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Lärmwirkungen, Rechtsgrundlagen zur Lärmminderung undMöglichkeiten der Geräuschminderung
Karl LuberMÜLLER-BBM
Berlin, 6.Oktober.2011
2
Inhalt• Lärm:
Definition, Skalierung, Wirkung• Rechtsgrundlagen:
Bundesimmissionsschutzgesetz, Umgebungslärmrichtlinie (Umsetzung EU-Recht)
• Berechnungsbeispiele Straßenverkehrsgeräusche• Möglichkeiten der Geräuschminderung:
– Abschirmeinrichtungen– Gebäudeanordnung und Grundrissgestaltung– Verkehrliche Maßnahmen– Schallschutzfenster– Maßnahmen an der Quelle
3
Lärm
• Definition:(Wikipedia) ital. all'arme, „zu den Waffen“ „Alarm“
• Kurt Tucholsky: „Lärm ist das Geräusch der anderen.“
• Oft gehört:Kinderlärm ist Zukunftsmusik
• Lärm = Schall mit subjektiver Wertung
4
Lärm
• Skalierung:– Schall: hörbare Lufdruckschwankungen– logarithmische Skala in dB
Situation bzw. Schallquelle
Entfernung von Schallquelle bzw. Messort
Schalldruck p in Pascal
unbewerteter Schalldruckpegel Lp in Dezibel
Theoretisches Limit für verzerrungsfreien Schall
101325 Pa (Normaldruck)
194 dB
Düsenflugzeug 30 m 630 Pa 150 dBGewehrschuss 1 m 200 Pa 140 dBSchmerzschwelle am Ohr 100 Pa 134 dBDiskothek am Ohr 2 Pa 100 dBPKW 10 bis 20 m 0,02 – 0,2 PA 60 - 80 dBNorm. Unterhaltung 1 m 2*10-3 – 2*10-2
Pa 40 - 60 dB
Ruhiges Atmen am Ohr 6,32*10-5 Pa 10 dBHörschwelle (2kHz) am Ohr 2*10-5 Pa 0 dB
Quelle: Wikipedia
5
Lärm
• Lärmwirkungen:Art und Umfang der Gesundheitsbeeinträchtigungen sind Schallpegelabhängig
• Ursache Wirkungsbeziehungen:– sind bezüglich der Schädigung des
Hörvermögens sehr genau erforscht Lärmpegel, Einwirkungsdauer, Ohrschädigung [LärmVibrationsArbSchV vom 06.03.2007]
– unterliegen unterhalb der Schwelle zur Hörschädigung vielen Faktoren.Lärm gilt als gesundeitsgefährdender Stressor
6
Lärm
7
Lärm
• Straßenverkehr ist DIE dominante Lärmquelle in Deutschland
• Straßenverkehrslärm ist Gegenstand einer Vielzahl gesetzlicher Vorschriften und technischer Regelwerke, z. B. innerhalb- des Baugesetzbuches [DIN 4109 “MAP”]- des Bundesimmissionsschutzgesetzes
8
BImSchG
Vierter Teil, §§ 41- 43
Bau und Änderung von Straßen und Schienenwegen
Sechster Teil,§ 47 a-f
Lärmminderungsplanung
16. BImSchVVerkehrslärmschutzverordnung
24. BImSchVVerkehrswege-
Schallschutzmaßnahmenverordnung
34. BImSchVVerordnung über die Lärmkartierung
Aktionsplanung ??
