GEMEINDE FELSBERG ERHÖHUNG LÄRMSCHUTZ FELSBERG MACHBARKEITSSTUDIE Thusis, den 25. August 2016 GR7500.200 CSD INGENIEURE AG Compognastrasse 30 Postfach 34 CH-7430 Thusis t +41 81 632 15 00 f +41 81 632 15 01 e thusis@csd.ch www.csd.ch
INHALTSVERZEICHNIS 1. AUSGANGSLAGE UND ZIELSETZUNG 1 2. VERWENDETE UNTERLAGEN 1 3. VORGEHEN 1 4. AKTUELLE LÄRMBELASTUNG 2 5. LÄRMTECHNISCHER HINWEIS ZUM SCHALLPEGEL (DEZIBEL) 2 6. LÄRMMINDERNDE MASSNAHMEN 2 6.1 Geschwindigkeitsreduktion 2 6.2 Belagsersatz 2 6.3 Erhöhung Lärmschutzwand 3 6.4 Verlängerung der Lärmschutzwand 5 6.5 Einfluss der Bepflanzung im Ausbreitungsbereich 5 6.6 Reflexionen Mauer und Lärmschutzwand Domat-Ems 6 6.7 Zukünftige Entwicklungen 6 7. SCHLUSSFOLGERUNGEN 6 TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 6.1 Abweichungen in db(a) gegenüber dem Ist-Zustand mit bestehender Lärmschutzwand, inkl. Kostenangaben für die entsprechenden Massnahme 4 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildung 6.1 Darstellung der vier ausgeschiedenen Teilgebiete in Felsberg. Lage der bestehenden Lärmschutzwand (rot) mit der geprüften beidseitigen Verlängerung (blau) 5 GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg
PRÄAMBEL CSD bestätigt hiermit, dass bei der Abwicklung des Auftrages die Sorgfaltspflicht angewendet wurde, die Ergebnisse und Schlussfolgerungen auf dem derzeitigen und im Bericht dargestellten Kenntnisstand beruhen und diese nach den anerkannten Regeln des Fachgebietes und nach bestem Wissen ermittelt wurden. CSD geht davon aus, dass ihr seitens des Auftraggebers oder von ihm benannter Drittpersonen richtige und vollständige Informationen und Dokumente zur Auftragsabwicklung zur Verfügung gestellt wurden von den Arbeitsergebnissen nicht auszugsweise Gebrauch gemacht wird die Arbeitsergebnisse nicht unüberprüft für einen nicht vereinbarten Zweck oder für ein anderes Objekt verwendet oder auf geänderte Verhältnisse übertragen werden. Andernfalls lehnt CSD gegenüber dem Auftraggeber jegliche Haftung für dadurch entstandene Schäden ausdrücklich ab. Macht ein Dritter von den Arbeitsergebnissen Gebrauch oder trifft er darauf basierende Entscheidungen, wird durch CSD jede Haftung für direkte und indirekte Schäden ausgeschlossen, die aus der Verwendung der Arbeitsergebnisse allenfalls entstehen. GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg
1. Ausgangslage und Zielsetzung Die N13 sorgt in Felsberg mit einem durchschnittlichen täglichen Verkehr von ca. 30 000 Fahrzeugen für eine entsprechend hohe Lärmbelastung. Um 1980 wurde eine Lärmschutzwand erstellt. Die Immissionsgrenzwerte sind daher bei allen Liegenschaften in Felsberg heute und im Prognosezustand 2030 eingehalten [1], sodass von Seiten des Bundes als Strassenhalter zur bestehenden Lärmschutzwand keine weiteren Massnahmen getroffen werden müssen, resp. kein Handlungsbedarf besteht. Die Gemeinde möchte nun im Rahmen einer Machbarkeitsstudie prüfen, ob es gangbare Wege für eine Reduktion der Lärmbelastung gibt und in welchem finanziellen Rahmen sich Massnahmen realisieren lassen würden. 