Richtlinie (EU) 2015/996 der Kommission vom 19. Mai 2015 zur Festlegung gemeinsamer Lärmbewertungsmethoden gemäß der Richtlinie 2002/49/EG des Europäischen Parlaments und des Rates (Text von Bedeutung für den EWR)
Vorwort/Präambel
Anhang II der Richtlinie 2002/49/EG erhält die Fassung des Anhangs der vorliegenden Richtlinie.
(1) Die Mitgliedstaaten setzen die erforderlichen Rechts- und Verwaltungsvorschriften in Kraft, um dieser Richtlinie bis zum 31. Dezember 2018 nachzukommen. Sie teilen der Kommission unverzüglich den Wortlaut dieser Rechtsvorschriften mit.
Bei Erlass dieser Vorschriften nehmen die Mitgliedstaaten in den Vorschriften selbst oder durch einen Hinweis bei der amtlichen Veröffentlichung auf die vorliegende Richtlinie Bezug. Die Mitgliedstaaten regeln die Einzelheiten dieser Bezugnahme.
(2) Die Mitgliedstaaten teilen der Kommission den Wortlaut der wichtigsten nationalen Vorschriften mit, die sie auf dem unter diese Richtlinie fallenden Gebiet erlassen.
Amtsblatt der Europäischen Union
Diese Richtlinie ist an die Mitgliedstaaten gerichtet.
den
night
Die Lärmberechnung ist im Frequenzbereich 63 Hz bis 8 kHz vorzunehmen, und die Ergebnisse für die Frequenzbänder sind im entsprechenden Frequenzintervall vorzulegen.
Die Berechnung des Straßenverkehrs-, Eisenbahn- und Industrie-/Gewerbelärms erfolgt in Oktavbändern, ausgenommen jedoch die Schallleistung der Quelle des Schienenverkehrslärms, bei der die Terzbänder genutzt werden. Für den Straßenverkehrs-, Eisenbahn- und Industrie-/Gewerbelärm, der auf diesen Oktavbandergebnissen beruht, wird der langfristige A-bewertete durchschnittliche Schalldruckpegel für den Zeitraum Tag, Abend und Nacht gemäß Anhang I und Artikel 5 der Richtlinie 2002/49/EG durch Summierung über alle Frequenzen berechnet:
| LAeq,T10lgi110Leq,T,iAi10 | (2.1.1) |
Hierbei gilt:
Ai bezeichnet die A-Bewertungskorrektur gemäß IEC 61672-1
i = Frequenzbandindex
und T ist der Zeitraum Tag, Abend oder Nacht.
Lärmparameter:
| Lp | Momentaner Schalldruckpegel | [dB](re 2 · 10– 5 Pa) |
| LAeq,LT | Langfristiger Gesamtschallpegel LAeq ausgehend von allen Quellen und Spiegelquellen am Punkt R | [dB](re 2 · 10– 5 Pa) |
| LW | In-Situ-Schallleistungspegel einer Punktquelle (Bewegung oder Stand) | [dB](re 10– 12 W) |
| LW,i,dir | Gerichteter In-Situ-Schallleistungspegel für das i-te Frequenzband | [dB](re 10– 12 W) |
| LW′ | Durchschnittlicher In-Situ-Schallleistungspegel je Meter Quellenlinie | [dB/m](re 10– 12 W) |
Weitere physikalische Parameter:
| p | Effektivwert des momentanen Schalldrucks | [Pa] |
| p0 | Referenzschalldruck = 2 · 10– 5 Pa | [Pa] |
| W0 | Referenzschallleistung = 10– 12 W | [Watt] |
Alle Eingangswerte, die den Emissionspegel einer Quelle beeinflussen, sind mit mindestens der Genauigkeit zu bestimmen, die einer Unsicherheit von ± 2 dB (A) im Emissionspegel der Quelle entspricht (wobei alle anderen Parameter unverändert bleiben).
Bei der Anwendung des Verfahrens müssen die Eingangswerte der tatsächlichen Nutzung entsprechen. Generell dürfen keine Standardeingangswerte oder -annahmen zugrunde gelegt werden. Standardeingangswerte und -annahmen werden akzeptiert, wenn die Erfassung realer Daten mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden ist.
Die Konformität der zur Durchführung der Berechnungen verwendeten Software mit den Verfahren gemäß diesem Anhang ist dadurch nachzuweisen, dass die Ergebnisse anhand von Testfällen bestätigt werden.
Die Quelle von Straßenverkehrslärm wird durch Kombination der Schallemission jedes einzelnen Fahrzeugs, das Teil des Verkehrsflusses ist, bestimmt. Die Fahrzeuge werden ausgehend von den Merkmalen ihrer Schallemission in fünf Klassen eingeteilt:
Klasse 1
Leichte Kraftfahrzeuge,
Klasse 2
Mittelschwere Fahrzeuge,
Klasse 3
Schwere Fahrzeuge,
Klasse 4
Zweirädrige Kraftfahrzeuge,
Klasse 5
Offene Kategorie.
Bei den zweirädrigen Kraftfahrzeugen erfolgt eine weitere Unterteilung in zwei Teilklassen, nämlich Mopeds und leistungsstärkere Krafträder, da sie sehr unterschiedlich gefahren werden und in der Regel zahlenmäßig weit auseinander liegen.
Die ersten vier Klassen sind zwingend vorgeschrieben, die fünfte Klasse ist optional. Sie ist für neue Fahrzeuge vorgesehen, die möglicherweise in Zukunft entwickelt werden und deren Schallemission sich so weit unterscheidet, dass für sie eine zusätzliche Klasse festgelegt werden muss. Dies könnten beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge sein, die künftig entwickelt werden und sich erheblich von den Fahrzeugen in den Klassen 1 bis 4 unterscheiden.
Genaue Angaben zu den verschiedenen Fahrzeugklassen finden sich in Tabelle [2.2.a].
| Klasse | Bezeichnung | Beschreibung | Fahrzeugklasse in EG-Typgenehmigung für vollständige Fahrzeuge | |
| 1 | Leichte Kraftfahrzeuge | PKW, Lieferwagen ≤ 3,5 t, Geländewagen (SUV), Großraumlimousinen, einschließlich Anhänger und Wohnwagen | M1 und N1 | |
| 2 | Mittelschwere Fahrzeuge | Mittelschwere Fahrzeuge, Lieferwagen > 3,5 t, Busse, Wohnmobile usw. mit zwei Achsen und Doppelbereifung auf der Hinterachse | M2, M3 und N2, N3 | |
| 3 | Schwere Fahrzeuge | Schwere Nutzfahrzeuge, Reisebusse, Busse, mit drei oder mehr Achsen | M2 und N2 mit Anhänger, M3 und N3 | |
| 4 | Zweirädrige Kraftfahrzeuge | 4a | Zwei-, drei- und vierrädrige Mopeds | L1, L2, L6 |
| 4b | Motorräder mit und ohne Seitenwagen, drei- und vierrädrige Motorräder | L3, L4, L5, L7 | ||
| 5 | Offene Klasse | Entsprechend dem künftigen Bedarf | k. A. | |
Bei diesem Verfahren wird jedes Fahrzeug (Klasse 1, 2, 3, 4 und 5) durch eine einzige Punktquelle dargestellt, die gleichförmig in den 2π-Halbraum über dem Boden abstrahlt. Die erste Reflexion an der Straßenoberfläche wird implizit behandelt. Wie in Abbildung [2.2.a] dargestellt, befindet sich die Punktquelle 0,05 m über der Straßenoberfläche.
Äquivalente Quelle (0,05 m hoch)
Äquivalente Quelle (0,05 m hoch)
Äquivalente Quelle (0,05 m hoch)
Die Darstellung des Verkehrsflusses erfolgt durch eine Quellenlinie. Bei der Modellierung einer Straße mit mehreren Fahrspuren sollte idealerweise jede Fahrspur durch eine in ihrer Mitte verlaufende Quellenlinie repräsentiert werden. Es ist jedoch auch akzeptabel, bei einer Straße mit zwei Richtungsfahrbahnen eine Quellenlinie in der Straßenmitte oder bei mehrspurigen Straßen eine Quellenlinie je Fahrbahn in der äußeren Fahrspur zu modellieren.
Da die Schallleistung der Quelle im „halbfreien Schallfeld“ definiert wird, umfasst die Schallleistung auch den Effekt der Reflexion am Boden direkt unter der modellierten Quelle, wo es, abgesehen von der Reflexion an der Straßenoberfläche, die sich nicht direkt unter der modellierten Quelle befindet, keine störenden Gegenstände im unmittelbaren Umfeld gibt.
Die Schallemission eines Verkehrsflusses wird durch eine Quellenlinie dargestellt, die durch ihre gerichtete Schallleistung je Meter pro Frequenz gekennzeichnet ist. Dies entspricht der Summe der Schallemission der einzelnen Fahrzeuge im Verkehrsfluss unter Berücksichtigung der von den Fahrzeugen im untersuchten Straßenabschnitt verbrachten Zeit. Die Darstellung des einzelnen Fahrzeugs im Fluss erfordert die Anwendung eines Verkehrsflussmodells.
m
m
W', eq,line,i,m
| LW′,eq,line,i,mLW,i,m10lgQm1000vm | (2.2.1) |
W,i,m
W',m
– 12
m
m
m
Ein Straßenfahrzeug wird mittels einer Reihe mathematischer Gleichungen modelliert, die die beiden Hauptlärmquellen repräsentieren:
1. Rollgeräusche aufgrund der Wechselwirkung Reifen/Straße;
2. Antriebsgeräusche, die vom Antriebssystem (Motor, Auspuff usw.) des Fahrzeugs erzeugt werden.
Aerodynamische Geräusche sind in der Quelle für Rollgeräusche inbegriffen.
m
| LW,i,mvm10lg10LWR,i,mvm1010LWP,i,mvm10 | (2.2.2) |
WR,i,m
WP,i,m
m =
Für zweirädrige Kraftfahrzeuge (Klasse 4) werden für die Quelle nur die Antriebsgeräusche berücksichtigt:
| LW,i,m = 4(vm = 4) = LWP,i,m = 4(vm = 4) | (2.2.3) |
m =
Die Quellengleichungen und -koeffizienten gelten für folgende Referenzbedingungen:
konstante Fahrzeuggeschwindigkeit,
ebene Straße,
Lufttemperatur von τref = 20 °C,
virtuelle Referenzstraßenoberfläche, bestehend aus einem einen durchschnittlichen Verdichtungsgrad aufweisenden Asphaltbeton 0/11 und Splittmastixasphalt 0/11, zwei bis sieben Jahre alt und in einem repräsentativen Instandhaltungszustand,
eine trockene Straßenoberfläche,
keine Spikereifen.
Der Schallleistungspegel der Rollgeräusche im Frequenzband i für ein Fahrzeug der Klasse m = 1, 2 oder 3 wird definiert als:
| LWR,i,mAR,i,mBR,i,mlgvmvrefΔLWR,i,m | (2.2.4) |
R,i,m
R,i,m
ref
WR,i,m
| ΔLWR,i,m = ΔLWR,road,i,m + ΔLstuddedtyres,i,m + ΔLWR,acc,i,m + ΔLW,temp | (2.2.5) |
WR,road,i,m
studded tyres,i,m
WR,acc,i,m
W,temp
τ
ref
m
| Δstud,i(v) = | ai + bi × lg(50/70) für v < 50 km/h | (2.2.6) |
| ai + bi × lg(v/70) für 50 ≤ v ≤ 90 km/h | ||
| ai + bi × lg(90/70) für v > 90 km/h |
i
i
s
stud,ratio
s
s
| psQstud,ratioTs12 | (2.2.7) |
m
1
| ΔLstuddedtyres,i,m110lg1psps 10Δstud,i,m110 | (2.2.8) |
Für die Fahrzeuge der anderen Klassen ist keine Korrektur vorzunehmen:
| ΔLstuddedtyres,i,m ≠ 1 = 0 | (2.2.9) |
ref
| ΔLW,temp,m(τ) = Km × (τref – τ) | (2.2.10) |
m = 1
m = 2
m = 3
8000
Die Emission der Antriebsgeräusche umfasst die Gesamtheit der Anteile, die auf Motor, Auspuff, Getriebe, Lufteinlass usw. entfallen. Der Schallleistungspegel für die Antriebsgeräusche im Frequenzband i für ein Fahrzeug der Klasse m wird definiert als:
| LWP,i,mAP,i,mBP,i,mvmvrefvrefΔLWP,i,m | (2.2.11) |
P,i,m
P,i,m
ref
WP,i,m
| ΔLWP,i,m = ΔLWP,road,i,m + ΔLWP,grad,i,m + ΔLWP,acc,i,m | (2.2.12) |
WP,road,i,m
WP,acc,i,m
WP,grad,i,m
Die Straßensteigung wirkt sich in zweierlei Hinsicht auf die Schallemission des Fahrzeugs aus: zum einen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und damit auf die Emission von Roll- und Antriebsgeräuschen des Fahrzeugs; zum anderen auf die Motorleistung und die Motordrehzahl je nach eingelegtem Gang und damit auf die Emission von Antriebsgeräuschen des Fahrzeugs. In diesem Abschnitt wird nur der Einfluss auf die Antriebsgeräusche betrachtet, wobei eine gleichbleibende Geschwindigkeit angenommen wird.
WP,grad,m
s
m
m
Für m = 1ΔLWP,grad,i,m = 1(vm) =Min12 %;s6 %1 %für s < – 6 %(2.2.13)0für – 6 % ≤ s ≤ 2 %Min12 %;s2 %1,5 %vm100für s > 2 %
Für m = 2ΔLWP,grad,i,m = 2(vm) =Min12 %;s4 %0,7 %vm20100für s < – 4 %(2.2.14)0für – 4 % ≤ s ≤ 0 %Min12 %;s1 %vm100für s > 0 %
Für m = 3ΔLWP,grad,i,m = 3(vm) =Min12 %;s4 %0,5 %vm10100für s < – 4 %(2.2.15)0für – 4 % ≤ s ≤ 0 %Min12 %;s0,8 %vm100für s > 0 %
Für m = 4ΔLWP,grad,i,m = 4 = 0(2.2.16)
WP,grad,m
Zur Berücksichtigung des Einflusses des Beschleunigens und Abbremsens vor bzw. nach Kreuzungen mit Verkehrsampeln und Kreisverkehren ist eine Korrektur wie nachfolgend beschrieben vorzunehmen.
WR,acc,m,k
WP,acc,m,k
x
| ΔLWR,acc,m,kCR,m,kMax1x100 ;0 | (2.2.17) |
| ΔLWP,acc,m,kCP,m,kMax1x100 ;0 | (2.2.18) |
R,m,k
P,m,k
k
k
k
|x|
WR,acc,m,k
WP,acc,m,k
Bei Straßenoberflächen mit akustischen Eigenschaften, die von denen der Referenzoberfläche abweichen, ist sowohl für die Rollgeräusche als auch für die Antriebsgeräusche ein Spektralkorrekturterm anzuwenden.
Für die Rollgeräuschemissionen wird der in Bezug auf die Straßenoberfläche anzuwendende Korrekturterm angegeben durch:
| ΔLWR,road,i,mαi,mβmlgvmvref | (2.2.19) |
Hierbei gilt:
αi,m ist die Spektralkorrektur in dB bei Referenzgeschwindigkeit vref für Klasse m (1, 2 oder 3) und Spektralband i.
βm ist der Einfluss der Geschwindigkeit auf die Verringerung der Rollgeräusche bei Klasse m (1, 2 oder 3) und ist für alle Frequenzbänder identisch.
Für die Antriebsgeräuschemissionen wird der in Bezug auf die Straßenoberfläche anzuwendende Korrekturterm angegeben durch:
| ΔLWP,road,i,m = min{αi,m;0} | (2.2.20) |
Die Antriebsgeräusche werden durch absorbierende Oberflächen verringert, durch nicht absorbierende Oberflächen aber nicht verstärkt.
Die Geräuschmerkmale von Straßenoberflächen variieren je nach Gebrauchsdauer und Instandhaltungszustand, wobei die Lautstärke im Zeitverlauf tendenziell zunimmt. Bei diesem Verfahren werden die Straßenoberflächenparameter so abgeleitet, dass sie für die akustische Leistung der jeweiligen Straßenoberfläche repräsentativ sind und für eine repräsentative Gebrauchsdauer gemittelt werden, wobei eine ordnungsgemäße Instandhaltung angenommen wird.
Für die Zwecke dieses Lärmberechnungsverfahrens wird ein Fahrzeug definiert als eine Teileinheit eines Zuges (typischerweise eine Lokomotive, ein Triebwagen, ein Reisezugwagen oder ein Güterwagen), die unabhängig bewegt und vom Rest des Zuges abgehängt werden können. Für Teileinheiten eines Zuges, die Teil einer nicht abtrennbaren Gruppe sind, können spezielle Umstände gelten, z. B. bei einem gemeinsamen Drehgestell. Für die Zwecke dieses Berechnungsverfahrens werden alle diese Teileinheiten zu einem einzigen Fahrzeug zusammengefasst.
Im Sinne dieses Berechnungsverfahrens besteht ein Zug aus einer Reihe von aneinander gekoppelten Fahrzeugen.
Tabelle [2.3.a] gibt die Terminologie zur Beschreibung der Fahrzeugtypen in der Quellendatenbank vor. Sie beinhaltet die relevanten Deskriptoren für die vollständige Klassifizierung der Fahrzeuge. Diese Deskriptoren entsprechen den Eigenschaften des Fahrzeugs, die die akustische gerichtete Schallleistung je Meter Länge der modellierten äquivalenten Quellenlinie beeinflussen.
