Straßenverkehr. Geräuschquellen im Verkehr und ihre relative Bedeutung für das Gesamtgeschehen heute und morgen

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1 Seminar Verkehrslärm in Ballungsräumen Straßenverkehr Geräuschquellen im Verkehr und ihre relative Bedeutung für das Gesamtgeschehen heute und morgen Von Heinz Steven Köln,

2 Übersicht 1. Spezifische Geräuschemissionen verschiedener Fahrzeugkategorien, Antriebsgeräusch, Reifen/Fahrbahngeräusch 2. Geräuschemissionen im realen Verkehr, Zusammenhang zwischen Fahrgeschwindigkeit und Geräuschemission beim Einzelfahrzeug, Beitrag verschiedener Fahrzeugkategorien zum Mittelungspegel, Beiträge von Antriebs- und Rollgeräusch 3. Geräuschminderungsmaßnahmen, notwendige Minderungsziele Prioritäten, Anforderungen an zukünftige Entwicklungen 2

3 Spezifische Geräuschemissionen: Antriebsgeräusch motorcycle, 72 kw, no load 90 heavy duty vehicle, 290 kw, no load 85 motorcycle, 72 kw, full load 85 heavy duty vehicle, 290 kw, full load Lmax in db(a) 70 Lmax in db(a) Höchstdrehzahlen im Stadtbetrieb bei durchschnittlicher Fahrweise Höchstdrehzahl im Stadtbetrieb bei durchschnittlicher Fahrweise 50 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Leerlaufdrehzah (n - n_idle)/(s - n_idle) Nenndrehzahl % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Leerlaufdrehza (n - n_idle)/(s - n_idle) Nenndrehzahl car, 110 kw, no load car, 110 kw, full load 80 Lmax in db(a) Höchstdrehzahl im Stadtbetrieb bei durchschnittlicher Fahrweise 50 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Leerlaufdrehzah (n - n_idle)/(s - n_idle) Nenndrehzahl 3

4 Spezifische Geräuschemissionen: Rollgeräusch max coast by level in db(a), 7,5 m distance stone mastic asphalt 0/11 hot rolled asphalt Exposed aggregate cement concrete, transversally brushed uneven pavement stones drainage asphalt 0/8, new Einfluss der Fahrbahndeckschicht bei Pkw vehicle speed in km/h mid size car Einfluss des Reifens: Bandbreite 5 db, Rangfolge der Emissionen ist belagsabhängig 4

5 Spezifische Geräuschemissionen: Rollgeräusch max. coast by level in db(a), 7,5 m distance stone mastic asphalt 0/11 hot rolled asphalt Exposed aggregate cement concrete, transversally brushed uneven pavement stones drainage asphalt 0/8, new Einfluss der Fahrbahndeckschicht bei Lkw big truck vehicle speed in km/h 5

6 Vergleich Antriebsgeräusch und Rollgeräusch 80 max. pass by level in db(a), prop & rolling noise mid size car acceleration, gear 1 acceleration, gear 2 acceleration, gear 3 acceleration, gear 4 acceleration, gear 5 rolling noise vehicle speed in km/h 6

7 Vergleich Gesamtgeräusch und Rollgeräusch max pass by level in db(a), overall noise emission acceleration, gear 1 acceleration, gear 2 acceleration, gear 3 mid size car acceleration, gear 4 acceleration, gear 5 rolling noise vehicle speed in km/h 7

8 Vergleich Gesamtgeräusch und Rollgeräusch max. pass by level in db(a), overall noise acceleration, gear 3 acceleration, gear 4 acceleration, gear 5 acceleration, gear 6 acceleration, gear 7 acceleration, gear 8 cruising, gear 8 rolling noise, 5 axles big truck 3 db vehicle speed in km/h 8

