Monitoring Eisenbahnlärm

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1 Bundesamt für Verkehr BAV Office fédéral des transports OFT Ufficio federale dei trasporti UFT Uffizi federal da traffic UFT Monitoring Eisenbahnlärm Jahresbericht 2011

2 Impressum Herausgeber Bundesamt für Verkehr (BAV) CH-3003 Bern April 2011 Projektverantwortung/-koordination BAV Infrastruktur, Sektion Grossprojekte Text BAV Sicherheit, Sektion Umwelt Gemäss Artikel 5 der Verordnung über die Lärmsanierung der Eisenbahnen vom 14. November 2001 führt das BAV Erhebungen über die Entwicklung des Eisenbahnlärms durch und informiert periodisch über die Ergebnisse. Titelbild: Messstation Walenstadt BAV

3 Inhaltsverzeichnis 1 INHALTSVERZEICHNIS 1 ABKÜRZUNGEN 2 1. ZUSAMMENFASSUNG 3 2. EINLEITUNG Projekt Monitoring Eisenbahnlärm Zweck des Berichts 4 3. GRUNDLAGEN 5 4. MESSRESULTATE Beurteilungs-Emissionspegel Lr,e Fixe Stationen Mobile Stationen Akustische Eigenschaften von Fahrbahn und Rollmaterial Schienenrauheit TEL 80 bzw. TEL Verkehr 16 Anhänge Anhang 1: Das Messkonzept Anhang 2: Das Messnetz Anhang 3: Spezielle Messgrössen Anhang 4: Kennzahlen 2011 Anhang 5: Monatsmittelwerte Lr,e Anhang 6: Schienenrauheit 2011 Anhang 7: Literatur

4 2 Abkürzungen ABKÜRZUNGEN A B BAV Bundesamt für Verkehr BGLE Bundesgesetz über die Lärmsanierung der Eisenbahnen vom [1] C N O P S SEL Sound-Exposure-Level (Schallexpositionspegel) D db(a) A-bewerteter Schallpegel E SEMIBEL Schweizerisches Emissions- und Immissionsmodell für die Berechnung von Eisenbahnlärm [4] sonrail Künftiges Referenzmodell in Sachen Eisenbahnlärm in der Schweiz [19] F G H T TEL Transit- Exposure-Level, A-bewerteter Schallpegel einer ganzen Zugsdurchfahrt normalisiert auf die Vorbeifahrtsdauer (vgl. [5])TSI Technische Spezifikation für die Interoperabilität [9] K L Leq,e Energieäquivalenter Dauerschallpegel der Lärmemission im fiktiven Abstand von 1m zur Schienenachse Lr,e LSV Emissionsbeurteilungspegel der Lärmemission gemäss Lärmschutzverordnung (LSV), entsprechet der Summe von Leq,e und Pegelkorrektur K1 Lärmschutzverordnung vom 15. Dezember 1986 [3] L CA Einzahlwert der Schienenrauheit (vgl. [6]) M U V VLE W Z Verordnung über die Lärmsanierung der Eisenbahnen vom 14. November 2001 [2]

5 Zusammenfassung 3 1. ZUSAMMENFASSUNG Das Messnetz war während dem ganzen Jahr mit hoher Verfügbarkeit im Betrieb. In Ergänzung zu den akustischen Messungen ist an allen Standorten auch die Schienenrauheit gemessen worden. Die Messungen mit der mobilen Station wurden abgeschlossen. Aus den Messdaten ergeben sich die folgenden Kernaussagen: Bei fünf fixen Stationen liegen die Messwerte heute im Bereich des Emissionsplans 2015 oder deutlich darunter. In Wichtrach liegen die Messwerte aufgrund der erhöhten Schienenrauheit über dem Emissionsplan. Bei den Stichprobenmessungen mit der mobilen Station wurden auf der West-Ost-Achse bei den Standorten Bavois und Schönenwerd Werte über dem Emissiosplan 2015 gemessen. Sie sind insbesondere auf die Zunahme des Güterverkehrs nachts gegenüber der Prognose zurückzuführen. Bei den Personenzügen sind die mittleren Vorbeifahrtspegel aufgrund des neuen und sanierten Rollmaterials seit 2003 klar gesunken. Bei Güterzügen ist das Potenzial der Lärmminderung noch nicht ausgeschöpft. Auf der BAV-Website (www.bav.admin.ch, Themen, Lärmsanierung) steht ein monatlich aktualisiertes, erweitertes Datenangebot zum Monitoring Eisenbahnlärm zur Verfügung. Messwerte meist im Rahmen des Emissionsplans Personenzüge: sinkende Pegel

