30 Jahre LSV-Ermittlung Erfahrungsbericht und Bilanz

Transkript

1 Willkommen Welcome Bienvenue 30 Jahre LSV-Ermittlung Erfahrungsbericht und Bilanz Fachstellenleiterkonferenz Lärm - BAFU, Cercle Bruit 2. November 2016 Kurt Eggenschwiler Leiter Abt. Akustik/Lärmminderung Empa Dübendorf

2 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick

3 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick

4 Herkunft der Beurteilungsverfahren der LSV Erfahrung Möglichkeiten Messtechnik & Berechnungsverfahren Pragmatismus, Einfachheit Ergebnisse von Lärmwirkungsstudien Beurteilungs -verfahren der LSV Mangelnde Erfahrung, Fehler

5 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick Bild:

6 Rückblick Messtechnik vor 1975 Messtechnische Beurteilung der Lärmbelastung stark eingeschränkt Gute Mikrofone, A-Bewertung Zeigerinstrumente, servo-elektrische Pegelschreiber Elektronik Mitte 70er-Jahre: RMS, FAST, SLOW, L AFMax Tonbandaufnahmen: Dynamik 50 db Pegelstatistik: L50, L1, L0.5 Ende 70er Jahre: Leq, Pegelstatistik auf handlichen Geräten. Voraussetzungen für die Wahl der Messgrössen der LSV

7 Rückblick Leq

8 Rückblick Stand der Technik 80er Jahre Handliche Geräte, Mittelungspegel L Aeq, Ereignispegel L AE Elektronische Signalverarbeitung Digitale Anzeige Beginn der elektronischen Datenverarbeitung

9 Rückblick Stand der Technik 80er Jahre

10 Heute Digital Terabytes von Daten Alles möglich? 100 db Dynamik Aufzeichnung von Schallsignalen Langzeitmessungen Ermittlung vieler akustischer Parameter parallel Gleichzeitige Erfassung von akustischen und anderen Daten (Wetter, Betriebsdaten etc.) Herausforderungen Datenflut schlaue Software Separation der wesentliche Geräuschanteile, resp. Einzelereignisse Messung durch Laien (Smartphone)

11 Heute Norsonic.ch

12 Rückblick Berechnungsverfahren 70er und 80er Jahre Rechenleistung gering Ausbreitungsrechnung: nur L A Programmierbare Taschenrechner Erste PC Einfache Quellenmodelle Einfache Schallausbreitungsmodelle Nur A-Pegel Geometrische Dämpfung Bodeneffekt Hinderniswirkung Luftdämpfung Immissionsort: Berechnung für Einzelpunkte Berechnungsunsicherheit bei komplexeren Situation und grossen Distanzen relativ gross Voraussetzungen für die Wahl der Messgrössen der LSV

13 Skript Lärmbekämpfung ETH 2000 Robert Hofmann

14 Heute Rechenleistung hoch Ausbreitungsrechnung / Quellenbeschreibung relativ detailliert Komplexe Quellenmodelle möglich Komplexe Schallausbreitungsmodelle möglich Rechnen in Terzen Meteo Reflexionen an Gebäuden, Felsen, Wald z.t. Wellentheoretische Ansätze Berechnung flächendeckend und für Fassaden Berechnungsunsicherheit je nach Berechnungsmodell sehr klein

15 Heute

16 Heute n-sphere.ch, Empa

17 Rückblick Messungen / Berechnungen Vor etwa Jahren Messungen relativ anspruchsvoll Pegelstatistik Maximalpegel für Schiesslärm Leq-Messungen nicht so einfach Vor etwa 30 Jahre: Leq kann jetzt gut gemessen werden Berechnungen mit einfachen Faustformeln Erste Computer-Berechnungsverfahren auf PC: StL-86, Semibel, Physikalische Modelle Seither Messgeräte sehr komfortabel mit vielen Möglichkeiten Standard-Berechnungsmodelle relativ hoch entwickelt Geografische Informationssysteme Numerische wellentheoretische Modelle

18 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Mass für die Störwirkung Beurteilungspegel Lr Lr = Akustisches Mass + Korrekturen Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick

19 Worüber sprechen wir? Was ermitteln? Lärm? Lärmbelastung? Lärmmessung? Schallmessung? Robert Hofmann im Tagesanzeiger Lärm lässt sich nicht bemessen Wie alle anderen Lärmbelastungsmasse bleibt aber auch der Leq ein unbefriedigendes Hilfsmittel zur Bestimmung der Störung Lärm lässt sich eben nicht messen Es geht um Ermittlung der Lärmbelastung gemäss LSV «Lr = Leq + K»: hilfreiche Krücke zur Beurteilung des Lärms Dazu im Gegensatz steht Individuelle Betroffenheit, Störung, Belästigung durch Lärm Klangumgebung (Soundscape) Visuelle, sozial Interaktion, Vorsicht mit unrealistischen Erwartungen an LSV ( und an eine Weiterentwicklung der LSV)

