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WillkommenWelcomeBienvenue
30 Jahre LSV-ErmittlungErfahrungsbericht und Bilanz
Fachstellenleiterkonferenz Lärm - BAFU, Cercle Bruit2. November 2016
Kurt EggenschwilerLeiter Abt. Akustik/Lärmminderung Empa Dübendorf
Herkunft der Beurteilungsverfahren der LSV
Beurteilungs-verfahren
der LSV
Ergebnisse von Lärmwirkungs-
studien
Erfahrung
Möglichkeiten Messtechnik & Berechnungs-
verfahrenPragmatismus,
Einfachheit
Mangelnde Erfahrung, Fehler
Inhalt
Einleitung
Rückblick
Was ermitteln?
Wo ermitteln?
Wie ermitteln?
Bilanz und Ausblick
Bild: https://www.bksv.com
RückblickMesstechnik vor 1975
Messtechnische Beurteilung der Lärmbelastung stark eingeschränkt
Gute Mikrofone, A-Bewertung Zeigerinstrumente, servo-elektrische Pegelschreiber Elektronik Mitte 70er-Jahre: RMS, FAST, SLOW, LAFMax
Tonbandaufnahmen: Dynamik 50 dB Pegelstatistik: L50, L1, L0.5 Ende 70er Jahre: Leq, Pegelstatistik auf handlichen Geräten.
Voraussetzungen für die Wahl der Messgrössen der LSV
RückblickStand der Technik 80er Jahre
Handliche Geräte, Mittelungspegel LAeq, Ereignispegel LAE
Elektronische Signalverarbeitung Digitale Anzeige Beginn der elektronischen Datenverarbeitung
https://isurplus.com.au/http://sammlungen-archive.zhdk.ch/
Heute
Digital Terabytes von Daten Alles möglich?
100 dB Dynamik Aufzeichnung von Schallsignalen Langzeitmessungen Ermittlung vieler akustischer Parameter parallel Gleichzeitige Erfassung von akustischen und anderen Daten (Wetter,
Betriebsdaten etc.) …
Herausforderungen Datenflut schlaue Software Separation der wesentliche Geräuschanteile, resp. Einzelereignisse Messung durch Laien (Smartphone) …
RückblickBerechnungsverfahren 70er und 80er Jahre
Rechenleistung gering – Ausbreitungsrechnung: nur LA
Programmierbare Taschenrechner Erste PC Einfache Quellenmodelle Einfache Schallausbreitungsmodelle
Nur A-Pegel Geometrische Dämpfung Bodeneffekt Hinderniswirkung Luftdämpfung
Immissionsort: Berechnung für Einzelpunkte Berechnungsunsicherheit bei komplexeren Situation und grossen
Distanzen relativ grossVoraussetzungen für die Wahl der Messgrössen der LSV
Heute
Rechenleistung hoch– Ausbreitungsrechnung / Quellenbeschreibung relativ detailliert
Komplexe Quellenmodelle möglich Komplexe Schallausbreitungsmodelle möglich
Rechnen in Terzen Meteo Reflexionen an Gebäuden, Felsen, Wald z.T. Wellentheoretische Ansätze
Berechnung flächendeckend und für Fassaden Berechnungsunsicherheit je nach Berechnungsmodell sehr klein
Rückblick Messungen / Berechnungen
Vor etwa 40 - 50 Jahren Messungen relativ anspruchsvoll Pegelstatistik Maximalpegel für Schiesslärm Leq-Messungen nicht so einfach
Vor etwa 30 Jahre: Leq kann jetzt gut gemessen werden Berechnungen mit einfachen Faustformeln Erste Computer-Berechnungsverfahren auf PC: StL-86, Semibel, … Physikalische Modelle
Seither Messgeräte sehr komfortabel mit vielen Möglichkeiten Standard-Berechnungsmodelle relativ hoch entwickelt Geografische Informationssysteme Numerische wellentheoretische Modelle
Inhalt
Einleitung
Rückblick
Was ermitteln?
Wo ermitteln?
Wie ermitteln?
Bilanz und Ausblick
Mass für die StörwirkungBeurteilungspegel Lr
Lr = Akustisches Mass + Korrekturen
Worüber sprechen wir?Was ermitteln? Lärm? Lärmbelastung?
