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3.5 Emissionspegel

Der Emissionspegel ist

mit

3.5.1 Mittelungspegel L⁽²⁵⁾_m Der Mittelungspegel L⁽²⁵⁾_m gilt für folgende Randbedingungen:

• horizontaler Abstand: 25 m
• Straßenoberfläche: nicht geriffelter Gussasphalt
• zulässige Höchstgeschwindigkeit: 100 km/h
• Gradiente: Steigung oder Gefälle < 5 %
• Schallausbreitung: freie Schallausbreitung mit h_m = 2,25 m, entsprechend einer Höhe des Immissionsortes von 4 m (siehe Abschnitte 3.6 und 3.7)

Der Mittelungspegel L⁽²⁵⁾_m ist

mit

Tabelle 2: Maßgebende Verkehrsstärke M in Kfz/h und maßgebende Lkw-Anteile p (über 3,5 t zulässiges Gesamtgewicht) in %

3.5.2 Geschwindigkeitskorrektur

Durch die Korrektur D_v werden von 100 km/h abweichende zulässige Höchstgeschwindigkeiten berücksichtigt:

(9)

L_Pkw = 27,7 + 10 × lg [1 + (0, 02 × v_Pkw)³]

L_Lkw = 23,1 + 12, 5 × lg (v_Lkw)

D = L_Lkw - L_Pkw

mit

3.5.3 Straßenoberfläche

Die Korrektur D_Stro für unterschiedliche Straßenoberflächen erfolgt nach Tabelle 3.

Tabelle 3: Korrektur D_Stro für unterschiedliche Straßenoberflächen

3.5.4 Steigungen und Gefälle

Steigungen und Gefälle werden durch

D_Stg = 0,6 × /g/ -3 für /g/ > 5%

D_Stg = 0 für /g/ < 5% berücksichtigt, mit g Längsneigung des Fahrstreifens in %.

3.6 Abstand und Luftabsorption

Der Einfluss des Abstandes und der Luftabsorption wird berücksichtigt durch

mit

s Abstand zwischen Immissions- und Emissionsort.

3.7 Boden- und Meteorologiedämpfung

Die Pegeländerung durch Boden- und Meteorologiedämpfung bei freier Schallausbreitung ist

Der mittlere Abstand zwischen dem Grund und der Verbindungslinie zwischen Emissions- und Immissonsort hm wird bestimmt aus dem Quotienten vom Flächenintegral F und dem Laufweg zwischen Emissionsort und Immissionsort (s. Abbildung 2).

mit

Abbildung 2: Mittlere Höhe h_m

3.8 Mehrfachreflexion

Verläuft ein Teilstück zwischen parallelen, reflektierenden Stützmauern, Lärmschutzwänden oder geschlossenen Hausfassaden (Lückenanteil < 30%), erhöht sich der Mittelungspegel zusätzlich zur ersten Reflexion nach Abschnitt 3.11 (Abbildung 3) um

mit

Abbildung 3: Erläuterung zur Pegelerhöhung durch Mehrfachreflexion

Sind die Lärmschutzwände oder Stützmauern absorbierend (siehe ZTV-Lsw 88 ¹), ist

Bei hochabsorbierenden Lärmschutzwänden (siehe ZTV-Lsw 88) wird die Mehrfachreflexion vernachlässigt.

__________

1) Zusätzliche Technische Vorschriften und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen, Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 8/1988, 18.3.1988

3.9 Abschirmung

Eine Pegelminderung durch Abschirmung tritt erst dann ein, wenn die Verbindungslinie zwischen Emissions- und Immissionsort mindestens tangiert wird. Der Effekt der Strahlenkrümmung wird durch eine Verlagerung der Beugungskante um Δh berücksichtigt (s. Abbildung 4).

Abbildung 4: Erläuterung der Abschirmung

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

mit

Befinden sich mehrere Hindernisse zwischen Emissions- und Immissionsort, so kann Mehrfachbeugung auftreten (siehe Abbildung 4 unten). Zu berücksichtigen ist die Abschirmwirkung jener Hindernisse, die von einem Gummiband berührt werden, das vom Emissionsort zum Immissionsort über die Hindernisse gespannt wird..

