Bullerbekämpning i vedhanteringsanläggningar!!!! i, i INGEMANSSON AKUSTIK
Bullerbekämpning i vedhanteringsanläggningar Av Lars Landström, Ingemansson Akustik i Göteborg. I denna artikel redovisas vilka bullerdämpande åtgärder som kan utföras vid renserier, en av cellulosaindustriens mest bullrande anläggningsdelar. Vid projektering av ett renseri med avseende på buller kan omfattande åtgärder utföras i byggnadskroppen för att förbättra bullersituationen för de anställda. Eftersom denna typ av åtgärder tidigare i denna tidning har behandlats av norske Stoykommittens meddelande, redovisas i artikeln endast exempel på bullerdämpning av vedhanteringsanläggningens utrustning. Inledning Man kan tveklöst påstå att ett vedrenseri innehåller några av de mest bullranda maskinerna inom heja cell ulosaindustrin. Detta medför att arbetsplatserna ofta är kraftigt bullerbelastade men också att störningar till fabriksområdets omgivningar är vanliga. Den strävan efter att utnyttja skogråvarorna i högre utsträckning än tid igare, som i dag genomsyrar branschen, har medfört stora förändringar. Skogsbruket har mekani serats - transporter och vedbehandting har rat ionaliserats. Personalens B l h m ~' k " ltuno 100-1 10 dbiai H~g \l "' "'~ I " 95-1l0dBIAI B ' fkl, ~ "'m" _+-.~"..j 95-110 d!l(ai f l" b l å S ~ "'\1 75-85 dbiaj arbetsvillkor har förändrats och kommer även framledes att förändras genom att arbetsmiljön fått alltmer ökad betydelse. Detta har bl a lett till att driften i ett modernt renseri idag ofta övervakas från ett centralt väl ljudisolerat manöverrum. För underhållspersonai som ofta går från den ena bullrande arbetsplatsen till den andra är dock bu llersituationen oförändrad. Trots att man således satsar hårt på ökad automatisering av driften och därmed får mindre personal som direktexponeras för buller, är det viktigt att man försöker driva utvecklingen mot tystare maskinenheter. Genom att utrustningen blir tystare kan även byggnadskostnaderna i renseriet minskas. Idag måste maskiner byggas in och öppningar i byggnaden utformas med ljuddämpning. Nuvarande bullersituationer Såväl i Norge som i Sverige är målet att i första hand ljudnivån 85 Ingemansson Ingenjörsbyrå AB eller i dagligt tal Ingemansson Akustik är Europas största och äldsta konsultfirma i akustik. Företaget som startadas /956 arbetar med alla typer av ljudproblem. Sedan starten /967 har företagel varit ljudkonsulter åt «Arbetsgruppen mot buller inom cellulosa- och pappersindustrin» som är den svenska motsvarigheten till Norges «Steykommitte». För den svenska arbetsgruppens räkning har man tills idag publicerat ett 40-tal rapporter om projekteringsanvisningar tör olika maskiner och anläggningsdelar ; denna bransch. Företaget medverkar och har medverkat vid i stort sett samtliga nyprojekteringar av pappersbruk och cellulosaindustrier under de senaste tio åren j Sverige. Företaget hjälper kontinuerligt cellulosaindustrier i hela Norden att genomföra bullerdämpande åtgärder så väl i den interna miljön som att sänka ljudutstrålningen till omgivande bebyggelse. db(a) skall innehållas vid alla arbetsplatsar. Som framgår av figur 1 innehålles denna ljudnivå idag inte någonstans i ett renseri. I allmänhet ligger ljudnivån 95-110 db(a). Dessa höga ljudnivåer medför att man idag i allmänhet är tvungen att placera maskinutrustningen inomhus för att inte erhålla störningar till omgivande bebyggelse. Detta förutsätter dessutom Kveld kl. 18-22 Kapbord Område Dag samt son- og hejlig- Natt 95-105 dlllai kl. 05-18 dag kl. 05-22 kl. 22-D6 4: ~I gj~ ~~ T'uok 80-95 dbia) Boligområde og område med undervisningslokaler 50 45 40 Område som benyttes tii hyttebebyggelse og rekreasjonsformål, sykehus/sykehjem...... -.... 40 35 35 Figur 1. Exempel på ljudnivåer I modern Figur 2. Immissionsnivåer enligt myndigheternas riktvärden (Statens Forurensvedhanteringsanläggning. nlngstilsyn, 1975).