Die Anzahl der Fahrzeuge je Typ ist für jeden einzelnen Streckenabschnitt für jeden Zeitabschnitt zu bestimmen, der bei der Lärmberechnung zugrunde gelegt werden soll. Sie ist als mittlere Fahrzeugzahl je Stunde anzugeben, die ermittelt wird, indem aus der Gesamtzahl der in einem bestimmten Zeitraum vorbeifahrenden Fahrzeuge und der Länge dieses Zeitraums in Stunden der Quotient gebildet wird (z. B. 24 Fahrzeuge in vier Stunden bedeutet sechs Fahrzeuge pro Stunde). Alle Fahrzeugtypen, die den jeweiligen Gleisabschnitt passieren, sind einzubeziehen.
| Stelle | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Deskriptor | Fahrzeugtyp | Anzahl der Achsen je Fahrzeug | Bremsentyp | Maßnahmen in Bezug auf die Räder |
| Erläuterung des Deskriptors | Ein Buchstabe, der den Typ beschreibt | Die tatsächliche Anzahl der Achsen | Ein Buchstabe, der den Bremsentyp beschreibt | Ein Buchstabe, der die Art der Maßnahme zur Lärmminderung beschreibt |
| Mögliche Deskriptoren | hHochgeschwindigkeitsfahrzeug (> 200 km/h) | 1 | cGrauguss | nkeine Maßnahme |
| mPersonentriebwagen | 2 | kSohlen aus Verbundstoff oder Sintermetall | dSchalldämpfer | |
| pReisezugwagen | 3 | nnicht laufflächengebremst, wie etwa Scheiben-, Trommel- oder Magnetbremsen | sSchallschirme | |
| cStraßenbahn oder Stadtbahn, Wagen mit und ohne eigenen Antrieb | 4 | oandere | ||
| dDiesellok | usw. | |||
| eElektrolok | ||||
| aalle generischen Güterfahrzeuge | ||||
| osonstige (d. h. Wartungsfahrzeuge usw.) |
Die bestehenden Strecken unterscheiden sich, weil verschiedene Elemente zu ihren akustischen Eigenschaften beitragen und diese charakterisieren. Eine Übersicht über die bei diesem Verfahren verwendeten Schienentypen wird in Tabelle [2.3.b] gegeben. Einige Elemente haben einen großen Einfluss auf die akustischen Eigenschaften, andere hingegen kaum. Die Lärmemission von Eisenbahnen wird im Allgemeinen von folgenden Faktoren beeinflusst: Schienenrauheit, Steifheit der Unterlagsplatten, Unterbau, Schienenstöße und Bogenhalbmesser der Strecke. Alternativ können die allgemeinen Streckenmerkmale definiert werden, wobei in diesem Fall die Schienenrauheit und die Gleisabklingrate (Track Decay Rate) gemäß ISO 3095 die beiden akustisch wesentlichen Parameter sind; hinzu kommt der Bogenhalbmesser der Strecke.
Ein Gleisabschnitt wird als Teil eines einzelnen Gleises auf einer Eisenbahnstrecke oder einem Bahnhof oder einem Betriebsbahnhof definiert, auf dem sich die physikalischen Eigenschaften und Grundbestandteile der Strecke nicht ändern.
Laut Tabelle [2.3.b] ist zur Beschreibung der Streckenarten in der Quellendatenbank die folgende Terminologie zu verwenden.
| Stelle | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Deskriptor | Unterbau | Schienenrauheit | Art der Unterlagsplatten | Zusatzmaßnahmen | Schienenstöße | Bogen |
| Erläuterung des Deskriptors | Art des Unterbaus | Indikator für Rauheit | Gibt einen Hinweis auf die „akustische“ Steifheit | Ein Buchstabe zur Beschreibung akustischer Vorrichtungen | Vorhandensein von Stößen und Abstände | Angabe zum Radius eines Bogens in m |
| Zulässige Codes | BGleisbett | EGut instandgehalten und sehr eben | SWeich(150-250 MN/m) | NKeine | NKeine | NGerade Strecke |
| SFeste Fahrbahn | MNormal instandgehalten | MMittel(250 bis 800 MN/m) | DSchienendämpfer | SEinzelner Stoß oder Weiche | LNiedrig(1000-500 m) | |
| LBrücke mit Schotterbett | NNicht gut instandgehalten | HSteif(800-1000 MN/m) | BNiedrige Schutzwand | DZwei Stöße oder Weichen je 100 m | MMittel(Weniger als 500 m und mehr als 300 m) | |
| NSchotterlose Brücke | BNicht instandgehalten und schlechter Zustand | ASchalldämpfende Platte auf fester Fahrbahn | MMehr als zwei Stöße oder Weichen je 100 m | HHoch(Weniger als 300 m) | ||
| TEingelassene Fahrbahn | EEingelassenes Gleis | |||||
| OAndere |
Die verschiedenen äquivalenten Lärmlinienquellen werden in unterschiedlichen Höhen und in der Mitte der Fahrspur platziert. Alle Höhen beziehen sich auf die tangential zu den beiden oberen Oberflächen der beiden Schienen verlaufende Ebene.
Die äquivalenten Quellen umfassen verschiedene physikalische Quellen (Index p). Diese physikalischen Quellen werden je nach Hervorrufungsmechanismus in verschiedene Kategorien unterteilt: 1) Rollgeräusche (dazu gehören nicht nur Schwingungen des Gleises und des Unterbaus sowie Schwingungen der Räder, sondern gegebenenfalls auch Geräusche der Aufbauten von Güterfahrzeugen); 2) Antriebsgeräusche; 3) aerodynamische Geräusche; 4) stoßartige Geräusche (von Kreuzungen, Weichen und Schienenstößen); 5) Bremsgeräusche und 6) Geräusche aufgrund zusätzlicher Einflussfaktoren wie Brücken und Viadukte.
1) Die Rauheit der Räder und der Schienenköpfe macht über die drei Übertragungswege zu den abstrahlenden Oberflächen (Schienen, Räder und Aufbauten) die Rollgeräusche aus. Die Zuordnung erfolgt auf Höhe h = 0,5 m (abstrahlende Oberflächen A), um den Anteil der Fahrbahn, einschließlich der Effekte der Fahrbahnoberfläche und insbesondere fester Fahrbahnen (gemäß dem Ausbreitungsteil), den Anteil der Räder und (bei Güterwagen) den Anteil der Fahrzeugaufbauten an der Geräuscherzeugung abzubilden.
2) Die Höhe der äquivalenten Quellen für Antriebsgeräusche liegt in Abhängigkeit von der physischen Position der betreffenden Komponente im Bereich von 0,5 m (Quelle A) und 4,0 m (Quelle B). Quellen wie Getriebe und Elektromotoren befinden sich oft auf der Achsenhöhe von 0,5 m (Quelle A). Lüftungsgitter und Lüftungsschlitze können sich auf unterschiedlichen Höhen befinden; bei Dieselfahrzeugen befindet sich der Auspuff häufig auf der Dachhöhe von 4,0 m (Quelle B). Andere Antriebsquellen wie Gebläse oder Dieselmotorblöcke können sich auf einer Höhe von 0,5 m (Quelle A) oder 4,0 m (Quelle B) befinden. Liegt die genaue Quellenhöhe zwischen den Modellhöhen, wird die Schallenergie proportional auf die nächstgelegenen Quellenhöhen verteilt.
3) Die aerodynamischen Geräuscheffekte sind mit der Quelle bei 0,5 m (Abdeckungen und Abschirmungen, Quelle A) und der Quelle bei 4,0 m (Modellierung aller Dachaggregate und der Stromabnehmer, Quelle B) verbunden. Die Wahl von 4,0 m für Stromabnehmereffekte ist bekanntermaßen ein einfaches Modell und muss sorgfältig geprüft werden, wenn die geeignete Höhe für Lärmschutzwände gefunden werden soll.
4) Stoßartige Geräusche sind mit der Quelle bei 0,5 m (Quelle A) verbunden.
5) Bremsgeräusche sind mit den Quellen bei 0,5 m (Quelle A) verbunden.
6) Brückendröhnen ist mit der Quelle bei 0,5 m (Quelle A) verbunden.
W,0
Die Schallemission eines Verkehrsflusses auf jedem Gleis ist durch jeweils zwei Quellenlinien darzustellen, die durch ihre gerichtete Schallleistung je Meter je Frequenzband gekennzeichnet sind. Dies entspricht der Summe der Schallemissionen aller im Verkehrsfluss vorbeifahrenden Fahrzeuge, wobei im speziellen Fall stehender Fahrzeuge die Zeit berücksichtigt wird, die die Fahrzeuge im untersuchten Streckenabschnitt verbringen.
Die gerichtete Schallleistung je Meter je Frequenzband aller in jedem Streckenabschnitt auf dem Gleistyp (j) vorbeifahrenden Fahrzeuge wird ermittelt
für jedes Frequenzband (i),
für jede gegebene Quellenhöhe (h) (für Quellen bei 0,5 m h = 1 und bei 4,0 m h = 2),
und ist die Energiesumme aller Anteile aller Fahrzeuge, die den speziellen j-ten Streckenabschnitt befahren. Der jeweilige Anteil geht auf Folgendes zurück:
alle Fahrzeugtypen (t),
die jeweilige Geschwindigkeit (s),
die besonderen Fahrbedingungen (gleichbleibende Geschwindigkeit) (c),
die einzelnen physikalischen Quellen (Roll-, stoßartige, Quietsch-, Brems- und Antriebsgeräusche, aerodynamische und andere Geräusche wie etwa Brückendröhnen) (p).
Zur Berechnung der gerichteten Schallleistung je Meter (Eingabe in den Verbreitungsteil) ausgehend vom durchschnittlichen Verkehrsmix auf dem j-ten Streckenabschnitt wird folgende Gleichung verwendet:
| LW′,eq,T,dir,i10lgXx110Lw′,eq,line,x10 | (2.3.1) |
Hierbei gilt:
ref
Referenzzeitraum, für den der durchschnittliche Verkehr untersucht wird,
X
j
t
j
s
j
c
Index der Fahrbedingungen: 1 (für konstante Geschwindigkeit), 2 (Stand),
p
Index der physikalischen Quellen: 1 (Rollgeräusche und stoßartige Geräusche), 2 (Kurvenkreischen), 3 (Antriebsgeräusche), 4 (aerodynamische Geräusche), 5 (zusätzliche Wirkungen),
LW',eq,line,x
x
t, s, c und p
j
Q
v
Q
v
W'′,eq,line
– 12
| LW′,eq,line,iψ,φLW,0,dir,iψ,φ10lgQ1000v(für c = 1) | (2.3.2) |
Hierbei gilt:
Q ist die durchschnittliche Anzahl von Fahrzeugen je Stunde im j-ten Streckenabschnitt für den Fahrzeugtyp t, die mittlere Zuggeschwindigkeit s und die Fahrbedingung c;
v ist deren Geschwindigkeit im j-ten Streckenabschnitt für den Fahrzeugtyp t und die mittlere Zuggeschwindigkeit s;
LW,0,dir ist der Pegel der gerichteten Schallleistung des jeweiligen Geräuschs (Roll-, stoßartige, Quietsch-, Brems- und Antriebsgeräusche, aerodynamische und andere Geräusche) eines einzelnen Fahrzeugs in den Richtungen ψ und φ, und zwar in Bezug gesetzt zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (siehe Abbildung [2.3.b]).
T
idle
L
ref
| LW′,eq,line,iψ,φLW,0,dir,iψ,φ10lgTidleTrefL(für c = 2) | (2.3.4) |
Generell errechnet sich die gerichtete Schallleistung für jede spezifische Quelle wie folgt:
| LW,0,dir,i(ψ,φ) = LW,0,i + ΔLW,dir,vert,i + ΔLW,dir,hor,i | (2.3.5) |
Hierbei gilt:
ΔLW,dir,vert,i ist die Korrekturfunktion für die vertikale Richtwirkung (dimensionslos) von ψ (Abbildung [2.3.b]),
ΔLW,dir,hor,i ist die Korrekturfunktion für die horizontale Richtwirkung (dimensionslos) von φ (Abbildung [2.3.b]).
W,0,dir,i
(ψ,φ)
Fahrtrichtung
Fahrzeug (äquivalente Punktquelle)
Emissions- richtung
Horizontale Ebene
W',tot,dir
i
W,0,dir,i
für ein Terzband (i),
für jeden Streckenabschnitt (j),
Quellenhöhe (h) (für Quellen bei 0,5 m h = 1 und bei 4,0 m h = 2),
Richtwirkung (d) der Quelle.
h
h
W,0,dir,i
Der Fahrzeuganteil und der Fahrbahnanteil an den Rollgeräuschen werden in die folgenden vier Hauptelemente unterteilt: Radrauheit, Schienenrauheit, Fahrzeugtransferfunktion auf die Räder und die Aufbauten (Behältnisse) und Transferfunktion von den Schienen. Rad- und Schienenrauheit bilden die Ursache für die Anregung von Schwingungen am Kontaktpunkt zwischen Schiene und Rad; bei den Transferfunktionen handelt es sich um zwei empirische oder modellierte Funktionen, die das gesamte komplexe Phänomen der Entstehung mechanischer Schwingungen und von Schall an den Oberflächen des Rades, der Schiene, der Schwelle und des Schienenunterbaus darstellen. Diese Unterteilung spiegelt den physikalischen Tatbestand wider, dass die Rauheit auf einer Schiene die Schwingung der Schiene anregen kann, aber auch die Schwingung des Rades und umgekehrt anregt. Bliebe einer dieser vier Parameter unberücksichtigt, so würde der Zusammenhang, der mit der Klassifizierung von Schienen und Zügen hergestellt wird, aufgehoben.
Rollgeräusche werden hauptsächlich durch Schienen- und Radrauheit im Wellenlängenbereich 5–500 mm angeregt.
r
2
r
2
0
| Lr10lgrr02dB | (2.3.6) |
Hierbei gilt:
r
0
1 μm,
r
Effektivwert (rms) der Differenz der vertikalen Verdrängung der Kontaktoberfläche zum Mittelwert.
r
f = v/λ
f
v
Der Schienenrauheitsgrad
i
r,TR,i
der Radrauheitsgrad
i
r,VEH,i
Der Grad der effektiven Gesamtrauheit
i
R,tot,i
A3
λ
| LR,TOT,i10lg10Lr,TR,i1010Lr,VEH,i10A3,i | (2.3.7) |
i
Der Kontaktfilter ist abhängig vom Schienen- und Radtyp sowie der Ladung.
j
t
v
H,TR,i
H,VEH,i
H,VEH,SUP,i
j
t
Der Aufbautenanteil wird nur für Güterwagen und deshalb nur für den Fahrzeugtyp „a“ berücksichtigt.
Aus diesem Grunde wird bei den Rollgeräuschen der Anteil der Schiene und des Fahrzeugs durch diese Transferfunktionen und den Grad der effektiven Gesamtrauheit vollständig beschrieben. Wenn sich ein Zug im Stand befindet (Betriebshalt), bleiben die Rollgeräusche unberücksichtigt.
R,TOT,i
v
H,TR,i
H,VEH,i
H,VEH,SUP,i
a
h
| LW,0,TR,i = LR,TOT,i + LH,TR,i + 10 × lg(Na) | dB | (2.3.8), |
| LW,0,VEH,i = LR,TOT,i + LH,VEH,i + 10 × lg(Na) | dB | (2.3.9), |
| LW,0,VEHSUP,i = LR,TOT,i + LH,VEHSUP,i + 10 × lg(Na) | dB | (2.3.10), |
a
t
Schienentransferfunktion für Schwellenemission und Emission bei Schotterbett/fester Fahrbahn
Htr
Schallleistung der Schwellenemission und Emission bei Schotterbett/fester Fahrbahn
Lw,0,tr
Fahrzeugtransferfunktion für Aufbautenemission
Hsup
Fahrzeugtransferfunktion für Rad- und Drehgestellemission
Hveh
Schallleistung der Rad- und Drehgestellemission
Lw,0,veh
Effektive Gesam-trauheit
Schallleistung der Aufbautenemission
Lw,0,sup
Schienenrauheit
rtr
Kontaktfilter
Cf
Radrauheit
rveh
Zuggeschwind.
v
Zum Ausgleich des potenziellen Fehlers infolge der Vereinfachung der Definition der Rollgeräusche, der Definition der Bremsgeräusche und der Definition der stoßartigen Geräusche auf Kreuzungen und Weichen ist zur Ermittlung der effektiven Gesamtrauheit und damit der Schallleistung der Fahrzeuge eine Mindestgeschwindigkeit von 50 km/h (30 km/h nur bei Straßenbahnen und Stadtbahnen) (diese Geschwindigkeit berührt nicht die Berechnung des Fahrzeugstroms) zu verwenden.
c = 2
j
R,TOT,i
R,TOT + IMPACT,i
| LR,TOTIMPACT,i10lg10LR,TOT,i1010LR,IMPACT,i10 | dB | (2.3.11) |
R,IMPACT,i
= v/f
f
v
s
t
Stoßartige Geräusche sind abhängig von der Schwere und Anzahl der Stöße je Längeneinheit bzw. der Schienenstoßdichte; wenn also mehrfach stoßartige Geräusche gegeben sind, ist der in der Gleichung zu verwendende Rauheitsgrad für stoßartige Geräusche wie folgt zu berechnen:
| LR,IMPACT,iLR, IMPACTSINGLE,i10lgnl0,01 | dB | (2.3.12), |
R,IMPACT–SINGLE,i
l
– 1
l
W,0
R,IMPACT,i
Die Anwendbarkeit dieser Schallleistungsspektren ist in der Regel vor Ort zu überprüfen.
l
Das Kurvenkreischen ist eine besondere Quelle, die nur für Bögen relevant und somit örtlich begrenzt ist. Da es in signifikantem Maße auftreten kann, ist eine angemessene Beschreibung notwendig. Kurvenkreischen ist generell abhängig von der Bogenkrümmung, den Reibungsbedingungen, der Zuggeschwindigkeit sowie der Schiene-Rad-Geometrie und -Dynamik. Der zu verwendende Emissionspegel wird für Bögen mit einem Radius von unter oder gleich 500 m sowie für engere Bögen und Abzweigungen von Weichen mit Radien unter 300 m bestimmt. Die Schallemission sollte sich konkret auf die einzelnen Arten von Fahrzeugen beziehen, da bestimmte Rad- und Drehgestelltypen deutlich weniger anfällig für Kreischen sind als andere.
Die Anwendbarkeit dieser Schallleistungsspektren ist in der Regel vor Ort zu überprüfen, insbesondere für Straßenbahnen.
Bei einem einfachen Ansatz ist das Kreischen zu berücksichtigen, indem zu den Schallleistungsspektren der Rollgeräusche bei sämtlichen Frequenzen 8 dB für R<300 m und 5 dB für 300 m<R<500 m hinzuaddiert werden. Der Anteil des Kreischens ist bei Gleisabschnitten anzuwenden, bei denen der Radius auf mindestens 50 m der Strecke in den vorstehend genannten Bereichen liegt.
W,0,const,i
W,0,idling,i
W,0,idling,i
W,0,idling,i
Diese Mengen können entweder durch Messung aller Quellen in den verschiedenen Betriebszuständen ermittelt werden, oder die Teilquellen können einzeln charakterisiert werden, und zwar durch Bestimmung ihrer Parameterabhängigkeit und relativen Stärke. Dies kann durch Messungen an einem stehenden Fahrzeug geschehen, indem gemäß ISO 3095:2005 die Drehzahl verändert wird. Gegebenenfalls müssen mehrere Antriebsgeräuschquellen charakterisiert werden, die nicht unmittelbar von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sind:
Geräusche von Antrieb, wie etwa Dieselmotoren (einschließlich Einlass, Auspuff und Motorblock), Getriebe, Elektrogeneratoren, abhängig vor allem von der Motordrehzahl (U/min), und elektrische Schallquellen wie Wandler, bei denen überwiegend Lastabhängigkeit besteht;
Geräusche von Gebläsen und Kühlsystemen je nach Drehzahl des Ventilators (U/min); in einigen Fällen sind Gebläse direkt an die Antriebswelle gekoppelt;
intermittierende Schallquellen wie Kompressoren, Ventile und andere Aggregate mit charakteristischer Betriebsdauer und der sich daraus ergebenden betriebszyklusbedingten Korrektur der Schallemission.
