Visueller Ein uss auf die Lästigkeit von Windturbinenlärm

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1 Bachelorarbeit Visueller Ein uss auf die Lästigkeit von Windturbinenlärm Nadine Biver FS 2016 Leitung Prof. Dr. Adrienne Grêt-Regamey Betreuung Dr. Ulrike Wissen Hayek Reto Pieren Dr. Beat Schäffer

2 Vorwort Die vorliegende Bachelorarbeit entstand im Frühjahrssemester 2016 am Institut für Raum- und Landscha sentwicklung, an der Professur für Planung von Landscha und Urbanen Systemen PLUS der ETH Zürich. Anstoss für diese Arbeit waren die psychoakustischen Untersuchungen zur Lästigkeitswirkung von Windturbinen- im Vergleich zu Strassenlärm der Empa, bei denen sich herausgestellt hat, dass Windturbinenlärm als lästiger wahrgenommen wird als Strassenlärm. Eine offene Frage ist die, ob es einen visuellen Einfluss auf die Lästigkeit von Windturbinenlärm gibt. Dieser Frage wurde bereits in verschiedenen Feldstudien nachgegangen, weswegen diese Arbeit den Einfluss systematisch im Labor untersucht. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit der Empa und mit Hilfe der visuell-akustischen Simulation VisAsim, welche am PLUS entwickelt wurde. An dieser Stelle möchte ich mich noch bei einigen Personen bedanken, ohne deren Unterstützung diese Arbeit nicht möglich gewesen wäre. Bei meinen Betreuern Dr. Ulrike Wissen Hayek, Reto Pieren und Dr. Beat Schäffer möchte ich mich ganz herzlich für ihre wertvolle Hilfe und Anregungen bedanken. Prof. Dr. Adrienne Grêt-Regamey ebenfalls vielen Dank für die Ermöglichung dieser spannenden Bachelorarbeit. Danke an Manuel Sudau für die technische Hilfe bei den Präsentationen. Bei meinem Freund Olivier möchte ich mich bedanken für seine liebevolle Unterstützung während den 14 Wochen und ein letzes grosses Dankeschön geht an alle Probanden, die an den Versuchen teilgenommen haben. i

3 Zusammenfassung Seit einigen Jahren ist eine weltweite Zunahme an Windparks zu beobachten, mit deren Hilfe nachhaltige Energieziele erreicht werden sollen. Neben den positiven umweltrelevanten Auswirkungen dieser Entwicklung, sind jedoch auch immer mehr Menschen Windturbinenlärm ausgesetzt, was zu Schlafproblemen oder Lärmbelästigung der Anwohner führen kann. Aus diesem Grund wurden bereits verschiedene Untersuchungen durchgeführt, welche die Eigenschaften von Windturbinenlärm oder die Gründe der Lästigkeit erforschen. In Feldversuchen hat sich herausgestellt, dass unter anderem visuelle Faktoren einen wichtigen Einfluss auf die Lästigkeitswirkung von Windturbinenlärm haben. Diese Bachelorarbeit untersucht deswegen systematisch den visuellen Einfluss auf die Lästigkeit von Windturbinenlärm im Labor. Dazu wurden mit der visuell-akustischen Simulation VisAsim 24 Stimuli erstellt, welche sich aus den Kombinationen von vier Distanzen / Schalldruckpegeln, zwei akustischen Variationen und drei Bildvariationen zusammensetzen. Hierzu wurde zuerst eine Landschaftsvisualisierung mit einer GameEngine erstellt, aus der Bilder einer animierten Sequenz für vier Standpunkte gerendert wurden. Diese Bilder wurden anschliessend in einem Videoschnittprogramm mit Windturbinengeräuschen verknüpft, die von der Empa synthetisiert wurden. Der Versuch war als vollständiger Versuchsplan konzipiert, um die Faktoren Schalldruckpegel, Bildvariation und Amplitudenmodulation miteinander in Beziehung bringen zu können und den Einfluss der einzelnen Faktoren untersuchen zu können. Es wurden Versuche mit 41 Probanden durchgeführt, welche die Stimuli auf ihre Lästigkeit bezüglich des Windturbinenlärms beurteilten. Die Resultate wurden anschliessend mit einer explorativen Datenanalyse und einem gemischten Modell statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Effekt von Schalldruckpegel und Amplitudenmodulation auf die Lästigkeit, wobei diese mit dem Pegel steigt und Situationen mit Amplitudenmodulation als lästiger wahrgenommen werden. Ein visueller Einfluss auf die Lästigkeit von Windturbinenlärm unter Laborbedingungen konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. iii