20 Was ermitteln? USG LSV USG Allgemeine Grundsätze, Emissionen: Vorsorge, Immissionen: Grenzwerte (Art. 15) Keine Angaben zur Methode der Ermittlung LSV 6. Kapitel: Schallschutz an neuen Gebäuden Art. 32 SIA 181, Art. 35 Kontrollen 7. Kapitel: Ermittlung, Beurteilung und Kontrolle der Aussenlärmimmissionen ortsfester Anlagen 1. Abschnitt: Ermittlung 2. Abschnitt: Beurteilung Anhang 2: Anforderungen an Berechnungsverfahren und Messgeräte Anhänge 3 9: Beurteilungsverfahren und Grenzwerte für verschiedene Lärmarten

21 Was ermitteln? Beurteilungsverfahren & Grenzwerte der LSV Grenzwerte und Beurteilungsverfahren sind eng verknüpft Art. 15 USG Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen: Die Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen sind so festzulegen, dass nach dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung Immissionen unterhalb dieser Werte die Bevölkerung in ihrem Wohlbefinden nicht erheblich stören. LSV definiert geeignete Verfahren zur Ermittlung von Beurteilungspegeln Lr Grenzwerte Mass für die Störwirkung Beurteilungspegel Lr Lr = Akustisches Mass + Korrekturen Entsprechen die Grenzwerte und Beurteilungsverfahren der LSV noch dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung?

22 Was ermitteln? Ermittlung des Beurteilungspegels nach LSV Beurteilungspegel Lr Lr = Akustisches Mass + Korrekturen Akustisches Mass (Belastung) In der Regel: «Dosis»: A-bewerteter Mittelungspegel Leq resp. A-bewerteter Ereignispegel L AE Ausnahme: Maximalpegel L AMax (Helikopter Anhang 5 LSV und zivile Schiessanlagen Anhang 7 LSV) Messung oder Berechnung (Fluglärm nur Berechnung: Art. 38 LSV) Korrekturpegel «Einfache» Korrekturen» zur Lärmart (Bsp. I&G-Lärm Anhang 6 LSV: K1) Betriebsabhängige Korrekturen (Bsp. Eisenbahnlärm Anhang 4 LSV: K1) «Besondere» Korrekturen zur Lärmart (Bsp. I&G-Lärm Anhang 6 LSV: K2 und K3)

23 Was ermitteln? Was noch dazukommt SIA 181 Revision SIA 181 Herausforderung tiefe f Pendelfallhammer Übrige Lärmarten (Alltagslärm, Sportanlagen, ) Messungen insgesamt nicht zentral, aber da und dort nützlich: z. B. Kirchenglocken nachts

24 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick

25 Wo ermitteln? Offenes Fenster «Lüftungsfenster» Hier nicht gemeint: Lüftungsfenster-Diskussion

26 Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung Bei Gebäuden werden die Lärmimmissionen in der Mitte der offenen Fenster lärmempfindlicher Räume ermittelt. Fluglärmimmissionen können auch in der Nähe der Gebäude ermittelt werden. Im nicht überbauten Gebiet von Zonen mit erhöhtem Lärmschutzbedürfnis werden die Lärmimmissionen 1,5 m über dem Boden ermittelt. In noch nicht überbauten Bauzonen werden die Lärmimmissionen dort ermittelt, wo nach dem Bau- und Planungsrecht Gebäude mit lärmempfindlichen Räumen erstellt werden dürfen. In Wohngebieten; lärmempfindliche Räume Balkon, Garten, Umgebung nicht geschützt

27 Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung: offenes Fenster Messen dort wo Leute wohnen Was ist sinnvolle Messregel? nicht in der Wohnung (Abhängigkeit von Schalldämmung, Möblierung, Raumvolumen) Nicht vor der Fassade (Reflexionswirkung von Fassade) Besser: Art LSV: in der Mitte der offenen Fenster lärmempfindlicher Räume Fenster ist Bereich der Fassade wo Schall in Wohnung gelangt Fast Freifeld Gut reproduzierbar Aber: Nicht strapazieren: Bewohner in den lärmempfindliche Räumen schützen, nicht die Messposition Offenes Fenster Freifeld: 1 db Unterschied Messung bei geschlossenem Fenster: 5 db Unterschied