Lärmmessung? Schallmessung? Robert Hofmann im Tagesanzeiger 22.3.2003
… Lärm lässt sich nicht bemessen … … Wie alle anderen Lärmbelastungsmasse bleibt aber auch der Leq ein
unbefriedigendes Hilfsmittel zur Bestimmung der Störung … … Lärm lässt sich eben nicht messen …
Es geht um Ermittlung der Lärmbelastung gemäss LSV «Lr = Leq + K»: hilfreiche Krücke zur Beurteilung des Lärms
Dazu im Gegensatz steht Individuelle Betroffenheit, Störung, Belästigung durch Lärm Klangumgebung (Soundscape) Visuelle, sozial Interaktion, … Vorsicht mit unrealistischen Erwartungen an LSV (… und an eine
Weiterentwicklung der LSV)
Was ermitteln?USG – LSV
USG Allgemeine Grundsätze, Emissionen: Vorsorge,
Immissionen: Grenzwerte (Art. 15) Keine Angaben zur Methode der Ermittlung
LSV 6. Kapitel: Schallschutz an neuen Gebäuden
Art. 32 SIA 181, Art. 35 Kontrollen 7. Kapitel: Ermittlung, Beurteilung und Kontrolle der
Aussenlärmimmissionen ortsfester Anlagen 1. Abschnitt: Ermittlung 2. Abschnitt: Beurteilung
Anhang 2: Anforderungen an Berechnungsverfahren und Messgeräte Anhänge 3 – 9: Beurteilungsverfahren und Grenzwerte für verschiedene
Lärmarten
Was ermitteln?Beurteilungsverfahren & Grenzwerte der LSV
Grenzwerte und Beurteilungsverfahren sind eng verknüpft Art. 15 USG Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen:
Die Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen sind so festzulegen, dass nach dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung Immissionen unterhalb dieser Werte die Bevölkerung in ihrem Wohlbefinden nicht erheblich stören.
LSV definiert geeignete Verfahren zur Ermittlung von
Beurteilungspegeln Lr Grenzwerte
Mass für die StörwirkungBeurteilungspegel Lr
Lr = Akustisches Mass + Korrekturen
Entsprechen die Grenzwerte und Beurteilungsverfahren der LSV noch dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung?
Was ermitteln?Ermittlung des Beurteilungspegels nach LSV
Akustisches Mass (Belastung) In der Regel: «Dosis»: A-bewerteter Mittelungspegel Leq resp.
A-bewerteter Ereignispegel LAE Ausnahme: Maximalpegel LAMax (Helikopter Anhang 5 LSV und zivile
Schiessanlagen Anhang 7 LSV) Messung oder Berechnung (Fluglärm nur Berechnung: Art. 38 LSV)
Korrekturpegel «Einfache» Korrekturen» zur Lärmart
(Bsp. I&G-Lärm Anhang 6 LSV: K1) Betriebsabhängige Korrekturen
(Bsp. Eisenbahnlärm Anhang 4 LSV: K1) «Besondere» Korrekturen zur Lärmart
(Bsp. I&G-Lärm Anhang 6 LSV: K2 und K3)
Beurteilungspegel LrLr = Akustisches Mass + Korrekturen
Was ermitteln?Was noch dazukommt
SIA 181 … Revision SIA 181
Herausforderung tiefe f Pendelfallhammer
Übrige Lärmarten (Alltagslärm, Sportanlagen,…) Messungen insgesamt nicht zentral, aber da und dort nützlich: z. B.
Kirchenglocken nachts
Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung
Bei Gebäuden werden die Lärmimmissionen in der Mitte der offenen Fenster lärmempfindlicher Räume ermittelt. Fluglärmimmissionen können auch in der Nähe der Gebäude ermittelt werden.
Im nicht überbauten Gebiet von Zonen mit erhöhtem Lärmschutz-bedürfnis werden die Lärmimmissionen 1,5 m über dem Bodenermittelt.
In noch nicht überbauten Bauzonen werden die Lärmimmissionen dort ermittelt, wo nach dem Bau- und Planungsrecht Gebäude mit lärmempfindlichen Räumen erstellt werden dürfen.
In Wohngebieten; lärmempfindliche Räume Balkon, Garten, Umgebung nicht geschützt
Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung: offenes Fenster
Messen dort wo Leute wohnen Was ist sinnvolle Messregel?
nicht in der Wohnung (Abhängigkeit von Schalldämmung, Möblierung, Raumvolumen)
Nicht vor der Fassade (Reflexionswirkung von Fassade)
Besser: Art. 391 LSV:
… in der Mitte der offenen Fenster lärmempfindlicher Räume … Fenster ist Bereich der Fassade wo Schall in Wohnung gelangt Fast Freifeld Gut reproduzierbar
Aber: Nicht strapazieren: Bewohner in den lärmempfindliche Räumen schützen, nicht die Messposition
Offenes Fenster Freifeld: 1 dB Unterschied Messung bei geschlossenem Fenster: 5 dB Unterschied
Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung
Messung auf geschlossenem Fenster oder auf Fassade
L
Freifeld Offenes Fenster Geschlossenes Fenster
-5 dB
L+1dB L+6dBEher < 1dB
Eher < -5dB
Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung
Empa Untersuchungen: Massstabsmodelluntersuchungen zur Beziehung zwischen dem
Schalldruck im Freifeld und im offenen Fenster(Dezember 2013) Vergleich Lärmimmissionsmessungen im offenen Fenster mit
Grenzflächenmikrophonanordnung (September 2014)
BAFU-Vollzugshilfe:*
5 dB bleiben.
