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Schienenverkehrsinduzierte Lärmemissionen

Erstellt am: 27.06.2003 | Stand des Wissens: 29.10.2018
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TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike

Wie bei den übrigen Verkehrsträgern ist auch der Betrieb von Eisenbahnen mit beträchtlichen Schallemissionen verbunden. Zwar stellt sich die hieraus resultierende subjektive Lärmbelästigung im direkten Vergleich mit straßen- und luftverkehrsseitig hervorgerufenen Geräuschentwicklungen als weniger belastend dar, dennoch fühlt sich gegenwärtig knapp ein Fünftel der deutschen Bevölkerung mindestens mittelmäßig durch bahnbetriebsbedingte Schallemissionsquellen beeinträchtigt (Abbildung 1) [BMUB17c, S. 51].

Verkehrsmittel_Belaestigung_14.jpgAbb. 1: Belästigung durch einzelne Lärmquellen, Bundesrepublik Deutschland, Online-Befragung, 2016 [BMUB17c, S. 51]

Die repräsentativen Befragungen des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen in Abbildung 2, dass der "starke" Flug- sowie Straßenverkehrslärm in den letzten Jahren zunehmend schwächer wahrgenommen wurden. Damit rückt der Schienenverkehrslärm verstärkt in den Fokus. Da im Jahr 2014 die Erhebungsmethodik durch das UBA von der persönlichen Befragung auf die Online-Befragung umgestellt wurde und damit eine deutliche Erhöhung der Lärmbelastung einher ging, wurde die Zeitreihe in Abbildung 2 nicht fortgeschrieben [BMUB17c, S. 51].

entw_laermbelaestigung_14.jpgAbb. 2: Starke subjektive Lärmbelästigung nach Lärmquellen, Bundesrepublik Deutschland, persönliche Befragung (Eigene Darstellung, Daten entnommen aus [BMUB13, S. 52])

Ungeachtet der im Vergleich zum Kfz-Verkehr deutlich geringeren Relevanz eisenbahninduzierter Lärmemissionen haben auch sie bei den betroffenen Bevölkerungsteilen umfassende Folgewirkungen. Bereits um die Jahrtausendwende wurden zahlreiche Befragungen durchgeführt, die ergaben, dass Eisenbahnlärm neben den subjektiv empfundenen Belästigungen insbesondere Aktivitätsstörungen hervorrufen kann. Diese erstrecken sich von einer Behinderung aktiver sowie passiver Kommunikation über Konzentrations- und Entspannungsbeeinträchtigungen bis hin zu Schlafstörungen. Darüber hinaus sind psycho-vegetative Reaktionen wie Erschrecken, Nervosität oder Kopfschmerzen bzw. erzwungene Verhaltensänderungen zu verzeichnen. [Schr03a, S. 18 f.] Im April 2011 startete die Lärmwirkungsstudie NORAH Noise-Related Annoyance, Cognition and Health, die auf eine repräsentative und wissenschaftlich abgesicherte Beschreibung der Auswirkungen des Verkehrslärms auf die Gesundheit und Lebensqualität der betroffenen Wohnbevölkerung abzielt. [Gusk11, S. 1]
Lärmursachen und -quellen
Die wesentlichen Geräuschquellen des Schienenverkehrs sind
  • die Rollgeräusche des Rad-Schiene-Kontakts,
  • aerodynamische Geräusche bei Geschwindigkeiten über 200 Kilometer pro Stunde,
  • Geräusche der Antriebs- und Hilfsaggregate im niedrigen Geschwindigkeitsbereich (Öffentlicher Personennahverkehr - ÖPNV, Rangier- und Bahnhofsbetrieb),
  • Kurvenquietschen bzw. -kreischen (ÖPNV, Umfeld [Rangier]bahnhof),
  • Brems-, Anfahr- und Rangiergeräusche (ÖPNV, Umfeld [Rangier]bahnhof) sowie
  • akustische Signale (z. B. Pfeifen an unbeschrankten Bahnübergängen)
[Schup08, S. 57; Hech02, S. 31 f.].
