Schall und Erschütterung. Bahnprojekt Stuttgart Ulm Erörterungsverhandlung zum PFA 1.3

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1 Schall und Erschütterung Bahnprojekt Stuttgart Ulm Erörterungsverhandlung zum PFA 1.3 DB Projekt Stuttgart Ulm GmbH Günther Lohr Neue Messe Stuttgart, ICS, 22./

2 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen 2 22./

3 Schall und Schallschutz Durchgeführte Untersuchungen Untersuchungen als Teil der Antragsunterlagen im PFA 1.3 Betriebslärm Schienenverkehr (Anlage 16.1) Betriebslärm Straßenverkehr (Anlage 16.3) Beurteilung Gesamtlärm (Anlage 16.4) Beurteilung Baulärm (Anlagen 16.2 und 16.5) 3 22./

4 Schall und Schallschutz Rechtsgrundlagen Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG für Straßen und Schienenwege gelten des Vierten Teils dieses Gesetzes danach ist beim Bau oder der wesentlichen Änderung von Eisenbahnen sicherzustellen, dass keine schädliche Umwelteinwirkungen durch Verkehrsgeräusche erfolgen, die nach dem Stand der Technik mit verhältnismäßigen Maßnahmen vermeidbar sind. 16. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Verkehrslärmschutzverordnung 16. BImSchV Geltungsbereich: Neubau oder wesentliche Änderungen von Verkehrswegen Definition der wesentliche Änderung Festlegung der Immissionsgrenzwerte Bewertung anhand des Beurteilungspegels auf Grundlage von Berechnungen 4 22./

5 Schall und Schallschutz Beurteilungsgrundlagen Beurteilungspegel Kennzeichnung der Schalleinwirkung während des Beurteilungszeitraumes Beurteilungszeitraum Tag (6 bis 22 Uhr) / Nacht (22 bis 6 Uhr) Basis: Mittelungspegel - einschließlich Zu- oder Abschläge für weitere Einflussgrößen Mittelungspegel Verkehrsgeräusche schwanken in Lautstärke und Frequenzbereich Stärke und Dauer des Einzelgeräusches werden berücksichtigt durch die energetische Mittelung gehen Pegelspitzen mit entsprechender Intensität ein Lärmspitzen Lärmpausen RICHTIG: energetische Mittelung FALSCH: arithmetische Mittelung 5 22./

6 Schall und Schallschutz Rechtsgrundlagen Immissionsgrenzwerte gemäß 2 (1) der 16. BImSchV (gelten nur bei Neubau oder wesentlicher Änderung damit werden die wie vor definierten Beurteilungspegel verglichen) Zeile Anlagen und Gebiete Immissionsgrenzwerte in db(a) Tag (6 bis 22 Uhr) Nacht (22 bis 6 Uhr) Krankenhäuser Schulen Kurheime Altenheime Reine Wohngebiete Allgemeine Wohngebiete Kleinsiedlungsgebiete Kerngebiete Dorfgebiete Mischgebiete Gewerbegebiete /

7 Schall und Schallschutz Rechtsgrundlagen Wann gilt die 16. BImSchV? Beim Bau d.h. Neubau - von Straßen und Schienenwegen bei einer wesentlichen Änderung diese wird in der 16. BImSchV definiert Für eine wesentliche Änderung muss ein erheblicher baulicher Eingriff einerseits eine nach der Verordnung relevante Erhöhung andererseits vorliegen + eine relevante Erhöhung ist definiert a) unterhalb 70/60 db(a) bei einer Erhöhung um mindestens (aufgerundet) 3 db(a) b) oberhalb 70/60 db(a) bei jeder Erhöhung 7 22./

8 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen 8 22./

9 Ergebnisse Schallschutz Schiene in Abhängigkeit der jeweils vorgesehenen baulichen Maßnahmen 9 22./

10 Ergebnisse Schallschutz Schiene Bereich des Neubaus der NBS /

11 Ergebnisse Schallschutz Schiene Bereich des Neubaus der NBS 16. BImSchV ist unmittelbar anzuwenden Beurteilungspegel um mindestens 8 db(a) am Tag bzw. 4 db(a) in der Nacht unter den jeweils geltenden Immissionsgrenzwerten Auszug Isophonenkarte am Beispiel Plieningen nachts daher wird durch den Schienenverkehr keine unzumutbare Lärmbelastung verursacht es besteht kein Anspruch auf Schallschutzmaßnahmen aus der NBS /

