EU-Schallleistungsverordnung für Staubsauger
Letzte Woche fand sich einer unserer Produktmanager mit einem Maßband auf dem Boden kriechend wieder. Im September 2017 trat eine neue EU-Richtlinie in Kraft, die den Lärm von Staubsaugern regelt. Unter besonderer Bezugnahme auf den Schallleistungspegel haben wir die Richtlinie überprüft.
Ein Punkt fiel mir ins Auge und die Frage folgt: „Wie misst man einen maximalen Schallleistungspegel von 80 dB (A) und hält sich an die Richtlinie?“ Meiner Meinung nach sind die relevanten Themen der Testaufbau und die Dokumentation. Nachfolgend habe ich die wichtigsten Punkte aufgelistet und einfach erklärt, was getan werden muss, um sicherzustellen, dass der Lärm des Staubsaugers, den Sie testen, innerhalb der Verordnung liegt.
Zuerst die Definition: Was ist Schallleistung?
Wikipedia bietet eine Definition von Schallleistung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schallleistungspegel LW die Schallabgabe (d. h. den von einer Schallquelle erzeugten Schall) charakterisiert und unabhängig von den akustischen Eigenschaften der Umgebung sowie vom Abstand zwischen der Quelle und dem Messpunkt ist. Im Gegensatz dazu beschreibt der Schalldruckpegel Lp die Schallimmission (d. h. den von einem Beobachter gehörten Schall) am Messpunkt.
Der Unterschied zwischen Schallleistung und Schalldruck kann mit einer Analogie zu einer elektrischen Heizung erklärt werden: Die Wärmeleistung eines Heizkörpers wird in kW angegeben und beschreibt somit die Quelle. Dies ist ein konstanter Wert und entspricht in der Analogie dem Schallleistungspegel. Die Temperatur an einer Position im Raum entspricht in der Analogie dem Schalldruck und hängt vom Abstand zwischen der Quelle und dem Messpunkt, dem Volumen und den Isolationseigenschaften des Raums und vielen anderen Parametern ab.
Wie messe ich den Lärm eines Staubsaugers und was brauche ich?
Mit einem Schallpegelmesser können die Emissionen einer Schallquelle, wie z. B. in diesem Fall eines Staubsaugers, schnell und einfach bestimmt werden. Die Schallleistung muss gemäß den Spezifikationen der Verordnung (EU) Nr. 666/2013 der Europäischen Kommission bestimmt werden. Das bedeutet, dass der Schallleistungspegel kleiner oder gleich 80 dB(A) sein muss. „Schallleistungspegel“ ist definiert als Luftschallemissionen, ausgedrückt in dB(A) und gerundet auf die nächste ganze Zahl. Also sind eigentlich 80,4 dB(A) noch innerhalb der zulässigen Grenze.
Benötigte Ausrüstung:
- Schallpegelmesser
- Messmikrofon
Wie sieht die Testumgebung aus und wie kann ich sie selbst einrichten?
Es gibt mehrere Normen, die das genaue Verfahren zur Durchführung der Messung definieren. Dazu gehören ISO 3744 und IEC 60704-2-1:2014 sowie länderspezifische Normen wie ANSI-ASA S12.54 für Amerika, DIN EN ISO 3744 für Deutschland und BS EN ISO 3744 für Großbritannien. Ein umfassendes Verständnis dieser Normen sowie der EU-Verordnung 666/2013 ist für die Einhaltung erforderlich.
Ich empfehle Ihnen, die Normen zu lesen und sich immer darauf zu beziehen. Hier sind jedoch einige Tipps für den Anfang:
Die Testumgebung
Die Testumgebung kann sich im Innen- oder Außenbereich befinden. Die ideale Umgebung ist auf dem Boden in einem großen offenen Raum oder einer halbfreien Kammer (Freifeld über einer reflektierenden Ebene1). Stellen Sie in einem Außenbereich sicher, dass es nicht zu heiß, zu kalt, zu feucht, zu trocken, windig, regnerisch, schneereich usw. ist. All dies könnte den erzeugten und gemessenen Schall beeinflussen.