Da sich jede dieser Quellen in jedem Betriebszustand anders verhalten kann, sind die Antriebsgeräusche entsprechend zu spezifizieren. Die Schallstärke der Quellen wird mit Messungen unter kontrollierten Bedingungen bestimmt. Bei Lokomotiven weist die Belastung tendenziell eine größere Schwankungsbreite auf, da die Zahl der angekuppelten Eisenbahnwagen und damit die Lokomotivleistung sehr unterschiedlich sein können, während bei festen Zugzusammenstellungen wie Elektro- und Dieseltriebzügen sowie Hochgeschwindigkeitszügen die Leistung klarer definiert ist.
Es wird keine Vorabzuweisung der Schallleistung der Quelle zur Höhenposition der Quelle vorgenommen, da sich diese Entscheidung nach dem konkret zu bewertenden Schall und Fahrzeug richtet. Die Modellierung erfolgt an Quelle A (h = 1) und an Quelle B (h = 2).
Aerodynamisch angeregte Geräusche sind nur bei hohen Geschwindigkeiten über 200 km/h von Belang, weshalb zunächst überprüft werden sollte, ob sie für die Anwendung tatsächlich erforderlich sind. Wenn die Rollgeräuschrauheit und die Transferfunktionen bekannt sind, können sie auf höhere Geschwindigkeiten extrapoliert werden, und es kann ein Vergleich mit vorhandenen Hochgeschwindigkeitsdaten angestellt werden, um nachzuprüfen, ob durch aerodynamisch angeregte Geräusche höhere Pegel erzeugt werden. Liegen die Zuggeschwindigkeiten in einem Netz über 200 km/h, jedoch nicht über 250 km/h, können die aerodynamischen Geräusche in Abhängigkeit von der Fahrzeugkonstruktion in einigen Fällen unberücksichtigt bleiben.
Der Anteil aerodynamischer Geräusche wird als Funktion der Geschwindigkeit angegeben:
| LW,0,iLW,0,1,iv0α1,ilgvv0 | dB | für h = 1 | (2.3.13) |
| LW,0,iLW,0,2,iv0α2,ilgvv0 | dB | für h = 2 | (2.3.14) |
Hierbei gilt:
v0 ist eine Geschwindigkeit, bei der aerodynamische Geräusche dominant sind und die auf 300 km/h festgelegt ist.
LW,0,1,i ist eine Referenzschallleistung, die an zwei oder mehr Messpunkten für Quellen ermittelt wird, deren Höhe bekannt ist, beispielsweise das erste Drehgestell.
LW,0,2,i ist eine Referenzschallleistung, die an zwei oder mehr Messpunkten für Quellen ermittelt wird, deren Höhe bekannt ist, beispielsweise die Stromabnehmeraussparung.
α1,i ist ein Koeffizient, der an zwei oder mehr Messpunkten für Quellen ermittelt wird, deren Höhe bekannt ist, beispielsweise das erste Drehgestell.
α2,i ist ein Koeffizient, der an zwei oder mehr Messpunkten für Quellen ermittelt wird, deren Höhe bekannt ist, beispielsweise die Stromabnehmeraussparung.
Die horizontale Richtwirkung
W,dir,hor,i
i
| ΔLW,dir,hor,i = 10 × lg(0,01 + 0,99 · sin2φ) | (2.3.15) |
Die vertikale Richtwirkung
W,dir,ver,i
c,i
i
| ΔLW,dir,ver,i40323sin2ψsinψlgfc,i600200 | (2.3.16) |
Für Quelle B (h = 2) gilt für die aerodynamischen Einflüsse:
| ΔLW,dir,ver,i = 10 × lg(cos2ψ) | für ψ < 0 | (2.3.17) |
W
dir,ver,i
dir,ver,i
W,0,rolling–and–bridge,i
W,0,rolling-only,i
| LW,0,rolling–and–bridge,i = LW,0,rolling–only,i + Cbridge | dB | (2.3.18), |
bridge
W,0,rolling–only,i
Verschiedene Quellen wie Betriebsbahnhöfe, Be-/Entladebereiche, Bahnhöfe/Haltestellen, Klingeln, Lautsprecher auf Bahnhöfen bzw. an Haltestellen usw. können vorhanden sein und werden dem Eisenbahnlärm zugeordnet. Diese Quellen sind als Industrie-/Gewerbelärmquellen (feste Schallquellen) zu behandeln und erforderlichenfalls gemäß dem nachfolgenden Abschnitt „Industrie und Gewerbelärm“ zu modellieren.
Die Quellen von Industrie-/Gewerbelärm weisen sehr unterschiedliche Ausmaße auf. Es kann sich um große Industrieanlagen oder auch kleine konzentrierte Quellen handeln wie kleine Werkzeuge oder Maschinen in einer Fabrik. Deshalb bedarf es eines geeigneten Modellierungsverfahrens für die jeweilige zu bewertende Quelle. Je nach Größe und Ausbreitung mehrerer Einzelquellen über eine Fläche, die alle zum selben Industriestandort gehören, können diese als Punktquellen, Quellenlinien oder Flächenquellen modelliert werden. In der Praxis beruhen die Berechnungen der Schalleinflüsse stets auf Punktquellen, jedoch können mehrere Punktquellen verwendet werden, um eine komplexe Quelle darzustellen, die sich überwiegend über eine Linie oder eine Fläche erstreckt.
Die realen Schallquellen werden mittels äquivalenter Schallquellen modelliert, die durch eine oder mehrere Punktquellen dargestellt werden, so dass die Gesamtschallleistung der realen Quelle der Summe der einzelnen Schallleistungen entspricht, die den verschiedenen Punktquellen zugeordnet werden.
Für die Festlegung der Anzahl zu verwendender Punktquellen gelten folgende allgemeine Regeln:
Linien- oder Flächenquellen, deren größte Abmessung weniger als die Hälfte des Abstands zwischen der Quelle und dem Empfänger beträgt, können als einzelne Punktquellen modelliert werden.
Quellen, deren größte Abmessung mehr als die Hälfte des Abstands zwischen der Quelle und dem Empfänger beträgt, sollten als eine Reihe nicht zusammenhängender Punktquellen in einer Linie oder als eine Reihe nicht zusammenhängender Punktquellen über eine Fläche so modelliert werden, dass für jede dieser Quellen die Bedingung des halben Abstands erfüllt ist. Die Verteilung über eine Fläche kann auch die vertikale Verteilung von Punktquellen einschließen.
Bei Quellen, deren größte Abmessung in der Höhe über 2 m oder nahe dem Boden beträgt, sollte die Höhe der Quelle mit besonderer Sorgfalt behandelt werden. Eine Verdoppelung der Quellenzahl, indem die Quellen lediglich in der z-Komponente verteilt werden, führt nicht unbedingt zu einem wesentlich besseren Ergebnis.
Für jede Quelle gilt, dass eine Verdoppelung der Quellenzahl im Quellenbereich (in allen Dimensionen) nicht unbedingt zu einem signifikant besseren Ergebnis führt.
Die Position der äquivalenten Schallquellen lässt sich angesichts der Vielfalt an möglichen Konfigurationen eines Industrie-/Gewerbestandorts nicht festlegen. Hier sind im Regelfall bewährte Praktiken anzuwenden.
Die folgenden Angaben bilden das komplette Paket von Eingangsdaten für Berechnungen der Schallausbreitung mit den für die Erstellung von Lärmkarten verwendeten Verfahren:
Spektrum der abgestrahlten Schallleistungspegel in Oktavbändern,
Betriebszeiten (Tag, Abend, Nacht, im Jahresdurchschnitt),
Ort (Koordinaten x, y) und Höhe (z) der Schallquelle,
Art der Quelle (Punkt, Linie, Fläche),
Abmessungen und Ausrichtung,
Betriebsbedingungen der Quelle,
Richtverhalten der Quelle.
Die Schallleistung von Punkt-, Linien- und Flächenquellen ist wie folgt zu bestimmen:
für eine Punktquelle die Schallleistung LW und die Richtwirkung als Funktion der drei orthogonalen Koordinaten (x, y, z).
Es lassen sich zwei Arten von Quellenlinien bestimmen:
Quellenlinien, die Förderbänder, Rohrleitungen usw. darstellen, die Schallleistung je Meter Länge LW' und die Richtwirkung als Funktion der beiden zur Achse der Quellenlinie orthogonalen Koordinaten;
Quellenlinien, die Fahrzeuge in Bewegung darstellen, die jeweils mit der Schallleistung LW und der Richtwirkung als Funktion der beiden zur Achse der Quellenlinie orthogonalen Koordinaten und der Schallleistung je Meter LW' in Verbindung gebracht werden, abgeleitet aus der Geschwindigkeit und der Anzahl der Fahrzeuge, die am Tage, am Abend und in der Nacht entlang dieser Linie fahren. Der Korrekturwert für die Betriebszeiten, der zur Ermittlung der korrigierten Schallleistung zur Quellenschallleistung hinzuzurechnen ist, die für die Berechnungen über den jeweiligen Zeitraum zu verwenden ist, wird als CW in dB wie folgt berechnet:CW10lgln1000VT0(2.4.1)Hierbei gilt:VGeschwindigkeit des Fahrzeugs [km/h],nAnzahl der Fahrzeugdurchfahrten je Zeitraum [-],lGesamtlänge der Quelle [m]
für eine Flächenquelle die Schallleistung je Quadratmeter LW/m2, und keine Richtwirkung (wirkt horizontal oder vertikal).
Die Betriebszeiten sind ein wesentlicher Eingangswert für die Berechnung von Schallpegeln. Die Betriebszeiten sind für den Tag, den Abend und die Nacht anzugeben; kommen für die Ausbreitung verschiedene meteorologische Kategorien zur Anwendung, die jeweils für die Zeiträume Tag, Nacht und Abend definiert sind, so ist eine detailliertere Verteilung der Betriebszeiten in Teilzeiträumen anzugeben, die der Verteilung der meteorologischen Kategorien entsprechen. Diese Angaben müssen auf einem Jahresdurchschnitt beruhen.
W
| CW10lgTTref | (2.4.2) |
Hierbei gilt:
T ist die aktive Zeit der Quelle je Zeitraum im Jahresdurchschnitt in Stunden.
Tref ist der Referenzzeitraum in Stunden (z. B. Tag mit 12 Stunden, Abend mit 4 Stunden, Nacht mit 8 Stunden).
Für die dominierenderen Quellen ist der Korrekturwert für die Betriebszeiten im Jahresdurchschnitt mit mindestens einer Toleranz von 0,5 dB anzusetzen, um eine akzeptable Genauigkeit zu erreichen (dies ist gleichbedeutend mit einer Unsicherheit von weniger als 10 % bei der Festlegung der aktiven Zeit der Quelle).
Die Richtwirkung einer Quelle ist in hohem Maße abhängig von der Position der äquivalenten Schallquelle in Bezug auf Flächen in der Nähe. Da bei der Ausbreitungsmethode die Reflexion von Flächen in der Nähe ebenso wie deren schalldämpfende Wirkung berücksichtigt werden, ist der Position dieser Flächen besondere Beachtung zu schenken. Üblicherweise werden die beiden folgenden Fälle unterschieden:
Die Schallleistung und Richtwirkung einer Quelle werden bestimmt und bezogen auf eine bestimmte reale Quelle angegeben, wenn diese sich im freien Schallfeld befindet (ohne Berücksichtigung des Geländeeinflusses). Dies erfolgt gemäß den Festlegungen zur Ausbreitung, wenn angenommen wird, dass keine Fläche in der Nähe weniger als 0,01 m von der Quelle entfernt ist und Flächen in einer Entfernung von 0,01 m oder mehr in die Berechnung der Ausbreitung einbezogen werden.
Die Schallleistung und Richtwirkung einer Quelle werden bestimmt und relativ zu einer bestimmten realen Quelle angegeben, wenn diese sich an einem bestimmten Ort befindet und deshalb die Schallleistung und Richtwirkung der Quelle tatsächlich „äquivalent“ sind, da sie die Modellierung des Einflusses der Flächen in der Nähe einschließt. Dies erfolgt in einem „halbfreien Schallfeld“ gemäß der Definition der Schallausbreitung. In diesem Fall sind die modellierten Flächen in der Nähe bei der Berechnung der Ausbreitung nicht zu berücksichtigen.
W,dir,xyz
x, y, z
x
y
z
x
2
y
2
z
2
1
In diesem Dokument wird ein Verfahren zur Berechnung der Abschwächung von Schall während seiner Ausbreitung im Freien beschrieben. Ausgehend von den bekannten Eigenschaften der Quelle wird mit diesem Verfahren der äquivalente kontinuierliche Schalldruckpegel am Empfängerpunkt unter zwei Zuständen der atmosphärischen Bedingungen vorausberechnet:
Ausbreitung unter den Bedingungen der Abwärtsbrechung (positiver vertikaler Gradient der effektiven Schallgeschwindigkeit) von der Quelle zum Empfänger;
homogene atmosphärische Bedingungen (kein vertikaler Gradient der effektiven Schallgeschwindigkeit) über die gesamte Ausbreitungsfläche.
Das in diesem Dokument beschriebene Berechnungsverfahren gilt für Industrie-/Gewerbeanlagen sowie Anlagen für die Beförderung auf dem Landweg. Es gilt somit insbesondere für Straßen- und Eisenbahnverkehrsanlagen. Der Flugverkehr fällt nur beim Schall, der während Arbeiten am Boden entsteht, in den Anwendungsbereich des Verfahrens; Starts und Landungen gehören nicht dazu.
Einrichtungen der industriellen/gewerblichen Infrastruktur, die impulsförmige oder starke tonale Geräusche entsprechend der Beschreibung in ISO 1996-2:2007 emittieren, fallen nicht in den Anwendungsbereich dieses Verfahrens.
den
Zur Berechnung der Abschwächung aufgrund der Absorption in der Atmosphäre im Falle von Transportinfrastruktur werden die Bedingungen von Temperatur und Feuchtigkeit nach ISO 9613-1:1996 berechnet.
8000
Teilabdeckungen und Hindernisse mit einem Gefälle (bei der Modellierung) von mehr als 15° bezogen auf die Vertikale fallen nicht in den Anwendungsbereich dieses Berechnungsverfahrens.
Eine einzelne Abschirmung wird als einzelne Beugung berechnet, zwei oder mehr Abschirmungen in einem einzigen Ausbreitungsweg werden unter Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens als aufeinanderfolgende Reihe einzelner Beugungen behandelt.
Alle in diesem Dokument verwendeten Abstände, Höhen und Dimensionen werden in Metern (m) angegeben.
MN
M
N
M̂N
M
N
Reale Höhen werden üblicherweise vertikal im rechten Winkel zur horizontalen Ebene gemessen. Höhen von Punkten über dem lokalen Boden werden mit h bezeichnet, absolute Höhen von Punkten und absolute Höhen des Bodens sind mit dem Buchstaben H zu bezeichnen.
Zur Berücksichtigung des tatsächlichen Reliefs des Geländes entlang eines Ausbreitungswegs wird der Begriff „äquivalente Höhe“ eingeführt, der mit dem Buchstaben z bezeichnet wird. Er ersetzt in den Gleichungen zu den Bodeneffekten die realen Höhen.
L
Die Summe der Schallpegel aufgrund zueinander inkohärenter Quellen werden mit dem Zeichen entsprechend der folgenden Definition bezeichnet:
| (2.5.1) |
Reale Quellen werden durch eine Reihe von Punktquellen oder — im Falle des Eisenbahn- oder des Straßenverkehrs — durch inkohärente Quellenlinien beschrieben. Das Ausbreitungsverfahren beruht auf der Annahme, dass Linien- oder Flächenquellen zuvor aufgeteilt wurden, damit sie mittels einer Reihe äquivalenter Punktquellen dargestellt werden können. Dies kann als Vorverarbeitung der Quellendaten erfolgt sein oder im Rahmen der Pathfinder-Komponente der Berechnungssoftware erfolgen. Die Mittel, mit denen dies erfolgt ist, gehören nicht zum Anwendungsbereich der aktuellen Methodik.
Das Verfahren arbeitet mit einem geometrischen Modell, das aus einer Reihe zusammenhängender Boden- und Hindernisflächen besteht. In Bezug auf die horizontale Ebene wird ein vertikaler Ausbreitungsweg auf einer oder mehreren vertikalen Ebenen aufgetragen. Für Bahnverläufe einschließlich Reflexionen auf vertikale Flächen, die sich nicht im rechten Winkel zur Auftreffebene befinden, wird anschließend eine weitere vertikale Ebene einschließlich des reflektierten Teils des Ausbreitungswegs einbezogen. Werden mehrere vertikale Ebenen verwendet, um den gesamten Ausbreitungsweg von der Quelle bis zum Empfänger zu beschreiben, werden die vertikalen Ebenen sodann verflacht (wie beim Auffalten einer Spanischen Wand).
Die äquivalenten Höhen werden auf der mittleren Grundebene zwischen der Quelle und dem Empfänger ermittelt. Damit wird die tatsächliche Ebene durch eine fiktive Ebene ersetzt, die das mittlere Profil des Geländes abbildet.
1
Tatsächliches Relief
2
Mittlere Ebene
s
r
d
p
Weist die äquivalente Höhe eines Punktes einen negativen Wert auf, d. h. befindet sich der Punkt unterhalb der mittleren Grundebene, wird die Höhe null beibehalten; der äquivalente Punkt ist dann mit seinem möglichen Abbild identisch.
k
k
k
n
k
k
k
x
k
k + 1
k
n
| ak = (Hk + 1 – Hk)/(xk + 1 – xk) | (2.5.2) | |
| bk = (Hk · xk + 1 – Hk + 1 · xk)/(xk + 1 – xk) |
Z
ax
b
x
1
n
Verwendet wird:
| A23n1k1akx3k1x3kn1k1bkx2k1x2k | (2.5.3) | |
| Bn1k1akx2k1x2k2n1k1bkxk1xk |
Die Koeffizienten der Geraden sind wie folgt gegeben:
| a32ABxnx1xnx13 | (2.5.4), | |
| b2x3nx31xnx14B3xnx1xnx13A |
k + 1 =
k
Reflexionsanteile sind durch die Einführung von Spiegelquellen wie nachfolgend beschrieben zu berücksichtigen.
R
1) zu jedem Ausbreitungsweg:
2) Aufsummierung der langfristigen Schallpegel für alle Ausbreitungswege, die einen bestimmten Empfänger betreffen, wodurch der Gesamtschallpegel am Empfängerpunkt berechnet werden kann.
ground
dif
S
w,0,dir
R
| LF = LW,0,dir – AF | (2.5.5) |
F
| LF = Adiv + Aatm + Aboundary,F | (2.5.6) |
Hierbei gilt:
Adiv ist die Abschwächung aufgrund geometrischer Zerstreuung;
Aatm ist die Abschwächung aufgrund von Luftabsorption;
Aboundary,F ist die Abschwächung aufgrund der Begrenzung des Ausbreitungsmediums bei günstigen Bedingungen. Sie kann folgende Terme beinhalten:Aground,F für die Abschwächung aufgrund des Bodens bei günstigen Bedingungen;Adif,F für die Abschwächung aufgrund von Beugung bei günstigen Bedingungen.
