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Straßenlärm bei dichter Randbebauung. Untersuchungen zur reflexionsbedingten Pegelerhöhung
Es sollte geprüft werden, ob der Zuschlag für Mehrfachreflexion nach RLS-90 auch unter Einbeziehung der neueren Berechnungstechniken den reflexionsbedingten Pegelanstieg in dichtbebauten Straßen richtig beschreibt. Um die Abhängigkeit dieses Mehrfachreflexions- Zuschlags von den Parametern wie Bebauungshöhe und -abstand, Fassaden-Absorptionsgrad, Immissionspunkthöhe, Bebauungslänge und Lückenanteil zu bestimmen, wurden detaillierte strahlbezogene Berechnungen mit Einbeziehung von Reflexionen bis zu hoher Ordnung (in der Regel bis 10. Ordnung) durchgeführt. Diese Rechnungen erfolgten unter der Voraussetzung von spiegelnder Reflexion mit dem Programmsystem CadnaA und zur Berücksichtigung diffuser Reflexion nach dem Radiosity- Verfahren mit einem speziell für derartige Untersuchungen entwickelten Rechenprogramm. Zusätzlich wurden orientierende Messungen der Schallausbreitung in Straßenschluchten durchgeführt. Die Untersuchungen zeigen, dass der reflexionsbedingte Pegel zwar stark mit der Höhe des Immissionspunkts über Straßenniveau ansteigt, dass aber etwa die Hälfte des durch Reflexionen verursachten Pegelanstiegs durch die Einrechnung der 1. Reflexion bereits berücksichtigt wird. Der verbleibende und durch den Zuschlag Drefl zu erledigende Teil ist im überwiegenden Teil der Fälle kleiner als 3 dB und wird, wie sich gezeigt hat, durch die RLS-90 gut abgebildet. Dabei stimmt dieser pauschale Näherungswert besser mit den Werten in den oberen Stockwerken überein - in den unteren Stockwerken wird wegen des stärker beteiligten Direktschallfeldes die durch die Bebauung verursachte Pegelerhöhung leicht überschätzt. Die Untersuchung zeigt, dass die Art der Reflexion - spiegelnd oder diffus - nicht beurteilt zu werden braucht und es kann zur Reflexionsberechnung stets näherungsweise von spiegelnder Reflexion ausgegangen werden. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass Drefl für absorbierende Wände zu hoch berechnet wird. Der Zuschlag ist bei absorbierenden Wänden zu vernachlässigen. Auch die Festlegung der RLS-90, für reflektierende Wände einen Reflexionsverlust von 1 dB anzunehmen, ist zu korrigieren. Für den Fall, dass bei der Bestimmung von Drefl dessen Abhängigkeit von der Immissionspunkthöhe besser berücksichtigt werden soll, wird eine entsprechende aus den Ergebnissen der Variationsrechnung abgeleitete Beziehung mitgeteilt. Neben dem pauschalen und damit emissionsbezogenen Drefl und der immissionsortbezogenen Definition besteht auch die Möglichkeit, die von einer Straße verursachten Pegel innerhalb der begrenzenden Bebauung und an den zugewandten Fassaden bis zu ausreichend hoher Ordnung mit detaillierter Strahlberechnung zu ermitteln.
It was the aim of this study to investigate the rise of sound pressure levels in street canyons caused by multi-reflection and the correctness of the correction Drefl defined in the calculation standard RLS-90. The relation between Drefl and the parameters like separation distance, height, absorption and percentage of gaps of opposite facades was investigated by calculating the sound levels applying the mirror image method up to high orders (e.g. 10). From these levels the levels calculated with first order reflections only were subtracted. Generally ISO 9613-2 was applied as calculation method, but some comparisons were also made by repeating them with NMPB 2008. While the calculation for acoustically glazed surface and with reflections according to the mirror principle were performed with the commercially available software CadnaA, a software developed especially for such research studies and based on the radiosity - principle was used to take into account diffusely reflecting facades. Additionally some measurements with reference sound source were made in street canyons. The results show a strong increase of the levelcontribution caused by multi-reflections with the receiver height, but on the other side half of this level increase is caused by the reflection of first order. The remaining part that is taken into account by Drefl is fairly good represented by the definition in RLS-90. The approximation is better for receivers in front of the upper floors with large height - at low heights the influence of the direct sound field due to the smaller distance source - receiver is more dominant and the level increase caused by reflections is reduced. The comparison of specularly and diffusely reflecting facades show considerable differences in the level distribution caused by a radiating point source, but the reflection-induced increase of Leq-levels with an extended road depends similarly on the geometrical and acoustical parameters of the street canyon. It is therefore not necessary to know the structure of the facades. The RLS-equations to calculate Drefl for absorbing surfaces are questionable. Calculations show that the level increase caused by reflections can be neglected with absorption coefficients above 0.6. On the other side measurements of the absorption of different surfaces typical for facades show that the recommendation of RLS for reflecting surfaces with 1 dB reflection loss - that is equivalent to an absorption coefficient of 0.2 - underestimates the reflected intensity. It is recommended to apply an absorption coefficient of 0.1 for such reflecting surfaces. Variation of the percentage of gaps showed that flanking facades with gaps can be replaced in calculations by assuming closed facades with increased absorption coefficient. The relation between Drefl and the percentage of gaps and the relevant length of the facades at both sides from the receiver where these gaps are relevant were investigated. An alternative to the application of a correction Drefl to account for multi-reflections is the detailed calculation up to about the 7th order.