Innerhalb des Teilstückes darf sich die Höhe der Beugungskante über der Achse des Fahrstreifens um nicht mehr als 0,2 m und die senkrechte Entfernung der Beugungskante von der Fahrstreifenmitte um nicht mehr als 0,5 m ändern. Andernfalls ist das Teilstück weiter zu unterteilen.

3.10 Berücksichtigung von unterschiedlichen Ausbreitungsbedingungen

Je nach Tageszeit herrschen unterschiedliche Ausbreitungsbedingungen des Schalls in der Atmosphäre vor. Die Pegeländerung ist

(20)

mit der in Tabelle 4 angegebenen meteorologischen Korrektur.

Tabelle 4: Meteorologische Korrektur

3.11 Berücksichtigung von Einfachreflexionen

Trifft Schall auf Stützmauern, Hausfassaden oder andere Flächen, wird er reflektiert. Dadurch kann sich der Mittelungspegel an einem Immissionsort erhöhen. Reflexionen sind zu berücksichtigen, wenn die Höhe h_R der reflektierenden Fläche der Bedingung h_R > 0,3 × (a_R)^1/2 genügt, wobei a_R die Entfernung zwischen Quelle und Reflektor ist.

Zur Berücksichtigung der Reflexion wird die Straße (Originalschallquelle) an der reflektierenden Fläche gespiegelt. Vom Immissionsort aus gesehen scheint sich hinter der reflektierenden Wandfläche eine zusätzliche Schallquelle (Spiegelschallquelle) zu befinden (Abbildung 5, Fall a). Es ist zu beachten, dass von der Spiegelschallquelle nur das Teilstück wirksam ist, von dem aus die "Schallstrahlen" zum Immissionsort durch die reflektierende Fläche hindurch verlaufen (Strahlen 1 und 2 in Abbildung 5, Fall b). Diese Bedingung ist z.B. für den Strahl 3 in Abbildung 5, Fall b nicht erfüllt.

Diffus reflektierter Schall wird vernachlässigt.

Abbildung 6 enthält Beispiele zur Konstruktion von Spiegelschallquellen. In Abbildung 6a wird ein kurzes Straßenstück an einem längeren Reflektor gespiegelt. In Abbildung 6b und c werden lange Straßen an einem kurzen Reflektor gespiegelt. Von der Originalstraße ist jeweils das Straßenstück gekennzeichnet (Originalschallquelle), dem eine für den Immissionsort wirksame Spiegelschallquelle entspricht.

Bei der Berechnung des Mittelungspegels sind Spiegelschallquellen wie Originalschallquellen zu behandeln. Da aber bei der Reflexion Energieverluste auftreten, wird bei den Spiegelschallquellen mit einem durch den Summanden D_E (siehe Gleichung 7 und Tabelle 5) korrigierten Emissionspegel gerechnet.

Tabelle 5: Korrektur zur Berücksichtigung der Absorptionseigenschaften von
reflektierenden Flächen (nur bei Spiegelschallquellen)

Bei Straßen, die zwischen parallelen Wänden verlaufen (z.B. Straßen in Troglage, Straßen zwischen Lärmschutzwänden oder Straßen zwischen Häuserfronten) wird nur die erste Reflexion durch D_E berücksichtigt, die weiteren Reflexionen durch den Zuschlag D_refl nach Abschnitt 3.8.

.

- Anleitung zur Berechnung (VBUF-AzB) -

1 Anwendungsbereich und Zielsetzung

Mit der "Vorläufigen Berechnungsmethode für den Umgebungslärm an Flugplätzen (VBUF)" können die Lärmindizes L_DEN (Tag-Abend-Nacht-Lärmindex) und L_Night (Nacht-Lärmindex) der 34. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Lärmkartierung - 34. BImSchV) für den Flugverkehr berechnet werden, die für die Kartierung von Umgebungslärm nach § 47c des Bundes-Immissionsschutzgesetzes benötigt werden.

Die VBUF gilt nicht für Schallberechnungen nach dem Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm (Fluglärmgesetz, FluglärmG) und dem Luftverkehrsgesetz.

