Schallminimierung beim Bau von Offshore- Windparks

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1 Schallminimierung beim Bau von Offshore- Windparks Dipl. Biol. Sven Koschinski, Nehmten Dipl. Biol. Karin Lüdemann, Hamburg 1. Einführung 2. Schallminderungsverfahrenbei Impulsrammungen 3. Alternative Gründungsvarianten 4. Fazit und Ausblick Menck GmbH Kaltenkirchen Gefördert vom

2 1. Einführung Warum ist Schallminimierung nötig? MW bis2030 SehrhoheSchallpegel (Quellpegel> 200dB) Installation derzeit fast ausschließlich durch Impulsrammverfahren Verletzungspotential für Meerestiere Tödliche oder lebensgefährliche Verletzung nahe der Schallquelle Gehörschwellenverschiebung(TTS, PTS) Addition multipler Schallimpulse zu schädlicher Dosis Maskierung, Störung, Stress (bislang wenig diskutiert) Hauptenergie im Frequenzbereich Hz Vergrämung reicht nicht aus! Lärmschutzwertdes Umweltbundesamtes UBA 160 db (SEL) 190 db (peak-peak) in 750 m Entfernung Alpha ventus: 174 db (SEL) bis Schläge pro Pfahl

3 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Großer Blasenschleier(BBC, Big Bubble Curtain) Von mehreren Anbietern unter Offshore- Bedingungen erprobt Forschungsplatttform FINO 3: Schallminderung um 12 db (SEL) / 14 db (peak)größtedämpfungbei ca. 2 khz TrianelWindparkBorkum: Schallminderungum 11-15dB (SEL) und 8-13dB (peak). BBC an 31 von 40 Fundamenten erfolgreich(in 6 Fällen erfolgreich verlegt, aber Anschluß an Druckluft gescheitert) Schallminderung abhängig von der Luftmenge Doppelter Blasenschleier: -18 db (SEL) Übertritt seismischer Welle ins Wasser gedämpft Stand der Technik, noch optimierbar Bioconsult SH, ITAP& Hydrotechnik Lübeck 2012 J. Rustemeieret al. / ISD2010 Mentrup 2012 ( Trianel GmbH/Lang)

4 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Kleiner Blasenschleier(LBC, Little Bubble Curtain) Verschiedene Systeme getestet(z. T. unter Offshore- Bedingungen) Liegen direkt am Rammpfahl an Effektive Schallminderung wurde mit dem unteren Teilsystem bei alpha ventus belegt Gleichzeitig wurden Schwächen deutlich Schallminderungbeialpha ventus: 12 db (SEL) / 14 db (peak) in Strömungsrichtung Größte Schallminderung im Frequenzbereich 1-3 khz Hydrotechnik Lübeck/ Menck (alpha ventus) J. Rustemeieret al. / ISD2010

5 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Kleine Blasenschleier: Umhüllung der gesamten Struktur mit Blasen nötig Gestuftes Ringsystem(verringert nicht unbedingt die Düsenrohrlänge) J. Rustemeieret al. / ISD2010 GeführtesSystem (Weyres Offshore): teleskopierbar und mit Leitblechen Wilkeet al (ESRa) Vertikales Schlauchsystem (Menck) -> Vortrag Ulrich Steinhagen) G. Kumbartzky/ BARD 2012 (OFT2)

6 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Schallschutzmäntel(Pile Sleeves) Schallreflektion an Stahlmantel(reicht nicht aus) Hohes Schallminderungspotential durch zusätzliche Maßnahmen(Blasen, Schaum) Das Prinzip machen sich folgende Systeme zu eigen: IHC Noise Mitigation System Weyres BEKA-Schale Menck Schlauchhülle(Konzept wird nicht weiter verfolgt) ISDet al Caltrans 2007

7 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen IHC Noise Mitigation System (NMS) Schallentkoppeltes doppeltes Hüllrohr aus Stahl mit luftgefülltem Zwischenraum und zusätzlichem mehrstufigem Blasenschleier zwischen Hülle und Pfahl Variable schallentkoppelte Führungsrollen zur Zentrierung Experiment imflussde Noord(6 m Wassertiefe) zeigteeinegutedämpfungzwischen150 Hz und 8 khz Schallminderung unter Offshore-Bedingungen (breitbandig) um 9 db (NordseeOst) bis11 db (Ijmuiden) SeitJuni2012 AnwendungimOWP Riffgat(NMS 6900) IHC Merwede

8 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Weyres BEKA-Schale 2 schallentkoppelte Halbschalen umschließen den Pfahl(4 Stahlwände, 2 Schallabsorber- Kompositfüllungen, 2 Blasenschleier) -> Vortrag von Bernhard Weyres Wilkeet al. 2012

