Schwingungsisolierung für HVAC-GeräteGetzner Werkstoffe

Elastische Lagerungen mit Isotop® als effiziente Lösung

Beim Aufstellen von Geräten der technischen Gebäudeausrüstung (TGA), zu denen auch HVAC-Equipment gehört, sind verschiedene normative Regelungen zum Schallschutz einzuhalten. Dies betrifft nicht nur den primären, sondern auch den sekundären Luftschall. Dieser entsteht, wenn Vibrationen in die Gebäudestruktur eingetragen werden und dort Decken oder Wände zum Schwingen bringen. Um dies effektiv zu hemmen, müssen TGA-Geräte mit einer elastischen Lagerung ausgestattet werden. Der Einsatz von unseren Isotop®-Elementen, die Metall und Polyurethan kombinieren, hat sich hierbei besonders bewährt.

Sekundärluftschall

Lärm verursacht durch Vibrationen

In der TGA kommen verschiedenste Geräte zum Einsatz, die aus vielen Komponenten entstehen, welche unerwünschte Vibrationen verursachen können. Neben Lüftern und Pumpen sind vor allem Kompressor-Baugruppen Quelle unerwünschter Schwingungen, wie Untersuchungen zeigen. Als Folge von Druckpulsationen des Verdichtungsprozesses werden Schwingungen in das Gerät eingeleitet, die über starre Aufstellelemente und Anschlussrohre in den Untergrund abgeleitet und als sekundärer Luftschall hörbar werden.

Unerwünschte Schwingungen werden nicht weitergeleitet

Das einfachste Mittel, um das Ausbreiten von Vibrationen in die Gebäudestruktur effektiv zu minimieren, sind elastische Aufstellelemente wie unsere Isotop®-Produkte. Ihr Verwenden zwischen Anlagen der TGA und dem Aufstelluntergrund unterbinden das Weiterleiten von Schwingungen. Dadurch kann das Entstehen von störendem sekundären Luftschall verhindert werden. Darüber hinaus entkoppeln elastische Elemente im Innern der Geräte die eigentlichen Erregerquellen der Vibrationen vom Rest der Maschine. Deren Gehäuse und andere Bauelemente werden in der Folge nicht zum Schwingen angeregt und sowohl der primäre als auch der sekundäre Luftschall reduziert. Doch auch störende Vibrationen können sich nicht ausbreiten - was insbesondere beim Bau von Forschungseinrichtungen mit hochempfindlichen Geräten zu beachten ist.

Case Study

Elastische Lagerung von Haustechnik an der ETH Zürich in Basel

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Das gilt es bei elastischen Lagerungen zu beachten

Polyurethan (PUR) als erste Wahl

Bestmögliche Qualität versprechen im Bereich Schwingungsisolierung Produkte auf Polyurethan-Basis. Sie sind aufgrund ihres molekularen Aufbaus für die Schwingungsisolation wesentlich besser geeignet als andere Elastomere. Zudem sind sie frei von Weichmachern und bieten daher auch über Jahrzehnte gleichbleibende elastische Eigenschaften. Im Hinblick auf das Verwenden elastischer Werkstoffe bei Temperaturen unter 0 °C, wie sie in unseren Breitengraden im Winter auftreten, neigen die PUR-Werkstoffe nicht zur temperaturbedingten Versteifung.

Ihr Einsatzbereich erstreckt sich von -30 °C bis 70 °C, wobei kurzfristig auch 90 °C auf den Werkstoff einwirken dürfen. Bei dynamischer Belastung neigt PUR sehr viel weniger zum Versteifen als andere Elastomere und zeigt daher eine höhere Wirksamkeit der Schwingungsisolierung beim Einsatz unter Anlagen der TGA. In Kombination mit Metallelementen wird PUR zu einfach zu installierenden Maschinenlagern, die eine rasche und unkomplizierte Aufstellung der Geräte ermöglichen.

Schwingungsisolierung einfach erklärt

Physikalisch wird ein Gerät mit elastischer Lagerung als „Ein-Massen-Schwinger“ beschrieben. Die dynamische Steifigkeit c der elastischen Lagerung und die Masse der Anlage m bestimmen die Eigenfrequenz f₀:

Durch die Erregerkraft – also zum Beispiel den Verdichter des Kältemittelkreislaufs – wird das System zum Schwingen angeregt. Um eine bestmögliche Vibrationsisolierung zu erreichen, soll das Verhältnis von Erregerfrequenz zu Eigenfrequenz bei 1,41 oder höher liegen. In diesem Bereich wird eine Schwingungsisolierung erreicht. Dies zeigt, dass die genaue Kenntnis der Eigenfrequenz der elastischen Lagerung sehr wichtig ist, um ungewollte Überraschungen beim Betrieb der Anlage zu vermeiden. Anbieter elastischer Lagerelemente stellen im Idealfall entsprechende Diagramme in Produktkatalogen oder gar Online-Auswahltools zur Verfügung.

Klar geregelte Grenzwerte für Geräuschimmissionen

Liegen die Geräuschimmissionen über den vorgeschriebenen Grenzwerten, kann sogar das Unterlassen der Inbetriebnahme des TGA-Geräts eingefordert werden, bis geeignete Gegenmaßnahmen umgesetzt sind. Solche Regelwerke, die zum Teil auch dezidiert die Körperschalldämmung fordern, gibt es auf nationaler Ebene für einzelne Anlagentypen. So schreibt beispielsweise die ÖNORM H 5190 für Heizungsanlagen einen entsprechenden Körperschallschutz vor. Aber auch in anderen nationalen Schallschutznormen sind Grenzwerte für Luftschall klar definiert: DIN 4109, ÖNORM B 8115, SIA 181 sind Beispiele für den Raum Deutschland-Österreich-Schweiz. Zudem gibt es Vorgaben/Regelungen von Fachverbänden – hier sind die VDI 4100, DEGA-Empfehlung 103 sowie die OIB-Richtlinie 5 zu erwähnen.