*BAFU (Hrsg.) 2015: Methode zur Ermittlung der Aussenlärm-Immissionen bei geschlossenem Fenster. Vollzugshilfe zur Lärmschutzverordnung (LSV). Aktualisierung der Mitteilung zur LSV Nr. 7 von 1995. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1502
ExkursPegeldifferenz offenes Fenster – Freifeld?
LSV: Ermittlungsort = Mitte des offenen Fester Vollzugshilfe « … geschlossenes Fenster … »:
Pegeldifferenz offenes Fenster zu Freifeld 1 dB (genauer: im Mittel 0.6 dB)
Messung: Mitte offenes Fenster auf geschlossenem Fenster, aber – 5dB Berechnung? sonROAD: Freifeld + 1 dB Andere Berechnungsverfahren?
Wo ermitteln? Fluglärm
Art. 39 LSV: … Fluglärmimmissionen können auch in der Nähe der Gebäude ermittelt werden.
Leitfaden Fluglärm* = aktuelle Praxis Berechnung auf 4m Höhe über dem Boden Messungen auf 4m, besser 10m über dem Boden
Empa-Berechnungen mit FLULA2: Berechnung auf 4m Höhe
Zukunft: sonAIR sonX-Berechnungskern Einbezug Meteo, Reflexionen an Gebäuden, Felsen und Wald möglich Berechnungen an Fassadenpunkten möglich Sinnvoll für LSV? Sinnvoll für Planung grosse Überbauungen & spezieller Gebäude
*BAFU (Hrsg.) 2016: Leitfaden Fluglärm. Vorgaben für die Lärmermittlung. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1625
Inhalt
Einleitung
Rückblick
Was ermitteln?
Wo ermitteln?
Wie ermitteln?
Bilanz und Ausblick
Bilder: www.norsonic.ch; www.gundp.ch
Wie «genau» ist zu ermitteln?Mess- und Berechnungsunsicherheit
LSV enthält keine konkreten Angaben zur Messunsicherheit Eigentlich Selbstverständlichkeit:
Angabe der Mess- und Berechnungsunsicherheit (+ weitere Angaben zur Messung)
Erläuterungen zur Prüfung dipl. Akustiker SGA-SSA:Das Fehlen einer Unsicherheitsabschätzung ist mindestens ein schwerer technischer Fehler
Angaben + Diskussion Unsicherheit: Kein Luxus, sondern Notwendigkeit Übliche Information für den Auftraggeber Information über Wahrscheinlichkeit des Einhaltens oder Überschreitens
eines Grenzwertes Vermindern der Unsicherheit durch Erhöhung des Aufwands von Messung oder Berechnung sinnvoll resp. möglich?
Wie «genau» ist zu ermitteln?Mess- und Berechnungsunsicherheit
Lr
Grenzwert
Mit grosser Wahrschein-
lichkeiteingehalten
Mit grosser Wahrschein-
lichkeitüberschritten
Nicht eindeutig
Wenn
möglich Unsicherheit verkleinern
Nicht eindeutig
Wenn
möglichUnsicherheit verkleinern
Wie ermitteln? = Wie «genau» ermitteln?
Ermittlungsverfahren: Schätzung Faustformeln Engineering-Modelle Erweiterte Engineering-Modelle Wellentheoretisch exakte Modelle und Physikalische Modelle
Wahl des Tools für die Ermittlung: Frage der Unsicherheit!
Wie ermitteln?Wann welche Ermittlungsmethode?
Ungleichbehandlung der Immissionsorte ausschliessen Mess- und Berechnungsunsicherheit der Situation anpassen Prognose:
Aufwand für Berechnung
Komplexe Modelle, grosser Aufwand Einfache Modelle, kleiner Aufwand
Unsicherheit
Kleine Unsicherheit Grosse Unsicherheit
Wie ermitteln?Wann welche Ermittlungsmethode?
High End Modelle Komplexe
Situationen Relativ kurze
Distanzen Grosser Einfluss
von Beugungs-effekten zu erwarten
Einfache Modelle Sehr einfache
Situationen Erste Abklärungen
Aufwand für BerechnungUnsicherheit
Engineering Modelle Nicht zu komplexe
Situationen Abklärungen für
Sanierung Baubewilligung …
Berechnungen sehr grosser Gebiete
FDTD, PSTB, physikalische Modelle
FaustformelnCadnaA, Immi, sonX, sonROAD, sonRAIL, sonARMS, sonAIR
Wie ermitteln?Wann welche Ermittlungsmethode?