12 Ergebnisse Schallschutz Schiene Bereich der Rohrer Kurve /

13 Ergebnisse Schallschutz Schiene Bereich der Rohrer Kurve 16. BImSchV ist für den Neubau unmittelbar anzuwenden (allerdings nur für den Neubauanteil) Auszug Rohr Beurteilungspegel aus dem Neubau am IO 32 bei 42 db(a) am Tag und 37 db(a) in der Nacht Für alle Umbaumaßnahmen gilt ein erheblicher baulicher Eingriff daher ist zu prüfen, ob eine relevante Erhöhung der Beurteilungspegel erfolgt am Beispiel des IO 33 wird deutlich: Beurteilungspegel von 54 db(a) am Tag und 49 db(a) in der Nacht keine relevante Erhöhung sondern eine Pegelsenkung zw. 3 und 6 db(a) es liegt keine wesentliche Änderung vor daher wird durch den Schienenverkehr keine unzumutbare Lärmbelastung verursacht es besteht kein Anspruch auf Schallschutzmaßnahmen /

14 Ergebnisse Schallschutz Schiene Bereich der Bestandsstrecke /

15 Ergebnisse Schallschutz Schiene Hier ist die Anwendbarkeit der 16. BImSchV zu prüfen bis Bf Leinfelden keine baulichen Maßnahmen auf der freien Strecken zw. Bf Leinfelden und dem Flughafentunnel werden die Gleise um je 10 cm nach außen gedrückt diese Maßnahme gilt nicht als erheblicher baulicher Eingriff die baulichen Maßnahmen in den Tunnelbereichen und in der Station Terminal haben keine Relevanz für die Schallbelastung /

16 Ergebnisse Schallschutz Schiene Konsequenzen für die Mitnutzung der Bestandsstrecke 4861 die betrieblichen Änderungen fallen nicht unter die Regelung der 16. BImSchV die Maßnahmen auf der freien Strecken zw. Bf Leinfelden und dem Flughafentunnel gelten nicht als erheblicher baulicher Eingriff die baulichen Maßnahmen in den Tunnelbereichen und in der Station Terminal haben keine Relevanz für die Schallbelastung Fazit aus der Prüfung der Anwendbarkeit der 16. BImSchV die Mitnutzung der Bestandsstrecke ist kein erheblicher baulichen Eingriff, daher liegt trotz Pegelerhöhung keine wesentliche Änderung vor es besteht kein Anspruch auf Schallschutzmaßnahmen /

17 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen /

18 Ergebnisse Schallschutz Straße Bei der Bewertung der Baumaßnahmen an der Straße ist zu unterscheiden zwischen dem Neubau der Umgehung Plieningen und der baulichen Anpassung an der BAB A8 - Anschlussstelle /

19 Ergebnisse Schallschutz Straße Ergebnis: IGW aus dem Bau der Südumgehung Plieningen eingehalten am IO 8 liegt der höchste Beurteilungspegel bei 51 db(a) am Tag und 41 db(a) in der Nacht keine relevante Erhöhung der Beurteilungspegel aus dem Umbau der BAB A8 keine wesentliche Änderung daher wird durch den neuen bzw. geänderten Straßenverkehr keine unzumutbare Lärmbelastung verursacht es besteht kein Anspruch auf Schallschutzmaßnahmen aus der Straßenbaumaßnahmen /

20 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen /

21 Gesamtlärm Grundlagen Anlage Gesamtlärmbetrachtung: Ziel der Untersuchung: Überprüfung, ob die baulichen Änderungen eine kritische Gesamtlärmbelastung hervorrufen Umfang der Betrachtung: Der Schienenverkehr und der Straßenverkehr werden aufsummiert Der Fluglärm kann nicht in gleicher Weise addiert werden (hierzu folgt noch eine Darstellung der Betrachtung) Kriterien: Maßstab sind Summenpegel > 70 db(a) am Tag bzw. > 60 db(a) nachts gleichzeitig müssen die Beurteilungspegel infolge des Vorhabens erhöht werden und zwar mehr als nur vernachlässigbar /

