Entstehung und Zusammensetzung des Lärm beim Schienenverkehr; Lärmreduzierungsmöglichkeiten

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1 Entstehung und Zusammensetzung des Lärm beim Schienenverkehr; Lärmreduzierungsmöglichkeiten TU - Berlin / FG Schienenfahrzeuge Salzufer / Sekr. SG 14, D Berlin markus.hecht@tu-berlin.de 1

2 Gliederung 1. Ist-Situation an Brennpunkten, z.b. Rhein 2. Überempfindlichkeit oder Mehrbelastung? 3. Maßnahmen zur Lärmminderung 4. Handlungsempfehlung 2

3 EBA Lärmkarte 3

4 Betroffene durch Verkehrslärm in der Nacht >50 db(a) in D: von Luftfahrt lernen! 4,2 Mio 3,8 Mio 0,26 Mio Quelle: Umweltbundesamt Lärmbilanz

5 Forderung WHO Laeq 42 db(a) nachts Kompromiss: 55 db(a) Problem: über 85 db(a) treten heute auf data/assets/pdf_file/0017/43316/e92845.pdf 5

6 Entwicklungen bezüglich Güterzugslärm z.b. am Rhein von heute Geschwindigkeitserhöhung von 65 auf 100 km/h +4 db Übergang von Schiene S49 auf UIC db Übergang von Pappelholz- auf Plastezwischenlagen +1 db Übergang von Gleit- auf Rollenlager +2 db Übergang von Lenkachsen auf Starrachse +1,5 db Übergang von Niet- und Schraubaufbauten zu Schweißkonstruktionen +2 db Einführung Monoblockglockenrad statt bereiftes Rad +2 db Konzentration durch weniger Rangierbahnhöfe u.ä. +4 db 0,1 Δ Li ΔLges = 10log 10 Summe: i 11,5 db 6

7 Ergebnis: Die Lärmbelastung am Rhein hat in den letzten 50 Jahren mindestens um ca 11,5 db zugenommen, ob zudem die Empfindlichkeit der Bürger zunahm, ist ein nichttechnisches Problem 7

8 Protest gegen Güterzuglärm vor DB Zentrale Potsdamer Platz Berlin 8

9 Relevante Grenzwerte TSI Noise (2006) bei 80 km/h in 7,5 m Abstand ab Gleismitte Lok Vorbeifahrt LpAeq <= 85 db(a) Neue Güterwagen mit einer durchschnittlichen Radsatzzahl pro Längeneinheit(apl) über 0,15 1/m bis zu 0,275 1/m LpAeq <= 83 db(a) 9

10 sonrail Emissionsdaten (15000 Messungen) Fahrzeug und Gleis, CH VPI- Symposium Hamburg

11 Problem: Lokomotiven mit GG sind heute 3 bis 5 db(a) Leiser als GG-Güterwagen, TSI Noise kehrt das um! Loks müssten leiser sein als Wagen, auch wegen der wesentlichen höheren Laufleistung der Loks 11

12 Die TSI Abnahmewerte beinhalten Fahrzeug- und Gleislärm. Zugunsten des Fahrzeuges ist eine Höchstrauigkeit (links) und eine Mindestdämpfung (rechts) für das Gleis definiert TDR (db/m) 1 2 TSI+ vertical TDR TSI+ lateral TDR 0,8 0,8 0,8 0,5 0,5 0,2 0,2 0, Frequency (Hz) Mindestdämpfung (TSI Noise 2006), die so auf modernen Gleisen nicht mehr vorhanden ist 12

13 Lärmsanierungsziel der Bundesregierung seit 2010: Lärmhalbierung bis 2020, wird im Koalitionsvertrag der aktuellen Regierung fortgeschrieben soll weitgehend nur durch Maßnahmen am Güterwagen erfolgen 13

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15 2 Kritikpunkte: 1. heutige Ziele lösen Problem viel zu wenig 2. Vor allem Wagenhalter sind betroffen, Loks und Gleis sind fast nicht einbezogen 15

16 Demozug Bingen Foto Pro Rheintal 4.VPI- Symposium Hamburg

17 Lärmschutz im Schienenverkehr BMVBS

18 Problem leiseste heutige Lok, im Demozug und generell: Vorbeifahrgrenzwerte nach TSI Noise Lokomotive 85 db (A) soll = ist Güterwagen 83 db(a) soll, ist meist 78 bis 82 db(a) Zudem Lok führt bei Anwohnern nahe am Gleis zu sehr plötzlichem Pegelanstieg und damit sehr großer Störwirkung Forderung Loklärm TSI -7 db(a) = 78 db(a) Grenzwert 18

