRV 500/30 – 6zusammen 40,144 – 40,1 = 3,9Pegelerhöhung um 1,5 dBDRH 400/30 – 6 undDRV 500/30 – 6 undDRH 630/25 – 6zusammen 44 + 1,5 = 45,5Im Bezugspunkt � stellt sich ein Schalldruck-pegel LPA von ca. 46 dB ein.Schalldruckpegel aus der Produktfibel Kapitel2.1. + 2.2. der FA. TROX TLT Bad Hersfeld



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IV. Der Schalldruckpegel imRaum und seineBewertung

1. Allgemeines

Während sich der Schall im Freienmeistens ungehindert ausbreiten kann,verhält er sich in einem Raum ganz an-ders. Die Schalldruckwellen, die voneiner Schallquelle in einen Raum hin-eingeworfen werden, treffen auf dieWände des Raumes und werden dortteilweise absorpiert (geschluckt), teil-weise reflektiert (zurückgeworfen).

Ein Mensch, der in einem Raum einerSchallquelle ausgesetzt wird, emp-fängt also auf direktem Wege Schall-

druckwellen und solche, die von denWänden zurückgeworfen werden.

Die Geräusche, die ein Mensch in ei-nem Raum wahrnimmt, unterliegenfolglich vielen Einflüssen. Neben derLage der Schallquelle im Raum undder Position des Menschen zu ihr spieltdie Größe des Raumes eine Rolle unddie akustische Eigenschaft der Wan-dungen, d. h. in welchem Maße sieSchallwellen schlucken bzw. zurück-werfen können.

Eine Schalldruckangabe in einemRaum, z. B. in dBA, ohne genaue aku-stische Beschreibungen des Raumesist also nicht aussagekräftig. Ist eineSchalldruckangabe mit akustischer

Äquiv

alent

e Ab

sorb

tions

fläch

e A

�m2Sa

bin�

Rauminhalt V �m3�

Beschreibung des Raumes und Anga-be der Messstelle gemacht, so gilt sienur für eben diesen Raum an der be-zeichneten Stelle. Sie ist nicht auf an-dere Räume (mit anderen akustischenEigenschaften) übertragbar.

2. Absorptionsfaktor, äquivalenteAbsorptionsfläche, Nachhallzeit.Zur akustischen Beschreibung einesRaumes gibt es drei Begriffe:

2.1 den Absorptionsfaktor �mEine Wandfläche, die ankommendeSchallwellen vollkommen absorbie-ren würde, hätte einen Absorptions-faktor �m von 1. Da tatsächlich vor-kommende Wände natürlich nichtvollkommen absorbieren, werden ih-re Schluckeigenschaften als Verhält-nis zur gedachten ideal schluckendenWand angegeben. In der Praxis wer-den �-Werte von 0,02 bis 0,4 erreicht,in Tabellenwerken sind Werte zu-sammengestellt. Mittlere Absorpti-onsfaktoren:

Raum �mNormale Fabrikhallen 0,02 – 0,07

Küchen 0,03 – 0,08

Restaurants 0,05 – 0,1

Schulen 0,07 – 0,1

Versammlungsräume 0,08 – 0,12

Büros 0,12 – 0,15

Studios 0,3 – 0,4

2.2 die äquivalente Absorptions-fläche A (m² Sabin)Man denkt sich die innere Oberflächeeines Raumes aufgeteilt in absolut re-flektierende Flächen und absolut ab-sorpierende Flächen. Den Anteil derabsolut absorbierenden Fläche nenntman äquivalente AbsorptionsflächeA, angegeben in m2 Sabin. Sie wirderrechnet mit A = �m x Fi (m2 Sabin)wobei Fi die innere Oberfläche desRaumes, gemessen in m2, ist. Wennman aus vorstehender Aufstellung �mentnimmt und den Rauminhalt kennt,kann man aus dem Diagramm die Ab-sorptionsfläche entnehmen.

�


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2.3 Die mittlere Nachhallzeit Tm (s).Sie ist definiert als die Zeit, in der derNachhall eines Geräusches um 60 dBabgenommen hat. Schallharte Räu-me (Beton, Glas), die stark reflektie-ren, haben eine längere Nachhallzeitals schallweiche (Vorhänge, schall-schluckende Wände). Sabin fanddurch Versuche einen Zusammen-hang zwischen der äquivalenten Ab-sorptionsfläche A und der Nach-schallzeit T.Er lautetA = 0,164 x V/Tm (m2 Sabin)mit V = Rauminhalt in m3.Da die Nachhallzeit messbar ist, kannmit Hilfe der Sabinschen Formel dieäquivalente Absorptionsfläche direktberechnet werden.

3. Bewertung des Schalldruckpe-gels in Räumen3.1 Bewertung des relativenSchalldruckpegelsUm bei Geräuschangaben eine Be-messungsgrundlage zu schaffen,wurden verschiedene Endlautstärkenfestgelegt und bestimmt, dass dertatsächliche (relative) Schalldruckpe-gel in einem Raum in einem verein-barten Messpunkt in keinem Fre-quenzbereich höher sein darf als dievereinbarte Bewertungskurve angibt.Es gibt verschiedene Bewertungskur-ven, so dieNC-BewertungDIN-phon-BewertungISO-Bewertungdie alle beziffert sind. Je höher die Zif-fer ist, desto lauter darf das Geräuschsein.Nebenstehend sind die Kurven gra-phisch dargestellt.

1000500

100

50

105

Äqua

vilen

te A

bsor

ption

sfläc

he A

�m2

Sabin

�

25 50Rauminhalt V �m3�

100 250 500 1000 2500 5000

NC-Kurven

Oktavmittenfrequenz �Hz�

Scha

lldru

ckpe

gel �

dB�

80

70

60

50

40

30

2015

63 125 250 500 1000 2000 4000

DIN-phon-Kurven


Scha

lldru

ckpe

gel �

dB�

70

60

50

40

30

2015

63 125 250 500 1000 2000 4000

0,5

1,0

2,0

3,04,0

T=5,0 [s

ec]



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3.2 Bewertung des Schalldruck-SummenpegelsDer relative Schalldruckpegel imRaum kann natürlich auch z. B. nachKurve A bewertet werden (siehe Ka-pitel II). Nach der logarithmischen Ad-dition erhält man dann in bekannterWeise den Schalldruck-Summenpe-gel in dBA. Auch die Angabe solcherSummenpegel für Räume ist üblich.