Auf der Strecke dominiert im überwiegend gefahrenen Geschwindigkeitsbereich das Rollgeräusch [BMVI15m, S. 15]. Es resultiert aus dynamischen Vorgängen im Kontaktbereich Rad-Schiene. Seine Intensität ist im Wesentlichen abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, Rauigkeit der Laufflächen von Rad und Schiene und Fahrbahnart (Schienenform, dynamische Eigenschaften von Schienenbefestigungen und Zwischenlagen und einer möglicherweise vorhandenen Schienenbedämpfung) [Kali10a, S. 619]. Die Oberflächengüte der Radlauffläche wird maßgeblich von der Art der Bremsen bestimmt: die bei modernen Reisezugwagen üblichen Scheibenbremsen schonen durch ihre spezifische Konstruktion die Radlaufflächen. Die standardmäßig in Güterwagen installierte und deutlich günstigere Klotzbremse, deren herkömmliche Grauguss-Bremssohlen direkt auf die Radlauffläche einwirken, verursacht dadurch zunächst Fehlstellen auf den Rädern und infolgedessen Unebenheiten auf der Gleisoberfläche. Da zudem Güterzüge hauptsächlich nachts verkehren und längere Passierzeiten aufweisen, ist der Schienengüterverkehr, wie bereits angedeutet, das größte Lärmproblem der Eisenbahn [Brei02a, S. 343; DBAG01a, S. 139 f.].

Vor allem direkte Anwohner von Eisenbahninfrastrukturanlagen laufen Gefahr, starke Beeinträchtigungen zu erleiden, da sie neben dem steil ansteigenden Geräuschimmissionspegel bei einer Zugvorbeifahrt weiteren Störfaktoren wie beispielsweise Erschütterungen, Staubaufwirbelungen und akustischen Begleiterscheinungen von Instandhaltungsarbeiten ganz besonders ausgesetzt sind. Wissenschaftliche Studien deuten an, dass insbesondere nächtliche Schienenverkehrsbewegungen, die durch einen vergleichsweise hohen Güterzuganteil gekennzeichnet sind, aufgrund ihrer starken Beeinflussung des menschlichen Schlafverhaltens deutliche Gesundheitsrisiken bergen. Hohe Schallspitzenpegel und die regelmäßig wiederkehrenden Störungen könnten, anders als der Straßen- und Luftverkehr, gar als eine größere Nachtruhebeeinträchtigung angesehen werden [MeSch10, S. 219 ff.; Pern10]. Um die negativen Auswirkungen des Schienenverkehrs auf die Lebensqualität der Bevölkerung möglichst gering zu halten, ist angesichts dieser Erkenntnisse auch den eisenbahnbetrieblichen Lärmemissionen erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen.
Die aus Umweltschutz- und Effizienzgründen von der Politik angestrebte Verkehrsverlagerung des Personen- und Güterverkehrs von der Straße auf die Schiene führt zu weiteren Lärmbelastungen von bereits stark verlärmten Eisenbahnkorridoren. Zur Erlangung der notwendigen Akzeptanz der Bevölkerung für Aus- und Neubauprojekte oder auch nur für Auslastungssteigerungen auf vorhandenen Eisenbahnstrecken spielt die Schienenverkehrslärmminderung eine wichtige Rolle. [BMVI15m, S. 1]
Reduktion von Schienenverkehrslärm
Konventioneller Lärmschutz besteht in der Anwendung von Schallschutzmaßnahmen im Transmissions- bzw. Immissionsbereich wie der Errichtung von Schallschutzwänden oder dem Einbau von Schallschutzfenstern. Die effektivste Maßnahme des Lärmschutzes ist die Schallreduktion an der Quelle. Um die stärkste Lärmquelle, das Rollgeräusch des Rad-Schiene-Kontakts, zu mindern, wurden folgende Maßnahmen an Rädern, Fahrzeugen, Schienen sowie am Fahrweg getestet, angewandt bzw. werden derzeit weiterentwickelt:
  • nur noch Güterwagenzulassung nach TSI Lärm
  • Umrüstung von Bestandsfahrzeugen auf bis zu 10 Dezibel(A) leisere Verbundstoffbremssohle (K- und LL-Bremssohlen)
  • Einbau von Radabsorbern, die rollgeräuschmindernd wirken
  • Entdröhnung von Brücken
Letztgenannter Punkt sowie weitere Maßnahmen (z. B. Schleifen von Schienenköpfen, Einbau von Schallschutzfenstern, Errichtung von Schallschutzwällen) werden bereits im Rahmen eines Lärmsanierungsprogramms umgesetzt [BMVI15m, S. 38 ff.].
