MULLER-BBM. Beurteilung der Erschütterungsimmissionen durch den Betrieb in dem Bebauungsplangebiet Bergedorf Nr Notiz Nr.

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2 .. MULLER-BBM Müller-BBM GmbH Verteiler Beurteilung der Erschütterungsimmissionen durch den Betrieb der Firma in dem Bebauungsplangebiet Bergedorf Nr. 111 Notiz Nr. Müller-BBM GmbH

3 1 Situation und Aufgabenstellung Für ein Gebiet am Brookdeich/Neuer Weg in Hamburg-Bergedotf sollen im Zuge des Bebauungsplanvetfahrens Bergedotf Nr. 111 neue zu überbauende Flächen ausgewiesen werden, die als Allgemeines Wohngebiet 0NA) bzw. Mischgebiet (MI) festgesetzt werden sollen. Im Rahmen des Bebauungsplanvetfahrens ist auch der Schutz der geplanten Wohnnutzungen vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Erschütterungen sicherzustellen. Das geplante All emeine Wohn ebiet renzt an seiner Ostseite an das Betriebsgelände der Firma Bei der Firma handelt es sich um einen zertifizierten Entsorgungsfachbetrieb, der Eisen und Nichteisenmetalle, Maschinen und Elektronik sowie Holz, Bau- und Gewerbeabfälle einsammelt, befördert, lagert und behandelt. Zusätzlich betreibt die Firma einen Containerdienst. Durch das Händling von schweren Metallteilen bzw. das Auf- oder Absetzen von größeren Containern ist nicht auszuschließen, dass an der Ostseite des neu geplanten Wohngebietes in räumlicher Nähe zu den Containerumschlagsplätzen bzw. Metallschrott Lager- und Sortierplätzen relevante Erschütterungsimmissionen auftreten. Wir wurden daher mit einer Untersuchung und Bewertung der durch den Betrieb der Firma hervorgerufenen Erschütterungsimmissionen in dem geplanten Wohngebiet beauftragt. Gemäß Funktionsplan für das B~ngebiet Bergedotf Nr. 111 soll westlich an die Betriebsgrenze der Firma- anschließend ein neuer Wohngebietsriegel errichtet werden. Die näheren örtlichen Verhältnisse können der nachfolgenden Abbildung 1 entnommen werden. 29. Oktober 2013 Seite 2

4 7411 WE 120 StpL in TGA 96 BesucheH'artcpt 1 5 Rllckhlit:ung erfoldcrlich: 41 0 cbm oberinisch.: 5 29 cbm unterinisch: - Abbildung 1: Funktionsplan für das Bebauungsplangebiet Bergedorf Nr Oktober 2013 Seite 3

5 2 Normative Grundlagen zur Erschütterungsbeurteilung 2.1 Allgemeines Im Gegensatz zum Lärm liegen für die Beurteilung von Erschütterungen keine gesetzlich festgeschriebenen Grenzvverte vor. In Ermangelung von gesetzlichen Vorgaben wird regelmäßig auf die Normenreihe der DIN 4150 (Erschütterung im Bauvvesen [1]) als antizipiertes Sachverständigengutachten zur Konkretisierung des Begriffs der schädlichen Umvvelteinwirkung zurückgegriffen. Der Teil 2 dieser Norm beinhaltet dabei Anhaltswerte, bei deren Einhalten eine erhebliche Belästigung Betroffener nicht zu erwarten ist. Diese Anhaltswerte dürfen jedoch nicht schematisch angewandt werden und müssen jevveils den konkreten Einzelfall berücksichtigen. 2.2 Beurteilungskriterien nach DIN Zur Bewertung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen wird die bewertete Schwingstärke KBF(t) herangezogen. Die bewertete Schwingstärke KBF(t) ist dabei nach DIN [2] als gleitender Effektivvvert des frequenzbevverteten Erschütterungssignals (Zeitbevvertung sec, "FAST") definiert. Die Beurteilung erfolgt nach DIN 4150 Teil 2 anhand von zwei Beurteilungsgrößen: KBFmax. die maximale bewertete Schwingstärke, KBFT,, die Beurteilungsschwingstärke. Die maximale bewertete Schwingstärke KBFmax ist der Maximalwert der bewerteten Schwingstärke KBF(t), welche während der jevveiligen Beurteilungszeit (einmalig oder wiederholt) auftritt. Die Beurteilungsschwingstärke KBFT, berücksichtigt die Häufigkeit und Dauer der Erschütterungsereignisse. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr wird mit Hilfe eines Taktmaximalwertverfahrens (Taktzeit = 30 sec) ermittelt. Die Beurteilungsschwingstärke KBFTr ergibt sich dabei nach folgender Gleichung: (1) mit Beurteilungszeit (tags 16 Std., nachts 8 Std.) Einwirkzeit KBFTm = Taktmaximal-Effektivwert. Dieser ergibt sich aus der Wurzel aus den Mittelwerten der quadrierten Taktmaximalwerte (KBFmax-Werte) der Einzelereignisse (hier Zugfahrten). Dabei werden Ruhezeiten tags (werktags von 06:00 bis 07:00 Uhr und von 19:00 bis 22:00 Uhr, sonn- und feiertags von 06:00 bis 22:00 Uhr) mit dem Faktor 2 bewertet. Die Beurteilung erfolgt nach nachstehend beschriebener Vorgehensweise: 29. Oktober 2013 Seite 4