Beispiel: ein tatsächlich gemessener,relativer Schalldruckpegel ist in dasDiagramm mit ISO-N-Kurven einge-tragen. Bei 125 Hz kommt die Mess-kurve ganz dicht in die Bewertungs-kurve ISO-N 40. Man kann sagen,dass der gemessene Schalldruckpe-gel unter ISO-N 40 liegt.

V. Der Schallleistungspegel

1. AllgemeinesWie wir bei der Betrachtung des Ver-haltens von Schalldruckwellen imRaum gesehen haben, ist durch dieReflexionen und Absorptionen einkompliziertes Bild entstanden, dassich nur durch vielfältige Rechnungenbeherrschen lässt. Um wieviel kom-plizierter, wenn nicht unmöglich,müsste eine solche Berechnung wer-den, wenn ein Ventilator an einensaugseitigen Kanal angeschlossenwird! Ausgangspunkt von Berechnun-gen kann daher nicht der Schall-

druckpegel sein. Vielmehr benötigenwir eine unabhängige Größe, die vonder Lage, vom Raum und seinen Re-flexionen und von Entfernungen un-beeinflusst bleibt. Diese Größe ha-ben wir in der Schallleistung, die inWatt angegeben wird.

2. Gesamt-Schallleistungspegel

Ähnlich wie beim Schalldruck wurdeauch bei der Schallleistung ein unte-rer Grenzwert festgelegt – und zwarN0 = 10–12 Watt – mit dem die tatsäch-lich vorhandenen Schallleistungenverglichen werden. Das gewonneneVerhältnis wird wieder – wie beim

Schalldruck – logarithmiert nach derFormel LW = 10 x log N/N0 (dB).DasErgebnis wird auch in Dezibel ange-geben. Es muss also darauf geachtetwerden, dass der Begriff Dezibel so-wohl für den Schalldruck – wie für denSchallleistungspegel verwendet wird.

Die gesamte, summierte Leistung ei-ner Schallquelle, nach vorstehenderWeise mit einem festgesetztenSchwellenwert verglichen und loga-rithmiert, nennt man Gesamtschalllei-stungspegel. Diese Größe ist objekti-ver Ausgangspunkt für alle weiterenBerechnungen.

ISO-N-Kurven


Scha

lldru

ckpe

gel �

dB�

80

70

60

50

40

30

2015

63 125 250 500 1000 2000 4000


Scha

lldru

ckpe

gel �

dB�

80

70

60

50

40

30

2015

63 125 250 500 1000 2000 4000


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 14



3. Relativer Schallleistungspegel

Da, wie wir später sehen werden, alleBerechnungen frequenzabhängig ge-führt werden müssen, ist es erforder-lich, die Geräuschanteile zu kennen,aus denen sich der Gesamtschalllei-stungspegel zusammensetzt. Diesnennt man den Frequenzgang desGesamtschallleistungspegels oderden relativen Schallleistungspegel.

Ein Beispiel aus der TROX-TLT-Pro-duktfibel Seite 2.2–4DRV 400/30 – 4GesamtschallleistungspegelLWges= 95 dB (über Dach)

Der relative Schallleistungspegel LWrelergibt sich dann wie folgt:

bei63 Hz: 95 dB – 11,9 dB = 83,1 dB

125 Hz: 95 dB – 4,9 dB = 90,1 dB250 Hz: 95 dB – 7,3 dB = 87,7 dB500 Hz: 95 dB – 8,2 dB = 86,8 dB

1000 Hz: 95 dB – 9,2 dB = 85,8 dB2000 Hz: 95 dB – 13,9 dB = 81,1 dB4000 Hz: 95 dB – 12,6 dB = 82,4 dB8000 Hz: 95 dB – 11,8 dB = 83,2 dB

4. Bewerteter Schallleistungs -pegel LWA

Führt man die, wie am Beispiel desSchalldruckpegels erläuterte Bewer-tung entsprechend der A-Bewer-tungskurve durch, erhält man ausdem Schallleistungspegel LW den be-werteten Schallleistungspegel LWA.

5. Zusammenhang zwischenSchalldruck- und Schalllei-stungspegel

Im Gegensatz zum Schalldruck p wirddie Schallleistung W nicht direkt ge-messen, sondern aus Schalldruck p,Schallschnelle n (Wechselgeschwin-digkeit der Moleküle) und MessflächeS berechnet:

W = p · � · S

mit � =

q = Luftdichtec = Luft-Schallgeschwindigkeit

W = · S

pq · c

p2q · c

SS0

SS0

�

�

�

�Unter Annahme, dass = constund c = const ist

ergibt sich die Proportionalität:W ~ p2 · SIn Pegel-Schreibweise erhält manhieraus die für die Praxis wichtige Be-ziehung:LW � L̄ + 10 lg = L̄ + LS in dBbzw.LWA � L̄A + 10 lg = L̄A + LS in dBNäherungsweise lässt sich also derSchallleistungspegel LW als Summeaus Messflächen-Schalldruckpegel L̄und Messflächenmaß LS berechnen.Aus dieser Beziehung lässt sich ab-leiten, dass bei gegebenem Schalllei-stungspegel und kugelförmiger oderhalbkugelförmiger Schallausbreitungin den freien Raum (ideale Schallaus-breitung) der Schalldruckpegel um 6 dB abnimmt, wenn sich der Abstandzur Schallquelle verdoppelt.Durch Schallabsorption in der Luftund am Boden kann dieser Wert ver-größert und durch Reflexion an Hin-dernissen vermindert werden. Fernerkann durch Witterungseinflüsse ent-weder eine Zunahme oder eine Ver-minderung der Schalldruckpegel-Ab-senkung erfolgen.