6 4 Einleitung 2. EINLEITUNG 2.1 Projekt Monitoring Eisenbahnlärm Bestandteil Lärmsanierung Überprüfung Prognose Fixe und mobile Messstationen Das Monitoring Eisenbahnlärm ist ein Bestandteil des Projektes Lärmsanierung der Eisenbahnen. Die Lärmsanierung der Eisenbahnen auf der Grundlage des Bundesgesetzes [1] vom 24. März 2000 ist in vollem Gange. Die Lärmschutzmassnahmen werden aufgrund der Prognose des Emissionsplans 2015 dimensioniert. Diese Prognose hat somit wesentlichen Einfluss auf den Umfang der getroffenen Massnahmen. Prognosen sind mit Unsicherheiten behaftet. Von betroffenen Anwohnern wird die Prognose denn auch immer wieder in Zweifel gezogen. Bereits bei der Vernehmlassung für die Verordnung über die Lärmsanierung der Eisenbahnen (VLE, [2]) wurde deshalb von verschiedener Seite eine laufende, messtechnische, bahnunabhängige Überprüfung dieser Prognosen gefordert. Mit dem Art. 5 der Verordnung, der das Bundesamt für Verkehr (BAV) verpflichtet, Erhebungen über die Entwicklung des Eisenbahnlärms durchzuführen und periodisch über die Ergebnisse zu informieren, wurde diesem Anliegen Rechnung getragen. Im Rahmen des Monitorings Eisenbahnlärm werden die für diese Informationspflicht erforderlichen Messdaten bereitgestellt. Die Messungen werden seit 2003 an sechs fixen Standorten durchgeführt. Als Ergänzung sind 2009 bis 2011 mit einer mobilen Messstation während rund drei Wochen Messungen an einem weiteren Standorten durchgeführt worden. Diese liefern Informationen zur Lärmentwicklung auf dem übrigen Netz. 2.2 Zweck des Berichts Information der Öffentlichkeit Die wesentlichen Daten der kontinuierlichen Messstationen werden vom BAV in den Jahresberichten zusammengestellt und kommentiert. Die Messergebnisse sind damit der interessierten Öffentlichkeit zugänglich. Monatlich sind auf der Website des BAV auch die aktuellen Messwerte abrufbar (www.bav.admin.ch, Themen, Projekte, Lärmsanierung).

7 Grundlagen 5 3. GRUNDLAGEN Durch die Messungen können die Modellrechnungen des Emissionsplans 2015 überprüft werden. Mit den Messungen werden die Lärmemissionen des Gesamtsystems Fahrzeug-Fahrbahn an sechs Standorten erfasst (Abbildung 1). Sowohl Fahrzeug wie Fahrbahn können durch eine grosse Anzahl lärmrelevanter Parameter charakterisiert werden (vgl. Abbildung 2). Für unser Bahnnetz ist die massgebende Lärmquelle der Rad-Schiene- Kontakt. Die Lärmemissionen werden durch das Ausmass der Rauheiten von Schienen- und Radoberfläche bestimmt. Bei Geschwindigkeiten über 200 km/h und bei Dieselzügen können auch andere Lärmquellen von Bedeutung sein. Überprüfung Modellrechnung Technische Einzelheiten zu Messkonzept, Messnetz und speziellen Messgrössen sind in den Anhängen 1-3 zusammengestellt. Villnachern Windisch!( Mettendorf Itingen Wikon!(!(!(!(!(!( Schönenwerd!( Lindau!( Walenstadt!( Bavois!( Wichtrach Steinen!( Gland!( Versvey Melano!( Abb. 1: Messstandorte fixe Standorte seit 2003 Details Anhang 2 mobile Standorte

8 6 Grundlagen Messparameter Abb. 2: System Fahrzeug Fahrbahn und Messparameter des Monitorings Eisenbahnlärm TEL: Transit Exposure Level, Vorbeifahrtspegel eines Einzelzugs Leq,e: Energiäquivalenter Dauerschallpegel der Emissionen K1: Korrekturfaktor K1 nach Anhang 4 LSV (abhängig von der Anzahl Züge) Lr,e: Beurteilungsemissionspegel im Sinne von Art. 4 LSV (Leq,e + K1) weitere Informationen: Anhang 2 Der Vorbeifahrtspegel (TEL) jeder Zugsvorbeifahrt wird durch die Eigenschaften des jeweiligen Rollmaterials und durch den Zustand der Fahrbahn am Messstandort bestimmt. Bei gleichem Rollmaterial und gleicher Fahrbahn nimmt der Pegel mit der Geschwindigkeit zu. Aus der Summe der Zugsvorbeifahrten lässt sich der energieäquivalente Dauerschallpegel Leq,e ermitteln. Unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors K1 gemäss Anhang 1 der Lärmschutzverordnung [3] lässt sich der Beurteilungs- Emissionspegel Lr,e bestimmen.