B!Hl5 db(a) Barkningslokal inklusive huggrum, sliprum 75 db(a) Truckhytt Figur 3. Exempel på målsättningsvärden. att renseri lokal ens tak och väggar har god ljudisolerande förmåga. Allmänna synpunkter på bullerbekämpningsarbetet I äldre anläggningar förekommer det att kraftigt bullrande maskiner som huggar, blåsmaskiner och barkningsaggregat är placerade utomhus, helt oskyddade mot omgivningen. Med normala avstånd till bebyggelsen (200-1000 m) erhålls immissions nivåer som är helt oacceptabla enligt myndigheternas riktvärden. Se figur 2. Vid projektering av nya anläggningar måste man därför förutsätta att den fasta maskinparken ställs upp inomhus. Naturliga skärmar som byggnader, flisstackar etc bör om möjligt utnyttjas för att minska ljudspridningen i känsliga riktningar. Skall man nå en radikal förbättring av såväl den interna som externa bullermiljön är det mycket viktigt att man redan på planeringsstadiet tar hänsyn till dessa frågor. Den ambition som ställs upp vid inledningen av projektet måste sedan bevakas under hela projekteringstiden eftersom en enda miss kan vara ödesdiger för bullermiljön i hela lokalen. Exempel på målsättningsvärden för olika lokalutrymmen framgår av fig. 3. 90 db(a) Bläsmaskinrum, fläktrum 50 db(a) Manöverrum Bullerfrågor måste behandlas i alla planeringsstadier Genomförandet av bullerdämpningsåtgärder medför ofta att ett flertal personer (avdelningar) både, ~ inom och utom företaget blir engagerade. För att resultatet ska bli tillfredställande måste de organisatoriska rutinerna vara fastlagda. I nyprojekt är det vanligt att företagets skyddchef fungerar som samordnare av arbetsmiljöfrågorna. Genom att delta i referensgruppmöten, projekteringsmöten av teknisk karaktärsamt hålla kontakt med interna och externa konsulter får man en kontinuerlig bevakning av bullerfrågorna. Det finns möjfighetar att bullerdämpa utrustningen Truckar I Sverige gjordes omfattande bullerdämpande åtgärder på truckar redan 1971. I den svenska arbetsgruppen mot buller inom cellulosa- och pappersindustrin meddelande nr 18 re dovisas hur en vedgårdstruck av typ Hough Paylogger bullerdämpades ca 10 db(a). För att nå detta resultat krävdes en omkonstruktion av avgasljuddämparen samt en ljudisolerande kringbyggnad av motorn. Dessa åtgärder kompletterades dessutom med ljudfällor för intag och utsläpp av kylluft. Med utgångspunkt från bl a resultaten av åtgärderna på denna truck kan de flesta fabrikanterna idag leverera truckar som ligger runt 80 db (A) på 7 meters avstånd (standariserat mätavstånd). Ofta krävs dock med hänsyn till myndigheternas krav ännu lägre. q' _. J;J.... -=:-.~.7~:1, 9 ~ ; ~ ~ '. ;, f,.. 9. '... _o_..j 2 3 2" Figur 4. Bullerdämpande åtgärder på befintlig vedgårdstruck. 1 BaHeljudfätla för kylftäkten 2 Avgasljuddåmpare 3 AbsorptIonsdel 4 Reaktiv del 5 Övertäckning BV hydraulpump med gummiduk med Invändig ljudabsorbent 6 LJudabaorberande skarm för kylluftutlopp 7 Perforerad plåt (min 20 % halarea) 8 MIneralull 9 Plåt 2
db 15 10 Relativ Ijudniyå. h 5 HOjdandnng ~, eller massaandnng m l m, 2 4 B db 15 10 5 RelatiY IjudniYå 2 Hastlghetsforandri ng ~ " 4 B Figur 5. Ljudnivåns beroende av stockvikt, fallhöjd och kollisionshastighet. ljudnivå (70-75 db(a)). För att nå dessa lägre värden krävs att Ijuddämpning beaktas vid truckens konstruktion. Såvitt känt kan ingen truckleverantör idag presentera resultatet 75 db(a) eller lägre, på 7 m:s avstånd. Man kan således konstatera att utvecklingen inom detta område stått förhållandevis stilla under senare år. De åtgärder som med gott resultat utförts på befintliga truckar framgår av figur 4. Trots att ljudnivån i förarhytten på moderna truckar är 80--ll5 db(a) har den största förbättringen skett här. Genom att täta och i görligaste mån avskilja hytten från övriga trucken har ca 10 db(a) Ijudnivåsänkning erhållits jänfört med äldre anläggningar. Med hänsyn ti ll kommunikationskrav bör ljudnivån i förarhytten ej överstiga 75 db(a). Vedtransportörer Att ställa ljudkrav på leverantörer av inmatingsbord och transportörar kan vara problematiskt eftersom dessa maskinelement är tysta och avstrålar buller först när de träffas av fallande stockar. Eftersom detta buller dock har betydelse såväl för personalen som för omgivningen är det viktigt att leverantören åläggs välja konstruktioner med hänsyn till Ijudalstringen. Det som bullrar i en vedtransportör är i första hand stockarnas kollisioner med varandra och med stötytor. Vid konstruktionen av tysta vedtransportörer kan därför följande riktlinjer nyttjas: - Minska stockarnas rörelseenergi vid kollision med stätytor. Rörelseenergin beror på stockarnas massa och hastighet, där massan är given, medan däremot kollisionhastigheten är påverkbar. Mätningar visar att ljudnivån förändras en ligt de samband som framgår av figur 5. Stötyta, utf. l l Q) ~1?ltI2222I?1?11224 20 mm stålplåt 20 mm stålplåt [ o i=~ =:b_ 1=j;(;==~1 PI] 10: 100 C 600 Man bör således undvika fria stockfall. Minska stockarnas hastighet genom mekanisk friktion mot kedjor, gummiband etc. - Minimera stötytornas vibrationsbenägenhet Då stocken kolliderar med plåtytan sätts plåten i svängning och utstrålar s k stomljud. Erfarenhetsmässigt vet man att olika material, som utsätts för vibrationer, inte utsänder ljud av samma karaktär och styrka. Ett slag på en stålplåt ger t ex en kraftig klang under en viss tidsrymd medan en blyplåt istället ger kortvarigare, dovare buller av betydligt lägre styrka. Stomijudaistringens styrka och klangtider är ett mått på materialets Rel. bullernivå dbia) Mp.1 o Mp.2 o -2-7 V??l??????????!, l 30 mm stålplåt o 1'- "-pr----'-----i I...JJ Q=Plj 10 k 80 5 Motplåt t = 3 mm L I 1 LDämpmassa. AB W l Becker typ TK 301-5505 f--"~f--/ ----'11'--1: 2 Gal ler 10 k 100 C 300-4 -10-6 -14-6 -11-16 -19-18 -21 Figur 6. Relativ ljudutstrålning från olika stötytor. Resultat av praktiska förspk.