Migrationsprobleme
Grundsätzlich ist festzustellen, dass schon ein umfangreiches Spektrum an Lärmreduktionstechnologien und -maßnahmen bis zur Einsatzreife entwickelt wurde und auch seit längerem umfangreich eingesetzt wird. Bei der Migration neuer Technologien offenbaren sich allerdings große Probleme.
Das wichtige Beispiel der Klotzbremse mit leiseren Verbundstoff-Sohlen macht das Problem einer Technologieeinführung sichtbar, die den Altfahrzeugbestand miteinbezog. Während sich ein Umstieg auf die neue lärmarme Bremstechnologie bei Neufahrzeugen kostenneutral realisieren lässt, fallen beim Umbau des vorhandenen Rollmaterials hingegen erhebliche Kosten an. Ihnen steht kein unmittelbarer kommerzieller Nutzen für die Betreiber gegenüber, weshalb Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) einen Umbau aus eigenen Mitteln weitestgehend ablehnen [Brei02a, S. 344]. Die Einführung eines lärmabhängigen Trassenpreissystems zum Fahrplanwechsel 2012/2013 soll daher einen finanziellen Anreiz für die Umrüstung der Güterwagen auf leise Technik bieten [BMVBS13ta, S. 104]. Die Förderung soll bis zum Ende der Fahrplanperiode 2019/2020 laufen [BMVI15m, S. 46.].
Ansprechpartner
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Lärmemissionen des Schienenverkehrs (Stand des Wissens: 27.02.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?312886
Literatur
[BMUB13] Rückert-John, J., Bormann, I., John, R. Umweltbewusstsein in Deutschland 2012, Berlin, Marburg, 2013/01
[BMUB17c] Dr. Benthin, Rainer, Dr. Gellrich, Angelika Umweltbewusstsein in Deutschland 2016, 2017/03
[BMVBS13ta] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Klocksin, Dr., J. (BMVI), Huland, A. (BMVI), Nette, B. (BMVI), Weber, S. (BMVI), Quernheim, T. (Interfleet Technology GmbH), Schüffelgen, N. (Interfleet Technology GmbH) Lärmschutz im Schienenverkehr, BMVI, Berlin, 2013/03
[BMVI15m] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Lärmschutz im Schienenverkehr - Alles über Schallpegel, innovative Technik und Lärmschutz an der Quelle, 2015/05
[Brei02a] Breimeier, Rudolf, Dr.-Ing. Halbierung des Güterzuglärms möglich, veröffentlicht in Eisenbahn-Revue International, Ausgabe/Auflage 7, MINIREX AG CH-6002 Luzern, 2002, ISBN/ISSN 1421-2811
[DBAG01a] Möhler + Partner Beratende Ingenieure für Schallschutz und Bauphysik, Obermeyer Planen und Beraten Untersuchung zur Lästigkeit von Reise- und Güterzügen, 2001/12
[Gusk11] Guski, R. Lärmwirkungsstudie im Auftrag der Gemeinnützigen Umwelthaus GmbH, Kelsterbach, 2011/04
[Hech02] Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing. Lärm durch Schienenverkehr, veröffentlicht in VCD Tagungsband - Anforderungen an eine neue Verkehrslärmgesetzgebung, 2002
[Kali10a] Kalivoda, M. Über den Beitrag des Gleises zur Höhe des Rollgeräusches und des Vorbeifahrtpegels, veröffentlicht in ETR - Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 09, DVV Media Group GmbH | Eurailpress, Hamburg, 2010/09, ISBN/ISSN 0013-2845
[MeSch10] Mersch-Sundermann, Volker, Prof. Dr., Schmidt, Stefan, Prof. Dr., Macht Schienenlärm krank? - Studie des Universitätsklinikums Freiburg zur Evaluierung der gesundheitlichen Wirkungen bei Exposition gegenüber Schienenlärm , Freiburg, 2010/04
[Pern10] Pernsteiner, Johannes Verkehrslärm lässt schlecht schlafen, 2010/06/23
[Schr03a] Guski, Rainer, Felscher-Suhr, Ute, Griefahn, Barbara, Prof. Dr. med., Möhler, Ulrich, Dipl.-Ing., Schreckenberg, Dirk, Dipl.-Psych., Schuemer, Rudolf, Dr. phil. Wirkungen von Schienen- und Straßenverkehrslärm, 2003/03
[Schup08] Schuppe, A. Flüsternde Bremsen und rauschende Züge: Wie innovative Technologien
den Schienenverkehr beruhigen, veröffentlicht in Jahrbuch des Bahnwesens 2008/09, Eurailpress in DVV Media Group, 2008/12, ISBN/ISSN 3777103772
