01.03.2016, 00:00 Uhr

Lärmbelastungen auf der Baustelle

Zusammenfassung Lärmschwerhörigkeit gehört branchenübergreifend seit vielen Jahren zu den am häufigsten anerkannten Berufskrankheiten, die allerdings oftmals erst mit zunehmendem Alter der Betroffenen ihre tatsächlichen Auswirkungen zeigt. Kombinations- und Wechselwirkungen mit anderen Einflussgrößen wie z. B. Vibrationen, bestimmten chemischen Substanzen oder Medikamenten, verstärken zudem den Schädigungsgrad des Gehörs. Lärmintensive Tätigkeiten und vom Lärm betroffene Berufsbilder waren bereits Gegenstand mehrerer Studien mit darin einbezogenen umfangreichen Messreihen. Was bislang jedoch fehlte, ist eine aussagekräftige Datenbasis, um Prognosen treffen zu können, wie sich Lärm unterschiedlicher Roh- und Ausbautätigkeiten auf benachbarte Baustellenarbeitsplätze auswirkt. Unter Berücksichtigung rechtlicher und physikalischer Grundlagen wurde ein auf umfangreichen Messreihen basierendes fünfstufiges Prognosemodell entwickelt, das hinreichend genaue Lärmprognosen für definierte Schallquellen unter Einbeziehung baulicher Parameter ermöglicht. Herzstück des Modells bildet eine auf umfassenden Messreihen basierende Matrix, die empirisch ermittelte Schallpegelabnahmen in Abhängigkeit von Gebäudestrukturen und Entfernungen umfasst. Aus dieser lassen sich den baugeometrischen Parametern zugeordnete Schallpegelabnahmen ablesen, um Schallpegelwerte an anderen Arbeitsplätzen abschätzen zu können.Summary For many years, noise-induced hearing loss has been one of the most frequently reported occupational illnesses across all industries, which, however, often only shows its true impact as the affected persons age. Moreover, there are effects from combinations and interactions with other relevant factors such as vibration, certain chemical substances or medication that increase the level of damage to hearing.Noise-intensive activities and occupational profiles affected by noise have already been subject of many studies containing relevant, comprehensive series of measurements. To date, however, there has been no credible database enabling a prognosis on how much impact noise produced by diverse structural and finishing work on neighbouring construction sites has.Taking into consideration legal and physical principles, a 5-step prognosis model has been developed based on a comprehensive series of measurements delivering sufficiently exact noise prognoses for defined acoustic sources taking construction work parameters into account. The heart of the model is formed by a matrix based on a comprehensive series of measurements covering the empirically determined sound level reductions depending on building structures and distances. These provide readings of sound level reductions associated with structural geometric parameters which, in turn, permit an estimation of sound level values at other workplaces.

Quelle: Panther Media/ silverjohn

Quelle: Panther Media/ silverjohn

Die Thematik des vom Baustellenbetrieb ausgehenden Lärms spiegelt ein sehr vielfältiges weitreichendes Spektrum wider. Lärm wird oftmals von Menschen aufgrund subjektiver Empfindungen selbst dann als nicht störend wahrgenommen, wenn die maßgeblichen Schallpegel die die Gesundheit beeinträchtigenden Grenzwerte zum Teil deutlich überschreiten.

Unumstritten ist, dass Lärmschwerhörigkeit branchenübergreifend die im Jahr 2014 am häufigsten anerkannte Berufskrankheit war. Mehr als ein Drittel aller anerkannten Berufskrankheiten ist auf Lärm zurückzuführen. Die Zahl der insgesamt angezeigten Verdachtsfälle von Lärmschwerhörigkeit bezifferte sich im Jahr 2014 auf 12 153, wobei hiervon 2 016 in den Bereich der Bauwirtschaft fielen (das entspricht etwas mehr als 16 %) [1].

Die als Folge eintretende Lärmschwerhörigkeit verursacht nach asbestbedingten Krankheiten und Hautkrankheiten die höchsten Kosten. Der Trend setzt sich trotz Erfolgen in der Prävention weiter fort. So sind in Deutschland nach wie vor etwa vier bis fünf Millionen Beschäftigte an ihrem Arbeitsplatz gesundheitsgefährdenden Lärmbelastungen ausgesetzt.

Aufgrund der besonderen Brisanz der Lärmthematik auf Baustellen wurden in den vergangenen Jahren zahlreiche branchenspezifische Studien durchgeführt [2; 3]. Unter anderem wurden Lärmbelastungen bauspezifischer Berufsbilder und Immissionswerte für bautypische Arbeitsmittel durch umfassende Messungen ermittelt (siehe Tabellen 1 und 2).

Tabelle 1 Auszug „Typische Lärmbelastungen für verschiedene Berufsbilder“. Quelle: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [2] und BIA-Reports 1987-2008

Tabelle 1 Auszug „Typische Lärmbelastungen für verschiedene Berufsbilder“.

