Empa Überlandstrasse 129 CH-8600 Dübendorf T F

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1 Empa Überlandstrasse 129 CH-8600 Dübendorf T F Flughafen Zürich AG Aviation Postfach 8058 Zürich Flughafen Flughafen Zürich Betriebsreglementsänderung 2017 Anzahl der durch den Taglärm (06 bis 22 Uhr) stark belästigten Personen (Highly Annoyed, HA) Auftrags-Nr.: Bericht-Nr.: Auftraggeber: Flughafen Zürich AG: F. Keller Anzahl Seiten: 39 Beilagen: Die Verfasser: Technischer Anhang mit 12 Seiten B. Schäffer C. Zellmann O. Schwab Status: genehmigter Bericht Dübendorf, 04. Oktober 2017 Der Projektleiter: Abteilung Akustik / Lärmminderung Der Abteilungsleiter: Dr. B. Schäffer K. Eggenschwiler Anmerkung: Bericht und Unterlagen werden 10 Jahre archiviert.

2 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 2 von 39 Zusammenfassung Am beauftragte die Flughafen Zürich AG die Empa, Abteilung Akustik / Lärmminderung, die Anzahl der durch Fluglärm während des Wachzustands am Tag stark belästigten Personen (HA) für den Taglärm der Zustände Zt und Zt+ der Betriebsreglementsänderung 2017 (BR2017) zu berechnen. Die Anzahl der durch Fluglärm im Schlaf während der Nacht stark gestörten Personen (HSD) der BR2017 kann nicht ermittelt werden, da das Gesuch der BR2017 keine Berechnungen der Nachtbelastung umfasst. Um dennoch mögliche Auswirkungen des gesamten Flugbetriebs des Flughafens Zürich (Tag und Nacht) bei Genehmigung der BR2017 abschätzen zu können, sollen die HSD möglicher Flugbetriebszustände für die Nacht, namentlich des vorläufigen Betriebsreglements (vbr12) sowie der Betriebsreglementsänderung 2014 (BR2014, Betriebszustand Zt+) ermittelt werden. Für die Berechnungen sollen die Bevölkerungsdaten des Jahres 2016 verwendet werden, die zurzeit aktuellsten verfügbaren Daten, mit denen auch die HA resp. HSD des Jahres 2016 ermittelt wurden. Die Resultate können mit den HA resp. HSD des Jahres 2016 verglichen werden. Der Fokus des Projektes (inkl. Vergleich der Zustände) liegt auf den HA der BR2017 und des Jahres Auf eine Kombination der hier ermittelten HA und HSD zum Zürcher Fluglärm-Index (ZFI) wird verzichtet, da den HA und HSD verschiedene Zustände bzw. verschiedene Prognosejahre zugrunde liegen. Im vorliegenden Bericht werden somit die HA der Zustände Z0 (realer Betrieb im Jahr 2016), Zt (Ausgangszustand BR2017, Prognose 2030 aus dem Jahr 2016) sowie Zt+ (Betriebszustand BR2017, Prognose 2030 aus dem Jahr 2016) ausgewiesen und einander gegenübergestellt. Der Betriebszustand Zt+ enthält im Vergleich zum Ausgangszustand Zt neue Routen und abgeänderte Routenbelegungen. Neben den HA der BR2017 werden zudem die HSD der Zustände Z0, vbr12 (Prognose 2010 aus dem Jahr 2003) und BR2014 (Prognose 2020 aus dem Jahr 2013) ausgewiesen. Die Berechnungen ergaben bezüglich der HA folgende Reihenfolge: Zt+ > Zt > Z0. Die HA des Prognosezustandes Zt+ mit rund Personen ist im Vergleich zu Z0 mit rund deutlich um 29% erhöht. Zt+ verursacht zudem rund 4% mehr HA als Zt mit rund Personen. In der Nacht sind die HSD von Z0 mit rund Personen höher als von BR2014 mit rund und vbr12 mit rund Personen. Die Unterschiede in den HA und HSD sind jedoch allesamt nicht signifikant. Dass Z0 im Vergleich zu den hier untersuchten Zuständen am Tag die geringsten HA-Werte, in der Nacht hingegen die höchsten HSD-Werte aufweist, wird grossenteils dadurch verursacht, dass Z0 am Tag insgesamt 32% weniger Flugbewegungen aufweist als die aktuellen Prognosen Zt und Zt+, in der Nacht jedoch 18% mehr Flugbewegungen als die älteren Prognosen vbr12 und BR2014. Die Zustände Zt und Zt+ unterscheiden sich hingegen weder im Flottenmix noch in der Anzahl Flugbewegungen. Hier sind die Differenzen in den HA -Werten einzig auf unterschiedliche Routenbelegungen sowie auf teilweise andere An- und Abflugkorridore zurückzuführen.

3 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 3 von 39 Inhalt 1. Orientierung Ausgangslage Auftrag Umfang und Inhalt der Untersuchungen Überblick Inhaltliche Systemabgrenzung Zeitliche Systemabgrenzung Räumliche Systemabgrenzung Grundlagen und Methodik Genauigkeit der Berechnungen Gesamtunsicherheiten Unsicherheiten für Vergleiche Eingabedaten für die Belastungsrechnungen Überblick Methodische Einstellungen der Berechnungen mit FLULA Datengrundlagen und Superposition Bewegungszahlen und Pistenbelegung Resultate und Diskussion Fluglärmbelastungen Flächen und Personen der Untersuchungsperimeter Highly Annoyed (HA) und Highly Sleep Disturbed (HSD) Vergleich der HA mit den Berechnungen gemäss LSV Datengrundlagen, Literatur, Begriffe und Abkürzungen Datengrundlagen Literatur Begriffe und Abkürzungen Verzeichnisse Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anhang Jährliche Flugbewegungszahlen der Grossflugzeuge Untersuchungsperimeter HA aufgeschlüsselt nach Gemeinden, Kantonen und Staatsgebiet HSD aufgeschlüsselt nach Gemeinden, Kantonen und Staatsgebiet Beilage 1: Bewegungsstatistiken... 39