inre förluster. Hög förlustfaktor medför alltså läg Ijudavsträlning. Inspänningen av den stötupptagande ytan päverkar ocksä den totala förlustfaktorn. Uppstyvningar minskar ljudavstrålningen. Exempel och bullermätningar av konstruktioner som ger bullerdämpning framgår av figur 6. Resultaten av mätningarna visar att likvärdig ljuddämpning kan erhållas genom sandfyllnad och med sandwichkonstruktioner. Aven genom att öka plåttjockleken och göra förstyvningar kan en väsentlig bullerreduktion erhållas. Den klart bästa lösningen är dock att invändigt bekläda stötytor med tjockt slitgummi. - Utför stötytorna små och styva En stötyta utformad som ett galler av stående platt järn är mycket styv och varje fyrkantigt platt järn mellan infästningarna har dålig Ijudavstrålningsförmåga p g a si n ringa storlek och styva infästning. Som framgår av figur 6 ger denna lösning mycket bra dämpning. Genom det höga kontakttrycket mellan stock och stötyta ger trävirkets deformation en fjädrande uppbromsning av stocken och därmed lägre stötkraft. De flesta av de i figur 6 redovisade konstruktionerna finns idag i någo n form applicerad på flera cellulosaindustrier både i Sverige och Norge. Framförallt konstruktioner med sandfyllnad och gummiinklädnad fungerar praktiskt mycket väl. RenserIIokaiens bullerkällor Den praktiska erfarenheten av bujlerdämpning av renseriets maskinutrustning är begränsad. Idag pågår dock utvecklingsarbete på denna sida och under det senaste året har en del interessanta resultat och erfarenheter framkommit. I figur t gavs exempel på ljudnivåer i ett modernt vedrenseri med barktrumma och hugg. Figuren visar att ljudnivån är hög i hela lokalen. Den högsta nivån i ett renseri uppmäts i allmänhet framför huggmaskinens intagsöppning. Intill barktrumman brukar ljudnivån ligga vid ca 100 db(a). Barktrummans buller kan dämpas I januari 1977 presenterade den svenska arbetsgruppen ett förslag till butterdämpning av barktrummor, meddelande nr 35. Förslaget var att man invändigt skulle klä barktrumman med slitgummi, se figur 7. Iden hade sedan flera år tillämpats i t ex gruvindustrin. Figur 7. Barktrummor kan dämpas ge nom att vedlyftarna utförs I gummi (ny Redan i slutet av 1977 gjordes praktiska försök med gummiinfodring av delsegment i befintliga barktrummor. Idag finns ett antal helt gummiinfodrade barktrummor, som exempel kan nämnas: Mackmyra Cellulosaflis, Sverige MoDoeeli Husums fabriker, Sverige Sande Tresliperi, Norge Union Co Skotfoss, Norge Den största fördelen med slitgummiinfodring är naturligtvis att slitagekostnaderna på barktrumman minskar radikalt. En annan fördel är att ljudutstrålningen från barktrumman minskar. Den största ljuddämpande effekten erhålles i de partier av barktrumman som inte är slitsade i konstruktion) eller beklädas med gummi (bet. konstruktion). manteln för uttag av bark. En svårighet är att gummi har högre friktionskoefficient än stål (ej helt fuktat gummi) vilket innebär ändrad genomloppshastighet och fall geometri för veden. Detta medför att ändring av lutningsvinkel och trumhastighet kan bli aktuell vid dessa trummor. Eventuellt kan trumman göras kortare p.g.a det bättre barkningsresultatet. Mätresultat Noggrann uppföljning av den bullerdämpande effekten har utförts vid barktrumma 8 vid MoDoeelI Husums fabriker. Här hade man möjlighet att göra bullermätningar före resp. efter montering av gummiinfodring. I samband med denna åtgärd bytte man även tak i renseriet vilket gav en
Projekteringsanvisningar Sammanfattningsvis kan konstateras att gummiinfordring av barktrummor är den dominerande men inte den enda åtgärd som har betydelse för att minska Ijudutstrålningen från barktrummor. T.ex. har mantelytans tjocklek och därmed trummans styvhet också betydelse. Tabell 8. Ljudnivåer I mätpunkterna A-G för olika driftfali DRIFTFALL MÄTPUNKT NR A B C D E F G 1 98 98 101 102 102 103 69 2 95 99 100 99 99 103 68 3 87 89 91 92 92 93 62 4 89 90 92 94 94 96 67 5 92 94 95 96 94 95 65 6 94 95 97 97 99 99 67 DRIFT- TAKKONSTR. INFODRING FALL NR (ABSORBENT) AV TRUMMA 1 50 MM MINULL STAL 2 50 MM MINULL STAL 3 INGET TAK GUMMI 4 INGET TAK GUMMI 5 BETONGTAK' GUMMI 6 BETONGTAK GUMMI EFFEKTFÖRBRUKNING VARVTAL SEKT 1 SEKT 2 SEKT 3 IM IN 100 90 140 140 180 120 210 150 150 100 160 100 90 140 100 100 80 80 8 8 10.5 10.5 10.5 10.5 Anm. Effektförbrukningen anges som relativa mätarutslag på instrumentpanelen. Dessa värden överensstämmer väl med fyhnadsgraden. al Betongtaket är monterat ovanför mätpunkterna A-D Figur 8. Resultat av bullermätningar vid barktrumma 8 vid MoDoCell Husum. unik chans att även mäta