Foto: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [2] und BIA-Reports 1987-2008

 

Tabelle 2 Auszug von Immissionswerten für bautypische Arbeitsmittel und Tätigkeiten. Quelle: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [2] und [3]

Tabelle 2 Auszug von Immissionswerten für bautypische Arbeitsmittel und Tätigkeiten.

Foto: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [2] und [3]

 

In roter Farbe unterlegt sind Messwerte, die den oberen Auslösewert nach der Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung überschreiten, in oranger Farbe diejenigen, die den unteren Auslösewert überschreiten. Unbedenklich sind die grün markierten Messwerte. Die Ergebnisse stellen die Basis für durch den Unternehmer im Rahmen seiner betrieblichen Gefährdungsbeurteilung festzulegende Schutzmaßnahmen dar.

Ein wesentliches Problem des Baustellenbetriebs ist, dass trotz bekannter Schallquelle nur unzureichende Kenntnisse über deren Schallausbreitungen innerhalb des unfertigen Gebäudes und damit über konkrete Schallpegelwerte an Arbeitsplätzen anderer Gewerke vorliegen. Hierbei spielen ausgehend von der definierten Schallquelle beispielsweise Parameter wie Wand­arten und -stärken, Entfernungen, Lage von Räumen, Fluren und Türöffnungen eine entscheidende Rolle für die Fragestellung, welche Schallpegelwerte an unterschiedlichen Arbeitsplätzen innerhalb des Gebäudes zu erwarten sind. Betrachtet man darüber hinaus noch die in Bild 1 dargestellten kom­plexen Schallübertragungswege, insbesondere die der Reflexion und der Transmission, so wird deutlich, dass es dem Unter­nehmer kaum möglich ist, geeignete Schutzmaßnahmen für seine Beschäftigten zu initiieren.

Bild 1 Zusammenhang Schallquelle, Transmission, Absorption, Reflexion (aus [7]). W1 = Ausgangsschallleistung, W2/W3 = transmittierte Schallleistung(en), Wrefl = reflektierte Schallleistung, Wabs = absorbierte Schallleistung, Wdis = dissipierte (in Wärme umgewandelte) Schallleistung. Quelle: FH Münster/ Bergische Universität Wuppertal

Bild 1 Zusammenhang Schallquelle, Transmission, Absorption, Reflexion (aus [7]). W1 = Ausgangsschallleistung, W2/W3 = transmittierte Schallleistung(en), Wrefl = reflektierte Schallleistung, Wabs = absorbierte Schallleistung, Wdis = dissipierte (in Wärme umgewandelte) Schallleistung.

Foto: FH Münster/ Bergische Universität Wuppertal

Rechtliche Rahmenbedingungen

Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass Lärmschwerhörigkeit im Vergleich der anerkannten Berufskrankheiten einen Spitzenplatz einnimmt, ist eine Reglementierung zugunsten der Beschäftigten unerlässlich.

Eine staatliche Konkretisierung im Arbeitsschutzrecht erfolgte jedoch erst im Jahr 2007 mit Inkraftsetzung der Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung [4]. Bis zu diesem Zeitpunkt war die Thematik lediglich unbestimmt durch das Arbeitsschutzgesetz und über Vorgaben der Unfallversicherungsträger (BGV B 3 Lärm) rechtsverbindlich für ihre Mitgliedsbetriebe geregelt. Im Folgenden werden die relevanten Rechtsvorschriften kurz erörtert.

Die seit März 2007 gültige Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung ist inhaltlich zweigeteilt. Sie behandelt sowohl einwirkende Belastungen durch Vibrationen als auch Lärm, wobei hier nur auf den Lärmaspekt eingegangen wird.

Abschnitt 2 fordert den Unternehmer auf, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, um Auswirkungen auf die Sicherheit und den Gesundheitszustand der Beschäftigten zu ermitteln und geeignete Schutzmaßnahmen nach dem Stand der Technik festzulegen. Hierzu hat er ggf. Informationen einzu­holen (z. B. beim Hersteller der Lärm verursachenden Maschinen und Geräte) und Messungen zu initiieren.

Die Inhalte der Gefährdungsbeurteilung sind in § 3 (2) konkretisiert. Hierin sind beispielsweise Art, Dauer und Ausmaß der Lärm-Exposition, die Verfügbarkeit alternativer, lärmextensiverer Arbeitsmittel bzw. Ausrüstungen als Ergebnis einer durchgeführten Substitutionsprüfung, die zeitliche, über eine Achtstundenschicht hinausgehende Ausdehnung und die Verfügbarkeit und Wirksamkeit von Gehörschützern einzubeziehen. Ebenso sind Wechsel- bzw. Kombinationswirkungen, z. B. zwischen Lärm und ototoxischen Substanzen oder Lärm und Warnsignalen, zu berücksichtigen.