4 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 4 von Orientierung 1.1. Ausgangslage Mit dem Gesuch Betriebsreglementsänderung 2017 (BR2017) sollen die neuen Routen des Sachplans Infrastruktur Luftahrt (SIL) sowie weitere flugbetriebliche Komponenten des Objektblatts vom [5] sowie der SIL2-Variante 4-LVP [17] bzw. 4-LVP* [19] umgesetzt werden, welche in der Betriebsreglementsänderung 2014 (BR2014) [13] noch nicht enthalten waren. Das Objektblatt beinhaltet insbesondere neue Routen für Starts ab den Pisten 16 und 28, die Einstellung von Starts ab Piste 10, die generelle Öffnung der Piste 28 von 06:30 22:00 Uhr, sowie die Aufhebung des gegenläufigen Betriebs bei Nordanflügen durch Öffnung der Pisten 16 und 28 am Morgen ab 06:00 Uhr [A]. Im Rahmen des Gesuchs für die BR2017 muss nach Umweltschutzgesetz (USG [30]) eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchgeführt werden. Ein Aspekt der Prüfung stellt eine umfassende Fluglärmberechnung gemäss Lärmschutz-Verordnung (LSV [26]) dar. Diese Berechnungen wurden durch die Empa für den Taglärm (06 22 Uhr) bereits durchgeführt [20], nicht aber für den Nachtlärm (Details vgl. Kap. 1.2 in [20]). Ergänzend zu den Berechnungen nach LSV für den Taglärm soll die Anzahl der durch Fluglärm während des Wachzustandes am Tag stark belästigten Personen (HA) gemäss Verordnung zum Zürcher Fluglärm-Index (ZFI-VO [32]) bestimmt werden. Da das Gesuch der BR2017 keine Berechnungen der Nachtbelastung umfasst, kann die die Anzahl der durch Fluglärm im Schlaf während der Nacht stark gestörten Personen (HSD) sowie der resultierende Züricher Fluglärm-Index (ZFI; Summe der HA und HSD) für die BR2017 nicht ermittelt werden. Um dennoch mögliche Auswirkungen des gesamten Flugbetriebs des Flughafens Zürich (Tag und Nacht) bei Genehmigung der BR2017 abschätzen zu können, sollen die HSD möglicher Flugbetriebszustände für die Nacht, namentlich des vorläufigen Betriebsreglements (vbr12 [14]) sowie der Betriebsreglementsänderung 2014 (BR2014 Betriebszustand Zt+ [13]) gemäss ZFI-VO [32] ermittelt werden. Der Fokus des Projektes liegt jedoch auf den HA der BR2017. Auf eine Kombination der hier ermittelten HA und HSD zum ZFI wird verzichtet, da den HA und HSD verschiedene Zustände bzw. Prognosejahre zugrunde liegen. Entsprechend werden die HA- und HSD-Werte auch nicht mit dem Richtwert für den ZFI von gemäss ZFI-VO [32] verglichen Auftrag Am erteilte die Flughafen Zürich AG (FZAG), vertreten durch Felix Keller, der Empa, Abteilung Akustik / Lärmminderung, den Auftrag, die HA des Taglärms der Zustände Zt und Zt+ der BR2017 sowie die HSD des Nachtlärms der Zustände vbr12 und BR2014 Zt+ zu berechnen. Auf eine Kombination der auf verschiedenen Zuständen beruhenden HA und HSD zum ZFI wird hingegen verzichtet. Die Resultate können mit den HA und HSD des Jahres 2016 [21] verglichen werden. Die HA und HSD der neu berechneten Zustände beziehen sich auf verschiedene Prognosejahre. Sie enthalten aktuelle und/oder neue bzw. geänderte Routen, geänderte Routenbelegungen sowie die für die jeweiligen Zeithorizonte prognostizierten Flugbewegungszahlen und Flottenmixe. Mehr Details finden sich in den jeweiligen Berichten zu BR2017 [20], vbr12 [14] und BR2014 [13]. Die Bewegungsstatistiken der für die Berechnungen benötigten Tageszeiten werden durch die FZAG aufbereitet und der Empa zur Verfügung gestellt. Die Footprints für die LSV-Zeiten liegen bereits aus den Projekten BR2017, vbr12 und BR2014 vor und können für die vorliegenden Berechnungen übernommen werden.

5 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 5 von 39 Als Bevölkerungsdaten werden die zurzeit aktuellsten verfügbaren Daten des Jahres 2016 verwendet, mit denen auch die HA und HSD des Jahres 2016 ermittelt wurden. Die Ergebnisse der Berechnungen gemäss ZFI-VO [32] sowie die Vergleiche der Zustände miteinander werden im vorliegenden Bericht zuhanden des Auftraggebers dokumentiert.

6 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 6 von Umfang und Inhalt der Untersuchungen 2.1. Überblick Die HA werden mittels einer Belastungs-Wirkungsbeziehung von Miedema und Oudshoorn [27], die HSD mittels einer Belastungs-Wirkungsbeziehung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt über die Anzahl durch Fluglärm induzierter zusätzlicher Aufwachreaktionen (AWR) ermittelt [4]. Der Berechnungsablauf für die HA und HSD ist in der ZFI-Berechnungsvorschrift [7] dokumentiert. Seit der Berechnung des ZFI des Jahres 2011 werden jedoch abweichend von [7] gemäss aktueller ZFI-VO vom Dezember 2011 [32] bei der Ermittlung der AWR Bauten mit Komfort- oder Schalldämmlüftungen berücksichtigt (Details vgl. Kap. 3). Gemäss Berechnungsvorschrift für den ZFI [7] werden nur die Bewegungen von Grossflugzeugen, d.h. der Luftfahrzeuge mit einem höchstzulässigen Abfluggewicht von mehr als kg gemäss LSV Anhang 5 [26], berücksichtigt. Die Kleinluftfahrzeuge werden nicht berücksichtigt, da sie beim Flughafen Zürich einen geringen Einfluss auf die Gesamtbelastung und damit auf den die HA bzw. HSD haben Inhaltliche Systemabgrenzung Mit den Berechnungen betreffend BR2017, vbr12 und BR2014 werden die lärmrelevanten Auswirkungen bezüglich HA und HSD folgender Zustände untersucht und miteinander verglichen. Auswirkungen bezüglich HA (Taglärm von Uhr): 1. Ist-Zustand Z0: Realer Betrieb im Jahr 2016 (Referenzzustand) mit insgesamt rund Bewegungen von Grossflugzeugen am Tag. Die Berechnungen der Fluglärmbelastung nach LSV wie auch der HA und HSD erfolgten bereits und sind in [21-23] dokumentiert. 2. BR2017 Ausgangszustand Zt: Der Ausgangszustand Zt mit insgesamt rund Bewegungen von Grossflugzeugen am Tag entspricht dem Status quo des Flugbetriebs inklusive der bereits beantragten Anpassungen durch die BR2014 [13] sowie den im Jahr 2016 prognostizierten Bewegungszahlen für 2030 und dem SIL2-Flottenmix [17-19]. Die Berechnung nach LSV ist in [20] dokumentiert. 3. BR2017 Betriebszustand Zt+: Der Betriebszustand Zt+ mit insgesamt rund Bewegungen von Grossflugzeugen am Tag (Prognose 2030 aus dem Jahr 2016) beinhaltet als Hauptelement gegenüber Zt neue Routen für Starts ab den Pisten 16 und 28 und weitere flugbetriebliche Komponenten des Objektblatts vom [5] sowie der SIL2-Variante 4-LVP [17] bzw. 4-LVP* [19]. Die Berechnung nach LSV ist in [20] dokumentiert. Auswirkungen bezüglich HSD (Nachtlärm von Uhr): 1. Ist-Zustand Z0: Realer Betrieb im Jahr 2016 (Referenzzustand) mit insgesamt rund Bewegungen von Grossflugzeugen in der Nacht. Wie für den Taglärm erfolgten die Berechnungen bereits und sind in [21-23] dokumentiert. 2. vbr12: Der Zustand vbr12 mit insgesamt rund Bewegungen von Grossflugzeugen in der Nacht bildet die Grundlage des sog. genehmigten Lärms des Flughafens Zürich. Der Zustand beinhaltet eine Prognose für das Jahr 2010 aus dem Jahr 2003 und umfasst den prognostizierten Flottenmix, die Bewegungszahlen und Routenbelegungen sowie idealisierte Flugrouten, welche im We-