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VI. Dämpfung im ange -schlos senen SystemraumlufttechnischerAnlagen

1. AllgemeinesEin an einen Ventilator angeschlos-senes Leitungssystem wirkt sichgeräuschdämpfend aus, wobei dieDämpfwirkung der einzelnen System-teile sehr unterschiedlich sind. Be-rechnungsmäßig geht man so vor,dass man den relativen Schalllei-stungspegel eines Ventilators ermit-telt und dann je Systemteil die durchDämpfung sich ergebenden Pegeldif-ferenzen frequenzabhängig abzieht.2. Dämpfungen in den einzelnenElementen

2.1 Rechteckige Stahlblechleitungen(Kanäle) – ungedämpft

Blechkanäle erbringen nur geringeDämpfwerte, will man hier Verbesse-rungen erzielen, so müsste der Kanalluftseitig mit Dämmstoffen (z. B.Steinwollmatten) ausgekleidet wer-den. Für einfache Blechkanäle ohneAuskleidung gilt das nebenstehendeDiagramm. (�LW = �dB/m�)

2.2 Runde Stahlblechleitungen(Rohre) - ungedämpft

Die Dämmwirkung bei runden Roh-ren ist geringer als bei eckigen Ka -näle. Die Schallleistungsminderungzeigt nebenstehendes Diagramm.(�LW = �dB/m�)

L

L

ø d

a /b

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,3

0,2

0,1

0

63 125 250 500 >1000

63 125 250 500 >1000

�

�

�

�

�

�

�

�

Oktavmittenfrequenz �HZ�

Oktavmittenfrequenz �HZ�

Scha

llleist

ungs

mind

erun

g �

L W�d

B�Sc

hallle

istun

gsm

inder

ung

�L W

�dB�

Rechteckige Stahlblechleitungen (Kanäle) – ungedämpft� 100-200 mm � 201-400 mm � 401-800 mm � 801-1000 mm(größte Seitenlänge)

Runde Stahlblechleitungen (Rohre) – ungedämpft� 100-200 mm Ø � 201-400 mm Ø � 401-800 mm Ø � 801-1000 mm Ø


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 16



2.3 90°-UmlenkungenEine strömungstechnische ungünsti-ge Umlenkung ergibt höhere Dämpf-werte, allerdings werden ebenfallshauptsächlich die hohen Frequenzengedämpft.

2.4 AbzweigungenIn Abzweigungen wird die Schall -energie im Verhältnis der Kanalquer-schnitte energetisch aufgeteilt.

a /b

a /b

a /b

ød

r=



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2.5 QuerschnittsveränderungenAuch hier erfolgt eine frequenzunab-hängige Dämpfung, die Schallleis -tungsminderung wird vom Flächen-verhältnis bestimmt.Die Pegelminderung wird nur bei re-flexionsarmen abgeschlossenen Luft-Leitungen erreicht (lt. Empfehlungenin der VDI 3733 sollten max. 5 dB inden Berechnungen eingesetzt wer-den.)

Frequenz in Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000Dämpfung in dB 33 19 17 14 14 12 11 10

PlötzlicheErweiterung(r < 1)

PlötzlicheVerengung(r > 1)

F1

F1F2

F2

2.6 SchalldämpferSchalldämpfer werden konstruiert,um möglichst hohe Dämpfungen zuerzielen. Durch geeignete Bauartenkönnen unterschiedliche Dämpfcha-rakteristiken erreicht werden. Dietechnischen Werte sind den Katalo-gen der Hersteller zu entnehmen.Es gibt div. Bauarten von Schall -dämpfern:Absorptionsschalldämpfer, Drossel-und Reflexionsschalldämpfer sowieResonanz- und Relaxationsschall -dämpfer.Als ein Beispiel für viele sei derDämpfverlauf eines Schalldämpfersmit einer Baulänge von 500 mm er-wähnt:

Scha

llleist

ungs

mind

erun

g �

L W�d

B�

Querschnittsverhältniss r=

10

8

6

4

2

00,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 10F1

F2zu 2.5 Schallleistungspegelminderung bei einer Querschnittsveränderung


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 18



2.7 AuslassreflexionBeim Austritt des Schalles in denRaum wird ein Teil der Schallwellenin den Kanal zurückreflektiert. DiesenDämpfungseffekt nennt man Auslas-sreflexion, sie wirkt sich besondersauf niedrige Frequenzen aus und istabhängig von der freien Auslass-bzw. Einlassfläche. Die Pegeldiffe-renzen für die Auslassreflexion sinddem Diagramm zu entnehmen:

Diese Werte gelten für freie Auslässebzw. Einlässe. Eingebaute Gitter,Siebe, Ventile wirken sich zusätzlichdämpfend aus. Manche Herstellervon Auslässen geben die Dämpfwir-kung ihrer Produkte einschließlichder Auslassreflexion an. Hier ein Bei-spiel für ein Kontrollventil, wie es imWohnungsbau eingesetzt werdenkann.

Frequenz · Fläche [Hz · m]

Pege

ldiffe

renz

[dB]

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

02,5 5 10 20 40

1

2

80 160 320 640

Frequenz in Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000Dämpfung in dB 33 19 17 14 14 12 11 10

Hier kann nur ein kleiner Ausschnittaus möglichen Anlagenteilen darge-

stelt werden. Weitere Angaben könnenFachbüchern entnommen werden.