inverkan av ljudabsorbenter i ett renseri. Resultat av ljudmätningarna framgår av fig. 8. I tabellen redovisas mätresultatet i 7 mätpunkter under 6 olika driftsförhållanden. Effektförbrukningen hos elmotorerna för trummans olika sektioner redovisas som ett mått på trummans fyllnadsgrad. Av tabell 8 framgår också effekten av ljudabsorbenter i renseriets tak. ljudn,,,å db CA) "'-- '.0,"".,- I /; db I hut'ghe ldördubbllng '" L T,~mman. hut ".,vlmin Figur 9. Ljudnivåns beroende av trumhastigheten. <.Utan tak» motsvarar från ljudsynspunkt fullständigt ljudabsorberande tak. Storleksordningen 5 db(a) lägre ljudnivå erhålles om renseri/okalen är utformad ljudabsorberande. Mätresultaten visar att gummiinfordring aven barktrumma ger en Ijudnivåsänkning av storleksordning 10 db(a). I en lokal försedd med Ijudabsorbenter kan detta ge totalljudnivån runt 90 db(a). För att ytterligare minska Ijudavgivningen krävs att man bygger in trummans öppna delar såsom slitsar för bark samt inresp. utmatningsöppningar. Ökning av trumhastigheten ger ökat buller Vid ändring av trummans hastighet ändras Ijudavgivningen enligt fig. 9. Detta gäller både för stål- och gummiinfordrade trummor. Ökningen överensstämmer väl med värden för ökning av fallhöjd resp. kollisionshastighet enligt fig. 5. Denna parameter bör man således också ta hänsyn till vid konstruktion av barktrumma med låg ljudnivå. I Följande principer för bullerdämpning av barktrummor kan uppställas: Tillverka trumman i styv konstruktion Välj gummiinfodring Undvik.slitsad mantel i hela trumman Välj låg trumhastighet, arbeta med hög fyllnadsgrad Bygg in slitsade delar samt inoch utmatningsöppningar Vibrationsisolera barktrumman från övriga byggnadskroppar genom t ex seperat fundamentering. detta sammanhang bör också konstateras att högsta ljudnivå erhålles när barktrumman har låg fyllnadsgrad. Slutord Av redovisningen ovan framgår att man kan konstruera «tystare» renseriiokaler genom lämpliga åtgärder på maskinutrustningen och i byggnadskroppen. För att nå ett gott slutresultat krävs att all bullrande utrustning i lokalen åtgärdas. I kommande meddelande redovisas åtgärder på hugg- och blåsmaskiner.
Huggmaskin Ljudutstrålningen från odämpade huggmaskiner är mycket hög. Under full drift ligger lj udnivån runt huggar vid 105-120 db (A). Jämför man dessa ljudnivåer med kriterier för olika exponeringstider finner man att hörselskada kan inträda redan vid 20 minuters daglig vistelse utan hörselskydd i denna miljö. Den praktiska erfarenheten av bullerdämpning av huggar är liksom för barktrummor idag mycket begränsad. Nedan ges en kort presentation om huggmaskinens ljudaistring samt provade resp. tänkbara bullerdämpande åtgärder. Bullerutstrålningen från en huggmaskin D~n primära Ijudalstringen i en huggmaskin sker vid huggstålens bearbetning av stockarna. Denna bearbetning medför att direktutstrålat luftljud erhålls från intagsöppningen samt att huggmaskinens stomkonstruktion sätts i vibrationer och utstrålar ljud. I figur l illustreras Ijudalstringen i en huggmaskin av fabrikat KMW typ HH-SOO. Ljudaistringens principer är i stort sett likvärdiga oavsett fabrikat av huggmaskin. Ljudalstringen kan principiellt sägas ske i följande punkter; jfr. siffrorna i figur 1. 1. Kraftigaste bullret alstras vid knivarnas huggingrepp i stocken. 2. Under stockinmatningen och huggningen slår stocken mot inmatningsrännan varvid utstrålas stomljud från ränna och stock. 3. Stötkrafterna som alstras vid huggningen (en ligt punkt 1) leds till hugg- och svänghjulskåporna och ger upphov till stomljud. 4. Flisens bombardemang av kåpväggarna alstrar betydande buller. 5. Roteran de knivar och fläktskovlar ger upphov till " fläktbuller». När huggmaskinen går i tomgång uppträder en ren ton vars grundfrekvens är lika med antalet skovlar och knivar multiplicerat med varvtalet. I figur 2 visas en smalbandsanalys av tomgångsbullret från en HH-SOO hugg fabrikat KMW. Man kan kl art avläsa grundtonen och dess övertoner. Under huggning sjunker intensiteten på grundtonen och den blir inte lika urskiljbar. 6. Flisens smatter mot väggarna i utblåsningsröret till cyklonen samt mot vägg arna i själva cyklonen utgör också betydande ljud källor. 7. Växellådan utgören dominerande ljudkälla vid bullerdämpade huggmaskiner. 8. Odämpad el-motor för huggmaskinens drift kan också utstråla buller som påverkar totailjudnivån runt huggmaskinen. 9. När huggmaskinen är monterad i närheten av ett manöverrum, pausrum etc, kan vibrationer via c:::::j ~u n LJUO _ S 1 0 M ~ J UO Figur 1. Ljudalstringen i en huggmaskin. Siffrorna i denna figur hänvisar till texten. huggmaskinens fundament och byggnadsstommen ge störninga r till dessa utrymmen. Vid extremt High Resolution Auto Spectrum / Hewlett Packard 5420 A Ljudtrycksnivå db rel. 2 _10-5 Pa 120 100 80 60 40 Resolution 1.56 Hz AA ), Vo' ' '" \- V W, \J.I 1 J'vVVW ~VY\J'N I 20 O 200 400 600 800 Figur 2. Smalbandsanalys av tomgångsbuller. Frekvens Hz Huggmaskin fabrikat KMW typ HH-SOO Varvtal n = 300 rpm och 10 st fläktvingar ger grundtonen 50 Hz.,