7 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 7 von 39 sentlichen die Routen des heutigen Flugbetriebs abbilden. Die Berechnung nach LSV ist in [14] dokumentiert. Der Vergleich des Zustandes vbr12 mit dem realen Belastungszustand 2010 [12] zeigt, dass die Prognose vbr12 nicht eingetroffen ist. 3. BR2014: Der Betriebszustand BR2014 Zt+ (im Nachfolgenden als BR2014 bezeichnet) mit insgesamt Bewegungen von Grossflugzeugen in der Nacht beinhaltet im Wesentlichen die Umsetzung von Safety-Massnahmen und den Bau von Schnellabrollwegen auf den Pisten 28 und 34. BR2014 umfasst den im Jahr 2013 prognostizierten Flottenmix sowie die Bewegungszahlen, Flugrouten und Routenbelegungen für Die Berechnung nach LSV ist in [13] dokumentiert. Bemerkung: Für BR2014 ist bereits eine HSD-Berechnung basierend auf den Bevölkerungsdaten 2011 verfügbar [15]. Diese Berechnung wurde jedoch noch nicht gemäss aktueller ZFI-VO durchgeführt. Die Berechnung wird im Rahmen dieses Projektes basierend auf den aktuellsten verfügbaren Bevölkerungsdaten wiederholt. Hinsichtlich der HA werden folgende Zustände miteinander verglichen und die resultierenden Unterschiede diskutiert: Zt+ vs. Z0 Zt+ vs. Zt Die Unterschiede der für die Ermittlung der HSD verwendeten Zustände werden hingegen nicht diskutiert, (1) da sie nicht teil des Gesuchs der BR2017 sind und (2) da vbr12 und BR2014 unterschiedliche Prognosezustände darstellen, deren Unterschiede kaum interpretierbar sind. Die Zustände der HSD werden einander jedoch graphisch und tabellarisch gegenübergestellt. Die detaillierte Beschreibung der Elemente von Z0 (Tag- und Nachtlärm) findet sich in [21-23], die von Zt und Zt+ (Taglärm) in [20], diejenigen von vbr12 (Nachtlärm) in [14] und diejenigen von BR2014 (Nachtlärm) in [13]. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung werden die HA der Zustände Zt und Zt+ sowie die HSD und Zustände vbr12 und BR2014 berechnet. Die HA und HSD von Z0 werden zu Vergleichszwecken aufgeführt. Für die Berechnung der für die HA bzw. HSD relevanten Belastungen wird auf sog. akustische Footprints zurückgegriffen, welche im Rahmen der Belastungsrechnungen gemäss LSV bereits ermittelt wurden [13, 14, 20], sowie auf von der FZAG erarbeitete Bewegungsstatistiken (Details siehe Kap. 5.1). Als Bevölkerungsdaten dienen diejenigen des Jahres 2016, welche bereits für die Quantifizierungen des Ist-Zustandes Z0 verwendet worden waren [21]. Bei der Interpretation der Ergebnisse sind folgende Punkte zu berücksichtigen: Für die Quantifizierungen der Anzahl Personen mit Grenzwertüberschreitungen nach LSV wurden für Z0, Zt und Zt+ die Bevölkerungsdaten 2016 verwendet [20], für das ursprüngliche Gesuch zur BR2014 jedoch die Bevölkerungsdaten von 2011 [13]. (Für vbr12 liegen keine solchen Quantifizierungen vor.) Dies ist bei einem allfälligen Vergleich der vorliegenden Resultate mit den Quantifizierungen der Grenzwertüberschreitungen zu berücksichtigten. Die Zustände unterscheiden sich teilweise auch bezüglich der Methodik der Lärmberechnungen, so dass Differenzen zwischen den Zuständen somit implizit auch den Einfluss der geänderten Berechnungsmethodik beinhalten (Details vgl. Kap. 5.2). Für Definitionen, Hintergründe und Details zur Ermittlung der HA und der HSD (resp. der AWR) sei auf die ZFI-Berechnungsvorschrift [7] und auf die ZFI-VO [32] sowie auf die Übersicht in Kapitel 3 verwiesen.

8 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 8 von Zeitliche Systemabgrenzung Die hier ermittelten HA-Werte basieren auf Bewegungszahlen des Prognosezustands 2030 (Zt, Zt+) bzw. des Ist-Zustands 2016 (Z0), und die HSD-Werte auf den Prognosezuständen 2010 (vbr12; Prognose aus dem Jahr 2003), 2020 (BR2014) bzw. dem Ist-Zustand 2016 (Z0). Für die Ermittlung der HA und der HSD gemäss [7] sind folgende Zeitperioden massgebend: Die erste Tagesstunde (T1) von Uhr, die letzte Tagesstunde (T16) von Uhr und die übrigen Tagesstunden (T2-T15) von Uhr für die Ermittlung des tagesrandstundengewichteten 16h-Mittelungspegels für den Tag von Uhr (Leq* 16 ), sowie die Nacht (N) von Uhr für die Ermittlung des 8h-Mittelungspegels (Leq N ) und die AWR Räumliche Systemabgrenzung Die der vorliegenden Untersuchung zugrundeliegenden Fluglärmberechnungen mit FLULA2 [11] wurden in folgenden rechteckigen Gebieten durchgeführt (Tabelle 2-1): Tabelle 2-1 Für die Berechnungen verwendete Berechnungsausschnitte: Planviereck in Schweizer Landeskoordinaten, Ausdehnung und Maschenweite Zustand Planviereck Ausdehnung Maschenweite Südwestliche Ecke Nordöstliche Ecke West-Ost (km) Nord-Süd (km) (m m) Z0 642'000 / 216' '000 / 300' Zt, Zt+, vbr12, BR '000 / 216' '000 / 300' Um die Fluglärmbelastungen mit den Bevölkerungsdaten, welche im Hektarraster vorliegen, verknüpfen zu können, werden die Fluglärmbelastungswerte zwischen den Gitterpunkten linear auf das Hektarraster (Hektarpunkte) interpoliert. Die HA und HSD werden jedoch nicht im gesamten Berechnungsausschnitt ausgewiesen, sondern nur innerhalb des jeweiligen Untersuchungsperimeters (UP). Am Tag ist der UP durch die Niveaulinie Leq* 16 = 47 db definiert und in der Nacht durch die Niveaulinie Leq N = 37 db (Details siehe [7]).

9 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 9 von Grundlagen und Methodik Die Berechnung der HA und HSD folgt der Berechnungsvorschrift nach ZFI-VO [32] und kann in Detail dem entsprechenden Bericht entnommen werden [7]. Einzig bezüglich der Ermittlung der HSD-Komponente ergab sich zur Beschreibung in [7] eine Änderung in der Berechnungsvorschrift. Die HSD werden aus den AWR berechnet, welche basierend auf Maximalpegelverteilungen am Ohr des Schläfers (Innenpegel) ermittelt werden. Fluglärmberechnungen (Kap. 5.1) liefern jedoch Aussenpegel. Daher müssen für die Ermittlung der HSD Aussen- in Innenpegel umgerechnet werden. Der Übergang von aussen nach innen wurde bis und mit ZFI für das Jahr 2010 gemäss alter ZFI-Verordnung [31] ausschliesslich mit einer Einfügungsdämpfung (D) von 15 db berücksichtigt (Wert für gekipptes Fenster [3]). Mit der aktuellen ZFI-VO vom Dezember 2011 [32] werden jedoch Komfort- und Schalldämmlüftungen, d.h. der Effekt von Bauten mit passiven Schallschutzmassnahmen auf die HSD, berücksichtigt. So wird für solche Bauten ein D-Wert von 25 db festgelegt (Wert für geschlossenes Fenster). Bei Bauten, die mit erhöhten bzw. aufgrund von Art. 32 Abs. 2 LSV [26] verschärften Anforderungen der SIA-Norm 181 [28] erstellt wurden, gelten die entsprechenden Werte, je nach Belastung D = db. Den Berechnungen gemäss ZFI-VO [32] liegt somit die Annahme zu Grunde, dass Personen in Gebäuden mit passiven Schallschutzmassnahmen bei geschlossenem Fenster schlafen, die übrigen Personen jedoch bei gekipptem Fenster. Die Berücksichtigung passiver Schallschutzmassnahmen in Form eines höheren D-Werts führt zu einer Verminderung der rechnerisch ermittelten HSD. Um die gemäss aktueller [32] und alter [31] Gesetzesgrundlage ermittelten HSD- und ZFI-Werte miteinander vergleichen zu können, werden die HSD gemäss aktueller Berechnungsvorschrift sowie die HSD (Differenz zwischen Berechnung nach alter und aktueller Vorschrift) aufgeführt. Die offiziellen Werte sind jedoch diejenigen nach aktueller Berechnungsvorschrift. Sämtliche Daten (Belastungen, Bevölkerung, AWR, HA und HSD) werden in einer Access-Datenbank verwaltet. Die Daten liegen im Hektarraster mit Hektarpunkten vor. Zu jedem Hektarpunkt können die Höhe der Belastungen (Leq* 16, Leq N ), die AWR, sowie sofern dort entsprechende Daten verfügbar sind die Wohnbevölkerung, die Gemeinde- und Kantonszugehörigkeit, und schliesslich innerhalb der UP die HA und HSD abgefragt werden. Die HA und HSD werden in Access folgendermassen berechnet [7, 32]: Umrechnung des Leq* 16 in den Prozentsatz der HA, Umrechnung der AWR in den Prozentsatz der HSD und Berechnung der HA und HSD durch Verknüpfung mit den Bevölkerungszahlen. Die Auswertung und Darstellung der Resultate erfolgt in Excel mit Hilfe von Pivot-Tabellen-Abfragen. Die HA und HSD lassen sich dort tabellarisch zusammenfassen oder in Diagrammen grafisch darstellen. Die Datenstruktur ermöglicht zudem eine Auswertung nach Staatsgebiet, Kantonen und Gemeinden. In ArcGIS können schliesslich die Belastungen (Leq* 16, Leq N ) sowie die HA und HSD eingelesen und kartographisch dargestellt werden.