2. Verwendete Unterlagen [1] CSD Ingenieure AG (2014): LSP Abschnitt Felsberg, Bericht (Strassen-)Lärmschutzprojekt mit Erleichterungen vom 22.10.2014 im Auftrag des Bundesamt für Strassen ASTRA. Plangenehmigung vom 25. Januar 2016 [2] Tiefbauamt des Kantons Graubünden (1980): N13a Schweizerische Nationalstrassen Auflageprojekt Lärmschutz Felsberg. Technischer Bericht und Beilagen. April 1980 [3] M. Weber & P. Angst (2009): Einfluss der Bepflanzung auf die Schutzwirkung von Lärmhindernissen. Lärmbekämpfung Band 4/ Nr. 6 November 2009. 3. Vorgehen Im Folgenden werden alle möglichen lärmreduzierenden Massnahmen aufgezeigt und beurteilt. Denkbare Massnahmen sind: Geschwindigkeitsreduktion Belagsersatz Erhöhung der Lärmschutzwand Verlängerung der Lärmschutzwand Die Massnahmen werden unter den folgenden Gesichtspunkten bewertet: Wirksamkeit der Massnahmen (Pegelreduktion) Technische Machbarkeit Finanzieller Aufwand (Kostenschätzung) Generelle Realisierbarkeit Für die Studie wurde das anerkannte Berechnungsmodell StL-86+ verwendet. Der Berechnungsalgorithmus berücksichtigt die Grössen Verkehrsmenge, den Anteil lauter Fahrzeuge N2 am Gesamtverkehr, Geschwindigkeit, Strassenneigung, Belagskorrektur, geometrische Dämpfung aus Horizontaldistanz, GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg 1
atmosphärische Dämpfung, Bodendämpfung, Reflexionen, abschirmende Wirkung von Hindernissen, Aspektwinkelverlust, Ort der Ermittlung. In Abweichung zur Modellbeschreibung StL-86+ wurde in der Tabellenberechnung auf eine Diskretisierung der Quelle verzichtet. 4. Aktuelle Lärmbelastung Die Lärmbelastung ist in Felsberg an der Rheinstrasse (Teilgebiet 2, siehe Abb. 4.1) vor allem in der ersten Bautiefe mit Front zur Autobahn deutlich am höchsten (zwischen 55 und 59 db(a) [1]). Im Teilgebiet 1 und 4 (Lösliweg und Wingertstrasse) liegen die Belastungen in der ersten Bautiefe Richtung Autobahn um 55 db(a). Im Teilgebiet 3 (Burgstrasse) liegen die Belastung unter 50 db(a). 5. Lärmtechnischer Hinweis zum Schallpegel (Dezibel) Die Lärmbelastung wird in der Akustik in Dezibel (db(a)) angegeben. Dabei muss man wissen, dass es sich um ein logarithmisches Mass handelt. Die Addition von zwei identischen Pegeln von 60 db(a) ergibt 63 db(a). Eine Pegelreduktion um 1 db(a) ist kaum wahrnehmbar, eine Reduktion um 3 db(a) ist deutlich wahrnehmbar. Eine Halbierung des Lärmeindrucks entspricht in etwa einer Pegelreduktion von 10 db(a). 6. Lärmmindernde Massnahmen 6.1 Geschwindigkeitsreduktion Im Abschnitt zwischen den Anschlüssen Chur Süd und Domat-Ems ist 120 km/h signalisiert. Wirkung: Lärmpegelreduktion bei Signalisationsänderung von 120 km/h auf 100 km/h: ca. -1.5 db(a) Lärmpegelreduktion bei Signalisationsänderung von 120 km/h auf 80 km/h: ca. -3.0 db(a) Technische Machbarkeit / Finanzieller Aufwand Das Strassenverkehrsgesetz und die Signalisationsverordnung regeln die zulässigen Geschwindigkeiten auf allen Strassen und definieren Gründe für eine mögliche Herabsetzung. Eine Herabsetzung