Schallsimulation

Mittels Simulation den Schallpegel in Kraftwerken senken

| Redakteur: Katharina Juschkat

Weg vom Lärm: Die Experten modellieren die Schallquellen dieser Konverteranlage, um einen realitätsnahen Wert der Geräuschemission innerhalb der Anlagenhalle zu ermitteln.
Weg vom Lärm: Die Experten modellieren die Schallquellen dieser Konverteranlage, um einen realitätsnahen Wert der Geräuschemission innerhalb der Anlagenhalle zu ermitteln. (Bild: Siemens)

Ein Team der Siemens Power and Gas simuliert die Ausbreitung von Schall in Kraftwerken. So sollen potentielle Lärmquellen schon vor dem Bau identifiziert und verändert werden.

Das Team der Abteilung Akustik von Siemens Power and Gas beschäftigt sich mit Schall, Erschütterungs- und Arbeitsschutz. Seine Aufgabe ist es unter anderem, für einen möglichst niedrigen Geräuschpegel zu sorgen. Das Ziel der Experten: Die Schallquellen einer Anlage bereits vor dem Bau so lange zu modifizieren, bis sie nur noch ein Minimum an Geräuschen emittieren. Das durch Simulation gewonnene Wissen über schallreduzierende Maßnahmen hat seit der Gründung der Abteilung im Jahr 1987 mehrere Kraftwerke leiser gemacht.

Raumakustische Simulation zeigt virtuellen Schall

Berg oder Tal: Während der Simulation werden viele Parameter berücksichtigt – auch bei dieser Konverteranlage.
Berg oder Tal: Während der Simulation werden viele Parameter berücksichtigt – auch bei dieser Konverteranlage. (Bild: Siemens)

Die Arbeit von Holger Ennes und seinem Team in Erlangen passiert zunächst am Bildschirm. Neben dem Geräuschpegel in Kraftwerken reduzieren die Experten auch denjenigen in Stromübertragungsstationen. Ein dreidimensionales Modell zeigt das Gelände, auf dem die Stromübertragungsstation errichtet werden soll. Die Station wird virtuell modelliert und untersucht. Der Schall erscheint in der raumakustischen Simulation der Konverterhallen als farbiges, wolkenähnliches Gebilde, das veranschaulicht, in welchem Maß der Lärm sich innerhalb einer Halle entwickelt.

Zunächst betrachtet das Team die Schallverteilung innerhalb der Stationshalle unter Berücksichtigung verschiedener Parameter. Für die weitere akustische Simulation ist es wichtig zu wissen, wo die Station steht und wie sie aufgebaut ist. In einem ersten Schritt wird der Geräuschpegel in der Halle mit Hilfe der Raumakustik-Software und anhand von Daten aus Vergleichsmessungen ermittelt.

Lärmschutz bei Offshore-Windanlagen

Das Team um Holger Ennes (stehend) diskutiert die nächsten Schritte seiner Arbeit.
Das Team um Holger Ennes (stehend) diskutiert die nächsten Schritte seiner Arbeit. (Bild: Siemens)

Wenn das Akustikteam errechnet hat, wie hoch der Lärmpegel innerhalb der Stromübertragungsstation sein wird, simuliert es die Schallausbreitung außerhalb der Station: „Hier ein Baum, dort ein Strauch, ein Weg, ein Haus, eine Straße und eine Brücke – jedes Umgebungsdetail findet sich in der virtuellen Simulation wieder“, erklärt Ennes. „Dabei berücksichtigen wir auch Variablen wie geometrische Ausbreitung, Windcharaktere, Luftabsorption, Bodenabsorption, Temperatur und Hindernisse.“

Die berechneten Daten der Schallausbreitung gleicht das Team dann mit den gesetzlich vorgegeben Schallgrenzwerten und den Anforderungen des Kunden ab. Liegt der errechnete Wert darüber oder lässt sich die Geräuschkulisse noch weiter als vom Kunden ursprünglich gewünscht minimieren, machen Ennes und sein Team Vorschläge, welche Änderungen an der Konstruktion der Anlage zur Schallreduktion führen würden. Mal sind es dickere oder dünnere Außenwände, mal „Einhausungen“ für Komponenten im Freien, beispielsweise Schallhauben für Transformatoren oder Pumpen, oder auch Schallschutzwände.

Das Team beschäftigt sich nicht nur mit Schallschutz in Kraftwerken an Land. „Wir kümmern uns auch um Schallschutz bei Offshore-Stationen in der Nordsee“, erklärt Ennes. Wenn ein Offshore-Windpark gebaut wird, dann werden Stahlpfähle für das Fundament in den Meeresboden gerammt. „An diesen Rammstellen entsteht Lärm, der durch das Medium Wasser viermal schneller übertragen wird als durch das Medium Luft. Dieser Lärm darf ein Limit nicht überschreiten.“ Meeressäugetiere könnten sonst durch den sehr hohen Schallpegel Schaden nehmen. Auch hier kommen verschiedene schallreduzierende Maßnahmen entsprechend den gesetzlichen Regelungen zum Einsatz. (kj)

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