Erschütterungstechnische Untersuchung

Transkript

1 KSZ I n g e n i e u r b ü r o G m b H Berlin Messstelle nach 26, 28 BImSchG Torstraße 7 Güteprüfstelle Schall nach DIN 4109 Tel Erschütterungstechnische Untersuchung zum Bebauungsplan Nr Speicherstadt / Leipziger Straße Landeshauptstadt Potsdam Projekt-Nr.: Auftraggeber: Pro Potsdam GmbH Pappelallee Potsdam Vertreter des Auftraggebers: Frau Rabbe Herr Putz Auftrag vom: 14. Dezember 2011 Abschluss: 16. Januar 2012 Bearbeiter: Thomas Schenk Konrad Seubert Dr.-Ing. Th. Schenk Fachingenieur für Schallschutz

2 Seite 2 Inhaltsverzeichnis 1 AUFGABENSTELLUNG BEARBEITUNGSGRUNDLAGEN, ZITIERTE NORMEN UND RICHTLINIEN ÖRTLICHE SITUATION UND AUSBREITUNGSBEDINGUNGEN EINFÜHRUNG IN DIE PROBLEMATIK UND ANHALTSWERTE ZUR BEURTEILUNG VON ERSCHÜTTERUNGSIMMISSIONEN SOWIE RICHTWERTE ZUR BEURTEILUNG VON SEKUNDÄREM LUFTSCHALL...5 Einwirkungen auf den Menschen...6 Einwirkungen auf bauliche Anlagen...9 Sekundärer Luftschall METHODISCHES VORGEHEN MESSTECHNIK UND MESSDURCHFÜHRUNG DARSTELLUNG DER MESSERGEBNISSE BEURTEILUNG DER MESSERGEBNISSE...21 Erschütterungen...21 Sekundärer Luftschall...22

3 Seite 3 1 Aufgabenstellung Im Rahmen des gegenwärtig laufenden Bauleitplanverfahrens zur Entwicklung der Speicherstadt an der Leipziger Straße im Süden Potsdams von einem ehemaligen Gewerbegebiet zu einem neuen Wohn-, Freizeit-, Gewerbe- und Dienstleistungsstandort ist eine erschütterungstechnische Untersuchung durchzuführen. Im Rahmen dieser erschütterungstechnischen Untersuchung sind Aussagen zu den an der zukünftig geplanten Bebauung innerhalb des B-Plangebietes zu erwartenden Erschütterungsimmissionen zu treffen. In der unmittelbaren Nachbarschaft des B-Plangebietes befindet sich die Schienenverkehrsstrecke Berlin - Potsdam - Magdeburg. Durch den Schienenverkehr auf dieser Strecke werden Schwingungen erzeugt, die über Bahnkörper und Erdboden in das B-Plangebiet eingeleitet werden und als Erschütterungs- und/oder Körperschallimmissionen zu Belästigungen und Störungen der zukünftigen Nutzer im B-Plangebiet führen können. Diese Immissionen sind prognostisch abzuschätzen und auf der Grundlage der DIN 4150 sowie gegebenenfalls weiterer Regelwerke zu beurteilen. Im Falle der Überschreitung relevanter Anhalts- oder Richtwerte sind Vorschläge für Schutzmaßnahmen zu treffen. 2 Bearbeitungsgrundlagen, zitierte Normen und Richtlinien Normen und Richtlinien - BImSchG "Bundes-Immissionsschutzgesetz" vom 15. März 1974 (BGBl I S.721) zuletzt geändert am Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz - Verkehrswege- Schallschutzmaßnahmenverordnung (24. BImSchV) - DIN 4150 Erschütterungen im Bauwesen. Teil 1: Vorermittlung von Schwingungsgrößen, Juni 2001 Teil 2: Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden, Juni 1999 Teil 3: Einwirkungen auf bauliche Anlagen, Februar Hinweise zur Messung, Beurteilung und Verminderung von Erschütterungsimmissionen. Beschluss des Länderausschusses für Immissionsschutz vom 10. Mai 2000