10 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 10 von Genauigkeit der Berechnungen Da der wahre Wert der HA und der HSD aus verschiedenen Gründen unbestimmbar bleibt, sind die (rechnerisch) ermittelten Werte bloss Schätzungen für diese. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Schätzungen mit dem wahren Sachverhalt übereinstimmen, wird vorliegend mittels der (einfachen) Standardunsicherheit beschrieben, was bei einer Normalverteilung einem 68%-Vertrauensintervall entspricht Gesamtunsicherheiten Die Standardunsicherheiten von realen Belastungszuständen (Z0) können zu rund ±0.5 db am Tag und ±1.0 db in der Nacht abgeschätzt werden, diejenigen von Fluglärmprognosen (Zt, Zt+, vbr12, BR2014) zu ±1.0 db am Tag und ±1.5 db in der Nacht [9, 29]. Die Standardunsicherheiten der Anzahl Personen innerhalb der UP für die HA am Tag dürften rund ±15% (Z0) resp. ±30% (Zt, Zt+) und innerhalb der UP für die HSD ±30% (Z0) resp. ±50% (vbr12, BR2014) betragen, wenn man davon ausgeht, dass die Veränderung in der Anzahl Personen pro db rund 20 30% beträgt [6]. Bezüglich der Standardunsicherheit der Flächen der UP kann man von ±10% (Z0) resp. ±20% (Zt, Zt+) am Tag und ±20% (Z0) resp. ±30% (vbr12, BR2014) in der Nacht ausgehen, wenn man berücksichtigt, dass sich die Flächen von Isolinien unabhängig vom Belastungsniveau pro db um 17 22% verändern [25]. Die Standardunsicherheiten der HA am Tag betragen gemäss [8] rund ±10 35% und diejenigen der HSD in der Nacht ±40% Unsicherheiten für Vergleiche Für Vergleiche dürfte sich ein Teil der verschiedenen Teil-Unsicherheiten gegenseitig aufheben. In [9] wurde eine Halbierung der Unsicherheiten angenommen. Somit reduzieren sich die für den Vergleich von Zuständen massgebenden Standardunsicherheiten für Belastungen zu <±0.5 db (Z0) resp. ±0.5 db (Zt, Zt+) am Tag und zu ±0.5 db (Z0) resp. ±1.0 db (vbr12, BR2014) in der Nacht. Dementsprechend werden in dieser Untersuchung für Vergleiche der Zustände die Standardunsicherheiten der Anzahl Personen innerhalb der UP für die HA zu ±15% und innerhalb der UP für die HSD zu ±25% geschätzt, und diejenigen der Flächen zu ±10% am Tag und zu ±15% in der Nacht, basierend auf den (grösseren) Standardunsicherheiten der Prognoserechnungen. Unter derselben Annahme, d.h. Halbierung der Standardunsicherheiten, werden die Standardunsicherheiten der HA am Tag zu ±5 18% und der HSD in der Nacht zu ±20% geschätzt. Beim Vergleich zweier Varianten kann man somit davon ausgehen, dass Abweichungen, deren Fehlerbalken (bei den HA ~±15% und den HSD ~±20%) sich nicht überschneiden, signifikant sein dürften. Unterschiede, die geringer sind, haben nur eine geringe Aussagekraft und sollten für eine Beurteilung nicht herangezogen werden. Die Fett markierten Werte werden in Abbildung 6-3 und Abbildung 6-4 (Kap. 6.2 und 6.3) als Fehlerbalken dargestellt.

11 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 11 von Eingabedaten für die Belastungsrechnungen 5.1. Überblick Details zu den relevanten Belastungsrechnungen für die HA und HSD von Z0 finden sich in [21]. Für die im Rahmen dieses Projektes ermittelten HA der Zustände Zt und Zt+ werden die bestehenden Belastungsrechnungen aus [20] verwendet, für die HSD die Belastungsrechnungen aus [14] (vbr12) bzw. [13] (BR2014) (Kap. 5.3). Allerdings können die bereits bestehenden Gesamtbelastungen nicht direkt verwendet werden, da die Belastungen der LSV-Verkehrszeiten (Tag von Uhr und sowie erste und zweite Nachtstunde von Uhr und Uhr) ermittelt wurden, aber nicht diejenigen der für die HA und HSD massgebenden Zeiten gemäss Kapitel 2.3. Einzig die Nachtbelastung Leq N für BR2014 aus der früheren HSD-Berechnung ist verfügbar [15]. Daher wird auf diese Footprints zurückgegriffen. Footprints und Superposition: Für die vorliegenden Untersuchungen werden die benötigten Belastungen durch Superposition der Footprints, welche in [14] (vbr12) bzw. [13] (BR2014) und [20] (BR2017) mittels sog. Basissimulation mit dem Fluglärmsimulationsprogramm FLULA2 Version 004 [11] ermittelt wurden, neu berechnet. Unter Superposition versteht man die energetische Addition verschiedener Belastungen (Footprints) zu einer Teil- oder Gesamtbelastung. Es gibt Ereignispegel- und Maximalpegel-Footprints. Ein solcher Footprint entspricht dem typen- und routenspezifischen energetischen Mittelwert der Ereignispegel bzw. Maximalpegel der entsprechenden simulierten Einzelflüge, d.h. dem typen- und routenspezifischen Ereignispegel bzw. Maximalpegel, normiert auf eine Bewegung. Die Footprints, welche sowohl auf idealisierten als auch realen Flugbahnen beruhen, liegen tageszeitspezifisch vor (in der vorliegenden Untersuchung je ein Footprint für den Tag von Uhr und für die Nacht von Uhr) oder repräsentieren einen mittleren Ereignispegel für die 24 Stunden eines Tages. Details finden sich in den entsprechenden Berichten [13, 14, 20]. Die Gewichtung der Footprints erfolgt mittels Bewegungsstatistiken, d.h. Tabellen, welche in den Spaltenköpfen die An- oder Abflugrouten, in den Zeilenköpfen die Flugzeugtypen und in den Feldern die jährliche Anzahl Flugbewegungen je Flugzeugtyp und Flugroute enthalten. Tagesrandstundengewichteter 16h-Mittelungspegel (Leq* 16, Uhr): Zuerst werden aus den Ereignispegel-Footprints durch Superposition die Mittelungspegel für die erste (T1) und letzte Tagesstunde (T16) sowie für die übrigen Tagesstunden (T2-T15) ermittelt. Diese werden danach energetisch zum Leq* 16 addiert, wobei zu den Belastungen von T1 und T16 je ein Pegelzuschlag von 5 db addiert wird. Die für die Superpositionen benötigten Bewegungsstatistiken von Zt und Zt+ der Zeitperioden T1, T2-T15 und T16 wurden der Empa von der FZAG zur Verfügung gestellt [B]. Sie werden in Beilage 1 aufgeführt, welche sich am Ende des Berichtes befindet. 8h-Mittelungspegel der Nacht (Leq N, Uhr): Der Leq N wird durch Superposition der Ereignispegel- Footprints für die Nacht ermittelt. Die Bewegungsstatistiken der Zeitperiode N von vbr12 wurden der Empa von der FZAG zur Verfügung gestellt [C]. Der Leq N bzw. die Bewegungsstatistiken von BR2014 waren bereits verfügbar [15]. Aufwachreaktionen (AWR) der Nacht (22 06 Uhr): Die AWR werden ausgehend von Maximalpegel-Footprints, aus welchen unter Verwendung derselben Bewegungsstatistiken wie für den Leq N (s.o.) Maximalpegelverteilungen für die Nacht berechnet werden, ermittelt (Details siehe [7]).