RLS-90, Schall03
Bekanntmachung der Vorläufigen
Berechnungsverfahren im Bundesanzeiger
Bundesimmissionsschutzgesetz
9
Bundesimmissionsschutzgesetz
• Schutz von Menschen, Tieren, Pflanzen, Boden, Wasser, Atmosphäre, Kultur- und sonstige Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen und Vorbeugung vor dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen (§1)
10
Bundesimmissionsschutzgesetz
Vierter Teil. Beschaffenheit und Betrieb von Fahrzeugen, Bau und Änderung von Straßen und Schienenwegen, §§ 38-43
• § 41 Straßen und Schienenwege• § 42 Entschädigung für Schallschutzmaßnahmen• § 43 Rechtsverordnung der Bundesregierung
11
Durchführungsverordnungen…für den Bau und die wesentliche Änderung von Straßen und Schienenverkehrswegen:
• 16. BImschV Verkehrslärmschutzverordnung§ 1 Anwendungsbereich§ 2 Immissionsgrenzwerte§ 3 Berechnungsverfahren
• 24. BImschV Verkehrswege-Schallschutzmaßnahmenverordnung§ 1 Anwendungsbereich§ 2 Art der Schallschutzmaßnahmen§ 3 Umfang der Schallschutzmaßnahmen
12
Berechnungsverfahren
… für den Bau und wesentliche Änderung von Straßen: Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen - RLS-90
• Berechnungsverfahren zur Geräuschprognose• Beurteilungszeiträume Tag (6-22 Uhr) und Nacht
(22–6 Uhr)• Beurteilungspegel Lr (Mittelungspegel zzgl.
Zuschläge für Kreuzungen)• Vertikale Differenzierung der Immissionsorthöhe• Kein Spitzenpegelkriterium
13
Bundesimmissionsschutzgesetz
Sechster Teil. Lärmminderungsplanung• § 47a Anwendungsbereich • § 47b Begriffsbestimmungen• § 47c Lärmkarten• § 47d Lärmaktionspläne• § 47e Zuständige Behörden• § 47f Rechtsverordnungen
14
Bundesimmissionsschutzgesetz
Nach Übergangsregelungen gilt die Umsetzung der EU-Umgebungslärmrichtline in deutsches Recht:
• Erstellung von strategischen Lärmkarten für Ballungsräume, Hauptverkehrsstraßen, Haupt-eisenbahnstrecken und Großflughäfen (§ 47c); bis zum 30.6.2012 und danach alle 5 Jahre
• Erstellung von Lärmaktionsplänen (§ 47d); bis zum 18.07.2013 für sämtliche Ballungsräume Hauptverkehrsstraßen und -eisenbahnstrecken
• Festlegung der zuständigen Behörden (§ 47e)• Konkretisierung durch Rechtsverordnungen
(§ 47 f), z. B. Festlegung von Kriterien für Maßnahmen in Aktionsplänen
15
Durchführungsverordnungen…für die Lärmminderungsplanung:• 34. BImSchV
Verordnung über die Lärmkartierung, u. a.§ 1 Anwendungsbereich§ 2 Lärmindizes§ 4 Ausarbeitung von Lärmkarten§ 5 Berechnungsverfahren§ 7 Information der Öffentlichkeit
• ??. BImschV zur Lärmaktionsplanung- wird es voraussichtlich nicht geben- unterschiedliche Regelungen auf Länderebene- unterschiedliche Auslösewerte / Kriterien zurFestlegung von Schallschutzmaßnahmen
16
Berechnungsverfahren…für die Lärmminderungsplanung:
Bekanntmachung der Vorläufigen Berechnungsverfahren für den Umgebungslärm im BundesanzeigerVBUSch, VBUS, VBUI, VBUF, VBEB
• Berechnungsverfahren zur Geräuschprognose (VBUS in Anlehnung an die RLS-90)
• Mittelungspegel• Lärmindizes LDEN und LN• Berechnungshöhe h = 4 m• Kein Spitzenpegelkriterium
17
Berechnungsverfahren
Lärmindex LDEN
1010
105
10 108104101224110
NightEveningDay LLL
DENL log
mitLDay: 06.00 – 18.00 UhrLEvening: 18.00 – 22.00 UhrLNight: 22.00 – 06.00 Uhr
18