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VII. Umrechnung vonSchallleistungspegel aufden Schalldruckpegel imRaum

1. Allgemeines

Wenn man, wie im vorhergehendenKapitel beschrieben, vom Schalllei-stungspegel die Pegeldifferenzendes Systems einschließlich der Aus-lassreflexion abgezogen hat, erhältman den Schallleistungspegel, der inden Raum hineingestrahlt wird. Dadas menschliche Ohr aber nurSchalldrücke und keine Schallleistun-gen aufnehmen kann, muss man denSchallleistungspegel auf den Schall-druckpegel umrechnen. Hierbei spie-len nun, wie im IV. Kapitel erläutert,die Raumeinflüsse eine Rolle. Im ein-zelnen sind dies:

die äquivalente Absorptionsfläche A,die die Schallweichheit bzw. -härtedes Raumes bestimmt,

die Entfernung vom Lufteinlass bzw.-auslass zum vereinbarten Bezugs-punkt und die Lage vom Lufteinlassbzw. -auslass zum Bezugspunkt, wasmit dem Begriff Richtungsfaktor Q be-zeichnet wird.

2. RichtungsfaktorDer Richtungsfaktor Q ist die Größe,der die gegenseitige Lage von derMündung zum Bezugspunkt be-schreibt. Für die Lage der Mündun-gen kennt man vier Festlegungen:

in Raummitte (1)in Wandmitte (2)in Raumkante (3)in Raumecke (4)

Für die gegenseitige Lage Mündung– Bezugspunkt sind die Angaben fürden Abstrahlwinkel � = 0° und 45° üb-lich.

Die Bestimmung des Richtungsfak-tors erfolgt mit Hilfe des nebenste-henden Diagrammes, wobei auf derwaagerechten Skala das Produkt ausFrequenz und der Wurzel aus derAustrittsfläche (in m2) aufgetragen ist.

Rich

tung

sfakto

r Q


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 20



3. UmrechnungSind die vorher besprochenen Fakto-ren bekannt, kann die Umrechnungvom Schallleistungspegel auf denSchalldruckpegel nach folgender For-mel vorgenommen werden:

Diese relativ komplizierte Formel istim obigen Diagramm graphischgelöst.4. BewertungAls Ergebnis erhält man, wenn mandie Pegeldifferenz vom Schalllei-stungspegel an der Mündung ab-zieht, den relativen Schalldruckpegel.Diesen relativen Schalldruckpegelkann man jetzt in verschiedener Wei-se bewerten.Zum einen kann man ihn mit den ver-schiedenen Bewertungskurven (sie-he Kapitel IV) vergleichen und aussa-gen, dass der Schalldruckpegel imRaum der Kurve DIN, NC, ISO Num-mer so und so viel entspricht.

LW – LP = 10 x log +Q

4 � r24A( )–1

Zum anderen kann man den Pegelnach Kurve A, B oder C bewerten, dieeinzelnen Frequenzteile logarith-misch addieren (siehe III, 4) und aus-sagen, dass der Summenpegel umso und so viel dB, bewertet nach A, Boder C beträgt.5. BeispielRichtungsfaktor Q = 4Entfernung vonSchallaustrittsfläche r = 2 mÄquivalente AbsorptionsflächeA = 20 m2 SabinErgebnis:Schallpegeldifferenz �LW = 5 dB

A = ∞freies Feld

Entfernung von der Schallaustrittsfläche in m



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VIII. Berechnungsbeispiele1. WohnungslüftungEs soll untersucht werden, welcheGeräuschbelästigung ein Dachventila-tor der Baureihe DRV im oberstenStockwerk eines Hochhauses in einerWohnküche verursacht.Die Einbausituation ist in beiliegenderZeichnung dargestellt.Berechnung:Der Gesamtschallleistungspegel be-trägt bei 1350 min–1 84 dB. Da der Vo-lumenstrom von 2100 m3/h bei freiemAnsaug auf 1050 m3/h infolge der zuüberwindenden Widerstände zurück-geht, beträgt der tatsächliche Schalll-eistungspegel im Punkt �84 dB – 7 dB = 77 dB.

DachventilatorTyp DRV 250/28-4 E

bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 HzLwges 77 dB� L -2 -5,7 -11,1 -18,9 -24,3 -26,9 -26,2 -39,7 dBLwrel 1 75 71,3 65,9 58,1 52,7 50,1 50,8 37,3 dBDer eingezeichnete Schalldämpfer dämpft wie folgt (siehe VI, 2.6)bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LS 6 8 11 23 32 34 26 16 dBLwrel 1 – � LS =Lwrel 2 69 63,3 54,9 35,1 20,7 16,1 24,8 21,3 dBVom Schalldämpfereintritt in � zum Hauptschachtaustritt in � findet eineQuerschnittsänderung statt. Die Dämpfung ist abhängig vom Verhältnis derFlächen: Fläche des Hauptschachtes: 200 � � 40.000 mm2

Fläche des Schalldämpfers 400 x 350 = 140.000 mm2, Verhälntnis: 0,286, Pe-geldifferenz (frequenzunabhängig) siehe IV, 2.5 = 2 dB. Damit wird Lwrel in �:bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LQ 2 2 2 2 2 2 2 2 dBLwrel 2 – � LQ= Lwrel 3 67 61,3 52,9 33,1 18,7 14,1 22,8 19,3 dBIm Blechkanal des Hauptschachtes findet eine Dämpfung statt (siehe VI, 2.1)bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LK’ 0,6 0,6 0,45 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 dB/m� LK =2,5 m · � LK’ 1,5 1,5 ~1,1 ~0,8 0,5 0,5 0,5 0,5 dBLwrel 3 – � LK =Lwrel 4 65,5 59,8 51,8 32,3 18,2 13,6 22,3 18,8 dB

Der relative Schallleistungspegel imPunkt � beträgt:


