Gaskraftwerk Leipheim

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1 Müller-BBM GmbH Robert-Koch-Str Planegg bei München Telefon +49(89)852 0 Telefax +49(89) Dipl.-Ing. (FH) Andreas Lackner Telefon +49(89) Andreas.Lackner@mbbm.com 19. Dezember 16 Gaskraftwerk Leipheim Erschütterungstechnische Untersuchung Bericht Nr. M1299/01 S:\M\PROJ\1\M1299\M1299_01_BER_4D.DOCX : Auftraggeber: Bearbeitet von: Berichtsumfang: Gaskraftwerk Leipheim GmbH & Co. KG Ulm Dipl.-Ing. (FH) Andreas Lackner 19 Seiten insgesamt, davon 17 Seiten Textteil und 2 Seiten Anhang A Müller-BBM GmbH HRB München USt-ldNr. DE Akkreditiertes Prüflaboratorium nach ISO/IEC 125 Geschäftsführer: Joachim Bittner, Walter Grotz, Dr. Carl-Christian Hantschk, Dr. Alexander Ropertz, Stefan Schierer, Elmar Schröder

2 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 3 1 Einleitung Situation und Aufgabenstellung Örtliche Situation 5 2 Beurteilungskriterien Erschütterungen, Beurteilungskriterien nach DIN 41/ Sekundärer Luftschall 8 3 Messtechnische Untersuchungen Datum und Ort der Messungen Lage der Messpunkte Verwendete Messgeräte Durchführung der Messung Messunsicherheiten 12 4 Auswertung Verarbeitung der Messsignale Messergebnis 13 5 Prognose und Ergebnisse Prognose der Erschütterungen und des sekundären Luftschalls Qualität der Untersuchung Zusammenfassung der Ergebnisse 16 6 Zitierte Unterlagen 17 Anhang: Übersichtsplan mit Immissionsort (IO) 19. Dezember 16 Seite 2

3 Zusammenfassung Die Gaskraftwerk Leipheim GmbH & Co. KG plant am Standort Leipheim/Bubesheim die Errichtung und den Betrieb eines Gasturbinenkraftwerks (kurz: GT-Kraftwerk). Da im Umfeld des Gasturbinenkraftwerks gewerbliche Nutzungen in einem minimalen Abstand von bis zu 110 m angesiedelt werden sollen, waren Erschütterungen und sekundäre Luftschallimmissionen aus dem Betrieb der Gasturbinen nicht generell auszuschließen. Es wurden daher durch messtechnische Untersuchungen auf dem Baugrundstück die möglichen Immissionen auf Basis von worst-case Annahmen prognostiziert und nach einschlägigen Regelwerken beurteilt. Die Untersuchungen führen zu folgendem Ergebnis: Erschütterungen Die Erschütterungen aus dem Betrieb der Gasturbine können auf Basis von worstcase -Annahmen im angrenzenden Gewerbegebiet bei einem Abstand von ca. 110 m gerade spürbar ausfallen, es ist jedoch nicht damit zu rechnen, dass die Beurteilungskriterien für Erschütterungen nach DIN 41 Teil 2 nicht eingehalten werden können. Für eine Wohnbebauung in ca. 7 m Entfernung ist davon auszugehen, dass die Beurteilungskriterien für Erschütterungen mit großem Abstand eingehalten werden. Sekundäre Luftschallimmissionen Die aus der 24. BImSchV abgeleiteten Anforderungen an den Beurteilungspegel L m für gewerblich genutzte Räume in einem Gewerbegebiet (z. B. allgemeine Büros) von 45 db(a) des sekundären Luftschalls, kann für den nächstliegenden Immissionsort in 110 m noch eingehalten werden. Aufgrund der worst-case -Annahmen zur Berechnung der Immissionen ist jedoch damit zu rechnen, dass die Pegel des sekundären Luftschalls deutlich niedriger ausfallen. Die Anforderungen der TA Lärm an die Beurteilungspegel (35 db(a) tags / 25 db(a) nachts) des sekundären Luftschalls können für eine Wohnbebauung in ca. 7 m ebenfalls eingehalten werden. 19. Dezember 16 Seite 3

