Motivation:

Der Stellenwert von Lärmemission und Immission im Zusammenhang mit städtebaulichen Planungsprozessen nimmt stetig zu.
 
Politische Entscheidungsträger benötigen wirksame und handhabbare Maßnahmen, um die Entwicklung ihrer Verwaltungsgebiete hinsichtlich der Reduktion der Lärmbelastung in positiver Weise zu steuern.Insbesondere der Fluglärm spielt in Wohngebieten in Einflugs- und Überflugs-Zonen eine immer bedrohlichere Rolle.
 
Die bisher gesetzten und geförderten Maßnahmen im Gebäudesektor zielen vorwiegend auf die transparenten Bauteile eines Gebäudes und schützen ausschließlich den Innenraum. Für die Reduktion des Lärmpegels in Freibereichen und Straßenzügen spielen diese Maßnahmen jedoch keine Rolle. Es benötigt daher auch für den erweiterten Wohn- und Lebensraum im Freien gezielte und effektive Konzepte, die darüber hinaus auch so aufbereitet werden, dass sie für die Entscheidungsträger anwendbar sind.
 
Das Projekt Flug – Schall - Schutz verfolgt hier zwei wesentliche Ziele:
 
Ein angestrebtes Ziel ist die Lärmreduktion in Außenbereichen durch bauliche M aßnahm en. Das Projekt soll diesbezüglich Anforderungen an Produkte für Oberflächen von Gebäuden und Strukturen liefern sowie wirksame und praxistaugliche Prototypen entwerfen und erproben.
Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung eines Planungsleitfadens für Entscheidungsträger. Das Projekt liefert einen Maßnahmen-Katalog, der es den Baubehörden erlaubt, Siedlungsgebiete lärmschutztechnisch optimal zu planen.

 

1 Projektübersicht

Projektlaufzeit: 4 Jahre
 
Arbeitspakete:
 
AP1 Stand der Technik und Wissenschaft
Zusammenfassung des Standes der Technik bzw. des derzeitigen Standes aus wissenschaftlicher Sicht, insbesondere im Hinblick auf die derzeit verfügbaren Kenngrößen zur Beurteilung von Fluglärm als Basis zur Ermittlung von für die Entwicklung von fluglärmoptimierten Absorber- und Schirmelementen geeigneten Referenzgrößen.
 
AP2 Immissionsspektren
Erfassung der fl ugzeugtyp-spezifi schen Immissionsspektren sowie deren Zeitverläufe in relevanten Lebensräumen von Menschen für Start und Landung sowie Ermittlung eines Spektrum-Anpassungswertes zur wahrnehmungsoptimierten Beschreibung und Kennzeichnung als Basis für die Entwicklung von bautechnisch anwendbaren Absorptions- und Schirmelementen.
 
AP3 Entwicklung bautechnischer Maßnahmen - akustisch wirksame Bauelemente realisieren
Im Rahmen von AP3 werden anhand der ermittelten fluglärm- und empfindungsspezifischen Frequenzspektren (AP2) fluglärmselektive Absorber und Absorberschirme entwickelt, die in unterschiedlicher Weise am Gebäude bzw. im Nahbereich von Gebäuden (Fassade, Terrassenbereich, Höfen, exponierten Freibereichen) wirksam eingesetzt werden können.
 
AP4 Demonstration und Validierung der Wirksamkeit
AP4 hat das Ziel, einen praktischen Vergleich der zu erwarteten Schalldruckpegel an ausgewählten Orten in von Fluglärm betroffenen Gemeinden in unterschiedlichen Ausbauszenarien von entwickelten Maßnahmen anzustellen und damit die Wirksamkeit der Maßnahmen aufzuzeigen. Die Wirksamkeit der gesetzten Maßnahmen soll einerseits anhand von Simulationen, aber auch anhand von realen baulichen Umsetzungen (von insgesamt ca. 100 m²) der entwickelten Prototypen an repräsentativen Orten bestimmt werden.
AP5 Erstellung einer Planungsrichtlinie
Eine zu schaffende Planungsrichtlinie soll einen Maßnahmen-Katalog darstellen, der die praktische Anwendung, der im Rahmen des Projektes geschaffenen Möglichkeiten erläutert, kategorisiert und entsprechend der Wirksamkeit hierarchisiert. Die Richtlinie soll so gestaltet sein, dass sie für Entscheidungsträger und Planer gleichermaßen verständlich anwendbar ist.