Für einen gegebenen Ausbreitungsweg und ein gegebenes Frequenzband sind die folgenden beiden Szenarien möglich:
entweder Aground,F wird ohne Beugung (Adif,F= 0 dB) und Aboundary,F=Aground,F berechnet;
oder es wird Adif,F berechnet. Der Bodeneffekt wird in der Adif,F-Gleichung selbst berücksichtigt (Aground,F= 0 dB). Somit ergibt sich Aboundary,F=Adif,F.
Das Verfahren ist völlig identisch mit dem Fall der günstigen Bedingungen im vorhergehenden Abschnitt.
| LH = LW,0,dir – AH | (2.5.7) |
H
| AH = Adiv + Aatm + Aboundary,H | (2.5.8) |
Hierbei gilt:
Adiv ist die Abschwächung aufgrund geometrischer Zerstreuung;
Aatm ist die Abschwächung aufgrund von Luftabsorption;
Aboundary,H ist die Abschwächung aufgrund der Begrenzung des Ausbreitungsmediums bei homogenen Bedingungen. Sie kann folgende Terme beinhalten:Aground,H für die Abschwächung aufgrund des Geländes bei homogenen Bedingungen;Adif,H für die Abschwächung aufgrund von Beugung bei homogenen Bedingungen.
Für einen gegebenen Ausbreitungsweg und ein gegebenes Frequenzband sind die folgenden beiden Szenarien möglich:
entweder Αground,H (Adif,H = 0 dB) wird ohne Beugung und Aboundary,H =Αground,H berechnet;
oder es wird Adif,H (Αground,H = 0 dB) berechnet. Der Bodeneffekt wird in der Adif,H-Gleichung selbst berücksichtigt. Somit ergibt sich Aboundary,H = Adif,H
boundary,H
boundary,F
Der „langfristige“ Schallpegel entlang eines Ausbreitungsweges, der von einem bestimmten Punkt ausgeht, wird aus der logarithmischen Summe der bewerteten Schallenergie bei homogenen Bedingungen und der Schallenergie bei günstigen Bedingungen gebildet.
p
S, R
| LLT10lgp10LF101p10LH10 | (2.5.9) |
Anmerkung:
p
(2.5.9) p
Der langfristige Gesamtschallpegel am Empfänger für ein Frequenzband wird durch die energetische Summierung der Beiträge aller N Ausbreitungswege für alle Arten errechnet:
| Ltot,LT10lgn10Ln,LT10 | (2.5.10) |
Hierbei gilt:
n
S
R
Die Berücksichtigung von Reflexionen mittels Spiegelquellen wird näher beschrieben. Der Prozentsatz der Häufigkeit günstiger Bedingungen im Falle der Reflexion eines Ausbreitungsweges an einem vertikalen Hindernis ist als identisch mit der Häufigkeit des direkten Ausbreitungsweges anzusetzen.
S′
S
p′
S′
R
p
i
R
Der Gesamtschallpegel in Dezibel A (dBA) wird durch Summierung der Pegel in jedem einzelnen Frequenzband bestimmt:
| LAeq,LT10lgi10Ltot,LT,iAWCf,i10 | (2.5.11), |
i
AWC
Aeq,LT
div
| Adiv = 20 × lg(d) + 11 | (2.5.12) |
wobei d die direkte 3D-Schrägentfernung zwischen der Quelle und dem Empfänger ist.
A
atm
d
| Aatm = αatm · d/1000 | (2.5.13) |
Hierbei gilt:
d ist die direkte 3D-Schrägentfernung zwischen der Quelle und dem Empfänger in m;
αatm ist der Koeffizient der Abschwächung in der Atmosphäre in dB/km in der nominellen Mittenfrequenz für jedes Frequenzband gemäß ISO 9613-1.
atm
101325
Die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts ist vor allem das Ergebnis der Interferenz zwischen dem reflektierten Schall und dem Schall, der sich direkt von der Quelle zum Empfänger ausbreitet. Sie ist physisch mit der akustischen Absorption des Geländes verbunden, über dem sich der Schall ausbreitet. Sie ist aber auch erheblich von den atmosphärischen Bedingungen während der Ausbreitung abhängig, da sich durch die Biegung des Strahls die Höhe des Ausbreitungsweges über dem Boden ändert und so die Einflüsse des Bodens und des Geländes nahe der Quelle an Bedeutung gewinnen oder verlieren.
s
r
dif
Die akustischen Absorptionseigenschaften des Bodens stehen vor allem mit seiner Porosität in Verbindung. Ein kompakter Boden ist im Allgemeinen reflektierend, ein poröser Boden absorbierend.
G
G
G
G
| Beschreibung | Art | (kPa·s/m2) | G-Wert |
| Sehr weich (wie Schnee oder Moos) | A | 12,5 | 1 |
| Weicher Waldboden (kurzes, dichtes heideartiges oder dickes Moos) | B | 31,5 | 1 |
| Nicht verdichteter loser Boden (Rasen, Gras, loser Boden) | C | 80 | 1 |
| Normaler nicht verdichteter Boden (Waldboden, Weideland) | D | 200 | 1 |
| Verdichtetes Feld und Schotter (verdichteter Rasen, Parkgebiete) | E | 500 | 0,7 |
| Verdichteter dichter Boden (Schotterstraße, Parkplatz) | F | 2000 | 0,3 |
| Harte Oberflächen (zumeist normaler Asphalt, Beton) | G | 20000 | 0 |
| Sehr harte und dichte Oberflächen (dichter Asphalt, Beton, Wasser) | H | 200000 | 0 |
path
p
s
r
path
| G′path = | Gpathdp30zszrGs1dp30zszr | wennd dp ≤ 30(zs + zr) | (2.5.14) |
| Gpath | andernfalls |
s
s
Die Absorption poröser Straßenbeläge wird im Emissionsmodell berücksichtigt.
s
G
Straße G=0
Parkfläche G=0
Bewirtschaftete Felder G=1
Gärten G=1
w
m
path
path
| Homogene Bedingungen | Günstige Bedingungen | |||||
| Aground | Δground(S,O) | Δground(O,R) | Aground | Δground(S,O) | Δground(O,R) | |
| Ḡw | G′path | G path | ||||
| Ḡm | G′path | G path | G′path | G path | ||
Die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts bei homogenen Bedingungen wird nach den folgenden Gleichungen berechnet:
path
| Aground,Hmax10lg4k2d2pz2s2CfkzsCfkz2r2CfkzrCfk ,Aground,H,min | (2.5.15) |
Hierbei gilt:
m
c
f
| Cfdp13wdpewdp1wdp | (2.5.16), |
w
| (2.5.17). |
w
path
path
| (2.5.18) |
ground,H
S
i
R
Ḡw = G′path
Ḡm = G′path
w
m
path
ground,H
m
ground,H
Wenn Gpath ≠ 0a)In der Gleichung Aground,H werden die Höhen zs und zr ersetzt durch zs + δ zs + δ zT bzw. zr + δ zr + δ zT, wobeiδzsa0zszszr2d2p2(2.5.19)δzra0zrzszr2d2p2ao = 2 x 10– 4 m-1 die Umkehrung des Bogenhalbmessers istδzT6103dpzszrb)Der untere Grenzwert von Aground,F ist abhängig von der Geometrie des Ausbreitungsweges:(2.5.20)
Wenn Ḡpath= 0Aground,F,= Aground,F,min
δ z
s
δ z
r
δ z
T
m
path
G
path
S
i
R
Ḡw = Gpath in Gleichung (2.5.17);
Ḡm = G′path.
w
m
dif
ground
δ
λ
dif
dif
dif
ground
Die hier vorgeschlagenen Gleichungen werden verwendet, um die Beugung an dünnen Schirmen, dicken Schirmen, Gebäuden, (natürlichen und künstlichen) Wällen und durch die Kanten von Dämmen, Schneisen und Viadukten zu berechnen.
Werden in einem Ausbreitungsweg mehrere Beugungshindernisse festgestellt, werden sie als Mehrfachbeugung behandelt, indem das im folgenden Abschnitt zur Berechnung der Weglängendifferenz beschriebene Verfahren angewendet wird.
Die hier dargelegten Verfahren werden verwendet, um die Abschwächungen sowohl bei homogenen als auch bei günstigen Bedingungen zu berechnen. Die Strahlbeugung wird bei der Berechnung der Weglängendifferenz sowie zur Berechnung der Bodeneffekte vor und nach der Beugung berücksichtigt.
Abbildung 2.5.c veranschaulicht das allgemeine Verfahren der Berechnung der Abschwächung aufgrund von Beugung. Dieses Verfahren basiert auf der Untergliederung des Ausbreitungswegs in zwei Teile: den „quellenseitigen“ Ausbreitungsweg zwischen der Quelle und dem Beugungspunkt und den „empfängerseitigen“ Ausbreitungsweg zwischen dem Beugungspunkt und dem Empfänger.
Folgendes wird berechnet:
ein Bodeneffekt, quellenseitig, Δground(S,O),
ein Bodeneffekt, empfängerseitig, Δground(O,R)
und drei Beugungen:zwischen der Quelle S und dem Empfänger R: Δdif(S,R),zwischen der Spiegelquelle S′ und R: Δdif(S',R),zwischen S und dem Spiegelempfänger R′: Δdif(S,R′).
1
Quellenseite.
2
Empfängerseite.
Hierbei gilt:
S ist die Quelle;
R ist der Empfänger;
S′ ist die Spiegelquelle auf der Quellenseite bezogen auf die mittlere Grundebene;
R′ ist der Spiegelempfänger auf der Empfängerseite bezogen auf die mittlere Grundebene;
O ist der Beugungspunkt;
zs ist die äquivalente Höhe der Quelle S bezogen auf die Quellenseite der mittleren Ebene;
zo,s ist die äquivalente Höhe des Beugungspunkts O bezogen auf die Quellenseite der mittleren Grundebene;
zr ist die äquivalente Höhe des Empfängers R bezogen auf die Empfängerseite der mittleren Ebene;
zo,r ist die äquivalente Höhe des Beugungspunkts O bezogen auf die Empfängerseite der mittleren Grundebene.
Die Unregelmäßigkeit des Bodens zwischen der Quelle und dem Beugungspunkt sowie zwischen dem Beugungspunkt und dem Empfänger wird mittels äquivalenter Höhen berücksichtigt, die in Bezug auf die mittlere Grundebene, zuerst quellenseitig und dann empfängerseitig (zwei mittlere Grundebenen), anhand des im Unterabschnitt zu erheblichen Höhen über dem Boden beschriebenen Verfahrens berechnet werden.
Für die reine Beugung ohne Bodeneffekte wird die Abschwächung angegeben durch:
| Δdif = | 10Chlg340λC″δ | wenn40λC″δ2 | (2.5.21) |
| 0 | andernfalls |
Hierbei gilt:
| Ch = 1 | (2.5.22) |
λ
δ
C″
C″
e
C″
| (2.5.23) |
dif
wenn Δdif < 0: Δdif = 0 dB,
wenn Δdif > 25: Δdif = 25 dB für eine Beugung an einer horizontalen Kante und nur beim Term Δdif, der in der Berechnung von Adif eine Rolle spielt. Diese Obergrenze gilt nicht bei den Δdif Termen, die in die Berechnung von Δground eingreifen, oder für eine Beugung an einer vertikalen Kante (seitliche Beugung) im Falle der Erstellung von Lärmkarten für Industrie-/Gewerbelärm.
δ
δ
Hinweis:
δ
3. Fall
2. Fall
1. Fall
SO
OR
SR
| Γ = max(1000,8d) | (2.5.24) |
M̂N
| (2.5.25) |
F
wenn der direkte Schallstrahl SR durch das Hindernis verdeckt wird (1. und 2. Fall in Abbildung 2.5.e):(2.5.26),
wenn der direkte Schallstrahl SR nicht durch das Hindernis verdeckt wird (3. Fall in Abbildung 2.5.e):(2.5.27),
A
SR
Für die Mehrfachbeugungen bei günstigen Bedingungen:
Bestimmen der konvexen Hülle, die durch die verschiedenen potenziellen Beugungskanten definiert wird;
Ausschließen der Beugungskanten, die nicht an der Grenze der konvexen Hülle liegen;
Berechnen von δF ausgehend von den Längen des gebogenen Schallstrahls durch Aufgliederung des gebeugten Ausbreitungsweges in so viele Bogensegmente wie nötig (siehe Abbildung 2.5.f)(2.5.28)
In dem in Abbildung 2.5.f dargestellten Szenario ist die Weglängendifferenz:
| (2.5.29) |
Die Abschwächung aufgrund von Beugung unter Berücksichtigung der quellen- und empfängerseitigen Bodeneffekte wird nach den folgenden allgemeinen Gleichungen berechnet:
| AdifΔdifS,RΔgroundS,OΔgroundOn ,R | (2.5.30) |
Hierbei gilt:
Δdif (S,R) ist die Abschwächung aufgrund der Beugung zwischen der Quelle S und dem Empfänger R;
Δground(S,O) ist die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts auf der Quellenseite, bewertet mittels der Beugung auf der Quellenseite; wobei als vereinbart gilt, dass O = O1 im Falle von Mehrfachbeugungen wie in Abbildung 2.5.f
Δground(O,R) ist die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts auf der Empfängerseite, gewichtet nach der Beugung auf der Empfängerseite (siehe den folgenden Unterabschnitt „Berechnung des Terms Δground(O,R)“).
| (2.5.31) |
Hierbei gilt:
Aground(S,O) ist die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts zwischen der Quelle S und dem Beugungspunkt O. Dieser Term wird, wie im vorherigen Unterabschnitt „Berechnung bei homogenen Bedingungen“ und im vorherigen Unterabschnitt „Berechnung bei günstigen Bedingungen“ angegeben, berechnet, und zwar ausgehend von folgenden Hypothesen:zr = zo,s;
Gpath wird zwischen S und O berechnet;
bei homogenen Bedingungen: Ḡw = G′path in Gleichung (2.5.17), Ḡm = G′path in Gleichung (2.5.18);
bei günstigen Bedingungen: Ḡw = Gpath in Gleichung (2.5.17), Ḡm = G′path in Gleichung (2.5.20);
Δdif(S',R) ist die Abschwächung aufgrund der Beugung zwischen der Spiegelquelle S′ und R, berechnet wie im vorherigen Unterabschnitt „Reine Beugung“;
Δdif(S,R) ist die Abschwächung aufgrund der Beugung zwischen S und R, berechnet wie in Unterabschnitt VI.4.4.b.
| (2.5.32) |
Hierbei gilt:
Aground (O,R) ist die Abschwächung aufgrund des Bodeneffekts zwischen dem Beugungspunkt O und dem Empfänger R. Dieser Term wird, wie im vorherigen Unterabschnitt „Berechnung bei homogenen Bedingungen“ und im vorherigen Unterabschnitt „Berechnung bei günstigen Bedingungen“ angegeben, berechnet, und zwar ausgehend von folgenden Hypothesen:zs = zo,r
Gpath wird zwischen O und R berechnet.
path
path
path
Bei homogenen Bedingungen Ḡw = Gpath in Gleichung (2.5.17) und Ḡm = Gpath in Gleichung (2.5.18);
Bei günstigen Bedingungen Ḡw = Gpath in Gleichung (2.5.17) und Ḡm = Gpath in Gleichung (2.5.20);
Δdif(S,R′) ist die Abschwächung aufgrund der Beugung zwischen S und dem Spiegelempfänger R′, berechnet wie im vorherigen Abschnitt „Reine Beugung“;
Δdif(S,R) ist die Abschwächung aufgrund der Beugung zwischen S und R, berechnet wie im vorhergehenden Unterabschnitt „Reine Beugung“.
dif
dif(S,R)
ground
atm
ground
div
d
| AHAdivApathatmApathground,HΔdif,HS,R | (2.5.33) |
| AFAdivApathatmApathground,FΔdif,HS,R | (2.5.34) |
dif
Die Reflexionen an vertikalen Hindernissen werden über Spiegelquellen erfasst. Somit werden Reflexionen an Gebäudefassaden und Lärmschutzwänden auf diese Weise erfasst.
Ein Hindernis gilt als vertikal, wenn seine Neigung bezogen auf die Senkrechte weniger als 15° beträgt.
Handelt es sich um Reflexionen an Objekten, deren Neigung bezogen auf die Senkrechte mehr als oder gleich 15° ist, wird das Objekt nicht betrachtet.
Ein Beispiel für eine spezielle Konfiguration ist ein Netz kleiner Hindernisse, die in einer Ebene und in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Man beachte, dass Reflexionen am Boden hier nicht behandelt werden. Sie werden bei den Berechnungen der Abschwächung aufgrund der Begrenzung (Boden, Beugung) berücksichtigt.
WS
S
r
S′
| LWS′ = LWS + 10 · lg(1 – αr) = LWS + Arefl | (2.5.35) |
r
Die oben beschriebenen Abschwächungen der Ausbreitung werden dann — wie beim direkten Ausbreitungsweg — auf diesen Ausbreitungsweg (Spiegelquelle, Empfänger) angewendet.
Bei der geometrischen Untersuchung von Schallausbreitungswegen während der Reflexion an einem vertikalen Hindernis (Schutzwände, Gebäude) bestimmt die Position des Auftreffens des Strahls in Bezug auf die Oberkante dieses Hindernisses über den mehr oder weniger erheblichen Anteil an Energie, der tatsächlich reflektiert wird. Dieser Verlust an akustischer Energie bei der Reflexion des Strahls wird als Abschwächung durch Retrobeugung bezeichnet.
Im Falle potenzieller Mehrfachreflexionen zwischen zwei vertikalen Wänden ist zumindest die erste Reflexion zu betrachten.
Im Falle eines Einschnitts (siehe zum Beispiel Abbildung 2.5.h) ist die Abschwächung durch Retrobeugung auf jede Reflexion an den Stützwänden anzuwenden.
In dieser Darstellung erreicht der Schallstrahl den Empfänger, indem er die Stützwände des Einschnitts „nacheinander durchläuft“, die daher mit Öffnungen verglichen werden können.
Bei der Berechnung der Ausbreitung durch eine Öffnung ist das Schallfeld beim Empfänger die Summe des Direktfeldes und des durch die Kanten der Öffnung gebeugten Feldes. Das gebeugte Feld sichert die Kontinuität des Übergangs zwischen dem freien Bereich und dem Schattenbereich. Erreicht der Strahl die Kante der Öffnung, ist das Direktfeld abgeschwächt. Die Berechnung entspricht der Berechnung der Abschwächung durch ein Hindernis im freien Bereich.
δ
S
R
O
| δ′ = – (SO + OR – SR) | (2.5.36) |
(2.5.36)
r
etrodif
(2.5.37)
(2.5.21)
| Δretrodif = | 10Chlg340λδ′ | wenn40λδ′2 | (2.5.37) |
| 0 | andernfalls |
S′
| LW′ = LW + 10 × lg(1 – αr) – Δretrodif | (2.5.38) |
(2.5.36)
Im Falle von Mehrfachreflexionen werden die auf Einzelreflexionen zurückgehenden Reflexionen aufsummiert.