Weiterführende Literatur
[HeSa01] Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing., Salz, Dorothea, Dipl.-Ing. Dieseltriebwagen für Regionalverkehr - Geräuschverhalten und Grenzwerte, veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Ausgabe/Auflage 10, Hestra-Verlag, 2001, ISBN/ISSN 0013 - 2845
[Spec12] Speck, Georg Flüsterbremsen: Anreizsysteme für die Umrüstung von Güterwagen, veröffentlicht in Güterbahnen, Ausgabe/Auflage 01/2012, Alba Fachverlag, Düsseldorf, 2012/01, ISBN/ISSN 1610- 5273
[Heim98a] Heimerl, G., Hennige, K., Hugo, K., Mather, M. Klassische Schallschutzmaßnahmen versus Low - Noise - Technologie , veröffentlicht in Eisenbahntechnische Rundschau, Hestra-Verlag Darmstadt, 1998/07, ISBN/ISSN 0013 - 2845
[Oegr2006] Oegren Mikael Noise emission from railway traffic, Linköping, 2006/09, ISBN/ISSN 0347-6030
[CER06a] o.A. Rail Freight Noise Abatement - A report on the state of the art, 2006/07
[HeWi99] Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing., Wiemers, Marc, Dipl.-Ing. Rollgeräuschuntersuchung für verschiedene Radbauarten, veröffentlicht in Eisenbahningenieur, Ausgabe/Auflage 7, Tetzlaff Verlag GmbH & Co. KG, 1999, ISBN/ISSN 0013-2810
[UIC02d] o. A. UIC Bibliographie: Eisenbahnlärm, 2002/06
[UIC00d] o. A. UIC Bibliographie: Externe Effekte des Verkehrs, 2000/04
[SeSi03] Danzer, Peter, Dipl.-Ing., Hecht, Markus, Prof. Dr.-Ing., Keudel, Johannes, Dipl.-Ing., Kross, Ulrich, Dipl.-Ing., Seliger, Günther, Prof. Dr.-Ing., Siegmann, Jürgen, Prof. Dr.-Ing. habil. Wettbewerbsvorsprung dank Leila, veröffentlicht in Güterbahnen, Ausgabe/Auflage 2, Alba Fachverlag GmbH & Co. KG, Düsseldorf, 2003/2, ISBN/ISSN 1610-5273
[HeRu00] Henninge, K., Dipl.-Ing., Dobeschinsky, Harry, Dr.-Ing., Heimerl, Gerhard, em. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h., Rückert, Ulrich, Dipl.-Ing. Wirtschaftliche Beurteilung von LNT-Schallschutzkombinationsmaßnahmen an Fahrzeug und Fahrweg für das Netz der DB AG, 2000
Glossar
Schienengüterverkehr
Unter Schienengüterverkehr (SGV) wird der Transport von Gütern mit der Eisenbahn verstanden. Diese werden in Güterzügen unter Verwendung (spezieller) Güterwagen befördert. Diese Verkehre können entweder auf gesonderten Güterverkehrsstrecken oder im Mischverkehr, auf gemeinsam durch den Güter- und Personenverkehr genutzten Strecken, realisiert werden. Leistungen des Schienengüterverkehrs werden häufig als Teil einer Logistikkette in logistische Gesamtkonzepte eingebunden.
Scheibenbremse
Die Scheibenbremse ist die im Schienenpersonenverkehr dominierende Bremse. Hierbei wird der Bremsbelag auf eine eigens dafür vorgesehene Scheibe am Rad oder der Radsatzwelle gedrückt. Gegenüber der Klotzbremse ist sie deutlich schwerer und teurer, erzielt jedoch höhere Bremsleistungen und sorgt aufgrund ihres Aufbaus für eine thermische Entlastung des Rades.
ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr (ÖPNV): Nach § 2 des Regionalisierungsgesetzes (RegG) wird ÖPNV definiert als die "allgemein zugängliche Beförderung von Personen mit Verkehrsmitteln im Linienverkehr, die überwiegend dazu bestimmt sind, die Verkehrsnachfrage im Stadt-, Vorort- oder Regionalverkehr zu befriedigen." Das ist im Zweifel der Fall, wenn eine Mehrzahl der Beförderungsfälle eines Verkehrsmittels die gesamte Reiseweite von 50 Kilometer oder die gesamte Reisezeit von einer Stunde nicht übersteigt. Vor dem Hintergrund der verkehrspolitisch geförderten "Multimodalität" wird der ÖPNV zunehmend breiter definiert, indem auch "alternative Bedienformen", Taxen bis hin zu öffentlichen Fahrrädern und öffentlichen Autos als Teil eines neuen individualisierten ÖPNV gesehen werden.