6 Ermittlung der maximalen bewerteten Schwingstärke KBFmax und Vergleich mit den Anhaltswerten Au und A 0 nach Tabelle 1: Ist KBFmax kleiner oder gleich dem (unteren) Anhaltswert Au. dann ist die Anforderung dieser Norm eingehalten. Ist KBFmax größer als der (obere) Anhaltswert A 0, dann ist die Anforderung nicht eingehalten. Ist KBFmax größer als Au. aber kleiner, höchstens gleich A 0, gilt die Anforderung dieser Norm dann als eingehalten, wenn die Beurteilungs-Schwingstärke KBFTr nicht größer als Ar nach Tabelle 1 ist. Die in der DIN angegebenen Anhaltswerte für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen sind in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1. Anhaltswerte nach DIN (Tabelle 1) für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen. Zeile Einwirkungsort tags Einwirkungsorte, in deren Umgebung nur ge- 0,4 6 werbliche Anlagen und gegebenenfalls ausnahmsweise Wohnungen für Inhaber und Leiter der Betriebe sovvie für Aufsichts- und Bereitschaftspersonen untergebracht sind (vgl. Industriegebiete 9 BauNVO) Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwie- 0,3 6 gend gevverbliche Anlagen untergebracht sind (vgl. Gewerbegebiete 8 BauNVO) Einwirkungsorte, in deren Umgebung weder 0,2 5 vorvviegend gevverbliche Anlagen noch vorwiegend Wohnungen untergebracht sind (vgl. Kerngebiete 7 BauNVO, Mischgebiete 6 BauNVO, Dorfgebiete 5 BauNVO) Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwie- 0, 15 3 gend oder ausschließlich Wohnungen untergebracht sind (vgl. Reine Wohngebiete 3 BauN- VO, allgemeine Wohngebiete 4 BauNVO, Kleinsiedlungsgebiete 2 BauNVO) Besonders schutzbedürftige Einwirkungsorte, 0, 1 3 z. B. Krankenhäuser, Kurkliniken, sovveit sie in dafür ausgewiesenen Sondergebieten liegen A o Au nachts 0,2 0,3 0,6 0, 15 0, 15 0,2 0,4 0, 1 0, 1 0, 15 0,3 0,07 0,07 0, 1 0,2 0,05 0,05 0, 1 0,15 0,05 In Klammern sind jeweils die Gebiete der Baunutzungsverordnung - Bau NVO angegeben, die in der Regel den Kennzeichnungen unter Zeile 1-4 entsprechen. Ei ne 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 t rägt. 29. Oktober 2013 Seite 5

7 In der ehemaligen VDI-Richtlinie 2057, Blatt 3 1 [5] werden Zusammenhänge zwischen bewerteten Schwingstärken und subjektiver Wahrnehmung angegeben: Tabelle 2. Zusammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und subjektiver Wahrnehmung. KB-Werte < 0,1 0,1 0,1-0,4 0,4-1,6 1,6-6,3 Beschreibung derwahrnehmung nicht spürbar Fühlschwelle gerade spürbar gut spürbar stark spürbar Die Beurteilung von Erschütterungseinwirkungen aus Straßenverkehr erfolgt anhand der Anhaltswerte nach Tabelle 1. Bei der Ermittlung von KBm ist der Faktor 2 zur Berücksichtigung der erhöhten Störwirkung für Einwirkungen während der Ruhezeiten nicht anzuwenden. Für die Beurteilung von Erschütterungseinwirkungen aus Schienenverkehr gelten folgende Besonderheiten: Die Beurteilung erfolgt anhand der Kriterien Au (für KBFmax) und Ar (für KBm ). Die (oberen) Anhaltswerte A 0 erhalten beim Schienenverkehr eine andere Bedeutung (siehe unten). Bei der Ermittlung von KBFTr wird der Faktor 2 zur Berücksichtigung der erhöhten Störwirkung für Einwirkungen während der Ruhezeiten nicht angewendet. Für unterirdischen Schienenverkehr jeder Art gelten die Anhaltswerte Au und Ar nach Tabelle 1. Für oberirdische Schienenwege des ÖPNV (ausschließlicher Verkehr von Straßenbahn, Stadtbahn, U-Bahn, S-Bahn ohne Fernverkehr) gelten die um den Faktor 1,5 angehobenen Au- und Ar-Werte. Für den Schienenverkehr hat der (obere) Anhaltswert A 0 nachts nicht die Bedeutung, dass bei dessen seltener Überschreitung die Anforderungen der Norm als nicht eingehalten gelten. liegen jedoch nachts bei oberirdischen Verkehrsanlagen einzelne KBFTi-Werte gebietsunabhängig über A 0 = 0,6, bei unterirdischen Verkehrsanlagen einzelne KBFTi-Werte für die Gebiete nach Zeilen 3-5 über A 0 = 0,3, so ist nach der Ursache bei der entsprechenden Zugeinheit zu forschen (z. B. Flachstellen an Rädern) und diese sind möglichst rasch zu beheben. Diese hohen Werte sind bei der Berechnung von KB FTr zu berücksichtigen. Die VDI 2057, Blatt 3, wurde im September 2002 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 Z u sammenhang zwischen bewerteter Schwingstärke und der subjektiven Wahrnehmung von Erschütterungseinwirkungen kann aber weiterhin allgemeingültig verwendet werden. 29. Oktober 2013 Seite 6

