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Formelsammlung und Berechnungsprogramme
Anlagen- und Maschinenbau

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Update:  04.12.2022

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Lärmausbreitung Schallkomponenten

Dieser Band beschreibt das Ausmaß von Lärmwirkungen mit Hilfe objektivierbarer Einflussfaktoren.



Akustik Schall Schallpegel

Grundlagen zur Technischen Akustik.


Menue
Schallkomponenten


Schallpegel von
verschiedenen Maschinen und Komponenten

Mit den folgenden Pegelgleichungen, können die Schallemissionen verschiedenen Schallkomponenten abgeschätzt werden.


Hinweis

In dieser Formelsammlung steht f√ľr die Funktion log der Zehnerlogarithmus, z. B. log(100) = 2
Heute wird der Zehnerlogarithmus auch mit der Funktion lg oder lg10 bezeichnet.
Der nat√ľrliche Logarithmus ist mit der Funktion ln bezeichnet, z. B. ln(2) = 0,693.

Schallpegel von Motoren

E-Motor Niederspannung [1]

Schallpegel eines Elektr. Niederspannungsmotors. Angaben sind nur Näherungswerte.


Schallpegel E-Niederspannungsmotor
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW) - 1...3000 kW
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW) - 1...3000 kW
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E-Motor Hochspannung [1]

Schallpegel eines Elektr. Hochspannungsmotors. Angaben sind nur Näherungswerte.


Schallpegel E-Hochspannungsmotor
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW)
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW)
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Dieselmotor [2]

Schallabstrahlung vom Motorblock.


Dieselmotor Motorblock
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = Nennleistung (kW)
N   = Nenndrehzahl (1/min)
n   = Drehzahl (1/min)
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Dieselmotor - 3,3 ‚ȧ P ‚ȧ 50 kW - n = 3000 /min - [3]

Schallabstrahlung vom Motorblock.


Dieselmotor 50 kW
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = Nennleistung (kW)

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Dieselmotor - 27 ‚ȧ P ‚ȧ 414 kW - n = 1500 /min - [3]

Schallabstrahlung vom Motorblock.


Dieselmotor 414 kW
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = Nennleistung (kW)
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Dieselmotor - 175 ‚ȧ P ‚ȧ 7400 kW - n = 12000‚Ķ2600 /min - [3]

Schallabstrahlung vom Motorblock und serienmäßig bedämpftes Ansauggeräusch.


Dieselmotor 7400 kW
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = Nennleistung (kW)
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Auspuff Automotor [2]

Auspuffgase werden in Abh√§ngigkeit von der √Ėffnungsfrequenz der Ausla√üventile periodisch ausgesto√üen.


Auspuff Automotor
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB)
f   = Ventil√∂ffnungsfrequenz (s)
n   = Drehzahl (1/min)
Z   = Zylinderzahl (-)
S   = Ventil√∂ffnungsquerschnitt (m2)
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB)
f   = Ventil√∂ffnungsfrequenz (s)
n   = Drehzahl (1/min)
Z   = Zylinderzahl (-)
S   = Ventil√∂ffnungsquerschnitt (m2)


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Schallpegel von Maschinen

Zahnradgetriebe [2]

Die Ger√§uschemission h√§ngt ab von der √ľbertragenen Leistung und der Fertigungsg√ľte.


Zahnradgetriebe
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = -5 dB - hohe Fertigungsg√ľte
K   = 0 dB - normale Fertigungsg√ľte
K   = +10 dB - schlechte Fertigungsg√ľte
P   = √ľbertragbare Leistung (kW)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = -5 dB - hohe Fertigungsg√ľte
K   = 0 dB - normale Fertigungsg√ľte
K   = +10 dB - schlechte Fertigungsg√ľte
P   = √ľbertragbare Leistung (kW)
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Drehbank [2]

Breitbandige Grundgeräusche werden vom Antrieb und Getriebe erzeugt.


Drehbank
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = 0 dB - ohne Zerspanungvorgang
K   = 20 dB - mit Zerspanungvorgang
P   = aufgenommene Leistung (kW)
N   = max. m√∂gliche Spindeldrehzahl (1/min)
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Fräsmaschine [2]


Fräsmaschine
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
N   = max. Drehzahl (1/min)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
N   = max. Drehzahl (1/min)
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Kreiselpumpe [1]

Schallpegel einer Kreiselpumpe. Angaben sind nur Näherungswerte.


Schallpegel Kreiselpumpe
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW)
L WA = Schallleistungspegel (dB(A))
P N = Motorleistung (kW)
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Ventilator [2]

Die Geräuschentwicklung hängt vom Konstruktionsprinzip ab.