Eine Dokumentation von inhaltlich umfassenden Ergebnissen der Gefährdungsbeurteilung muss unabhängig von der Beschäftigtenzahl vorgenommen werden. Erforderlichenfalls ist die Gefährdungsbeurteilung zu aktualisieren (Folge des Änderungsmanagements).

Bei den nach § 4 vorgeschriebenen Messungen ist der Stand der Technik zu gewährleisten, Messgeräte und –verfahren müssen für die Messaufgabe geeignet sein (z. B. Dauer der Einwirkungen, zu erfassende physikalische Größen). Eine repräsentative Stichprobenerhebung ist zulässig, die Archivierung der Mess­ergebnisse hat über einen Zeitraum von 30 Jahren zu erfolgen.

Mit der Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung wurden neue Auslösewerte definiert, die ohne Gehörschutzwirkung zugrunde gelegt werden. Diese sind mit sich daraus ergebenden Folgerungen in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3 Übersicht erforderlicher Maßnahmen nach Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutz­verordnung in Abhängigkeit definierter Auslösewerte. Quelle: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [4]

Tabelle 3 Übersicht erforderlicher Maßnahmen nach Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutz­verordnung in Abhängigkeit definierter Auslösewerte.

Foto: Eigene Darstellung, Datenbasis aus [4]

 

Konkretisiert wird die Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung im Hinblick auf wesentliche inhaltliche Bestandteile, wie die Beurteilung der Gefährdung durch Lärm, die Messung von Lärm und das Ergreifen von Lärmschutzmaßnahmen durch Technische Regeln. Diese stellen den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm dar. Bei Einhaltung der Tech­nischen Regeln kann der Arbeitgeber von Rechtssicherheit ausgehen, andernfalls obliegt es ihm, gleichwertige Lösungen zu finden. Im dritten Teil der Technischen Regeln zur Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung [5] werden verschieden­artige Lärmschutzmaßnahmen und Wechselwirkungen, aber auch teilweise Grenzen der Wirksamkeit dieser Maßnahmen aufgezeigt und erörtert. Neben der obligaten Einhaltung des Stands der Technik wird hier auch das Prinzip der Rangfolge von Schutzmaßnahmen (technische Maßnahmen vor organisato­rischen vor persönlichen) explizit vorausgesetzt. Ein weiterer Aspekt bei der Festlegung von Schutzmaßnahmen ist die Über­legung, Lärm zunächst an der Quelle der Schallerzeugung, dann durch Unterbindung der Schallausbreitung und letztendlich am Ort der Schallabstrahlung zu bekämpfen. Im Folgenden werden beispielhafte Lärmminderungsmaßnahmen aufgeführt, die für den Baubetrieb von Bedeutung sein könnten:

  • Einsatz alternativer (lärmärmerer) Arbeitsverfahren, z. B. Ab­legen statt Abwerfen, Schweißen statt Nieten oder Schrauben statt Nieten,
  • Einsatz neuer Arbeitsmittel unter Berücksichtigung geräte­spezifischer Kenndaten (im Wesentlichen Emissions-Schalldruckpegel LpA, Emissions-Spitzenschalldruckpegel LpC,peak und Schallleistungspegel LWA),
  • akustische Gestaltung von Raumbegrenzungsflächen bei der Planung von Neubau- und Umbaumaßnahmen (z. B. durch die Kombination von Abschirmmaßnahmen und Schallabsorp­tion),
  • Maßnahmen zur Luftschallminderung an Maschinen (als Folge strömungsmechanischer Geräusche von Gasen) durch Verringerung von Arbeitsdrücken, Druckänderungen und Strömungsgeschwindigkeiten sowie durch Einbau von Hindernissen in der Strömung,
  • Maßnahmen zur Körperschallminderung an Maschinen (z. B. in Form mechanischer Stöße, abrollender Maschinenelemente oder Unwuchten) beispielsweise durch Vermeidung von zu viel Spiel zwischen sich bewegenden Teilen, durch Verwendung hochwertiger oder elastischer Lager, Sicherstellung glatter Rohrflächen, Teilkapselung lauter Maschinenaggregate und durch Einbau von Trennfugen in Bauelementen,
  • regelmäßige Wartung von Arbeitsmitteln (z. B. Sägeblätter von Kreissägen),
  • arbeitsorganisatorische Maßnahmen, also raum- und zeitorganisatorische Einflussnahme (z. B. Minimierung der Anzahl der Beschäftigten, Reduzierung des Ausmaßes, Jobrotation), unter Berücksichtigung der Einhaltung des Tages-Lärmexpositions­pegels von 85 dB (A),
  • Vermeidung von Wechselwirkungen mit „lärmverstärkenden“ Faktoren (ototoxische Substanzen, Vibrationen) durch Substitution der Stoffe, Verringerung der Exposition oder Verwendung persönlicher Schutzausrüstung,
  • Kennzeichnung von Lärmbereichen (ab einem Tages-Lärm­exposi­tions­pegels von 85 dB (A) bzw. einem Spitzenschalldruck von 137 dB (C)) und
  • Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (Wirksamkeit nach DIN EN 352, CE-Kennzeichnung, Beachtung des Mitbestimmungsrechts der Beschäftigten, Berücksichtigung bestimmter Einschränkungen wie z.B. Möglichkeiten des Einzugs von Verbindungsschnüren durch bewegte Teile, Verträglichkeit).