4 Seite 4 - DIN Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 1: Schwingungsmesser - Anforderungen und Prüfungen, September 2010 Teil 2: Messverfahren, Juni 2005 Teil 3: Prüfung der Schwingungsmesseinrichtung, Mai DIN Schwingungsmessungen in der Umgebung von Schienenverkehrswegen Teil 1: Messverfahren, Dezember 2009 Teil 2: Auswerteverfahren, Juli VDI 2719 Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen. August Körperschall und Erschütterungsschutz - Leitfaden für den Planer. DB AG, Ausgabe Februar Said, A.; Grütz, H.-P.; Garburg, R.: Ermittlung des sekundären Luftschalls aus dem Schienenverkehr. Z. f. Lärmbekämpfung 53 (2006), Nr. 1, S Unterlagen: - B-Planentwurf - Planzeichnung B36-1. Stand Übersicht der Stellungnahmen und Hinweise der Behörden und sonstigen Träger öffentlicher Belange mit dem Ergebnissen der Prüfung und Abwägung, S. 24,25, Stand Äußere und innere Verkehrserschließung der Speicherstadt in Potsdam, Schlussbericht, StaadtPlan Ingenieur GmbH Potsdam, April Verkehrsdaten für die Strecke Berlin Magdeburg, im Bereich Hauptbahnhof Potsdam der Deutschen Bahn AG vom Fotos und Ergebnisse der Ortsbesichtigung am Fotos und Ergebnisse des Messtermins am Örtliche Situation und Ausbreitungsbedingungen Das B-Plangebiet liegt im Süden Potsdams zwischen der Leipziger Straße als südöstliche und der Havel als nordwestliche Begrenzung und ist ca. 9 ha groß. Im Norden verläuft in unmittelbarer Nähe die zweigleisige Bahntrasse Berlin - Magdeburg der Deutschen Bahn AG, die vom Hauptbahnhof Potsdam kommend unter der B2 hindurch weiter westlich die Havel über eine Brücke überquert. Im Osten grenzt das B-Plangebiet an den Leipziger Knoten mit seiner Hauptachse Heinrich- Mann-Allee Lange Brücke. Weiter östlich auf der gegenüberliegenden Seite des Leipziger Knotens erstreckt sich das weitläufige Gelände des Potsdamer Hauptbahnhofes.

5 Seite 5 Die wesentlichen Erschütterungsimmissionen im Untersuchungsgebiet werden durch den Schienenverkehr auf den Gleisen nördlich des B-Plangebietes hervorgerufen. Erschütterungsimmissionen durch den Straßenverkehr sind zu vernachlässigen. Das Gelände des B-Plangebietes fällt gleichmäßig von der Leipziger Straße mit Höhen zwischen 36 m am Leipziger Knoten im Osten und 32 m über NHN an der südwestlichen Grenze auf einheitlich 29 m am Havelufer nach Nordwesten hin ab. Hierdurch ergibt sich, dass die anfangs niveaugleich vom Hauptbahnhof kommenden Bahngleise bis zur Brücke über die Havel in Dammlage übergehen. Die Lage des Untersuchungsgebietes und der Umgebung ist im Übersichtslageplan im Anhang wiedergegeben. Die bisherigen Planungen sehen gegenüber der Bahnstrecke Nutzungen als Mischgebiet (MI 4.1 und MI 4.2) sowie als Sonstiges Sondergebiet "Hotel/Kongress" (SO). Die Baugrenzen des Mischgebietes MI 4.2 liegen etwa 32 m, die des Sondergebietes ca. 35 m und die des Mischgebietes MI m von der Gleisachse entfernt. Im Bereich des Mischgebietes MI 4.1 liegt das Brückenwiderlager der Eisenbahnbrücke über die Havel. 4 Einführung in die Problematik und Anhaltswerte zur Beurteilung von Erschütterungsimmissionen sowie Richtwerte zur Beurteilung von sekundärem Luftschall Zur Bewältigung des ständig wachsenden Verkehrsaufkommens spielt der schienengebundene Verkehr eine wesentliche Rolle. Aus Gründen des Umweltschutzes wird angestrebt, den Anteil des Schienenverkehrs am Gesamtverkehr zu erhöhen. Hierbei darf aber nicht übersehen werden, dass der Schienenverkehr hinsichtlich seiner Emissionen zwar schadstoffarm, jedoch bezüglich der Lärmbelastung mit ähnlichen und bezüglich der Erschütterungsbelastung mit deutlich größeren Problemen behaftet ist als der Straßenverkehr. Erschütterungen entstehen hauptsächlich durch Wechselkräfte, die beim Abrollen der Räder auf den Schienenflächen erzeugt werden. Die durch das Abrollen verursachten Wechselkräfte erzeugen in der Schiene und in den Rädern mechanische Schwingungen, die als Körper-

6 Seite 6 schall in den Gleisen und in den Fahrzeugen weitergeleitet und als primärer Luftschall abgestrahlt werden. Zusätzlich werden in tieffrequenten Bereichen mechanische Schwingungen über den Gleisober- und Gleisunterbau in den Boden eingeleitet. Bei der Ausbreitung dieser Schwingungen im Boden können sie in die Fundamente benachbarter Gebäude eingeleitet werden und hier Belästigungen durch Erschütterungen und/oder sekundären Luftschall hervorrufen. Im Gegensatz zum primären Luftschall sind die durch den sekundären Luftschall sowie durch Erschütterungen verursachten Immissionen nicht durch Schallschutzfenster und ähnliche Maßnahmen zu verringern. Hierbei sind nur Minderungsmaßnahmen möglich, die auf eine Verringerung der durch den Schienenverkehr in den Boden eingeleiteten und zum Gebäude übertragenen mechanischen Schwingungen abzielen. Für die Beurteilung von Erschütterungen auf Gebäude und auf Menschen in Gebäuden sowie von sekundärem Luftschall existieren derzeitig keine verbindlichen Grenzwerte. In DIN 4150 sind Anhaltswerte angegeben, bei deren Einhaltung erhebliche Belästigungen bzw. Bauwerksschäden durch Erschütterungen im Allgemeinen auszuschließen sind. Einwirkungen auf den Menschen In Tabelle 1 sind Anhaltswerte für die Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen in Gebäuden getrennt nach unterschiedlichen Gebietsnutzungen sowie getrennt nach Einwirkungen während Tag und Nacht enthalten. Erhebliche Belästigungen des Menschen werden ausgeschlossen, wenn der Maximalwert des gleitenden Effektivwertes des KB-Wertes (d. h. die maximale bewertete Schwingstärke KB Fmax ) den unteren Anhaltswert A u unterschreitet. Liegt dieser Maximalwert zwischen dem unteren (A u ) und dem oberen (A o ) Anhaltswert, so ist aus den Taktmaximalwerten der Schwingstärke (Taktzeit 30 Sekunden) durch Langzeiteffektivwertbildung der Taktmaximal-Effektivwert KB FTm zu ermitteln. In die Effektivwertbildung gehen nur Schwingstärken oberhalb der Fühlschwelle (KB = 0,1) ein. Unter Berücksichtigung der tags und nachts vorhandenen Einwirkungszeiten wird die Beurteilungsschwingstärke KB FTr gebildet und mit dem Anhaltswert A r verglichen.