8 Bei städtebaulichen Planungen sollen die Anhaltswerte Au und Ar nach Tabelle 1 eingehalten werden. 3 Messtechnische Untersuchung 3.1 Datum der Messungen Die Erschütterungsmessungen in der Nachbarschaft der Firma ~urden am in der Zeit von 15:30 bis 16:30 Uhr durchgeführt. 3.2 Lage des Messpunktes Die Erschütterungsuntersuchung wurde an dem in der nachfolgenden Abbildung 2 gekennzeichneten Messpunkt durchgeführt. Abbildung 2: örtliche Lage des Messpunktes in dem Bebauungsplange biet Bergedorf Nr. 111 Die Entfernung des Messpunktes betrug: - zu dem nächstgelegenen Betriebsgebäude der Firma 47 m, - zu dem nächstgelegenen Containerabstellplatz 24 m und - zu dem nächstgelegenen Metallschrottsammel- und Sortierplatz 27 m. 29. Oktober 2013 Seite 7

9 3.3 Verwendete Messgeräte Die zur Messung verwendeten Messgeräte sind in Tabelle 3 aufgeführt. Diese 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 kalibriert. Tabelle 3. Verwendete Messgeräte. Gerät Hersteller Typ Seriennummer Beschleunigungsaufnehmer Brüel & Kjaer Brüel & Kjaer Analysator Brüel & Kjaer Durchführung der Messungen Zur Messwerterfassung wurde ein piezoelektrischer Schwingbeschleunigungsaufnehmer verwendet. Der Beschleunigungsaufnehmer wurde über Aluminiumplättchen mittels eines elektrisch isolierenden Klebstoffes auf einen Stahlspieß angebracht, welcher in den Boden eingeschlagen wurde. Da bei der Einleitung und Ausbreitung von Erschütterungen durch fallende Massen horizontale (x, y) Schwingungskomponenten erfahrungsgemäß eine untergeordnete Rolle spielen, wurde nur die vertikale (z) Schwingungsrichtung erfasst. Das beschleunigungsproportionale Messsignal wurde während jeder Einzelmessung in dem Analysator gespeichert. Die aufgezeichneten Zeitrohdaten wurden nach der Messung über digitale Terzfilter mit der Zeitbewertung "FAST" über die gesamte Aufzeichnungszeit gefiltert. 4.1 Messunsicherheiten Die für die Schwingungsmessungen eingesetzten Geräte entsprechen den Vorgaben für Schwingungsmesser nach DIN [2]. Entsprechend den zulässigen Abwe i chungen der Schwingungsmessgeräte und den Erfahrungswerten der DIN [2] treten bei der Ermittlung von Schwingungsgrößen messtechnisch bedingte Unsicherheiten von ca. 15 % auf. 5 Auswertung 5.1 Verarbeitung der Messsignale Die als Terzspektren vorliegenden Beschleunigungssignale wurden in Form von Max Hold-Terzspektren zusammengefasst und zur Schwingschnelle integriert. 29. Oktober 2013 Seite 8