9 Messresultate 7 4. MESSRESULTATE 4.1 Beurteilungs-Emissionspegel Lr,e Fixe Stationen Der Beurteilungs-Emissionspegel Lr,e ist nach der Lärmschutz-Verordnung (LSV, [3]) die massgebende Grösse für die Beschreibung der Lärmemissionen. Im Emissionsplan 2015, der vom Bundesrat erlassen wurde, ist die Höhe dieser Emissionswerte pro Streckenabschnitt festgelegt. Diese Werte sind für die Lärmsanierung der Eisenbahnen massgebend. Es ist ein wesentliches Ziel des Monitorings, die Entwicklung der Lärmemissionen mit Hilfe dieser Bezugsgrösse zu verfolgen. Dieser Emissionswert kann sowohl durch eine kleine Zahl lauter Züge als auch eine grössere Zahl leiser Züge verursacht werden. In Abbildung 3 sind die Messwerte 2003 bis 2011 dem Emissionsplan 2015 und den berechneten Werten des Emissionskatasters 2000 gegenübergestellt. Die Werte des Emissionskatasters 2000 wurden aufgrund der effektiven Verkehrsdaten für das Jahr 2000 berechnet. In der kritischen Nachtperiode liegen die Messwerte der Emissionen heute bei 5 Stationen im Bereich des Emissionsplans 2015 oder deutlich darunter. In Wichtrach liegen die Werte aufgrund der erhöhten Schienenrauheit leicht höher. Bezug zum Emissionsplan 2015 Lr,e [db(a)] Messungen Messungen 2011 Emissionsplan 2015 Emissionskataster 2000 Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach Abb. 3: Gemessene Beurteilungs-Emissionspegel Lr,e Jahresmittel Die Entwicklung der Werte ist für die einzelnen Stationen unterschiedlich. Im Folgenden sind die Entwicklungen und deren Hintergründe für die einzelnen Stationen kurz kommentiert. Die Grafiken mit den Monatswerten sind im Anhang 5 zusammengestellt.

10 8 Messresultate Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach In Gland sind die Beurteilungs-Emissionspegel Lr,e seit 2003 gesunken. Ursache ist das leisere Rollmaterial der Personenzüge v.a. in der Nachtperiode. Ein Anstieg ist im Winter 2008/2009 festzustellen, der auf den erneuten, vorübergehenden Einsatz von altem Rollmaterial bei Personenzügen zurückzuführen ist. Die Werte liegen unter dem Emissionsplan In Itingen sind die Emissionswerte trotz steigender Zugzahl gesunken. Dies ist auf das verbesserte Rollmaterial der Personenzüge zurückzuführen. Die Werte liegen unter dem Emissionsplan In Lindau gehen die Pegel dank dem leiseren Rollmaterial insbesondere der Personenzüge zurück. Die Werte liegen auch 2010 deutlich unter dem Emissionsplan In Steinen liegen die Messwerte deutlich unter dem Emissionsplan Charakteristisch ist der Jahresgang mit dem Güterverkehrsaufkommen: Minima werden im August (Ferragosto in Italien) und über Weihnachten/Neujahr erreicht.. In Walenstadt sind die Messwerte relativ konstant. Die Verkehrszunahme mit dem Fahrplan der Bahn 2000 konnte durch das leisere Rollmaterial kompensiert werden. Die Werte liegen 2011 unter den Werten des Emissionsplans Wegen der höheren Schienenrauheit werden an der Station Wichtrach erhöhte Pegel gemessen. Sie liegen 2011 leicht über den Werten des Emissionsplans Mobile Stationen meist im Bereich Emissionsplan erhöhte Werte durch Güterverkehr nachts geringe Schienenrauheit In den Jahren 2009 bis 2011 sind an weiteren Standorten Emissionsmessungen durchgeführt worden. Die Ergebnisse sind in Abbildung 4 dargestellt. Die Messwerte lagen überwiegend im Bereich des Emissionsplans oder deutlich darunter. Einzig in Bavois und Schönenwerd wurden diese Werte in der Nachtperiode übertroffen. Bei diesen Standorten auf der West- Ost-Achse werden die Prognosewerte des Güterverkehrs nachts übertroffen. Für die Jurasüdfusslinie wird für die Lärmsanierung eine entsprechende Anpassung des Emissionsplans berücksichtigt. In Wikon liegen nun Werte des Emissionsplans 2015 aufgrund der Anpassung im Jahr 2008 deutlich über den tatsächlichen Lärmemissionen. Die Messwerte der leisen Personenzüge weisen bei den meisten Standorten auf eine geringe Schienenrauheit hin. In Villnachern ist die Schienenrauheit mittel. Ebenfalls als mittel ist die Schienenrauheit eines Gleises in Schönenwerd zu bezeichnen, auf dem Versuche mit High Speed Grinding (HSG) durchgeführt wurden.