7 Seite 7 Tabelle 1: Anhaltswerte für Erschütterungseinwirkungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen nach DIN 4150, Teil 2 Anhaltswerte für die Schwingstärke KB Gebietseinstufung Tag Nacht A u A o A r A u A o A r Einwirkungsorte nur mit gewerblichen Anlagen in der Nachbarschaft 0,4 6 0,2 0,3 0,6 0,15 Einwirkungsorte vorwiegend mit gewerblichen Anlagen in der Nachbarschaft 0,3 6 0,15 0,2 0,4 0,6 1) 0,1 Einwirkungsorte mit weder vorwiegend Wohnungen noch Gewerbe in der Nachbarschaft 0,2 5 0,1 0,15 0,3 0,6 1) 0,07 Einwirkungsorte mit vorwiegender oder ausschließlicher Wohnbebauung in der Nachbarschaft 0,15 3 0,07 0,1 0,2 0,6 1) 0,3 2) 0,05 Besonders schutzbedürftige Einrichtungen (Krankenhäuser, Kliniken), soweit sie in ausgewiesenen Sondergebieten liegen 0,1 3 0,05 0,1 0,15 0,61) 0,05 0,32) 1) Gilt gebietsunabhängig bei oberirdischen Schienenverkehr 2) Gilt für unterirdisch geführte Schienenstrecken Erschütterungseinwirkungen innerhalb der Zeiten mit besonderem Ruheanspruch (6. 00 bis Uhr und bis Uhr werktags sowie bis Uhr sonn- und feiertags) werden bei der Bildung der Beurteilungsschwingstärke durch Wichtung mit dem Faktor 2 berücksich-

8 Seite 8 tigt. Dies gilt jedoch nicht für den hier vorliegenden Fall der Erschütterungseinwirkung infolge von Schienenverkehr. Nach DIN 4150, Teil 2, gilt für Schienenverkehr KB FTr = KB FTm, da keine besonderen Ruhezeitzuschläge zu verwenden sind. Bei Überschreitung des oberen Anhaltswertes A o durch den gemessenen Maximalwert KB Fmax kann im Allgemeinen von einer erheblichen Belästigung ausgegangen werden, ohne dass die Beurteilungsschwingstärke zur Beurteilung herangezogen werden muss. Bezüglich der nächtlichen Einwirkung durch den Schienenverkehr trifft jedoch DIN in Abschnitt eine Ausnahme von dieser Bedeutung. Bei Überschreitung des oberen Anhaltswertes gelten die Anforderungen der Norm nicht als nicht eingehalten. Liegen nachts einzelne KB FT -Werte oberhalb des Wertes von A o = 0,6, so ist eine Ursachenforschung und -beseitigung gefordert. In die Bestimmung von KB FTr gehen diese Werte jedoch mit ein. Beurteilungszeitraum ist die Zeit von bis Uhr (Tag) sowie von bis Uhr (Nacht). Zur Beurteilung ist die Richtungskomponente mit dem größten Messwert heranzuziehen. Als weitere Sonderregelung für den Schienenverkehr wird in der DIN 4150, Teil 2, darauf hingewiesen, dass die in Tabelle 2 enthaltenen Anhaltswerte A u und A r nur für neu zu errichtende Fernbahnstrecken und unterirdisch geführte Schienenstrecken sowie für städtebauliche Planungen von Baugebieten gelten. Für bestehende, oberirdisch geführte Schienenstrecken des öffentlichen Personennahverkehrs gelten um den Faktor 1,5 angehobene Werte von A u und A r. Für die Beurteilung der Schwingungsimmissionen wird in der vorliegenden Untersuchung von den Anhaltswerten für Einwirkungsorte mit weder vorwiegend Wohnungen noch Gewerbe in der Nachbarschaft (vergleichbar mit Mischgebieten) ausgegangen: A u = 0,2 A r = 0,1 für den Tag und A u = 0,15 A r = 0,07 für die Nacht.