Begriffe
Symbolen
Schall
Lärm
Lärm
AIP
Luftfahrthandbuch (Aeronautical Information Publication)
Flugzeugkonfiguration
Die Positionen von Vorflügel, Landeklappen und Fahrwerk
Flugbewegung
An- oder Abflug oder sonstiger Flugzeugbetrieb, der sich auf die Lärmexposition rund um einen Flugplatz auswirkt
Lärm- und Leistungsdaten eines Flugzeugs
NPD-Beziehungen
Flugkonfiguration
Substitution
Höhe, Flughöhe (Altitude)
Höhe über Normalnull
ANP-Datenbank
Datenbank der Lärm- und Leistungsdaten der Flugzeuge (Aircraft Noise and Performance), beigefügt in Anhang I
A
Der Maßstab des Basisschallpegels zur Messung des Umgebungslärms, einschließlich von Flugzeugen, auf dem die meisten Lärmkonturmessgrößen basieren
Kernkurs über Grund
Basispegel eines Schallereignisses
Der aus einer NPD-Datenbank ausgelesene Schallereignispegel
Lösen der Bremsen
Start-of-Roll-Punkt
Korrigierter Nettoschub
EPR
N
1
Kumulativer Schall-/Lärmpegel
Ein Dezibel-Maß des über einen festgelegten Zeitraum an einem Punkt in der Nähe eines Flughafens empfangenen Fluglärms bei normalen Betriebsbedingungen und Flugbahnen. Er wird berechnet, indem die an diesem Punkt auftretenden Schall-/Lärmpegel auf gewisse Weise aufsummiert werden.
Dezibel-Summe oder –Durchschnitt
Dezibel-Summe
L
i
F
Verhältnis der von einem Segment ausgehenden empfangenen Schallenergie zu der von einer unendlichen Flugbahn ausgehenden empfangenen Energie
Triebwerksleistungseinstellung
schallbezogenen Leistungsparameters
eq
Ein Maß für den langfristigen Schall. Der Pegel eines hypothetischen gleichmäßigen Schalls, der über einen festgelegten Zeitraum die gleiche Gesamtenergie enthält wie der tatsächliche variable Schall.
Ereignislärmpegel
Lärmexpositionspegel
Flugkonfiguration
Flugzeugkonfiguration
Flugparameter
Flugparameter
Flugzeugleistungseinstellung, -geschwindigkeit, -querneigung und -gewicht
Flugbahn
Der Weg eines Flugzeugs durch die Luft, dreidimensional definiert, in der Regel mit Bezugspunkt am Anfang der Startrollstrecke oder an der Landeschwelle
Flugbahnsegment
Teil einer Flugzeugflugbahn, der für Schallmodellierungszwecke durch eine gerade Linie endlicher Länge dargestellt wird
Flugverfahren
Die Abfolge von Arbeitsschritten, die von der Flugzeugbesatzung oder dem Flugmanagementsystem ausgeführt werden: ausgedrückt als Änderungen der Flugkonfiguration in Abhängigkeit vom Abstand entlang des Kurses über Grund.
Flugprofil
Flugkonfiguration
Profilpunkten
Grundebene
(oder nominelle Grundebene) Horizontale Bodenoberfläche durch den Flugplatzbezugspunkt, an dem die Konturen normalerweise berechnet werden
Geschwindigkeit über Grund
Geschwindigkeit eines Flugzeugs bezogen auf einen festen Punkt am Boden
Kurs über Grund
Vertikalprojektion der Flugbahn auf die Grundebene
Höhe (Height)
Grundebene
Integrierter Schallpegel
Einzelereignis-Lärmexpositionspegel
ISA
Internationale Standardatmosphäre — definiert von der ICAO. Definiert die Änderung von Lufttemperatur, -druck und -dichte in Abhängigkeit von der Höhe über Normalnull. Verwendet zur Normalisierung der Ergebnisse von Berechnungen zur Flugzeugkonstruktion und Analyse von Testdaten.
Dämpfung zur Seite
Zusätzliche, dem Vorhandensein der Bodenoberfläche direkt oder indirekt zurechenbare Dämpfung mit wachsendem Abstand. Erheblich bei niedrigen Höhenwinkeln (des Flugzeugs über der Grundebene)
Maximaler Lärm-/Schallpegel
Der höchste während eines Ereignisses erreichte Schallpegel
NN
Die Standardhöhenbezugsfläche, auf die sich die → ISA bezieht
Nettoschub
Die von einem Triebwerk auf die Flugzeugzelle ausgeübte Schubkraft
Lärm
A-bewerteten Schallpegel
A
Lärmstörpegel
Pegel
Lärmkontur
Eine Linie eines konstanten Wertes eines kumulativen Fluglärmpegels oder -indexes um einen Flughafen
Lärmimmission
Die nachteilige(n) Wirkung(en) von Lärm auf seine Empfänger; vor allem wird unterstellt, dass Lärmmesswerte Indizes für die Lärmimmission sind.
Lärmindex
DEN
Lärmpegel
Ein Dezibel-Maß für den Schall in einem Maßstab, der dessen Lautheit oder Geräuschhaftigkeit angibt. Für den Umgebungslärm von Flugzeugen werden im Allgemeinen zwei Vergleichsmaßstäbe verwendet: der A-bewertete Schallpegel und der Lärmstörpegel. Dabei wird von unterschiedlichen Bewertungen für unterschiedliche Frequenzen ausgegangen, um der menschlichen Wahrnehmung Rechnung zu tragen.
Lärmmaß
höchste Pegel
Lärmexpositionspegel
Lärm-Leistung-Abstand- (NPD)-Beziehungen/-Daten
Triebwerksleistungseinstellungen
Lärmbezogener Leistungsparameter
korrigierter Nettoschub.
Lärmsignifikanz
Beobachter
Empfänger
Verfahrensschritte
Vorgabe für das Fliegen eines Profils — die Schritte umfassen auch Änderungen der Geschwindigkeit und/oder der Höhe.
Profilpunkt
Höhe des Endpunktes eines Flugbahnsegments — in einer vertikalen Ebene über dem Kurs über Grund
Empfänger
Ein Empfänger von Lärm, der aus einer Quelle ankommt; hauptsächlich an einem Punkt auf oder nahe der Bodenoberfläche
Referenzatmosphäre
Anlage D
Referenztag
Bestimmte atmosphärische Bedingungen, nach denen die ANP-Daten vereinheitlich werden.
Referenzdauer
→ SEL
Referenzgeschwindigkeit
NPD- → SEL-Daten
SEL
Lärmexpositionspegel
Einzelereignis-Lärmexpositionspegel
Referenzdauer
Weicher Grund
Schall
Durch eine Wellenlängsbewegung durch die Luft übertragene Energie, die vom Ohr wahrgenommen wird
Schalldämpfung
Dämpfung zur Seite.
Lärmexposition
Ein Maß der gesamten Schallenergieimmission über einen bestimmten Zeitraum
AE
(Akronym SEL) Ein in ISO 1996-1 oder ISO 3891 standardisiertes Maß = auf 1 Sekunde bezogener A-bewerteter Einzelereignis-Lärmexpositionspegel
Schallintensität
Die Stärke der Schallimmission an einem bestimmten Punkt — verbunden mit Schallenergie (und angegeben durch gemessene Schallpegel)
Schallpegel
Lärmpegel
Teilstrecken-/Gesamtentfernung
Wegstrecke bis zum ersten Ziel eines abfliegenden Flugzeugs; gilt als Kennziffer für das Flugzeuggewicht.
SOR
Wahre Fluggeschwindigkeit
Tatsächliche Geschwindigkeit eines Flugzeugs bezogen auf die umgebende Luft (= Geschwindigkeit über Grund bei Windstille)
eq,W
eq
d
Kürzester Abstand vom Beobachtungspunkt zu einem Flugbahnsegment
p
Senkrechter Abstand vom Beobachtungspunkt zu einer Flugbahn (Schrägentfernung oder schräger Abstand)
λ
Skalierter Abstand
n
Tatsächlicher Nettoschub pro Triebwerk
n
Korrigierter Nettoschub je Triebwerk
h
Flughöhe (über NN)
L
Ereignis-Lärmpegel (Größe nicht definiert)
L(t)
t
A
A
t
AE
Lärmexpositionspegel (SEL)
Amax
A
E
Einzelereignis-Lärmexpositionspegel
E∞
Aus der NPD-Datenbank ermittelter Einzelereignis-Lärmexpositionspegel
EPN
Lärmstörpegel
eq
Äquivalenter (Dauer-)Schallpegel
max
L(t)
max,seg
Von einem Segment erzeugter Maximalpegel
Senkrechter Abstand von einem Beobachtungspunkt zum Kurs über Grund
lg
Logarithmus zur Basis 10
N
Anzahl der Segmente oder Teilsegmente
NAT
max
P
L(P,d)
seg
Für ein bestimmtes Segment maßgebender Leistungsparameter
q
Abstand vom Beginn eines Segments zum Punkt des kleinsten Vorbeiflugabstands
R
Kurvenradius
S
Standardabweichung
s
Abstand entlang dem Kurs über Grund
RWY
Länge der Start- und Landebahn
t
Zeit, Zeitpunkt
e
Effektive Dauer eines Einzelschallereignisses
t
0
Referenzzeit für integrierten Schallpegel
V
Geschwindigkeit über Grund
seg
Äquivalente Geschwindigkeit über Grund für ein bestimmtes Segment
ref
Referenzgeschwindigkeit über Grund, für die NPD-Daten definiert sind
x,y,z
Lokale Koordinaten
x′,y′,z′
Flugzeugkoordinaten
ARP
ARP
ARP
Position des Flugplatzbezugspunkts in geografischen Koordinaten
z
Höhe des Luftfahrzeugs über Grundebene/Flugplatzbezugspunkt
α
F
β
Höhenwinkel des Flugzeugs zur Grundebene
ε
Flugzeug-Querneigungswinkel
γ
Steig-/Sinkflugwinkel
φ
Depressionswinkel (Parameter der seitlichen Richtwirkung)
λ
Gesamtlänge eines Segments
ψ
Winkel zwischen der Richtung der Flugbewegung und der Richtung zum Beobachter
ξ
Steuerkurs des Flugzeugs, gemessen im Uhrzeigersinn ausgehend von Magnetisch-Nord
Λ(β,)
Luft-Boden-Dämpfung zur Seite
Λ(β)
Luft-Boden-Dämpfung zur Seite bei großer Reichweite
Γ()
Abstandsfaktor bei der Dämpfung zur Seite
Δ
Änderung des Wertes einer Größe oder Korrektur (je nach Angabe im Text)
F
Korrektur aufgrund des endlichen Segments
I
Korrektur aufgrund der Triebwerksanbringung
i
i
rev
Umkehrschub
SOR
Korrektur am Start-of-Roll-Punkt
V
Dauerkorrektur (Geschwindigkeit)
1, 2
Tiefgestellte Indizes zur Kennzeichnung der Anfangs- und Endwerte eines Intervalls oder Segments
E
Exposition
i
Summationsindex für Flugzeugmuster/-kategorie
j
Summationsindex für Kurs/Teilkurs über Grund
k
Summationsindex für Segment
max
Höchstwert
ref
Bezugswert
seg
Spezifischer Wert für ein Segment
SOR
Bezogen auf Start-of-Roll-Punkt
TO
Start (Take-Off)
Alle Eingangswerte, die den Emissionspegel einer Quelle beeinflussen, sind mit mindestens der Genauigkeit zu bestimmen, die einer Unsicherheit von ±2 dB (A) im Emissionspegel der Quelle entspricht (wobei alle anderen Parameter unverändert bleiben).
Bei der Anwendung des Verfahrens müssen die Eingangsdaten der tatsächlichen Nutzung entsprechen. Generell dürfen keine Standardeingangswerte oder -annahmen zugrunde gelegt werden. Insbesondere müssen aus Radardaten abgeleitete Flugbahnen verwendet werden, wann immer sie verfügbar und von ausreichender Qualität sind. Standardeingangswerte und -annahmen werden akzeptiert, wenn beispielsweise anstelle von Radardaten abgeleiteter Flugbahnen modellierte Flugrouten zugrunde gelegt werden sollen, weil die Erhebung realer Daten mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden wäre.
Die Konformität der zur Durchführung der Berechnungen verwendeten Software mit den Verfahren gemäß diesem Anhang ist dadurch nachzuweisen, dass die Ergebnisse anhand von Testfällen bestätigt werden.
Konturenkarten zeigen die Ausdehnung und den Umfang der Fluglärmauswirkungen in der Umgebung von Flughäfen, wobei die Auswirkungen durch die Werte eines angegebenen Lärmmaßes bzw. -index ausgewiesen werden. Eine Kontur ist eine Linie, entlang der der Indexwert konstant ist. Der Indexwert aggregiert in gewisser Weise sämtliche einzelnen Fluglärmereignisse, die in einem bestimmten, normalerweise in Tagen oder Monaten gemessenen Zeitraum auftreten.
Der Lärm an Punkten am Boden aufgrund von an- und abfliegenden Luftfahrzeugen eines nahe gelegenen Flugplatzes hängt von vielen Faktoren ab. Die wichtigsten davon sind Flugzeug- und Triebwerksmuster, die Verfahren für Schub-, Landeklappen- und Geschwindigkeitssteuerung an Bord der jeweiligen Flugzeuge, die Abstände zwischen den betreffenden Punkten und den verschiedenen Flugbahnen sowie Topografie und Wetter vor Ort. Im Flughafenbetrieb sind im Allgemeinen verschiedene Flugzeugmuster, verschiedene Flugverfahren sowie die verschiedensten Betriebsgewichte vertreten.
akkumuliert
Wenn lärmerzeugende Tätigkeiten im Zusammenhang mit dem Flughafenbetrieb nicht wesentlich zur Gesamtexposition der Bevölkerung gegenüber Fluglärm und entsprechenden Lärmkonturen beitragen, können sie ausgenommen werden. Zu diesen Tätigkeiten gehören: Hubschrauberflüge, Rollverkehr, Triebwerksprobeläufe sowie der Einsatz von Hilfsenergieaggregaten. Das bedeutet allerdings nicht, dass deren Auswirkungen unerheblich sind, und wenn diese Umstände eintreten, kann eine Bewertung der Quellen gemäß Abschnitt 2.7.21 und 2.7.22 durchgeführt werden.
Abbildung 2.7.a
Definition von Flugweg-geometrie, Geschwindigkeit- und Schnbprofden
Nachbearbeitung; Datenexport
Berechnung der Lärmkonturen
Akkumulation von Flügen
Lärm-bereclinuug für einen Einzelflug
Abschnitten 2.7.3 bis 2.7.6
Abschnitte 2.7.3 bis 2.7.6
Anlage A
Abschnitten 2.7.7 bis 2.7.13
Anlage B
Abschnitten 2.7.7 bis 2.7.13
Anlage C
Abschnitten 2.7.14 bis 2.7.19
Anlage D
Anlage E
Anwendungen der in den Kapiteln 3 und 4 beschriebenen Modellierungsverhältnisse verlangen neben den entsprechenden Flugbahnen geeignete Lärm- und Leistungsangaben für die betreffenden Luftfahrzeuge.
Abschnitten 2.7.20 und 2.7.23 bis 2.7.25
Abschnitten 2.7.26 bis 2.7.28
Bezugsgeschwindigkeit
atmosphärischen Bezugsbedingungen
Eigentlich unterhalb des Flugzeugs senkrecht zur Tragflächenachse und Flugrichtung; angenommen als vertikal unterhalb des Flugzeugs bei Nichtkurvenflug (d. h. Nichtschrägflug).
lärmbezogenen Leistungsparameter
korrigierte Nettoschub
laterale Richtcharakteristik
seitliche Dämpfung
Segmentierung
Energiefraktion F
Flugbahn
Die Zeit wird über die Fluggeschwindigkeit ausgewiesen.
Kurs über Grund
Flugprofil
Synthese
Anlage B
Anlage B
Analyse
Bei einer Lärmmodellierungsanwendung könnte jeder Einzelflug theoretisch eigenständig dargestellt werden; dies würde eine genaue Berücksichtigung der räumlichen Streuung der Flugbahnen gewährleisten, was von großer Bedeutung sein kann. Um jedoch die Datenaufbereitung und die Computerzeit innerhalb vertretbarer Grenzen zu halten, ist es üblich, Flugbahnstreubereiche durch eine kleine Zahl von seitlich versetzten „Unterstrecken“ darzustellen. (Die vertikale Streuung ist normalerweise durch eine Berücksichtigung der Wirkungen unterschiedlicher Fluggewichte auf die Höhenprofile zufriedenstellend repräsentiert.)
Die in Anlage I aufgeführte ANP-Datenbank deckt die meisten vorhandenen Luftfahrzeugmuster ab. Muster und Varianten, für die derzeit keine Daten verzeichnet sind, lassen sich am besten durch Daten für verzeichnete andere, normalerweise ähnliche Luftfahrzeuge darstellen.
Die ANP-Datenbank enthält vorgegebene „Verfahrensschritte“, die den Aufbau von Flugprofilen für mindestens ein übliches lärmminderndes Abflugverfahren ermöglichen. Neuere Datenbankeinträge erfassen zwei unterschiedliche lärmmindernde Abflugverfahren.
Fallspezifische Daten, aus denen die Lärmkonturen für ein bestimmtes Flughafenszenario berechnet werden, enthalten Folgendes:
Der Flugplatzbezugspunkt (zur Ortsbestimmung des Flugplatzes mit geeigneten geografischen Koordinaten). Der Bezugspunkt wird als Ursprung des im Berechnungsverfahren verwendeten lokalen kartesischen Koordinatensystems gesetzt.
Die Flugplatzbezugshöhe (= Höhe des Flugplatzbezugspunktes). Dabei handelt es sich um die Höhe der Grundebene, auf der ohne topografische Korrekturen die Lärmkonturen bestimmt werden.
Durchschnittliche meteorologische Parameter am oder nahe dem Flugplatzbezugspunkt (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, mittlere Windgeschwindigkeit und Windrichtung).
Für jede Start-/Landebahn:
Bezeichnung der Start-/Landebahn,
Bahnbezugspunkt (Mittelpunkt der Start-/Landebahn in lokalen Koordinaten),
Länge, Richtung und mittleres Gefälle der Start-/Landebahn,
Lage des Start-of-roll-Punkts und der Landeschwelle.
Projizierte Flugstrecken (Kurs über Grund) werden durch eine Reihe von Koordinaten in der Grundebene beschrieben. Die Quelle der Streckendaten hängt davon ab, ob einschlägige Radardaten verfügbar sind oder nicht. Sind sie verfügbar, werden durch statistische Analyse der Daten eine zuverlässige Kernstrecke (backbone track) und geeignete damit zusammenhängende (verteilte) Unterstrecken ermittelt. Sind sie nicht verfügbar, werden die Kernstrecken in der Regel aus geeigneten Verfahrensinformationen aufgebaut, z. B. unter Verwendung von Standard-Instrumentenabflugverfahren aus Luftfahrthandbüchern. Diese konventionelle Beschreibung enthält die folgenden Informationen:
Bezeichnung der Start-/Landebahn, von der die Strecke ausgeht,
Beschreibung des Streckenausgangspunkts (Start-of-Roll-Punkt, Landeschwelle),
Länge der Segmente (für Kurven, Radius und Richtungsänderung).