11 Messresultate 9 86 Messungen Emissionsplan 2015 Emissionsplan 2015 (geplante Anpassung) Lr,e [db(a)] Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Bavois Melano Mettendorf Schönenwerd Wikon Windisch Versvey Villnachern Abb. 4: Gemessene Beurteilungs.Emissionspegel Lr,e Jahresmittel 4.2 Akustische Eigenschaften von Fahrbahn und Rollmaterial Schienenrauheit Die Entstehung des Lärms bei Schienenfahrzeugen ist insbesondere auf die Abweichung von Rad und Schiene von der idealen runden bzw. ebenen Form zurückzuführen. Die sogenannte Schienenrauheit ist am Standort direkt messbar. Im Sommer 2011 ist die Schienenrauheit wieder an allen Standorten gemäss ISO-Norm 3095 [5] gemessen worden. Der Einzahlwert L CA der Schienenrauheit [6] erlaubt den Vergleich von Messungen an verschiedenen Standorten. Die Daten zeigen, dass die Schienenrauheiten unterschiedlich sind. Eine erhöhte Rauheit finden wir insbesondere bei einem Gleis in Wichtrach. Sonst finden wir an allen Standorten eine glattte Schiene oder durchschnittliche Schienenrauheit. Die Entstehung der Rauheit ist ein komplexes Phänomen, das heute noch nicht umfassend erklärbar ist. In grösseren Zeitabständen (Jahren) werden die Schienenoberflächen im Rahmen von Unterhaltsarbeiten auch geschliffen. Ein akustisches Schleifen (Schleifen, um gezielt die Lärmemissionen zu reduzieren) wird heute jedoch noch nicht praktiziert. Entstehung des Lärms Entwicklung Rauheit Schiene

12 10 Messresultate Beurteilung verriffelte Schiene rauhe Schiene durchschnittliche Rauheit geschliffene Schiene glatte Schiene sehr glatte Schiene Rauheit L CA (80km/h) I02_121 I02_ I03_118 I03_218 I06_120 I06_220 I04_115 I04_215 I05_112 I05_212 I01_317 I01_417 Station Standort Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach Abb. 5: Schienenrauheit an den Messstandorten beide Gleise, detaillierte Messergebnisse, L CA vgl. Anhänge 3 und 6 Entwicklung Rauheit Rad Die Schienenrauheit wird in Zukunft eine erhöhte Bedeutung erlangen. Aufgrund der neuen Bremssysteme beim Rollmaterial (Scheibenbremsen, K- Sohle) wird die Rauheit der Räder abnehmen oder hat bereits abgenommen. Die Gesamtrauheit des Gesamtsystems Fahrzeug-Fahrbahn wird somit zunehmend durch die Schienenrauheit bestimmt. Der Zustand der Schiene gewinnt damit für die Lärmentstehung an Bedeutung TEL 80 bzw. TEL 120 Transit- Exposure-Level (TEL) Ein gutes Mass für die Beurteilung der akustischen Eigenschaften des Gesamtsystems Fahrzeug-Fahrbahn ist der Transit-Exposure-Level (TEL), normiert auf eine Geschwindigkeit von 80 km/h (Definition vgl. Anhang 3). Diese Messgrösse erlaubt den Vergleich der Messwerte zwischen den Stationen unabhängig von Geschwindigkeit und Verkehrsmenge. Diese Messgrösse ist gewissermassen der akustische Fingerabdruck des Systems Fahrzeug-Fahrbahn. Die Werte des Emissionsplans 2015 und des Emissionskatasters wurden mit dem Modell SEMIBEL [4] berechnet. Die Normalisierung der Messwerte beruht auf einer international gebräuchlichen Geschwindigkeitsabhängigkeit [9]. Für Personenzüge, die meist mit höheren Geschwindigkeiten als 80 km/h verkehren, ist auch ein Vergleich für die Geschwindigkeit von 120 km/h interessant, da SEMIBEL mit einer anderen Geschwindigkeitsabhängigkeit rechnet.