Klotzbremse Die Klotzbremse ist aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer Wirtschaftlichkeit die am häufigsten verwendete Reibungsbremse bei Eisenbahnwagen im Schienengüterverkehr. Als Reibfläche wird die Radlauffläche genutzt. Die Sohle des Bremsklotzes besteht dabei entweder aus Grauguss oder moderneren Verbundstoffen (K- oder LL-Sohle).
Technical Specification for Interoperability Die Technical Specification for Interoperability (TSI) machen für Teilsysteme bzw. Teile von Teilsystemen der transeuropäischen (Hochgeschwindikgkeits-)Eisenbahnsysteme Vorgaben, um deren grundsätzliche (technische) Eignung sowie die Kompabilität untereinander zu gewährleisten. Dabei handelt es sich um eine unionsrechtliche, technische Vorschrift der Europäischen Kommission.
Zeitreihe Eine Zeitreihe ist eine Folge zeitlich geordneter Beobachtungswerte eines mindestens auf Intervallskalenniveaus gemessenen Merkmals. Beispiele für Zeitreihen sind a) Wohnbevölkerung eines Landes jeweils am 31.12. der Jahre b) Entwicklung des Fahrzeugbestandes c) monatliche Verkehrsunfälle Die Zeitreihenanalyse dient der Erkennung von Regelmäßigkeiten der Vergangenheit, die sich in die Zukunft in Form von Trends extrapolieren oder als periodisch wiederkehrende Muster übertragen lassen.
LL-Bremssohle
Eine LL-Bremssohle (eng. für wenig Lärm, wenig Abrieb = Low noise, Low friction) ist eine Verbundstoff-Bremssohle und stellt den zentralen Bestandteil der bei Eisenbahngüterwagen verwendeten Klotzbremse dar. Sie sind im Vergleich zur technologisch veralteten Grauguss-Bremssohle deutlich leiser und stellen eine preisgünstige Alternative zur Umrüstung mit der sog. Komposit-Bremssohle (K-Sohle) dar.
EVU Eisenbahnverkehrsunternehmen
dB(A) Messgröße des A-bewerteten Schalldruckpegels zur Bestimmung von Geräuschpegeln. Die dB-Skala ist logarithmisch aufgebaut, d. h. eine Verdoppelung der Lärmintensität führt zu einer Erhöhung um 3 dB. Das menschliche Ohr empfindet eine Erhöhung um 10 dB als Verdoppelung der Lautstärke. Hierzu ist eine Schallintensitätsverzehnfachung erforderlich. Der Zusatz "(A)" gibt an, dass dem betreffenden Messergebnis die standardisierte A-Berwertungskurve zugrunde liegt. Sie berücksichtigt einen nichtlinearen frequenz- und pegelabhängigen Zusammenhang zwischen subjektiv wahrgenommenem Läutstärkepegel und vorliegendem Schalldruckpegel. So empfindet das menschliche Gehör bspw. mittlere Frequenzen im Vergleich zu niedrigen Frequenzgängen als wesentlich lauter, weshalb die Einheit dB(A) entsprechende Tonhöhen stärker gewichtet. Ein gesundes Ohr kann bereits einen Schalldruck von 0 dB (A) wahrnehmen (Hörschwelle), bei Werten über 120 dB (A) wird die Geräuschbelastung unerträglich laut (Schmerzgrenze). Eine Langzeiteinwirkung von über 85 dB(A) zieht u. U. dauerhafte Gehörschäden nach sich.
UBA Umweltbundesamt
Eisenbahnverkehrsunternehmen Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) sind öffentliche Einrichtungen oder privatrechtlich organisierte Unternehmen, die Eisenbahnverkehrsleistungen erbringen. "Eisenbahnverkehrsunternehmen" stellt einen europarechtlichen Begriff dar, welcher durch nationales Recht in Form von § 2 (1) des Allgemeinen Eisenbahngesetzes (AEG) konkretisiert wird.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?49492

Gedruckt am Freitag, 23. August 2019 15:15:51