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Emissionspegel: - Schallschutz an der Quelle
19
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Pegelminderung auf dem Schallausbreitungsweg: - Schallabschirmende Hindernisse
20
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Mittelungspegel am Immissionsort: - Passiver Schallschutz
21
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Emissionspegel
EStgStrovmEm DDDDLL 25
,
22
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Emissionspegel
EStgStrovmEm DDDDLL 25
,
‚Referenz‘-Mittelungspegel in 25 m Abstand:- Reduktion der Verkehrsstärke- Reduktion Lkw-Anteil
23
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Emissionspegel
EStgStrovmEm DDDDLL
25,
Korrektur für Höchstgeschwindigkeit:- Reduktion der Fahrgeschwindigkeit
24
BerechnungsverfahrenLärmminderungsplanung: VBUSMittelungspegel eines Teilstückes
metreflzBMslEmim DDDDDDLL ,max,,
Emissionspegel
EStgStrovmEm DDDDLL 25
,
Korrektur für unterschiedliche Straßenoberflächen:- geräuschmindernde Fahrbahnbeläge
25
Einordnung von Pegeldifferenzen
L = ± 1 dB gerade wahrnehmbar
L = ± 3 dB deutlich wahrnehmbar
L = ± 10 dB doppelte/halbe Lautstärke
StraßenverkehrsgeräuscheEinordnung von Pegeln1 Pkw/h, 80 km/h, 25 m, DStrO=0 dB Leq = 35 dB(A)
Leq = 49 dB(A) 25 Pkw/hDStrO=-6 dB Leq = 49 dB(A) 100 Pkw/h
1 Lkw/h, 80 km/h, 25 m, DStrO=0 dB Leq = 42 dB(A)Leq = 49 dB(A) 5 Lkw/h
DStrO=-6 dB Leq = 49 dB(A) 20 Lkw/h
26
Minderung d. StraßenverkehrsgeräuscheReduzierung der Verkehrsmenge M
)(35,0log10~ 121
2 AdBLMMdBMMLMPak
Vergrößerung des Abstandes s
)(42log3,131~ 121
233,1 AdBLssdBs
sLs
Pak
Reduzierung der Geschwindigkeit v, nur Rollgeräusch
)(38,0
)(95,0log30~
12
121
23
AdBLvv
AdBLvvdBvvLvPak
Abschirmmaßnahmen )(15...0 AdBL
Fahrbahnbelag
SMA LA 0/8
DSH-V 0/5
ZWOPA
SMA LA 0/8
27
Minderung d. StraßenverkehrsgeräuscheReduzierung der Verkehrsmenge M
)(35,0log10~ 121
2 AdBLMMdBMMLMPak
Vergrößerung des Abstandes s
)(42log3,131~ 121
233,1 AdBLssdBs
sLs
Pak
Reduzierung der Geschwindigkeit v, nur Rollgeräusch !
)(38,0
)(95,0log30~
12
121
23
AdBLvv
AdBLvvdBvvLvPak
SMA LA 0/8
DSH-V 0/5
ZWOPA
SMA LA 0/8
Fahrbahnbelag
Realer Verkehr (RLS-90, Pkw)hohe Geschwindigkeiten (> 60 km/h): L = - 3 dBniedrige Geschwindigkeiten: L = - 1 dB
Stand der Technik (IMAGINE, Pkw)hohe Geschwindigkeiten (> 60 km/h): L = - 3 dBniedrige Geschwindigkeiten (30..60 km/h): L = - 3 dB
Realer Verkehr (RLS-90, Pkw)hohe Geschwindigkeiten (> 60 km/h): L = - 8 dBniedrige Geschwindigkeiten (30..60 km/h): L = - 4 dB
Stand der Technik (IMAGINE, Pkw)hohe Geschwindigkeiten (> 60 km/h): L = -10 dBniedrige Geschwindigkeiten (30..60 km/h): L = - 6 dB
28
FahrzeuggeräuschePkw leichte Lkw schwere Lkw
Quelle 1 hQ=1cm Quelle 1 hQ=1cm
Quelle 2 hQ=30cm
Quelle 1 hQ=1cm
Quelle 2 hQ=50cmQuelle 2 hQ=75cm
29
Fahrzeuggeräusche
707580859095
100105110115120
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160v , km/h
L, d
B(A
)
5 dB
707580859095
100105110115120
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160v , km/h
L, d
B(A
)
5 dB
707580859095
100105110115120
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160v , km/h
L, d
B(A
)
5 dB
Pkw 2-achsige Lkw
mehrachsige Lkw
Gesamtgeräusch
Antriebsgeräusch
Rollgeräusch
www.