 

2 Themen und Aufgaben der Arbeitspakte

AP1 - Stand der Technik und Wissenschaft
 
Beim Start eines Flugzeugs arbeiten die Triebwerke unter Volllast und emittieren dabei hohe Schalldruckpegel. Die Schallemission anderer Komponenten ist in Relation dazu eher niedrig. Beim Landeanflug eines Flugzeuges werden die Triebwerke dagegen in Teillast betrieben . In diesem Betriebszustand hat die Schallemission durch andere Faktoren einen recht hohen Anteil an den Gesamtemissionen. Hauptfaktoren sind Umströmungsgeräusche von Auftriebshilfen (vor allem Vorflügel und Landeklappen) sowie dem Fahrwerk. Diese Anteile sind während des Landeanflugs zumindest etwa genauso hoch ausgeprägt wie jener der Triebwerke .

Kennwerte bisher und lebensgerechte Alternativen

 
Der Beurteilungspegel für Fluglärm ist der A-bewertete energieäquivalente Dauerschallpegel für die gesamte Betriebszeit des Flughafens von 06:00 Uhr- 23:00 Uhr, wobei Fluglärmereignisse in der Zeit von 22:00 Uhr- 23:00 Uhr einen Zuschlag von +10 dB erhalten.
 
Für die Dimensionierung der Schalldämmung von Außenbauteilen ist die Anwendung von A­ bewerteten Schalldruckpegel wie dem A-bewerteten energieäquivalenten Dauerschallpegel eine mögliche Herangehensweise. Nach neueren Erkenntnissen jedoch nicht, wenn Wohn- bzw. Lebensbereiche im Freien (Balkone, Terrassen, Gärten, Parks oder Spielplätze) betrachtet werden, die als Regenerationsorte genutzt werden könnten. In diesem Zusammenhang müssten aufgrund der deutlich höheren Korrelationen mit den Belastungsäußerungen der Anwohner mit psychoakustischen Kenngrößen, diese zumindest zusätzlich zur klassischen Beschreibung mit in Betracht gezogen werden. Insbesondere bei Fluglärm spielen bestimmte dominant auftretende Frequenzanteile, wie sie z.B. beim Landeanflug deutlich ausgeprägt messbar sind, eine maßgebliche Rolle beim Erleben des Schallereignisses.

Einfluss auf die Gesundheit

 
Es ist inzwischen weitläufig bekannt, dass Lärm einen negativen Einfluss auf das Herz­ Kreislaufsystem ausübt und dass die Häufigkeit des Auftretens von erhöhtem Blutdruck, Herzinfarkt, Schlaganfall und Herzschwäche signifikant höher ist als bei geringer Lärmbelastung.
 
Ist die notwendige Erholung durch Lärm dauerhaft gestört, so erhöht sich nicht nur das Risiko des Auftretens von Herz-Kreislauferkrankungen, sondern auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Depressionen und Fettstoffwechselstörungen. In Studien zur Lärmbelastung bei Kindern wurden vor allem schlechte Leseleistungen bei stark von Fluglärm belasteten Kindern festgestellt.
 
Je negativer Menschen der Lärmquelle gegenüber eingestellt sind und je weniger Möglichkeiten sie haben die Situation zu kontrollieren, desto belastender wirkt sich die nicht vermeidbare Lärmexposition in ihrer Wohnumgebung aus. Betroffen ist in diesem Zusammenhang besonders die Bevölkerungsgruppe mit niedrigem Familieneinkommen, für die ein Wechsel der Wohngegend aus finanziellen Gründen nicht so einfach realisierbar ist.