Physikalische Rahmen­bedingungen

Bedeutsamste physikalische Größe im Zusammenhang mit Lärmbetrachtungen ist der Schall. Unter Schall sind mecha­nische Schwingungen eines elastischen Mediums zu verstehen. Abhängig von der Art des Mediums werden die Bezeichnungen Luftschall, Körperschall oder Flüssigkeitsschall verwendet. Die Schallquelle stellt also einen elas­tischen Körper dar, der sich um einen Ruhepunkt hin und her bewegt. Die hierbei auftretenden Verschiebungen von Luftteilchen bewirken Druckminima und -maxima, die Druckänderungen folgen gleichsam einer sinusförmigen Kurve (Bild 2).

Bild 2 Prinzip von Luftdruckschwankungen. Quelle: www.fluglaerm-portal.de

Bild 2 Prinzip von Luftdruckschwankungen.

Foto: www.fluglaerm-portal.de

Die Schallquelle überträgt ihre Schwingungen auf die um­gebenden Moleküle weiter, im elastischen Medium Luft also auf Luftmoleküle. Die auf diese Weise angeregten Teilchen wiederum übertragen in einer Kettenreaktion die Schwingungen auf Nachbarmoleküle weiter, sodass sich aufgrund der hiermit zusammenhängenden Dynamik der Schall im gesamten Raum ausbreitet. Es entstehen Zonen mit Verdichtungen und Verdünnungen der Teilchenabstände. Während die Verdichtung einen Luftdruckanstieg gegenüber dem atmosphärischen Luftdruck bewirkt, erzeugt die Verdünnung einen niedrigeren Luftdruck. Die hierdurch entstehenden Luftdruckschwankungen über­lagern den atmosphärischen Luftdruck (Schalldruck). Die Schwingungen erreichen in Form von Schallwellen (Longitudinalwellen) schließlich das menschliche Gehör.

Betrachtet man allein den Frequenzbereich, in dem sich der für den Menschen hörbare Schall bewegt, ergibt sich ein ausgesprochen breites Spektrum von 16 Hz bis 20 kHz. Infraschall (in einem Frequenzbereich < 16 Hz) sowie hochfrequenter Ultraschall (in einem Frequenzbereich > 1 GHz) sind für den Menschen nicht hörbar, Hyperschallwellen (in einem Frequenzbereich > 1 GHz) sind nur bedingt ausbreitungsfähig (siehe Bild 3).

Bild 3 Menschliches Hörfeld. Quelle: www.staedtebauliche-laermfibel.de

Bild 3 Menschliches Hörfeld.

Foto: www.staedtebauliche-laermfibel.de

Als physikalisches Maß für die Lautstärke einer bestimmten Schallart (z. B. Ton, Klang, Geräusch, Knall) wird der Schalldruck verwendet. Er ist eine durch Luftdruckveränderungen hervorgerufene Energieform und wird in N/m² (1 N/m² entspricht 1 Pa) angegeben. Der statische Luftdruck beträgt 100 hPa, die vom Menschen wahrnehmbaren Schalldruckschwankungen liegen in der sehr großen Spanne von 20 μPa (Hörgrenze) bis zu 100 Pa (Schmerzgrenze). Das bedeutet, dass das empfindliche gesunde menschliche Ohr Schalldruckschwankungen auf einer Skalierung von 1 bis 1 Million wahrnehmen kann, was eine Darstellung sehr unübersichtlich machen würde. Da zudem das Ohr auf akustische Reize eher logarithmisch als linear reagiert, wurde das logarithmische Verhältnis des Messwerts zum Bezugswert p0 (d. h. die Hörschwelle bei 20 μPa) als Maßeinheit für den Schalldruck eingeführt.

Das Ergebnis wird in Dezibel angegeben:

 

Lp = 10 log10 (p˜²/p0²) = 20 log10 (p˜/p0)

 

dabei ist Lp der Schalldruckpegel, p˜ der Effektivwert des Schallpegels und p0 der Bezugswert für Luftschall (p0 = 20 μPa) (z. B. [6]).

Es handelt sich hierbei also nicht um eine physikalische Größe, sondern um einen aus Praktikabilitätsgründen verwendeten logarithmischen Verhältniswert.

Bild 1 zeigt schematisch, wie die drei bauphysikalischen Prinzipien Transmission, Absorption und Reflexion ausgehend von einer definierten Schallquelle zusammenhängen [7].