9 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Kofferdam Entwässerte Ummantelung eines Rammpfahls gewährleistet beste Schallentkopplung Pilotstadium -> Vortrag Kurt Thomsen K. Thomsen 2011 Caltrans 2007

10 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Pfahl-in-Pfahl Rammung (Pile-in-Pipe Piling) TragrohralsKofferdam ausgeführt, Entwässerung durch Druckluft Rammung erfolgt nur oberhalb der Wasseroberfläche Höherer Materialbedarf, da Kofferdämme Bestandteil der Gründungsstruktur sind und bis über die Wasseroberfläche reichen Konzeptstadium, bisher keine Schallmessungen Overdick GmbH & Co. KG, Hamburg

11 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen Hydroschalldämpfer (HSD) Beruhtauf demselbenprinzipwie der Blasenschleier, elastische Ballons erlaubendefinierteanordnungund Größe Betke >Vortrag Karl-Heinz Elmer Elmer et al. 2011

12 3. Alternative Gründungsvarianten Einrütteln mit Vibrationsrammen Nur in Kombination mit Impulsrammung Schallpegel gegenüber Impulsrammungum db reduziert Bei alpha ventus: Gemessener Breitband-Summenpegelvon 142 db in 750 m Entfernung Hochfrequente Obertöne Reduzierte Schlagzahl verringert AusdehnungderWirkzonenund Einwirkzeit der nachfolgenden Impulsrammung für Meerestiere ITAP 2010 (alpha ventus) ISD et al. 2007a (flexural oscillation of pile)

13 3. Alternative Gründungsvarianten Schwergewichtsfundamente Große sedimentgefüllte Betonblöcke, die durch Eigengewicht im Boden verankert sind Stand dertechnikbisetwa20 m Wassertiefe(z.B. Nysted/DK, Lillgrund/S, Thornton Bank/B), für größere Tiefen im Versuchsstadium Vortrag Holger Wahrmund Vattenfall 2008 (Lillgrund) Thomsen et al (Nysted vs. Thornton Bank)

14 3. Alternative Gründungsvarianten Bucketfundamente Nach unten geöffneter Stahlcaisson wird mit Saugpumpen in den Meeresboden eingesogen Stand der Technik bei Öl- und Gasplattformen Für Windenergieanlagen im Versuchsstadium -> Vortrag Ekkehard Overdick SPT Offshore, Woerden, NL Ibsen et al (Frederikshavn) Overdick GmbH & Co.KG

15 3. Alternative Gründungsvarianten Gebohrte Fundamente Vertikalbohrung mit Tunnelbohrmaschinen Zwei verschiedene Konzepte: Vollschnittmaschine (Ballast Nedam) und Teilschnittmaschine (Herrenkecht& Hochtief Solutions) Im Versuchsstadium -> Vortrag Christof Gipperich -> beide Systeme mit Informationsständen vertreten Gipperich(2011) Ahrens & Wiegand (2009) Van de Brug2011

16 3. Alternative Gründungsvarianten GICON GmbH, Rostock Schwimmfundamente Unterschiedliche verankerte Schwimmkonstruktionen (SPAR Boje, ballaststabilisierte Halbtaucherkonstruktion, tension leg Plattform) Eine für geringe Wassertiefen optimierte Konstruktion istdas GICON-SOF (schwimmendes Offshore Fundament) Stand der Technik bei Tiefsee-Öl- und Gasplattformen Pilotstadium bei WEA mit Full Scale Prototyp erreicht (HYWIND (N 2009), WindFloat(P 2011)) oder in Kürze erreicht: GICON/IfAÖplanen mit finanziellen Unterstützung des Landes Mecklenburg-Vorpommern bis 2014 den Bau eines Funktionsmusters des GICON- SOF im Maßstab 1:1 in den Küstengewässenvon Mecklenburg-Vorpommern

17 4. Fazit und Ausblick Fortschrittliche Entwicklungen in der Schallschutztechnologie in den letzten Jahren BisherigeSchallmessungenhabengezeigt, dasseineschallminderungvon 10 bis20 db (SEL, Breitband-Summenpegel) möglichist; Stand dertechnik: Großer Blasenschleier Schallminderungswerte können jedoch nicht garantiert werden Schallminderungsverfahrenund alternative Gründungsverfahrensindnochin der(weiter-)entwicklung; Optimierungsmöglichkeiten vorhanden Die Einhaltungdes Lärmschutzwertesistin vielenfällentechnischmöglich. Es ist besser, Lärm zu vermeiden als ihn zu verringern, so dass alternativen GründungsmethodeneinebesondereBedeutungzukommt.

18 4. Fazit und Ausblick Studie_Bauschallminderung_Juli-2011.pdf Aktualisierung und englische Fassung voraussichtlich Anfang 2013 verfügbar Nutzen Sie die Informationen der Aussteller im Foyer!