12 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 12 von Methodische Einstellungen der Berechnungen mit FLULA2 Die hier untersuchten Zustände basieren auf unterschiedlich lange zurückliegenden Belastungsrechnungen. Da der seit 2014 verfügbare Leitfaden Fluglärm (ab Anfang 2014 als Fassung für die Vernehmlassung [1], seit Ende September 2016 als finale Version [2], mit gewissen Unterschieden zwischen den Versionen) verschiedene methodische Anpassungen in den Berechnungen fordert (Details vgl. [20]), unterscheidet sich auch teilweise die Berechnungsmethodik zwischen den Zuständen (vgl. Tabelle 5-1). Tabelle 5-1 Methodische Einstellungen für die Berechnungen der verschiedenen Zustände Zustand Beschleunigungsmodell Geländemodell Maschengitterweite Helikopter AS332 Z0 Neu DHM m 150 m GFZ und KLFZ Zt Neu RIMINI 250 m 250 m GFZ und KLFZ Zt+ BR2017 Neu RIMINI 250 m 250 m GFZ und KLFZ Z vbr12 Alt RIMINI 250 m 250 m (keine) BR2014 Alt RIMINI 250 m 250 m KLFZ Bericht , Kap. 4.2: AS332 vom ursprünglichen Flottenmix entfernt, da bereits in Berechnung der Kleinluftfahrzeuge eingehend. Diese Anpassungen wirken sich auf die Resultate aus [16, 24]. Somit beinhalten auch die Differenzen zwischen den Zuständen implizit den Einfluss der geänderten Berechnungsmethodik. Während die Änderung des Beschleunigungsmodells in Pistennähe grössere Unterschiede in den Berechnungsresultaten verursachte [16], sind die Auswirkungen der übrigen Änderungen auf die Resultate gering [24] Datengrundlagen und Superposition In den Projekten BR2017, vbr12 und BR2014 wurden idealisierte und reale Geometrien zur Footprint-Erzeugung verwendet. Sofern für eine Route idealisierte Fluggeometrien verwendet wurden, sind die Footprints für jeden Typen, auf jeder Route und für alle Zeiten verfügbar. Bei realen Flugspuren und -profilen kann es jedoch vorkommen, dass einzelne Typen in der Datengrundlage nicht vorhanden sind und durch Ersatzzuordnungen berücksichtigt werden müssen. Der Zustand Zt+ beruht auf idealisierten Fluggeometrien (Starts und Landungen), sowie einem kompletten Satz realer Geometrien (Landungen) aus SIL2 [18]. Hier sind keine Ersatzzuordnungen nötig. Beim Zustand Zt, welcher auch für Starts eine Kombination von realen und idealisierten Geometrien nutzt, muss für jede Bewegungsstatistik geprüft werden, ob Ersatzzuordnungen vorzunehmen sind. Die Datengrundlage gilt als genügend verlässlich, wenn die Anzahl simulierter Flüge, auf die ein Footprint basiert, mindestens 18 (absolut) oder mindestens 10% der typen-routenspezifischen Flugbewegungszahl beträgt [20]. Dieses Kriterium wird separat für die Zeitperioden T1, T2-T15 und T16 angewendet. Da der Datensatz für die Landungen vollständig ist (gleiche Geometrien wie für Zt+), müssen nur die Startrouten geprüft werden. Wo das Kriterium nicht erfüllt ist, werden als Rückfallebene Ersatz-Footprints verwendet. Diese basieren auf idealisierten Flugbahnen des vbr12 [14] (im Rahmen von BR2014 ergänzt: s.u.), welche die heute bestehenden Abflugkorridore gut nachbilden. Der Datensatz der realen Geometrien der Starts wurde zudem im Projekt BR2017 erneut mit sechs wichtigen

13 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 13 von 39 Typen-Routen-Kombinationen ergänzt. Alle Ersatz-Footprints des vbr12 wurden mit dem neuen Beschleunigungsmodell (vgl. Kap. 5.2) neu berechnet [20]. Der Zustand vbr12 beruht ausschliesslich auf idealisierten Fluggeometrien, so dass keine Ersatzzuordnungen nötig sind. Der Zustand BR2014 nutzt sowohl für Starts als auch für Landungen eine Kombination von realen und idealisierten Grundlagen, sodass für jede Bewegungsstatistik geprüft werden muss, ob Ersatzzuordnung vorzunehmen sind. Als Kriterium für einen verlässlichen Footprints wurde mindestens 20 (absolut) oder mindestens 10% der typen-routenspezifischen Flugbewegungszahl gewählt. Als Ersatz-Footprints wurden für die Starts die Footprints des vbr12 [14] gewählt, ergänzt mit 10 wichtigen Typen, jedoch mit dem alten Beschleunigungsmodell. Für die Landungen wurden als Ersatz-Footprints diejenigen aus SIL08 verwendet [10], ebenfalls noch mit dem alten Beschleunigungsmodell. Aufteilung der Bewegungsstatistiken: Die Superposition erfolgt mit separaten Bewegungsstatistiken für Starts und Landungen pro Tageszeit. Dabei werden die von der FZAG gelieferten Bewegungsstatistiken [B] wo nötig (Zt und BR2014) aufgeteilt, indem die flugzeugspezifischen Bewegungszahlen unter Berücksichtigung der erforderlichen Ersatzzuordnungen auf idealisierte und reale Routen inkl. Ersatz-Routen (resp. Ersatz-Footprints) gelegt werden. Der Verteilschlüssel ist identisch zu den Projekten BR2017 und BR2014 (Details siehe [13, 20]). Für Zt+ und vbr12 ist keine Aufteilung nötig. Im vorliegenden Bericht werden nur die von der FZAG gelieferten Bewegungsstatistiken dargestellt (Beilage 1). Die modifizierten Bewegungsstatistiken werden nicht aufgeführt, können aber bei der Empa eingesehen werden. Tabelle 5-2 zeigt die Anteile der Ersatzzuordnungen in den Bewegungsstatistiken an den Gesamtbewegungszahlen. Diese Zahlen beinhalten die Zuordnung zu den idealisierten Geometrien aus vbr12 (inkl. ergänzte Typen) bzw. aus SIL08. Bei den Landungen wird für Zt und Zt+ der vollständige Footprint-Datensatz aus SIL2 verwendet (s.o.). Letzterer beinhaltet ebenfalls Ersatzsimulationen und -zuordnungen, welche hier aber nicht ausgewiesen werden (Details siehe [17, 18]). Ebenfalls nicht enthalten ist das Ausweichen von Nacht- auf Tages-Footprints (für Zt und Zt+) sofern für die Nacht keine ausreichenden Daten vorliegen. Tabelle 5-2 Prozentuale Anteile der Ersatzgeometrien an den Gesamtbewegungszahlen (Starts: idealisierte vbr12-routen inkl. Ergänzungen; Landungen: SIL08-Routen) bei Typen-Routen-Kombinationen mit ungenügender Datengrundlage im Verhältnis zu den Bewegungszahlen Zustand Zt Zustand Zt+ Zustand vbr12 Zustand BR2014 [15] Erste Tagesstunde (06 07 Uhr) Übrige Tagesstunden (07 21 Uhr) Letzte Tagesstunde (21 22 Uhr) Nacht (22 06 Uhr) Starts 0% 0% - - Landungen 0% 0% - - Starts 2% 0% - - Landungen 0% 0% - - Starts 0% 0% - - Landungen 0% 0% - - Starts - - 0% 1% Landungen - - 0% 4%