Diese Informationen sind das notwendige Minimum zur Bestimmung der Kernstrecke. Mittlere Schallpegel, die aufgrund der Annahme berechnet werden, dass Luftfahrzeuge den nominalen Routen genau folgen, können jedoch anfällig gegenüber lokalisierten Fehlern von mehreren Dezibel sein. Deshalb ist die laterale Streuung darzustellen, wobei die folgenden zusätzlichen Informationen benötigt werden:
Breite der „Schneise“ (oder eine andere statistische Angabe zur Streuung) an jedem Segmentende,
Anzahl der Unterstrecken,
Verteilung der Flugbewegungen senkrecht zur Kernstrecke.
Flugverkehrsdaten sind
der von den Daten erfasste Zeitraum sowie
die Anzahl der Flugbewegungen (An- oder Abflüge) jedes Luftfahrzeugmusters auf jeder Flugstrecke, untergliedert nach (1) Tageszeit für bestimmte Lärmdeskriptoren, (2) Betriebsgewichte oder Teilstreckenlängen für die Abflüge und (3) gegebenenfalls Betriebsverfahren.
Abschnitte 2.7.23 bis 2.7.25
Das Gelände um die meisten Flughäfen herum ist relativ flach. Allerdings ist dies nicht immer der Fall, so dass mitunter Abweichungen in der Geländeerhöhung im Verhältnis zur Flughafenbezugshöhe berücksichtigt werden müssen. Die Wirkung einer Geländeerhöhung kann in der Nähe von Anflugstrecken, in denen sich das Flugzeug in relativ niedriger Höhe bewegt, besonders wichtig sein.
x
, y
, z
z
Eine umfassende Analyse der Wirkungen von ausgesprochen unebenem Gelände auf die Schallausbreitung ist komplex und geht über den Anwendungsbereich dieser Methode hinaus. Mäßige Unebenheiten lassen sich durch die Annahme „pseudoebenen“ Bodens berücksichtigen, d. h. einfach durch Anhebung oder Absenkung der flachen Grundebene auf die lokale Geländeerhöhung (bezogen auf die Bezugsgrundebene) an jedem Empfangspunkt (siehe Abschnitt 2.7.4).
Anlage D
1)
Luftdruck
1013,25
2)
Luftabsorption
Tabelle D-1
Anlage D
3)
Niederschlag
keiner,
4)
Windgeschwindigkeit
weniger als 8 m/s (15 Knoten),
5)
Geschwindigkeit über Grund
160 Knoten,
6)
Lokales Gelände
Flacher, weicher Grund ohne große Bauwerke oder andere reflektierende Objekte innerhalb mehrerer Kilometer von den Flugstrecken.
Mitunter werden berechnete Pegel bei 4 m oder höher angefragt. Wie ein Vergleich der Messungen in 1,2 m und 10 m Höhe und eine theoretische Berechnung der Bodeneffekte zeigen, sind die Abweichungen des A-bewerteten Lärmexpositionspegels relativ unempfindlich gegenüber der Empfängerhöhe. Die Abweichungen sind im Allgemeinen kleiner als 1 Dezibel, es sei denn, der maximale Schalleinfallswinkel ist kleiner als 10° und das A-bewertete Spektrum am Empfänger hat sein Maximum im Bereich von 200 bis 500 Hz. Derartige Spektren mit vorwiegend niedrigen Frequenzen können z. B. in großen Entfernungen bei Triebwerken mit niedrigem Nebenstromverhältnis sowie bei Propellermotoren mit diskreten tieffrequenten Tönen auftreten.
Aus Vergleichen abgeschätzter und gemessener Flughafenlärmpegel geht hervor, dass NPD-Daten als anwendbar angenommen werden können, wenn die mittleren bodennahen Bedingungen innerhalb des folgenden Rahmens liegen:
Lufttemperatur weniger als 30 °C,
Produkt aus Lufttemperatur (°C) und relativer Luftfeuchtigkeit ( %) größer als 500,
Windgeschwindigkeit weniger als 8 m/s (15 Knoten).
Anlage D
1)
Höhe der Start-/Landebahn
NN,
2)
Lufttemperatur
15 °C,
3)
Bruttostartgewicht
Definiert als Funktion der Teilstreckenlänge in der ANP-Datenbank,
4)
Bruttolandegewicht
90 % des maximalen Gesamtbruttolandegewichts,
5)
Schub liefernde Triebwerke
Alle.
Anlage B
Anlage B
Die Erstellung des Lärmmodells erfordert es, dass jede Flugbewegung durch ihre dreidimensionale Flugbahn und die dabei eingesetzte variable Triebwerksleistung und Geschwindigkeit beschrieben wird. In der Regel repräsentiert eine modellierte Flugbewegung eine Teilmenge des gesamten Flughafenverkehrs, z. B. eine Anzahl (angenommener) identischer Flugbewegungen mit dem gleichen Luftfahrzeugmuster, Gewicht und Betriebsverfahren auf einem einzigen Kurs über Grund. Dieser kann jedoch selbst zu der Vielzahl gestreuter „Unterstrecken“ gehören, die zur Modellierung dessen verwendet wird, was bei einer vorgegebenen Route als wahre „Streckenschneise“ bezeichnet werden kann. Diese „Schneise“, die Vertikalprofile und die Flugzeugbetriebsparameter werden aus den eingegebenen Szenariodaten zusammen mit den Flugzeugdaten aus der ANP-Datenbank ermittelt.
Die NPD-Daten (in der ANP-Datenbank) definieren Lärm von Flugzeugen, die sich auf idealisierten horizontalen Flugbahnen unendlicher Länge bei konstanter Geschwindigkeit und Triebwerksleistung bewegen. Zur Anpassung dieser Daten an auf Flugplätzen üblichen Flugbahnen, die durch häufige Änderungen der Antriebsleistung und der Geschwindigkeit gekennzeichnet sind, wird jede Flugbahn in endliche geradlinige Segmente unterteilt, deren Beiträge zum auftretenden Lärm anschließend am Beobachtungspunkt addiert werden.
Profilpunkte
Synthese
Analyse
Kurs über Grund
Flugprofil
Flugverfahren
Es sei daran erinnert, dass das Profil für eine bestimmte Reihe von Verfahrensschritten vom Kurs über Grund abhängt. So ist z. B. die Steigrate bei gleichem Schub und gleicher Geschwindigkeit im Kurvenflug geringer als im Geradeausflug. Obwohl im vorliegenden Leitfaden erläutert wird, wie diese Abhängigkeit zu berücksichtigen ist, muss festgestellt werden, dass dies in der Regel einen hohen Rechenaufwand erfordert und Benutzer vielleicht lieber von der Annahme ausgehen, dass Flugprofil und Strecke (Kurs über Grund) unabhängig voneinander betrachtet werden können, d. h. dass das Steigflugprofil nicht von Kurvenflügen beeinflusst wird. Allerdings ist es wichtig, die für Kurvenflüge notwendigen Änderungen des Querneigungswinkels zu bestimmen, da sich dies in bedeutendem Maße auf die Richtwirkung der Schallemission auswirkt.
Der von einem Flugbahnsegment bei einem Beobachter ankommende Schall hängt von der Geometrie des Segments bezogen auf den Beobachter und von der Flugkonfiguration ab. Diese stehen jedoch in Wechselwirkung — eine Änderung des einen Faktors bewirkt eine Änderung des anderen, und so muss sichergestellt werden, dass die Konfiguration des Flugzeugs an allen Punkten der Flugbahn mit seiner Bewegung entlang der Bahn im Einklang steht.
Bei der Flugbahnsynthese, d. h. bei der Konstruktion einer Flugbahn aus einer Reihe von „Verfahrensschritten“, die die vom Piloten jeweils gewählten Einstellungen für Triebwerksleistung, Klappenstellung sowie Beschleunigung/Steig- und Sinkgeschwindigkeit beschreiben, ist die Fortbewegung zu berechnen. Bei einer Flugbahnanalyse ist es umgekehrt: Die Einstellungen der Triebwerksleistung müssen aus der beobachteten Bewegung des Flugzeugs abgeschätzt werden, wie sie aufgrund von Radardaten oder mitunter in speziellen Studien aus Flugschreiberdaten ermittelt wurden (obwohl im letztgenannten Fall die Triebwerksleistung in der Regel Bestandteil der Daten ist). In beiden Fällen müssen die Koordinaten und Flugparameter an allen Segmentendpunkten in die Lärmberechnung einfließen.
Anlage B
Anlage B
Startlauf
Steigflug mit konstanter Geschwindigkeit
Schubrücknahme
beschleunigender Steilflug und Einfahren der Klappen
beschleunigender Steilflug nach dem Einfahren der Klappen
Sinkflug und Verzögerung
Endanflug
Zwangsläufig beinhaltet die Modellierung in der Praxis Vereinfachungen in unterschiedlicher Ausprägung, wobei sich die entsprechenden Anforderungen nach der Art der Anwendung, der Bedeutung der Ergebnisse und den verfügbaren Ressourcen richtet. Eine allgemeine vereinfachende Annahme selbst in den aufwändigsten Anwendungen besteht darin, dass bei der Berücksichtigung der Flugstreckenstreuung die Flugprofile und Konfigurationen aller Unterstrecken die gleichen sind wie bei der Kernstrecke. Da mindestens sechs Unterstrecken zu verwenden sind (siehe Abschnitt 2.7.11), verringert sich dadurch bei lediglich minimal reduzierter Genauigkeit der Rechenaufwand immens.
Flugdatenschreiber speichern ausführliche Betriebsdaten. Diese sind jedoch nicht ohne weiteres zugänglich und in der Beschaffung teuer. Daher ist ihre Verwendung für Lärmmodellierungszwecke in der Regel auf besondere Projekte und Modellentwicklungsstudien beschränkt.
1013
In vielen Fällen ist eine Modellierung von Flugbahnen anhand von Radardaten nicht möglich, weil die notwendigen Ressourcen nicht verfügbar sind oder es sich um ein zukünftiges Szenario handelt, für das keine relevanten Radardaten vorliegen.
Verfahrensschritte
x,y,z
ARP
ARP
ARP
ARP
z
xy
Abbildung 2.7.b
x
Abschnitte 2.7.26 bis 2.7.28
Kurs über Grund
SAbflug
sAnflug
Piste
Horizontalebene (x, y, z)
(Ursprung: Flugplatzbezugspunkt ARP)
s
s
s
hinter dem Start-of-roll-Punkt bei Abflug und
vor Überquerung der Landeschwelle bei Anflug.
s
x′,y′,z′
Abbildung 2.7.c
z
o
o
z
Abbildung 2.7.d
z'
Abbildung 2.7.e
gerades Segment
Standard-Instrumenten-abflugroute
Kurven- segment
gerades Segment
Die Einpassung einer Kernstrecke in Radardaten ist vielschichtiger, weil erstens tatsächliche Kurven mit unterschiedlicher Geschwindigkeit geflogen werden und zweitens der Linienverlauf durch die Datenstreuung überdeckt wird. Wie bereits erläutert, wurden noch keine formalisierten Verfahren entwickelt, und es ist üblich, gerade und gekrümmte Segmente mit den durchschnittlichen Positionen abzugleichen, die aus Querschnitten der mit den Radardaten gewonnenen Flugwege in Intervallen entlang der Route berechnet werden. Es ist davon auszugehen, dass in Zukunft Computeralgorithmen dafür entwickelt werden, doch im Augenblick obliegt dem Modellierer die Entscheidung, wie die verfügbaren Daten bestmöglich zu verwenden sind. Ein maßgeblicher Faktor besteht darin, dass Fluggeschwindigkeit und Kurvenradius den Querneigungswinkel bestimmen, und wie in Abschnitt 2.7.19 zu sehen sein wird, beeinflussen Nichtsymmetrien der Schallabstrahlung rund um die Flugbahn sowie die Position der Flugbahn selbst den Lärm am Boden.
r
r
Wie dies am besten erreicht wird, bleibt dem Benutzer überlassen, da die Berechnung davon abhängt, wie die Kurvenradien definiert sind. Ist der Ausgangspunkt eine Folge von geraden oder bogenförmigen Abschnitten, besteht eine relativ einfache Möglichkeit darin, Querneigungswinkel-Übergangssegmente am Beginn und am Ende der Kurve einzufügen, bei denen sich das Flugzeug mit konstanter Rate um die Längsachse neigt (z. B. ausgedrückt in °/m oder °/s).
Wenn möglich sind Definitionen der seitlichen Streuung und der darzustellenden Unterstrecken auf einschlägige bisherige Erfahrungen des zu untersuchenden Flughafens zu gründen, in der Regel mittels einer Analyse von Radardatenproben. Der erste Schritt besteht in der Gruppierung der Daten nach Routen. Die Abflugstrecken sind durch eine erhebliche seitliche Streuung gekennzeichnet, die für eine genaue Modellierung zu berücksichtigen ist. Die Anflugrouten fügen sich in der Regel zu einer sehr engen „Schneise“ in etwa beim Endanflugweg zusammen, so dass es meist ausreicht, alle Anflüge durch eine einzige Strecke darzustellen. Sind jedoch die „Anflugschneisen“ innerhalb der Region der Lärmkonturen breit, müssten sie möglicherweise ebenso wie die Abflugrouten durch Unterstrecken dargestellt werden.
Es ist üblich, die Daten für eine einzelne Route als Muster einer einzigen Grundgesamtheit zu behandeln, dargestellt durch eine Kernstrecke und eine Menge verstreuter Unterstrecken. Ergibt jedoch die Prüfung, dass die Daten verschiedener Flugzeugklassen oder Flüge erheblich voneinander abweichen (z. B. wenn große und kleine Flugzeuge deutlich unterschiedliche Kurvenradien aufweisen), kann eine weitere Unterteilung der Daten in mehrere „Schneisen“ wünschenswert sein. Für jede „Schneise“ wird die seitliche Streckenstreuung als Funktion der Entfernung zum Ursprung ermittelt. Anschließend werden die Flugbewegungen auf der Basis der Verteilungsstatistik in eine Kernstrecke und eine geeignete Zahl verstreuter Unterstrecken aufgeteilt.
Da es normalerweise nicht zweckmäßig ist, die Wirkungen der Streckenstreuung außer Acht zu lassen, ist bei fehlenden „Schneisenmessdaten“ eine nominale Seitenstreuung quer und senkrecht zur Kernstrecke durch eine konventionelle Verteilungsfunktion zu definieren. Berechnete Werte von Lärmindizes werden von der genauen Form der seitlichen Streuung nicht besonders beeinflusst, so dass die Gaußsche Normalverteilung eine adäquate Beschreibung vieler mit Radar gemessener „Schneisen“ bietet.
Typischerweise wird eine diskrete Approximation mit sieben Punkten verwendet (d. h. die seitliche Streuung wird durch sechs in gleichem Abstand um die Kernstrecke angeordnete Unterstrecken dargestellt). Der Abstand der Unterstrecken hängt von der Standardabweichung der seitlichen Streuungsfunktion ab.
S
S
Tabelle 2.7.a
Anlage C
| Unterstrecke Nummer | Position der Unterstrecke | Anteil an den Flugbewegungen auf der Unterstrecke |
| 7 | – 2,14 × S | 3 % |
| 5 | – 1,43 × S | 11 % |
| 3 | – 0,71 × S | 22 % |
| 1 | 0 | 28 % |
| 2 | 0,71 × S | 22 % |
| 4 | 1,43 × S | 11 % |
| 6 | 2,14 × S | 3 % |
S
s
Anlage A3
Bei Strecken mit Kurven von weniger als 45 Grad:S(s) = 0,055 · s – 150für 2700 m ≤ s ≤ 30000 m(2.7.1)S(s) = 1500für s > 30000 m
Bei Strecken mit Kurven von mehr als 45 Grad:S(s) = 0,128 · s – 420für 3300 m ≤ s ≤ 15000 m(2.7.2)S(s) = 1500 mfür s > 15000 m
S(s)
s =
2700
s =
3300
6000
Das Flugprofil ist eine Beschreibung der Bewegung des Flugzeugs in der vertikalen Ebene über dem Kurs über Grund in Bezug auf Position, Geschwindigkeit, Querneigungswinkel und Triebwerksleistungseinstellung. Eine der wichtigsten Aufgaben des Modellbenutzers ist die Festlegung von Flugprofilen, die die Anforderungen der Modellierungsanwendung angemessen erfüllen. Sie müssen effizient sein, also ohne übermäßigen Zeit- und Ressourcenaufwand zu erfordern. Um einen hohen Genauigkeitsgrad zu erreichen, müssen die Profile selbstverständlich den jeweiligen Flugzeugbetriebszustand so exakt wie möglich widerspiegeln. Dazu bedarf es zuverlässiger Angaben über die atmosphärischen Bedingungen, die Luftfahrzeugmuster und -varianten sowie die Betriebsverfahren — die unterschiedlichen Schubeinstellungen und die Klappenstellung sowie den gefundenen Kompromiss zwischen Höhen- und Geschwindigkeitsänderung — alle über den betreffenden Zeitraum/die betreffenden Zeiträume entsprechend gemittelt. Oft stehen derartige detaillierte Informationen nicht zur Verfügung, was aber nicht unbedingt hinderlich ist. Selbst wenn sie vorliegen, muss der Modellierungsverantwortliche nach Augenmaß für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Genauigkeit und Ausführlichkeit der Eingabeinformationen sowie der Erfordernisse und Anwendungsbereiche der daraus zu berechnenden Konturen sorgen.
Anlage B
Neben der ANP-Datenbank, die Standardinformationen zu den Verfahrensschritten liefert, sind die Flugzeugbetreiber die beste Quelle für zuverlässige Informationen — zu den von ihnen verwendeten Verfahren und den typischen geflogenen Gewichten. Die wertvollste Quelle für Einzelflüge stellt der Flugdatenschreiber dar, der sämtliche relevante Informationen liefert. Doch selbst wenn derartige Daten verfügbar sind, ist der Aufwand für ihre Aufbereitung enorm hoch. Im Sinne des notwendigen sparsamen Umgangs mit Ressourcen bei der Modellierung besteht daher die normale praktische Lösung darin, fundierte Annahmen zu mittleren Gewichten und Betriebsverfahren anzustellen.
Standard
Anlage B
Eine höhere Genauigkeit bei der Modellierung tatsächlicher Szenarien lässt sich erreichen, wenn die nominalen Informationen durch die Anwendung von Radardaten ergänzt oder ersetzt werden. Flugprofile lassen sich ähnlich wie die seitlichen Kernstrecken anhand von Radardaten bestimmen — allerdings erst nach einer Aufteilung des Verkehrs nach Luftfahrzeugmuster und -variante und mitunter nach Gewicht und Teilstreckenlänge (nicht jedoch nach Streuung) —, so dass sich für jede Untergruppe ein mittleres Höhen- und Geschwindigkeitsprofil gegenüber der zurückgelegten Strecke über Grund ergibt. Beim anschließenden Zusammenfügen mit den Kursen über Grund wird dieses Einheitsprofil dann in der Regel wieder sowohl der Kernstrecke als auch den Unterstrecken zugewiesen.