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 22



Im Bogen zwischen Hauptschacht und Nebenschacht findet eine Dämpfungstatt (siehe VI, 2.2)bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LB 0 0 0 0 1 2 3 3 dBLwrel 4 – � LB= Lwrel 5 65,5 59,8 51,8 32,3 17,2 11,6 19,3 15,8 dBIm Blechkanal des Nebenschachtes findet eine Dämpfung statt (siehe VI, 2.1):bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LK’ 0,6 0,6 0,45 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 dB/m� LK =2,5 m · � LK’ 1,5 1,5 ~1,1 ~0,8 ~0,8 ~0,8 ~0,8 ~0,8 dBLwrel 5 – � LK= Lwrel 6 64,0 58,3 50,7 31,5 16,4 10,8 18,5 15 dBAm Ventil � findet eine Dämpfung durch das Ventil und durch die Mün-dungsreflexion statt (siehe VI, 2.7):bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz� LV 33 19 17 14 14 12 11 10 dBLwrel 6 – � LV= Lwrel 7 31,0 39,3 33,7 17,5 2,4 0 7,5 5 dBLWrel in � ist der relative Schallleistungspegel, der in den Raum hineinge-strahlt wird. Im weiteren erfolgt die Umrechnung auf den relativen Schall-druckpegel im Bezugspunkt: Zuerst wird der Richtungsfaktor Q bestimmt: derAbstrahlwinkel � = 0°, das Kontrollventil liegt in der Wandmitte (unteres Dia-gramm in VII, 2, Kurve 2). Die Schallaustrittsfläche ist 0,01 m2, die Wurzelaus 0,01 m2 = 0,01 m2 = 0,1 mDamit wirdbei f = 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hzf x F’ = 6,3 12,5 25 50 100 200 400 800 Hz x mQ 1,8 2 2,4 3,2 4,8 6 7 7,8(aus Diagramm)Aus dem Diagramm aus VII, 3, kann mit der äquivalenten AbsorptionsflächeA = 10 m2 Sabin und Entfernung r = 1 m die Pegeldifferenz abgelesen wer-den. Es wirdbei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 HzLW – Lp = 3 3 2,5 2,0 1,5 1,5 1 1 dBLprel 28,0 36,3 31,2 15,5 0,9 0 6,5 4 dBHiermit ist der relative Schalldruckpegel ermittelt, der verschieden bewertetwerden kann. Zunächst soll er mit den Bewertungskurven aus IV, 3, vergli-chen werden:ISO-Kurve:Der vohandene Schalldruckpegel liegt unter ISO-N, 25NC-Kurve:Der vorhandene Schalldruckpegel liegt in allen Frequenzen unter NC 20.DIN-Kurve:Der vorhandene Schalldruckpegel liegt in alle Frequenzen unter DIN 35. Ne-ben dem Vergleich mit dem Frequenzgang zulässiger Pegel kann auch eineSummierung der Pegel erfolgen, z. B. nach Kurve A:bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 HzA – Bewertg.:-26,1 -16,1 -8,6 -3,2 0 +1,2 +1 -1,1 dBLprel A: 1,9 20,2 22,6 12,3 0,9 0 7,5 2,9 dB

Durch eine logarithmische Additionder Pegel (siehe III, 5) erhält man:

1,9

20,2

24,8

24,9

9,4

23 0,9 8,8

20,2 22,6 12,3 0,9 0 7,5 2,9

dB

�

�



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Ausgewählter Axialventilator(Produktfibel, Seite 2.9–9)

AXN 12/56 / 1000 M-D

Drehzahl 965 min-1Schaufelwinkel 20 °Volumenstrom 40 000 m3/hMotorleistung 7,5 kW

Totaldruckerhöhung 500 PaGesamt-Schallleistungspegel 99 dBGesucht: Schalldruckpegel im Raumund im Freien

8 m

60 mHallentiefe 24 m, Absorptionsfläche A = 200 m2 Sabin

Detaildarstellung Axialventilator

40 Gitter 0,2 x 0,9 m

1000 Ø B A D

2. Axialventilator - HallenlüftungEine Werkshalle wird von einem Axi-alventilator über angeschlossene Ab-saugleitung entlüftet.Schematische Darstellung der Halle,Seitenansicht.

2.1 Schalldruckpegel imHallenraum

Relativer Schallleistungspegel, der in den Schalldämpfer gestrahlt wird

bei 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz

LWges 99 dB� Lwrel -8,7 -6,4 -5,1 -8,2 -12,7 -15 -16,8 -19,8 dB

Lwrel � 90,3 92,6 93,9 90,8 86,3 84 82,2 79,2 dB

Dämpfung im Schalldämpfer und Einfluss Strömungsrauschen

� L WSD -4 -6 -11 -20 -30 -24 -15 -10 dB

Lwrel � 86,3 86,6 82,9 70,8 56,3 60 67,2 69,2 dB

Strömungs-rauschen 67 58 55 60 64 56 49 40 dB

Pegeladdition 86,3 86,6 82,9 71,1 64,6 61,5 67,2 69,2 dB

Axial-LaufradElast. StutzenAbluftkanal bzw. RohrElast. Stutzen

A

A

B

B

C

D

C


01/2013 – dPublikation – 4.2 – 24



Dämpfung des Blechkanals wird vernachlässigtDämpfung durch Aufteilung und Auslass (siehe Seite 17+18)� LW Auft. -16 -16 -16 -16 -16 -16 -16 -16 dB� LW Ausl. -13 -8 -4 -1 0 0 0 0 dB� LWrel � 57,3 62,2 62,9 54,1 48,6 45,5 51,2 53,2 dBUmrechnung auf Schalldruckpegel in Raummitte, Höhe 2 m, 45°, S = 200 m2.Zur Vereinfachung werden die 40 Auslässe in 4 Gruppen à 10 Stück zusam-mengefasst. Entfernungen 10 und 23 m. Außerdem A-Bewertet.Richtfaktor � 2 2,2 2,6 3 3,6 4 4 4Addition10 Stück +10 +10 +10 +10 +10 +10 +10 +10 dBA-Bewertung -26,1 -16 -8,6 -3,2 0 +1,2 +1,0 -1,1 dBLW – Lp 10 m -17 -17 -17 -17 -16 -16 -16 -16 dBLW – Lp 23 m -17 -17 -17 -17 -17 -17 -17 -17 dBLprel A 10 m 24,4 39,5 47,3 43,9 42,6 40,7 46,2 46,1 dBLprel A 23 m 24,2 39,5 47,3 43,9 41,6 39,7 45,2 45,1 dBAddition der 4 Quellen