Straßenlärm bei dichter Randbebauung. Untersuchungen zur reflexionsbedingten Pegelerhöhung
Es sollte geprüft werden, ob der Zuschlag für Mehrfachreflexion nach RLS-90 auch unter Einbeziehung der neueren Berechnungstechniken den reflexionsbedingten Pegelanstieg in dichtbebauten Straßen richtig beschreibt. Um die Abhängigkeit dieses Mehrfachreflexions- Zuschlags von den Parametern wie Bebauungshöhe und -abstand, Fassaden-Absorptionsgrad, Immissionspunkthöhe, Bebauungslänge und Lückenanteil zu bestimmen, wurden detaillierte strahlbezogene Berechnungen mit Einbeziehung von Reflexionen bis zu hoher Ordnung (in der Regel bis 10. Ordnung) durchgeführt. Diese Rechnungen erfolgten unter der Voraussetzung von spiegelnder Reflexion mit dem Programmsystem CadnaA und zur Berücksichtigung diffuser Reflexion nach dem Radiosity- Verfahren mit einem speziell für derartige Untersuchungen entwickelten Rechenprogramm. Zusätzlich wurden orientierende Messungen der Schallausbreitung in Straßenschluchten durchgeführt. Die Untersuchungen zeigen, dass der reflexionsbedingte Pegel zwar stark mit der Höhe des Immissionspunkts über Straßenniveau ansteigt, dass aber etwa die Hälfte des durch Reflexionen verursachten Pegelanstiegs durch die Einrechnung der 1. Reflexion bereits berücksichtigt wird. Der verbleibende und durch den Zuschlag Drefl zu erledigende Teil ist im überwiegenden Teil der Fälle kleiner als 3 dB und wird, wie sich gezeigt hat, durch die RLS-90 gut abgebildet. Dabei stimmt dieser pauschale Näherungswert besser mit den Werten in den oberen Stockwerken überein - in den unteren Stockwerken wird wegen des stärker beteiligten Direktschallfeldes die durch die Bebauung verursachte Pegelerhöhung leicht überschätzt. Die Untersuchung zeigt, dass die Art der Reflexion - spiegelnd oder diffus - nicht beurteilt zu werden braucht und es kann zur Reflexionsberechnung stets näherungsweise von spiegelnder Reflexion ausgegangen werden. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass Drefl für absorbierende Wände zu hoch berechnet wird. Der Zuschlag ist bei absorbierenden Wänden zu vernachlässigen. Auch die Festlegung der RLS-90, für reflektierende Wände einen Reflexionsverlust von 1 dB anzunehmen, ist zu korrigieren. Für den Fall, dass bei der Bestimmung von Drefl dessen Abhängigkeit von der Immissionspunkthöhe besser berücksichtigt werden soll, wird eine entsprechende aus den Ergebnissen der Variationsrechnung abgeleitete Beziehung mitgeteilt. Neben dem pauschalen und damit emissionsbezogenen Drefl und der immissionsortbezogenen Definition besteht auch die Möglichkeit, die von einer Straße verursachten Pegel innerhalb der begrenzenden Bebauung und an den zugewandten Fassaden bis zu ausreichend hoher Ordnung mit detaillierter Strahlberechnung zu ermitteln.
It was the aim of this study to investigate the rise of sound pressure levels in street canyons caused by multi-reflection and the correctness of the correction Drefl defined in the calculation standard RLS-90. The relation between Drefl and the parameters like separation distance, height, absorption and percentage of gaps of opposite facades was investigated by calculating the sound levels applying the mirror image method up to high orders (e.g. 10). From these levels the levels calculated with first order reflections only were subtracted. Generally ISO 9613-2 was applied as calculation method, but some comparisons were also made by repeating them with NMPB 2008. While the calculation for acoustically glazed surface and with reflections according to the mirror principle were performed with the commercially available software CadnaA, a software developed especially for such research studies and based on the radiosity - principle was used to take into account diffusely reflecting facades. Additionally some measurements with reference sound source were made in street canyons. The results show a strong increase of the levelcontribution caused by multi-reflections with the receiver height, but on the other side half of this level increase is caused by the reflection of first order. The remaining part that is taken into account by Drefl is fairly good represented by the definition in RLS-90. The approximation is better for receivers in front of the upper floors with large height - at low heights the influence of the direct sound field due to the smaller distance source - receiver is more dominant and the level increase caused by reflections is reduced. The comparison of specularly and diffusely reflecting facades show considerable differences in the level distribution caused by a radiating point source, but the reflection-induced increase of Leq-levels with an extended road depends similarly on the geometrical and acoustical parameters of the street canyon. It is therefore not necessary to know the structure of the facades. The RLS-equations to calculate Drefl for absorbing surfaces are questionable. Calculations show that the level increase caused by reflections can be neglected with absorption coefficients above 0.6. On the other side measurements of the absorption of different surfaces typical for facades show that the recommendation of RLS for reflecting surfaces with 1 dB reflection loss - that is equivalent to an absorption coefficient of 0.2 - underestimates the reflected intensity. It is recommended to apply an absorption coefficient of 0.1 for such reflecting surfaces. Variation of the percentage of gaps showed that flanking facades with gaps can be replaced in calculations by assuming closed facades with increased absorption coefficient. The relation between Drefl and the percentage of gaps and the relevant length of the facades at both sides from the receiver where these gaps are relevant were investigated. An alternative to the application of a correction Drefl to account for multi-reflections is the detailed calculation up to about the 7th order.
Straßenlärm bei dichter Randbebauung. Untersuchungen zur reflexionsbedingten Pegelerhöhung
Investigation of the rise in noise levels caused by reflections in street canyons
Probst, Wolfgang (Autor:in)
2013
61 Seiten, 141 Bilder, 14 Quellen
Report
Deutsch