9 Geräuschemission im realen Verkehr 95 Ergebnisse von statistischen Vorbeifahrtmessungen an verschiedenen Straßen, 2001/ average Lmax in db(a) cars LDV public transport bus HDV <= 3 axles HDV > 3 axles motorcycles mopeds vehicle speed in km/h 9 Messungen in 2001/2002, RWTUEV, UBA

10 Geräuschemission im realen Verkehr Wichtigstes Beispiel für Ballungsräume: Städtische Hauptverkehrsstraße, 4 Fahrstreifen, Kreuzung ampelgeregelt, DTV = Kfz, 2 zul. Höchstgeschwindigkeiten: 50 km/h und 70 km/h Fahrzeugkat. 24 h Tag Abend Nacht 24 h Tag Abend Nacht Kfz % 100.0% 100.0% 100.0% Pkw % 85.2% 92.7% 94.0% Leichte Nutzfahrzeuge Schwere Nutzfahrzeuge bis 3 Achsen Schwere Nutzfahrzeuge mehr als 3 Achsen % 5.7% 3.9% 3.4% % 5.8% 2.2% 1.7% % 3.3% 1.2% 0.9% 10

11 Anteil am Verkehrsaufkommen Day light duty veh. 5.7% rigid trucks 5.8% trailer trucks 3.3% Evening Night cars 92.7% light duty veh. 3.9% rigid trucks 2.2% trailer trucks 1.2% cars 85.2% cars 94.0% light duty veh. 3.4% rigid trucks 1.7% trailer trucks 0.9% Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO 11

12 Durchschnittsgeschwindigkeiten 70 average speed in km/h Western Europe, speed limit 50 km/h day evening night all vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks 70 day evening night 65 average speed in km/h Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO Western Europe, speed limit 70 km/h vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks 12

13 Beitrag zum Mittelungspegel, tags Tempolimit 50 km/h Tempolimit 70 km/h Day Day trailer trucks 22.4% trailer trucks 33.2% cars 35.2% rigid trucks 17.2% cars 55.5% rigid trucks 24.9% light duty veh. 6.7% light duty veh. 4.9% Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO 13

14 Beitrag zum Mittelungspegel, nachts Tempolimit 50 km/h Tempolimit 70 km/h trailer trucks 12.7% Night rigid trucks 5.7% trailer trucks 7.1% Night rigid trucks 9.5% light duty veh. 3.7% light duty veh. 5.2% cars 72.6% cars 83.6% Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO 14

15 Anteile Antriebsgeräusch/Rollgeräusch Tempolimit 50 km/h Tempolimit 70 km/h 100% 90% 80% 70% day, propulsion day rolling night, propulsion night rolling Western Europe, speed limit % 90% 80% 70% Western Europe, speed limit 70 day, propulsion day rolling night, propulsion night rolling contribution to Leq 60% 50% 40% contribution to Leq 60% 50% 40% 30% 30% 20% 20% 10% 10% 0% all vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks 0% vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO 15

16 Mittelungspegel Tempolimit 50 km/h Tempolimit 70 km/h 80 speed limit 50 km/h 80 speed limit 70 km/h Leq in db(a), 10 m distance, 2 m height day night Lden Leq in db(a), 10 m distance, 2 m height day night Lden 50 all vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks 50 vehicles cars light duty veh. rigid trucks trailer trucks Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO 16

17 Schlussfolgerungen für Minderungsmaßnahmen Minderungsmaßnahmen sind notwendig für alle Fahrzeugkategorien und beide Quellen (Antriebsgeräusch, Rollgeräusch). Prioritäten für Pkw: Fahrbahndeckschichten und Reifen, Antriebsgeräusche Prioritäten für Nutzfahrzeuge einschließlich LNfz: Antriebsgeräusche, Fahrbahndeckschichten und Reifen Auf innerstädtischen Hauptverkehrsstraßen ist die Beurteilungszeit tags für niedrige Geschwindigkeiten (v_zul <= 50 km/h) von den Nutzfahrzeugen, die Beurteilungszeit nachts von Pkw dominiert. 17