imag
ine-
proj
ect.or
g
30
MBBM Gruppe
Reifen-Fahrbahn-Geräusche
Fahrbahnbelaglaut
leise6 dB(A)
Stadt Aachen - Akustisches Verhalten vonFahrbahnbelägen
31
Abschirmeinrichtungen
• Viele Variationen . . .
32
Abschirmeinrichtungen
• Viele Variationen . . .
33
Abschirmeinrichtungen
• Viele Variationen . . .
34
Abschirmeinrichtungen
Berlin
Stadtautobahn Westend (Foto: ALD, Baumer)
35
Abschirmeinrichtungen
• Viele Variationen . . .
übrige Nutzung
36
Abschirmeinrichtungen
Ingolstadt
WestlicheRingstaße
37
Abschirmeinrichtungen
• Viele Variationen . . .Abschirmung am Immissionsort
München
Mittlerer Ring
38
Abschirmeinrichtungen
• . . . aber keine Veränderung des zugrunde liegenden physikalischen Effekts
• Höhe – Länge – Abstand der Abschirmkante zur Schallquelle
39
Abschirmeinrichtungen
Beispiel: 6-streifige Autobahn
6
3
912
Abstand des IO von der Straße (m)
60 200 400 600100 1000
Wal
lhöh
e (m
)
0
3
6
9
12
15
a)
100 m
3 m
9,5 m
5 m
200 m
3,5 m
6,5 m
50 m
6 m
2,5 m4 m
- 10 dB
- 6 dB
- 3 dB
40
Abschirmeinrichtungen
München
BAB A9(Foto: ALD, Kühne)
41
Abschirmeinrichtungen
• Abschirmung für Punktquellen und Trassen möglich• Wirkung durch Erzeugung eines Schallschattens (Beugung)• Erzielbare Wirkung hoch, aber spektral und räumlich
begrenzt• Absorbierende Verkleidung notwendig bei
gegenüberliegender Bebauung• Trassen müssen immer breiter werden, um den Verkehr
aufzunehmen. Dadurch werden die Schallschirme immer unwirksamer bzw. müssen „gigantische“ Höhen annehmen, um noch Wirkung zu entfalten
• Verbesserungsmöglichkeiten zielen ab auf die Beeinflussung des Schallfeldes an der Beugungskante mit dem Ziel den Schallschatten hinter der Wand zu vertiefen
42
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen
43
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen
Wand ohne Aufsatz Wand mit Aufsatz3,5 m 3,5 m
44
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen59 m
29 m
14 m
7 m
45
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen
0
10
20
7m 14m 29m 59m
Abstand Messpunkt - Wand
dB
0
10
20
0 0 0 0
Abstand Messpunkt - Wand
dB
0
10
20
0 0 0 0
Abstand Messpunkt - Wand
dB
0
10
20
0 0 0 0
Abstand Messpunkt - Wand
dB
0
10
20
0 0 0 0
Abstand Messpunkt - Wand
dB
7m 14m 29m 59m
mit Wandaufsatzohne Wandaufsatz
Verbesserungsmaß fürStraßenverkehrsgeräusche2 - 3 dB
Einfügungsdämpfung De, bezogen auf den A-Pegelfür Straßenverkehrsgeräusche
Verbesserungsmaß
46
Abschirmeinrichtungen - VerbesserungenSchallabsorber
Quelle: IPG: „Toepassingsadvies T-toppen“, DWW, Delft, 2006Quelle: Volz, R.: „Headpieces with /4 resonators to improve sound barriers - various contours“, Proc. ICSV, 2000