Es sollten Vorkehrungen getroffen werden, um jegliches Klappern aufgrund von nahegelegenen Objekten (z. B. Möbeln) oder Strukturen (z. B. Fenstern) zu vermeiden, die während des Tests vibrieren.
Um unerwünschte Reflexionen von nahegelegenen Objekten, Wänden und der Decke sowie jegliche verbleibenden Hintergrundgeräusche zu berücksichtigen, sollten Messkorrekturen angewendet werden.
Die Umgebung muss einen konstanten, niedrigen Hintergrundlärm aufweisen. Vermeiden Sie laute Umgebungen und Bereiche, in denen impulsive Geräusche erzeugt werden, wie z. B. Fabrikmaschinen, die sich ein- und ausschalten, vorbeifahrende Autos, sprechende Arbeitskollegen usw. Wenn der Hintergrundlärm zu hoch oder zu impulsiv ist, ist die Umgebung für die Messung des Schallleistungspegels nicht geeignet.
Vermeiden Sie auch Umgebungsbedingungen, die sich nachteilig auf die für die Messungen verwendeten Mikrofone auswirken könnten (z. B. starke elektrische oder magnetische Felder, Wind, Luft, die vom Staubsauger auf das Mikrofon bläst, hohe oder niedrige Temperaturen).
1) Ein Freifeld über einer reflektierenden Ebene ist ein Schallfeldbereich mit einem Boden, der Schall reflektiert, und ohne angrenzende reflektierende Oberflächen. In der Praxis ist ein akustisches Freifeld ein Feld, in dem der Einfluss von Reflexionen an den Grenzen oder anderen störenden Objekten über den interessierenden Frequenzbereich vernachlässigbar ist.
Messen des DUT-Lärmpegels
Positionieren Sie zehn Mikrofone entlang einer Hüllkurve um den DUT (Halbkugelkonfiguration), jedes mit einem Abstand von vorzugsweise 2 Metern und mindestens 1,5 Metern von der Mitte des Teppichs.
Schalten Sie den DUT ein. Messen und speichern Sie an jeder der zehn festgelegten Messpositionen den Lärmpegel5 für 30 Sekunden.
Klicken Sie hier für weitere Informationen zu Frequenzbewertungen für Schallpegelmessungen.
5) LAeq ist der Schallpegel in Dezibel, der der gesamten A-bewerteten Schallenergie entspricht, die über einen bestimmten Zeitraum gemessen wurde.
Bereit für den Test
Führen Sie den neuen Staubsauger vor dem ersten Test mindestens 2 Stunden lang mit uneingeschränktem Luftstrom, um ein ausreichendes Einlaufen zu gewährleisten. Stellen Sie bei aktiven Düsen sicher, dass die Rüttelvorrichtung läuft, aber keinen Kontakt mit dem Boden hat.
Leeren Sie bei Bedarf den Staubsauger, auch bekannt als Device Under Test (DUT), und reinigen Sie die Filter, bevor Sie beginnen. Es sollten die gleichen Einstellungen am DUT verwendet werden, die auch während der Staubaufnahme auf dem Teppichtest verwendet wurden.2 Stellen Sie die Bedienelemente auf die maximale Position für den normalen Betrieb ein. Schließen Sie alle Bypass-Luftöffnungen, die zur Reduzierung der Saugleistung verwendet werden. Wenn eine Boost-Funktion am DUT verfügbar ist, aktivieren Sie diese während der Messung nicht.
Platzieren Sie den DUT in der Mitte eines Teppichs, der auf einem Standard-Hartboden platziert ist.3 Die Norm EN 60704-2-1:2014 definiert, dass die Größe des verwendeten Teppichs 1 m × 1 m betragen sollte. Der Teppich sollte ein Wilton-Teppich4 mit den folgenden Spezifikationen sein:
Der DUT muss mit einem Mindestabstand von 1 m zwischen jeder Oberfläche (einschließlich hervorstehender Teile) des DUT und der nächsten Wand platziert werden.
2) Wie in der EU-Verordnung 666/2013 referenziert.
3) Ein Standard-Hartboden hat einen Schallabsorptionskoeffizienten von weniger als 0,1 und eine Flächendichte von mindestens 50 kg/m2. Ein 5 cm dicker Betonboden sollte geeignet sein.