darf jedoch nur angeordnet werden, wenn sie notwendig, zweck- und verhältnismässig ist und das in einem separaten Gutachten begründet wird. Im Projektperimeter ist sicherheits- oder verkehrstechnisch keine Temporeduktion begründet oder sinnvoll. Eine Geschwindigkeitsreduktion allein zur Lärmreduktion wird vom Strassenhalter als unverhältnismässig erachtet. Für eine Signalisationsänderung würden nur marginale Kosten entstehen. Generelle Realisierbarkeit Der Strassenhalter wird für eine entsprechende Signalisationsänderung aus oben genannten Gründen keine Hand bieten. Die generelle Akzeptanz der Strassennutzer für eine Reduktion der Geschwindigkeit wird als sehr tief eingeschätzt. Die Erfolgsaussichten werden daher als sehr gering eingeschätzt. 6.2 Belagsersatz Der aktuell eingebaute Belag vom Typ AC11 mit Baujahr 1992/1993 ist gemäss den CPX-Messungen akustisch neutral, d.h. weder besonders laut noch besonders leise. 2 GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg
Wirkung Langfristige Pegelreduktion durch lärmmindernden Deckbelag der Kategorie I, z.b. SDA 8 Klasse A : - 1.0 db(a) Langfristige Pegelreduktion durch lärmmindernden Deckbelag der Kategorie III, z.b. poröse Asphaltbeläge (PA): -3 db(a) Technische Machbarkeit / Finanzieller Aufwand Beim nächsten Unterhaltszyklus (ca. in 5-10 Jahren) bestehen gute Chancen, dass ein lärmarmer Belag der Kategorie I eingebaut wird. In den ersten Jahren nach einem solchen Einbau ist die Wirkung deutlich wahrnehmbar und hat den Vorteil, dass die Massnahme über einen längeren Streckenabschnitt und nicht bloss auf Höhe von Felsberg erfolgt. Auf längere Sicht nimmt die lärmmindernde Wirkung des Belags jedoch auf ca. -1.0 db(a) ab. Bei diesem Belag wird mit zusätzlichen Kosten von Fr. 1 pro m 2 gerechnet. Das ASTRA hat bei früheren Lärmsanierungen stark lärmmindernden Deckbeläge der Kategorie III (poröse Asphaltbeläge, PA-Belag) eingebaut. Der Einbau eines solchen PA-Belags geht jedoch mit verschiedenen Nachteilen einher. Die Lebensdauer von 7-12 Jahren liegt deutlich unter dem eines Standartbelags (> 20 Jahre) und lässt sich daher nicht im Rahmen der regulären Unterhaltszyklen des ASTRA erneuern. Für ein PA-Belag muss das Entwässerungssystem angepasst und damit die Strasse verbreitert werden. Beim Einbau ist kein etappenweises Vorgehen möglich (fahrstreifenweise). Im Winterdienst ist die Wirkung des Strassensalzes stark reduziert, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. Zudem weisen diese Belage eine hohe Anfälligkeit für Schäden aufgrund von Spikes und Schneeketten auf. Generelle Realisierbarkeit Der Einbau eines lärmarmen Belages der Kategorie I (z.b: SDA 8 Klasse A) ist in den nächsten 5-10 Jahren durch den Strassenhalter wahrscheinlich. Der Einbau eines PA-Belags ist wegen den vielen Nachteilen jedoch sehr unwahrscheinlich. 