Die VBUF ist angelehnt an die Bestimmungen zur Ermittlung von Lärmschutzbereichen an zivilen Flugplätzen (Anleitung zur Berechnung (AzB) und Datenerfassungssystem (DES)), wurde jedoch an die Erfordernisse der Anhänge I und II der Richtlinie 2002/49/EG angepasst. Dies beinhaltet die ausschließliche Berücksichtigung von A-bewerteten äquivalenten Dauerschallpegeln ohne Beurteilungszu- oder -abschläge, die Berücksichtigung eines für die Lärmemission ausschlaggebenden und hinsichtlich der Witterungsbedingungen durchschnittlichen Jahres sowie die Lage der Ermittlungspunkte für die Immissionspegel.

Die VBUF besteht aus zwei Teilen, und zwar dem "Datenerfassungssystem (VBUF-DES)" und der "Anleitung zur Berechnung (VBUF-AzB)".

Wesentliche Anpassungen der AzB an die Erfordernisse der Richtlinie sind insbesondere die Einführung der Berechnungsgleichungen für die Lärmindizes L_DEN und L_Night sowie die Aktualisierung der akustischen und flugbetrieblichen Daten (Datensätze) der zivilen Flugzeugklassen. Sofern im Einzelfall an den zivilen Flugplätzen Flugbewegungen militärischer Luftfahrzeuge zu berücksichtigen sind, sind die diesbezüglichen Regelungen der AzB anzuwenden.

Die VBUF ist bis zur verbindlichen Einführung eines harmonisierten Berechnungsverfahrens gemäß Artikel 5 Abs. 1 Satz 2 der Richtlinie 2002/49/EG anzuwenden.

2 Berechnungsvorschrift der EG-Richtlinie zur Erstellung von Lärmkarten an Flugplätzen

Der Tag-Abend-Nacht-Lärmindex (Day-Evening-Night) L_DEN in Dezibel (dB) ist wie folgt definiert:

Hierbei gilt:

• L_Day ist der A-bewertete äquivalente Dauerschallpegel gemäß ISO 1996-2: 1987, wobei der Beurteilungszeitraum ein Jahr beträgt und die Bestimmungen än allen Kalendertagen am Tage erfolgen;
• L_Evening ist der A-bewertete äquivalente Dauerschallpegel gemäß ISO 1996-2: 1987, wobei der Beurteilungszeitraum ein Jahr beträgt und die Bestimmungen an allen Kalendertagen am Abend erfolgen;
• L_Night ist der A-bewertete äquivalente Dauerschallpegel gemäß ISO 1996-2:1987, wobei der Beurteilungszeitraum ein Jahr beträgt und die Bestimmungen an allen Kalendertagen in der Nacht erfolgen.

Der Lärmindex L_DEN bzw. L_Night für den Flugverkehr wird in einem beliebigen Punkt in der Umgebung eines Flugplatzes (Immissionsort) aus dem höchsten Schallpegel des Geräusches und der Geräuschdauer für jeden Vorbeiflug eines Luftfahrzeuges ermittelt. Dabei wird als Beurteilungszeit der durchschnittliche Tag des Ist-Jahres (vorausgegangenes Kalenderjahr) zugrunde gelegt. Tagflüge in der Zeit von 06.00 bis 18.00 Uhr, Abendflüge (18.00 bis 22.00 Uhr) und Nachtflüge (22.00 bis 06.00 Uhr) werden unterschiedlich bewertet.

Die Lärmindizes L_DEN und L_Night werden gemäß dem Berechnungsalgorithmus der VBUF-AzB nach folgenden Gleichungen ermittelt:

mit

g_i = 1,0 für Tagflüge

g_i = 3,16 für Abendflüge

g_i = 10 für Nachtflüge

und

wobei

3 Beschreibung des Berechnungsverfahrens

Das Berechnungsverfahren geht von der Modellvorstellung aus, dass die in der Richtlinie vorgeschriebenen Lärmindizes L_DEN und L_Night in einem beliebigen Punkt in der Umgebung eines Flugplatzes (Immissionsort) aus dem höchsten Schallpegel des Geräusches und der Geräuschdauer für jeden Vorbeiflug eines Luftfahrzeuges zu ermitteln sind. Der höchste Schallpegel und die Dauer des Geräusches werden von einer Vielzahl von Größenbeeinflusst.