22 Gesamtlärm Ergebnisse Bereich NBS am Beispiel Plieningen (Differenzkarte Nacht) /

23 Gesamtlärm Ergebnisse Bereich NBS am Beispiel Plieningen (Isophonenplan nachts) in der Nacht /

24 Gesamtlärm Ergebnisse Bereich Rohrer Kurve (Differenzkarte nachts) /

25 Gesamtlärm Ergebnisse Bereich Rohrer Kurve (Isophonenplan nachts) in der Nacht /

26 Gesamtlärm Ergebnisse Bereich der Bestandsstrecke zwischen Rohrer Kurve und Flughafentunnel Ausgangslage: fehlende Baumaßnahmen, die ursächlich für eine mögliche Erhöhung der Lärmbelastung anzusehen ist, Beurteilungspegel aus dem Schienenverkehr sind im Bereich der jeweils geltenden Immissionsgrenzwerte; Überschreitungen erfolgen regelmäßig nur im unmittelbaren Nahbereich in diesen Bereichen spielt der Straßenlärm eine untergeordnete Rolle Im Ergebnis ist eine kritische Erhöhung der Gesamtbelastung nicht zu erwarten. Eine detaillierte Untersuchung ist nicht erforderlich /

27 Gesamtlärm Ergebnisse Gegenüberstellung Flug- und Landverkehrslärm Schallschutz Untersuchungsergebnisse: Das Projektgebiet liegt im weiteren Einflussbereich des Flughafens Stuttgart Fluglärm und Verkehrslärm von Straßen und Schienen werden nach vollkommen unterschiedlichen Verfahren berechnet und bewertet. Eine Pegeladdition der unterschiedlichen Geräuscharten ist nicht sachgerecht. Es existieren amtliche Lärmkarten für den Flughafen darin sind Lärmschutzbereiche erfasst /

28 BAHNPROJEKT STUTTGART ULM, ERÖRTERUNGSVERHANDLUNG ZUM PFA 1.3 Gesamtlärm Ergebnisse Nacht-Schutzzone Flughafen Stuttgart /

29 Gesamtlärm Ergebnisse Bewertung einer Summenbetrachtung aus Flug- und Landverkehrslärm Am äußersten Südrand von Plieningen: Fluglärm nachts < 55 db(a), Schienenlärm maximal 50 db(a), Straße und Schiene: ca. 58 db(a) Nordrand von Bernhausen: Fluglärm nachts ca. 55 db(a), Schienenlärm ca. 40 db(a) Nordrand von Leinfelden-Echterdingen: Fluglärm nachts deutlich unter 55 db(a), Schienenlärm aus der NBS ca. 35 db(a) Fazit: dort, wo in Siedlungsbereichen ggf. ein Gesamtlärmproblem aus Straße und Fluglärm besteht, trägt die NBS nur in untergeordnetem Maße bei /

30 Schallschutz im PFA 1.3 Schallschutz Untersuchungsergebnisse: kein Anspruch auf Schallschutz aus dem Bau der NBS und der Umgehung Plieningen die Lärmschutzmaßnahmen an der Autobahn werden wieder hergestellt; keine wesentliche Änderung auf Grund der Umbaumaßnahmen an der BAB-Anschlussstelle Rohrer Kurve: kein Anspruch auf Schallschutz (weder aus dem Neubau noch aus den Umbaumaßnahmen) wegen fehlendem erheblichen baulichen Eingriff keine wesentliche Änderung an der Bestandsstrecke in Leinfelden-Echterdingen keine Verschärfung einer kritischen Gesamtlärmproblematik /

31 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen /

32 Erschütterungen - Grundlagen Erschütterungen aus Schienenverkehr (schematische Darstellung) /

33 Erschütterungen - Grundlagen Beurteilung von Erschütterungen Grundlagen für die Beurteilung: Es existieren keine gesetzlichen Grenzwerte und Berechnungsverfahren zur Beurteilung von Erschütterungsimmissionen Für die Beurteilung von fühlbaren Erschütterungen ebenso wie für die ggf. erforderlichen Messungen ist die DIN 4150, Teil 2 eine allgemein anerkannte Grundlage DIN 4150, Teil 2 nennt Anhaltswerte zur Beurteilung ebenso wie Kriterien, bei denen die Norm als erfüllt gilt Für die Bewertung ist zwischen Neubau von Bahnanlagen und Änderungen bei bestehenden Anlagen zu unterscheiden: Bei Neubaustrecken werden die Regelungen der DIN 4150, Teil 2 unmittelbar angewandt Bei Umbaumaßnahmen bzw. bei der Erweiterung von vorhandenen Bahnanlagen gilt, dass die Vorbelastung hinzunehmen ist. erst eine spürbare Erhöhung (z.zt. sind hierzu 25% als relevante Erhöhung anerkannt) führt zu Schutzansprüchen /