Ventilator
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB)
K   = 2,5 dB - Radialventilatoren mit r√ľckw√§rts gekr√ľmmten Schaufeln
K   = 11,8 dB - Axialventilatoren bis zu mittleren Druckdifferenzen
V   = Volumenstrom (m3/s)
őĒp   = Druckdifferenz (Pa)
U   = Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades (m/s)
D   = Laufraddurchmesser (m)


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Luftk√ľhler [2]

Sonderform des Axialventilators, langsam laufender Ventilator.


Luftk√ľhler
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
U   = Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades (m/s)
D   = Laufraddurchmesser (m)
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Heizkessel [2]

Das Geräusch von Heizkessel wird bestimmt vom Volumendurchsatz des Brennstoffes un der Art des Brenners.


Heizkessel
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = 107 dB - f√ľr selbstansaugende Brenner
K   = 95 dB - f√ľr zwangsbel√ľftete Brenner
P   = Heizleistung (MW) (g√ľltig f√ľr P > 1 MW)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = 107 dB - f√ľr selbstansaugende Brenner
K   = 95 dB - f√ľr zwangsbel√ľftete Brenner
P   = Heizleistung (MW) (g√ľltig f√ľr P > 1 MW)
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Holzbearbeitungsmaschine [2]

Im Leerlauf wird √ľberwiegend ein tonales Ger√§usch bei gerader Messerwelle abgestrahlt. Eine Drallmesserwelle senkt den tonalen Anteil und macht das Ger√§usch breitbandiger.


Holzbearbeitungsmaschine
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = 75 dB - gerade Messerwelle
K   = 63 dB - Drallmesserwelle
N   = max. m√∂glich Drehzahl (1/min)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
K   = 75 dB - gerade Messerwelle
K   = 63 dB - Drallmesserwelle
N   = max. m√∂glich Drehzahl (1/min)
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Kolbenverdichter [4]

Die Gehäuseabstrahlung wird von den mechanischen Vorgängen in der Maschine bestimmt.


Kleine kompakte axiale, kleine kompakte Radial-Getriebekompressoren und Radialkompressoren in Topfbauart.


Kolbenverdichter

Gr√∂√üere axiale, Radial-Getriebekompressoren mit K√ľhlern und gr√∂√üere Radialkompressoren.


Radial-Getriebekompressoren

LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
P 0 = Bezugsleistung = 1 kW
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
P 0 = Bezugsleistung = 1 kW
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Turboverdichter [2]

Die Schallabstrahlung vom Gehäuse wird von den instationären Strömungsvorgängen im Inneren bestimmt.


Turboverdichter
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = aufgenommene Leistung (kW)


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Schallwerte von Ventilatoren

Abschätzung der Gesamtschallleistung von Ventilatoren

Der nach dieser Formel ermittelte Gesamtschallleistungspegel dient nur f√ľr eine Absch√§tzung. Dieser Wert tritt auch nur ein, wenn der Ventilator im optimalen Betriebspunkt betrieben wird d. h. bei maximalem Wirkungsgrad. Die genauen Werte sind aus den Technischen Datenbl√§ttern der Hersteller zu entnehmen.


Ventilatordaten Schallwerte Formel
L w = Gesamtschallleistungspegel (dB) ¬Ī 4 dB
V = Volumenstrom (m¬≥/s) 
őĒp t = Totaldruckerh√∂hung (Pa)
L w = Gesamtschallleistungspegel (dB) ¬Ī 4 dB
V = Volumenstrom (m¬≥/s) 
őĒp t = Totaldruckerh√∂hung (Pa)
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Ermittlung des Oktavleistungspegels

Zur Ermittlung des frequenzbezogenen Oktavleistungspegels sind die folgenden Werte bei den einzelnen Frequenzwerten vom Gesamtleistungspegel abzuziehen.


Venti­lator­typ Pegel­differenz (dB) bei Oktav­frequenz (Hz)
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Typ 1 2 7 12 17 22 27 32 37
Typ 2 9 8 7 12 17 22 26 31
Typ 3 9 8 7 7 8 10 14 18

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Typ 1 = Radial Ventilator Trommell√§ufer mit vorw√§rts gekr√ľmmter Beschaufelung
Typ 2 = Radial Hochleistungsventilator mit r√ľckw√§rts gekr√ľmmter Beschaufelung
Typ 3 = Axial Ventilator

Beispiel: Axialventilator V=10 m³/s - pt=2000 Pa
Gesamtschallleistungspegel Lw = 37+10*log(10)+20*log (2000)= 113 dB

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Gesamt­schall­leistung Lw (dB) 113 113 113 113 113 113 113 113
Spez. Schall­leistung Typ 3 (dB) 9 8 7 7 8 10 14 18
Oktav Leistungs­pegel (dB) 104 105 106 106 105 103 99 95

Weitere Links:
Berechnung des Gesamtschallpegels mit A-Bewertung

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Einfluss der Ventilatordrehzahl auf den Geräuschpegel

√Ąnderung des Schallpegels bei √Ąnderung der Ventilatordrehzahl.