9 Seite 9 Einwirkungen auf bauliche Anlagen Regelungen zur Ermittlung von Erschütterungen zur Beurteilung einer möglichen Verminderung des Gebrauchswertes von Gebäuden sind in DIN 4150, Teil 3, enthalten. Die hier angegebenen Anhaltswerte liegen deutlich höher als die Anhaltswerte zur Beurteilung möglicher Belästigungswirkung auf Menschen beim Aufenthalt in Gebäuden. Insofern kann im Allgemeinen davon ausgegangen werden, dass durch den Schienenverkehr bei Einhaltung der Anhaltswerte der DIN 4150, Teil 2, keine Überschreitungen der Anhaltswerte der DIN 4150, Teil 3, zu erwarten sind. Sekundärer Luftschall Für die Einwirkung von sekundärem Luftschall existieren in Deutschland keine Grenz-, Richtoder Anhaltswerte und keine methodische Regelungen zu seiner Ermittlung. Der für den Vergleich mit den Grenz- oder Richtwerten der gängigen Regelwerke zum Lärmschutz heranzuziehende maßgebliche Immissionsort ist darüber hinaus bis auf wenige Ausnahmen außerhalb der Gebäude, vor der betroffenen Hausfassade festgelegt. Für den vorliegenden Fall von Geräuscheinwirkungen, die durch den Schienenverkehr verursacht werden, können Richtwerte für Geräuschimmissionen innerhalb von Gebäuden aus der Verkehrswege-Schallschutzmaßnahmenverordnung (24. BImSchV) abgeleitet werden. Hieraus ergibt sich für Räume, die überwiegend zum Schlafen genutzt werden, ein zulässiger Innenraumpegel von 30 db(a) in der Nacht sowie für Wohnräume von 40 db(a) bzw. für Büroräume 45 db(a) tags. Diese Werte liegen auch im Bereich der Anhaltswerte der VDI 2719 für Mischgebietsnutzungen. 5 Methodisches Vorgehen Zur Vorausberechnung von Erschütterungsimmissionen sind derzeitig keine allgemeinverbindlichen und wissenschaftlich abgesicherten Prognoseverfahren bekannt. Insbesondere die Schwierigkeiten bei der Beschreibung des außerordentlich komplexen Systems der Schwingungsentstehung durch unterschiedliche Quellenarten und der Ausbreitung in einem größtenteils nicht zugänglichen Ausbreitungssystem bis zur Einwirkung auf den Menschen erschweren eine einigermaßen gesicherte Abschätzung der zu erwartenden Immissionen. Wesentliche Einflussfaktoren auf die Höhe der Schwingungsimmission sind:

10 Seite 10 Einflussfaktoren der Schwingungsquelle Bauart der Züge Wartungszustand der Züge, insbesondere der Räder gefahrene Geschwindigkeiten Gleisbettungssystem Wartungszustand des Gleises Einflussfaktoren des Ausbreitungsweges Übergang vom Gleis zum Boden (Ankopplungswiderstand) Bodeneigenschaften (Bodenart, Lagerungsdichte) Einbauten im Boden Grundwasserstand Abstand zum Immissionsort Übergang vom Boden in das Gebäudefundament Einflussfaktoren im Gebäude Fundamentart Art der Gebäudekonstruktion Anzahl der Stockwerke Materialeigenschaften Masse und geometrische Abmessungen der Gebäudeteile Generell kann davon ausgegangen werden, dass eine Verminderung der auftretenden Schwingungen mit zunehmender Entfernung erfolgt. Diese Entfernungsminderung wird einerseits hervorgerufen durch die sogenannte geometrische Ausbreitungsdämpfung. Zusätzlich sind Verluste durch Materialdämpfung, d. h. Energieverluste durch Reibung bei der Ausbreitung im Boden, wirksam. Genaue quantitative Angaben zur Entfernungsminderung sind aufgrund der starken Abhängigkeit von den örtlichen Bedingungen (Materialeigenschaften, Grundwasserspiegel...) nicht ohne detaillierte Untersuchungen möglich. Die Entfer-