34 Erschütterungen - Grundlagen Beurteilung des sekundären Luftschalls Auch für den sekundären Luftschall existieren keine Grenzwerte! Beurteilung nach Richtwerten, die aus der 24. BImSchV abgeleitet werden bei Neubau von Bahnanlagen werden diese unmittelbar angewandt bei einer Vorbelastung gilt in Analogie zu den Erschütterungen: erst eine erheblich Erhöhung (mehr als 3 db(a)) führt zu Schutzansprüchen /

35 Inhaltliche Übersicht Schall und Schallschutz - Grundlagen Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Schiene Ergebnisse der Schalltechnischen Untersuchungen für die Straße Gesamtlärm Grundlagen und Ergebnisse Erschütterungen - Grundlagen Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen /

36 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Erschütterungstechnische Untersuchung, Anlage 17.1: Erschütterungsimmissionen sind i.a. nur in einem Korridor von bis zu ca. 100 m von der Bahntrasse relevant, daher kein Immissionskonflikt aus der NBS entlang der BAB A /

37 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Erschütterungstechnische Untersuchung, Anlage 17.1: Immissionsprognosen für den Bereich Flughafentunnel mit Hilfe von bekannten Emissionsdaten und Übertragungsmessungen (Fremdanregung) Überschreitungen der Anhaltswerte der DIN 4150, Teil 2 im Bereich Kongresszentrum in der Konsequenz wird Erschütterungsschutz im Tunnel ( leichtes Masse-Feder-System ) vorgesehen die Kriterien für den sekundären Luftschall sind damit auch eingehalten /

38 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Erschütterungstechnische Untersuchung, Anlage 17.1: Im Bereich Rohrer Kurve: keine Erhöhung der Immissionen gegenüber der Vorbelastung die Kriterien für den sekundären Luftschall sind eingehalten /

39 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Erschütterungstechnische Untersuchung, Anlage 17.3: Untersuchung in Leinfelden Echterdingen entlang der Bestandsstrecke /

40 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Durchgeführte Messungen und verwendete Messergebnisse Messtechnische Untersuchung in Leinfelden Echterdingen in 11 repräsentativen Gebäuden entlang der Strecke dadurch auch Messung der Immissionen aus dem bestehenden S-Bahn-Betrieb Messdaten (Emission) für ICE und RE aus vergleichbaren Strecken Messung der Ausbreitung (entfernungsbedingt) Bei der Immissionsprognose wurde zweischichtig vorgegangen: Ermittlung eines Einwirkungsbereich = Betroffenheitskorridor entspricht einer worst-case -Betrachtung In diesem Korridor ist zu erwarten, dass die Kriterien der DIN 4150, Teil 2 nicht eingehalten werden und eine relevante Erhöhung der Vorbelastung erfolgen kann individuelle Prognosen für die 11 messtechnisch erfassten Gebäude hier wird anhand der Messergebnisse, der ermittelten Übertragungsfunktionen und der zu erwartenden Zugbelastung die Immission und die Veränderung gegenüber der Vorbelastung ermittelt /

41 Ergebnisse der Erschütterungsuntersuchungen Ergebnisse: Ermittlung des Betroffenheitskorridors Einwirkungsbereich maximal etwa 15 m vom Gleis von diesem Korridor sind 2 Gebäude unmittelbar berührt (Dürrlewangweg 5/ Rohrer Str. 102) außerhalb dieses Korridors sind keine Konflikte zu erwarten. Individuelle Prognosen für die messtechnisch erfassten Gebäude es ist mit einer Erhöhung der Erschütterungsimmissionen (auch über 25%) zu rechnen; die Immissionen liegen im spürbaren Bereich (d.h. KB-Werte > 0,1) die Beurteilungskriterien der DIN 4150 werden künftig eingehalten; auf die oben dargestellte Erhöhung kommt es daher nicht an. auch die Kriterien für sekundären Luftschall werden an allen untersuchten Gebäuden eingehalten daher wird durch den Schienenverkehr keine unzumutbare Ersdchütterungsbelastung verursacht; Schutzmaßnahmen sind nicht erforderlich /