13 Messresultate 11 In den Abbildungen 6 und 7 sind die Mittelwerte (TEL) der Personenzüge pro Gleis für die Messperiode grafisch dargestellt. Als Vergleich sind die Wertebereiche gemäss Emissionsplan 2015 und Kataster 2000 aufgetragen. Bei den Personenzügen führt das Verschwinden der Wagen mit Graugussklotzbremsen in diesem Zeitraum zu einer deutlichen Reduktion der mittleren Emissionen. Vergleich mit Kataster 2000 u. Emissionsplan 2015 Die Werte zeigen, dass die Modellwerte für Personenzüge im höheren Geschwindigkeitsbereich bei guten Gleisbedingungen bereits heute unterschritten werden. Bei tieferen Geschwindigkeiten werden die Modellwerte heute noch nicht erreicht. Die Messwerte des Berichtsjahres sind allerdings bei allen Gleisen seit Messbeginn gesunken TEL 80 [dba] Emissionskataster 2000 Emissionsplan Abb. 6: Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach Personenzüge: TEL, normiert auf V=80 km/h Jahresmittel pro Gleis TEL 80 [dba] Emissionskataster 2000 Emissionsplan Abb. 7: Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach Personenzüge: TEL, normiert auf V=120 km/h Jahresmittel pro Gleis

14 12 Messresultate TEL 80 [dba] Emissionskataster 2000 Emissionsplan Gland Itingen Lindau Steinen Walenstadt Wichtrach Abb. 8: Güterzüge: TEL, normiert auf V=80 km/h Jahresmittel pro Gleis Reduktionspotenzial Güterverkehr Bei den Güterwagen wurde im Emissionsplan 2015 für die Berechnung der Emissionswerte angenommen, dass die ausländischen Wagen auch im Jahre 2015 immer noch mit Graugussklotzbremsen ausgerüstet sein werden. Die berechnete Reduktion beträgt deshalb nur wenige Dezibel. Das Reduktionspotenzial beim Güterverkehr wird somit auch im Jahre 2015 noch nicht ausgeschöpft sein. Auf glatten Schienen werden die Prognosewerte für 2015 bereits heute unterschritten. Aus den Darstellungen ergeben sich folgende Kernaussagen: Die Streuung zwischen den Messstandorten ist beträchtlich und nicht allein mit der unterschiedlichen Verkehrszusammensetzung erklärbar. Ursache ist vor allem der unterschiedliche Gleiszustand. Im höheren Geschwindigkeitsbereich werden die Modellwerte mit saniertem Rollmaterial bei Personenzügen bei mittlerem bis gutem Gleiszustand heute erreicht bzw. unterschritten. Die Modellwerte des Emissionsplans 2015 sind bei mittlerem bis gutem Gleiszustand im Jahr 2015 erreichbar. Die Werte der beiden Gleise eines Standortes sind oft sehr ähnlich. Die Ausnahme bilden die Messstandorte Wichtrach und Walenstadt. Erstaunlich sind die hohen Werte in Itingen trotz der geringen Schienenrauheit. Eine Erklärung dafür fehlt heute noch.

15 Messresultate 13 Aufgrund der logarithmischen Dezibel-Skala werden die Mittelwerte stark von den lauten Zügen geprägt. Die Auswertungen einzelner Züge zeigen, dass auf einem gutem Gleis von modernen Zügen im regulären Verkehr häufig tiefe TEL-Werte im Bereich von 80 dba (normiert auf V=80 km/h) erreicht werden. Der Anteil leiser Personenzüge im Jahr 2011 lässt sich aus den Summenkurven in der Abbildung 9 lesen. Der Vergleich mit den Summenkurven des Jahres 2003 (Abbildung 10) zeigt die zeitliche Veränderung. Bei den Personenzügen sind durch die Rollmaterialsanierung und die Beschaffung von neuem Rollmaterial die lauten Züge praktisch verschwunden. Dies zeigt sich im frühen Anstieg der Summenkurve Der prozentuale Anteil von Zügen unter 80 bzw. 85 db(a) wird immer höher. Zunahme leise Personenzüge % db(a) Gland,121 Gland,221 Itingen,118 Itingen,218 Lindau,120 Lindau,220 Steinen,115 Steinen,215 Walenstadt,112 Walenstadt,212 Wichtrach,317 Wichtrach,417 Abb. 9: Summenkurve der TEL 80-Werte für Personenzüge 2011 beide Gleise

16 14 Messresultate % db(a) Gland,121 Gland,221 Itingen,118 Itingen,218 Lindau,120 Lindau,220 Steinen,115 Steinen,215 Walenstadt,112 Walenstadt,212 Wichtrach,317 Wichtrach,417 Abb. 10: Summenkurve der TEL 80-Werte für Personenzüge 2003 beide Gleise Häufigkeit [%] TEL 80 [db(a)] Abb. 11: Steinen (Gleis 115), Häufigkeitsverteilungen TEL 80 der Personenzüge in den Jahren 2003 und 2011 Die Entwicklung in Steinen (Abb. 11) zeigt exemplarisch die Entwicklung des Rollmaterials der Personenzüge: Der Anteil lauter Züge hat stark abgenommen und es werden zunehmend Züge mit tiefen Emissionen eingesetzt. Am Messstandort ist dies aufgrund der über den ganzen Zeitraum glatten Schiene gut zu beobachten. Die Messwerte zeigen, dass die Grenzwerte der TSI [9] für neues Rollmaterial für die Typenprüfung auch im fahrplanmässigen Betrieb erreichbar sind.