14 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 14 von 39 Teil- und Gesamt-Superpositionen: Mithilfe dieser Bewegungsstatistiken werden schliesslich die Footprints zu den tageszeitspezifischen Belastungen Leq* 16 und Leq N sowie den AWR (s.o.) superponiert. Datengrundlagen zur Ermittlung der Footprints: Die Datengrundlagen für die Footprints (reale und idealisierte Fluggeometrien, akustische Quellendaten, Leistungssetzung und Leistungsreduktion) sind detailliert in [20] (BR2017), [18, 19] (SIL2), [14] (vbr12) sowie [13] (BR2014) aufgeführt Bewegungszahlen und Pistenbelegung Abbildung 5-1 zeigt die jährlichen Flugbewegungszahlen der fünf untersuchten Zustände, getrennt für den Tag und die Nacht. Die zugehörigen Daten sind im Anhang (Kap. 9.1) zusammengestellt. Am Tag weisen die Prognosezustände (Zt, Zt+) etwa gleich viele Flugbewegungen auf (rund ), jedoch 32% mehr als Z0 mit rund Bewegungen. In der Nacht weisen die Zustände vbr12 und BR2014 rund Bewegungen auf (18% weniger Bewegungen als Z0 mit rund Bewegungen). Bemerkung: Für die Ermittlung der LSV-Berechnungen in [20] (BR2017) sowie [13] (BR2014) und für die HA- bzw. HSD-Berechnungen des vorliegenden Berichts wurden unterschiedliche Bewegungszahlen verwendet. Für die Berechnung der Fluglärmbelastung nach LSV wurden die Bewegungszahlen unter Berücksichtigung meteorologischer Schwankungen der letzten Jahre korrigiert, um die maximal zu erwartenden Belastungs- und Grenzwertkurven ermitteln zu können. Für die HA und HSD hingegen werden die ursprünglichen Prognosewerte verwendet, um die aufgrund des mittleren Jahresbetriebes tatsächlich zu erwartenden Auswirkungen auf die Bevölkerung abzubilden. Hier würde die Berücksichtigung der meteorologischen Schwankungen zu einer systematischen Überschätzung der Auswirkungen führen. Die für die LSVund HA- bzw. HSD-Berechnungen verwendeten Bewegungsstatistiken unterscheiden sich somit bezüglich der Gesamtzahlen. Die Bewegungsstatistiken unterscheiden sich zudem bezüglich Routenbelegung und sind daher nicht direkt miteinander vergleichbar. Tabelle 5-3 stellt die Gesamtzahlen der LSV- und HA- bzw. HSD-Berechnungen zusammen, unterteilt in Tages- und Nachtzeit. Am Tag sind die Bewegungszahlen von Zt und Zt+ für die LSV um 6 7% höher als für die HA. In der Nacht liegen die Bewegungszahlen von BR2014 für die LSV 8% höher für die HSD. Für Z0 und vbr12 hingegen sind die Bewegungen der LSV und der HA und HSD gleich.

15 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 15 von 39 Tag (06 22 Uhr) Nacht (22 06 Uhr) 350' ' ' ' ' '000 50'000 T1 T2-T15 T16 14'000 12'000 10'000 8'000 6'000 4'000 2'000 0 Z0 Zt Zt+ 0 Z0 vbr12 BR2014 [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx / Bewegungszahlen] Abbildung 5-1 Jährliche Flugbewegungszahlen der vier untersuchten Zustände. Zahlenwerte: Kap Tabelle 5-3 Gesamtzahlen für den Tag (06-22 Uhr), die Nacht (22-06), für die LSV und HA- bzw. HSD- Berechnungen Zustand LSV HA / HSD Differenz LSV HA / HSD(%) Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Z0 240'395 12' '395 12'273 0% 0% Zt '533-6% - Zt '545 7% - vbr12-10'055-10'055-0% BR '100-8%

16 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 16 von Resultate und Diskussion Die Werte der HA und HSD werden in einer Access-Datenbank hektarpunktspezifisch berechnet und verwaltet [ZFI_BR17_SIL2.mdb]. Die pro Gemeinde zusammengefassten Daten befinden sich in einer Excel- Datei [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx]. Bemerkung: Wie in Kap. 2.2 ausgeführt, werden nur die Unterschiede zwischen den Zuständen der HA diskutiert, nicht aber die Unterschiede zwischen den Zustände der HSD. Letztere werden einander jedoch graphisch und tabellarisch gegenübergestellt. Die Interpretation der Ergebnisse wird dem Leser überlassen Fluglärmbelastungen Für die Berechnung der HA am Tag (06 22 Uhr) wurde der tagesrandstundengewichtete 16h-Mittelungspegel Leq* 16 gemäss Kapitel 5.1 und 5.3 ermittelt. Die 47 db-kurven der Leq* 16 definieren zudem die UP (Kap. 2.4). Abbildung 6-1 zeigt die UP der drei Zustände Z0, Zt und Zt+ für die HA. Daraus ist ersichtlich, dass sich die Zustände bezüglich der UP insbesondere im Einflussbereich der Startrouten nach Norden ab Pisten 32 und 34 nordöstlich und nordwestlich des Flughafens, sowie im Bereich der Startrouten von Piste 16 und 28 im Süden, Südwesten sowie Westen voneinander unterscheiden. Des Weiteren unterscheiden sich die UP lokal in den Einflussgebieten der Anflugrouten auf Pisten 28 und 34 östlich und südlich des Flughafens. Ansonsten verlaufen die UP der drei Zustände ähnlich. Die UP von Zt und Zt+ überstreichen etwas grössere Gebiete als der UP von Z0 (vgl. Kap. 6.2). [1_UntersuchungsperimeterHA_ZFI_BR17.mxd / png] Abbildung 6-1 Untersuchungsperimeter der drei Zustände Z0 (aus [21]), Zt und Zt+ für die Berechnung der HA. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

