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1 Anwendungsbereich und Zielsetzung

Mit der "Vorläufigen Berechnungsmethode für den Umgebungslärm an Straßen (VBUS)" 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 Straßenverkehr berechnet werden, die für die Kartierung von Umgebungslärm nach § 47c des Bundes-Immissionsschutzgesetzes benötigt werden.

Die VBUS gilt nicht für Schallberechnungen nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (Verkehrslärmschutzverordnung - 16. BImSchV).

Die VBUS ist angelehnt an die "Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-90)", 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 VBUS ist bis zur verbindlichen Einführung eines harmonisierten Berechnungsverfahrens gemäß Artikel 5 Abs. 1 Satz 2 der Richtlinie 2002/49/EG anzuwenden.

2 Begriffe, Definitionen, Abkürzungen und Symbole

In dieser Berechnungsmethode werden folgende Begriffe, Definitionen, Abkürzungen und Symbole verwendet:

Schallpegel, A-Schallpegel L

Unter dem Schallpegel L in Dezibel (dB) wird hier der Schalldruckpegel nach DIN 1320 verstanden. I)er A-bewertete Schalldruckpegel L_A in dB bzw. L in dB(A) - auch A-Schallpegel genannt - ist ein nach DIN EN 60.651 frequenzbewerteter Schallpegel. Durch die A-Bewertung wird die frequenzabhängige Empfindlichkeit des Gehörs berücksichtigt.

Hier wird nur mit A-bewerteten Schallpegeln gerechnet und deshalb zur Vereinfachung am Symbol "L" der Index "A" fortgelassen.

Mittelungspegel L_m

Unter dem Mittelungspegel L_m in dB(A) (auch: energieäquivalenter Dauerschallpegel L_eq) wird hier der in DIN 45.641 definierte zeitliche Mittelwert des A-Schallpegels verstanden:

( 1)

mit

Schalllemission, Emissionspegel L_m,E, Emissionsort

Abstrahlung von Schall aus einer oder mehreren Schallquellen. Die Schallemission des Verkehrs auf einer Straße oder einem Fahrstreifen wird durch den Emissionspegel L_m,E gekennzeichnet. Das ist der Mittelungspegel in 25 m Abstand von ihrer (seiner) Achse und einer Höhe von 4 m bei freier Schallausbreitung in ebenem Gelände.

Der für die Berechnung des Emissionspegels maßgebende Emissionsort (Schallquelle) ist in 0,5 m Höhe über der Mitte der Straße oder des Fahrstreifens anzunehmen.

Tabelle 1: Erläuterungen der Abkürzungen und Symbole

Schallimmission, Immissionsort

Einwirken von Schall auf ein Gebiet oder einen Punkt eines Gebietes, den Immissionsort. Die Stärke der Schallimmission wird durch den Mittelungspegel gekennzeichnet.

Die Höhe des Immissionsortes zur Ermittlung von L_DEN ist im Fall von Berechnungen zur Ausarbeitung von Lärmkarten für die Lärmbelastung in Gebäuden und in der Nähe von Gebäuden auf 4,0 ± 0,2 m (3,8 - 4,2 m) über dem Boden festgelegt.

3 Berechnung des Mittelungspegels

Die Stärke der Schallemission von einer Straße oder einem Fahrstreifen (beschrieben durch den Emissionspegel L_m,E) wird nach dieser Berechnungsmethode aus der Verkehrsstärke, dem Lkw-Anteil, der zulässigen Höchstgeschwindigkeit, der Art der Straßenoberfläche und der Gradiente (Längsneigung) berechnet.

Die Höhe des Schallpegels an einem Immissionsort hängt außerdem noch vom Abstand zwischen Immissions- und Emissionsort (Schallquelle) und von der mittleren Höhe des Strahls von der Quelle zum Immissionsort über dem Boden ab. Sie kann außerdem durch Reflexionen (z.B. an Hausfronten oder Stützmauern) verstärkt oder durch Abschirmung (z.B. durch Lärmschutzwände, Wälle, Gebäude, Geländeerhebungen oder durch Tieflage der Straße) verringert werden.

Der Einfluss der Straßennässe wird nicht berücksichtigt.