Ventilatordaten Schalländerung Formel
őĒL = Schallpegel√§nderung (dB)  
n = neue Drehzahl (1/min) 
n 0 = Nenndrehzahl (1/min)
őĒL = Schallpegel√§nderung (dB)  
n = neue Drehzahl (1/min) 
n 0 = Nenndrehzahl (1/min)
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Drehfrequenz eines Ventilators (Hauptstörfrequenz)


Ventilatordaten Drehfrequenz Formel
f D = Drehfrequenz (Hz) 
Z = Schaufelanzahl des Ventilators (-) 
n = Drehzahl (1/min) 
f D = Drehfrequenz (Hz) 
Z = Schaufelanzahl des Ventilators (-) 
n = Drehzahl (1/min) 


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Schallpegel von sonstigen Schallquellen

L√ľftungsgitter [2]

Bei der Anstr√∂mung von L√ľftungsgitter werden die Gitterelemente umstr√∂mt.


L√ľftungsgitter
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
S   = Gitterfl√§che (m2)
ő∂   = Druckverlustbeiwert des Gitters (-)
u   = Str√∂mungsgeschwindigkeit (m/s)
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Sicherheitsventil [2]

Pegel der an der Ausblasöffnung emittierten Schallleistung.


Sicherheitsventil
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB)
m   = Massenstrom (t/h)
p   = Kesseldruck (bar)
T   = Kesseltemperatur (T)
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Druckluftd√ľse [2]


Dauernd arbeitende Druckluftauslässe.

Druckluftd√ľse Dauernd

Periodisch arbeitende Druckluftausl√§sse f√ľhren zus√§tzlich in Abh√§ngigkeit von der Periodendauer zu Pegelspitzen.

Druckluftd√ľse Periodisch
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB)
V   = Volumenstrom (m3/s)
S   = D√ľsenfl√§che (m2)
T 0 = Periodendauer (s)
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Heiße Abgasstrahlen [2]

Die Schallabstrahlung von heißen Abgasen, die mit hoher Strömungsgeschwindigkeit ausströmen (z. B. Strahltriebwerke), ist im Wesentlichen von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig.


Heiße Abgasstrahlen
LW = unbewerteter Schallleistungspegel (dB
ŌĀ   = Dichte im Quellgebiet (kg/m3)
u   = Str√∂mungsgeschwindigkeit (m/s)
S   = Austrittsfl√§che (m2)
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Transformator [2]


Transformator
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = elektrische Leistung (105 kW)
LWA = A-bewerteter Schallleistungspegel (dB(A))
P   = elektrische Leistung (105 kW)
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Schallpegeländerung

Dieselmotor - Schallpegeländerung durch Drehzahländerung

√Ąnderung des Schallpegels eines Dieselmotors bei Drehzahl√§nderung. Angaben sind nur N√§herungswerte.


Schallpegeländerung Dieselmotor
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
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Viertakt Ottomotor - Schallpegeländerung durch Drehzahländerung

√Ąnderung des Schallpegels eines Viertakt Ottomotors bei Drehzahl√§nderung. Angaben sind nur N√§herungswerte.


Schallpegeländerung Ottomotor-4 Takt
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
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Zweitakt Ottomotor - Schallpegeländerung durch Drehzahländerung

√Ąnderung des Schallpegels eines Zweitakt Ottomotors bei Drehzahl√§nderung. Angaben sind nur N√§herungswerte.


Schallpegeländerung Ottomotor-2 Takt
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
n 1 = Ausgangsdrehzahl (1/min)‚Äā
n 2 = Neue Drehzahl (1/min)‚Äā
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Schallpegeländerung von Reifen- und Rollgeräuschen durch Geschwindigkeitsänderung

√Ąnderung des Schallpegels von Reifen- und Rollger√§uschen bei √Ąnderung der Fahrgeschwindigkeit. Angaben sind nur N√§herungswerte.


Schallpegeländerung Reifenrollgeräusch
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
v 1 = Ausgangsgeschwindigkeit (m/s)‚Äā
v 2 = Neue Geschwindigkeit (m/s)‚Äā
őĒ L = Pegel√§nderung (dB)‚Äā
v 1 = Ausgangsgeschwindigkeit (m/s)‚Äā
v 2 = Neue Geschwindigkeit (m/s)‚Äā

[1] M. Möser - Taschenbuch der Technischen Akustik
[2] Hubert M. - Mustervorlesung Maschinentechnik (Bundesanstalt f√ľr Arbeitsschutz Dortmund 1985)
[3] Bundes Ministerium f√ľr Wirtschaft und Arbeit (BMWA 2001-√Ėsterreich)
     Technische Grundlage f√ľr die Beurteilung von Emissionen aus Station√§r-Motoren
[4] VDI 3731 - Emissionskennwerte technischer Schallquellen; Kompressoren


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