dåliga grun dläggningsförhållanden kan vibrationer även erhållas i omgivande bebyggelse. Möjligheter alt bullerdämpa huggmaskinen Bullerdämpning av maskinutrustning bör alltid ske primärt dvs maskinen förändras på ett sådant sätt att den ger upphov till minsta möjliga buller och vibrationer. Primära bullerdämpningsatgärder Att konstruera elt huggförfarande som är «tyst«förefaller omöjligt, men man bör ända försöka att minska eller förändra Ijudalstringen i huggingreppet sa att omfattningen av Ijudspridningshindrande åtgärder runt huggmaskinen kan minskas. Sannolikt erhålles lägre Ij udniva om stocken är fixerad i sidled under huggningen. Styrn ing av stocken med drivrullar är t ex en från ljudsynpunkt önskvärd lösning. Förses huggskivan med så stort antal knivar att en el ler flera knivar al ltid är i ingrepp erhålles en bättre fixering av stocken som därmed drivs mera kontinuerligt in i huggen. En huggskiva som bygger pa denna princip har j Sverige utvecklats av Piteå Maskin Industri AB. Huggskivan är försedd med över 100 små knivar monterade enligt figur 3. Här fördelas huggnin gen jämnt i tiden samtidigt som endast en del av stocken huggs i varje skär (ca 50 mm bredd). Tyvärr har inga matningar gjorts i en huggmaskin speciellt av- Figur3. Huggskiva med spiraimonterade korta skär. sedd för denna typ av huggskiva. De knapphändiga mätningar som utförts under huggning med huggskivan monterad i en konventionell huggmaskin visar att främst det lågoch mellanfrekventa ljudet reduceras. Det skulle sannolikt vara enklare att tillverka en «tyst» hugg med den nya huggskivan. Högfrekvent ljud är normalt betydligt lättare att dämpa än det mera lågfrekventa som alstras vid konventionella huggmaskiner. Vid tomgångskörning har konstaterats att den nya huggskivan är betydligt tystare trots att även denna är försedd med fläktvingar för borttransport av flisen, Vanliga huggars breda huggknivar har således dominerande betydelse för Ijudalstringen. Den låga ljudutstrålningen vid tomgång kan kraftigt minska personalens bullerdos genom att hugg maskinernas tomgångskörningstid ofta är mycket stor under arbetspasset. Sannolikt skulle ytterligare sänkning av tomgångs bullret erhållas om fläktvingarna på huggskivan togs bort och flisen transporterades iväg på ett transportband direkt efter att ha passerat huggskivan. Härigenom elimineras också Ij udalstringen som sker vid flisens bombardemang mot kåpväggen, pkt 3 i fig. 1. Detta buller bör man också kunna dämpa genom att förse kåpväggen med ett material med höga inre förluster, exempelvis slitgummi eller en ståtplåt som är vibrationsisolerat infäst i kåpan. Den sistnämnda åtgärden kan liknas vid de dubbla stänkskärmar som förekommer på vissa bilmodeller. Genom att invändigt bekläda ytor med slitgummi minskar transportskadorna på flisen. För att ytterligare minska ljudutstrålningen från kåpväggarna kan de konstrueras av dämpad MPM-plåt eller utvändigt tilläggsisoleras med mineralull och plåt. Sekundära bullerdämpningsåtgärder Minskning av bullret från nuvarande huggmaskiner kan ske på olika sätt, exempelvis: Ljuddämpad inmatningsöppning kompletterad med strålningsdämpning av huggkåpor (beläggning med dämpmassa etc). Huggens drift sker med bullerdämpad el-motor. Ljuddämpad inmatningsöppning samt inbyggd huggmaskin och drivenhet (vanligt för utomhusplacerade huggar). Huggen placeras i separat rum. Figur 4. Huggmaskin med tllläggslsole~ rad kåpa. Av praktiska skäl utföres ofta åtgärder enligt de två senare alternativen vilka även från Ijud- och kostnadssynspunkt ofta är att föredra. Som exempel på strålningsdämpning kan nämnas att i Sverige KMW leverat huggmaskiner med tilläggsisolerade huggkåpor, se figur 4. I detta fall är endast hugg- och svänghjulskåporna utvändigt tillläggsisolerade. Atgarden förutsätter att kunden eller leverantören av inmatningstransportören förser inmatningsöppningen med en ljudabsorberande kammare. Principen för Ijuddämpning framgår av figur 5. Erfarenhetsmässigt vet vi att den typ av ljud absorberande kammare framför huggmaskinen som visas på figuren har mycket god ljuddämpande effekt om den utförs