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Akustische Bewertung von Schirmkronen auf Lärmschutzwänden

Auf Lärmschutzwänden montierte Aufsätze sollen Schallpegel verringern. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) initiierte eine Untersuchung an einer Schirmkrone, um deren akustische Wirksamkeit zu überprüfen.

Das Bild zeigt eine Lärmschutzwand mit einem Aufsatz aus geschäumten Kunststoff an einer Autobahn. Lärmmindernder Aufsatz aus Flüsterschaum auf einer Lärmschutzwand (Bild: Andre Jaborek, Hessen Mobil)

Aufgabenstellung

Um eine lärmtechnische Bewertung von Straßenbauwerken zu erhalten, bedarf es möglichst genauer Modelle für Schallemission und Schallausbreitung. In den geltenden nationalen Regelwerken werden Lärmschutzwände mit Aufsätzen (Schirmkronen) nicht analytisch beschrieben. Im Auftrag der BASt bestimmte die Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH die akustische Wirksamkeit einer Schirmkrone, die auf die bestehenden Lärmschutzwände einer Talbrücke installiert wurde. Mit dem messtechnischen Nachweis an einer realen Verkehrsschallquelle sollten Vorhersagen des maßgeblichen Immissionsschalldruckpegels unter Einsatz von Schirmkronen ermöglicht werden.

Untersuchungsmethode

Die Schirmkrone wurde auf den beidseitig bestehenden Lärmschutzwänden der Talbrücke Uttrichshausen an der Autobahn A 7 bei Fulda installiert. Die messtechnischen Untersuchungen erfolgten sowohl vor als auch nach der Montage der Schirmkrone. Die Erfassung der Schallemission erfolgte zu beiden Seiten der Brücke im Abstand von 1,2 Metern oberhalb der geplanten Schirmkrone. Durch 2 Einzelmikrofone wurde der spektrale Emissionsschalldruckpegel in östlicher und westlicher Richtung aufgezeichnet. Zeitgleich erfolgten die Messungen der Schallimmission zu beiden Seiten der Brücke auf Fahrbahnniveau. Durch 3 Einzelmikrofone wurde der spektrale Immissionsschalldruckpegel in östlicher und westlicher Richtung in horizontalem Abstand von etwa 100 und 400 Metern zum jeweils ersten Fahrstreifen gemessen. Mithilfe einer Wetterstation, die etwa in Höhe des Einzelmikrofons zur Messung der brückennahen Schallimmission installiert wurde, wurden die meteorologischen Bedingungen erfasst. Maßgebliche Faktoren waren dabei die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Temperatur sowie die Luftfeuchte. Diese dienten als Eingangsparameter für ein Schallausbreitungsmodell, das die Simulation der Schallausbreitung unter Berücksichtigung von meteorologischen Bedingungen ermöglichen sollte. Die Ermittlung der Daten zur Verkehrssituation erfolgte mittels eines Geschwindigkeitsmesssystems mit Kamera. Fahrstreifen, Fahrtrichtung und Fahrzeugkategorie wurden dabei getrennt voneinander erfasst.

Ergebnisse

Ohne Berücksichtigung der Korrekturen durch die Wetter- und Verkehrsdaten war eine Dämpfung der Schirmkrone von 2 bis 3 Dezibel erkennbar. Nach der erforderlichen Berücksichtigung der zu den jeweiligen Messungen vorliegenden Verkehrs- und Wetterbedingungen sank die akustische Wirksamkeit der Schirmkrone auf 0,4 bis 1,7 Dezibel. Gleichzeitig reduzierte sich die Standardabweichung des gemessenen Immissionsschalldruckpegels auf etwa 1 Dezibel. Des Weiteren war zu berücksichtigen, dass die Installation der Schirmkrone mit einer Erhöhung der Lärmschutzwand und damit mit einer Erhöhung des Abschirmmaßes verbunden ist. Eine simulierte Erhöhung der bestehenden Lärmschutzwände um einen halben Meter führte an den entsprechenden Messorten zu vergleichbaren Werten wie die Installation der Schirmkrone. Unter Einbeziehung der ermittelten Standardabweichung des gemessenen Immissionsschalldruckpegels ist daher anzunehmen, dass der angestrebte Einfluss der installierten Schirmkrone auf die Schallbeugung um die Oberkante der Lärmschutzwand vernachlässigbar ist.

Folgerungen

Im Rahmen der durchgeführten Untersuchung wurden Maßnahmen erarbeitet, die eine lärmtechnische Bewertung von Schirmkronen ermöglichen. Eine über die reine Erhöhung der Beugungskante hinausgehende akustische Wirksamkeit der untersuchten Lärmschutzwandaufsätze konnte allerdings nicht nachgewiesen werden.

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    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
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    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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