11 Seite 11 nungsabnahme wird auch in wesentlichem Maße durch Einbauten im Boden beeinflusst. Einbauten längs zur Schienenachse können die Ausbreitung erschweren, Einbauten quer zur Schienenachse die Ausbreitung erleichtern. Innerhalb der Gebäude sind durch die konstruktiven Besonderheiten (Resonanzeffekte) üblicherweise auf den einzelnen Geschoßdecken höhere Schwingungswerte (übliche Werte: Faktor 2 bis 20 je nach Gebäudekonstruktion) als am Hausfundament festzustellen. Wegen der dargestellten Schwierigkeiten wird in der Praxis zur Schwingungsprognose üblicherweise eine getrennte Betrachtung für einzelne entkoppelte Teilsysteme des Ausbreitungsweges (z. B. Schwingungsquelle mit ihrer Ankopplung an den Grund, Ausbreitungssystem bis zum Gebäude, Gebäudefundament mit Übergang vom Baugrund, Ausbreitungssystem im Gebäude) vorgenommen. Hierbei sind teilweise erhebliche Idealisierungen der Systemeigenschaften und somit entsprechende Aussageunsicherheiten nicht zu vermeiden. In vorliegender Untersuchung wurden deshalb entsprechend der Methodik der Deutschen Bahn (Körperschall und Erschütterungsschutz - Leitfaden für den Planer, Abschnitt "Geplante Bebauung an bestehenden Bahnstrecken") die zukünftig zu erwartenden Schwingungsimmissionen auf der Grundlage von Erschütterungsmessungen abgeschätzt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass bei den relativ kurzen Entfernungen zwischen Gleisen und Gebäuden einigermaßen konstante Ausbreitungsverhältnisse vorliegen. Gemessen werden die Erschütterungen an Stellen, an der die zukünftig Bebauung am dichtesten an die Gleise heranrückt. Die Messungen wurden spektral durchgeführt, da die verschiedenen Einflussfaktoren bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich stark wirksam sind. Aus den Messwerten, die die an der Einleitungsstelle der zukünftigen Gebäude wirksamen Schwingungen charakterisieren, wird auf die in den höheren Geschosslagen der zukünftigen Gebäude zu erwartenden Schwingungen geschlossen. Beim Übergang vom Erdboden in das Fundament eines Gebäudes erfolgt in der Regel eine Reduzierung der Schwingungen. Bei der Fortleitung der Schwingungen vom Fundament zu den höheren Geschossen sind demgegenüber in der Regel Schwingungsverstärkungen zu beobachten. Für den Fall einer geplanten Bebauung sind die Übertragungsfunktionen für den Übergang vom Boden auf das Fundament sowie für die Fortleitung innerhalb des Gebäudes nicht bekannt. Deshalb erfolgt die Abschätzung der auf den Geschossdecken in den zukünfti-

12 Seite 12 gen Gebäuden zu erwarten Schwingungen für übliche Geschossdecken mit einer Reihe unterschiedlicher Eigenfrequenzen. Im DB - Leitfaden sind hierfür die pauschalen Übertragungsfaktoren in Bezug auf die Resonanzfrequenz angegeben. Im vorliegenden Fall wird von Geschossdecken aus Beton mit Eigenfrequenzen im Bereich zwischen 10 Hz und 50 Hz ausgegangen. Aus den spektralen Werten der letztendlich auf den Menschen im Gebäude einwirkenden Erschütterungen- bzw. Luftschallimmissionen werden durch Berücksichtigung entsprechender Frequenzbewertungen die Einzahlwerte (KB-Werte und sekundäre Luftschallpegel) zur Beurteilung anhand der im vorigen Abschnitt dargelegten Beurteilungskriterien ermittelt. Hinsichtlich der Abschätzung des sekundären Luftschalls wird abweichend von den im DB-Leitfaden aufgeführten mathematischen Zusammenhängen anhand der von Said, Grütz und Garburg 2005 in der Zeitschrift für Lärmbekämpfung veröffentlichten aktuellen Untersuchungsergebnisse für Bauten mit Betondecken vorgegangen. Der Schienenbonus der 16. BImSchV wurde nicht berücksichtigt. 6 Messtechnik und Messdurchführung Die Messungen fanden am statt. Wegen der unterschiedlichen Einleitungsbedingungen der Erschütterungen vom Gleisoberbau in das Erdreich wurden zwei verschiedene Messpunkte gewählt: MP 01 Bereich MI m von der Gleismitte entfernt gegenüber dem Brückenwiderlager MP 02 Bereich MI m von der Gleismitte entfernt An beiden Messpunkten wurden die gemessenen Schwingungssignale von insgesamt 30 Vorbeifahrten von Regionalzügen mittels eines PC-gestützten Messsystems auf der Basis SAMURAI (Sinus Messtechnik GmbH, Leipzig) aufgezeichnet. Folgende Messtechnik kam zum Einsatz:

13 Seite 13 2 triaxiale elektrodynamische Schwinggeschwindigkeitsaufnehmer, Fa. Sinus Erschütterungsmessgerät Soundbook 8-Kanal mit Software SAMURAI, Fa. Sinus Die Schwingungsmesssignale wurden in den drei Raumkoordinaten X, Y und Z parallel von den Schwinggeschwindigkeitsaufnehmern aufgenommen und gespeichert. Gemessen wurden der Zeitverlauf der Schwinggeschwindigkeits-Signale im Frequenzbereich 0,8 bis 400 Hz, der Zeitverlauf des gleitenden Effektivwertes KB F (t) mit einer Zeitkonstante von 125 ms sowie die Terzspektren der Schwinggeschwindigkeit. Messtechnik, Messdurchführung und Auswertung entsprachen den Empfehlungen von DIN 4150, DIN und DIN Die Auswertung der gespeicherten Signale erfolgte im Labor mittels der SAMURAI-Software und mit der Signalanalysesoftware FAMOS der Fa. IMC Meßsysteme, Berlin. An jedem Messpunkt wurden für jede Zugvorbeifahrt die Terz-Spektren der Schwinggeschwindigkeit als energetischer Mittelwert, bezogen auf 1 sec Einwirkungsdauer (SEL), als Maximalwert des gleitenden Effektivwertes mit einer Zeitkonstante von 125 ms (max-hold-spektrum) sowie die Maximalwerte des gleitenden Effektivwertes KB Fmax ermittelt. Die spektralen Schwinggeschwindigkeitssignale wurden umgerechnet in Pegel L v bezogen auf 5 * 10-8 m/s. Die Messungen erfolgten nur bei Vorbeifahrt von Regionalzügen, da am Messtag keine anderen Züge gefahren sind. Im derzeitigen Fahrplan sind auch keine anderen Zuggattungen ausgewiesen. Die von der Deutschen Bahn erhaltenen Prognosezahlen gehen von folgenden Zugzahlen aus: Regionalzüge RE tags 162 nachts 26 Güterfernverkehr SGV tags 2 nachts 2 Personenfernverkehr IC tags 4 nachts 2 Es kann also davon ausgegangen werden, dass Vorbeifahrten durch Züge des Personenund Güterfernverkehrs nicht mit regulärem Fahrplan sondern nur als seltene Ereignisse stattfinden. Aus den Ergebnissen eigener Messungen an anderen Strecken wird für diese Vorbeifahrten die Schwingungsemission auf der Basis der Messwerte für die RE-Züge mit dem Faktor 0,7 im Falle von IC-Zügen sowie mit dem Faktor 2 für Güterzüge abgeschätzt.

