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Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Christian Eulitz
Möhler + Partner Ingenieure AGBeratung in Schallschutz und Bauphysik
München – Augsburg – [email protected]
Entwicklungsszenarien für tieffrequenteGeräusche in Wohnumgebungen
Folie Nr. 1
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Ausgangslage und Motivation
Tieffrequente Geräuschquellen
Immissionen und bauakustische Aspekte
Ausbreitungsberechnungen
Ergebnisse der Entwicklungsszenarien
Wesentliche Erkenntnisse
Folie Nr. 2
Übersicht
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Tieffrequente Konfliktfälle haben in der Vergangenheit zugenommen
Behördenabfrage UBA-Machbarkeitsstudie, veröffentlicht 2014
Wie wird es in Zukunft weitergehen? Entwicklungsszenarien
Ausgangslage und Motivation
Folie Nr. 3
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Vielzahl an tieffrequenten Geräuschquellen mit ähnlicher Technologie
Folie Nr. 4
Emissionen – Tieffrequente Geräuschquellen
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
mechanisch bewegte Teile
größere schwingfähige oder rotierende Massen
Verbrennungsprozesse, z. B. niedrig drehende Verbrennungsmotoren
Geräte mit Stromnetzfrequenz, z. B. Elektromotoren, Trafos
mechanische Veränderung von Flüssigkeiten und Gasen, z. B. Ventilatoren,
Verdichter, Pumpen
Technologien, die in unserer Umgebung in den verschiedensten Geräten und
Anlagen vorhanden sind
Quellen, Technologien
Folie Nr. 5
Nichts neues?
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
die Auswirkungen auf unser Wohnungsumfeld
stationäre Anlagen mit dauerhafter Betriebsweise Mitten in den Wohnbauflächen,
an und innerhalb von Wohngebäuden
die zunehmende Anzahl und Diversifikation der Geräte
die zunehmende Anzahl an Beschwerdefällen
Neu sind…
Folie Nr. 6
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Schaltpunkte (An oder Aus), Lastspitzen, tonale Komponenten und Modulationen
Kennzeichnende GeräuschemissionenBeispiel BHKW
Folie Nr. 7
dp = 40mLAeq =39 dB(A)MI/MD
AUS AN AUS
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Schaltpunkte (An oder Aus), Lastspitzen, tonale Komponenten und Modulationen
Kennzeichnende GeräuschemissionenBeispiel BHKW
Folie Nr. 8
dp = 40mLAeq =39 dB(A)MI/MD
AUS AN AUS
FFTdf = 1,56 Hz
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Gemeinsame Technologien
Verschiedenste Anlagen mit spezifischen Geräuschverhalten
Recherche zu Emissionen zeigt
Herstellerangaben meist A-bewertete Summenschallleistungen
nur für wenige Anlagentypen gute Datenbasis für tieffrequentes
Geräuschverhalten (z.B. Windkraftanlagen mit lastabhängigen Terzbandpegeln)
Um allgemeingültige Ergebnisse prognostizieren zu können, werden gemeinsame
akustische Eigenschaften herangenzogen
Mittlere charakteristische Terzbandpegel
Feststellungen zu Emissionen
Folie Nr. 9
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Größte Anzahlverbreitung in Mustergebieten: Klimageräte und Luftwärmepumpen
Pauschale Emissionsminderung in verschiedenen Baugebieten
Welche Emissionen wurden für dieEntwicklungsszenarien verwendet?
Folie Nr. 10
Quelle: Recherche N=36 OktavenPrognose: Ecoaircon EU
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Größte Anzahlverbreitung in Mustergebieten: Klimageräte und Luftwärmepumpen
Pauschale Emissionsminderung in verschiedenen Baugebieten
Welche Emissionen wurden für dieEntwicklungsszenarien verwendet?
Folie Nr. 11
Quelle: Recherche N=36 OktavenPrognose: Ecoaircon EU Quelle: UBA-Texte 71/2014 mit Recherche
Prognose: BWP-Branchenstudie 2015
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Spezifisch geminderte Schalldämmung der Gebäudehüllen
z. B. R‘w Fenster
DIN EN ISO 16283-3
Spektrumanpassung
DIN EN ISO 717-1
Schwachpunkt Elemente, Fenster, Türen
ImmissionenSchalldämmung der Außenbauteile
Folie Nr. 12
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Schalldämmung R‘w und Spektrumanpassungen nach DIN EN ISO 717-1 keine Aussage
für Verhalten im tieffrequenten Bereich
ImmissionenNutzung des erweiterten Bereichs?