4 Für den technischen Inhalt verantwortlich: Dipl.-Ing. (FH) Andreas Lackner Telefon +49 (89) Dieser Bericht darf nur in seiner Gesamtheit, einschließlich aller Anlagen, vervielfältigt, gezeigt oder veröffentlicht werden. Die Veröffentlichung von Auszügen bedarf der schriftlichen Genehmigung durch Müller-BBM. 19. Dezember 16 Seite 4

5 1 Einleitung 1.1 Situation und Aufgabenstellung Die Gaskraftwerk Leipheim GmbH & Co. KG plant am Standort Leipheim/Bubesheim die Errichtung und den Betrieb eines Gasturbinenkraftwerks (kurz: GT-Kraftwerk). Das GT-Kraftwerk wird im Wesentlichen aus zwei Gasturbinenanlagen bestehen. Die elektrische Leistung kann, je nach Betriebsart und Außentemperatur, bis zu 337 MW pro Gasturbine betragen (entspricht Feuerungswärmeleistungen zwischen 653 MW und 869 MW pro Gasturbine im jeweiligen Volllastbetrieb). Das Vorhaben soll innerhalb des Geltungsbereichs des Bebauungsplans Nr. 4 [2] Sondergebiet Energieerzeugung: Gas- oder Gas- und Dampfturbinenkraftwerk des Zweckverbands Interkommunales Gewerbegebiet Landkreis Günzburg realisiert werden. Da im Umfeld des Gasturbinenkraftwerks gewerbliche Nutzungen in einem minimalen Abstand von bis zu 110 m angesiedelt werden sollen, sind Erschütterungen und sekundäre Luftschallimmissionen aus dem Betrieb der Gasturbinen nicht generell auszuschließen. Es sollen daher durch messtechnische Untersuchungen auf dem Baugrundstück zur Erhebung der Ausbreitungsbedingungen für Schwingungen und auf Basis der maßgeblichen Schwingschnelle der Gasturbinen, welche die Siemens AG als Hersteller der Turbine zur Verfügung gestellt hat, mögliche Immissionen prognostiziert und nach einschlägigen Regelwerken beurteilt werden. 1.2 Örtliche Situation Der Vorhabenstandort liegt im südwestlichen Bereich des ehemaligen Fliegerhorstgeländes Leipheim. In westlicher Richtung liegen intensiv landwirtschaftlich genutzte Flächen sowie eine Fußballgolfanlage. Im Süden grenzt die Verkehrsfläche der Kreisstraße GZ 4 an das Vorhabengrundstück an. Südlich, jenseits der Kreisstraße, liegen landwirtschaftlich genutzte Flächen sowie in weiterer Entfernung Waldflächen und die Bundesautobahn A8. Östlich und nördlich grenzt das Vorhabengrundstück an das weitere Areal des ehemaligen Fliegerhorstes an. Der Siedlungsbereich der Stadt Leipheim beginnt ca. 1 km nördlich des Vorhabengrundstücks. Der Siedlungsbereich der Gemeinde Bubesheim erstreckt sich in einer Entfernung von ebenfalls ca. 1 km östlich des Vorhabengrundstücks. Im Umfeld des Gasturbinenkraftwerks sollen gewerbliche Nutzungen in einem minimalen Abstand von ca. 110 m angesiedelt werden. 19. Dezember 16 Seite 5