Bei jeder Reflexion gibt die Schallwelle Energie an das reflektierende Material ab. Aufgrund der Reibung wird ein Teil der Energie in Wärme umgesetzt (Dissipation), ein weiterer Teil setzt seinen Weg durch das reflektierende Material fort und wird somit gebeugt, der übrige Anteil wird von der Materialrückseite abgestrahlt. Diese Energie geht dem indirekten Schall verloren. Der Energieverlust ist dabei umso kleiner, je besser das Wandmate­rial Schall reflektiert.

Das Reflexionsgesetz ist in Bild 4 schematisch dargestellt, demzufolge Schallwellen an einem Hindernis, wie beispiels­weise einer Wand, umgelenkt werden, wobei der einfallende Winkel gleich dem ausfallenden ist.

Bild 4 Schallreflexionen. Quelle: www.baunetzwissen.de

Bild 4 Schallreflexionen.

Foto: www.baunetzwissen.de

Personen, die sich im Raum befinden, werden folgerichtig sowohl vom Direktschall „getroffen“, der unmittelbar von der Schallquelle ausgeht und durch das menschliche Gehör ziemlich exakt lokalisiert werden kann, als auch durch indirekten Schall, deren Schallwellen einmal oder mehrfach an Material reflektiert oder gebeugt werden.

Der indirekte Schall wird auch als diffus bezeichnet, da er nach der Theorie (im Idealfall) überall im Raum gleich verteilt ist. Er ist daher auch an allen Stellen des Raums gleich laut wahrzunehmen.

Methodik der Lärmprognose

Um dem Problem unbekannter Schallpegelwerte im räum­lichen Umfeld bekannter Schallquellen auf Baustellen (ent­sprechend Tabellen 1 und 2) Rechnung zu tragen, wurden im Rahmen einer durch die Bergische Universität Wuppertal betreuten Dissertation1) verschiedene Lärmmessreihen mit mehr als 200 Einzelmessungen durchgeführt und ausgewertet. Hierdurch wurde auf empirische Weise der Einfluss baugeome­trischer Parameter auf das Schallausbreitungsverhalten ermittelt. Insbesondere zu realisierende Hochbauvorhaben verändern ihre Geometrie teilweise in sehr kurzer Zeit mit großen Auswirkungen auf die Schallausbreitung (z. B. durch den Einbau von Fenstern). Die gewonnenen Informationen können dann genutzt werden, um die Lärmthematik bereits frühzeitig in der Phase der Arbeitsvorbereitung in baubetriebliche Steuerungs­instrumentarien (Gefährdungsbeurteilungen, Terminpläne, Sicherheits- und Gesundheitsschutzpläne) einfließen zu lassen und relevante Ergebnisse auf diese Weise zu kommunizieren. So sind Lärmbereiche in einer frühen Phase der Bauwerksrealisierung auch für andere Unternehmen (Gewerke) als die „Lärmverursacher“ transparent und es besteht für den jeweiligen Unternehmer die Möglichkeit (bzw. sogar die Pflicht), die Erkenntnisse in seiner Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen und wirksame Schutzmaßnahmen (z. B. die Koordination von Arbeitsabläufen durch Abstimmung mit anderen Unternehmern) festzulegen.

Aus Bild 5 lässt sich beispielhaft erkennen, wie sich die Schallausbreitung in Abhängigkeit von Wandstärken und der Lage zu Wandöffnungen darstellt.

Bild 5 Darstellung eines auf Messwerten basierenden Lärmkatasters [8].

Bild 5 Darstellung eines auf Messwerten basierenden Lärmkatasters [8].

Die Schallpegel wurden messtechnisch ermittelt. Aufgrund einer Vielzahl schwer einschätzbarer Faktoren wurden die Messungen zwar entsprechend der ISO 9612 (Messaufbau, Messparameter, Schallpegel-Messgeräte) durchgeführt, jedoch nicht mit der Zielsetzung den A-bewerteten Tages-Lärmexpositionspegel zu ermitteln, sondern um gleichsam ein Worst-Case-Szenario zu initiieren. Dieses begründet sich darin, dass weitere lärmintensive Tätigkeiten, die von anderen Firmen ausgehen und Einfluss auf die übrigen Baustellenbeschäftigten ausüben, nicht mit hinreichender Aussagekraft erfasst werden können. Lärmmessungen wären nicht repräsentativ für andere Bauvorhaben. Insofern wurde für die messtechnische Erfassung der Schallquellen eine durchgängige Messzeit von 2 min angesetzt. Das jeweilige Geräusch wurde permanent erzeugt, die Messungen wurden an arbeitsfreien Tagen durchgeführt, an denen keine Gefahr bestand, dass Fremd­geräusche die Messergebnisse beeinflussen könnten.

In der Praxis bestehen jedoch folgende Schwierigkeiten: Zum einen differieren die örtlichen Verhältnisse zum Teil erheblich (z. B. die Lage der Wandöffnungen für Türen zu den jeweiligen Fluren), zum anderen geht der präventive Charakter des Vor­gehens nahezu gänzlich verloren, da Auswirkungen der Gefährdung Lärm zu spät erkannt und kommuniziert werden, sodass Schutzmaßnahmen nicht rechtzeitig geplant und umgesetzt werden können. Das bedeutet, dass eine Messung zur Informa­tionsgewinnung ungeeignet ist, weil Ergebnisse erst dann vorliegen, wenn die lärmintensiven Tätigkeiten bereits voll im Gange sind.