Um eindeutige und reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten, werden in dieser Anleitung das Berechnungsverfahren festgelegt und Einflussgrößen standardisiert.

Für die Berechnung der Lärmindizes L_DEN und L_Night wird die Modellvorstellung zugrunde gelegt, dass höchster Schallpegel L und Geräuschdauer t nur von den für das jeweilige Luftfahrzeug charakteristischen flug- und schalltechnischen Daten sowie von der Entfernung s, dem Höhenwinkel α und der Bogenlänge σ abhängen.

Die Entfernung s ist der Abstand des Luftfahrzeugs vom Immissionsort P beim Überfliegen des Punktes U, der Höhenwinkel α ist der Winkel, den - beim Überfliegen des Punktes U - die geradlinige Verbindung von Luftfahrzeug und Immissionsort P mit der Bezugsebene einschließt (siehe Abbildung 1). Die Bogenlänge σ ist die Entfernung zwischen dem Fußpunkt F des VOM Immissionsort P auf die Flugstrecke gefällten Lotes und dem Bahnbezugspunkt P_B gemessen längs der Flugstrecke.

Mit wachsender Entfernung s nimmt der Schallpegel L ab, die Geräuschdauer t hingegen zu. Ist der Höhenwinkel a klein, führen die schalldämpfenden Bodeneinflüsse zu einer Verminderung des Schallpegels L. Die Bedeutung der Bogenlänge σ liegt darin, dass sich die Triebwerksleistung und die Fluggeschwindigkeit längs der Flugstrecke ändern können: Bei steigender Triebwerksleistung nimmt der Schallpegel L zu, bei steigender Fluggeschwindigkeit nimmt die Geräuschdauer t ab.

Abbildung 1: Definition von s, α und σ

Die Berechnung der Lärmindizes L_DEN und L_Night erfolgt in folgenden Schritten:

1. Es wird festgestellt, welche Flugstrecken Vorbeiflöge am Immissionsort P ergeben. Ein solcher Vorbeiflug liegt vor, wenn ein Lot vom Immissionsort P auf die Flugstrecke existiert. Bei ein und derselben Flugstrecke kann dies mehrfach der Fall sein (z.B. bei einer Platzrunde).
2. Vom Immissionsort P wird auf jede vorbeiführende Flugstrecke (evtl. mehrfach) das Lot gefällt und die Entfernung vom Immissionsort P zum Fußpunkt F bestimmt. Es wird jeweils die Bogenlänge a des Fußpunktes F berechnet. Für jedes Lot werden die nachfolgenden Schritte 3 bis 6 ausgeführt.
3. Für jede mögliche Lage des Überflugpunktes U innerhalb des Flugkorridors auf dem Lot und für jede für die Flugstrecke vorgesehene Flugzeugklasse werden Entfernung s und Höhenwinkel a bestimmt.
4. Für jede der Fallkombinationen nach Schritt 3 werden höchster Schallpegel L und Geräuschdauer t beim Vorbeiflug unter Verwendung der Flugzeugklassendaten bestimmt. Anschließend wird der Anteil A, den ein einzelner Vorbeiflug eines Luftfahrzeugs der betreffenden Flugzeugklasse zum Lärmindex, L_DEN bzw. L_Night beiträgt, nach folgender Gleichung berechnet:

   A = (1/T) × 10^L/10

   T bezeichnet die Beurteilungszeit im Sinne der 34. BImSchV, also den durchschnittlichen Tag des Ist-Jahres (das Ist-Jahr ist das vorausgegangene Kalenderjahr).