6 2 Beurteilungskriterien 2.1 Erschütterungen, Beurteilungskriterien nach DIN 41/2 Zur Bewertung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen wird die bewertete Schwingstärke KB F (t) herangezogen. Die bewertete Schwingstärke KB F (t) ist dabei nach DIN [1] als gleitender Effektivwert des frequenzbewerteten Erschütterungssignals (Zeitbewertung sec, FAST ) definiert. Die Beurteilung erfolgt nach DIN 41 Teil 2 [4] anhand von zwei Beurteilungsgrößen: - KB Fmax, die maximale bewertete Schwingstärke - KB FTr, die Beurteilungsschwingstärke Die maximale bewertete Schwingstärke KB Fmax ist der Maximalwert der bewerteten Schwingstärke KB F (t), welche während der jeweiligen Beurteilungszeit (einmalig oder wiederholt) auftritt. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr berücksichtigt die Häufigkeit und Dauer der Erschütterungsereignisse. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr wird mit Hilfe eines Taktmaximalwertverfahrens (Taktzeit = sec) ermittelt. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr ergibt sich dabei nach folgender Gleichung: KB FTr = KB FTm T T e r (1) mit T r = Beurteilungszeit (tags 16 Std., nachts 8 Std.) T e = Einwirkzeit KB FTm = Taktmaximal-Effektivwert. Dieser ergibt sich aus der Wurzel aus den Mittelwerten der quadrierten Taktmaximalwerte (KB Fmax -Werte) der Einzelereignisse (hier Zugfahrten) ist. Die Beurteilung erfolgt nach nachstehend beschriebener Vorgehensweise: Ermittlung der maximale bewerteten Schwingstärke KB Fmax und Vergleich mit den Anhaltswerten A u und A o nach Tabelle 1: - Ist KB Fmax kleiner oder gleich dem (unteren) Anhaltswert A u, dann ist die Anforderung dieser Norm eingehalten. - Ist KB Fmax größer als der (obere) Anhaltswert A o, dann ist die Anforderung nicht eingehalten. - Ist KB Fmax größer als A u, aber kleiner, höchstens gleich A o, gilt die Anforderung dieser Norm dann als eingehalten, wenn die Beurteilungs-Schwingstärke KB FTr nicht größer als A r nach Tabelle 1 ist. 19. Dezember 16 Seite 6

7 Die in der DIN 41/2 angegebenen Anhaltswerte für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen sind in Tabelle 1 aufgelistet: Tabelle 1. Anhaltswerte nach DIN 41/2 (Tabelle 1) für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen. Zeile Einwirkungsort tags nachts 1 Einwirkungsorte, in deren Umgebung nur gewerbliche Anlagen und gegebenenfalls ausnahmsweise Wohnungen für Inhaber und Leiter der Betriebe sowie für Aufsichtsund Bereitschaftspersonen untergebracht sind (vgl. Industriegebiete 9 BauNVO) 2 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwiegend gewerbliche Anlagen untergebracht sind (vgl. Gewerbegebiete 8 BauNVO) 3 Einwirkungsorte, in deren Umgebung weder vorwiegend gewerbliche Anlagen noch vorwiegend Wohnungen untergebracht sind (vgl. Kerngebiete 7 BauNVO, Mischgebiete 6 BauNVO, Dorfgebiete 5 BauNVO) 4 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwiegend oder ausschließlich Wohnungen untergebracht sind (vgl. Reine Wohngebiete 3 BauNVO, allgemeine Wohngebiete 4 BauNVO, Kleinsiedlungsgebiete 2 BauNVO) 5 Besonders schutzbedürftige Einwirkungsorte, z. B. Krankenhäuser, Kurkliniken, soweit sie in dafür ausgewiesenen Sondergebieten liegen A u A o A r A u A o A r 0,4 6 0,2 0,3 0,6 0,15 0,3 6 0,15 0,2 0,4 0,1 0,2 5 0,1 0,15 0,3 0,07 0,15 3 0,07 0,1 0,2 0,05 0,1 3 0,05 0,1 0,15 0,05 In Klammern sind jeweils die Gebiete der Baunutzungsverordnung - BauNVO angegeben, die in der Regel den Kennzeichnungen unter Zeile 1-4 entsprechen. Eine schematische Gleichsetzung ist jedoch nicht möglich, da die Kennzeichnung unter Zeile 1 bis 4 ausschließlich nach dem Gesichtspunkt der Schutzbedürftigkeit gegen Erschütterungseinwirkung vorgenommen worden ist, die Gebietseinteilung in der BauNVO aber auch anderen planerischen Erfordernissen Rechnung trägt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Anhaltswerte indikatorischen Charakter haben und eine Beurteilung jeweils im Einzelfall auch unter Berücksichtigung der Messunsicherheit zu erfolgen hat. 19. Dezember 16 Seite 7