Aus diesem Grunde wurde der empirische Ansatz gewählt und eine große Anzahl von Schallpegelmessungen entsprechenden baugeometrischen Parametern zugeordnet. Die Darstellungsform entspricht einer Matrix (Bild 6).

Bild 6 Empirisch ermittelte Schallminderungsmatrix [8].

Bild 6 Empirisch ermittelte Schallminderungsmatrix [8].

In die Matrix wurden sämtliche Messwerte in die jeweiligen Zuordnungsfelder eingegeben. Um eine übersichtliche Darstellungsform zu erreichen, wurden ausgehend von einer Bezugsschallquelle von 100 dB (A) Messwerte innerhalb definierter Schallminderungsintervalle zusammengefasst:
  • L = (0 bis -15) dB (entspricht einem Messwert von mindestens 85 dB (A)), rot hinterlegt.
  • L = (-15 bis -20) dB (entspricht einem Messwert von mindestens 80 dB (A) und maximal 85 dB (A)), orange gekennzeichnet.
  • L = (-20 bis -25) dB (entspricht einem Messwert von mindestens 75 dB (A) und maximal 80 dB (A)), in hellgrüner Farbe.
  • L > (-25) dB (entspricht einem Messwert von maximal 75 dB (A)), in dunkelgrüner Farbe.

In den jeweiligen Feldern der Matrix ist die Anzahl der aufgenommenen Messwerte in Klammern angegeben, um einen Einblick in die repräsentative Aussagekraft der Schallminderungs­matrix zu gewinnen. So lassen sich Schallminderungen aufgrund gegebener baugeometrischer Parameter prognostizieren.

Allerdings macht die Anwendung der Schallminderungs­matrix nur dann Sinn, wenn die bauablauforientierten Rahmenbedingungen mit den Schallereignissen in Einklang gebracht werden. Aus diesem Grunde ist es hilfreich, die in Bild 7 dargestellte Systematik zu planen und umzusetzen (Prognosemodell).

Bild 7 Fünfstufige Methode zur quantitativen Prognostizierung von Schallausbreitungen [8].

Bild 7 Fünfstufige Methode zur quantitativen Prognostizierung von Schallausbreitungen [8].

Das Modell beginnt mit dem Einholen und Auswerten projektspezifischer Dokumente, die für die weiteren Betrachtungen von Bedeutung sind, allen voran den Terminplan (Bauablaufplan) und einen Grundrissplan des Bauwerks.

Die Phase des Auswertens erfordert, lärmintensive Tätigkeiten und gleichzeitig in örtlicher Nähe ausgeführte andere Arbeiten im Zusammenspiel der projektspezifischen Dokumente zu identifizieren. Der Terminplan gibt Auskunft über die zeitliche (und zum Teil auch räumliche) Abwicklung von Bauabläufen. Flankierend hierzu liefert der Grundrissplan Informationen über die räumliche Komponente (Bild 8).

Bild 8 Flankierende Auswertung Terminplan/Grundrissplan. Quelle: Eigene Darstellung, aus Datenbasis: Oevermann Hochbau GmbH, Arbeitsvorbereitung: Terminplan zum BV „Studentenwohnanlage Boeselagerstraße“ und gantert wiemeler ingenieur­planung, Übersichtsschalplan Haus 75

Bild 8 Flankierende Auswertung Terminplan/Grundrissplan.

Foto: Eigene Darstellung, aus Datenbasis: Oevermann Hochbau GmbH, Arbeitsvorbereitung: Terminplan zum BV „Studentenwohnanlage Boeselagerstraße“ und gantert wiemeler ingenieur­planung, Übersichtsschalplan Haus 75

 

Beide Dokumente spielen auch bei der Umsetzung des dritten Schritts des Modells eine große Rolle, da ihnen Parameter zu entnehmen sind, die für die Nutzung der Schallminderungsmatrix gemäß Bild 6 erforderlich sind (im Wesentlichen baugeome­trische Parameter). Diese bilden gleichsam das Herzstück des Modells. Im vierten Schritt gilt es, mithilfe der zuvor ermittelten Parameter den konkreten Wert der Schallpegelabnahme abzu­lesen und daraus Konsequenzen abzuleiten.

Den abschließenden Schritt bildet die Planung und Fest­legung von Schutzmaßnahmen, um somit einen Anstoß für die Verbesserung der Arbeitsbedingungen der Beschäftigten zu liefern (Lärmminderungsmaßnahmen). In diesem Zusammenhang wurde beispielsweise im Rahmen einer Messreihe eine einfache, aber effiziente Schutzmaßnahme, nämlich das Abkapseln der Schallquelle durch Schließen von Wandöffnungen, eingeführt und auf Wirksamkeit überprüft.