1 m Verbesserungsmaß gegenüber dergleichhohen Normalausführung
54
3
21
0
-1Lpin dB
50
40
30
20
10
0
Höhe
in m
0 200 400 600Abstand in m
Verbesserungsmaß2 - 5 dB
47
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen
Quelle: Diss. Hyo-In Koh, „Aktiv verbesserte Aufsätze für Schallschutzwände“, TU Berlin, 2004
Beeinflussung der Beugungskante durch Gegenschall
Lp in dB
20
0
-20
-40
-60
-80
48
Abschirmeinrichtungen - Verbesserungen• Passive Beeinflussung der Beugungskante durch Aufsätze
möglich
• Praxistauglichkeit nachgewiesen
• Wenig Wirkung im Vergleich zu Kosten und Unterhaltungsaufwand
• Aktive Beeinflussung der Beugungskante durch „Antischall“ prinzipiell möglich
• Für spezielle Frequenzen und Anordnungen von Primärschall-quelle und Empfänger hohe Verbesserungsmaße erzielbar
• Praxistauglichkeit noch nicht nachgewiesen
• Probleme der realen Situation- große Abstände der Immissionsorte - unstabiles, schnell sich veränderndes Schallfeld der Straße- Witterungseinfluss- System erfordert zusätzliche Energie
49
TunnelLänge 1,5 kminnerstädtisch
München,Petuelring
50
Tunnel
51
Gebäudeanordnung, Grundrissgestaltung
Gebäude-anordnung
52
Gebäudeanordnung, Grundrissgestaltung
Gebäude-anordnung
München
Richard-Strauss-Straße(Foto: ALD, Kühne)
53
Gebäudeanordnung, Grundrissgestaltung
Gebäude-anordnung
München
Richard-Strauss-Straße(Foto: ALD, Kühne)
54
Gebäudeanordnung, Grundrissgestaltung
Gebäude-anordnung
München
Richard-Strauss-Straße(Foto: ALD, Kühne)
Grundriss-gestaltung
55
Verkehrliche Maßnahmen• Geschwindigkeitsreduzierung
)(38,0
)(95,0log30~
12
121
23
AdBLvv
AdBLvvdBvvLvPak
ZWOPA
SMA LA 0/8
- auf Autobahnen i.A. nur sinnvoll unter Einbeziehung der Lkw
- auf Grundlage §45(1) StVO „Straßenverkehrsbehörden können zum Schutz der Wohnbevölkerung vor Lärm und Abgasen die Benutzung bestimmter Straßen oder Straßenstrecken beschränken, umleiten oder auch verbieten.“
- prinzipiell auf allen Straßen möglich
nur Rollgeräusche
56
Tempo 30– innerstädtisch nach §45(1c) StVO möglich– nicht auf Straßen des überörtlichen
Verkehrs– sinnvoll mit Unterstützung durch bauliche
Maßnahmen– Wirkung (re. 50 km/h):
Absenkung des Mittelungspegels LAeq: -3 dB(A)Absenkung des Maximalpegels LAmax: -7 dB(A)
Verkehrliche Maßnahmen• Geschwindigkeitsreduzierung
57
SchallschutzfensterEigenschaften
- Maßnahme mit der geringstenPriorität
- schalldicht = luftdicht
- Isolierung in jeglicher Hinsicht
- Bezug zur Umwelt geht verloren, da auch die „nützlichen“ Schalle ausgeblendet werden
58
Schallschutzfenster - Verbesserungen
Quelle: Ohly, C., et al.: „Aktive Lärmminderung am Spalt eines gekippten Fensters “, Proc. DAGA 2003.