8 In der VDI-Richtlinie 57, Blatt 3 1 [5] werden Zusammenhänge zwischen bewerteten Schwingstärken und subjektiver Wahrnehmung angegeben: Tabelle 2. Zusammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und subjektiver Wahrnehmung. KB-Werte Beschreibung der Wahrnehmung < 0,1 nicht spürbar 0,1 Fühlschwelle 0,1 0,4 gerade spürbar 0,4 1,6 gut spürbar 1,6 6,3 stark spürbar 2.2 Sekundärer Luftschall Infolge von Körperschalleinwirkung zum Schwingen angeregte Raumbegrenzungsflächen (Wände, Geschossdecken) strahlen ähnlich Lautsprechermembranen Luftschall ab. Bei ausreichend hohen Pegeln wird dieser Sekundärluftschall vom Menschen hörbar wahrgenommen. Für die Beurteilung der Sekundärluftschallimmissionen liegen derzeit weder eingeführte Regelwerke noch verbindliche Richtwerte vor. Es muss daher ersatzweise auf andere Regelwerke zurückgegriffen und die darin genannten Anhaltswerte zur Beurteilung herangezogen werden. Im Falle einer Wohnnutzung empfiehlt das Landesamt für Umweltschutz (LfU) Bayern in einer Stellungnahme [12] zur Beurteilung der Sekundärluftschallimmissionen bei Schienenverkehrswegen die TA Lärm [6] anzuwenden, da hier die Problematik des Sekundärluftschalls infolge Körperschallübertragung explizit berücksichtigt wird. In der TA Lärm sind die nachfolgend genannten Immissionsrichtwerte innen für Körperschallübertragung in Wohnräume aufgeführt. 1 Tabelle 3. Immissionsrichtwerte innen nach TA Lärm. Bezugszeitraum Mittelungspegel L m in db(a) Tag 35 Nacht 25 Die VDI 57, Blatt 3, wurde im September 02 zurückgezogen, da im Zuge der Anpassung der Arbeitsrichtlinien an das europäische Recht sich für diesen Bereich die Bewertungsverfahren geändert haben. Der in der zurückgezogenen Richtlinie beschriebene Zusammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und der subjektiven Wahrnehmung von Erschütterungseinwirkungen kann aber weiterhin allgemein gültig verwendet werden. 19. Dezember 16 Seite 8

9 Die genannten Anhaltswerte gelten für Wohn- und vergleichbare Räume unabhängig von der Gebietsausweisung. Für gewerblich genutzte Räume macht die TA Lärm keine Angaben. Hier kann die 24. BImSchV [7] in Verbindung mit der VDI 2719 [8] herangezogen werden. Die 24. BImSchV macht Angaben über ein erforderliches Schalldämmmaß von Außenbauteilen in Abhängigkeit vom Außenpegel und nennt Korrektursummanden (D), welche bei der Bestimmung von Fensterschutzklasse zum Schutz von Außenlärm verwendet werden. Mittels der allgemeinen Formel für das bewerte Schalldämm-Maß aus der VDI 2719, L RN = D + 3 db in welcher der Korrektursummand D auch einfließt, kann ein höchstzulässiger (A-bewerteter) Innenraummittelungspegel für schutzbedürftige Aufenthaltsräume abgeleitet werden. Tabelle 4. Immissionsrichtwerte Gewerbe abgeleitet aus der 24. BImSchV. Bezugszeitraum Tag (allgemeine Büroräume) Tag (Großraumbüros) Mittelungspegel L m in db(a) Nacht (für Schlafräume) 45 3 Messtechnische Untersuchungen Um die Ausbreitungsbedingungen für Schwingungen im Erdreich zu erheben, wurden durch Ersatzanregung (Impulsanregung und Vibrationswalze) Schwingungen in das Erdreich eingeleitet und an 5 Messpunkten, welche sich in unterschiedlichen Abständen zur Quelle befanden, gemessen. 3.1 Datum und Ort der Messungen Die Erschütterungsmessungen zur Erhebung der Ausbreitungsbedingung für Schwingungen wurden am 6. September 16 zwischen 12:00 Uhr und 17:00 Uhr auf dem Baugrundstück durchgeführt. Die Messungen wurden von Dipl.-Ing. (FH) Andreas Lackner ausgeführt. 19. Dezember 16 Seite 9