Zur Unterbrechung der Schallausbreitung zwischen der Lärmquelle und einem „ruhigen“ Arbeitsplatz kann die Türöffnung auf einfache Weise durch das Anlehnen einer Spanplatte gegen die Wand erwirkt werden (siehe Bild 9).

Bild 9 Simulierte Tür (Spanplattenersatz). Quelle: FH Münster/ Bergische Universität Wuppertal

Bild 9 Simulierte Tür (Spanplattenersatz).

Foto: FH Münster/ Bergische Universität Wuppertal

 

Die Maßnahme ist aus mehreren Gründen aus Sicht der Baupraxis als wertvoll einzustufen:

  • hohe Effizienz (Schallminderung um 10 bis 15 dB mit geringem Aufwand),
  • schnelle Montage (und im Bedarfsfalle Demontage) mit auf Hochbaustellen üblicherweise vorhandenen Materialien (Dauer ca. 5 min),
  • nahezu ohne Kosten realisierbar,
  • durchsetzbar im Rahmen der Koordinationsverantwortung (Bauherr aufgrund der Baustellenverordnung; Gesamtbauleiter mit Weisungsbefugnis gegenüber vertraglich zugeordneten Unternehmen) und
  • Benennung eines Verantwortlichen der den Lärm verur­sachenden Firma möglich.

Entscheidend für die Akzeptanzsteigerung der betroffenen Beschäftigten und damit für den Erfolg der Maßnahme ist es, eine Bewusstseinssteigerung für die Gefährdung, deren Folgen und die Bedeutung und Wirksamkeit der Schutzmaßnahme zu schaffen. Das bedeutet, dass eine qualifizierte Unterweisung von­nöten ist. Flankierend sollten diverse Steuerungsinstrumente des Baubetriebs zur Informationsvermittlung genutzt werden.

An dieser Stelle soll auch erwähnt werden, dass mit Kenntnis konkreter Schallpegel eine qualifiziertere Einbindung der Lärmthematik in die Gefährdungsbeurteilung und den für zahlreiche Bauvorhaben zu erstellenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzplan möglich ist. Der Sicherheits- und Gesundheitsschutzplan stellt einerseits ein Vorgabedokument dar, das das festgelegte projektspezifische Konzept zum Schutz der Beschäftigten vor von anderen Gewerken ausgehenden Gefährdungen umfasst, und er bietet andererseits Ansatzpunkte zur Sensibilisierung der Baustellenbeschäftigten.

Im Zusammenhang mit der Durchführung der baustellen­bezogenen Gefährdungsbeurteilung ist für jeden Unternehmer die Schwierigkeit genau dann gegeben, wenn die Beschäftigten nicht durch ihre eigenen (bekannten, geplanten) Tätigkeiten, sondern durch die anderer Unternehmen gefährdet werden. Diese in der Baupraxis ständig auftretende Situation entbindet den Arbeitgeber jedoch nicht von seiner Ermittlungspflicht. Qualifizierte, aussagekräftige Sicherheits- und Gesundheitsschutzpläne könnten in diesem Zusammenhang eine wirksame Unterstützung sein. Unabhängig von der Qualität dieses projektspezifischen Dokuments können Unternehmer auch die fünfstufige Methode zur quantitativen Prognostizierung von Schallausbreitungen nutzen, um die Gefährdung „Lärm“ bewerten und darauf reagieren zu können. Die für seine Arbeiten maßgeblichen Gebäudestrukturen sowie der zeitliche Ablauf seines Leistungsumfangs sind ihm bekannt. Für eine qualifizierte Risikobewertung bedarf es für ihn noch folgender weiterer Informationen:

  • Kenntnisse über lärmintensive Tätigkeiten, die gleichzeitig in relevanter örtlicher Nähe ausgeführt werden (Quellen: Terminplan, Studien über lärmintensive Tätigkeiten) und
  • Auswirkungen der Schallausbreitungen unter Berücksichtigung der Gebäudegeometrie, der Entfernung zur Schallquelle und des Schallübertragungswegs (Quelle: Schallminderungs­matrix nach Bild 6).

Fazit und Ausblick

Eine Vielzahl an zu verzeichnenden Lärmerkrankungen rechtfertigt einen tieferen Blick in die vom Lärm besonders betroffene Baubranche. In der Baupraxis gibt es zahlreiche lärmintensive Tätigkeiten und vom Lärm betroffene Berufsbilder, die bereits Gegenstand diverser Forschungsvorhaben und Studien waren.

Was bislang fehlte, sind hinreichend genaue qualitative und quantitative Erkenntnisse über Lärmauswirkungen auf unbeteiligte Baustellenbeschäftigte, die selbst keine lärmintensiven Tätigkeiten verrichten, aber durch Tätigkeiten anderer Unternehmen negativ beeinträchtigt werden.