14 Seite 14 7 Darstellung der Messergebnisse Ein Beispiel für den Zeitverlauf des Schwinggeschwindigkeitssignals sowie für den sich hieraus ergebenden Zeitverlauf des KB-Signals für eine einzelne Vorbeifahrt ist in Bild 1 dargestellt. Die Ordinate ist in der physikalischen Einheit der Schwinggeschwindigkeit mm/s skaliert. Für die Bildung des dimensionslosen KB-Wertes sind 1 mm/s gleich einem Zahlenwert von KB = 1 zu setzen. (Die menschliche Fühlschwelle liegt bei etwa 100 µm/s entsprechend KB = 0,1). In Tabelle 2 sind die an den beiden Messpunkten in den drei Raumrichtungen ermittelten und auf 1 sec Einwirkungsdauer bezogenen energetischen Mittelwerte (SEL) sowie die maximalen KB-Werte (KBFmax) für jede Vorbeifahrt aufgelistet. In Bild 2 sind die maximalen KB-Werte der einzelnen Vorbeifahrten grafisch dargestellt. maximale Schwingstärken der Vorbeifahrten 0,350 0,300 KBFmax 0,250 0,200 0,150 0,100 MP 01, X MP 01, Y MP 01, Z MP 02, X MP 02, Y MP 02, Z 0,050 0,000 F F F F N N F N N F F F N N F N N F F F N N F N N F N F Gleislage (Fern/Nah) Bild 2: Messwerte KBFmax

15 Seite 15 Es ist zu erkennen, dass die in der vertikalen Richtung wirksamen Schwingungen generell deutlich höher als diejenigen der beiden horizontalen Richtungen sind. Die weiteren Auswertungen werden deshalb auf die in vertikaler Richtung (Z-Richtung) einwirkenden Schwingungen beschränkt. Außerdem ist in Bild 2 zu erkennen, dass am Messpunkt MP 01 tendenziell höhere Messwerte auftreten, was sicherlich mit der Einleitungsart über das Brückenwiderlager zusammenhängt. Weiterhin ist die Tendenz zu erkennen, dass am Messpunkt MP 01 höhere Werte bei Vorbeifahrten auf dem ferner gelegenen Gleis, am Messpunkt MP 02 höhere Werte bei Vorbeifahrten auf dem näher gelegenen Gleis erzeugt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass im Untersuchungsbereich zwei Weichen liegen, welche für das ferner gelegene Gleis einen geringeren Abstand zu MP 01, für das näher gelegene Gleis einen geringeren Abstand zu MP 02 aufweist (siehe Bild 3). Lage MP 02 Lage MP 01 Bild 3: Lage der Messpunkte

16 Seite 16 10^-3 mm/s ^-3 mm/s Bild 1: Zeitverlauf des unbewerteten Schwingschnelle-Signals (oben) und des KB-Signals (unten) s