17 Messresultate 15 Bei den Güterzügen (Abb. 12 und 13) ist eine solche Entwicklung ansatzweise erkennbar. Das leise Rollmaterial führt erst bei hohem Anteil lärmarmer Wagen in einem Zug zu einer markanten Verbesserung. geringe Veränderung Güterzüge % db(a) Gland,121 Gland,221 Itingen,118 Itingen,218 Lindau,120 Lindau,220 Steinen,115 Steinen,215 Walenstadt,112 Walenstadt,212 Wichtrach,317 Wichtrach,417 Abb. 12: Summenkurve der TEL 80-Werte für Güterzüge 2011 beide Gleise % db(a) Gland,121 Gland,221 Itingen,118 Itingen,218 Lindau,120 Lindau,220 Steinen,115 Steinen,215 Wichtrach,317 Wichtrach,417 Walenstadt,112 Walenstadt,212 Abb. 13: Summenkurve der TEL 80-Werte für Güterzüge 2003 beide Gleise

18 16 Messresultate Häufigkeit [%] TEL 80 [db(a)] Abb. 14: Steinen (Gleis 115), Häufigkeitsverteilungen TEL 80 der Güterzüge in den Jahren 2003 und 2011 Anteil lärmarmer Güterwagen In Steinen (Abb. 14) ist eine leichte Verschiebung hin zu leiseren Güterzügen zu erkennen. Aufgrund der akustischen Wahrnehmung und der entsprechenden logarithmischen Skala sind nur Züge mit einem sehr hohen Anteil lärmarmer Wagen deutlich leiser. 4.3 Verkehr In der nachstehenden Tabelle sind pro Station einige charakteristische Verkehrsgrössen aufgeführt. Weitere Einzelheiten können auch der Zusammenstellung im Anhang 4 entnommen werden. Station Mittl. Anzahl Züge protag mittl. Anzahl Güterzüge pro Tag Mittl. Anzahl Achsen pro Zug Tag Nacht Total Tag Nacht Total Tag Nacht Gland (6%) Itingen (20%) Lindau (9%) Steinen (33%) Walenstadt (13%) Wichtrach (25%) Tabelle 3: Verkehrsdaten 2011

19 Anhang 1: Das Messkonzept 17 ANHANG 1: DAS MESSKONZEPT Messauftrag Das Bundesamt für Verkehr hat die Durchführung und Auswertung der Messungen öffentlich ausgeschrieben und einer von den Bahnen unabhängigen Arbeitsgemeinschaft vergeben. Folgende Unternehmen sind daran beteiligt: - Planteam GHS AG (Generalunternehmerin, Auswertung) - in-net Monitoring AG (Datenverwaltung) - Norsonic Brechbühl AG (Messtechnik) Die Messungen wurden am gestartet und dauern voraussichtlich bis Referenzwerte Der vorliegende Bericht enthält die Messdaten und setzt sie in Bezug zu folgenden Referenzgrössen: - Emissionskataster 2000 Ausgangszustand bei Inkrafttreten des Bundesgesetztes über die Lärmsanierung der Eisenbahnen - Emissionsplan 2015 Prognose als Grundlage für die Dimensionierung der Lärmschutzmassnahmen. Der Emissionsplan berücksichtigt die Rollmaterialsanierung und die Verkehrskonzepte gemäss Verordnung über die Lärmsanierung der Eisenbahnen (VLE, Anhang 2) Der Vergleich mit dem Emissionskataster eines Bezugsjahres wird eine detaillierte Beurteilung der Entwicklung ermöglichen. Weitere Messungen Das Monitoring Eisenbahnlärm zur messtechnischen Überwachung der Lärmentwicklung der Eisenbahnen wird durch weitere Messungen ergänzt: - Stichprobenmessungen Für die Klärung von spezifischen Fragestellungen sind als Ergänzung zu den fixen Messstationen des Monitorings kurzzeitige Stichprobenmessungen auch an anderen Standorten vorgesehen. - Kontrollmessungen Rollmaterial Die Wirkung der Sanierung des Rollmaterials wird durch Kontrollmessungen überprüft (gemäss Anhang 1 VLE). - Messungen an mobilen Stationen Durch Messungen während einigen Wochen werden die tatsächlichen Lärmemissionen an weiteren Standorten erfasst werden. Im Jahr 2009 und 2010 wurden Messungen an fünf Standorten durchgeführt.