17 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 17 von 39 Für die Berechnung der HSD in der Nacht (22 06 Uhr) werden Maximalpegelhäufigkeitsverteilungen benötigt, aus denen die AWR ermittelt werden. Die Maximalpegelhäufigkeitsverteilungen lassen sich nicht auf Karten darstellen. Was sich in Form von Isolinien auf Karten darstellen lässt, sind die AWR resp. die %HSD, welche sich nur durch einen Umrechnungsfaktor voneinander unterscheiden (vgl. [7]). In diesem Bericht wird jedoch auf eine kartografische Darstellung verzichtet. Der 8h-Mittelungspegel Leq N der Nacht wird lediglich für die Festlegung des UP bei der Berechnung der HSD benötigt (Kap. 2.4). Abbildung 6-2 zeigt die UP der drei Zustände für die HSD. [4b_UntersuchungsperimeterHSD_ZFI_VBR_BR14.mxd / png] Abbildung 6-2 Untersuchungsperimeter der drei Zustände Z0 (aus [21]), vbr12 und BR2014 für die Berechnung der HSD. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

18 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 18 von Flächen und Personen der Untersuchungsperimeter Abbildung 6-3 zeigt die Flächen der UP und die Anzahl der sich in den UP befindenden Personen. Am Tag sind die Flächen der UP von Zt und Zt+ ähnlich gross (597 und 614 km 2 ), jedoch deutlich grösser als der UP von Z0 mit 484 km 2 (Reihenfolge: Zt+ > Zt > Z0). Die Anzahl betroffener Personen am Tag liegt für Zt+ (rund ) jedoch erheblich über den Zahlen für Zt (rund ) und Z0 (rund ), was grossenteils durch die Mehrbelastung der Stadt Zürich im Süden des Flughafens verursacht wird. Am Tag sind die Differenzen der Flächen von Z0 und Zt bzw. Z0 und Zt+ sowie die Differenzen der Anzahl Personen von Z0 und Zt+ statistisch signifikant (nicht-überschneidende Fehlerbalken), für alle anderen Zustände (Tag und Nacht) überschneiden sich die Fehlerbalken hingegen deutlich. Tag: Fläche [km 2 ] Leq* db Nacht: Fläche [km 2 ] Leq N 37 db Z0 Zt Zt+ Z0 vbr12 BR2014 Tag: N pop innerhalb Leq* db 800' ' ' ' ' ' ' '000 Nacht: N pop innerhalb Leq N 37 db 400' ' ' ' ' ' '000 50' Z0 Zt Zt+ Z0 vbr12 BR2014 Abbildung 6-3 [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx / Übersicht] Flächen (oben) und Anzahl Personen (N pop, unten) innerhalb der Untersuchungsperimeter und Standardunsicherheiten (Fehlerbalken) der Untersuchungsperimeter der drei Zustände Z0 (aus [21]), Zt, Zt+ für den Tag (links) und der drei Zustände Z0 (aus [21]), vbr12 und BR2014 für die Nacht (rechts). Zahlenwerte: Kap. 9.2.

19 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 19 von Highly Annoyed (HA) und Highly Sleep Disturbed (HSD) Abbildung 6-4 zeigt die Summen der HA und der HSD der untersuchten Zustände innerhalb der jeweiligen UP. Die HA und die HSD, aufgeschlüsselt nach den einzelnen Gemeinden und Kantonen, können dem Anhang (Kap. 9.2 und 9.4) entnommen werden. Tabelle 6-1 weist die dazugehörigen Zahlenwerte aus, Tabelle 6-2 die entsprechenden (nicht offiziellen) Werte gemäss alter ZFI-Verordnung [31]. Die räumlichen Verteilungen der HA der Zustände Z0, Zt und Zt+ sind in Abbildung 6-5 bis Abbildung 6-7 und diejenigen der HSD der Zustände Z0, vbr12 und BR2014 in Abbildung 6-8 bis Abbildung 6-10 dargestellt. Die räumlichen Differenzen in den HA schliesslich finden sich in Abbildung 6-11 und Abbildung Tag: HA Nacht: HSD 60'000 30'000 HSD HSD 50'000 25'000 40'000 20'000 30'000 15'000 20'000 10'000 10'000 5' Z0 Zt Zt+ Z0 vbr12 BR2014 [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx / Übersicht] Abbildung 6-4 Anzahl HA am Tag für die Zustände Z0 (aus [21]), Zt und Zt+ (links) und Anzahl HSD in der Nacht für die Zustände Z0, vbr12 und BR2014 (rechts), mit Standardunsicherheiten (Fehlerbalken). Zahlenwerte: Tabelle 6-1. Die HA der Prognosezustände Zt und Zt+ liegen höher als bei Z0, wobei die Unterschiede statistisch nicht signifikant sind (Abbildung 6-4). So ergibt sich zwischen Zt+ mit rund und Z0 mit rund eine Erhöhung der HA um 29%. Die HA von Zt+ sind zudem 4% höher als für Zt mit rund Zt und Zt+ überschreiten somit alleine mit den HA den Richtwert von gemäss ZFI-VO [32]. In der Nacht sind die HSD von Z0 mit rund höher als von BR2014 mit rund und vbr12 mit rund (Abbildung 6-4), wobei auch hier die Unterschiede nicht signifikant sind. Z0 weist somit im Vergleich zu den hier untersuchten Zustände am Tag die geringsten HA-Werte auf, in der Nacht hingegen die höchsten HSD-Werte. Dies wird neben Unterschieden im Flottenmix, der Routenbelegung sowie teilweise dem geographischen Verlauf der Flugbahnen (geänderte An- und Abflugkorridore) zu grossen Teilen dadurch verursacht, dass Z0 am Tag insgesamt 32% weniger Flugbewegungen aufweist als die aktuellen Prognosen Zt und Zt+, in der Nacht 18% jedoch mehr Flugbewegungen als die weiter zurückliegenden Prognosen vbr12 und BR2014 (vgl. Kap. 5.4 und 9.1). Die Zustände Zt und Zt+ unterscheiden sich hingegen nicht im Flottenmix, und auch die Unterschiede in der Anzahl Flugbewegungen sind vernachlässigbar (Differenz von lediglich 12 Bewegungen: Kap. 9.1). Hier sind die Unterschiede in den HA- und HSD -Werten auf unterschiedliche Routenbelegungen sowie auf teil-

20 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 20 von 39 weise andere An- und Abflugkorridore zurückzuführen. Der Vergleich des Zustands Zt+ mit Zt zeigt denn auch eine Zunahme der HA im Süden und Westen, verbunden mit einer Abnahme der HA im Südwesten (neue Routen für Starts 16 und 28) (Abbildung 6-12). Zwischen Zt+ und Z0 (Abbildung 6-11) zeigt sich ebenfalls eine deutliche Zunahme der HA im Süden und Westen, sowie eine Abnahme im Südwesten (neue Routen für Starts 16 und 28). Weiter zeigen sich Zunahmen der HA im Norden (mehr Nordlandungen) und Osten (mehr Ostlandungen). Insgesamt beeinflussen die flugbetrieblichen Änderungen in Zt+ die Entwicklung der HA im Vergleich zu Zt somit negativ. Bei der obigen Interpretation der Vergleiche ist zu berücksichtigen, dass sich weder die HA noch die HSD der betrachteten Zustände signifikant voneinander unterscheiden. Tabelle 6-1 Anzahl HA am Tag für die Zustände Z0 (aus [21]), Zt und Zt+ und Anzahl HSD in der Nacht für die Zustände Z0, vbr12 und BR2014 gemäss offizieller Berechnung, d.h. unter Berücksichtigung passiver Schallschutzmassnahmen gemäss ZFI-VO [32]. Zustand Jahr HA HSD Z '583 24'528 Zt '122 - Zt '098 - vbr '695 BR '270 Veränderung absolut 11'516 - Zt+ Z0 prozentual 29% - Veränderung absolut 1'977 - Zt+ Zt prozentual 4% - [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx/ Übersicht] Tabelle 6-2 Anzahl HSD in der Nacht gemäss früherer Berechnung ohne Berücksichtigung passiver Schallschutzmassnahmen nach alter ZFI-Verordnung [31] und Differenz zwischen dieser Berechnung und der offiziellen Berechnung nach aktueller ZFI-VO [32] für die Zustände Z0 (aus [21]), vbr12 und BR2014. Zustand Jahr HSD HSD Z '027 1'500 vbr '719 1'023 BR '510 1'240 [HA_BR2017_HSD_vBR12_BR2014_V1.xlsx/ Übersicht]

