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Berechnung & Bewertung

Wirkung und Berechnung von Schienenverkehrsgeräuschen

Die Einschätzung von Verkehrslärm erfolgt auf der Basis eines vorgeschriebenen Berechnungsverfahrens. Dessen Ergebnisse liefern die Grundlage für die Dimensionierung von Schallschutzmaßnahmen im Rahmen der Lärmvorsorge und der Lärmsanierung.

Schall- und Mittelungspegel

Definition der verschiedenen Schalldruckpegel

Jedes Schallereignis hat einen Schallpegel, dessen Entwicklung mit dem Pegelverlauf dargestellt wird. Innerhalb dieses Pegelverlaufes unterscheidet man den Hintergrundgeräuschpegel und den Maximalpegel. Der Grundgeräuschpegel gibt den Umgebungslärm an, ohne dass die zu beurteilende Geräuschquelle, zum Beispiel Schienenverkehrslärm, dazu beiträgt. Den maximalen Wert eines Schallereignisses gibt der Spitzenpegel – auch Maximalpegel – wieder.

Der Mittelungspegel in Dezibel (A) oder dB(A) gibt mit einem Wert mehrere Schallpegel an, die sich zeitlich verändern. Für die Ermittlung des Mittelungspegels spielen Stärke und Dauer jedes Einzelgeräusches während eines bestimmten Beurteilungszeitraumes eine maßgebliche Rolle. Für den Schienenverkehr wird der Mittelungspegel am Wohnort von Anwohnern bestimmt. Alle Zugfahrten in einem bestimmten Zeitraum (Tag: 6 bis 22 Uhr, Nacht: 22 bis 6 Uhr) werden zu einem logarithmischen Mittelungspegel zusammengefasst. In diesen gehen Stärke und Dauer jedes Einzelgeräuschs ein. Pegelspitzen werden durch ihre hohe Intensität entsprechend stark berücksichtigt. Sie gehen also nicht – wie häufig irrtümlicherweise angenommen – durch das Mittelungsverfahren verloren. Fahren beispielsweise innerhalb einer Stunde 10 Regionalzüge mit Vorbeifahrtpegeln von 81 dB (A), so entsteht ein Mittelungspegel von 66,2 dB (A), obwohl zu 96,7 Prozent dieser Zeit keine Zugbewegungen stattfinden. Dieses Beispiel macht deutlich, dass der Mittelungspegel hervortretende Geräuschspitzen in besonderem Maße berücksichtigt.

Erschütterungen

Schienenverkehr ist nicht nur hör-, sondern auch spürbar, denn er führt zu einer Schwingungsanregung des Untergrundes. Beim Neubau oder der baulichen Änderung von Bahnanlagen in der Nähe von Wohnbebauungen wird daher auch untersucht und bewertet, welche Erschütterungen einwirken könnten. Schwingungen breiten sich im Boden aus und werden in bestimmten Fällen bis in nahestehende, benachbarte Gebäude übertragen. Oberhalb der Fühlschwelle nimmt der Mensch sie über den Körperkontakt an Füßen oder Händen  wahr – man spricht von Erschütterungen. Zugleich wird durch schwingende Gebäudeteile Luftschall erzeugt, der im Gebäudeinneren hörbar sein kann. Dies wird als „sekundärer Luftschall“ bezeichnet und ist vor allem dann wahrnehmbar, wenn keine anderen Geräuscheinwirkungen oder-quellen vorhanden sind.

Berechnung des Schienenlärms

Schallemissionen des Schienenverkehrs an Eisenbahnstrecken resultieren aus den Antriebsgeräuschen, den aerodynamischen Geräuschen bei Geschwindigkeiten von über 250 Kilometern pro Stunde und vor allem aus dem Abrollen des Rades auf der Schiene. Diese Lärm verursachenden Geräusche werden in dem Schallereignis einer Zugvorbeifahrt zusammengefasst. Die Bewertung von Verkehrslärm sowie die daraus folgende Festlegung von Schallschutzmaßnahmen basieren auf einem vorgeschriebenen Verfahren gemäß der Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen Schall 03. Die Berechnung der Schallemission berücksichtigt: die Fahrzeugart, die Länge und Geschwindigkeit des Zuges, die Bauart der Bremsen, Fahrbahn- und Gleiseigenschaften wie Schwellenart, Feste Fahrbahn, zulässige Streckengeschwindigkeit und Rauigkeit der Schienenfahrfläche. Enge Gleisbögen in Kurven, Bahnübergänge und Brücken werden bei der Berechnung durch Zuschläge berücksichtigt.

Schallemissionen und -immissionen 

Emission und Immission

Emissionen sind Schallwellen, die von der Quelle beziehungsweise dem Entstehungsort abgegeben werden. Schallemissionspegel und deren Mittelungspegel sind als Schallpegel in 25 Meter Abstand vom Gleis in 3,5 Meter Höhe definiert. Bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit steigt das Fahrgeräusch, gleichzeitig verkürzt sich die Durchfahrzeit. Steigt beispielsweise die Zuggeschwindigkeit von 140 auf 200 Kilometer pro Stunde an, führt dies zu einer Zunahme des Mittelungspegels um rund 3 dB (A). Eine größere Zuglänge erhöht den Mittelungspegel aufgrund der längeren Vorbeifahrzeiten ebenso. Je größer der Abstand zwischen dem Entstehungs- und Empfangsort, desto bedeutender werden die Schallausbreitungsbedingungen. Bei einer Verdopplung der Entfernung nimmt der Mittelungspegel durchschnittlich um 5 dB (A) ab. Neben der Schallabsorption in der Luft sind auch Unebenheiten des Bodens für diese Schallreduzierung verantwortlich. Eine Bebauung senkt die Schallpegel an den dahinter liegenden Orten ebenfalls deutlich. Die Schallausbreitung wird zudem vom Gelände sowie von der Wetterlage beeinflusst.