17 Seite 17 Tabelle 2: Messergebnisse Nah/Fern MP 01, X MP 01, Y MP 01, Z MP 02, X MP 02, Y MP 02, Z lfd. Nr. SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax 1 F 67,9 0,072 68,3 0,051 72,5 0,112 67,4 0,066 71,2 0,080 74,8 0,157 2 F 70,8 0,105 71,8 0,123 76,8 0,217 67,2 0,047 71,9 0,090 75,7 0,168 3 F 68,3 0,052 68,7 0,054 72,5 0,104 65,9 0,038 69,5 0,054 72,7 0,108 4 F 71,3 0,119 72,0 0,114 77,5 0,255 66,4 0,049 71,5 0,122 75,6 0,178 5 N 70,4 0,094 69,1 0,070 72,9 0,128 66,7 0,052 70,6 0,078 73,5 0,116 6 N 70,1 0,085 69,4 0,069 72,7 0,119 67,4 0,054 71,2 0,078 73,6 0,112 7 F 71,6 0,117 72,0 0,128 77,5 0,264 67,6 0,050 72,4 0,110 76,3 0,177 8 N 60,6 0,036 59,7 0,028 63,1 0,045 58,1 0,022 61,5 0,050 65,1 0,074 9 N 68,6 0,071 67,8 0,073 72,1 0,131 66,0 0,047 70,0 0,071 72,8 0, F 70,8 0,099 72,0 0,119 77,0 0,230 67,8 0,051 71,9 0,086 75,8 0, ,4 0,092 70,3 0,080 74,5 0,145 68,9 0,080 71,2 0,071 74,8 0, F 69,8 0,075 70,6 0,074 74,5 0,129 65,9 0,032 70,2 0,074 74,1 0, F 73,9 0,083 74,2 0,106 78,3 0,179 71,2 0,071 74,8 0,091 78,4 0, N 67,8 0,051 68,0 0,044 70,4 0,061 65,7 0,043 70,1 0,054 71,1 0, N 70,5 0,082 70,3 0,078 73,8 0,142 68,8 0,080 71,4 0,084 75,3 0, F 69,2 0,079 69,6 0,067 74,0 0,113 66,0 0,038 70,3 0,067 73,7 0, N 61,9 0,037 60,6 0,025 63,8 0,046 58,5 0,020 61,9 0,051 65,3 0, N 71,2 0,090 69,1 0,072 73,7 0,119 68,1 0,066 70,3 0,069 74,7 0, ,7 0,051 69,3 0,060 72,4 0,095 67,4 0,048 70,5 0,058 72,9 0, F 69,1 0,081 68,7 0,066 74,5 0,169 67,9 0,069 71,2 0,094 76,1 0, F 71,5 0,113 72,4 0,128 77,6 0,257 67,7 0,053 72,4 0,101 76,3 0, F 71,0 0,115 72,1 0,122 77,4 0,243 66,6 0,048 71,2 0,105 75,4 0, N 70,3 0,085 69,7 0,074 73,4 0,133 67,1 0,053 71,0 0,083 74,2 0, N 70,7 0,086 69,7 0,078 73,7 0,128 68,7 0,077 70,7 0,075 75,1 0,161

18 Seite 18 Nah/Fern MP 01, X MP 01, Y MP 01, Z MP 02, X MP 02, Y MP 02, Z lfd. Nr. SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax SEL[dB] KBFmax 25 F 71,9 0,133 72,6 0,133 77,6 0,289 68,2 0,059 72,5 0,103 76,6 0, N 60,7 0,027 59,8 0,020 62,1 0,027 58,8 0,026 60,7 0,022 64,0 0, N 68,4 0,059 68,3 0,067 71,8 0,103 65,7 0,045 69,2 0,061 71,9 0, F 70,4 0,100 71,3 0,118 76,0 0,187 66,5 0,045 71,1 0,089 75,2 0, N 68,2 0,053 68,4 0,057 71,8 0,093 66,0 0,049 69,6 0,062 72,0 0, F 68,7 0,068 69,8 0,079 73,6 0,122 65,5 0,034 69,5 0,059 73,2 0,131

19 Seite 19 Mittleres Terzspektrum MP 01, Z, Eff(Max) MP 02, Z, Eff(Max) Schnellepegel [db] ,8 1,0 1,3 1,6 2,0 2,5 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 100,0 125,0 160,0 200,0 250,0 315,0 400,0 Terz-Mittenfrequenz [Hz] Bild 4: mittlere Körperschall-Schnellepegel Aus den spektralen Daten der an den beiden Messpunkten in Z-Richtung ermittelten Schwingungssignale ist zu erkennen, dass es sich um deutlich tieffrequente Signale mit vorherrschenden Anteilen im Frequenzbereich 5 bis 25 Hz handelt. Am Messpunkt MP 02 treten etwas höhere Schnellepegel im höheren Frequenzbereich auf. Die für die Geschossdecken bei unterschiedlichen Eigenfrequenzen berechneten Erschütterungswerte und sekundäre Luftschallpegel sind in der nachfolgenden Tabelle 3 enthalten. In dieser Tabelle sind die für die einzelne Vorbeifahrten von Zügen der jeweiligen Zuggattungen zu erwartenden Werte sowie die für Tag und Nacht als Mittelwerte geltenden Beurteilungsgrößen K BFTr und L A,m aufgeführt.