10 3.2 Lage der Messpunkte Insgesamt wurden 5 Messpunkte als Ausbreitungsquerschnitt eingerichtet. Die Lage des Ausbreitungsquerschnitts und die Zuordnung der Messpunkte ist in Abbildung 1 dargestellt. Eine Beschreibung befindet sich in nachfolgender Tabelle. Abbildung 1. Luftbild mit Ausbreitungsquerschnitt (erstellt mit lizensierter Version von Google earth pro). Tabelle 5. Anordnung der Messpunkte. Messpunkt Nr. Lage 1 MP1 in 10 m Abstand zur Impulsanregung 2 MP2 in m Abstand zur Impulsanregung 3 MP3 in m Abstand zur Impulsanregung 4 MP4 in 80 m Abstand zur Impulsanregung 5 MP5 in 127 m Abstand zur Impulsanregung Bemerkung: Die Anregung durch die Vibrationswalze erfolgte in 107 m Abstand zu MP1 und 117 m zu MP2 usw. Die Beschleunigungsaufnehmer wurden über Aluminiumplättchen auf in den Boden eingeschlagenen Stahlspießen befestigt. Die Messrichtung der Beschleunigungsaufnehmer ist vertikal ausgerichtet. Die Befestigungsvorrichtungen entsprechen den Vorgaben der DIN 45669/2 [2]. 19. Dezember 16 Seite 10

11 3.3 Verwendete Messgeräte Die zur Messung verwendeten Messgeräte sind in Tabelle 6 aufgeführt. Die verwendeten und nachfolgend aufgeführten Messgeräte wurden vor und nach der Messung auf ihre einwandfreie Funktion überprüft. Im Rahmen des hauseigenen Qualitätssicherungssystems werden die Geräte zusätzlich in regelmäßigen Abständen überwacht und auf nationale Normale rückführbar kalibriert. Tabelle 6. Verwendete Messgeräte. Gerät Hersteller Typ Seriennummer Piezoelektrische Schwingbeschleunigungsaufnehmer (Empfindlichkeit 0,1 V/ms -2 ) PCB 393A03 Mp1: Mp2: 461 Mp3: 6213 Mp4: 6221 Mp5: 6211 Kalibrator für Schwingungsaufnehmer Messdatenerfassungssystem MKII bestehend aus: Controller Messdateneingangskarte Messkarteneingangsmodule Messwerterfassungs- und Auswertesoftware Metra VC Mecalc PQ12 SC42 ICP422 alle Mp: 08M1887 alle Mp: 1008M51 Mp1-4: 0806M37 Mp5: 0806M37 Müller-BBM PAK Version Durchführung der Messung Zur Messwerterfassung wurden piezoelektrische Schwingbeschleunigungsaufnehmer mit einer Empfindlichkeit von 0,1 V/ms -2 der Firma PCB (Typ 393A03) eingesetzt. Die beschleunigungsproportionalen Messsignale aller installierten Messsensoren wurden mittels Kabelverbindung über ein Messdatenerfassungssystem (Verstärker, Filter, 24-Bit-AD-Wandler) in eine mobile Rechenanlage eingespeist und auf Festplatte gespeichert. Gleichzeitig wurden über digitale Filter über die jeweils erfasste Messzeit Terzspektren (rms, Zeitkonstante Fast ) berechnet. Um die Dämpfungseigenschaften des Bodens bestimmen zu können, wurden mittels eines schweren Hammers Schläge auf eine Steinplatte induziert, welche eine Körperschallanregung des Erdreichs zur Folge haben. Die Impulsanregung hat den Vorteil, dass in der Regel eine spektral breitbandige Anregung erfolgen kann. Des Weiteren konnte in 107 m Abstand zu MP1 und in Verlängerung der Ausbreitungsachse der Messpunkte der Betrieb einer Vibrationswalze messtechnisch aufgezeichnet werden. Das Signal der Vibrationswalze wies bei allen Messpunkten einen ausreichenden Abstand des Nutzsignals gegenüber dem Grundrauschen in dem zu untersuchenden Hz Terzband auf. 19. Dezember 16 Seite 11