 
Untersuchungen haben ergeben, dass es im Vergleich mit Straßenverkehr neben dem sogenannten Schienenbonus offenbar einen Flugverkehrsmalus bei der Wahrnehmung der jeweiligen Lärmereignisse gibt. Dies erhöht zudem die dargelegte Problematik des ungünstigen Einflusses auf die Gesundheit erheblich.

Geförderte bauliche Maßnahmen

 
Die bisher geförderten Maßnahmen am Gebäude betreffen die Schalldämmung der Außenbauteile. Es können so nur der Innenraum, nicht aber der Freiraum, der in den meist offenen Siedlungsstrukturen in der Umgebung der Flughäfen als „erweiterter Wohnraum" genutzt werden könnte, geschützt werden. Auf die Lebensqualität und das persönliche Wohlbefinden der Bevölkerung auch bei offenem Fenster, im Garten oder ganz allgemein im Freien weitgehend störungsfrei leben zu können, wird keine Rücksicht genommen. Ein breiterer Planungs- und Umset zungsansat z, der über die Betrachtung der schalldämmtechnischen Eigenschaften der Wohngebäude allein hinausgeht, ist daher erforderlich.
 
Ziele von AP1
 
Zusammenfassung des Standes der Technik bzw. des derzeitigen Standes aus wissenschaftlicher Sicht, insbesondere im Hinblick auf die derzeit verfügbaren sowie alternativen Kenngrößen zur Beurteilung von Fluglärm als Ausgangspunkt zur Ermittlung von für die Entwicklung von fluglärmoptimierten Absorber- und Schirmelementen geeigneten Referenzgrößen. Zusammenfassung gängiger und alternativer Ansätze im Hinblick auf Lösungsvorschläge zur Gestaltung von Siedlungen im Umfeld von Ab- und Anflugwegen von Flugzeugen seitens der Raumplanung.
 
Deliverables
 

• Überblick über die derzeit verfügbaren Kenngrößen zur Beschreibung und Beurteilung von Fluglärm
• Vom Stand der Wissenschaft abgeleitete alternative Vorschläge zur Entwicklung von zur Bearbeitung der Problemstellung geeigneten wahrnehmungsrelevanten Kenn- und Beurteilungsgrößen
• Überblick über die gängigen und über alternative raumplanerische Lösungsvorschläge (z.B. Ausrichtung von Gebäuden, Lage und Anordnung von Gebäuden zueinander)
• Kurzbericht über die durchgeführten Arbeiten und Ergebnisse

 
Methoden
 

• Studium der einschlägigen Normen, Richtlinien und wissenschaftlichen Veröffentlichungen im Hinblick auf eine Zusammenfassung und Anwendbarkeit der gängigen Beurteilungsansätze
• Ausarbeiten von alternativen und fluglärmwahrnehmungsgerechten Beurteilungsansätzen, insbesondere unter Berücksichtigung von Frequenzverläufen anhand aktueller wissenschaftlicher Veröffentlichungen
• Ausarbeiten von raumplanerischen Alternativansätzen anhand des aktuellen Forschungsstandes - Studium der aktuellen einschlägigen Veröffentlichungen

AP2  - Immissionsspektren
In wie weit die von den Flugzeugherstellern (sofern) verfügbaren Daten im Hinblick auf die notwendige Analyse der Frequenzzusammensetzung, der im Detail zu beachtenden Flugbewegungen geeignet sind, muss im Rahmen der Studie überprüft werden.
Auf jeden Fall sind an definierten Orten zur Validierung der zum Einsatz kommenden Basisdaten Messungen durchzuführen. Die Datenerfassung muss so erfolgen, dass eine Analyse der Schallspektren auch in Abhängigkeit von der Dauer des Überfluges unter Berücksichtigung des Auftretens von Direkt- und Reflexionsanteil in der jeweiligen Lärmexposition möglich ist. Dabei sollten möglichst alle häufig den Flughafen Wien Schwechat anfliegende Flugzeugtypen, sowohl beim Landeanflug als auch beim Start und Abflug, erfasst werden.
 