6.3 Erhöhung Lärmschutzwand Der Siedlungsraum von Felsberg wurde in 4 Teilgebiete unterteilt, für welche die Wirkung von verschiedenen Massnahmenvarianten aufgezeigt wird (siehe Abbildung 4.1 und Tabelle 4.1). Betrachtet wurden die Varianten für eine Erhöhung der bestehenden Wand von 0.5 m, 1 m, 2 m und 3 m. Die bestehende Wand weist über eine Länge 660 m eine Höhe von 2 m (südwestlichen Teil) und über 1300 m von 2.5 m (nordöstlichen Teil) auf. Bei einer Erhöhung um 3 m würde die Wand damit 5 m resp. 5.5 m hoch werden. Die Kosten für einen Neubau einer Lärmschutzwand entlang einer Nationalstrasse belaufen sich auf rund Fr. 1700 pro m 2. Für den Rückbau der bestehenden Wand wurden Fr. 700 pro m 2 eingesetzt. Eigentümer der relevanten Parzellen der N13 resp. des Standortes der bestehenden Wand ist der Bund. Das Rheinufer gehört der Politischen Gemeinde Domat-Ems. Der relevante Abschnitt der Nationalstrasse liegt auf dem Gemeindegebiet von Domat/Ems und Chur. Schutzwirkung der bestehenden Lärmschutzwand Die bestehende Lärmschutzwand zeigt vor allem in den autobahnnahen Wohngebieten in den Teilgebieten 1 und 2 (Lösliweg und Rheinstrasse) eine deutliche Wirkung (Lärmreduktion um 7-9 db(a)). In den Teilgebieten 3 und 4 (Burgstrasse und Wingertstrasse) ist diese mit 4-5 db(a) reduziert (Distanz, Topographie). Erhöhung der Lärmschutzwand um 0.5 m Die Erhöhung der bestehenden Wand um 0.5 m bewirkt eine Lärmreduktion in allen Teilgebieten von 1 db(a), was kaum wahrnehmbar wäre. Statische Abklärungen haben ergeben, dass die bestehende Wand GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg 3
durch einen Aufsatz mit weiteren Elementen um maximal 0.5 m erhöht werden könnte (Windlasten). Dabei müsste die Solaranlage demontiert und separat fundiert werden. Für die Erhöhung der bestehenden Wand um 0.5 m muss mit Kosten von ca. 2 Mio. CHF gerechnet werden. Damit sind Nutzen und Kostenaufwand in keinem Verhältnis, sodass diese Variante kaum Unterstützung finden würde. Teilgebiet 1 Lösliweg Teilgebiet 2 Rheinstrasse Teilgebiet 3 Burgstrasse Teilgebiet 4 Wingertstrasse Kosten Ohne bestehende LSW Verlängerung bestehende Wand beidseitig um 250m Erhöhung bestehende Wand um 0.5 m Erhöhung bestehende Wand um 1.0 m Erhöhung bestehende Wand um 2.0 m + 7 db(a) + 9 db(a) + 5 db(a) + 4 db(a) - < 1 db(a) < 1 db(a) < 1 db(a) < 1 db(a) 2 Mio. CHF -1 db(a) -1 db(a) -1 db(a) -1 db(a) 2 Mio. CHF -2 db(a) -2 db(a) -2 db(a) -1 db(a) 14 Mio. CHF -4 db(a) -4 db(a) -3 db(a) -2 db(a) 17 Mio. CHF Erhöhung bestehende Wand um 3.0 m Tabelle 6.1-5 db(a) -6 db(a) -4 db(a) -3 db(a) 20 Mio. CHF Abweichungen in db(a) gegenüber dem Ist-Zustand mit bestehender Lärmschutzwand, inkl. Kostenangaben für die entsprechenden Massnahme Erhöhung der Lärmschutzwand um 1 m, 2 m und 3 m Die Erhöhung der bestehenden Wand um 1 m bewirkt eine Lärmreduktion in den Teilgebieten von 1-2 db(a), was wiederum kaum wahrnehmbar wäre. Eine weiterer Aufbau ist aus statischen Gründen nicht mehr möglich, d.h. für eine Erhöhung um 1 m und mehr muss die bestehende Wand rückgebaut und dann neu errichtet werden. Für die Erhöhung der bestehenden Wand um 1 m muss mit Kosten von ca. 14 Mio. CHF gerechnet werden. Damit sind Nutzen und Kostenaufwand in keinem Verhältnis, sodass