Niederfrequentes Rauschen kann effizient gedämpft werden
MAN Teglholmen, Kopenhagen, Dänemark - Fallstudie
In vielen Großstädten wurde in den letzten Jahren eine umfangreiche Sanierung bestimmter Stadtteile durchgeführt. Vor allem in alten Hafengebieten werden moderne Wohngebäude und modische Bürogebäude in großem Stil gebaut. Viele dieser Neubauten liegen unmittelbar neben bestehenden Industriebetrieben. Gleichzeitig wurden die besonderen Anforderungen an die Grenzwerte für niederfrequente Geräusche verschärft.
Dies hat eine Reihe von Unternehmen vor große Herausforderungen gestellt - darunter auch die dänische Abteilung von MAN Diesel mit Sitz in Teglholmen in Kopenhagen - Dänemark. MAN Diesel in Teglholmen führt umfangreiche Entwicklungsarbeiten an Großdieselmotoren durch. Vor Ort befindet sich eine umfangreiche Testmotorinstallation mit einem großen langsam laufenden 2-Takt-Dieselmotor des Typs 4T50MX, der unter verschiedenen Bedingungen getestet wurde. Das Abgasgeräusch des Dieselmotors beruht auf einer Zündfrequenz im Bereich von 5 bis 8 Hz, die stark von niedrigen Frequenzen dominiert wird. Das Abluftgeräusch wird durch einen ca. 55 m hohen Schornstein herausgelassen, der weniger als 200 m von den neu gebauten Wohnungen mit großen Glasfassaden entfernt ist.
Die Anforderung für den Innengeräuschpegel in einer Wohnung darf in der Nacht einen Schalldruckpegel von 20 dB (A) nicht überschreiten. Die Wohnungsfassaden sind für Lärm bei sehr niedrigen Frequenzen schlecht schallgedämpft. Diese Tatsache in Kombination mit den obigen Anforderungen und Schallmessungen, die mit dem Testmotor in Betrieb genommen werden, führen in Bezug auf Abgasgeräusche, die von dem Schornsteinkopf emittiert werden, zu folgenden Dämpfungsanforderungen.
Frequenz (Hz) 16 31,5 63 125
Dämpfung (dB) 5 20 10 10
Tabelle 1 Anforderungen für die Schalldämpfung von Abgasgeräuschen, die vom Kaminauslass abgegeben werden.
Die Schalldämpferlösung muss nicht nur bei sehr niedrigen Frequenzen extrem gut funktionieren, die Aufgabe wurde noch komplizierter, da der einzige verfügbare Raum für die Konstruktion der Schalldämpfer im Schornstein selbst ist.
Silentor wurde ausgewählt, um das Problem zu lösen und plante eine Schalldämpferlösung, die aus zwei Hauptteilen bestand. Ein Hauptgerät, das in der oberen Hälfte des Schornsteins montiert ist und aus einer kombinierten Absorptions- und Reflexionsschalldämpferlösung besteht, um eine Breitspektrum-Geräuschreduzierung auf der Grundlage der einzigartigen Abgasschalldämpfer-Prinzipien von Silentors zu erreichen. Das zweite Hauptgerät, das im Boden des Schornsteins unter dem Eingang angebracht ist und als Helmholtz-Resonator bezeichnet wird, besteht aus einer Kammer im Boden des Stapels und einem sich nach unten bewegenden Kolben. Die Verbindung mit dem Rest des Abgassystems besteht aus einer einstellbaren Öffnung, die es ermöglicht, die Dämpfungseigenschaften des Resonators abzustimmen, mit dem Ziel, eine zusätzliche Dämpfung in einem relativ schmalen Bandfrequenzbereich um die doppelte Brennfrequenz zu erhalten. Hier zeigen Schallmessungen die Schalldämpfung im 16 Hz-Oktavband, hervorgerufen durch das Rauschen dieser doppelten Zündfrequenz.
Nachdem die Silentor-Lösung installiert wurde, zeigten weitere Messungen, dass sie über die Erwartungen hinaus funktionierte. Der Helmholtz-Resonator funktioniert nicht nur wie erwartet, in einem schmalen Spektrum, wie eine effiziente Dämpfung um die doppelte Zündfrequenz des Motors, sondern die kombinierte Absorptions- und Reflexionsschalldämpferlösung allein liefert genug Geräuschdämpfung, um die unten angezeigten Anforderungen zu erfüllen.
Tabelle 2 Die Dämpfung des Abgasgeräusches vom Stack wurde erreicht, indem nur Silentors kombinierte Absorptions- und Reflexionsschalldämpferlösung verwendet wurde.
Dies bedeutet, dass MAN Diesel den Helmholtz-Resonator möglicheweise nicht verwenden wird. Im Gegensatz zu der kombinierten Absorptions- und Reflexionsschalldämpferlösung, hat er den Nachteil, im Betrieb gewartet werden zu müssen.
Die erzielte Lärmminderung ist nicht nur so gut, dass MAN in der Versuchsanlage mit unterschiedlichen Drehzahlen frei experimentieren kann. Die Silentor-Lösung stellt sicher, dass eine zukünftige Verschärfung der Anforderungen für niederfrequentes Rauschen nicht zu einem Hindernis für den Einsatz der Motorprüfeinrichtung wird.
Aufgrund der erhaltenen Dämpfung kann MAN vielleicht sogar die Anforderungen an die Dämpfung des Körperschalls von der Motorprüfeinrichtung reduzieren.