12 3.5 Messunsicherheiten Die für die Schwingungsmessungen in Verbindung mit den MKII-Modulen und der Pak-Analysesoftware eingesetzten Geräte entsprechen den Vorgaben für Schwingungsmesser nach DIN [1]. Die Vertrauensgrenze für effektivwertbasierte Messwerte beträgt nach DIN [2] ca. 15 %. 4 Auswertung 4.1 Verarbeitung der Messsignale Entsprechend der Ereignisse durch Ersatzanregungen (Impulsanregung und Vibrationswalze) wurden für jeden Messpunkt die aufgezeichneten Messsignale in Zeitfenster unterteilt. Abbildung 2 und Abbildung 3 zeigen beispielhaft den Pegel-Zeit- Verlauf durch die Ersatzanregung zur Bestimmung der Dämpfung auf dem Ausbreitungsweg der Schwingungen: 80 MP-1 MP-2 MP MP-4 80 MP Abbildung 2. Pegel-Zeit-Verlauf der Impulsanregung (in db ref. 5 x 10^-8 m/s). 19. Dezember 16 Seite 12

13 80 MP-1 MP-2 MP MP-4 80 MP Abbildung 3. Pegel-Zeit-Verlauf der Vibrationswalze (in db ref. 5 x 10^-8 m/s). Bemerkung: Die Anregung durch die Vibrationswalze erfolgte in 107 m Abstand zu MP1 und 117 m zu MP2 usw. Daher die geringere Dämpfung zwischen den ersten Messpunkten. Die als Terzspektren vorliegenden Beschleunigungssignale je Ereignis wurden innerhalb der zuvor genannten Zeitfenster in Form von L eq -Terzspektren zusammengefasst und zur Schwingschnelle integriert. Damit wurde jeweils der mittlere Schnellepegel des Ereignisses am entsprechenden Messpunkt spektral festgehalten. Aus den Ergebnissen der einzelnen Ereignisse an den entsprechenden Messpunkten konnte eine spektrale Abnahmefunktion der Dämpfung bestimmt werden. Entscheidend im vorliegenden Fall ist die Dämpfung der Hz-Terz im Erdreich, da die Schwingungsanregung durch die Gasturbine primär bei Hz liegt. 4.2 Messergebnis Für die Hz-Terz ergibt sich auf Basis der nach Punkt 4.1 berechneten Ergebnisse eine normierte Dämpfung von,5 db auf dem Ausbreitungsweg zwischen 8 m bis 80 m. 19. Dezember 16 Seite 13

14 5 Prognose und Ergebnisse 5.1 Prognose der Erschütterungen und des sekundären Luftschalls Seitens der Siemens AG wurde als maximale Schwingschnelle der Gasturbine der obere Grenzwert der Zone B für große Gasturbinen gem. ISO von v max = 9,3 mm/s angegeben [11]. Dieser Wert gilt für die maßgebliche Terz von Hz. Höhere Frequenzen werden laut Siemens besser bedämpft und niedrigere Frequenzen sind nur beim Hochfahren und sehr schwach im Dauerbetrieb vorhanden [11]. Dies konnte durch Müller-BBM messtechnisch nicht überprüft werden, da die Turbine noch nicht im Betrieb ist, wird aber als plausibel beurteilt. Prognose der Erschütterungen Als maßgebliche Schwingschnelle wurden für die Prognose 4,65 mm/s im Erdreich nach dem Turbinengebäude angesetzt, da nach DIN 4159 Teil 1 [3] Abschnitt 4.3 als mittlerer Übertragungswert (Boden-Bauwerk) 0,5 angenommen werden kann. Da es sich jedoch um 2 Turbinen handelt wurden 6 db beaufschlagt, was somit wieder der Ausgangsschwingschnelle von 9,3 mm/s entspricht. Für die Ausbreitung der Erschütterungen, wurde die Hz Terz betrachtet. Aus der Ausbreitungsmessung mit Ersatzanregung ergab sich für diese Terz eine normierte Dämpfung (8 m bis 80 m) von,5 db. Anhand der logarithmischen Beziehung: mit D Terz : D = D Terz *log(r Emi /r Immi ),5 db (berechneter Wert für Hz auf Basis der Ausbreitungsmessung) r Emi : Abstand zum Emissionsortes (Referenzabstand 8 m) r Immi : Abstand zum Immissionsort kann nun die Dämpfung für unterschiedliche Abstände (Immissionsorte) bestimmt werden. Maßgeblich relevant ist eine Dämpfung von 46,1 db. Diese Dämpfung entspricht einem Abstand von 110 m, was ca. dem Abstand des nächstgelegenen Immissionsortes entspricht (IO B-Plan Nr. 6 Südwest, s. auch Anhang 1). In diesem Abstand wurde somit noch eine Schwingschnelle von 0,05 mm/s bzw. 59,3 db (im Erdreich) prognostiziert. Da Decken mehrstöckiger Gebäude in der Regel mit einer Überhöhung (Verstärkung) auf Schwingungen von außen reagieren, muss ein Zuschlag berücksichtigt werden, um die Schwingungen im Gebäude prognostizieren zu können. Der ungünstigste Fall hierbei ist, wenn die Anregungsfrequenz der Deckeneigenfrequenz entspricht. Im vorliegenden Fall trifft dies dementsprechend für ein fiktives Gebäude mit einer Deckeneigenfrequenz von Hz zu. Entsprechend dem Leitfaden für Planer der DB AG [9] ist bei Hz ein Zuschlag von 9,5 db zu berücksichtigen. Als maximale Schwingschnelle in einem Gebäude werden somit 0,14 mm/s prognostiziert. 19. Dezember 16 Seite 14

