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Lärm und Erschütterung

Wenn die Erde bebt

Seit einigen Jahren häufen sich infolge Neubauten in unserer näheren Nachbarschaft Reklamationen bezüglich Erschütterungen in Wohngebäuden. Obwohl wir bei Baupublikationen in unserer unmittelbaren Nachbarschaft stetig diesbezügliche Rechtsverwahrungen einreichten, ist die Wirkdistanz der von unseren Schmiedehämmer ausgehenden Erschütterungsemissionen unterschätzt worden. Reklamationen trafen von Wohnliegenschaften in Distanzen bis zu einem knappen Kilometer Luftlinie ein.

Das BECO ist eingeschaltet worden und durch Abklärungen sind die beiden neuesten Schmiedehämmer Bêché KGH 8000 und LASCO HO-U 1250 als Verursacher erkannt worden. Die für Lärm und Erschütterungen zuständige Abteilung des BECO liess in mehreren Wohnungen Erschütterungsmessungen durchführen. Es zeigte sich, dass die Stärke der Erschütterungen in den einzelnen Wohnungen sehr stark variiert. Stockwerk, Baurichtung und -weise, Standort und offensichtlich Grundwasserstand beinflussen die Erschütterungsstärke mehr, als die eigentliche Distanz zum Schmiedehammer. In der Schweiz gibt es für Erschütterungen zur Zeit (2010) keine Grenzwerte. Um einen Anhaltspunkt zu bekommen, sind die in Deutschland geltenden Grenzwerte nach DIN 4150, Teil 2 [720 KB] hinzugezogen worden. Die stärksten Messwerte erreichten eine Überschreitung derselben um fast 100%.
Erschütterungsmessungen [7 520 KB]

Die beiden Gesenkschmiedehämmer entsprechen dem heutigen Stand der Technik und stehen auf modernen Federelementen von KTI. Absprachen mit diesem Hersteller und mit dem Mitberweber GERB ergab den als machbaren, aber Neuland betretenden Weg über eine weichere Abfederung. Die Folgen für Maschine und Bedienungspersonal (Arbeitssicherheit) sind aufgrund grösserer Schwingamplituden und -dauer unklar. Diese Massnahme zur Erschütterungseindämmung hat Versuchscharakter.

Glückliche Umstände führten zu einer Kontaktaufnahme mit dem Institut für Bau und Umwelt (IBU ) der Hochschule für Technik in Rapperswil (HSR), was dazu führte, dass ein Diplomant diese Problematik für seine Abschlussarbeit aufnahm und nun als dipl. Ing. FH den Bau und die Auswertungen eines in der Nähe der Verursacher in den Boden einzubringenden Dämpfungsschlitzes [5 523 KB] weiter verfolgt. Auch diese Variante eines möglichen Lösungsweges hat Versuchscharakter.

Die bestehende Situation ist für Behörde und Beteiligte gleichermassen einmalig. Infolge Fehlens gültiger Grenzwerte und wirksam erwiesenen Massnahmen fehlt der zuständigen Behörde die rechtliche Grundlage für eine entsprechende Verfügung.

Wir sind gewillt, in einem zu verantwortenden Rahmen und mit unseren Möglichkeiten die Versuche des IBU zu unterstützen und durften unsererseits auch Hilfe und Verständnis seitens Betroffenen sowie Behörden erfahren.

Präsentation IBU Abschirmmassnahmen gegen Erschütterungen [2 642 KB]
Die Kosten für Bodenschlitze stellten sich mit 750'000.-- chf pro Bodenschlitz als einen wirtschaftlich nicht tragbaren Weg heraus. Eine kostengünstigere Variante steht aktuell mit der Abstützung der Fundamente mit vier bis auf den Felsgrund (ca. 30m) reichenden Pfählen im Visir. Hier werden die Kosten beim LASCO auf etwa 250'000.-- chf geschätzt. Dies kommt einer wirtschaftlichen Lösung bereits deutlich näher. Es sind aber noch etliche Abklärungen bezüglich Vorgehensweise sowie Rücksicht auf die engen Platzverhältnisse zu tätigen.

KTI hat aufgrund unserer Problematik neue, weichere Federelemente für den kleineren Verursacher (Bêché 8000) berechnet und hergestellt. Diese erwirken einen Zuwachs von ca. 30mm an Arbeitshöhe, und eine Vergrösserung der Schwingamplitude von 6 auf 18mm.