Ziele von AP2
 
Erfassung der flugzeugtyp-spezifischen Immissionsspektren sowie deren Zeitverläufe in relevanten Lebensräumen von Menschen für Start und Landung sowie Entwicklung eines Spektrum-Anpassungswertes zur wahrnehmungsoptimierten Beschreibung und Kennzeichnung von zu entwickelnden Absorptions- und Schirmelementen.
 
Deliverables
 

• Flugzeugtyp-spezifische Immissionsspektren sowie deren Zeitverläufe in relevanten Lebensräumen von Menschen für Start und Landung
• prototypisches Fluglärmspektrum, gewichtet mit den relevanten psychoakustischen Kennwertausprägungen als Basis zur Entwicklung von fluglärmspezifischen Absorbern und Schirmelementen
• Spekt rum -Anpassungswert für Fluglärm bei Start und Landung zur optimalen Beschreibung und Kennzeichnung von Absorbern- und Schirmelementen
• Kurzbericht über die durchgeführten Arbeiten und Ergebnisse

 

Methoden
 

• Einholen und Analyse von bestehenden flugzeugtypen-spezifischen Kenndaten
• Erörtern von geeigneten Messpunkten anhand von Bebauungsplänen
• Messtechnisch geleitetes Erfassen und Aufzeichnen von An- und Abflugbewegungen an festgelegten, zur Erholung nutzbarer Lebensbereiche
• Analyse der Messdaten anhand der gängigen Beurteilungsmethoden, insbesondere aber mit differenzierten psychoakustischen Mess- und Analysemethoden zur erlebnisnäheren Beschreibung der wahrgenommenen Flugbewegungen.

 
AP3 - Entwicklung bautechnischer Maßnahmen fluglärmspezifisch wirksame Bauelemente realisieren
 
Im Rahmen von AP3 werden anhand der ermittelten fluglärmspezifischen Frequenzspektren fluglärmselektive Absorber entwickelt, die in unterschiedlicher Weise an Gebäuden bzw. im Bereich von Lebensräumen im Freien als geeignete Absorberelemente und Absorberschirme wirksam eingesetzt werden können (z.B. an Fassaden, als Verkleidungen im Terrassenbereich, in Höfen und im Bereich von exponierten öffentlichen Ruheplätzen).
 
AP3.1 Absorber für Bauteiloberflächen
 
Aktuelle Forschungsergebnisse und Fallstudienberichte haben gezeigt, dass die in dichten Straßenzügen auftretende mehrfache Reflexion der einfallenden Schallleistung und der dadurch erhöhte Lärmpegel durch Absorption der Schallenergie an z.B. Gebäudefassaden reduziert werden kann. Aufhauend auf diese Erkenntnisse wird ein Absorber entworfen, der einen auf das Fluglärm-Spektrum hin optimierten Absorptionsgrad aufweist. Damit könnte die Reflexion von Fluglärm an Bauteiloberflächen und der sich damit erhöhende Lärmpegel in bebauten Gebieten reduziert werden.
Die derzeit zu Verfügung stehenden Prognosemodelle zum virtuellen Entwurf eines entsprechenden „Fluglärmabsorbers" weisen nicht die entsprechende Genauigkeit auf, um einen rein virtuellen erfolgreichen Entwicklungsprozess zu garantieren. Aus diesem Grund benötigt es einen zyklischen iterativen Prozess (siehe Abbildung 1) der durch Messung des Absorptionsgrades im Hallraum gemäß ÖNORM EN ISO 354 nach einem Entwurf und Prognose, den Entwicklungserfolg bestätigt. In Zusammenhang mit Gebäudefassaden ist es wicht ig, dass der Absorber eine entsprechende Leistungsfähigkeit auch bei sehr steilen Einfallswinkeln aufweist. Um dies zu optimieren und zu überprüfen sind begleitende Messungen entsprechend aktueller wissenschaftlicher Publikationen sowohl im Hallraum als auch im reflexionsarmen Raum erforderlich. Nach erfolgter Optimierung bilden die gewonnen Ergebnisse darüber hinaus eine valide Datenbasis, die später von den Planenden in ihre Lärmausbreitungsprognosemodelle eingesetzt werden kann.