tät och med ljudsluss vid inmatningen. KMW kan idag offerera an läggningar med komplett bullerdämpning enligt ovannämnda princip. Någon komplett referensanläggning finns dock inte. Vibrationsisolering av huggar Huggar avger kraftiga vibrationer under drift och måste därför ställas upp på ett stabilt underlag. Normalt väljs därför ett stort och tungt betongfundament som grundläggs separat. Vid goda grundläggningsförhållanden (berg, morän, pinnmo) ger detta tillräckligt skydd mot vibrationer i byggnaden och omgivande marklager. Vid dåliga grundläggningsförhållanden (uppfylld mark, gammal sjöbotten, lera etc) kan emellertid angränsande mark och bebyggelse sättas j vibrationer, även om betongfundament är grundlagt på pålning. Vi har genom mätningar kunnat konstatera att huggmaskiner vid
Figur 5. Exempel på bullerdämpad hugganläggning. 1. Ljudsluss 2. Ljudabsorberande kammare 3. Strålningsdämpad hugg 4. TIlläggsisolerad flisledning S. Tilläggsisolerad flisficka 6. Returluftledning försedd med gummikompensatorer. extremt dåliga grundläggningsförhållanden kan störa byggnader som ligger 100 m från huggen. I sådana fall är en vibrationsisolerad uppställning av huggen påkailad. Huggen får då ej ställas upp elastiskt på fundamentet, utan följande lösning väljs, se fig. 6. På pålplattan (eller motsvarande stabilt underlag) vilar med elastiska mellanlägg (gummi- eller stålfjäderelement) huggens normala betongfundament. Fjäderelementen dimensioneras så att störningar av lägsgsta uppträdande frekvens isoleras. Detta kräver vanligen en mjuk uppställning men den stora massan i fundamentet medför att huggmaskinens rörelser ändå blir små. Det är också viktigt att fundamentet är helt skilt från byggnadsstommen med öppen fog runt om. Kostnaden för vibrations iso leringen är mycket måttlig och då vissa huggtillverkare rekommenderar denna lösning bör den alltid utföras om man är osäker på grundläggningsförhållandena. Anvisningar för bullerdämpning av huggmaskiner Resultaten av bullerdämpande åtgärder på utrustningen i renserier (t ex barktrumman) visar möjligheten att nå lägre ljudnivåer. Detta har givetvis också ökat krave t på att man konstruerar «tysta» huggmaskiner. Vi kan konstatera ett klart ökat intresse för dessa frågor hos leverantörerna. För att projektera en ny huggmaskin med dagens förutsättningar vill vi ge fö ljande råd. Placera huggen i en separat inbyggnad, förse intagsöppningen med ljudsluss. Alternativt: Dämpa intagsöppningen effektivt t ex med ljudabsorberande kammare. Utför anslutn ing en mellan inmatningstransportör och huggmaskin elastisk (gummimellanläg g eller frikoppling). Anslut den ljudabsorberande kammaren väl mot huggmaskinens inloppslåda. Den del av inloppslådan som är utanför kammaren tilläggsiso leras. Konstruera huggmaskinens stativ och kåpor styva. o Infäst om möjligt alla kåpor och lucko r elastiskt i maskinstativet (med gummimellanlägg). o Tillverka kåpor i dämpad plåt. På stora huggmaskiner kompletteras denna åtgärd med utvändig tilläggsisolering. Förse huggskivan med ett stort antal huggstål så att stocken fixeras bättre och högfrekventare lj udutstrålning erhålles. Atgärden medför också rad ikal sänkning av tomgångsbullret. Utforma fläktvingarna i svänghjulet på bästa aerodynamiska sätt så att uppkomsten av fläktbuller begränsas. Konstruera helst svänghjul utan fläktvingar och låt flisen falla direkt på ett transportband bakom huggskivan. Konstruera stötytan för flisen av material med höga inre förluster, t ex gummi. Tilläggsisolera utloppsrör och flisficka. Frikoppla returluftrör från övriga konstruktioner med gummikompensatorer. Välj att driva huggmaskinen direkt med el-motoren. Förse eventuell växellada med bu 1- lerdämpande huv. o Välj el -motor med lag ljudnivå. Grundlägg hugg maskinen separat med ljudfog runt fundamentet. Vibrationsisolera huggen (vid dåliga grundläggningsförhållanden). Blåsmaskinen - en speciell bullerkälla Den klart enklaste och mest flexibla metoden att transportera flis är med pneumatisk lransportutrustning. Framförallt för att spara energi men också av ljudskäl har man på senare år i vissa fall val t att transpo rtera flisen på gummi transportörer. Blasmaskiner är kraftiga bullerkällor, men det finns idag en bep rövad teknik för hur dessa skall dämpas. Bullret är dä rfö r inget avgörande skäl för att väl ja en alternativ transportteknik. Blåsmaskinens funktion bygger på Roors princip. Ljudalstring ; en Aootsblasare En s k Rootsblasare bestar av tva motroterande kolvar. utförda i form Figur 6. Vibrationsdämpare mellan grundfundamenl och huggmaskinfundament.