19 Auszug aus EN 3095/2005, Anhang D (Lärmeinfluss Gleis) Tabelle D.1-Parameter mit maßgeblichen Einfluss auf das Gleisgeräusch Parameter Wert des Parameters, der zum kleinsten erzeugten Geräuschpegel Wert des Parameters, der zum größten erzeugten Geräuschpegel Pegeldifferenz, die sich aus dem Unterschied der Einflüsse zwischen den Werten des Parameters für den kleinsten und für den größten erzeugten Geräuschpegel ergibt [db] Schientenyp UIC 54 E1 UIC 60 E1 0,7 / Statische Steifigkeit der Schienenzwischenlage Verlustfaktor der Schienenzwischenlage 5000 MN/m 100 MN/m 5,9 / 0,5 0,1 2,6 / Schwellentyp Bi-Block Holz 3,1 / Schwellenabstand 0,4 m 0,8 m Schottersteifigkeit 100 MN/m 30MN/m 0,2 - Schotterverlustfaktor 2,0 0,5 0,2 - Radversatz 0 m 0,01 m 0,2 - Schienenversatz 0 m 0,01 m 1,3 - Radrauheit glattester Fall rauester Fall 8,5 - Rauheit von Schienen, die frei von Unebenheiten sind glattester Fall rauester Fall 0,7 bis 3,9 / Zuggeschwindigkeit 80 km/h 160 km/h 9,4 - Achslast 25 t 10 t 1,1 - Lufttemperatur 10º C 30º C 0,2 - / = nutzbar in Summe 10,5 db - = nicht nutzbar oder bereits genutzt 19

20 Hauptproblem Rollgeräusch Rad Abstrahlung Schiene Schwelle Quelle: Hecht, M.; Güterverkehrslärm, ein Thema mit vielen Einflussgrößen, ETR, , S NOI TSI beinhaltet alle 3 Quellen für Güterwagen 20

21 rot gesamt blau Schiene und Schwelle grün Rad Terzpegel [db(a)] in 7.5 m zur Gleismitte L_pA_roll L_pA_0.5m L_pA_0m Terzfrequenz [Hz] Schalldruckanteile für einen K-klotzgebremsten Güterwagen mit den Anteilen von Schiene (UIC 60) und Schwelle(Beton Monoblock) (Gleis) und Rad (Ba004, 920 mm) Fahrgeschwindigkeit 80 km/h Quelle: Hecht, M.; Güterverkehrslärm, ein Thema mit vielen Einflussgrößen, ETR, , S

22 logarithmische Addition von Einzelquellen L i L ges = 10 log i 10 0,1L i Bedeutet: Laut und laut ist laut Laut und leise bleibt laut Nur leise und leise ergibt leise 22

23 3 Scenarien Lärmminderung Fahrzeug Gleis Annahme Fahrzeuglärm werde um -10 db(a) reduziert, Gleislärm bleibe gleich, das führt im Gesamtlärm zu Anteil Fahrzeug 70%, Gleis 30% Anteil Fahrzeug 50%, Gleis 50% Anteil Fahrzeug 30%, Gleis 70% -5 db -3 db -1 db 23

24 Lärmquelle Schiene und Schwelle muss neu berücksichtigt werden, Die allgemein übliche Praxis (EU Maschinenrichtlinie), dass laute Bauteile akustisch definiert werden, muss im Gleisbau auch endlich angewendet werden. Es kann nicht sein, dass keine Möglichkeit und keine Kompetenz zur Lärmjustage im Gleisbau angewendet wird. Der Bauauftrag kann nicht den bloßen Einbau beigestellten Materials umfassen. 24

25 Probleme: 1. Grenzwerte für Schienen und Schwellen fehlen völlig, obwohl bis zu 70% des Lärms von Schiene und Schwelle kommt 2. Bisheriges Warten auf EU hilft nicht, da Gleislärm kein Interoperabilitätsproblem ist, (Radlärm schon) 3. EU verlangt Eigeninitiative der Länder beim Gleislärm, da kein Interoparabilitätsproblem 25

26 Lärmminderung an Lokomotiven 3 Themen für TSI-7 db(a) = 78 db(a): Lüfter Getriebe Umrichter 26

27 Beispiel Lüfterlärmminderung ohne Schalldämpfer mit Schalldämpfer -3 db(a) Gesamtlärm Hecht, M.; Zogg, H. ; Lärmdesign moderner Triebfahrzeuge am Beispiel der Lok 2000-Familie, Anwendung von Telemetrie, Intensitäts- und Arraymesstechnik, ZEV+DET Glas. Ann.119 (1995) Nr. 9/10, S. 463 bis