15 Nach Gleichung 6 und 7 der DIN 41 Teil 2 KB = (1/(2^0,5)) * (v max / (1+ (f 0 /f)^2) ^0.5) (Gleichung 6) KB Fmax = KB * c F (Gleichung 7) mit : v max : f o : maximale Schwingschnelle 5,6 Hz (Grenzfrequenz des Hochpasses) f: Frequenz in Hz ( Hz im vorliegenden Fall) c f : Konstante nach Tabelle 3 der DIN 41 Teil 2 (angesetzter Wert: 0,9) errechnet sich hieraus ein KB Fmax = 0,14 (gerade spürbar). Für Gewerbegebiete ist dieser Werte dem unteren Anhaltswert A u = 0,3 tags bzw. A u = 0,2 nachts gegenüberzustellen (s. Abschnitt 2.1). Die Gegenüberstellung zeigt, KB Fmax = 0,14 < A u = 0,2 bzw. 0,3 dass eine weitere Beurteilung nicht notwendig ist und somit damit zu rechnen ist, dass die Anhaltswerte aus der DIN 41 Teil 2 eingehalten werden können. Für eine eventuelle Wohnbebauung in ca. 7 m Abstand können die Beurteilungskriterien für Erschütterungen mit großem Abstand eingehalten werden. Prognose des sekundären Luftschalls Aufgrund von Erfahrungen, basierend auf einer Vielzahl messtechnischer Untersuchungen, kann der sekundär abgestrahlte Luftschall in guter Näherung nach folgender Formel abgeschätzt werden: L pa (f T ) = L va (f T ) + 10 log 4 S/A (f T ) + 10 log σ (f T ) in db(a) Dabei bedeuten: L pa (f T ) = Terzpegel des A-bewerteten Schalldrucks im Raum L va (f T ) = Terzpegel der A-bewerteten Schwingschnelle der Raumbegrenzungsflächen, bezogen auf 5*10-8 m/s S = Größe der schwingerregten Fläche in m 2 A (f T ) = äquivalente Absorptionsfläche des Raumes in m 2 σ (f T ) = Abstrahlgrad f T = Terzmittenfrequenz Für eine genauere Abschätzung des sekundären Luftschalls müsste die mittlere Schnellepegelverteilung aller abstrahlenden Flächen mit den zugehörigen Abstrahlgraden und den äquivalenten Absorptionsflächen bekannt sein. Aufgrund von Erfahrungswerten für raumakustische Verhältnisse in Wohnräumen und in Räumen mit vergleichbarer Ausstattung können zur Abschätzung folgende Werte für S, A und σ angesetzt werden: 19. Dezember 16 Seite 15