av siffran 8, som arbetar inom ett hus med plana gavlar och cylindriska mantelytor. Genom denna konstruktion får man en pulserande kompression av luften i pumphuset, vilken ger upphov till kraftig bullera1string. Man erhåller ett karakteristiskt s k smalbandsbuller med rotortoppfrekvensen samt övertoner till denna och framträdande högre smalbandsfrekvenser, som bildas genom stående vågor och resonansfenomen i rotorhus och ansluten rörledning. Exempel: En blåsmaskin utstrålar en grundton, som har frekvensen to to = 2, X Z2 x n, där ZI = antal rotorer (normalt två) Z, x antal toppar på rotorn (två) n = varvtal (per sekund). Beroende av varvtal och storlek innehåller ljudspektrum olika antal övertoner. Som exempel visas i figur 7 en smalbandsanalys av ljudspektrum från en blåsmaskin med varvtalet 3000 rpm, Övertonernas intensitet är här lika stor som grundtonens även vid mycket höga frekvenser, Bullerutstrålningen från odämpade blåsmaskinanläggningar ger både störningar till omgivande bebyggelse och hörselskadligt buller vid arbetsplatser. Bullerdämpningsprincipen Bullret som alstras i en blåsare utbreder sig dels i inkommande och utgående luftströmmar, dels till rolorhuset som sätts i svängning och utstrålar buller. Principen för bullerdämpningen bör således vara att förhindra bullerutstrålning via in- och utgående rörledning samt minska ljudutstrålningen från rotorhuset. LJ udtrycksnivå db rel. 2 10 -~ Pa 140 '20 100 80 60 40 1----,-- I i, A 1\ Efter slussmataren alstras ljud i törsta hand av flisens smatter mot rörledningarna. I figur 7 illustreras skillnader i Ijudutstrålningen från blåsarens tryckresp. sugsida. Genom att Iryckdifferensen är största på trycksidan är Ijudalstringen här störst. Ljudutstrålningen från blåsmaskinens hölje är beroende av bl a dess massa och styvhet. Generellt kan man säga att Ijudutsirålningen från höljet stiger med varvtalet förutsall konstant tryck. Buller fr~n luftintaget Normalt leveras blåsmaskinanläggningar med absorptionsljuddämpare på luftintagssidan. För blåsmaskinernas lågfrekventa buller har denna typ av ljuddämpare normall begränsad verkan. Absorptionsljuddämparen dämpar inte blåsmaskinens grundton märkbart. Blåsmaskiner bör på sugsidan förses med reaktiva ljuddämpare såsom framgår av figur B. En reaktiv ljuddämpare ger - rätt dimensionerad - mycket god dämpning av det låglrekventa bullret. Denna typ av ljuddämpare har med mycket tillfredsställande resultal installerats i ett flertal cellulosaanläggningar i Sverige. Som exempel kan nämnas: - Värö Bruk - Skoghallsverken - Fiskeby AB, Skärblacka - Hylte Bruk Reaktiva ljuddämpare har sin högsta dämpning inom ett mycket smalt frekvensområde. Vid dimensionering av denna typ av dämpare måste en noggrann beräkning utföras, där Resolution 6.25 H z t-l, J',: - l:: ~'\ : 'V:1,~I, ~l"' IJ~./\C ',r}i';;12 ~, 1~. ; A V\;, f: il ': Ii'! 1 I\/A\ ItJ~ :1i!~j. :)l~.~ ~.vv1[.,1 :\ 1' I "'~"" II! 1," l '''~ dru r ll~ :';Ju 1flJ"IJlIII'1 I '.',I \ J \ If I, ~\: ~ I / ~ 1 ~'\'\: '\1 I ~Iv~\~~r~ ': n n :: :\,.1', 1~'1 \,'v'\' 'J '..",1 v' ","i!., r----- 1- ------- - 1 --' ---!-- - --!- - - - - -- --. l - I I -_._-_. -- 20 -r---- --- ------r - o 500 1000 1500 2000 Z500 j Frekvens Hl Figur 7. Skillnad i ljudtrycksnivå mellan sug- resp. trycksida för odämpad blåsmaskin n = 3000 rpm.6p = 0,3 bar. Översta kurvan := trycksida. Figur 8. Exempel på utformning av reaktiv ljuddämpare. hänsyn tas till rörlängder/dimensioner töre, efter och i ljuddämparna. För att rationelii utföra dessa beräkningar som således omfattar ett stort antal variabla parametrar har ett datorprogram utvecklats vid Ingemansson Akustik. Genom att ljudutstrålningen från blåsmaskiner består av grundtoner och övertoner av smalbandig karaktär måste den reaktiva dämparens smala dämpområden således dimensioneras för att överensstämma med blåsmaskinens toner. För att säkrast kunna dimensionera sin ljuddämpare bör man ha tillgång till en smalbandsanalys av ljudet, dvs en utvärdering som visar ljudets nivå vid varje enskild frekvens. I figur 9 visas skillnaden i utvärdering av samma ljud dels i form av smalbandsanalys dels i form av oktavbandsanalys. 140rr ' 1 1)=--1.,I, -1- -"t-",i--+1 ::: ~--:-: -:~-I -[--r--+---tj BO~, - ~ - -:-- I r//... ---;---... :: ~ -~ ~. -- - il ' I ~! ---+: --+t '-'+- I! 'o ' i I l I I I I I 315 63 125 250 500 1000 2000 4000 l1ooo F'ekvens HI... _,..., "'",--.. _--- - ~ - - - Figur 9. Samma ljudtrycksnivåer från en odämpad resp. dämpad blåsmaskin, redovisade dels I oktavband dels såsom smalbandsanalys.