Ende 2008 entschieden woir uns für die Variante der weicheren Federelemente und bestellten diese bei KTI.

Im Juli 2009 sind die Federelemente beim BECHÉ ausgewechselt worden und wurden vom Hersteller KTI über derer Wirksamkeit geprüft. Diese weiche Abfederung wird ein grösseres Schwingen der Maschine ergeben und die Folgen für dieselbe (grössere Belastung; Verlust an Schlagenergie) und Mitarbeiter (Herausspringen der Schmiedeteilen; Arbeitssicherheit) sind noch ungewiss.

Da es sich hierbei um eine "Weltneuheit" handelt, werden nach dem Wechsel der Federelemente umgehend neue Erschütterungs- Messungen von KTI durchgeführt, um den Erfolg im Vergleich vor dem Wechsel durchgeführten Messungen erkennen zu können. Nachdem die Maschine ein paar Monate im Einsatz war, ist auch abzuschätzen, welche Einflüsse die weichere Federung auf Arbeitssicherheit, Maschine und Nachbarschaft haben wird.

Am 8. Februar 2010 fanden diese Vergleichsmessungen statt. Zusammengefasst ist eine Verminderung der Schwinggeschwindigkeit von 21% in 6m bis 40% in 12m Entfernung erreicht worden:
KTI Messbericht [780 KB]

Bevor nun auch der grössere Erschütterungsverursacher - der LASCO- mit einer weicheren Federung versehen wird, werden durch das IBU Modellrechnungen durchgeführt, um abzuklären, ob wirklich die gewünschte Emissionsminderung erreicht werden kann (und zwar bei den "Geplagten" und nicht beim Hammer selber). Weiter müssen bezüglich "Maschinenverträglichkeit" und Arbeitssicherheit Erfahrungen gesammelt werden. Wir rechnen damit, dass dies bis zum Herbst 2010 abgeschlossen werden kann. Alle Beteiligten sind zuversichtlich mit diesem Weg eine wirtschaftlich tragbare und den kommenden Grenzwerten gerecht werdende Lösung finden zu können.

Nachdem die Maschine ein halbes Jahr (Die Maschine stand im ersten Halbjahr infolge Kurzarbeit oft still) mit den weicheren Federelementen im Einsatz war, sind bezüglich Arbeitssicherheit und Produktion keine Nachteile erkannt worden. Der Einfluss auf die Maschine selber kann in dieser kurzen Zeit nicht zuverlässig erkannt werden; wir sind aber auch hier zuversichtlich.

Im Herbst 2010 bekamen wir die Ergebnisse der Modellrechnungen seitens des IBU. Es zeigte sich nun, dass der kleinere Gesenkschmiedehammer nach der Fundamentsanierung seine Erschütterungsemissionen im grünen Bereich aussendet. Die getätigten Modellberechnungen zeigen aber auch, dass eine Sanierung im selben Rahmen beim LASCO ungenügend wären.
Bericht IBU über Ergebnisse einer weicheren Abfederung [146 KB]

Der Weg über weichere Federn scheint uns aber der richtige zu sein und wir klärten ab, ob die Federungs- Amplitude weiter vergrössert werden könnte. Da der Maschinenlieferant (LASCO) keine Bedenken bezüglich einer grösseren Schwingamplitude hat, berechnete der Lieferant der Federelemente (KTI) entsprechende Elemente. Wichtig ist dabei, dass die Schwingungen abgeklungen sind, bevor der nächste Schlag folgt, da sich sonst eine Art Gegenschlag entwickeln wird, der die Maschine übermässig belasten würde.

Abklärungen erfolgten, inwieweit diese beiden Parameter (Ausschwingdauer / Schlagfolgen) aufeinander abgestimmt werden können.

Unter Absprache mit Lieferant, Behörde und unserer Unterhaltsabteilung ist beschlossen worden, die Sanierung der Fundierung des LASCO- Gesenkschmiedehammers im Sommer 2012 anzugehen.

Es zeigte sich aber im Frühjahr 2012 beim BECHÉ, dass infolge der vergrösserten Schwingamplituden die Dämpfungsflüssigkeit aufschäumte und aus den Behältern floss und die dadurch schwach gedämpften Schwingungen zu undefinierbaren Bewegungen des Hammers führten.