28 Beispiel Retrofit mit Lüfterschalldämpfern+ Maschinenraumkapselung Beispiel: BLUE TIGER / HVLE, mit BMU-Förderung Leistung 2500 kw, Anfahrzugkraft 517 kn, Vmax 120 km/h, Masse 126 t, Länge mm, 4 Loks bewährt seit 2008 (Quelle: Sonderdruck, ZEVrail Glasers Annalen 132 (2008) ) 4.VPI- Symposium Hamburg

29 Forderung: auch andere Alt- und Neufahrzeuge lärmmindern Beispiel: BLUE TIGER / HVLE (Quelle: Sonderdruck, ZEVrail Glasers Annalen 132 (2008) 11-12) 29

30 Koalitionsvertrag Seite 41/1 Den Schienenlärm wollen wir bis 2020 deutschlandweit halbieren. Ab diesem Zeitpunkt sollen laute Güterwagen das deutsche Schienennetz nicht mehr befahren dürfen. Die Bezuschussung für die Umrüstung auf lärmmindernde Bremsen setzen wir fort. Den Stand der Umrüstung werden wir 2016 evaluieren. Sollte bis zu diesem Zeitpunkt nicht mindestens die Hälfte der in Deutschland verkehrenden Güterwagen umgerüstet sein, werden wir noch in dieser Wahlperiode ordnungsrechtliche Maßnahmen auf stark befahrenen Güterstrecken umsetzen z. B. Nachtfahrverbote für nicht umgerüstete Güterwagen. 30

31 Koalitionsvertrag Seite 41/2 Wir ergreifen zudem auf europäischer Ebene die Initiative für ein ab dem Jahr 2020 zu erlassendes EU-weites Einsatzverbot für laute Güterwagen sowie für ein EU- Programm zur Förderung der Umrüstung lauter Güterwagen. Das lärmabhängige Trassenpreissystem werden wir durch eine stärkere Spreizung der Trassenpreise wirksamer gestalten. Wir werden rechtlich klarstellen, dass die in der vergangenen Legislaturperiode für Schienenneubaustrecken um 5 db(a) verschärften Lärmgrenzwerte auch für umfassende Streckenertüchtigungen im Bestandsnetz, die neue Planfeststellungsverfahren erforderlich machen, gelten. 31

32 Probleme mit Koalitionsvertrag 1. Ziele sind zu schwach: (5 db(a) statt 25 db(a) ) 2. Fokus nur auf Güterwagen, Loks und Gleise fehlen völlig. Das ist nicht nur ungerecht, sondern auch zielschädigend 3. Nur Abschaffung des Lärmbonus hilft nicht, die Verkehrslärmschutzverordnung 16. BImSchV muss von Maßnahmenförderung am Ausbreitungsweg zu Quellenlärmminderung umgebaut werden 32

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34 Innovativer Eisenbahngüterwagen 2030 Leise Leicht Laufstark Wirtschaftlichkeit Logistik - fähig Umwelt- und Klimaschutz LCCorientiert leise signifikante Senkung der Lärmemissionen Leicht höhere Zuladung weniger Eigenmasse Laufstark Verringerung von Ausfall- und Stillstandszeiten, Erhöhung der jährlichen Laufleistungen Logistikfähig Integration in Supply Chains hohe Bedienqualität LCC-orientiert Schnelle Amortisation von Investitionen Einsparungen bei Betrieb und Instandhaltung 34

35 Es gibt die leise Bahn, die 55 db(a) einhalten muss, auch in D: RWE Kohlenbahn Viele Unterschiede: rechtlich keine Eisenbahnfahrzeuge, sondern bewegte Bergbaumaschinen Leistung ca 150% rechte Rheinseite, 35 t Achslast, alle Räder mit Radschall- Absorber, mm (geht wegen UIC 510 nicht), nur K-Sohlen, alle Maschinenräume gekapselt und über Schalldämpfer belüftet, leise Getriebe, auch großer Kostendruck... 35

36 Handlungsempfehlungen 1. Ziel auf 55 db(a) auslegen 2. Lärmminderung an der Quelle weiterverfolgen, aber mit einbinden: Loklärm + Gleislärm 4. Ziel muss Laeq max 55 db(a) am Gleisrand in 8 Jahren sein (2024), d.h. -25 db(a) ist möglich!!! Ganz konkret mit Bundesregierung, DB Netz und EVUs effiziente zeitnahe Lösungen erarbeiten 36