Entwicklungsszenarien für tieffrequente Geräusche in ... · größere schwingfähige oder...

Tieffrequenter Lärm in Wohngebieten – EntwicklungsszenarienBerlin, 14.03.2017

Christian Eulitz

Möhler + Partner Ingenieure AGBeratung in Schallschutz und Bauphysik

München – Augsburg – [email protected]

Entwicklungsszenarien für tieffrequenteGeräusche in Wohnumgebungen

Folie Nr. 1


Ausgangslage und Motivation

Tieffrequente Geräuschquellen

Immissionen und bauakustische Aspekte

Ausbreitungsberechnungen

Ergebnisse der Entwicklungsszenarien

Wesentliche Erkenntnisse

Folie Nr. 2

Übersicht


Tieffrequente Konfliktfälle haben in der Vergangenheit zugenommen

Behördenabfrage UBA-Machbarkeitsstudie, veröffentlicht 2014

Wie wird es in Zukunft weitergehen? Entwicklungsszenarien

Ausgangslage und Motivation

Folie Nr. 3


Vielzahl an tieffrequenten Geräuschquellen mit ähnlicher Technologie

Folie Nr. 4

Emissionen – Tieffrequente Geräuschquellen


mechanisch bewegte Teile

größere schwingfähige oder rotierende Massen

Verbrennungsprozesse, z. B. niedrig drehende Verbrennungsmotoren

Geräte mit Stromnetzfrequenz, z. B. Elektromotoren, Trafos

mechanische Veränderung von Flüssigkeiten und Gasen, z. B. Ventilatoren,

Verdichter, Pumpen

Technologien, die in unserer Umgebung in den verschiedensten Geräten und

Anlagen vorhanden sind

Quellen, Technologien

Folie Nr. 5

Nichts neues?


die Auswirkungen auf unser Wohnungsumfeld

stationäre Anlagen mit dauerhafter Betriebsweise Mitten in den Wohnbauflächen,

an und innerhalb von Wohngebäuden

die zunehmende Anzahl und Diversifikation der Geräte

die zunehmende Anzahl an Beschwerdefällen

Neu sind…

Folie Nr. 6


Schaltpunkte (An oder Aus), Lastspitzen, tonale Komponenten und Modulationen

Kennzeichnende GeräuschemissionenBeispiel BHKW

Folie Nr. 7

dp = 40mLAeq =39 dB(A)MI/MD

AUS AN AUS


Schaltpunkte (An oder Aus), Lastspitzen, tonale Komponenten und Modulationen

Kennzeichnende GeräuschemissionenBeispiel BHKW

Folie Nr. 8

dp = 40mLAeq =39 dB(A)MI/MD

AUS AN AUS

FFTdf = 1,56 Hz


Gemeinsame Technologien

Verschiedenste Anlagen mit spezifischen Geräuschverhalten

Recherche zu Emissionen zeigt

Herstellerangaben meist A-bewertete Summenschallleistungen

nur für wenige Anlagentypen gute Datenbasis für tieffrequentes

Geräuschverhalten (z.B. Windkraftanlagen mit lastabhängigen Terzbandpegeln)

Um allgemeingültige Ergebnisse prognostizieren zu können, werden gemeinsame

akustische Eigenschaften herangenzogen

Mittlere charakteristische Terzbandpegel

Feststellungen zu Emissionen

Folie Nr. 9


Größte Anzahlverbreitung in Mustergebieten: Klimageräte und Luftwärmepumpen

Pauschale Emissionsminderung in verschiedenen Baugebieten

Welche Emissionen wurden für dieEntwicklungsszenarien verwendet?

Folie Nr. 10

Quelle: Recherche N=36 OktavenPrognose: Ecoaircon EU


Größte Anzahlverbreitung in Mustergebieten: Klimageräte und Luftwärmepumpen

Pauschale Emissionsminderung in verschiedenen Baugebieten

Welche Emissionen wurden für dieEntwicklungsszenarien verwendet?

Folie Nr. 11

Quelle: Recherche N=36 OktavenPrognose: Ecoaircon EU Quelle: UBA-Texte 71/2014 mit Recherche

Prognose: BWP-Branchenstudie 2015


Spezifisch geminderte Schalldämmung der Gebäudehüllen

z. B. R‘w Fenster

DIN EN ISO 16283-3

Spektrumanpassung

DIN EN ISO 717-1

Schwachpunkt Elemente, Fenster, Türen

ImmissionenSchalldämmung der Außenbauteile

Folie Nr. 12


Schalldämmung R‘w und Spektrumanpassungen nach DIN EN ISO 717-1 keine Aussage

für Verhalten im tieffrequenten Bereich

ImmissionenNutzung des erweiterten Bereichs?