Jean Marc Wunderli, Empa an der CB-Tagung 2015: Vorteile der höher entwickelten Modelle (Harmonoise / sonX):
Direkter Vergleich mit Messungen möglich (vertrauensbildend) Höhere Genauigkeit der Jahresmittelwerte Mehr Situationen, die korrekt abgebildet werden (Gleichbehandlung) Mehr Ausbreitungsphänomene die berücksichtigt werden (Glaubwürdigkeit)
Der Preis der höher entwickelten Modelle (Harmonoise / sonX): Höhere Anforderungen an die Grundlagendaten Deutlich höherer Rechenaufwand Höhere Anforderungen bzgl. Nachvollziehbarkeit, Transparenz Eine
Kontrolle verlangt ein vertieftes akustisches Verständnis, ein einheitliches Parametersetting ist entscheidend.
Aufwand für BerechnungUnsicherheit
Wie ermitteln?Jahresmittelwert - Meteo
Jahresmittelwert Pegelkorrekturen: Verkehrszahlen, Schusszahlen, Betriebstage etc. im
Jahresmittel zu ermitteln akustischer Mittelungspegel Leq: auch im Jahresmittel zu ermitteln Problem? Ev. ja: Schallausbreitung unter Umständen stark wetterabhängig
Kleine Distanzen: kein Problem Mittlere Distanzen mit knapper Hinderniswirkung Grosse Distanzen
Wetter: Einfluss auf Beurteilungspegel: Unterschied Tag/Nacht (Temperaturinversion) Lokal unterschiedliche Wettersituationen
Je nach Situation unbedingt Wettereinfluss berücksichtigen
!
Wie ermitteln?LSV: Alles messen?
Korrekturpegel Industrie- & Gewerbelärm Pegelkorrektur K2: Hörbarkeit des Tongehalts des Lärms am
Immissionsort Pegelkorrektur K3: berücksichtigt die Hörbarkeit des Impulsgehalts des
Lärms am Immissionsort Stand des Wissens:
Es gibt messtechnische Möglichkeiten: DIN 45681 ISO 1996-2 …
Anwendung der Normverfahren sinnvoll? Vielleicht als Unterstützung, aber nicht vollständig Prognose?
Weiterer Forschungsbedarf
Bilanz und Ausblick
Mess- und Berechnungsverfahren haben einen hohen Stand erreicht Sie genügen eigentlich für die heutige LSV Messungen
Relativ hoch entwickelt Achtung: Messunsicherheit bezüglich Jahresmittelwert
aufwändige Messungen bei komplexen Situationen (Meteo) Berechnungsverfahren
Weiterentwicklung begrenzt wegen fehlender Inputdaten: z.B. Meteo Wahl der Verfahren anpassen an
Aufgabenstellung geforderte Unsicherheit
Bilanz und Ausblick
Beurteilungsverfahren und Grenzwerte der LSV: z.T. >30 Jahre altAktuelle, qualitativ hochstehende Mess- und Berechnungstools sinnvoll verwendet o.k., aber Vorsicht: Vorgetäuschte Genauigkeit im Bezug auf Lärmwirkungen Missbrauch vermeiden bei Ermittlung im Rahmen der heutigen LSVNeue Beurteilungsverfahren und Grenzwerte? Aktuelle und zukünftige Mess- und Berechnungsverfahren haben
hohes Potenzial für komplexere Beurteilung Suche nach sinnvollen störungsgerechten Grössen (z.B. aus Pegelverlauf) Lärmwirkungsstudien / Psychoakustik
Wo sind die methodischen Grenzen der Ansätze der LSV? Kann man alles messen und berechnen? Wo sind Messungen und Berechnungen sinnvoll? Alternativen?
Bilanz und Ausblick
30 Jahre LSV-Ermittlung – 30 Jahre Lärmschutzverwaltung?
Erfolge und Misserfolge der LSV sind bekannt Historisch sind Mess- und Berechnungsverfahren mit beteiligt Erwartungen an (heutige) LSV und auch an LSV-Mess- und
Berechnungsverfahren oft zu hoch?
Die einfachen Beurteilungsverfahren der LSV sind hilfreiche Krücken. Komplexere Ermittlungsverfahren einsetzen
heute für Planungsaufgaben zur Minderung des Lärms im Sinne des Vorsorgeprinzips USG
heute zur akustisch guten Gestaltung von Siedlungsräumen zukünftig in revidierter LSV