Ein praxiserprobtes fünfstufiges Modell zur quantitativen Prognostizierung von Schallausbreitungen in unfertigen Baumaßnahmen kann hier Abhilfe leisten.

Herzstück des Modells ist eine Schallminderungsmatrix, die auf umfassenden Messreihen basiert und empirisch ermittelte Schallpegelabnahmen in Abhängigkeit von Gebäudestrukturen und Entfernungen aufzeigt. Mithilfe der zuvor ermittelten Parameter lässt sich der konkrete Wert der Schallpegelabnahme ab­lesen. Hierdurch erhalten Unternehmer, Bauherren und Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinatoren wertvolle Hinweise, um wirksame Schutzmaßnahmen einleiten zu können.

Es ist auch deutlich geworden, dass das Thema noch vielfältiges Potenzial für weitere Untersuchungen und Studien bietet. Das hängt nicht zuletzt mit diversen Einschränkungen und Spezifizierungen zusammen, die bei diesem Modell vorgenommen werden mussten, so z. B.

  •   Beschränkung auf Hochbauvorhaben (ohne Hallenbauten),
  •   Betrachtung von Lärmquellen ausschließlich in Gebäuden,
  •  Beschränkung auf vereinzelte baugeometrische Aspekte (Wände, Wandstärken, Entfernungen; ansatzweise: Wirkung von Fluren und Treppenhäusern).

Ausgeweitete Rahmenbedingungen könnten Gegenstand weiterer Untersuchungen sein und in das Gerüst des „fünfstufigen Modells zur quantitativen Prognostizierung von Schallausbreitungen“ eingefasst werden. Das bedeutet, dass andere Schallquellen (in unterschiedlichen Frequenzbereichen), Lärmquellen in großen Hallen (Fertigteilbauweise) oder auch außerhalb von Gebäuden untersucht werden könnten. Außerdem sollten günstige und ungünstige Schallausbreitungskonstellationen stärker einbezogen werden, z. B. Lage und Ausdehnung von zwischen Schallquelle und Messpunkten (Arbeitsplätzen) gelegenen Fluren oder auch die Lage zu Treppenhäusern.

Aufbauend auf einer umfangreicheren Datenbasis ließen sich beispielsweise mithilfe der Gebäudedatenmodellierung (BIM) Prognosewerte visualisieren, um so eine effizientere Planung von Schutzmaßnahmen zu initiieren.

Als Resümée lässt sich festhalten, dass die Lärmthematik vielfältiges Potenzial für weitere Untersuchungen und Studien bietet – insbesondere auch deshalb, weil es einen Beitrag zur Gesunderhaltung von Baustellenbeschäftigten bzw. zur Reduzierung der Belastung von Anwohnern darstellen kann.

 

 

 

Literatur

[1]  Zahlen, Daten, Fakten auf einen Blick. Hrsg.: BG Bau. www.bgbau.de/die-bg-bau/jahresberichte/downloads/flyer-zdf.

Sicherheit und Gesundheits bei der Arbeit 2014. Hrsg.: BMAS und BAuA. Dortmund 2016. www.baua.de/de/Publikationen/Fachbeitraege/Suga-2014.pdf?__blob=publicationFile&v= 6&src=asp-cu&typ=pdf&cid=4790

[2] Schallpegeltabelle: Baugewerbe. Hrsg.: Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA). Luzern 2012.

[3] Katalog repräsentativer Lärm- und Vibrationsdaten am Arbeitsplatz (KarLA). Hrsg.: Landesamt für Arbeitsschutz. Potsdam 2011. https://las-bb.brandenburg.de/karla/index.asp

[4] Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen (Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung – LärmVibrationsArbSchV) vom 6. März 2007. BGBl. I (2007), S. 261, zul. geänd. durch Art. 3 der Verordnung vom 19. Juli 2010. BGBl. I (2010), S. 960.

[5] Technische Regel zur Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung – TRLV Lärm, Teil 3 Lärmschutzmaßnahmen. GMBl. (2010) Nr. 18-20, S. 384.

[6] Liersch, K. W.; Langner, N.: Bauphysik kompakt Wärme- Feuchte-Schall. 4. Aufl. Berlin: Bauwerk Verlag/Beuth Verlag 2011.

[7]  Fasold, W.; Veres, E.: Schallschutz + Raumakustik in der Praxis. Berlin: Beuth Verlag 2003.

[8] Biernath, J.: Entwicklung eines Prognosemodells zur Ermittlung von Lärmbelastungen während der Bauwerkserstellung. Aachen: Shaker-Verlag 2015.

Von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Biernath und Prof. Dr.-Ing. Manfred Helmus

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Biernath, Fachhochschule Münster
Prof. Dr.-Ing. Manfred Helmus, Bergische Universität Wuppertal.

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Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft University of Applied Sciences W2-Professur für das Fachgebiet "Informationstechnik und Mikrocomputertechnik" Karlsruhe
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