59
Schallschutzfenster - Verbesserungen
Eigenschaften
- bessere Schalldämmung des gekippten Fensters
- zusätzliche Energie notwendig, aberSteuerung bei intermittierendenSchallen möglich
- aufwändige Technik
- serienmäßig noch nicht verfügbar
Verbesserungsmaß
2 - 3 dB
50 200 800 3150Hz
90
80
70
60
50
40
30
L Ap
in dB
(A)
ICE-Vorbeifahrt
passivaktiv
50 200 800 3150Hz
90
80
70
60
50
40
30
L Ap
in dB
(A)
Hubschrauberstart
passivaktiv
LA = -2,5 dB(A)
LA = -3,1 dB(A)
Quelle: Ohly, C., et al.: „Aktive Lärmminderung am Spalt eines gekippten Fensters “, Proc. DAGA 2003.
60
Schallschutzfenster - Verbesserungen
Quell
e: Ja
kob,
A., e
t al.:
„ Ei
n akti
ves D
oppe
lglas
-Fen
ster
mit g
ering
em S
cheib
enab
stand
“,Pr
oc. D
AGA
2002
.
61
Schallschutzfenster - Verbesserungen
50 200 800 3150Hz
80
70
60
50
40
30
20
L Ap
in dB
(A)
Autobahn, vzul=100 km/h
passivaktiv
LA = -4,9 dB(A)
50 200 800 3150Hz
80
70
60
50
40
30
20
L Ap
in dB
(A)
passivaktiv
S-Bahn Vorbeifahrt
50 200 800 3150Hz
passivaktiv
Hubschrauberstart8070
60
50
40
30
20
L Ap
in dB
(A)
LA = -5,0 dB(A)LA = -15,6 dB(A)
Eigenschaften- bessere Schalldämmung- Schalldämmung variabel - zusätzliche Energie notwendig- aufwändige Technik- serienmäßig noch nicht verfügbarVerbesserungsmaß 3 - 15 dB
62
1975 - Neubau einer StraßeDTV = 25.000 Kfz/24h, Lkw-Anteil 5%v = 100 km/h Fahrbahnbelag Asphaltbeton 0/11
2006 - heutige Situation, geänderter Fuhrpark und Anstieg d. Verkehrsmenge DTV = 50.000 Kfz/24h, Lkw-Anteil 10%, Pkw 0dB, Lkw –2dB
Planspiel
200X - wesentliche Änderung, Ausbau auf 4 FahrstreifenErhöhung der Schallschutzwand
49 dB(A)nachts
Schallschutzwand 4 m hoch
5,2 m hoch
8 m hoch4,7m hoch
200X - wesentliche Änderung, Ausbau auf 4 Fahrstreifengeräuschmindernder Fahrbahnbelag (-6 dB)
63
Zusammenfassung• Abschirmeinrichtungen können sehr wirksam sein• Wirkung ist aber räumlich sehr begrenzt• Mit zunehmenden Trassenbreiten werden Abschirmeinrichtungen
immer unwirksamer, in Städten sind sie kaum realisierbar• Mittlerweile auch bei konventionellen Maßnahmen hohe Kosten
(sehr hohe Wände, Tunnel, komplizierte Fassadenkonstruktionen)• Zusatzeinrichtungen führen zu Verbesserungen, sind aber teuer• Aktive Schallschutzfenster können die Abkopplung von der Umwelt
vermindern, Technologie ist aber kaum verfügbar• Es ist sinnvoller denn je, den Lärm an der Quelle zu bekämpfen• Verkehrliche Maßnahmen sind sinnvoll, aber nicht überall machbar• Geräuschmindernde Fahrbahnbeläge wirken flächendeckend –
in der Breite wie in der Höhe• Ihr Geräuschminderungspotential ist erheblich
64
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
www.MuellerBBM.de
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