20 18 Anhang 2: Das Messnetz ANHANG 2: DAS MESSNETZ Messstandorte Die Messdaten des Monitorings Eisenbahnlärm erfassen primär die Gesamtemissionen, die durch das Gesamtsystem Rollmaterial Fahrbahnoberbau an typischen Standorten verursacht werden. Die Standorte wurden so gewählt, dass die Lärmemissionen an verschiedenen Strecken mit unterschiedlicher Verkehrszusammensetzung erfasst werden. Die Wahl der Messstandorte soll eine Übertragung der wesentlichen Ergebnisse auf das gesamte Streckennetz erlauben. Ort Code DfA- Nr. Bahnkm Hauptfahrrichtung Gleis-Nr. (Monitoring) Schienentyp Schwellen- typ Messperiode Wichtrach I Bern-Thun UIC 60 Beton seit Thun-Bern UIC 60 Beton Gland I Genf-Lausanne UIC 60 B-91 seit Lausanne-Genf UIC 60 B-91 Itingen I Olten-Basel UIC 60 B-70 seit Basel-Olten UIC 60 B-70 Steinen I Flüelen-Arth-Goldau UIC 60 B-91 seit Arth-Goldau-Flüelen UIC 60 B-91 I Sargans-Zürich UIC 54 Zweiblock SL (bis 11.06) seit Sargans-Zürich UIC 60 B-91 (ab 11.06) 212 Zürich-Sargans UIC 60 B-70 Lindau I Winterthur-Zürich UIC 60 Beton seit Zürich-Winterthur UIC 60 Beton Mettendorf I Frauenfeld-Romanshorn UIC 54E Stahl Romanshorn-Frauenfeld UIC 54E Stahl Wikon I Luzern-Olten UIC54E Stahl Olten Luzern UIC54E Stahl Windisch I Brugg-Baden UIC60 Beton B Baden-Brugg UIC60 Beton B91 Bavois I Lausanne-Olten UIC60 Beton B Olten-Lausanne UIC60 Beton B70 Versvey I Lausanne-Sion UIC54 Holz Sion-Lausanne UIC54 Holz Melano I Chiasso-Lugano UIC54 Holz Lugano-Chiasso UIC54 Holz Walenstadt Schönenwerd Villnachern I Aarau-Olten UIC60 Holz Olten-Aarau UIC60 Holz I Brugg-Pratteln UIC60 Beton Pratteln-Brugg UIC60 Beton Tabelle A2.1: Messstandorte Ausrüstung der Messstandorte Alle sechs Messstandorte sind identisch ausgerüstet. Die Messdistanzen (vgl. Abb. A2.1 u. 2) entsprechen den Anforderungen der massgebenden ISO 3095 [5]. Die akustische Messung wird durch die Überschreitung eines Schwellenwertes ausgelöst. Unabhängig von der akustischen Messung wird von Achszählern die Geschwindigkeit und die Achszahl der durchfahrenden Züge ermittelt. Aufgrund der Zeitangaben werden die Daten der beiden Messeinheiten zusammengeführt.

21 Anhang 2: Das Messnetz 19 Mikrofon 1, Höhe 1.2 m.ü.sok 15 m 7.5 m Achszähler Mikrofon 2, Höhe 1.2 m.ü.sok Achszähler Abb. A2.1: Situation Messstandort 7.5m 7.5m Abb. A2.2: Querschnitt Messstandort Messcontainer Aussenmikrofon Achszähler Abb. A2.3: Messstation

22 20 Anhang 2: Das Messnetz Messparameter Für jede Zugsdurchfahrt werden die Parameter gemäss Tabelle A2.2 erfasst. In der Auswertung werden die Daten auf Tages-, Monats- und Jahreswerte aggregiert. Bei Messausfällen oder Zugskreuzungen werden die fehlenden Werte durch entsprechende Schätzwerte aufgrund der vorliegenden Messdaten ersetzt. Dies betrifft in der Regel nur wenige Prozent der Zugsdurchfahrten. Parameter Angabe Bemerkung Datum DD:MM:YY Datum Messbeginn Zeit von HH:SS Einfahrt Messquerschnitt Zeit bis HH:SS Ausfahrt Messquerschnitt Leq A [dba] Leq C [dbc] Leq lin [db] Geschwindigkeit Zugsanfang [km/h] Kontrolle Beschleunigung Geschwindigkeit Zugsende [km/h] Durchfahrtszeit [s] Achszahl Anzahl Zugslänge [m] berechnet Transit Exposure Level (TEL) [dba] berechnet Zugstyp Tabelle A2.2: Messparameter Personenzug Güterzug Dienstzug undefiniert Ermittlung aufgrund der Achsabstände pro Drehgestell Mit diesen Messparametern wird die Lärmemission des Gesamtsystems Fahrzeug Fahrbahn erfasst. Die für die Lärmentstehung massgebenden Grössen und die Messparameter des Monitoring sind in der Abbildung 2 dargestellt.