30,2 45,5 53,3 49,9 48,1 46,2 51,7 51,6 dBBildung Summenpegel LpA 58,1 dB ~ 58 dB

2.2 Schalldruckpegel im FreienEntfernung 4 m, 0°Schallleistungspegel in Punkt � wie vor in Punkt �Lwrel � 86,3 86,6 82,9 71,1 64,6 61,5 67,2 69,2 dBAuslassdämpfung, A-Bewertung und Umrechnung auf Schalldruckpegel� L Aust. -7 -3 -1 0 0 0 0 0 dB� LA -26,1 -16,1 -8,6 -3,2 0 +1,2 +1 -1,1 dBLW – Lp -20 -17 -16 -16 -15 -15 -15 -15 dBLprel A 33,2 50,5 57,3 51,9 49,6 47,7 53,3 53,1 dBBildung Summenpegel LPA 61,3 dB ~ 61 dB

C

D

D C



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IX. Der Ventilator alsGeräuschquelle –Zusammenfassung undErgänzung

1. AllgemeinesEin Ventilator erzeugt Geräusche, dieaerodynamische (Turbulenz- undWirbelgeräusche, Drehklang) undmechanische (Vibration der Schau-feln, Lagerungen, Motor) Ursachenhaben.

Diese Geräusche können sich folgen-dermaßen ausbreiten:

a) als Luftschallabstrahlung direktvon der Ventilatoransaugöffnungin den Aufstellungsraum,

b) als Luftschall über die angeschlos-senen Kanalsysteme zu den An-saug- bzw. Auslassstellen,

c) als Körperschall/Luftschall über dieVentilatorengehäusewand bzw.die angeschlossenen Kanäle in dieumgebenden Räume,

d) als Körperschall über Kanäle undFudamentverbindungen in denumgebenden Raumkörper.

2. LuftschallAusgangspunkt für Beurteilung undBerechnung der (Luft-) Schallemissi-on von Ventilatoren sind ihre Schall -leistungspegel. Diese werden vomVentilatorenhersteller wie folgt ange-geben:a) Als Gesamtschallleistungspegel

LW in dB (Dezibel),b) als A-bewerteter Gesamtschalllei-

stungspegel LWA in dB,c) als relativer Schallleistungspegel

Lwrel in dB.Nach erfolgter akustischer Berech-nung müssen dann diese Werte meistauf Schalldruckpegel unter Berück-sichtigung des Raumeinflusses (Ab-sorption, Richtung, Entfernung) um-gerechnet werden, z. B. aufa) den relativen Schalldruckpegel Lprel

in dB zum Vergleich mit zulässigenGrenzkurven (NC, ISO-N, etc.),

b) den A-bewerteten Schalldruck -(summen)pegel LpA in dB,

c) den relativen Schalldruckpegel inLpArel in dB.

Der Luftschall breitet sich vom Venti-lator durch die angeschlossenenKanäle in Saug- und Druckrichtunggleichermaßen aus. Saugt der Venti-lator frei aus einem Raum an, so kanndie Geräuschsituation im Raumselbst kritisch sein. Ausgangspunktder Berechnung schalldämpfenderMaßnahmen ist der Gesamtschalllei-stungspegel LW des Ventilators, der inden Katalogen der Hersteller meistden Betriebspunkten im Kennlinien-feld zugeordnet ist.

Die Werte LWA und Lwrel werden in Ab-hängigkeit von der „Hauptstörfre-quenz“ fD (Drehfrequenz) und derBaugröße angegeben, wobei man fürLwrel gleich eine Oktavbandanalyseerhält (siehe Beispiel).

z = Schaufelanzahl des Laufradesn = Ventilatordrehzahl in min -1

fD = in s -1 bzw. Hzz · n60


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Beispiel (aus Katalog für Radial-ventilator RA 11.1),Hersteller TROX TLT

1. Schallleistungspegel von derÖffnung abgestrahlt

Wenn der Geräuschpegel am Auf-stellungsort des Radialventilators be-stimmt werden soll, ist in der Regeldie Kenntnis des von der Saug- oderDrucköffnung des Ventilators abge-strahlten Schallleistungspegels erfor-derlich. Bei den nachstehenden Ta-bellen ist die Auslassreflexion nachFall 1 gemäß VDI 2081 zugrunde ge-legt (siehe auch Seite 15).

Die Pegel werden wie folgt bestimmt:

LW Vent �dB� = Gesamtschall -leis tungspegel desVentilators aus denjeweiligen Kennlini-enblättern.

LWA Öff �dB� = A-bewerteter Schall -leistungspegel desVentilators, von derÖffnung in denRaum abgestrahlt,nach der Beziehung.

LWA Öff = LWVent – Anteil 2.1 �dB�

Wobei Anteil 2.1 dernebenstehenden Ta-belle zu entnehmenist.

LWrel Öff �dB� = Relativer Schalllei-stungspegel desVentilators, von derÖffnung in denRaum abgestrahlt,nach der Beziehung.

LW rel Öff = LWVent – Anteil 2.2 �dB�

Wobei Anteil 2.2 dernebenstehenden Ta-belle zu entnehmenist.

Bei zweiseitig saugenden Ventilato-ren (Typ ZRA 11.1) sind zum abge-lesenen Gesamt-Schallleistungspe-gel 3 dB hinzuzurechnen.