20 B-Plan Nr "Speicherstadt / Leipziger Straße" in Potsdam Seite 20 Tabelle 3: Berechnungsergebnisse für Geschossdecken Deckenresonanz KBFmax KBFTr Hz RE IC GE Tag Nacht MP ,346 0,242 0,692 0,104 0,066 12,5 0,327 0,229 0,653 0,098 0, ,272 0,190 0,544 0,081 0, ,255 0,178 0,510 0,076 0, ,206 0,144 0,412 0,062 0, ,186 0,130 0,373 0,056 0, ,167 0,117 0,334 0,050 0, ,151 0,106 0,302 0,045 0,029 MP ,296 0,207 0,592 0,089 0,056 12,5 0,300 0,210 0,600 0,090 0, ,335 0,235 0,671 0,100 0, ,306 0,214 0,612 0,092 0, ,244 0,171 0,489 0,073 0, ,224 0,157 0,448 0,067 0, ,190 0,133 0,381 0,057 0, ,169 0,118 0,338 0,051 0,032 Lsek [db(a)] LA,m [db(a)] MP ,4 28,8 33,4 19,82 15,52 12,5 30,5 28,9 33,5 19,93 15, ,9 29,3 33,9 20,31 16, ,3 30,7 35,3 21,71 17, ,3 31,8 36,3 22,78 18, ,0 33,4 38,0 24,41 20, ,3 33,7 38,3 24,71 20, ,9 33,3 37,9 24,32 20,02 MP ,9 32,4 36,9 23,35 19,06 12,5 34,0 32,4 37,0 23,41 19, ,2 32,6 37,2 23,61 19, ,0 33,4 38,0 24,41 20, ,8 34,3 38,8 25,28 20, ,2 35,7 40,2 26,65 22, ,6 36,0 40,6 27,00 22, ,3 36,7 41,3 27,71 23,41 - Erschütterungen Berlin

21 B-Plan Nr "Speicherstadt / Leipziger Straße" in Potsdam Seite 21 8 Beurteilung der Messergebnisse Erschütterungen Die Ergebnisse zeigen, dass für eine Reihe von möglichen Deckenresonanzen durch KB Fmax die unteren Anhaltswerte A u für den Tag und auch für die Nacht überschritten werden. Der Anhaltswert für die Beurteilungsschwingstärke A r wird demgegenüber für alle untersuchten Deckenresonanzen für den Tag und die Nacht durch KB FTr eingehalten. Es ist zwar darauf hinzuweisen, dass diese Einhaltung für die Deckenresonanz von 16 Hz am MP 02 nur knapp bzw. bei der Deckenresonanz von 10 Hz am MP 01 nur bei mathematischer Rundung auf zwei Stellen nach dem Komma zutrifft. Andererseits ist jedoch beim derzeitigen Erkenntnisstand bei der Prognose von Erschütterungsimmissionen noch mit einer relativ großen Unsicherheit zu rechnen. Dies hat dazu geführt, dass in den gängigen Methoden der Erschütterungsprognose, wie sie im DB-Leitfaden für den Planer beschrieben sind, mit relativ hohen Sicherheitszuschlägen zu Gunsten der Betroffenen gearbeitet wird. Insofern ist zukünftig eher mit einer Unterschreitung der prognostizierten Werte zu rechnen, ohne dass jedoch eine Überschreitung dieser Werte mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass im konkreten Fall nur die Werte für die Regionalzüge auf der Basis von Messungen ermittelt wurden. Die Werte für IC- und Güter-Züge sind anhand von Erfahrungswerten aus den Werten für die Regionalzüge abgeleitet worden. Anhand des geltenden Fahrplanes ist jedoch davon auszugehen, dass Vorbeifahrten von Güterzügen und Personenfernzügen nur als seltenes Ereignis auftreten. Insofern ist auch die prognostizierte Überschreitung des oberen Anhaltswertes für die Nacht von 0,6 durch Güterzüge am MP 01 bei Deckenresonanzen im Bereich 10-12,5 Hz nicht dramatisch. Falls nach Realisierung der zukünftigen Bebauung nachts tatsächlich Überschreitungen des oberen Anhaltswertes festgestellt werden, sollte entsprechend der Regelungen der DIN 4150, Teil 2, Abschnitt , versucht werden, die Ursachen hierfür abzustellen. Sehr wahrscheinlich sind hierzu Maßnahmen an der Weiche oder am Übergang Strecke - Brücke ausreichend. Gemäß DIN , Abschnitt , hat eine seltene Überschreitung des oberen Anhaltswertes von 0,6 nachts jedoch nicht die Bedeutung, dass die Anforderungen der DIN , als nicht eingehalten gelten. Aus den Untersuchungsergebnissen ergeben sich bezüglich der Berücksichtigung von Erschütterungsimmissionen somit keine erhöhten Anforderungen an die zukünftige Bebauung. - Erschütterungen Berlin

22 B-Plan Nr "Speicherstadt / Leipziger Straße" in Potsdam Seite 22 Es ist jedoch zu empfehlen, Deckenresonanzen unter 20 Hz bei Wohn- und Schlafräumen möglichst zu vermeiden. Sekundärer Luftschall Die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse weisen aus, dass bei der zukünftig zu erwartenden Situation der sekundäre Luftschall die als Immissionsbegrenzung geltenden Werte L A,m von 40 db(a) am Tage und von 30 db(a) in der Nacht sowie auch für Büronutzungen von 45 db(a) unterschreitet. Diese Unterschreitung ist bei den meisten möglichen Deckenresonanzen sehr deutlich. Lediglich bei den höheren Deckenresonanzen über 30 Hz am MP 02 verringert sich die Unterschreitung der Nacht-Begrenzung von 30 db(a) auf Werte von etwa 2 db(a). Mit diesen Ergebnissen ergeben sich auch in Hinsicht auf den sekundären Luftschall keine erhöhten Anforderungen an die zukünftige Bebauung in Hinsicht auf Schwingungsschutzmaßnahmen. - Erschütterungen Berlin