5. Jeder Anteil A wird mit der Anzahl der Luftfahrzeuge der betreffenden Flugzeugklasse multipliziert, die während der Beurteilungszeit T vorbeifliegen. Dabei wird nach Maßgabe der Richtlinie zwischen Tag-, Abend- und Nachtflügen unterschieden. Der einem bestimmten Überflugpunkt U zuzurechnende Teil der Flugbewegungen auf einer Flugstrecke ergibt sich aus der in der Berechnungsvorschrift definierten Verteilungsfunktion.
6. Die nach Schritt 5 für jede Fallkombination ermittelten Werte werden jeweils mit den durch die Richtlinie vorgeschriebenen Bewertungsfaktoren für den Tag, den Abend und die Nacht multipliziert und die Ergebnisse summiert.
7. Die Beträge, die sich nach Schritt 6 für jedes Lot ergeben, werden addiert. Aus der Summe ergeben sich die Lärmindizes L_DEN und L_Night

4 Bezugssystem

4.1 Koordinatensystem der Landesvermessung

Die gemäß VBUF-DES erfassten Bahnbezugspunkte und Bahnrichtungen beziehen sich auf Koordinatensysteme der Landesvermessung. Sie werden in lokale Koordinatensysteme transformiert.

Die in lokalen Koordinatensystemen berechneten Lärmkonturen werden wiederum in Koordinatensysteme der Landesvermessung (R, H) übertragen.

4.2 Lokales Koordinatensystem

Die Lärmkonturen werden in lokalen kartesischen Koordinatensystemen (x, y) berechnet. Bezugsebene ist eine Horizontalebene in Flugplatzhöhe (Nr. 2.1.3 VBUF-DES). Es wird davon ausgegangen, dass alle Start- und Landebahnen in dieser Ebene liegen. Die positive y-Achse zeigt nach Norden, die positive x-Achse nach Osten. Richtungen werden ausgehend von der positiven y-Achse im Uhrzeigersinn angegeben.

4.3 Koordinatentransformation

Für die Umrechnung der Koordinaten der Landesvermessung in lokale Koordinaten und umgekehrt gilt:

Die Bezugsebenen beider Koordinatensysteme sind parallel, ihr Abstand ist gleich der Flugplatzhöhe. Die Koordinaten des Flugplatzbezugspunktes (Nr.2.1.2 VBUF-DES) im Koordinatensystem der Landesvermessung und im zugehörigen lokalen Koordinatensystem werden einander gleichgesetzt.

R_B = x_B

H_B = Y_B

Um kleinere Zahlenwerte zu erhalten, können von den x- und y-Werten Konstanten abgezogen werden.

Die Linie RB = const. ist parallel der Koordinatenlinie x_B = const. Für beliebige Punkte gelten folgende Transformationsgleichungen:

R = x + dx

H = y + dy

mit

In den Gleichungen sind der Abstand der beiden Bezugsebenen, die Projektionsverzerrungen der Strecken und die Projektionsverzerrungen der Richtungen berücksichtigt.

4.4 Streckenkoordinaten

Längen auf den Flugstrecken werden durch die Bogenlängen σ und σ' (Streckenkoordinaten) ausgedrückt.

Die Bogenlänge σ wird bei Flugstrecken, die von einer Start- und Landebahn ausgehen, vom Bahnbezugspunkt P_B (Nr.2.1.5 VBUF-DES) und bei Hubschrauberstrecken von der Hubschrauberstart- und -landestelle (Nr. 2.2.4.2, 2.2.5.2, 2.2.6.2 VBUF-DES) aus gezählt. Die Bogenlänge σ wird unabhängig von der Flugrichtung in der vom Flugplatz wegführenden Richtung positiv gezählt. σ dient zur Beschreibung streckenspezifischer Kenngrößen.

Die Bogenlänge σ' wird vom Flugzeugklassenbezugspunkt P_F aus unabhängig von der Flugrichtung in der vom Flugplatz wegführenden Richtung positiv gezählt. σ' dient zur Beschreibung flugzeugspezifischer Kenngrößen. Zwischen der Bogenlänge σ und σ' besteht die Transformationsgleichung

σ' = σ - σ ₀

σ ₀ ist der Wert der Bogenlänge σ am Flugzeugklassenbezugspunkt P_F. Bei Flugstrecken, die von einer Start- und Landebahn ausgehen, ergeben sich die Zahlenwerte für σ ₀ aus Nr. 2.1.5 VBUF-DES. Bei Hubschrauberstrecken ist σ ₀ = 0.

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