42 Erschütterungen im PFA 1.3 Erschütterungen Untersuchungsergebnisse: kein Erschütterungskonflikte aus dem Bau der NBS potentielle Überschreitungen der Anhaltswerte der DIN 4150 im Bereich des Flughafentunnels (Kongresszentrum); Schutzmaßnahmen vorgesehen Rohrer Kurve: kein Erschütterungskonflikt (weder aus dem Neubau noch aus den Umbaumaßnahmen) an der Bestandsstrecke in Leinfelden-Echterdingen wird die DIN 4150, Teil 2 erfüllt /

43 Schall und Erschütterung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit /

44 Backup Schall/ Erschütterungen /

45 Erschütterungen - Grundlagen Prognose von Erschütterungen Grundlage sind Messungen statistisch fundierte Erkenntnisse über die Ausbreitung der Schwingungen darauf aufbauend: Prognoseberechnungen der Erschütterungen Messungen in repräsentativen Gebäuden Prognose auf der sicheren Seite Berücksichtigung der Beurteilungskriterien Ermittlung der Bereiche mit Überschreitungen /

46 Erschütterungen aus Schienenverkehr physikalische Größe für Erschütterungen: Schwinggeschwindigkeit oder Körperschall-Schnelle (frequenzabhängig) zur Beurteilung : KB-Werte Beurteilungsschwingstärke KB Fmax KB FTr : beschreibt Maximalwert : berücksichtigt Häufigkeit der Züge /

47 Schall und Schallschutz Berechnungsgrundlagen Berechnungsmodell (beispielhafte Darstellung) /

48 Erschütterungen aus Schienenverkehr Erschütterungen ( = mechanische Schwingungen in Bauwerken) mikroskopisch kleine Schwingungen, die z.b. von vorbeifahrenden Zügen hervorgerufen und in angrenzende Gebäude übertragen werden können in Gebäuden für den Menschen wahrnehmbar sein (Tastsinn, Ganzkörperempfindung) Erschütterungen aus Zugvorbeifahrten verursachen keine Schäden an Gebäuden Sekundärer Luftschall (zusätzlich zu den fühlbaren Erschütterungen): durch Erschütterungen werden Wände und Decken in den Häusern zum Schwingen angeregt und strahlen hörbaren Schall ab /

49 Schallschutzmaßnahmen aktiver Schallschutz Maßnahmen am Emissionsort, d.h. an der Quelle z.b. besonders überwachtes Gleis Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg z.b. Schallschutzwände, Schallschutzwälle passiver Schallschutz baulicher Schallschutz am Gebäude auf Basis der 24. BImSchV Schallschutzfenster schallgedämmte Lüftungselemente gegebenenfalls weitere Verbesserung der Schalldämmung /

50 Schallschutzmaßnahmen Vorgehensweise Abwägung aktiver/passiver Schallschutz Vorrang aktiver Schallschutzmaßnahmen: Anzustreben ist ein Vollschutz für den Tag- und den Nachtzeitraum durch aktive Schallschutzmaßnahmen Ziel: optimales Schallschutzkonzept unter Berücksichtigung der Verhältnismäßigkeit des Mitteleinsatzes Differenzierung nach Schutzbereichen (z.b. unterschiedliche Ortslagen) Sofern die Realisierung des Vollschutzes offensichtlich unverhältnismäßig ist (z.b. Schallschutzwandhöhen von 10 m): Variantenuntersuchung, bei welchen Schallschutzwandhöhen sich eine maximale Verbesserung der Lärmsituation bei noch verhältnismäßigen Kosten ergibt /

51 Schall und Schallschutz Berechnungsgrundlagen Berechnungsverfahren 16. BImSchV, Anlage 2 Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen Schall 03, Ausgabe 1990 Einfluss auf die Höhe des Beurteilungspegels: Fahrzeugart Bahnübergänge Bremsbauart Enge Kurvenradien Zuglänge und art Topographie Geschwindigkeit Abstand Oberbauart Abschirmungen Brücken Schienenbonus /