diese Variante kaum Unterstützung finden würde. Bei einer weiteren Erhöhung um 2 m resp. um 3 m reduziert sich die Lärmbelastung zwischen 2-4 db(a) resp. 3-6 db(a) je nach Teilgebiet. Diese Pegelreduktion wäre wahrnehmbar entspricht jedoch gerade der Minimalanforderung für die Wirkung einer Lärmschutzwand. Es ist mit Kosten von 17 resp. 20 Mio CHF zu rechnen. Auch hier steht der Aufwand zum Nutzen in einem sehr schlechten Verhältnis. Eine Erhöhung wird daher nicht als sinnvoll erachtet. 4 GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg
Abbildung 6.1 Darstellung der vier ausgeschiedenen Teilgebiete in Felsberg. Lage der bestehenden Lärmschutzwand (rot) mit der geprüften beidseitigen Verlängerung (blau) 6.4 Verlängerung der Lärmschutzwand Eine Verlängerung der bestehenden Lärmschutzwand beidseitig um 250 m erbringt nur eine marginale Pegelreduktion von weniger als 1 db(a) in den 4 Teilgebieten (siehe Tabelle 4.1 und Abbildung 4.1), was nicht wahrnehmbar ist. Für die beidseitige Verlängerung um 250 m (auf eine Höhe von 2.0 m resp. 2.5 m) müssten ungefähr 2 Mio. CHF aufgewendet werden. Damit sind Nutzen und Kostenaufwand in keinem Verhältnis, sodass diese Variante als Massnahme ungeeignet ist. 6.5 Einfluss der Bepflanzung im Ausbreitungsbereich Es ist bekannt, dass die Vegetation im Ausbreitungsbereich zwischen Lärmquelle und dem Siedlungsraum sowohl eine lärmreduzierende als auch eine verstärkende Wirkung haben kann. Bei einem dichten Vegetationsstreifen (keine direkte Sichtlinie von Quelle zu Empfänger) ist die Lärmreduktion pro Meter im Zehntel db-bereich anzusiedeln. So kann beispielsweise ein ca. 100 m breiter dichter Waldstreifen eine Reduktion um ca. 6 db(a) bewirken. Im vorliegenden Fall wird der Rhein beidseits durch eine relativ lockeren Vegetationsstreifen gesäumt (ca. 20-30m). Die Bepflanzung kann auch einen negativen Einfluss auf die Schutzwirkung einer Lärmschutzwand haben. So wurde festgestellt, dass ein an die Lärmschutzwand angrenzender Baumbestand, welcher die Lärmschutzwand überragt (was im vorliegenden Fall zutrifft), die Immissionen wahrnehmbar erhöhen können. Verursacht wird dieser Effekt durch Reflexionen in den Baumkronen [3]. Die Kurzzeitmessungen welche im Rahmen des Strassenlärmschutzprojektes [1] ausgeführt wurden, lassen keinen einheitlichen Vegetationseffekt erkennen. Es wurde eine Messung an der Rheinstrasse (Höhe Rheinstrasse 17) und beim Schulhaus Felsberg durchgeführt. Die Messung an der Rheinstrasse lag 1.4 db(a) über der Modellberechnung, wohingegen die Messung beim Schulhaus 1.6 db(a) tiefer als die Berechnung lag. GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg 5