28 Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung Messung auf geschlossenem Fenster oder auf Fassade Freifeld Offenes Fenster Geschlossenes Fenster L L+1dB Eher < 1dB L+6dB -5 db Eher < -5dB

29 Wo ermitteln? Art. 39 LSV Ort der Ermittlung Empa Untersuchungen: Massstabsmodelluntersuchungen zur Beziehung zwischen dem Schalldruck im Freifeld und im offenen Fenster(Dezember 2013) Vergleich Lärmimmissionsmessungen im offenen Fenster mit Grenzflächenmikrophonanordnung (September 2014) BAFU-Vollzugshilfe: * 5 db bleiben. * BAFU (Hrsg.) 2015: Methode zur Ermittlung der Aussenlärm-Immissionen bei geschlossenem Fenster. Vollzugshilfe zur Lärmschutzverordnung (LSV). Aktualisierung der Mitteilung zur LSV Nr. 7 von Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1502

30 Exkurs Pegeldifferenz offenes Fenster Freifeld? LSV: Ermittlungsort = Mitte des offenen Fester Vollzugshilfe «geschlossenes Fenster»: Pegeldifferenz offenes Fenster zu Freifeld 1 db (genauer: im Mittel 0.6 db) Messung: Mitte offenes Fenster auf geschlossenem Fenster, aber 5dB Berechnung? sonroad: Freifeld + 1 db Andere Berechnungsverfahren?

31 Wo ermitteln? Fluglärm Art. 39 LSV: Fluglärmimmissionen können auch in der Nähe der Gebäude ermittelt werden. Leitfaden Fluglärm* = aktuelle Praxis Berechnung auf 4m Höhe über dem Boden Messungen auf 4m, besser 10m über dem Boden Empa-Berechnungen mit FLULA2: Berechnung auf 4m Höhe Zukunft: sonair sonx-berechnungskern Einbezug Meteo, Reflexionen an Gebäuden, Felsen und Wald möglich Berechnungen an Fassadenpunkten möglich Sinnvoll für LSV? Sinnvoll für Planung grosse Überbauungen & spezieller Gebäude *BAFU (Hrsg.) 2016: Leitfaden Fluglärm. Vorgaben für die Lärmermittlung. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1625

32 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick Bilder:

33 Wie «genau» ist zu ermitteln? Mess- und Berechnungsunsicherheit LSV enthält keine konkreten Angaben zur Messunsicherheit Eigentlich Selbstverständlichkeit: Angabe der Mess- und Berechnungsunsicherheit (+ weitere Angaben zur Messung) Erläuterungen zur Prüfung dipl. Akustiker SGA-SSA: Das Fehlen einer Unsicherheitsabschätzung ist mindestens ein schwerer technischer Fehler Angaben + Diskussion Unsicherheit: Kein Luxus, sondern Notwendigkeit Übliche Information für den Auftraggeber Information über Wahrscheinlichkeit des Einhaltens oder Überschreitens eines Grenzwertes Vermindern der Unsicherheit durch Erhöhung des Aufwands von Messung oder Berechnung sinnvoll resp. möglich?

34 Wie «genau» ist zu ermitteln? Mess- und Berechnungsunsicherheit Lr Grenzwert Mit grosser Wahrscheinlichkeit eingehalten Nicht eindeutig Wenn möglich Unsicherheit verkleinern Nicht eindeutig Wenn möglich Unsicherheit verkleinern Mit grosser Wahrscheinlichkeit überschritten

35 Wie ermitteln? = Wie «genau» ermitteln? Ermittlungsverfahren: Schätzung Faustformeln Engineering-Modelle Erweiterte Engineering-Modelle Wellentheoretisch exakte Modelle und Physikalische Modelle Wahl des Tools für die Ermittlung: Frage der Unsicherheit!

36 Wie ermitteln? Wann welche Ermittlungsmethode? Ungleichbehandlung der Immissionsorte ausschliessen Mess- und Berechnungsunsicherheit der Situation anpassen Prognose: Komplexe Modelle, grosser Aufwand Einfache Modelle, kleiner Aufwand Aufwand für Berechnung Unsicherheit Kleine Unsicherheit Grosse Unsicherheit

37 Wie ermitteln? Wann welche Ermittlungsmethode? Aufwand für Berechnung Unsicherheit High End Modelle Komplexe Situationen Relativ kurze Distanzen Grosser Einfluss von Beugungseffekten zu erwarten FDTD, PSTB, physikalische Modelle Engineering Modelle Nicht zu komplexe Situationen Abklärungen für Sanierung Baubewilligung Berechnungen sehr grosser Gebiete CadnaA, Immi, sonx, sonroad, sonrail, sonarms, sonair Einfache Modelle Sehr einfache Situationen Erste Abklärungen Faustformeln

