1. Einleitung

Heute stützen sich Aussagen zu Strassenverkehrslärm immer häufiger auf Berechnungen. Im Falle von Immissionsfragestellungen gliedert sich eine rechnerische Prognose in zwei Teilaufgaben. Die erste umfasst die Umsetzung der Verkehrsdaten in einen akustischen Emissionswert, die zweite Aufgabe besteht in der Berechnung der Ausbreitungsdämpfung von der Quelle zum Immissionspunkt.
Im Jahre 1986 hat die EMPA bereits ein Rechenmodell für Strassenverkehrslärm herausgegeben (StL-86). Das Modell hat sich in der Praxis gut bewährt und ist vielerorts quasi als Standard angenommen worden. Die StL-86 zu Grunde liegenden Quellendaten basieren auf Messungen Anfangs der 80er Jahre. Die Ausbreitungsrechnung verwendet einen relativ einfachen Formelsatz zur Bestimmung eines Gesamt A-Pegels.
Die markannten Entwicklungen im Bereich des Automobilbaus und die neuen Erkenntnisse hinsichtlich der Berechnung der Schallausbreitung einerseits, die immer höher werdenden Anforderungen an die Prognosegenauigkeit andererseits haben es angezeigt erscheinen lassen, das Strassenlärmmodell StL-86 zu revidieren und allenfalls neu zu formulieren.
1993 hat die EMPA ein mehrjähriges Forschungs- und Entwicklungsprojekt zum Themenkreis Strassenverkehrslärm mit folgenden Schwerpunkten gestartet:

• Berechnung der Schallausbreitung in Strassenschluchten
• Ueberprüfung und allfällige Anpassung der Quellenwerte
• Neuer Ansatz zur Berechnung der Schallausbreitung insbesondere des Bodeneffekts

2. Berechnung der Schallausbreitung in Strassenschluchten

Anhand eines speziell entwickelten Schallstrahlencomputermodells wurde der Enfluss der geometrischen Parameter auf die pegelerhöhende Wirkung einer Strassenschlucht untersucht. Die Ergebnisse wurden messtechnisch mit einem Korrelationsverfahren in realen Situationen überprüft. Aus den Resultaten wurde ein tabellenbasiertes Rezept abgeleitet, das die Parameter Strassenweite, Fassadenhöhe, Lückenbreite und Lückenlage berücksichtigt.

Publikationen:

• K. Heutschi, A Simple Method to Evaluate the Increase of Traffic Noise Emission Levels Due to Buildings, for a Long Straight Street, Applied Acoustics 44 (1995) p.259-274.
• BUWAL, Strassenlärm: Korrekturen zum Strassenlärm-Berechnungsmodell, Mitteilungen zur Lärmschutzverordnung (LSV) Nr. 6 (1995)

3. Überprüfung und allfällige Anpassung der Quellenwerte

Basierend auf einer umfangreichen Messkampagne wurde der Quellenteil des EMPA-Strassenlärmmodells StL-86 überarbeitet und neu formuliert. Dazu wurden in den Kategorien Personenwagen und Lastwagen Einzelvorbeifahrtmessungen am realen Verkehr vorgenommen. Durch gleichzeitige Messung der Geschwindigkeit und des maximalen Pegels konnte für konstante Fahrweise in der Ebene pro Fahrzeugkategorie ein Zusammenhang zwischen gefahrener Geschwindigkeit und Emissionspegel eines durchschnittlichen Fahrzeugs bestimmt werden. Ergänzende Messungen des Rollgeräuschs erlaubten schliesslich eine Auftrennung des Gesamtgeräuschs in einen vorwiegend vom Motor abhängigen Teil (Antriebsgeräusch) und einen vom Abrollen des Reifens auf der Fahrbahn herrührenden Teil (Rollgeräusch).
Der Einfluss einer Längsneigung der Fahrbahn auf den Emissionswert wurde mit gezielten Messungen an Steigungs- und Gefällstrecken untersucht. In Verbindung mit theoretischen Überlegungen konnte eine Korrektur für das Antriebsgeräusch gefunden werden.
Die grundlegende akustische Grösse des Emissionsmodells ist der A-bewertete Schalldruckpegel. Im Hinblick auf eine frequenzspezifische Ausbreitungsrechnung wurde für jede Fahrzeugkategorie eine Auftrennung in A-bewertete Oktavpegel vorgenommen.

• Vorschlag für ein neues Strassenlärmquellenmodell
• EMPA Untersuchungsbericht 1997
• K. Heutschi; Ein aktualisiertes Strassenlärmquellenmodell, SI+A Nr. 39 Seite 844 (1999)

4. Neuer Ansatz zur Berechnung der Schallausbreitung, insbesondere des Bodeneffekts

Die grösste Unsicherheit in der Berechnung der Ausbreitungsdämpfung zwischen Quelle und Empfänger liegt im Bodeneffekt. Zu diesem Zweck wurde ein Messwerkzeug entwickelt, um basierend auf einem Korrelationsmessverfahren (MLS) die Impulsantwort zwischen einem Lautsprecher und einem Mikrophon zu bestimmen. Das Verfahren hat sich für Distanzen bis 200 m gut bewährt. Die Experimente beschränkten sich auf flache und coupierte Situationen mit homogenem Boden und bildeten die Grundlage zur Überprüfung der untersuchten Rechenmethoden. Für ebenes homogenes Gelände kann der Bodeneffekt, d.h. die Bodenreflexion sehr genau berechnet werden (wellentheoretischer Ansatz). Zur numerischen Auswertung existiert ein effizienter Algorithmus. Die Fälle inhomogener und nichtebener Boden lassen sich mit einer Fresnelzonen-Betrachtung angenähert auf den Fall des ebenen homogenen Geländes zurückführen. Für konkave Geländesituationen zeigt der Ansatz gute Übereinstimmung mit den Messungen.

Publikationen:

• K. Heutschi, A. Rosenheck, Outdoor Sound Propagation Measurements Using an MLS Technique, Applied Acoustics 51 (1997) p.13-32.
• K. Heutschi, A. Rosenheck, Ground Effect Experiments for the Prediction of Road Traffic Noise, Inter-Noise 97 (1997), p.351-354

Kontaktperson:

Kurt Heutschi