10 5.2 Messergebnisse In Abhängigkeit von den Betriebsvorgängen bei der Firma - wurden an dem Immissionsmesspunkt nachfolgende maximale Schwinggeschwindigkeiten gemessen: Vmax [mm/s] Container absetzen: Abwurf einer sehr schweren Metallschrottplatte: 0,05-0,10 0,08-0,12 6 Prognose der im Baugebiet zu erwartenden Erschütterungsimmissionen 6.1 Vorgehensweise Zur Prognose der Immissionswerte im Gebäude muss die Reaktion des Gebäudes auf die von außen einwirkenden Erschütterungen betrachtet werden. Hierzu sind Annahmen über das Eigenschwingverhalten der einzelnen Bauteile (insbesondere für das Gebäude als Ganzes auf dem Erdreich sowie für Decken und schwimmende Estriche) erforderlich. Die grundsätzliche Vorgehensweise wird [4] beschrieben. Das Eigenschwingverhalten der einzelnen Bauteile wird mit idealisierten Korrekturspektren angenähert, die anhand baudynamischer Modelle entwickelt wurden. Hierbei werden Korrekturspektren angesetzt für: den Übergang Erdreich - Fundament, die Erschütterungsfortleitung im Gebäude, die Übertragung auf Decken verschiedener Bauarten, Deckenstärken und Spannweiten, d. h. verschiedener Eigenfrequenzen, das Eigenschwingverhalten schwimmender Estriche. Diese Korrekturspektren werden terzweise zu den auf dem Baugelände gewonnenen Schnellepegel-Terzspektren nach Abschnitt 5.2 addiert. Als Ergebnis liegen Schnellepegel im Gebäude auf Geschossdecken unterschiedlicher Eigenfrequenzen mit verschiedenen Fußbodenaufbauten vor. Die so ermittelten Spektren werden im Nachfolgenden als Prognosespektren" bezeichnet. 6.2 KB-Wert-Berechnungen Berechnungsverfahren KB-Werte Zur Bewertung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen werden sogenannte KBF-Werte herangezogen. Das KBF-Signal ist gemäß DIN durch eine Frequenzbewertung und gleitende Effektivwertbildung des Schnellesignals definiert. Die gleitende Effektivwertbildung erfolgt mit der Zeitkonstante 0, 125 Sekunden ("FAST"). Als maximale bewertete Schwingstärke KBFmax bezeichnet man den höchs- 29. Oktober 2013 Seite 9

11 ten Wert des Zeitverlaufes von KBF(f), der während der Einwirkung eines Erschütterungsereignisses auftritt. Die Prognoseberechnungen werden im Frequenzbereich durchgeführt. In diesem Fall kann der KB-Wert ersatzweise aus dem Schnellepegel-Terzspektrum berechnet werden. Dazu werden die Spektren terzweise einer Korrektur unterzogen, die der KB Bewertung des Erschütterungszeitsignals entspricht. Zur Ermittlung des KBFmax-Werts wird der Summenpegel des KB-korrigierten Schnellepegelspektrums eines Einzelereignisses delogarithmiert Ergebnisse der KB-Wert-Prognose Die in die Beurteilung eingehenden KBFmax,pro 9 -Werte sind nachfolgend aufgelistet. Die angegebenen Werte sind als Obergrenze der möglichen Immissionswerte zu verstehen und stellen eine worst-case"-abschätzung für den Fall eines Zusammentreffens besonders ungünstiger baudynamischer Parameter dar. Tabelle 4. KB-Werte: KBFmax,prog für fallende Massen bei der Firm~ Container absetzen Abwurf schwerer Metallschrott KBFmax,prog 0,04-0,08 0,06-0,15 7 Beurteilung der prognostizierten Erschütterungsimmissionen Der in Form einer worst-case-abschätzung ermittelte maximale KBFmax Wert von 0, 15 überschreitet nicht den unteren Anhaltswert Au von 0, 15 für allgemeine Wohngebiete während der Tageszeit (siehe Tabelle 1 in Abschnitt 3.1.2). Damit sind die Anforderungen der DIN 4150 Teil 2 zur Beurteilung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen in Gebäuden eingehalten. Eine Beurteilung für den Nachtzeiraum entfällt, da sich die Betriebszeit bei der Firma ~ ach [6] auf den Zeitraum von 07:00 bis 17:00 Uhr erstreckt. 29. Oktober 2013 Seite 10

12 8 Zitierte Unterlagen Diesem Bericht liegen zugrunde: [1] 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 1999 [2] DIN 45669: Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 1: Schwingungsmesser; Anforderungen, Prüfung; September 2010 Teil 2: Messverfahren; Juni 2005 [3] Sechste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm - TA Lärm) vom 26. August 1998, GMBI 1998, Nr. 26, S. 503 [4] Körperschall- und Erschütterungsschutz; Leitfaden für den Planer; Beweissicherung, Prognose, Beurteilung und Schutzmaßnahmen; Deutsche Bahn AG, diverse Ausgaben (nicht alle Ausgaben öffentlich zugänglich) [5] VDI-Richtlinie 2057, Blatt 3; Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen, Beurteilung; Mai 1987 (zurückgezogen September 2002) [6] Mitteilung Firma om Oktober 2013 Seite 11