 
Entwicklung eines Absorberelementes für Bauteiloberflächen mit auf Fluglärm hin optimierte Absorptionseigenschaften
 
Deliverables
 

• Schichtaufbau der Absorberelemente
• Materialeigenschaften der Bauteilschichten der Aborberelemente
• Kurzbericht über die durchgeführten Arbeiten und Ergebnisse

 
Methoden
 

• Iterative Optimierung des Absorptionsgrades der Prototypenentwürfe
• Messung des Schallabsorptionsgrades der Prototypen im Hallraum nach ÖNORM EN ISO 354
• Messung des Schallabsorptionsgrades unter schrägen Schalleinfall

AP3.2 Akustische Abschirmung von Ruhebereichen

In den verdichteten Wohngebieten spielt die Nutzung von öffentlichem und privatem Freiraum als Ruhezonen eine immer wichtigere Rolle. Die Störung von diesen Ruhezonen durch Lärmimmissionen stellt daher ein immer größer werdendes Problem dar. Eine Lösung zur Reduktion dieser Immissionen bieten z.B. transparente Folienabsorber mit Mikroperforierung. Diese könnten durch ihre akustische Wirksamkeit den auftretenden Lärmpegel in Freibereichen durch Abschirmung und Absorption reduzieren. AP3.2 soll daher die dafür notwendigen Anforderungen an solche Absorber sammeln und Ansätze für einen Entwicklungsprozess eines derartigen Produktes liefern. Insbesondere soll eine Basis geschaffen werden, um in AP4 eine

 
mögliche Wirksamkeit von derartigen Produkten zur Lärmpegelreduktion in Freibereichen in Pilotgemeinden zu prognostizieren.
 
Ziele von AP3.2
 
Darstellung des Potentials und von notwendigen Schritten zur Entwicklung von transparenten Abschirmungen von Ruhebereichen mit auf das Fluglärmspektrum hin optimierten akustischen Eigenschaften
 
Deliverables
 

• Materialeigenschaften       und     Struktur      einer     transparenten      Abschirmung zur Fluglärmreduktion
• Eingabeparameter für Prognosemodell zur Demonstration der Wirksamkeit in AP4
• Kurzbericht über die durchgeführten Arbeiten und Ergebnisse

 
Methoden
 

• Literaturrecherche
• Prognose des Absorptionsgrades mittels anerkannten Berechnungsmethoden und Literaturwerten
• Messtechnisch geleitete Versuche im bauakustischen Labor

 
 
AP4 - Demonstration und Validierung der Wirksamkeit
 
Städtebauliche Planungsprozesse und die damit einhergehenden raumplanerischen Überlegungen sind in Gemeinden mit fluglärmexponierten Wohnlagen erheblich von der Thematik der Lärmbelastung durch Flugbetrieb beeinflusst. Die in AP2 und AP3 entwickelten bautechnischen Produkte und Anforderungen sollen dabei helfen, Entscheidungsträger innerhalb dieser Prozesse mit möglichen Maßnahmen auszustatten.
 
Um die Auswirkung eines flächendeckenden Einsatzes neu entwickelter Maßnahmen zur Fluglärmreduktion zu demonstrieren, werden in zwei im Rahmen des Projektes auszuwählenden Pilotgemeinden virtuelle zweidimensionale Lärmkarten erstellt. Es erfolgt ein Vergleich der zu erwarteten Schalldruckpegel an ausgewählten Orten in den Gemeinden ohne und mit den entwickelten Maßnahm en.
 
Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen soll darüber hinaus anhand einer baulichen Umsetzung von ca. insgesamt 100m ² der entwickelten Prototypen an repräsentativen Orten real demonstriert werden. Die Quantifizierung des Einflusses der Prototypen auf die Fluglärmexposition in der Umgebung erfolgt durch Vergleichsmessungen vor und nach der Umsetzung der baulichen Maßnahmen.