23 Anhang 3: Spezielle Messgrössen 21 ANHANG 3: SPEZIELLE MESSGRÖSSEN Beurteilungs-Emissionspegel (Lr,e) Für die Bezeichnung des Emissionswertes im fiktiven Abstand von 1 m zur Lärmquelle unter Berücksichtigung des Korrekturwertes K1 hat sich die Bezeichnung Lr,e eingebürgert. Der Wert Lr,e wird auch beim Berechnungsmodell SEMIBEL verwendetet. Der Beurteilungs-Emissionspegel ist in Anlehnung an den Beurteilungspegel Lr gemäss Anhang 4 der Lärmschutzverordnung vom 15. Dezember 1986 [3] definiert. Entsprechend den Beurteilungsperioden der LSV wird ein Wert für den Tag (6-22 Uhr) und die Nacht (22-6 Uhr) ausgewiesen. Zwischen Leq,e (vgl. unten) und Lr,e besteht folgender Zusammenhang: Lr,e = Leq,e + K1 Die LSV sieht für die Ermittlung der Verkehrswerte und K1 die Verwendung von Jahresmittelwerten vor. Bei der vorliegenden Auswertung von Monatswerten wurde der jeweilige Monatsmittelwert des Verkehrs verwendet. Energie-äquivalenter Dauerschallpegel der Emissionen (Leq,e) Beim Prinzip der Energieäquivalenz geht man davon aus, dass die mittlere Schallenergie eines diskontinuierlichen Geräuschs in einem Zeitraum die gleiche Wirkung hat wie die eines kontinuierlichen Geräuschs gleicher Energie. Der energie-äquivalente Dauerschallpegel wird zur akustischen Beschreibung von verschiedenen Umwelt-Lärmquellen (z.b. Flug-, Eisenbahn- oder Straßenlärm) verwendet. Der Leq ist eine rein physikalische Messgrösse. Für die Beschreibung der Emissionen im fiktiven Abstand von 1 m hat sich die Bezeichnung Leq,e eingebürgert. Die Umrechnung der Messwerte in 7,5 m erfolgt gemäss folgender Formel: Leq,e = Leq Messung 7.5m Transit Exposure Level (TEL) Die Messgrösse TEL ist in der Norm ISO 3095 [5] festgelegt. Die Messgrösse wird in einer Distanz von 7.5 m zur Gleisachse und einer Höhe von 1.2 m über Schienenoberkante erfasst und ausgewiesen. Sie entspricht dem Schallereignispegel (SEL) einer gesamten Zugsdurchfahrt normiert auf die Durchfahrtszeit (Tp): TEL = SEL 10*LOG(Tp)

24 22 Anhang 3: Spezielle Messgrössen Lp(t) Tp T Pegel-Zeit-Verlauf Schalldruck, Distanz zur Gleisachse 7.5 m Vorbeifahrtszeit (von Puffer bis Puffer), entsprechend Länge/Geschwindigkeit Messzeit des Lärmereignisses (t2=messende, t1=messbeginn) Abb. A3.1: Transit Exposure Level (TEL) Transit Exposure Level, normiert auf V=80 km/h (TEL 80) bzw. V=120 km/h (TEL 120) Der Wert des Transit Exposure Levels (TEL) ist stark von der Geschwindigkeit abhängig. Damit die Werte verschiedener Züge und Stationen vergleichbar sind, ist deshalb eine Umrechnung auf eine einheitliche Geschwindigkeit notwendig. Im allgemeinen wird dabei eine Geschwindigkeit von 80 km/h verwendet. Auf diese Grösse beziehen sich auch die Sanierungswerte in Anhang 1 der Verordnung über die Lärmsanierung der Eisenbahnen [2]. Da Personenzüge in der Regel mit Geschwindigkeiten deutlich über 80 km/h verkehren, wurden auch der TEL120 verwendet. Dies ist insbesondere sinnvoll, weil die Modellwerte von SEMIBEL auf einer anderen Geschwindigkeitsabhängigkeit beruhen. Die Geschwindigkeitsabhängigkeit kann je nach Rollmaterial und Geschwindigkeitsbereich etwas unterschiedlich sein. Für die Umrechnung im Zusammenhang mit Abnahmemessungen hat sich folgende Umrechnung durchgesetzt [9]: TEL 80 = TEL 30* LOG ( Veff/80) TEL 120 = TEL 30* LOG ( Veff/120) Dabei bezeichnet Veff die während der Messung effektiv gefahrene Geschwindigkeit [km/h].

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