21 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 21 von 39 Abbildung 6-5 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5h_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HA-Z0.png] HA pro Hektare für Z0 (HA des Jahres 2016, aus [21]). Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116). Abbildung 6-6 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5i_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HA-BR2017ZT.png] HA pro Hektare für Zt. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

22 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 22 von 39 Abbildung 6-7 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5j_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HA-BR2017ZTPLUS.png] HA pro Hektare für Zt+. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116). Abbildung 6-8 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5k_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HSD-Z0.png] HSD pro Hektare für Z0 (HSD des Jahres 2016, aus [21]). Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

23 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 23 von 39 Abbildung 6-9 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5l_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HSD-VBR12.png] HSD pro Hektare für vbr12. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116). Abbildung 6-10 [5_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2.mxd / 5m_HA_HSD_ZFI_BR17_SIL2_HSD-BR2014ZTPLUS.png] HSD pro Hektare für BR2014. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

24 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 24 von 39 Abbildung 6-11 [8_HA_BR17_SIL2_DiffPlots.mxd / 8a_ZFI_BR17_SIL2_HA-DiffPlots_ZTPLUSminusZ0.png] Differenzen in den HA pro Hektare, Zustand Zt+ minus Z0. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116). Abbildung 6-12 [8_HA_BR17_SIL2_DiffPlots.mxd / 8b_ZFI_BR17_SIL2_HA-DiffPlots_ZTPLUSminusZt.png] Differenzen in den HA pro Hektare, Zustand Zt+ minus Zt. Übersichtskarte PK500: Reproduziert mit Bewilligung von swisstopo (JA100116).

25 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 25 von Vergleich der HA mit den Berechnungen gemäss LSV Tabelle 6-3 vergleicht die HA mit den entsprechenden Quantifizierungen zu den Grenzwertüberschreitungen des Taglärms gemäss der LSV (aus [20]), d.h. der Anzahl Personen über den Immissionsgrenzwerten (IGW) am Tag. Tabelle 6-3 Anzahl HA am Tag für die Zustände Z0 (aus [21]), Zt und Zt+ und Anzahl Personen aller Empfindlichkeitsstufen (ES) über den Immissionsgrenzwerten (IGW) nach LSV, Gesamtbelastung Tag (aus [20]). Zustand HA LSV Z0 39' Zt 49' Zt+ 51' Summe über alle ES Die mittels beider Gesetzesvorschriften (ZFI-VO und LSV) ermittelten Absolutwerte unterscheiden sich deutlich, was auf die sehr unterschiedliche Methodik in der Ermittlung der Anzahl betroffener Personen zurückzuführen ist. Zudem führt die Beurteilung der Varianten bezüglich betroffener Personen (Überschreitungen der Immissionsgrenzwerte IGW) und somit die Erstellung einer Rangfolge zur Ermittlung des günstigsten und ungünstigsten Zustandes bezüglich der Auswirkungen des Flugbetriebes auf die Bevölkerung mit beiden Quantifizierungen zu unterschiedlichen Ergebnissen (vgl. auch Abbildung 6-4 dieses Berichts mit Abbildung 5 2 aus [20]), nämlich: HA: Rangfolge: Zt+ > Zt > Z0 LSV [20]: Rangfolge: Zt > Zt+ > Z0 So ergab [20], dass die flugbetrieblichen Änderungen in Zt+ gegenüber Zt einen positiven Effekt auf die Anzahl Betroffener haben, während sich bei der HA-Berechnung die Variante Zt+ als weniger vorteilhaft erwies. Der Grund hierfür liegt in den unterschiedlichen Berechnungen. Bei der LSV-Berechnung liegt IGW der ES II am Tag bei einem Beurteilungspegel Lr t von 65 db; es werden somit hauptsächlich die Unterschiede bei relativ hohen Pegeln, nahe des Flugplatzes, aufgezeigt. Für die HA-Berechnung hingegen werden die Personen bis zu einem Leq* 16 über 47 db ausgewertet. Es wird eine grössere Region, mit Gebieten weiter entfernt des Flughafens Zürich, betrachtet. Im Falle von Zt+ sind es vor allem die Gebiete über der Stadt Zürich, welche die HA gegenüber Zt erhöhen.

26 Empa, Abteilung: Akustik / Lärmminderung Seite 26 von Datengrundlagen, Literatur, Begriffe und Abkürzungen 7.1. Datengrundlagen [A] [B] [C] FZAG, Beschrieb der BR2017 Elemente: BR2017_AnUndAbflugrouten_*.jpg. Lieferung der Konzeptkarten per von F. Keller vom FZAG Bewegungsstatistiken BR Bewegungsstatistik+BR2017+(1.00)+zt (ZFI).xlsx, Bewegungsstatistik+BR2017+(1.00)+zt+(ZFI).xlsx. Datenlieferung per von S. Ehrat vom FZAG Bewegungsstatistiken vbr Beilage 4_BEWSTAT nach ZFI Zeiten.xlsx. Datenlieferung per von S. Ehrat vom Literatur [1] BAFU, BAZL, und GS-VBS, Leitfaden zur Fluglärmermittlung. Vorgaben für die Lärmermittlung, Fassung für die Vernehmlassung bis September Bundesamt für Umwelt (BAFU), Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL), Generalsekretariat des Eidg. Departementes für Verteidigung, Bevölkerungsschutz und Sport VBS (GS VBS), Bern. [2] BAFU, BAZL, und GS-VBS, Leitfaden zur Fluglärmermittlung. Vorgaben für die Lärmermittlung. Umwelt-Vollzug Nr Bundesamt für Umwelt (BAFU), Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL), Generalsekretariat des Eidg. Departementes für Verteidigung, Bevölkerungsschutz und Sport VBS (GS VBS), Bern. URL: [3] Basner, M., U. Isermann, und A. Samel, Die Umsetzung der DLR-Studie in einer lärmmedizinischen Beurteilung für ein Nachtschutzkonzept. Zeitschrift für Lärmbekämpfung 52, [4] Basner, M., H. Buess, D. Elmenhorst, A. Gerlich, N. Luks, H. Maaß, L. Mawet, E.-W. Müller, U. Müller, G. Plath, J. Quehl, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda, und J. Wenzel, Nachtfluglärmwirkungen, Band 1, Zusammenfassung. Forschungsbericht /D. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln, Deutschland. [5] BAZL und ARE, Flughafen Zürich: Objektblatt vom (Gesamtbericht). URL: [6] Empa, Flughafen Zürich, UVB Vorläufiges Betriebsreglement (Eingabe ), Fachbericht Fluglärm, Hauptuntersuchung Auswirkungen des Vorhabens auf den Menschen und die Umwelt. Bericht Nr. 427' Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), Abteilung Akustik / Lärmminderung, Dübendorf. [7] Empa, Zürcher Fluglärmindex ZFI, Berechnungsvorschrift. Version 2. Bericht Nr Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), Abteilung Akustik / Lärmminderung, Dübendorf. URL: [8] Empa, Zürcher Fluglärmindex ZFI, Technische Umsetzung der Machbarkeitsstudie. Version 2. Bericht Nr. 441' Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), Abteilung Akustik / Lärmminderung, Dübendorf.