38 Wie ermitteln? Wann welche Ermittlungsmethode? Aufwand für Berechnung Unsicherheit Jean Marc Wunderli, Empa an der CB-Tagung 2015: Vorteile der höher entwickelten Modelle (Harmonoise / sonx): Direkter Vergleich mit Messungen möglich (vertrauensbildend) Höhere Genauigkeit der Jahresmittelwerte Mehr Situationen, die korrekt abgebildet werden (Gleichbehandlung) Mehr Ausbreitungsphänomene die berücksichtigt werden (Glaubwürdigkeit) Der Preis der höher entwickelten Modelle (Harmonoise / sonx): Höhere Anforderungen an die Grundlagendaten Deutlich höherer Rechenaufwand Höhere Anforderungen bzgl. Nachvollziehbarkeit, Transparenz Eine Kontrolle verlangt ein vertieftes akustisches Verständnis, ein einheitliches Parametersetting ist entscheidend.

39 Wie ermitteln? Jahresmittelwert - Meteo Jahresmittelwert Pegelkorrekturen: Verkehrszahlen, Schusszahlen, Betriebstage etc. im Jahresmittel zu ermitteln akustischer Mittelungspegel Leq: auch im Jahresmittel zu ermitteln Problem? Ev. ja: Schallausbreitung unter Umständen stark wetterabhängig Kleine Distanzen: kein Problem Mittlere Distanzen mit knapper Hinderniswirkung Grosse Distanzen Wetter: Einfluss auf Beurteilungspegel: Unterschied Tag/Nacht (Temperaturinversion) Lokal unterschiedliche Wettersituationen Je nach Situation unbedingt Wettereinfluss berücksichtigen!

40 Wie ermitteln? LSV: Alles messen? Korrekturpegel Industrie- & Gewerbelärm Pegelkorrektur K2: Hörbarkeit des Tongehalts des Lärms am Immissionsort Pegelkorrektur K3: berücksichtigt die Hörbarkeit des Impulsgehalts des Lärms am Immissionsort Stand des Wissens: Es gibt messtechnische Möglichkeiten: DIN ISO Anwendung der Normverfahren sinnvoll? Vielleicht als Unterstützung, aber nicht vollständig Prognose? Weiterer Forschungsbedarf

41 Inhalt Einleitung Rückblick Was ermitteln? Wo ermitteln? Wie ermitteln? Bilanz und Ausblick

42 Bilanz und Ausblick Mess- und Berechnungsverfahren haben einen hohen Stand erreicht Sie genügen eigentlich für die heutige LSV Messungen Relativ hoch entwickelt Achtung: Messunsicherheit bezüglich Jahresmittelwert aufwändige Messungen bei komplexen Situationen (Meteo) Berechnungsverfahren Weiterentwicklung begrenzt wegen fehlender Inputdaten: z.b. Meteo Wahl der Verfahren anpassen an Aufgabenstellung geforderte Unsicherheit

43 Bilanz und Ausblick Beurteilungsverfahren und Grenzwerte der LSV: z.t. >30 Jahre alt Aktuelle, qualitativ hochstehende Mess- und Berechnungstools sinnvoll verwendet o.k., aber Vorsicht: Vorgetäuschte Genauigkeit im Bezug auf Lärmwirkungen Missbrauch vermeiden bei Ermittlung im Rahmen der heutigen LSV Neue Beurteilungsverfahren und Grenzwerte? Aktuelle und zukünftige Mess- und Berechnungsverfahren haben hohes Potenzial für komplexere Beurteilung Suche nach sinnvollen störungsgerechten Grössen (z.b. aus Pegelverlauf) Lärmwirkungsstudien / Psychoakustik Wo sind die methodischen Grenzen der Ansätze der LSV? Kann man alles messen und berechnen? Wo sind Messungen und Berechnungen sinnvoll? Alternativen?

44 Bilanz und Ausblick 30 Jahre LSV-Ermittlung 30 Jahre Lärmschutzverwaltung? Erfolge und Misserfolge der LSV sind bekannt Historisch sind Mess- und Berechnungsverfahren mit beteiligt Erwartungen an (heutige) LSV und auch an LSV-Mess- und Berechnungsverfahren oft zu hoch? Die einfachen Beurteilungsverfahren der LSV sind hilfreiche Krücken. Komplexere Ermittlungsverfahren einsetzen heute für Planungsaufgaben zur Minderung des Lärms im Sinne des Vorsorgeprinzips USG heute zur akustisch guten Gestaltung von Siedlungsräumen zukünftig in revidierter LSV

45 Weniger Lärm Ruheschutz Lebendige akustische Umgebungen

46