Folie Nr. 13


Raumresonanzen

Innerhalb der Räume

Folie Nr. 14

ab f > 15 Hz (sehr große Räume)bzw. 55 Hz (kleine Räume)


Schalldämmung von Bauteilen im tieffrequenten Bereich vermindert

mittel-/ hochfrequente Anteile werden stärker bedämpft, der Klang verändert sich

Kennwerte der Außenbauteile wie Einzahlwert von Schalldämmung und

Spektralanpassungswerte sind für den tiefrequenten Bereich ungeeignet

Lokale Überhöhungen entstehen durch Raumresonanzen

Individuelle Eigenschaften des Immissionsortes

Keine normativen Standards vorhanden

Entwicklungsszenarien auf Grundlage von Außenpegelnà Bewertung

Konfliktpotential mittels Außenpegel

Feststellungen zu Immissionen

Folie Nr. 15


Kriterium für dieBewertung tieffrequenter Geräusche

Folie Nr. 16

63

55,5

48

40,5

33,5 33 33,5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

25 31,5 40 50 63 80 100

Terz

-Beu

rtei

lung

speg

el[d

B]

Terzmittenfrequenz [Hz]

P5%-Perzentil-Hörschwelle







Hörschwellenkurve

Hörschwellenkurve mit Zuschlag derAnhaltswerte

Lärmkartierung der tieffrequenten Konfliktpotentialen

roter Bereich, wenn LTerz,r > LHS + ΔL1 gemäß Beiblatt 1 zu DIN 45680[1997]


Transmission -der Ausbreitungsweg

Folie Nr. 17

Normative Berechnungen der Schallausbreitung von Anlagengeräuschen in

Deutschland mit DIN EN ISO 9613-2 (geometrisch-empirisches Verfahren)

Einsatz alternativer Verfahren zur Schallausbreitungsberechnung untersucht

Numerische Methoden (FEM/BEM)

Nord2000

CNOSSOS-EU Industrial Noise

ISO 9613-2

f [Hz]

Gena

uigk

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ndRe

chen

aufw

and

1 10 100 1000 10000

Tieffrequenter Bereich

Ray tracing / SEA


VergleichsberechnungenTeilbaugebiet 90 x 90 m², fTerz =50 Hz, 4 LWP

Folie Nr. 18

ISO 9613-2 Nord2000BEM


Pegelbereichein dB(A)

Baugebiete

Folie Nr. 19

Reines Wohngebiet

Allgemeines Wohngebiet

Dorfgebiet

Bestand (2015) Prognose (2030)


Prognose (2030)Bestand (2015)

Untersuchung der

Geräuschentwicklung in typischen

Baugebieten durch typische

tieffrequente Schallquellen

Gebietsgröße, je ca. 500 x 500 m²

Absatzprognosen als Grundlage für

Quellenanzahl

Berechnung der Schallausbreitung mit

ISO 9613-2 gemäß TA Lärm und

alternativ mit Nord2000


25 Hz

Ergebnisse der EntwicklungsszenarienWelche Frequenzen sind maßgebend?

Folie Nr. 20

25 Hz


exemplarisch Ausschnitt aus WA-Gebiet


25 Hz31,5 Hz


Folie Nr. 21

25 Hz


31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz50 Hz



25 Hz31,5 Hz


Folie Nr. 22

25 Hz


31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz50 Hz63 Hz



25 Hz31,5 Hz


Folie Nr. 23

25 Hz


31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz80 Hz50 Hz63 Hz80 Hz



25 Hz31,5 Hz


Folie Nr. 24

25 Hz


31,5 Hz40 Hz 40 Hz40 Hz50 Hz63 Hz80 Hz100 Hz50 Hz63 Hz80 Hz100 Hz



Tieffrequente Konfliktpotentialein Baugebieten

Folie Nr. 25

Abnahme der Schutzwürdigkeit

Bestand (2015) Bestand (2015) Bestand (2015)Prognose (2030) Prognose (2030) Prognose (2030)

63 Hz

25 Hz

Reines Wohngebiet Allgemeines Wohngebiet Dorfgebiet



Folie Nr. 26

Übliche Ausbreitungsmodelle im großskaligen Maßstab geeignet, bei sehr tiefen

Frequenz und in der Detailbetrachtung ungenau

akustische Eigenschaften der Schallquelle und in den Wohnräumen sind durch die

Angabe der vorhandenen Einzelwerte (z.B. LwA, R‘w) nicht ausreichend bestimmt für

tieffrequente Geräusche

Nur wenige tieffrequente Emissionsdaten der Produkte (kaum Emissionsspektren mit

tieffrequentem Bereich)

Diversifikation der Geräte führt zu ungewohnten Klängen



Folie Nr. 27

Konflikte mit tieffrequenten Geräuschen werden im Wohnungsumfeld in

Zukunft deutlich zunehmen

Maßgebendes Konfliktpotential bei Frequenzen größer 50 Hz

Im Bestand eher kleinräumige Konfliktbereiche, die Prognose lässt größere

Konfliktbereiche erwarten

Quellortung kommt in Zukunft im Konfliktfall eine zentrale Bedeutung zu

(Welche Quelle brummt hier?)

Zunahme des tieffrequenten Geräuschkonfliktpotentials WRàWAàMD

aufgrund des höheren Schutzniveaus


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Folie Nr. 28

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