16 S 2 x Grundrissfläche G A (f T ) 0,8 x Grundrissfläche G (wird in der Näherung als konstant angesetzt) σ (f T ) = 1 für Frequenzen > 63 Hz. Für tiefere Frequenzen (< 63 Hz) erfolgt eine Absenkung Bei Ansatz der oben genannten Parameter ergibt sich ein maximaler Mittelungspegel für ein fiktives Gebäude in 110 m Abstand (IO B-Plan Nr. 6 Südwest) in Höhe von L m = 44,6 db(a). Somit ist im Rahmen der worst-case -Abschätzung auch der sekundäre Luftschall für allgemeine Büroräume nach der 24. BImSchV noch eingehalten. Generell ist allerdings anzunehmen, dass der Mittelungspegel des sekundären Luftschalls deutlich niedriger ausfallen dürfte, da die Turbine nicht immer 24 h im Betrieb sein wird und eine Eigenfrequenz von Hz für den Deckenaufbau eher für einen geringen Anteil der Decken in einem Gebäude zutrifft (betrifft nur Decken mit kleinen Spannweiten). Auch für eine Wohnbebauung in ca. 7 m Abstand ist damit zu rechnen, dass der Mittelungspegel zur Beurteilung nach TA Lärm für Wohn und Schlafräume von 35 db(a) tags bzw. 25 db(a) nachts eingehalten werden kann. 5.2 Qualität der Untersuchung Es ist davon auszugehen, dass die Prognose die Erschütterungsimmissionen sowie die Immissionen des sekundären Luftschalls tendenziell überschätzt. Dies ist damit zu begründen, dass alle Ausgangsdaten, welche nicht messtechnisch erhoben werden konnten, als worst-case -Annahmen der Prognoseberechnung zu Grunde gelegt wurden. Dies gilt vor allem für die Schwingschnelle der Gasturbine. Hier wurde der obere Grenzwert der Zone B für große Gasturbinen gem. ISO angesetzt. Es ist davon auszugehen, dass dieser obere Grenzwert im Regelfall bei weitem nicht ausgeschöpft wird, da dies auf Dauer negativen Einfluss auf die Lebensdauer der Gasturbinen hätte. Auch der Übertragungsfaktor für den Immissionsort bzw. ein fiktives benachbartes Gebäude beschreibt den ungünstigsten Fall. Denn es muss nicht zwingend angenommen werden, dass die Deckeneigenresonanzen eines Gebäudes mit der Anregungsfrequenz der Gasturbine übereinstimmen. Die Prognose ist somit auf der sicheren Seite. 5.3 Zusammenfassung der Ergebnisse Gewerbegebiet (Immissionsort in 110 m Abstand) Erschütterungen: Sekundärer Luftschall: KB Fmax = 0,14 < A u = 0,2 bzw. 0,3 L m = 44,6 db(a) 19. Dezember 16 Seite 16

17 Wohngebiet (Immissionsort in 7 m Abstand) Erschütterungen: KB Fmax = 0,002 < A u = 0,2 bzw. 0,3 Sekundärer Luftschall: L m (Tag = 24,1 db(a); L m (Nacht) = 23,0 db(a) 6 Zitierte Unterlagen Folgende Unterlagen fanden Verwendung: [1] DIN : Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 1: Schwingungsmesser; Anforderungen, Prüfung. September 10 [2] DIN : Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 2: Messverfahren. Juni 05 [3] DIN 41 Teil : Erschütterungen im Bauwesen, Vorermittlung von Schwingungsgrößen. Juni 01 [4] DIN 41 Teil 2: Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden. Juni 1999 [5] VDI-Richtlinie 57, Blatt 3; Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen, Beurteilung; Mai 1987 (zurückgezogen September 02). [6] Sechste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm - TA Lärm) vom 26. August 1998, GMBl 1998, Nr. 26, S. 3 [7] Vierundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verkehrswege-Schallschutzmaßnahmen-Verordnung BImSchV); Ausfertigungsdatum: [8] VDI 2719 Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen, August 1987 [9] Garburg, Rüdiger: Erschütterungen und sekundärer Luftschall. DB AG-Richtlinien bis , Entwurf vom [10] Lagepläne des Bauvorhabens [11] von Herrn Lengert vom [12] Borgmann, R.; Schutz vor Erschütterungen und sekundärem Luftschall an Schienenverkehrswegen; Schriftenreihe des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz (LfU), Heft 147, Dezember 16 Seite 17

18 Anhang Übersichtsplan 19. Dezember 16 Anhang, Seite 1

19 19. Dezember 16 Anhang, Seite 2