Der Mittelungspegel von Verkehrsgeräuschen wird getrennt für Tag, Abend und Nacht berechnet:

• L_Day für die Zeit von 6.00 bis 18.00 Uhr,
• L_Evening für die Zeit von 18.00 bis 22.00 Uhr und
• L_Night für die Zeit von 22.00 bis 6.00 Uhr.

Der Berechnung werden über alle Tage des Jahres gemittelte durchschnittliche tägliche Verkehrsstärken (DTV) und Lkw-Anteile p zugrunde gelegt.

Unterschiede in den meteorologischen Ausbreitungsbedingungen am Tag, abends und in der Nacht werden mit einer zusätzlichen Korrektur D_met berücksichtigt.

Tag-Abend-Nacht-Index L_DEN

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

( 2)

Hierbei gilt:

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

Ein Jahr ist das für die Lärmemission ausschlaggebende und ein hinsichtlich der Witterungsbedingungen durchschnittliches Jahr.

Ein Vergleich von Messwerten mit den nach dieser Berechnungsmethode berechneten Werten ist nicht ohne weiteres möglich.

In allen Gleichungen in dieser Berechnungsmethode sind Längen in m, Geschwindigkeiten in km/h, Pegel und Pegeldifferenzen in dB(A) einzusetzen.

Mittelungspegel und Lärmindizes sind auf 0,1 dB(A) zu runden.

3.1 Immissionspegel von mehreren Quellen

Befindet sich ein Immissionsort im Einwirkungsbereich von mehr als einer Quelle, so sind für alle Quellen j (auch Spiegelschallquellen - siehe Abschnitt 3.11) die Mittelungspegel L_m,j zu berechnen und daraus der Gesamtmittelungspegel nach der Gleichung

( 3)

zu bestimmen.

3.2 Mittelungspegel einer Straße

Zur Berechnung des Mittelungspegels einer mehrstreifigen Straße wird je eine Schallquelle in 0,5 m Höhe über den Mitten der beiden äußeren Fahrstreifen angenommen (Abbildung 1). Für diese werden die Mittelungspegel getrennt berechnet und energetisch zum Mittelungspegel L_m an der Straße

( 4)

Abbildung 1: Fahrstreifen für die Berechnung des Mittelungspegels

zusammengefasst, mit

Bei einstreifigen Straßen fallen ferner und naher Fahrstreifen zusammen.

3.3 Mittelungspegel eines Fahrstreifens

Zur Berechnung des Mittelungspegels L_m eines Fahrstreifens wird dieser in annähernd gerade Teilstücke i unterteilt. Die Teilstücke sind so zu wählen, dass über die Länge jedes einzelnen die Emission und die Ausbreitungsbedingungen annähernd konstant sind. Der Emissionsort wird in der Mitte des Teilstücks in 0,5 m Höhe über dem Fahrstreifen angenommen. Die Länge l_i eines Teilstückes darf höchstens 0,5 · s_i sein, wobei s der Abstand des Immissionsortes vom Emissionsort ist. Für jedes Teilstück i ist der Mittelungspegel L_m,i getrennt nach Abschnitt 3.4 zu berechnen. Diese Pegel sind energetisch zum Mittelungspegel zusammenzufassen:

( 5)

3.4 Mitteilungspegel eines Teilstücks

Der Mittelungspegel L_m,i eines Teilstücks ist

mit

3.5 Emissionspegel

Der Emissionspegel ist

mit

3.5.1 Mittelungspegel L_m⁽²⁵⁾

Der Mittelungspegel L_m⁽²⁵⁾ 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_m⁽²⁵⁾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)

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

berücksichtigt, mit

3.6 Abstand und Luftabsorption

Der Einfluss des Abstandes und der Luftabsorption wird berücksichtigt durch

mit

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 h_m 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.

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 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 6 a) wird ein kurzes Straßenstück an einem längeren Reflektor gespiegelt. In Abbildung 6 b) 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)

Abbildung 5: Spiegelung von Schallquellen

Fall a)

Fall b)

Fall c)

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.

Abbildung 6: Beispiele für die Konstruktion von Spiegelschallquellen

Fall a)

Fall b)

Fall c)

___________

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

ENDE