ljud1<~c~.n ' vi dll,.1 210 5,. '20 -- ~o :- : '-1 1 '---'-~.~-:-- ~- --+._- -----~ - -1,~-~---- 110 - - -!.. ~ t--. ---+ -- -'--- ~-_. - -"t---. -;--... - -- -. ---,- -- 100.... ~ -. ----.1.--- - t 70 ; 1 ->------+~ - 60 ' -. -~~ - - ~ - -- --- - +-- ~ 50---, '.---- t---> Ii i ~I; - ;--: 40 -.L --, I J ------i-------- L ~, -'--'-"-L ~ 11.\ ~ " Il " '" III '" lo) m"'''' m "' '' llijl Te.s beod f,.kv.no H. Figur 10. Blåsmaskin med reaktiv Ijud~ dämpare (enligt figur 8) vid Fiskby AB. 1. Reaktiv ljuddämpare 2. Luftfilter Mätresultat 10 m framför blåsaren. ~ Före åtgärd (blåsaren försedd med absorptionsljuddämpare) --- Efter åtgärd (reaktiv ljuddämpare). Mer än 25 db ljuddämpning Som ett praktiskt exempel på bu llerdämpning av intagsbu llret kan näm~ nas anläggningen vid Fiskeby AB. Vid denna anläggning har man en utomhusplacerad blåsmaskin som gav bullerstörningartill angränsande bostadsbebyggelse. De t dominerande bullret från blåsaren bedömdes härröra från luftintaget trots att detta var försett med en ljuddämpare av absorptionstyp. Eftersom bullret var av lågfrekvent karaktär och hade en ren ton vid 40 Hz bes löts att absorptionsljuddämparen skulle utbytas mot en reaktiv dämpare. Beskrivning av dämparen samt resultat före och efter åtgärd framgår av figur 10. Bullret från blåsmaskinens intagsöppning är idag inte hörbart då buller från maskinhölje och drivmotor dominerar ljudutstrålningen. Som framgår av mätresultaten har ljudnivån vid blåsmaskinens grundton sänkts med 28 db. Buller från utgående ledning Behov av ljuddämpning på blåsmaskinens trycksida beror på det utrymme vari slussmataren är uppställd eftersom bullret <däcker,> ut här. Förses emellertid blåsaren ej med någon form av ljuddämpare erhålles ofta kraftiga resonansljud i flisledningen, främst vid t omgångs~ körning. Blåsmaskiner bör därför alltid förses med ljuddämpare på trycksidan. Ofta levereras blåsmaskinerna med utloppsljuddämpare i form aven trycktank. För att en sådan tank skal l ha avsedd bu llerdämpningseffekt måste den dimensioneras med ut~ gångspunkt från blåsarens driftsdata. Som tidigare nämnts är Ijudalstringen på trycksidan högre än på sugsidan. Genom att ljudutstrå l ningen är extremt hög vid såväl låga som höga frekvenser fås problem med ljudisoleringen i trycktankens vägg. Ljudisoleringen är speciellt otillräcklig vid höga frekvenser vi lket medför att tanken uppträde r som en ljudkälla i uppställningsrummet För att eliminera detta problem krävs att en absorptionsljuddämpare monteras mellan blåsaren och tanken eller att tanken tilläggsisoleras. Mer än 65 db(a) bullersänkning Typiska an läggningar där det ställs höga krav på bullerdämpning av Roots~mask i nens trycksida är såda ~ na där den används som vakuumpump. I vakuumanläggningar är det ofta kravatt utloppsluften leds ut i det fria. Detta innebär att utloppssidan (trycksidan) måste förses med goda ljuddämpare. Exempel på sådana installationer som innehåller Roots-maskiner är större verkstäders punktutsugningssystem för slipmaskiner, dammsugningsaggregat etc. Här är det frågan om betydligt m indre blåsare än vad som normalt nyttjas i ce llulosaindustrin. Ljuddämpningen och ljudaistring är dock likvärdig. Vid Kemostål AB i Göteborg håller man, i samarbete med Ingemansson Akustik, på att utveckla.. tysta.. kompletta utsugningsaggregat Målet är att ljudnivån på 1 m:s avstånd runt det med Roots-kompressorer försedda aggregatet ej skall överstiga 70 db(a). Denna nivå ska ll även klaras vid luftutloppet. Den första leverade anläggningen låg vid 68 db(a). Detta goda resultat har man uppnått genom att på Roots-maskinens utloppssida montera ljuddämpare där man kombinerar reaktiv och resistiv (absorptions-) ljuddämpning. Härigenom har extremt god Ijuddämpning erhåll its. I figu r 9 redovisas uppmätt ljud dämpning av utloppsljudet vid en provanläggning. Genom att ljudgenereringen i blåsmaskinen är extremt hög mås te man vid dimensionering av de anslutna ljuddämparna även se till att ljudisoleringen i ljuddämparnas hölje är tillräcklig. Dm höljets ljudisolering är låg måste hela inbyggnaden ru nt aggregatet och dämparen utföras med mycket god ljudisolering, vilket leder ti ll höga kostnader. Anvisningar för bullerdämpning av blåsmaskininstallationer Sammanfattningsvis vil l vi ge följande råd vid bullerdämpning. Vid nyprojektering ; begär Ijuddata för blåsmaskinanläggningen och för in bindande garantitext i köpekontraktet. Placera blåsmaskinerna i separat maskinrum utfört med tunga väggkonstruktioner. Om personal måste vistas längre tidsperioder i närheten av slussmataren, placera denna i separat utrymme. Montera en god ljudabsorbent på m inst 50% av ma~ skinrummets tak- och väggytor. Förse maskinrummet med en dörr/ portkonstruktion som har ett medelreduktionstal av Rm>30 db. Undvik att ha fönster i maskinrummet. Utforma maskinrummets ventilationsöppningar med Ijudfäl lor. Montera ljuddämpare både på tryck- och sugs idan nära blåsaren. Välj typ av ljuddämpare med hänsyn till lj ud data och Ijudkrav. No rmalt är reaktiva ljuddämpare att föredra. På trycksidan ev. kompletterad med absorptionsdämpare. Förse blåsmaskinens anslutande rör med gummikompensatorer, Rören infästs elastiskt till byggnaden för att undvika stomljud. Isolera blåsmaskinen från byggnadsstommen genom vibrationsisolering eller dilatationsfog. Lägg utgående rörledn ing un der jord så långt som möjligt. Gör utvändig isolering med mineralull och plåt av den rörledning som går ovan jord. Välj atttillverka deflektorn samt de tio sista metrarna av flisledningen i dämpad plåt för att minska ljudutstrålningen från mynningen. Förse deflektorn invändigt med slitgummi.
INGEMANSSON AKUSTIK Göteborg, htnudkonlor: VaSlj.!oraRarall J I J Box 530J7, 40() /4 GOfeho'!! lp/don vdxcl OJ I /8/ Of) o{) Telex 21740 ",v'gac S Stockholm: Uf'plagsvägen 10, Box 42140, 126 12Srockholm Teh/an 081744 57 80 Malmö: ABC-Hmell Johl/ ErtCHOfIJ väg, 2176/ Ma lmo 7f/doll 04017/V 35 Örnsköldsvik: NYJ!,aran 17, 89/ {jo OmJ/..rild.mi... Te/('Iim ()660182 I 75