4) Ein Wilton-Teppich ist ein Teppich, der auf einem Jacquard-Webstuhl mit Schlaufen wie ein Brüsseler Teppich gewebt wird, bei dem die Schlaufen jedoch geschnitten sind, um einen dichten, samtigen Flor zu bilden.
Messkorrekturen
Auswahl des Raums
Der Nachhalltest kann nur in einem Raum verwendet werden, der ungefähr eine kubische Form hat und im Wesentlichen leer ist. Die Raumlänge und -breite sollten jeweils weniger als das Dreifache der Deckenhöhe betragen. Die Raumtemperatur muss zwischen 15 °C und 30 °C liegen.
Der Nachhalltest
In dem Fall, in dem der DUT mit einer oder mehreren schallreflektierenden Oberflächen in der Nähe positioniert ist, messen Sie die Nachhallzeit zweimal an jeder von drei Mikrofonpositionen. Sie erhalten insgesamt 6 Messwerte. Die Umgebungskorrektur für den Nachhall, K2, die von der gemessenen Lärmpegelimmission des DUT subtrahiert werden kann, wird wie folgt berechnet:
wobei
A die äquivalente Schallabsorptionsfläche des Raums in Quadratmetern ist;
S die Fläche der Oberfläche der Messhalbkugel in Quadratmetern ist.
A wird mit der Sabine-Nachhallzeitgleichung berechnet:
wobei
V das Volumen des Testraums in Kubikmetern ist;
Tn die gemessene Nachhallzeit in Sekunden ist.
Der Test des verbleibenden Hintergrundlärms
Messen und speichern Sie an jeder der zehn festgelegten Messpositionen den Hintergrundlärmpegel für 30 Sekunden. Diese Umgebungskorrektur für Hintergrundlärm, K1, kann von dem vom DUT gemessenen Lärmpegel subtrahiert werden.
Es wird empfohlen, den Raum während der Messung zu verlassen, damit jeglicher vom Bediener erzeugte Lärm die Messung nicht beeinträchtigt.
Klicken Sie hier für weitere Informationen zur Messung!
Was muss ich bei der Dokumentation der Schallleistungsmessergebnisse beachten?
Es gibt einige sehr gute Softwareprogramme, die die Berechnung, Auswertung und Visualisierung der Daten unterstützen und die Möglichkeit bieten, einen Messbericht zu erstellen. Die von Ihnen gewählte Softwarelösung muss auch Korrekturberechnungen (Hintergrundlärm- und Raumnachhallkorrektur) ermöglichen.
Folgendes sollte im Messbericht enthalten sein:
- Beschreibung des Prüflings einschließlich Alter, Zustand und Historie des Produkts
- Beschreibung der Messumgebung
Links zu diesem Thema:
Elektrische Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Prüfverfahren zur Bestimmung der Luftschallemission:
Diese Verordnung legt Ökodesign-Anforderungen für das Inverkehrbringen von elektrisch betriebenen Staubsaugern, einschließlich Hybrid-Staubsaugern, fest.
Ab dem 1. September 2017 müssen Staubsauger die folgenden Anforderungen erfüllen:
- der jährliche Energieverbrauch muss weniger als 43,0 kWh/Jahr betragen,
- die Nenneingangsleistung muss weniger als 900 W betragen,
- die Staubaufnahme auf Teppich (dpuc) muss größer oder gleich 0,75 sein. Diese Grenze gilt nicht für Hartbodenstaubsauger,
- die Staubaufnahme auf Hartboden (dpuhf) muss größer oder gleich 0,98 sein. Diese Grenze gilt nicht für Teppichstaubsauger,
- die Staubrückemission darf nicht mehr als 1,00 % betragen,
- der Schallleistungspegel muss kleiner oder gleich 80 dB(A) sein,
- der Schlauch, falls vorhanden, muss so haltbar sein, dass er nach 40 000 Schwingungen unter Belastung noch verwendbar ist,
- die Lebensdauer des Betriebsmotors muss größer oder gleich 500 Stunden sein.