Brummtoneffekte bei BHKW gezielt vorbeugen

(Schall-)Vorsorge bei KWK-Anlagen hilft

Für den Ausbau der dezentralen Energieversorgung qualifizieren sich Blockheizkraftwerke mit hoher Energieeffizienz. Mit effektiver Brennstoffnutzung und hohen Wirkungsgraden werden zudem Ressourcen geschont und CO₂-Emissionen minimiert. Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), also die Stromerzeugung mit Verbrennungsmotoren, deren Kühlmittelkreislauf gezielt zur Wärmegewinnung genutzt wird, punktet mit kompakter Bauweise und findet zunehmend Einsatz in Wohngebäuden bzw. Wohngebieten.

Während manche Menschen beispielsweise den Klang ihres Motorrades als angenehm empfinden, fördern tieffrequente Geräusche aus technischen Anlagen im Wohnumfeld das Unwohlsein. Belastungen und Nachbarschaftskonflikte sind häufig die Folge. Im Zuge der Energiewende steigt die Anzahl der technischen Geräte und somit die Wahrscheinlichkeit der störenden Brummtoneffekte. Damit bei Blockheizkraftwerken unangenehme Geräuschemissionen gar nicht erst entstehen, empfiehlt sich eine systematische Vorsorge mit passend ausgelegten Schalldämpfern.

Was stört… Klang, Geräusche oder Lärm

„Es gibt vielerlei Lärme. Aber es gibt nur eine Stille“, schrieb Kurt Tucholsky. Lärm, auch Störschall genannt, sind ungewünschte Geräusche, die störend, belästigend oder sogar gesundheitsgefährdend sein können. Alles, was das menschliche Ohr wahrnehmen kann, bezeichnet man als Schall. Schall entsteht durch Schwingungen einer Schallquelle, beispielsweise einer Lautsprechermembran und benötigt zur Verbreitung ein gasförmiges, flüssiges oder festes Medium wie Luft (Luftschall), Wasser oder feste Körper (Körperschall). Diese Schwingungen bzw. Druckschwankungen nimmt das Ohr als Schall wahr. Schallquellen, die schnell schwingen, werden als hohe Töne (hohe Frequenzen) und langsam schwingende als tiefe Töne (tiefe Frequenzen) wahrgenommen.

Gemessen werden die Schallwellen mit der Einheit Hertz (Hz): Ein Hertz entspricht genau einer Schwingung in einer Sekunde. Die Bewertung des Schalldrucks erfolgt nach der Einheit Dezibel dB(A). Das A steht für „angepasst an die Empfindlichkeit des Ohrs“. Menschen können Schallwellen in einer Frequenz zwischen 16 Hz und 20 kHz wahrnehmen, wobei sich die Wahrnehmung hin zu tiefen Frequenzen (unterhalb von 90 Hz) verschlechtert. Solche tieffrequenten Klänge werden häufig erst vom menschlichen Ohr registriert, wenn die Umgebungsgeräusche weniger zu hören sind. Dies ist beispielsweise nachts der Fall. Zudem wird Schall im tieferen Bereich erst bei höherer Lautstärke wahrgenommen.

Bei einem anderen akustischen Phänomen werden zwei gleiche Schallquellen nicht als doppelt so laut empfunden, vielmehr erhöht sich der Gesamtschallpegel lediglich um 3 dB. Erst etwa vier gleiche Quellen nimmt der Mensch als doppelt so laut wahr. Ein solcher Störschall im niederfrequenten Bereich wird oft als „Brummen“ bezeichnet und fachlich als bedrohlich beschrieben. Hintergrund ist, dass Druckgefühle, Unwohlsein oder Schlafstörungen entstehen können, was womöglich zu starken Beeinträchtigungen führt. Die Wahrnehmung erfolgt unterschiedlich je nach Lautstärke, Frequenz und Empfindung der Betroffenen, ggfs. mit dem ganzen Körper.

Lösungen für tieffrequenten Abgasschall

Als Auslöser von Abgasschall bei Blockheizkraftwerken gelten überwiegend die Geräuschentwicklungen der Zündfrequenzen. Je nach eingesetzten Motoren und Leistungen differieren diese und der Schall verbreitet sich u. a. über die Mündung der Abgasanlage. Während höhere Frequenzen ab 400 Hz nach oben gerichtet entweichen, verbreiten sich tiefe Töne pilzförmig in der Umgebung und entwickeln sich häufig zur unangenehmen Geräuschemission. Parameter wie Durchmesser und Höhe der Abgasanlage wirken sich ebenfalls auf den Schall aus. Neben einer strömungstechnisch optimierten Abgasanlage verhindern Schalldämpfer die Entstehung der unangenehmen Brummtöne.

Speziell entwickelte Schalldämpfer für Geräusche ab 40 Hz sind in der Lage, die gewünschten Frequenzen zu dämpfen. Bei Reflexionsschalldämpfern beispielsweise wird der Schall meist durch mehrere Kammern geleitet und verliert somit erste Energie. Durch die Reflexionen an den Kammerwänden wird weitere Schallenergie kompensiert. Unmittelbar an dem Motor positioniert, reduziert sich am Ende des Dämpfers die Lautstärke erheblich. Reflexionsschalldämpfer werden passgenau zur Motorserie und deren Geräuschspektrum im Terzfrequenzband abgestimmt. Je nach Spektrum wird eine Schalldämpfer-Kombination von Reflexions- und Absorptions-Schalldämpfern eingesetzt.

Fazit

Schallempfinden hängt vom Druck, Geräusch und der Frequenz ab. Geräusche im niederfrequenten Bereich des Schalls sind schwer zu lokalisieren, führen im Wohngebiet häufig zu Beeinträchtigung und Konflikten. Zudem nimmt mit Ausbau der dezentralen Energieversorgung das Konfliktpotentials zu. Mit passenden Abgasschalldämpfern ist es möglich, Brummtoneffekten vorzubeugen.