Wir ersuchten das SECO um eine Fristverlängerung für das Ausechseln der sich bereits in unserem Hause befindlichen Federelemente für den LASCO, bis Klarheit über diesbezügliche Auswirkungen besteht. Wir bekamen eine Fristverlängerung bis Ende 2012.

Versuche und Berechnungen seitens des Lieferanten der Federelemente und der Dämpfungsflüssigkeiten zeigten, dass die Lösung beim BECHÉ bei einer kleineren Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit liegt und beim LASCO sollten infolge einer vorhandenen Zusatzmasse keine Probleme auftreten.

Gegen Mitte November 2012 sind die Arbeiten für den Austausch der Federelemente beim LASCO aufgenommen worden und Anfangs Dezember wird diese Schmiedemaschinen wieder in Betrieb gehen.

Die beiden Schmiedemaschinen sind nun über ein Jahr mit den weicheren Federelementen in Betrieb und es haben sich keine weiteren Schwierigkeiten mehr ergeben. Nachmessungen und Reaktionen aus der Nachbarschaft bestätigen den postiven Effekt dieser weicheren Abfederung auf die Ausbreitung von Erschütterungen seitens dieser beiden Schmiedemaschienen.

Im Januar 2013

Projekt Umfahrung Oberburg

Seit Jahrzehnten wird eine Autobahnzubringerstrasse für das Emmental, die Oberburg und zum Teil Burgdorf umfährt, geplant. Zurzeit liegen Pläne vor, die einen das Fundament unseres 12'500-er Hammers tangierenden Tunnel beinhalten. In Kenntnis der aktuellen Erschütterungsproblematik reichten wir einen diesbezüglichen Einspruch ein, was zu weiteren Messungen seitens des Tiefbauamtes des Kantons Bern (Kreis IV) führte. Die Resultate im entsprechenden Bericht [726 KB] zeigen sich nicht dramatisch, verlangen aber entsprechende Vorkehrungen beim Bau des Tunnels. Unsere Bedenken, dass sich die Schläge als starke Schallemissionen innerhalb des Tunnels unangenehm bemerkbar machen könnten, zeigen sich hingegen als unbegründet.

Lautstarker Nachbar

Ein Gemeinderat von Oberburg sagte mal: Wenn es in der Schweiz nicht mehr lärmt und nicht mehr stinkt, dann stinkts.

Leider gibt es nirgends das Fünfi und das Weggli. Eine Arbeitsstelle haben, die Brot und Wohlstand ermöglicht und gleichzeitig in einem sanatoriumsähnlichen Umfeld leben können ist leider nur den wenigsten Schweizer Einwohner gegönnt. Verkehr und Industrie bieten einen nicht wegzuleugnenden Grossanteil an der allgegenwärtigen Lärmbelastung.

In der engen Schweiz rücken Wohnquartiere und Industriezonen immer näher zusammen und eine lärmende Fabrik wie die Hammerschmitte in Oberburg findet sich nach 250 Jahren des ursprünglichen Alleineseins allmählich in unmittelbarer Nähe von Wohnräumen wieder und macht lautstark auf ihr Dasein aufmerksam.

Dieser Umstand hat uns 2001 dazu bewogen, in Eigeninitiative eine Lärmmessung durch das Beco durchführen zu lassen. Basierend auf der Lärmschutzverordnung (LSV) wurden an verschiedenen Stellen in unserer näheren Umgebung entsprechende Messungen durchgeführt und beurteilt.
Die LSV sieht eine Mittelung der Messwerte vor. Diese "Ausdünnung" bewirkt, dass wenige laute, kurzzeitige Lärmereigneisse (wie es die Schläge unserer Hämmer darstellen) weniger zählen können als ein leiseres, aber andauerndes Ereignis (z.B. Strassenlärm).

Resultierend zeigt sich, dass die tagsüber geltenden Grenzwerte unterschritten, die abendlichen leicht und die strengen Nachtwerte folglich stark überschritten werden. Mit einfachen Massnahmen (Fenster geschlossen halten, Lärmschutzwand) kann ein durchgehendes Arbeiten von Morgens 6 Uhr bis Abends 22 Uhr (Zweischichtbetrieb) als gesetzeskonform erreicht werden.