Ist das Flugzeuggewicht bekannt, kann die Geschwindigkeits- und Schubänderung über eine schrittweise Lösung der Bewegungsgleichungen berechnet werden. Eine vorherige Aufbereitung der Daten ist sinnvoll, um die Effekte von Radarfehlern zu minimieren, aufgrund derer Schätzungen der Beschleunigung unzuverlässig werden können. Der erste Schritt besteht jeweils in einer Neudefinition des Profils durch Einpassung von geradlinigen Segmenten, die die jeweiligen Teilstrecken darstellen. Dabei wird jedes Segment entsprechend klassifiziert, d. h. als Startlauf, Steig- oder Sinkflug mit konstanter Geschwindigkeit, Schubrücknahme oder Beschleunigung/Verzögerung mit oder ohne Änderung der Klappenstellung. Zu den notwendigen Eingabedaten gehören zudem das Flugzeuggewicht sowie der atmosphärische Zustand.
In Abschnitt 2.7.11 wird darauf hingewiesen, dass die seitliche Streuung von Flugstrecken um die nominale bzw. die Kernstrecke herum besonders zu berücksichtigen ist. Die Radardatenproben sind dadurch gekennzeichnet, dass in der vertikalen Ebene ähnliche Streuungen der Flugbahnen auftreten. Es ist allerdings nicht üblich, die vertikale Streuung als eigenständige Variable zu modellieren. Sie entsteht hauptsächlich aufgrund unterschiedlichen Flugzeuggewichts und unterschiedlicher Betriebsverfahren, die bei der Aufbereitung der Verkehrseingabedaten berücksichtigt werden.
Dazu sollte die Gesamtlänge des Kurses über Grund stets größer sein als die Gesamtlänge des Flugprofils. Dies lässt sich gegebenenfalls erreichen, indem dem letzten Segment des Kurses über Grund gerade Segmente geeigneter Länge hinzugefügt werden.
x,y
r
Anlage B4
trans
trans
sub
| nsub = int(1 + (Δξ – 2 · Δξtrans)/30) | (2.7.3) |
x
x
sub
| Δξsub = (Δξ – 2 · Δξtrans)/nsub | (2.7.4) |
sub
sub
Abbildung 2.7.f
Auf diese einfache Weise definiert, ist die Gesamtlänge der segmentierten Bahn etwas kleiner als die der kreisförmigen Bahn. Der sich daraus ergebende Konturenfehler ist jedoch unerheblich, wenn die Winkelschritte unter 30° liegen.
neue Segmentpunkte aus Segmentierung des Kurses über Grund
Kurs über Grund
Flugprofil
Die Parameter zur Beschreibung jedes Flugprofilsegments am Beginn (Suffix 1) und am Ende (Suffix 2) des Segments lauten:
1
2
Entfernung entlang des Kurses über Grund,
1
2
Flugzeughöhe,
1
2
Geschwindigkeit über Grund,
1
2
lärmbezogener Schubparameter (entspricht dem, für den die NPD-Kurven definiert sind) und
1
2
Querneigungswinkel.
Flugbahnsynthese
Anlage B
s
1
s
2
s
Sollen die Effekte von Kurven auf das Flugprofil außer Acht gelassen werden, kommt die Geradeausfluglösung mit einem einzigen Segment zur Anwendung, obwohl die Informationen zum Querneigungswinkel für eine spätere Verwendung festgehalten werden.
x,y,z
z
V
P
x,y
| z = z1 + f · (z2 – z1) | (2.7.5) |
| VV21fV22V21 | (2.7.6) |
| ε = ε1 + f · (ε2 – ε1) | (2.7.7) |
| PP21fP22P21 | (2.7.8) |
wobei
| f = (s – s1)/(s2 – s1) | (2.7.9) |
z
V
P
Selbst wenn die Triebwerksleistungseinstellungen entlang eines Segments konstant bleiben, können sich Vortriebskraft und Beschleunigung aufgrund einer Luftdichteänderung mit zu- oder abnehmender Höhe verändern. Für die Zwecke der Lärmmodellierung sind diese Änderungen jedoch in der Regel unerheblich.
Flugbahnanalyse
SOR
1500
2500
V
1
2
TO
TO
TO
Anlage B
1
2
TO
| nTO = int(1 + (V2 – V1)/10) | (2.7.10) |
Somit ist die Geschwindigkeitsänderung entlang eines Segments
| ΔV = (V2 – V1)/nTO | (2.7.11) |
und die Zeit Δt in jedem Segment (unter Annahme einer konstanten Beschleunigung)
| Δt2sTOV2V1nTO | (2.7.12) |
TO,k
TO
| sTO,kk0,5ΔVΔt2k1sTOn2TO | (2.7.13) |
TO
1600
1
2 =
TO
Abbildung 2.7.g
P
| ΔP = (PTO – Pinit)/nTO | (2.7.14) |
TO
init
Mit der Verwendung dieses konstanten Schubinkrements (statt der quadratischen Gleichung 2.7.8) soll Konsistenz mit dem linearen Verhältnis zwischen Schub und Geschwindigkeit bei Strahlflugzeugen hergestellt werden (Gleichung B-1).
Beta-Winkel
1289,6
1099
2000
4231
Die Implementierung der angegebenen Höhen erfolgt, indem ermittelt wird, welche Höhe in der oben angegeben Menge dem Endpunkt des Originalsegments am nächsten liegt. Anschließend werden die tatsächlichen Höhen wie folgt berechnet:
| z′i = z [zi/zN] (i = 1…N) | (2.7.15) |
i
N
7
i
i
i
2
Die Geschwindigkeits- und Triebwerksleistungswerte an den eingeschobenen Punkten werden unter Verwendung der Gleichungen (2.7.11) bzw. (2.7.13) interpoliert.
Nach der Herleitung der segmentierten Flugbahn nach dem in Abschnitt 2.7.13 beschriebenen Verfahren und der Anwendung der beschriebenen Teilsegmentierung können weitere Segmentierungsanpassungen notwendig sein. Dazu gehören
die Beseitigung von Flugbahnpunkten, die zu nahe beieinander liegen, und
die Einfügung zusätzlicher Punkte, wenn Geschwindigkeitsänderungen entlang von Segmenten zu lang sind.
Wenn benachbarte Punkte weniger als 10 m voneinander entfernt liegen und die dazugehörigen Geschwindigkeits- und Schubwerte gleich sind, ist einer der Punkte zu entfernen.
Bei Flugsegmenten mit erheblicher Geschwindigkeitsänderung entlang eines Segments erfolgt eine Unterteilung wie beim Startlauf, d. h.
| nsegint1V2V110 | (2.7.16), |
1
2
Obwohl es sich beim Landerollen im Wesentlichen um eine Umkehr des Startlaufs handelt, ist Folgendes besonders zu berücksichtigen:
die Schubumkehr, die manchmal eingesetzt wird, um das Flugzeug abzubremsen, und
Flugzeuge, die die Landebahn nach dem Abbremsen verlassen (diese tragen nicht mehr zum Fluglärm bei, da Lärm beim Rollen außer Acht bleibt).
stop
Der Einsatz der Schubumkehr ist kein Standardverfahren. Sie kommt nur zur Anwendung, wenn das notwendige Abbremsen nicht mithilfe der Radbremsen erreicht werden kann. (Die Schubumkehr kann außerordentlich störend sein, da ein rasches Umschalten der Triebwerksleistung von Leerlauf auf Gegenschub einen plötzlichen Lärmausbruch verursacht.)
Die meisten Start-/Landebahnen werden jedoch sowohl für Starts als auch für Landungen genutzt, so dass die Schubumkehr nur sehr geringe Auswirkungen auf die Lärmkonturen hat, da die Gesamtschallenergie in der Nähe der Start-/Landebahn vom Lärm des Startbetriebs beherrscht wird. Lediglich dann, wenn eine Start-/Landebahn ausschließlich für den Landebetrieb genutzt wird, kann der Beitrag der Schubumkehr zu den Konturen signifikant sein.
Physikalisch ist der Schubumkehrlärm ein sehr komplexer Prozess, doch lässt es sich aufgrund seiner relativ geringen Bedeutung für die Fluglärmkonturen grob vereinfachend modellieren, indem der rasche Wechsel der Triebwerksleistung durch eine geeignete Segmentierung berücksichtigt wird.
Abbildung 2.7.h
Umkehrschub-Laststufe
Flugzeuggeschwindigkeit
Triebwerksleistung
Aufsetzen
Ende der Landebahn
Landeschwelle
s
stop
final
rev
stop
s =
s
RWY
rev
ΔL
stop
rev
Dieser Wert wurde in der vorigen Ausgabe des ECAC Doc. 29 empfohlen, gilt jedoch nach wie vor als vorläufig, bis weitere experimentelle Belegdaten vorliegen.
Abschnitten 2.7.7 bis 2.7.13
L(t)
A
E
max
E
max
E
AE
Amax
Der Einzelereignis-Schall- (oder Lärm)expositionspegel wird exakt ausgedrückt als
| LE10lg1t0t2t110Lt10dt | (2.7.17) |
t
0
1
2
1
2
L(t)
max
E
E
AE
| LAE10lg1t0t2t110LAt10dtmit t0 = 1 Sekunde | (2.7.18) |
L(t)
max
E
d
P
ref
E
max
P
d
P
d
max
E∞
P
d
Abbildung 2.7.i
Schräger Abstand (logarithmische Skala)
Leistung
Lärmpegel
i
i +
1
L(P)
P
i
i +
1
| LPLPiLPi1LPiPi1PiPPi | (2.7.19) |
i
i +
1
L(d)
d
i
i +
1
| LdLdiLdi1Ldilgdi1lgdilgdlgdi | (2.7.20) |
L(P,d)
P
d
d
1
2
I – 1
I
I
| Nach innen: | LdLd2Ld1Ld2lgd2lgd1lgd2lgd | (2.7.21) |
| Nach außen: | LdLdI1LdI1LdIlgdIlgdI1lgdlgdI1 | (2.7.22) |
d
d
d
d
Die in der ANP-Datenbank angegebenen NPD-Daten sind auf spezifische atmosphärische Bedingungen normalisiert (Temperatur 25 °C und Druck 101,325 kPa). Vor Anwendung der oben beschriebenen Interpolations-/Extrapolationsmethode ist für diese Daten eine akustische Impedanzanpassung vorzunehmen.
Amax
Die auf die Standard-NPD-Pegel anzuwendende Impedanzanpassung wird wie folgt ausgedrückt:
| ΔImpedance10lgρc409,81 | (2.7.23) |
Dabei gilt Folgendes:
Impedance
Impedanzanpassung zur Berücksichtigung der tatsächlichen atmosphärischen Bedingungen am Empfangsort (dB)
ρ·c
3
ρ·c
| (2.7.24) |
δ
o
o
1013,25
θ
0
0
o
0
max,seg
| (2.7.25) |
E
| (2.7.26) |
Die „Korrekturterme“ in den Gleichungen 2.7.25 und 2.7.26 — die in Abschnitt 2.7.19 ausführlich beschrieben werden — berücksichtigen die folgenden Effekte:
V
Dauerkorrektur:
max,seg
I
Installationseffekt:
lateralen Richtwirkung
Λ(β,)
Seitliche Dämpfung:
F
Korrektur aufgrund des endlichen Segments (Geräuschanteil):
Ist das Segment Teil des Startlaufs oder des Landerollens und befindet sich der Beobachter hinter dem betreffenden Segment, so werden spezielle Schritte zur Darstellung der ausgeprägten Richtcharakteristik von Strahltriebwerkslärm unternommen, der hinter einem startbereiten Flugzeug auftritt. Diese speziellen Schritte führen vor allem zur Verwendung einer besonderen Form des Lärms für den Expositionspegel:
| (2.7.27) | |
| (2.7.28) |
F
Segmentkorrektur
SOR
Korrektur aufgrund der Richtcharakteristik:
Die spezifische Behandlung der An- und Abrollsegmente wird in Abschnitt 2.7.19 beschrieben.
Die nachfolgenden Abschnitte beschreiben die Berechnung von Segmentschallpegeln.
Maximalpegel
max
max,seg
2.7.25 und 2.7.27
| Lmax = max(Lmax,seg) | (2.7.29) |
P
d
I
Expositionspegel
E
E,seg
| LE10lg10LE,seg10 | (2.7.30) |
Die Addition verläuft Schritt für Schritt durch die Flugbahnsegmente.
max,seg
E,seg
P
d
max,seg
E∞
Abbildungen 2.7.j bis 2.7.l
O
1
2
1
2
O
ist der Beobachtungsort;
1
2
sind der Startpunkt und der Endpunkt des Segments;
p
ist der Punkt des kleinsten Vorbeiflugabstands rechtwinklig zum Beobachter für das Segment oder dessen Vergrößerung;
d
1
d
2
sind die Abstände zwischen dem Startpunkt bzw. Endpunkt des Segments und dem Beobachter;
s
ist der kürzeste Abstand zwischen Beobachter und Segment;
p
(Mindestschrägabstand);
λ
ist die Länge des Flugbahnsegments;
q
1
p
Flugbahnvergrößerung
E
d
p
p
Mindestschrägabstand
d
s
d
s
P
1
2
P
| PP21qλP22P21 | (2.7.31) |
1
2
Geradeausflugs
Basispegel
Dauerkorrektur
Geschwindigkeit
ref
1
2
seg
| Vseg = V/cosγ | (2.7.32) |
V
V
c
| γtan1z2z1s2s1 | (2.7.33) |
V
S
| VV21qλV22V21 | (2.7.34) |
1
2
seg
| Vseg = (V1 + V2)/2 | (2.7.35) |
In beiden Fällen beträgt die additive Dauerkorrektur somit
| ΔV = 10 · lg(Vref/Vseg) | (2.7.36) |
Abbildung 2.7.m
Depressionswinkel
Querneigungswinkel
Höhenwinkel
Tragflächenebene
Grundlinie
Der Höhenwinkel β (zwischen 0 und 90°) zwischen dem direkten Schallausbreitungsweg und der waagerechten Grundlinie bestimmt zusammen mit der Flugbahnneigung und dem seitlichen Versatz des Beobachters vom Kurs über Grund die Dämpfung zur Seite.
Der Depressionswinkel φ zwischen der Tragflächenebene und dem Ausbreitungsweg bestimmt die Triebwerksanbringungseffekte. In Bezug auf die Konvention für den Querneigungswinkel ist φ = β ± ε mit positivem Vorzeichen bei Beobachtern Steuerbord (rechts) und negativem Vorzeichen bei Beobachtern Backbord (links).
laterale Richtcharakteristik
Hinsichtlich der lateralen Richtcharakteristik bestehen zwischen Flugzeugen mit am Rumpf montierten Triebwerken und solchen, bei denen die Triebwerke unter den Tragflächen angebracht sind, signifikante Unterschiede, die im folgenden Ausdruck berücksichtigt werden:
| ΔIφ10lgacos2φsin2φbcsin22φcos22φ | dB | (2.7.37) |
I
φ
Abbildung 2.7.m
| a = 0,00384, | b = 0,0621, | c = 0,8786 | bei Triebwerken unterhalb der Tragflächen |
| a = 0,1225, | b = 0,3290, | c = 1 | bei Triebwerken am Rumpf. |
Bei Propellerflugzeugen sind die Unterschiede der Richtwirkung unerheblich und es kann hier angenommen werden, dass
| ΔI(φ) = 0 | (2.7.38) |
Abbildung 2.7.n
I
φ
φ
I
I
Strahltriebwerke - Rumpf
Strahltrieb-werke an Tragflächen
5 dB
φ
Propeller (unkorrigiert)
Tragflächenebene
I
φ
Höhenwinkel β
I
φ
β
-1
Ein „Freifeldpegel“ ist der Pegel, der beobachtet würde, wenn die Bodenoberfläche nicht vorhanden wäre.
lateralen Richtcharakteristik
seitliche Dämpfung
Der Wind- und der Temperaturgradient sowie Turbulenzen hängen zum Teil von der Unebenheit und den Wärmeübertragungseigenschaften der Oberfläche ab.
β
Gesamtanpassung
T
T
φ
β
| (2.7.39) |
β
Abbildung 2.7.m
T
| (2.7.40) |
Dabei ist Γ() ein Abstandsfaktor, gegeben durch
| für 0 ≤ ≤ 914 m | (2.7.41) | |
| für > 914 m | (2.7.42) |
und Λ(β) die weitreichende seitliche Luft-Boden-Dämpfung, gegeben durch
| Λ(β) = 1,137 – 0,0229β + 9,72 · exp(– 0,142β) | für 0° ≤ β ≤ 50° | (2.7.43) |
| Λ(β) = 0 | für 50° ≤ β ≤ 90° | (2.7.44) |
Abbildung 2.7.o
β
äquivalente
β
max
E
max
d
max
E
E
E,seg
1
2
Abbildungen 2.7.j bis 2.7.l
V
I
β,
Basispegel
horizontalen
Abbildung 2.7.p
1
2
1
2
O
φ
I
φ = β - ε
β
–1
h/
OR
Bei einem Beobachter rechts vom Segment würde zu β + ε werden (siehe Abschnitt 2.7.19).
S
OS
p
1
2
Abbildung 2.7.k
F
β
äquivalente horizontale Flugbahn
1
2
p
ORS
OR
Abbildung 2.7.p
ORS′
β
–1
h/
β,
E
max
Abbildung 2.7.q
O
hinter dem endlichen Segment
p
1
2
Abbildung 2.7.j
F
γ = Steigwinkel
ε = Querneigungswinkel
β = Höhenwinkel für LE = tan– 1 (h/)
β1 = Höhenwinkel für Lmax = sin– 1 (z1/d1)
φ = Depressionswinkel = β – ε
Horizontale
Tragflächenebene
Flugbahnsegment
Äquivalente horizontale Flugbahn
Vergrößertes Segment
Tragfl. Ebene
Horizontale
Kurs über Grund
p
p
p
d = d
1
p
O
p
E∞
P
1
p
Maximalpegel
1
–1
1
1
1
1
1
1
O
1
Expositionspegel
OC
β
äquivalenten horizontalen Flugbahn
1
h
1
R
Abbildung 2.7.q
R
1
O
O
O
S′
d
OCS′
–1
d
1
2
φ
zum
V
1
empfangenen
p
β
Der Fall, in dem sich ein Beobachter vor dem Segment befindet, wird nicht gesondert beschrieben; da es auf der Hand liegt, dass er im Wesentlichen den Gegebenheiten des dahinter befindlichen Beobachters entspricht.