6.6 Reflexionen Mauer und Lärmschutzwand Domat-Ems Die Lärmschutzwand von Domat/Ems besteht im östlichen Teil aus Betonelementen mit vertikalen absorbierenden Rippen. Die Distanz zu Felsberg beträgt zwischen ca. minimal 400 m und maximal etwa 2 km. Aufgrund der Distanz (geometrische Verdünnung, Ausbreitungsdämpfung) sowie dem Umstand, dass es sich um absorbierende Lärmschutzwände handelt, kann eine wahrnehmbare Beeinflussung durch Reflexionen ausgeschlossen werden. Auch der Wandabschnitt östlich der Kirche Domat/Ems (Mauer ohne absorbierende Elemente) mit einer Distanz zwischen rund 1000 m und maximal 2800 m zu Felsberg hat keinen Einfluss auf die Lärmbelastung von Felsberg. 6.7 Zukünftige Entwicklungen Abgesehen von der Zunahme des Verkehrs gibt es auch positive Entwicklungen zu verzeichnen. Der technische Fortschritt wird sowohl bei den Fahrzeugen als auch im Bereich der Strassenbeläge Verbesserungen im Bereich der Lärmemissionen bringen. Bei den hohen Geschwindigkeiten auf der Autobahn ist das Rollgeräusch (verursacht durch die Pneus) lauter als das Antriebsgeräusch des Motors. Dies bietet ein grosses Potential für die Lärmreduktion, da leise Reifen um bis zu 6 Dezibel tiefere Emissionen aufweisen, als solche von lauten Fabrikaten und dies ohne dass dabei Abstriche in den Bereichen Sicherheit, Energieeffizienz und Langlebigkeit gemacht werden müssten. Seit 2012 muss jeder verkaufte Pneu in der Schweiz mit einem Reifenetikett, welches den Verbraucher über Nässe-Haftung, Kraftstoffverbrauch und Lärmklasse des Reifens informiert, deklariert werden. Es ist dabei sehr wahrscheinlich, dass die Gesetzgebung weiter verschärft werden wird und dies längerfristig zu tieferen Emissionen im Strassenverkehr führen wird. Auch bei den Belägen ist zu erwarten, dass in Zukunft stark lärmmindernde Beläge mit längerer Lebensdauer und generell weniger nachteiligen Eigenschaften auf den Markt kommen werden. 7. Schlussfolgerungen Die hohe Lärmbelastung in Felsberg ist trotz der bestehenden Lärmschutzwand ein Problem für die Anwohner. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie kann jedoch keine valable Lösung aufgezeigt werden. Eine Geschwindigkeitsreduktion wird sich kaum erwirken lassen. Da die Lärmschutzwand schon ideal dimensioniert wurde, würde sich mit einer Erhöhung nur eine unzureichende Wirkung erzielen lassen. Die Kosten für eine Erhöhung der Wand sind im Vergleich zum erzielbaren Nutzen unverhältnismässig hoch. Eine gewisse Entlastung dürfte ein allfälliger Belagsersatz durch den Strassenhalter ASTRA mit einem lärmarmen Belag in den nächsten 5 10 Jahren bringen. Dies würde im ganzen Tal zu einer geringen Lärmreduktion führen. 6 GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg
CSD INGENIEURE AG Stefan Schneider Alex Blass Thusis, den 25. August 2016 BETEILIGTE MITARBEITENDE Alex Blass, Dipl. Natw. ETH, Dr. phil.-nat. (Projektleitung) Reto Streule, Dipl. Bauing. ETH/SIA (Berechnung Statik Wand) Silvia Gerber, MSc Physische Geographie UZH (Sachbearbeitung Lärm) Bea Rüegg, Dipl. Ingenieurin FH, Umweltingenieurwesen (Koreferat) \\csding.corp\csding\inter-filiale\gr_thusis\datas\auftrag\7500.200 Machbarkeitsstudie Erhöhung Lärmschutz Felsberg\6_Bericht\GR 7500.200 Machbarkeitsstudie Lärm Felsberg_BE03.docx Aus Umweltschutzgründen druckt CSD seine Dokumente auf 100 % Recyclingpapier (ISO 14001). GR7500.200 25. August 2016 Erhöhung Lärmschutz Felsberg 7