18 Beispiel Rollgeräuschminderung durch Drainasphalt SPL 70 km/h DLtot, night DLroll, night DLtot, day DLroll, day SPL 50 km/h AB 0/11 ersetzt durch zweilagigen DA 0/8, Berechnet mit TRANECAM/ROTRANOMO Noise reduction in db(a) 18

19 Minderungspotentiale verfügbarer Maßnahmen Maßnahmen an der Quelle: Leise Fahrbahndeckschichten 1 5 db, abhängig von Fahrgeschwindigkeit und Verkehrszusammensetzung, Leise Reifen, 1 2 db, erfordert weitere Herabsetzung der Geräuschgrenzwerte für Reifen, Leise Antriebskomponénten und effektive Kapselungen, 2 db, erfordert Herabsetzung der Geräuschgrenzwerte für Kfz 19

20 Minderungspotentiale verfügbarer Maßnahmen Traffic Management und Fahrverhalten: Tempolimit, 1 2 db, Überwachung der Einhaltung erforderlich, Verkehrsfluss-Management, 1 db Leises Fahrverhalten, z.b. Schaltanzeigen, 0 2 db, je nach Region und Verkehrszusammensetzung Zusätzliche Maßnahmen: Drehzahlbegrenzer in sensitiven Zonen (peaknoise, NL), 3 db, Überwachung der Benutzung erforderlich, Steuervorteile für leise Fahrzeuge und Reifen, 0 2 db, (erfordert geeignete Indikatoren für die Geräuschemission und Verbraucherinformation) 20

21 Erforderliche Minderungsziele Das Umweltbundesamt hat die Schwellwerte der Geräuschbelastung für negative Auswirkungen auf die Gesundheit mit 65 db L Aeq tags und 55 db L Aeq nachts eingestuft. Dies entspricht einem L DEN von 63 db. Um die Geräuschbelastung für die hot spots in Ballungsgebieten unter diese Schwellwerte zu bringen, sind langfristig folgende Minderungsziele notwendig: Leise Fahrbahndeckschichten: 6-10 db Leise Reifen: 3-5 db Antriebsgeräuschminderung: 3-6 db Diese Ziele lassen sich nicht ohne weitere Forschung und flankierende administrative Maßnahmen (z.b. Grenzwertsenkungen) erreichen. 21

22 Forschungsbedarf Fahrbahndeckschichten: Entwicklung von leisen dichten Deckschichten mit einem Minderungspotential von 6-8 db Reifen: Entwicklung von leisen Reifen mit einem Minderungspotential auf gebräuchlichen Fahrbahndeckschichten von 4-6 db Eine bessere Lösung besteht darin die Kombination Reifen/Fahrbahndeckschicht so zu optimieren, dass eine Geräuschminderung von db erreicht wird. 22

23 Forschungsbedarf Antriebsgeräusch: Weitere Minderung der Emissionsbeiträge von Motor, Getriebe und Auspuffanlage. Dies kann für schwere Nutzfahrzeuge die Trennung von Motor und Getriebe und die Einführung von Wasserkühlung für das Getriebe erfordern. Fortschrittliche, hochwirksame Kapselungen 23

24 Notwendige administrative Maßnahmen Fahrbahndeckschichten: Geräuscheigenschaften sollten in die Spezifikationen für Deckschichten mit aufgenommen werden. Das Geräuschverhalten bestehender Deckschichten sollte ähnlich wie die Griffigkeit über die Lebensdauer der Deckschicht kontrolliert werden. Reifen/Fahrzeuge: Die Geräuschmessungen für Reifen sollten auf einer repräsentativeren Fahrbahndeckschicht durchgeführt werden. Wie bei den Schadstoffemissionen sollten für Reifen und Fahrzeuge zukünftige Grenzwertabsenkungen festgelegt werden, für deren vorzeitige Erfüllung Steuervorteile gewährt werden können. 24