4 Inhaltsverzeichnis Vorwort... i Zusammenfassung... iii Abbildungsverzeichnis... vii Tabellenverzeichnis... viii 1 Einleitung Ausgangslage Zielsetzung und Methodik Stand der Forschung Hypothese und Forschungsfragen Methodik und Vorgehen Stimuli Landscha svisualisierung Auralisation Verknüpfung von Bild und Ton Versuch Methode Fragebogen Versuchsdurchführung Probanden Statistische Analyse Resultate Explorative Datenanalyse Boxplots Ein uss der Faktoren Ein uss verschiedener Attribute Kohärenz der Beurteilungen Achsenabschnitt und Steigung Gemischtes Modell v

5 5.3 Qualitative Anmerkungen der Probanden Analyse der Beurteilung bei Beachtung der Bildvariationen Analyse der Beurteilungen der ersten Stimuli Diskussion Vergleich der Resultate mit Ergebnissen in der Literatur Diskussion der Resultate bezüglich der Forschungsfragen und Hypothesen Methodenre exion Schlussfolgerungen und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang Anhang A: Einladung zur Studie Anhang B: Informationsblatt Anhang C: Einverständniserklärung Anhang D: Fragebogen vi

6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Interface der CryEngine. Vegetationseinstellungen... 8 Abbildung 2: Interface der CryEngine. Material Editor... 8 Abbildung 3: Interface der CryEngine. Flowgraph... 9 Abbildung 4: Kamerastandorte. (Darstellung von Ulrike Wissen Hayek)... 9 Abbildung 5: Bildvariationen Abbildung 6: Leistungskurve der Windturbine. (Vestas, 2009, S.14) Abbildung 7: Interface der CryEngine. Track View Abbildung 8: Interface der CryEngine. Flowgraph Abbildung 9: Head-up Display Abbildung 10: Auszug aus der xml-datei Abbildung 11: Interface der CryEngine. Flowgraph Abbildung 12: Beispiele für A-bewertete Schalldruckpegel. (Hohmann, 2014, S.4) Abbildung 13: Interface von Adobe Premiere Pro. Sequenzeinstellungen Abbildung 14: Startzeichen in gerendertem Bild Abbildung 15: Interface von Adobe Premiere Pro Abbildung 16: Interface von Adobe Premiere Pro. Exporteinstellungen Abbildung 17: Lautsprecheranordnung im MVAL. (Manyoky et al, 2016, S.4) Abbildung 18: Fotos des Versuchsaufbaus Abbildung 19: Boxplots Abbildung 20: Boxplots mit relativer Skala Abbildung 21: Schalldruckpegel Abbildung 22: Amplitudenmodulation Abbildung 23: Bildvariationen Abbildung 24: Alle Faktoren Abbildung 25: Lärmempfindlichkeit Abbildung 26: Einstellung gegenüber Windturbinen Abbildung 27: Alter Abbildung 28: Geschlecht Abbildung 29: Kennen von Windturbinenlärm Abbildung 30: Abfolge der Stimuli Abbildung 31: Kohärenz der Beurteilung Abbildung 32: Achsenabschnitt und Steigung Abbildung 33: Bildvariationen Abbildung 34: Alle Faktoren Abbildung 35: Bildvariationen Abbildung 36: Alle Faktoren vii

7 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Inputdaten für die Auralisation Tabelle 2: Faktoren des vollständigen Versuchsplans Tabelle 3: Teste auf feste Effekte, Typ III. Abhängige Variable: Lästigkeit Tabelle 4: Schätzung fester Parameter. Abhängige Variable: Lästigkeit Tabelle 5: Teste auf feste Effekte, Typ III. Abhängige Variable: Lästigkeit Tabelle 6: Schätzung fester Parameter. Abhängige Variable: Lästigkeit viii

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