Bau-größen

Anteil2.1

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

Anteil 2.2 bei Oktavmittelfrequenz fHzgfD = fHzgz · n60

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 19,6 16,1 13,2 5,5 10,3 14,2 18,2 22,219,7 16,1 7,3 10,6 13,3 17,3 21,3 25,319,8 10,2 12,4 13,7 16,4 20,4 24,4 28,413,9 15,3 15,4 16,8 19,5 23,5 27,5 31,5 18,0 14,6 12,1 4,9 10,2 14,2 18,2 22,218,1 14,7 6,2 10,0 13,3 17,3 21,3 25,318,2 8,8 11,3 13,1 16,4 20,4 24,4 28,412,4 13,8 14,4 16,2 19,5 23,5 27,5 31,5 16,6 13,3 11,3 4,5 10,2 14,2 18,2 22,216,7 13,4 5,4 9,6 13,3 17,3 21,3 25,316,8 7,5 10,5 12,7 16,4 20,4 24,4 28,410,9 12,6 13,5 15,8 19,5 23,5 27,5 31,5 15,0 12,2 10,5 4,2 10,2 14,2 18,2 22,215,1 12,3 4,6 9,4 13,3 17,3 21,3 25,315,2 6,4 9,7 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 9,4 11,4 12,8 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5 13,6 11,1 9,9 4,2 10,2 14,2 18,2 22,213,7 11,2 4,0 9,3 13,3 17,3 21,3 25,313,8 5,8 9,1 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 7,9 10,4 12,2 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5 12,3 10,3 9,5 4,2 10,2 14,2 18,2 22,212,4 10,4 3,6 9,3 13,3 17,3 21,3 25,312,5 4,5 8,7 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 6,7 9,5 11,8 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5 11,2 9,5 9,2 4,2 10,2 14,2 18,2 22,211,3 3,3 9,3 13,3 17,3 21,3 25,3 25,811,4 8,5 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 29,0 5,6 8,8 11,5 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5 10,1 8,9 9,2 4,2 10,2 14,2 18,2 22,210,2 9,0 3,3 9,3 13,3 17,3 21,3 25,310,3 3,1 8,4 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 4,5 8,2 11,5 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5

500250125

63500250125

63500250125

63500250125

63500250125

63500250125

63500250125

63500250125

63

5,18,2

11,514,6

4,77,8

11,114,2

4,57,5

10,813,9

4,47,2

10,513,7

4,37,1

10,313,5

4,36,9

10,213,4

4,36,9

10,113,2

4,36,8

10,013,2

*

Rechenbeispiel:Radialventilator RA 11.1, Baugröße 800,V = 10 m3/s, �pt = 1750 Pa,n = 1400 min-1, z = 8Aus Kennlinienblatt: LW = 108 dBfD = = = 187 HzLWA Öff = LW – Anteil 2.1 = 108 – 9,5 = 98,5 dBLwrel Öff = LW – Anteil 2.2:Frequenz:

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 HzLW: 108 dB�Lwrel: 13,7 8,5 6,5 10,8 14,8 18,8 22,8 26,8 dB(Anteil 2.2)Lwrel: 94,3 95,5 101,5 97,2 93,2 89,2 85,2 81,2 dB

* Die Werte für dazwischenliegende Baugrößen sind zu interpolieren.

z · n60

8 · 140060



nisc

he P

ublik

atio

nen



Maßnahme zur Dämpfung des vonder Öffnung abgestrahlten Luftschal-les: Anbringung eines Ansaug-schalldämpfers.In der Lüftungs- und Klimatechnik istmeistens die Situation so, dass dieAusbreitung des Luftschalles durchdie angeschlossenen Kanäle zu denEin- und Auslassstellen hin die kriti-sche Größe ist.Die Festlegung der Ausgangsgrößenverläuft ähnlich dem vorigen Beispiel.

Anteil 1.2 bei Oktavmittelfrequenz fHzg

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 7,2 8,2 9,2 4,2 10,2 14,2 18,2 22,2 7,3 8,3 3,3 9,3 13,3 17,3 21,3 25,3 7,4 2,4 8,4 12,4 16,4 20,4 24,4 28,4 1,6 7,5 11,5 15,5 19,5 23,5 27,5 31,5

Anteil1.1fD = fHzg

z · n60

50025012563

4,36,89,9

13,0

2. Schallleistungspegel in derRohrleitungDie Schallleistungspegel der Radial-ventilatoren die in die Rohrleitung ab-gestrahlt werden, werden herangezo-gen, wenn der Pegelverlauf in ange-schlossenen Systemen, z. B. auchSchalldämpfern berechnet werdensoll.Die Pegel werden wie folgt bestimmt:LW Vent �dB� =Gesamtschallleistungspegel desVentilators aus den jeweiligen Kenn-linienblättern.LWA Vent �dB� =A-bewerteter Schallleistungspegelnach der Beziehung

LWA Vent = LW Vent – Anteil 1.1 �dB�Wobei der Anteil 1.1 der nebenste-henden Tabelle zu entnehmen ist.LW rel Vent �dB� =relativer Schallleistungspegel nachder Beziehung

LW rel Vent = LW Vent – Anteil 1.2 �dB�Wobei der Anteil 1.2 der nebenste-henden Tabelle zu entnehmen ist.

Rechenbeispiel:Radialventilator RA 11.1, Baugröße 800V = 10 m3/s, �pt = 1.750 Pa,n = 1.400 min–1, z = 8LW = 108 dBLWA = LW – Anteil 1.1 = 108 – 8,3 = 99,7 dBLWrel = LW – Anteil 1.2Frequenz: 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 HzLW : 108 dB� LWrel: 7,3 5,4 5,8 10,8 14,8 18,8 22,8 26,8 dB(Anteil 1.2)LWrel : 100,7 102,6 102,2 97,2 93,2 89,2 85,2 81,2 dB


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3. Schallabstrahlung

In manchen Fällen ist das Geräusch,das von der Ventilatorgehäusewandoder von den angeschlossenen Ka-nalleitungen abgestrahlt wird, kri-tisch.

Ausgangspunkt bei der Berechnungfür geeignete Gegenmaßnahmen istwiederum die Schallleistung, die hin-ter der abgestrahlten Wand vorliegt.Durch die Wand selbst erfolgt eineDämmung, die im wesentlichen vonder Wandstärke abhängig ist.