Folie Nr. 13
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Raumresonanzen
Innerhalb der Räume
Folie Nr. 14
ab f > 15 Hz (sehr große Räume)bzw. 55 Hz (kleine Räume)
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Schalldämmung von Bauteilen im tieffrequenten Bereich vermindert
mittel-/ hochfrequente Anteile werden stärker bedämpft, der Klang verändert sich
Kennwerte der Außenbauteile wie Einzahlwert von Schalldämmung und
Spektralanpassungswerte sind für den tiefrequenten Bereich ungeeignet
Lokale Überhöhungen entstehen durch Raumresonanzen
Individuelle Eigenschaften des Immissionsortes
Keine normativen Standards vorhanden
Entwicklungsszenarien auf Grundlage von Außenpegelnà Bewertung
Konfliktpotential mittels Außenpegel
Feststellungen zu Immissionen
Folie Nr. 15
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Kriterium für dieBewertung tieffrequenter Geräusche
Folie Nr. 16
63
55,5
48
40,5
33,5 33 33,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
25 31,5 40 50 63 80 100
Terz
-Beu
rtei
lung
speg
el[d
B]
Terzmittenfrequenz [Hz]
P5%-Perzentil-Hörschwelle
P10%-Perzentil-Hörschwelle
P25%-Perzentil-Hörschwelle
P50%-Perzentil-Hörschwelle
P75%-Perzentil-Hörschwelle
P90%-Perzentil-Hörschwelle
P95%-Perzentil-Hörschwelle
Hörschwellenkurve
Hörschwellenkurve mit Zuschlag derAnhaltswerte
Lärmkartierung der tieffrequenten Konfliktpotentialen
roter Bereich, wenn LTerz,r > LHS + ΔL1 gemäß Beiblatt 1 zu DIN 45680[1997]
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Transmission -der Ausbreitungsweg
Folie Nr. 17
Normative Berechnungen der Schallausbreitung von Anlagengeräuschen in
Deutschland mit DIN EN ISO 9613-2 (geometrisch-empirisches Verfahren)
Einsatz alternativer Verfahren zur Schallausbreitungsberechnung untersucht
Numerische Methoden (FEM/BEM)
Nord2000
CNOSSOS-EU Industrial Noise
ISO 9613-2
f [Hz]
Gena
uigk
eitu
ndRe
chen
aufw
and
1 10 100 1000 10000
Tieffrequenter Bereich
Ray tracing / SEA
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
VergleichsberechnungenTeilbaugebiet 90 x 90 m², fTerz =50 Hz, 4 LWP
Folie Nr. 18
ISO 9613-2 Nord2000BEM
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Pegelbereichein dB(A)
Baugebiete
Folie Nr. 19
Reines Wohngebiet
Allgemeines Wohngebiet
Dorfgebiet
Bestand (2015) Prognose (2030)
Bestand (2015) Prognose (2030)
Prognose (2030)Bestand (2015)
Untersuchung der
Geräuschentwicklung in typischen
Baugebieten durch typische
tieffrequente Schallquellen
Gebietsgröße, je ca. 500 x 500 m²
Absatzprognosen als Grundlage für
Quellenanzahl
Berechnung der Schallausbreitung mit
ISO 9613-2 gemäß TA Lärm und
alternativ mit Nord2000
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
25 Hz
Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?
Folie Nr. 20
25 Hz
Bestand (2015) Prognose (2030)
exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
25 Hz31,5 Hz
Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?
Folie Nr. 21
25 Hz
Bestand (2015) Prognose (2030)
31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz50 Hz
exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
25 Hz31,5 Hz
Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?
Folie Nr. 22
25 Hz
Bestand (2015) Prognose (2030)
31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz50 Hz63 Hz
exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
25 Hz31,5 Hz
Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?
Folie Nr. 23
25 Hz
Bestand (2015) Prognose (2030)
31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz80 Hz50 Hz63 Hz80 Hz
exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
25 Hz31,5 Hz
Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?
Folie Nr. 24
25 Hz
Bestand (2015) Prognose (2030)
31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz80 Hz100 Hz50 Hz63 Hz80 Hz100 Hz
exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Tieffrequente Konfliktpotentialein Baugebieten
Folie Nr. 25
Abnahme der Schutzwürdigkeit
Bestand (2015) Bestand (2015) Bestand (2015)Prognose (2030) Prognose (2030) Prognose (2030)
63 Hz
25 Hz
Reines Wohngebiet Allgemeines Wohngebiet Dorfgebiet
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Wesentliche Erkenntnisse
Folie Nr. 26
Übliche Ausbreitungsmodelle im großskaligen Maßstab geeignet, bei sehr tiefen
Frequenz und in der Detailbetrachtung ungenau
akustische Eigenschaften der Schallquelle und in den Wohnräumen sind durch die
Angabe der vorhandenen Einzelwerte (z.B. LwA, R‘w) nicht ausreichend bestimmt für
tieffrequente Geräusche
Nur wenige tieffrequente Emissionsdaten der Produkte (kaum Emissionsspektren mit
tieffrequentem Bereich)
Diversifikation der Geräte führt zu ungewohnten Klängen
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Wesentliche Erkenntnisse
Folie Nr. 27
Konflikte mit tieffrequenten Geräuschen werden im Wohnungsumfeld in
Zukunft deutlich zunehmen
Maßgebendes Konfliktpotential bei Frequenzen größer 50 Hz
Im Bestand eher kleinräumige Konfliktbereiche, die Prognose lässt größere
Konfliktbereiche erwarten
Quellortung kommt in Zukunft im Konfliktfall eine zentrale Bedeutung zu
(Welche Quelle brummt hier?)
Zunahme des tieffrequenten Geräuschkonfliktpotentials WRàWAàMD
aufgrund des höheren Schutzniveaus
Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Folie Nr. 28