1
–1
1
1
ε
Korrektur aufgrund des endlichen Segments
F =
F
F
Energieanteil
F
Anlage E
F
Abbildungen 2.7.j bis 2.7.l
| ΔF10lg1πα21α22arctanα2α11α21arctanα1 | (2.7.45) |
Dabei gilt
| α1qdλ; | α2qλdλ; | dλd010LE∞P,dpLmaxP,dp10; | d02πVreft0. |
λ
Anlage E
max
p
p
nicht
max
F
In dem besonderen Fall, dass sich die Beobachtungsorte hinter jedem Startlaufsegment und jedem Landerollsegment befinden, wird eine reduzierte Form des in Gleichung 2.7.45 ausgedrückten Lärmanteils verwendet, die dem spezifischen Fall von q = 0 entspricht. Die Berechnung erfolgt unter Verwendung von
| ΔF′10 log101πα21α22tan1α2 10ΔSOR10 | (2.7.46) |
2
λ
SOR
Die Gründe für die Verwendung dieser besonderen Form des Lärmanteils werden im nachfolgenden Abschnitt im Rahmen der Anwendungsmethode für die Richtcharakteristik am Start-of-Roll-Punkt näher erläutert.
Bei den Startlauf- und Landerollsegmenten erfolgt eine spezifische Behandlung, die im Folgenden erläutert wird.
SOR
SOR
Abbildung 2.7.r
| ψarccosqdSOR. | (2.7.47) |
q
Abbildung 2.7.j
Beobachter
SOR
| LTGR(dSOR,ψ) = LTGR(dSOR,90°) + ΔSOR(dSOR,ψ) | (2.7.48) |
TGR
SOR
SOR
SOR
SOR,0
| Δ0SOR51,471,553ψ0,015147ψ20,000047173ψ3 | wenn 90° ≤ ψ < 148,4 | (2.7.49) |
| Δ0SOR339,182,5802ψ0,0045545ψ20,000044193ψ3 | wenn 148,4° ≤ ψ ≤ 180° | (2.7.50) |
SOR
SOR,0
| ΔSORΔ0SOR | wenn dSOR ≤ dSOR,0 | (2.7.51) |
| ΔSORΔ0SORdSOR,0dSOR | wenn dSOR > dSOR,0 | (2.7.52) |
SOR,0
2500
SOR
SOR
jedem
S
ψ
seg
SOR
S
SOR
Das bedeutet, dass die verschiedenen Korrekturterme in den nachstehenden Gleichungen die geometrischen Parameter verwenden müssen, die diesem seitlich des Startpunkts gelegenen Bezugspunkt entsprechen:
| Lmax,seg = Lmax(P,d = ds) + ΔI(φ) – Λ(β,l = ds) + ΔSOR | (2.7.53) |
| LE,seg = LE,∞(P,d = ds) + ΔV + ΔI(φ) – Λ(β,l = ds) + Δ′F + ΔSOR | (2.7.54) |
F
q =
λ
S
p
| dλd010LE∞P,dsLmaxP,ds10 | (2.7.55) |
Die in Abschnitt 2.7.19 beschriebene Methode ist auf Luftfahrzeuge der allgemeinen Luftfahrt mit Propellermotor anwendbar, wenn sie hinsichtlich der Triebwerksanbringungseffekte als Propellerflugzeuge behandelt werden.
Die ANP-Datenbank enthält Einträge für mehrere Luftfahrzeuge der allgemeinen Luftfahrt. Wenngleich es sich dabei oft um die gebräuchlichsten Luftfahrzeuge der allgemeinen Luftfahrt handelt, kann es mitunter sinnvoll sein, zusätzliche Daten heranzuziehen.
Sind die konkreten Luftfahrzeuge der allgemeinen Luftfahrt entweder nicht bekannt oder nicht in der ANP-Datenbank verzeichnet, wird die Verwendung der generischeren Luftfahrzeugdaten GASEPF bzw. GASEPV empfohlen. Diese Datensätze stehen für ein einmotoriges Kleinflugzeug der allgemeinen Luftfahrt mit unverstellbarem bzw. verstellbarem Propeller. Tabellen mit Einträgen sind in Anlage I aufgeführt (Tabellen I-11 I-17).
Zur Berechnung von Hubschrauberlärm kann die gleiche (in Abschnitt 2.7.14 umrissene) Rechenmethode verwendet werden wie für Starrflügelflugzeuge, vorausgesetzt Hubschrauber werden als Propellerflugzeuge behandelt und mit Strahlflugzeugen verbundene Triebwerksanbringungseffekte werden nicht angewendet. Tabellen mit Einträgen für zwei verschiedene Datensätze sind in Anhang I aufgeführt (Tabellen I-18 I-27).
Soll Lärm im Zusammenhang mit Triebwerksprobeläufen und Hilfsenergieaggregaten modelliert werden, erfolgt diese Modellierung anhand des Kapitels zu Industrielärm. Obwohl dies normalerweise nicht der Fall ist, kann Lärm von Triebwerksprobeläufen auf Flughäfen zur Lärmbelastung beitragen. Sie werden in der Regel zu technischen Zwecken für die Überprüfung der Triebwerksfunktion durchgeführt. Dazu werden die Flugzeuge in sicherer Entfernung von Gebäuden, anderen Luftfahrzeugen sowie Fahrzeug- und Personenverkehr abgestellt, um Schäden durch den Abgasstrahl zu vermeiden.
Aus zusätzlichen Sicherheits- und Lärmschutzgründen können Flughäfen — vor allem Flughäfen mit Wartungseinrichtungen, in denen häufig Triebwerksprüfungen stattfinden — sogenannte Schallschutzkabinen installieren, also U-förmig angeordnete Schallschutzwände, die so ausgebildet sind, dass sie den Triebwerksstrahl und die entsprechenden Geräusche ablenken und ableiten können. Eine Untersuchung der von diesen Einrichtungen ausgehenden Lärmimmission, die sich durch zusätzliche Erdwälle oder weitere Schallschutzwände weiter dämpfen und reduzieren lässt, erfolgt am besten durch die Behandlung der Schallschutzkabine als Quelle von Industrielärm und durch Anwendung eines geeigneten Lärm- und Schallausbreitungsmodells.
In den Abschnitten 2.7.14 bis 2.7.19 wird die Berechnung des Ereignisschallpegels einer einzelnen Flugbewegung an einem einzelnen Beobachtungsort beschrieben. Die Berechnung der Gesamtlärmexposition an diesem Ort erfolgt durch Akkumulierung der Ereignispegel aller lärmerheblichen Flugbewegungen, d. h. aller ankommenden und abgehenden Flüge, die den kumulativen Pegel beeinflussen.
Zeitgewichtete äquivalente Schallpegel, die die gesamte empfangene signifikante Flugzeugschallenergie berücksichtigen, werden generisch mit der folgenden Formel ausgedrückt:
| Leq,W10lgt0T0Ni1gi10LE,i10C | (2.7.56) |
N
T
0
E,i
i
i
i
C
Unter Verwendung der Beziehung
g
i
i
i
| Leq,W10lgt0T0Ni110LE,iΔi10C | (2.7.57) |
d. h. die tageszeitliche Gewichtung wird durch eine additive Pegelverschiebung ausgedrückt.
Der kumulative Lärmpegel wird durch Addition der Beiträge aller verschiedenen Muster oder Kategorien von Luftfahrzeugen auf unterschiedlichen Flugrouten, die das Flughafenszenario ausmachen, abgeschätzt.
Zur Beschreibung dieses Additionsprozesses werden die folgenden tiefgestellten Indizes eingeführt:
i
Index für Luftfahrzeugmuster oder -kategorie,
j
Index für Flugstrecke oder Unterstrecke (wenn Unterstrecken festgelegt sind),
k
Index für Flugstreckensegment.
i
Der Additionsprozess lässt sich durch Einführung einer „gewichteten Zahl der Flüge“ vereinfachen:
| Mij = (gday · Nij,day + gevening · Nij,evening + gnight · Nij,night) | (2.7.58) |
ij
i
j
Je nach Definition des verwendeten Lärmindex können die Zeiträume von diesen drei abweichen.
eq
(x,y)
| Leq,Wx,y10lgt0T0ijkMij10LE,ijkx,y10C | (2.7.59) |
T
0
i
DEN
E,ijk
k
j
i
E,ijk
G
Abbildung 2.7.s
Gitterverfeinerung (Gitterweite ΔG/2)
Basisgitter (Gitterweite ΔG)
ΔG
ΔG/2
Verfeinerte Kontur
Basis-kontur
Abbildung 2.7.s
1. Festlegung einer Verfeinerungsschwellendifferenz ΔLR für den Lärmindex.
2. Berechnung des Basisgitters für eine Gitterweite ΔG.
3. Überprüfung der Differenzen ΔL der Indexwerte zwischen benachbarten Gitterknoten.
4. Bei Bestehen von Differenzen ΔL > ΔLR Festlegung eines neuen Gitters mit Gitterweite ΔG/2 und Abschätzung der Pegel für die neuen Knoten auf folgende Weise:
5. Wiederholung der Schritte 1-4, bis alle Differenzen kleiner sind als die Schwellendifferenz.
6. Abschätzung der Konturen durch lineare Interpolation.
Soll die Wertereihe mit anderen aggregiert werden (z. B. bei der Berechnung gewichteter Indizes durch Addition getrennter Tag-, Abend- und Nachtkonturen), ist darauf zu achten, dass die getrennten Gitter identisch sind.
In vielen praktischen Fällen verläuft eine Lärmkontur in Wirklichkeit symmetrisch um einen Kurs über Grund. Wenn die Richtung dieses Kurses jedoch nicht mit dem Berechnungsgitter ausgefluchtet ist, kann dies einen asymmetrischen Konturverlauf zur Folge haben.
Kontur für gedrehtes Gitter
Kontur für Basisgitter
Kurs über Grund
Abbildung 2.7.t
Abbildung 2.7.u
Suchstrahl
2.) Finden des nächsten Konturpunkts (Suche entlang des Bogens von Radius r)
1.) Finden des 1. Punkt auf dem Such-strahl (schrittweise, Halbierung der Schrittweite)
Kontur
1
L
C
C
C
r
r
Abbildung 2.7.v
1. Die Länge der Sehne Δc (Abstand zwischen zwei Konturpunkten) muss innerhalb eines Intervalls [Δcmin, Δcmax] liegen, z. B. [10 m, 200 m].
2. Das Längenverhältnis zwischen zwei benachbarten Sehnen der Längen Δcn und Δcn + 1 muss begrenzt sein, z. B. 0,5 < Δcn/Δcn + 1 < 2.
3. Hinsichtlich einer guten Anpassung der Sehnenlänge an den Konturverlauf muss die folgende Bedingung erfüllt sein:
Wie Erfahrungen mit diesem Algorithmus zeigen, müssen im Durchschnitt zwei bis drei Indexwerte berechnet werden, um einen Konturpunkt mit einer Genauigkeit von besser als 0,01 dB zu bestimmen.
Besonders bei einer notwendigen Berechnung großer Konturen beschleunigt dieser Algorithmus die Berechnungszeit erheblich. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass seine Umsetzung Erfahrung voraussetzt, vor allem, wenn sich eine Kontur in getrennte Inseln aufteilt.
Für die Bewertung der Lärmexposition der Bevölkerung sind nur Wohngebäude zu betrachten. Anderen nicht zu Wohnzwecken genutzten Gebäuden wie Schulen, Krankenhäuser, Bürogebäude oder Fabriken sind keine Personen zuzuweisen. Der Zuweisung von Bewohnern zu den Wohngebäuden sind die neuesten amtlichen Daten (entsprechend den einschlägigen Regelungen des Mitgliedstaates) zugrunde zu legen.
Da die Fluglärmberechnung anhand eines Rasters mit der Auflösung 100 m × 100 m erfolgt, sind die Pegel auf der Basis der Lärmpegel des nächstgelegenen Rasterpunkts zu interpolieren.
Die Anzahl der Bewohner eines Wohngebäudes ist ein wichtiger Zwischenparameter für die Abschätzung der Lärmexposition. Leider stehen Daten zu diesem Parameter nicht immer zur Verfügung. Im Folgenden ist angegeben, wie sich dieser Parameter aus besser verfügbaren Daten ableiten lässt.
Es werden folgende Symbole verwendet:
BA
base area (Gebäudegrundfläche),
DFS
dwelling floor space (Wohnfläche),
DUFS
dwelling unit floor space (Wohneinheitsfläche),
H
height (Gebäudehöhe),
FSI
dwelling floor space per inhabitant (Wohnfläche je Bewohner),
Inh
number of inhabitants (Anzahl der Bewohner),
NF
number of floors (Geschossanzahl),
V
volume of residential buildings (Rauminhalt von Wohngebäuden).
Zur Berechnung der Anzahl der Bewohner ist je nach Verfügbarkeit der Daten entweder das Verfahren „Fall 1“ oder das Verfahren „Fall 2“ heranzuziehen.
1A
Die Anzahl der Bewohner ist bekannt oder wurde ausgehend von den Wohneinheiten geschätzt. In diesem Fall ist die Anzahl der Bewohner eines Gebäudes die Summe der Anzahl der Bewohner aller Wohneinheiten im Gebäude:
| Inhbuildingni1Inhdwellinguniti | (2.8.1) |
1B
Die Anzahl der Bewohner ist nur für Gesamteinheiten bekannt, die größer sind als ein Gebäude, z. B. Blockränder, Häuserblocks, Quartiere oder eine ganze Gemeinde. In diesem Fall wird die Anzahl der Bewohner eines Gebäudes ausgehend vom Rauminhalt des Gebäudes geschätzt:
| InhbuildingVbuildingVtotalInhtotal | (2.8.2) |
| Vbuilding = BAbuilding × Hbuilding | (2.8.3) |
building
| Hbuilding = NFbuilding × 3 m | (2.8.4) |
Ist die Geschossanzahl ebenfalls nicht bekannt, ist ein für das Quartier oder den Stadtteil repräsentativer Standardwert für die Geschossanzahl zu verwenden.
total
| Vtotalni1Vbuildingi | (2.8.5) |
FSI
2A
Die Wohnfläche ist auf Basis der Wohneinheiten bekannt. In diesem Fall wird die Anzahl der Bewohner jeder Wohneinheit wie folgt geschätzt:
| InhdwellingunitiDUFSiFSI | (2.8.6) |
Nun kann die Anzahl der Bewohner des Gebäudes wie in FALL 1A geschätzt werden.
2B
Die Wohnfläche ist für das gesamte Gebäude bekannt, d. h. die Summe der Wohnflächen aller Wohneinheiten im Gebäude ist bekannt. In diesem Fall wird die Anzahl der Bewohner wie folgt geschätzt:
| InhbuildingDFSbuildingFSI | (2.8.7) |
2C
Die Wohnfläche ist nur für Gesamteinheiten bekannt, die größer sind als ein Gebäude, z. B. Blockränder, Häuserblocks, Quartiere oder eine ganze Gemeinde.
In diesem Fall wird die Anzahl der Bewohner eines Gebäudes ausgehend vom Rauminhalt des Gebäudes wie im FALL 1B beschrieben und die Gesamtzahl der Bewohner wie folgt geschätzt:
| InhtotalDFStotalFSI | (2.8.8) |
2D
Die Wohnfläche ist unbekannt. In diesem Fall wird die Anzahl der Bewohner eines Gebäudes wie in FALL 2B beschrieben und die Wohnfläche wie folgt geschätzt:
| DFSbuilding = BAbuilding × 0,8 × NFbuilding | (2.8.9) |
Bruttogeschossfläche → Wohnfläche
building
| NFbuildingHbuilding3 m | (2.8.10) |
Sind weder die Gebäudehöhe noch die Anzahl der Geschosse bekannt, ist ein für das Quartier oder den Stadtteil repräsentativer Standardwert für die Geschossanzahl zu verwenden.
Die Ermittlung der Lärmexposition der Bevölkerung beruht auf einer Empfangspunkthöhe von 4 m über der Geländehöhe vor Wohngebäudefassaden.
Zur Berechnung der Anzahl der Bewohner ist entweder das Verfahren Fall 1 oder das Verfahren Fall 2 für bodenseitige Lärmquellen zu verwenden. Für gemäß 2.6 berechneten Fluglärm werden alle Bewohner eines Gebäudes mit dem nächstgelegenen Berechnungspunkt im Gitter assoziiert.
a) Segmente mit einer Länge von mehr als 5 m werden in regelmäßige Abschnitte der größtmöglichen Länge, aber kleiner/gleich 5 m unterteilt. Die Empfangspunkte werden in die Mitte jedes regelmäßigen Abschnitts gesetzt.
b) Die verbleibenden Segmente mit einer Länge von mehr als 2,5 m sind durch einen Empfangspunkt in der Mitte jedes Segments vertreten.
c) Die verbleibenden benachbarten Segmente mit einer Gesamtlänge von mehr als 5 m werden analog zu a und b als Polylinienobjekte behandelt.
d) Die einem Empfangspunkt zugewiesene Anzahl der Bewohner ist mit der Länge der repräsentierten Fassade zu gewichten, so dass die Summe über alle Empfangspunkte die Gesamtzahl der Bewohner repräsentiert.
e) Nur bei Gebäuden mit Geschossflächen, die auf eine einzige Wohneinheit je Geschoss hindeuten, wird der Lärmpegel der am stärksten exponierten Fassade direkt für die Statistik verwendet und zur Anzahl der Bewohner in Beziehung gesetzt.
a) Die Fassaden werden gesondert betrachtet oder alle 5 m vom Startpunkt an aufgeteilt, so dass ein Empfangsort in der Mitte des Fassadenteils oder des 5-m-Segments gesetzt wird.
b) Der verbleibende Abschnitt hat seinen Empfangspunkt in der Mitte.
c) Die einem Empfangspunkt zugewiesene Anzahl der Bewohner ist mit der Länge der repräsentierten Fassade zu gewichten, so dass die Summe über alle Empfangspunkte die Gesamtzahl der Bewohner repräsentiert.
d) Nur bei Gebäuden mit Geschossflächen, die auf eine einzige Wohneinheit je Geschoss hindeuten, wird der Lärmpegel der am stärksten exponierten Fassade direkt für die Statistik verwendet und zur Anzahl der Bewohner in Beziehung gesetzt.
Eingabedaten, die jeweils im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Methoden zu verwenden sind, werden in Anlage F bis Anlage I aufgeführt.
Sind in Anlage F bis Anlage I aufgeführte Eingabedaten nicht anwendbar oder verursachen Abweichungen vom wahren Wert, die die in 2.1.2 und 2.6.2 genannten Bedingungen nicht erfüllen, so können andere Werte verwendet werden, vorausgesetzt, die verwendeten Werte und die Methodik ihrer Herleitung sind hinreichend dokumentiert, wozu auch ein Nachweis der Eignung gehört. Diese Informationen sind öffentlich zur Verfügung zu stellen.
Werden aus einem beliebigen Grund Messungen durchgeführt, müssen diese entsprechend den Grundsätzen für die zeitlich gemittelten Messungen nach ISO 1996-1:2003 und ISO 1996-2:2007 oder, für Fluglärm, nach ISO 20906:2009 erfolgen.
| OAndere |
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