Die Größe insgesamt in einem Raumauf diese Art abgestrahlter Schallen-ergie hängt neben der Schallleistungselbst von der Größe der Wandflächeab.

Maßnahmen zur Dämmung des vonVentilator- oder Kanalwänden abge-strahlten Geräusches: Isolierung derWandungen bzw. „Massebelegung“.

Während die Werte „Schallabstrah-lung von der Öffnung“ und „Schallab-strahlung in die Rohrleitung“ den je-weiligen Katalogen entnommen wer-den können, ist für die Angabe derSchallabstrahlung vom Ventilator-gehäuse eine Anfrage beim Herstel-ler (TROX TLT Bad Hersfeld) erfor-derlich. Hier sind Rechenprogrammeverfügbar, die den jeweiligen Fall de-finieren können.

Maßnahme zur Dämpfung des vondem Ventilator in die Kanalleitungenabgestrahlten Luftschalles: Anbrin-gung von Kanalschalldämpfern.



nisc

he P

ublik

atio

nen



4. Körperschallübertragung undSchwingungsisolierung

Die Schallübertragung über festeVerbindungselemente in andere Be-reiche nennt man Körperschallüber-tragung. Es handelt sich um die Aus-breitung von Vibrationen.

Beim Ventilator geschieht dies aufzwei Wegen. Erstens vom Ventilatorselbst über Ansaug- und Ausblasstut-zen zu den angeschlossenenKanälen. Elastische Verbindungenverhindern hier die Übertragung.

Zu beachten ist jedoch, dass durcheinfache elastische Stutzen hindurchder Schall praktisch ungehindert inden Raum treten kann.

Abhilfe ist möglich durch Isolierungoder Anordnung hinter dem Schall -dämpfer. Zweitens werden die Venti-latorschwingungen in das Fundamentgeleitet und von diesem auf Gebäu-deteile übertragen. Abhilfe schafft dieAufstellung auf Isolatoren. Diese er-füllen zwei Aufgaben: Körperschall -isolierung und mechanische Schwin-

Bei der Auslegung und Anbringungder Isolatoren ist auf gleichmäßigeGewichtsverteilung je Dämpfer, aufebenen Untergrund und hohen Iso-liergrad zu achten.Der Isolierwirkungsgrad sagt aus,wieviel % der Störkräfte vom Dämpferabsorbiert werden. Das VerhältnisVentilatorendrehzahl (min-1) zur Ei-genfrequenz des Dämpfers solltegrößer als 2,5 sein, dann ergibt sichein Isoliergrad von über 80 %.

Aus der Beziehung no = ne / �mitno = Eigenfrequenz des Dämpfers in

min–1

ne = Ventilatordrehzahl in min–1

� = kann die erforderliche Eigenfrequenzdes Dämpfers ermittelt werden. Mitdieser Größe und der Belastung jeDämpfer, die sich aus dem gesamtenVentilatoraggregatgewicht (ein -schließ lich Rahmen und Motor), ge-teilt durch die Anzahl der Dämpfer,ergibt, können aus Herstellerkatalo-gen die geeigneten Dämpfer ausge-wählt werden.

neno

gungsisolierung, d. h. sie verhindernweitgehend einerseits die Übertra-gung von Schwingungen des Ventila-tors, die verursacht werden durch dieRestunwucht und die Lagerschwin-gungen und andererseits die Körper-schallübertragung.

Im allgemeinen verwendet man beiDrehzahlen unter 1000 min–1 Feder-schwingungsdämpfer, bei Drehzah-len über 1000 min–1 solche aus Gum-mi und bei Drehzahlen über 3000 min–1 und sehr großen MassenKorkplatten.


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X. Die Angaben der TROX-TLT-Produktfibel

Ausgangspunkt aller Berechnungenist der GesamtschallleistungspegelLW in dB. Er ist in der TROX-TLT-Pro-duktfibel den Kennlinien zugeordnet.

Die Daten der Produktfibel enthaltenweiterhin die A-bewerteten und dierelativen Schallleistungspegel LWAund LW rel, jeweils von der Öffnungoder in die Rohrleitung abgestrahlt.

Sind Schalldruckpegel angegeben,so sind sie wegen der Entfernungs-,

Richtungs- und Raumabhängigkeitder Schalldruckpegel genau definiert.

Die Schallangaben in der Produktfi-bel für die TROX-TLT-Ventilatorenberuhen auf hunderten von Messrei-hen. Die Vielzahl der Werte wurde imKanalmessverfahren gewonnen,aber unzählige Messungen nach derHüllflächenmethode und Freifeld-messung haben die Erkenntnis ver-tieft und ergänzt. Berücksichtigt wur-den auch Fallstudien an ausgeführ-ten Anlagen.

Dachventilator Baureihe DRV mitsaugseitiger Messstrecke:Die Messstrecke für Dachventilato renentspricht DIN 24 163 für Volum en-und Druckmessungen und der

DIN 45 635, Teil 9 (Entwurf) fürSchall messungen.Der zusätzlich verfügbare Druck(pt 1) errechnet sich aus der Differenzdes statischen Druckes (ps) und des

Kammerprüfstand mit Prüfling(Dachventilator der Baureihe DRVF)

Kammerprüfstand

Alle Werte sind im Rechnerprogramm„Akustik“ von TROX TLT gespeichert.Über 30 Jahre akustischer Messrei-hen sind eine solide Basis der Schall -angaben von TROX TLT.

dynamischen Druckes (pd) im An-saugrohr.

TROX TLT GmbHAm Weinberg 68D-36251 Bad HersfeldTelefon + 49(0) 66 21 / 950-0Telefax + 49(0) 66 21 / 950-100E-mail [email protected]

www.trox-tlt.de

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Grundlagen der Schalltechnik - TROX · 2016. 9. 13. · man kann je nach Vereinbarung ent-gegen der Bereichsempfehlung alle Geräusche von 0 – 120 dB nach einer bestimmten Kurve