In Hamminkeln wird seit 2011 jede Zugvorbeifahrt dokumentiert. Eine Darstellung sämtlicher Vorbeifahrten an den 7 Nächte einer Woche wurde am 20.10.2016 im Rathaus von Hamminkeln vorgestellt:

Dr. Dirk Windelberg:
"Schienenverkehrslärm gestern und heute"
Schienenverkehrslärm gestern und heute

Aufweckreaktionen lassen sich weder aus Mittelungspegeln einer Stunde noch aus denen einer Nacht bestimmen: sie werden durch Vorbeifahrpegel einzelner Güterzüge oder Lokomotiven erzeugt, und diese Spitzenpegel sollten bezüglich Wochentag, Uhrzeit, Höhe und Dauer registriert und dokumentiert werden.

(F4)Wie sollte die Wirkung einer nächtlichen Vorbeifahrt auf einen schlafenden Menschen bestimmt werden?

(F5) Wie sollte die Wirkung sämtlicher während einer Nacht vobeifahrenden Züge auf einen schlafenden Menschen bestimmt werden?

(F6) Wie sollte berücksichtigt werden, dass die Vorbeifahrdauer eines Güterzuges etwa 70 mal länger ist als die Vorbeifahrdauer eines Strassenfahrzeugs?

Vergleich zwischen
Lärm-Belastung durch nächtlichen Strassenverkehr
und
Lärm-Belastung durch nächtlichen Schienenverkehr
auf den Schlaf von Anwohnern
Projektdauer: 2017 - heute
Projektleitung: Dr. rer. nat. Dirk Windelberg

Nach einer Beschreibung der hier verwendeten Formel zur Addition einzelner Vorbeifahrpegel von Schienen- und Straßenfahrzeugen während jeweils einer Stunde werden charakteristische Merkmale nächtlicher Vorbeifahrten einerseits der Verkehrsart Straße und andererseits der Verkehrsart Schiene dargestellt.
In einem zweiten Teil werden Aufweck-Kriterien beschrieben, die sowohl bei Straßen- als auch bei Schienenverkehrslärm zu kurzzeitigen Aufweckreaktionen führen können.
Ein dritter Teil beschreibt die Wirkung sämtlicher lauter Vorbeifahrten einer Nacht - sowohl im Straßen- als auch im Schienenverkehr.

1. Messung und Addition von mehreren Verkehrs-Lärmpegeln

Zur Messung von Verkehrslärm an einem vorgegebenen Ort in einem definierten Abstand von einer Lärmquelle (Straße oder Schiene) werden Schallpegelmesser verwendet. Um verschiedene Lärmsituationen infolge von Vorbeifahrten von Straßen- oder Schienenfahrzeugen miteinander vergleichen zu können, werden hier jeweils die während einer Stunde an einem geeigneten Ort gemessenen Vorbeifahrpegel zu einem "Stundenpegel" zusammengefasst. Dieser soll dann für jeweils eine (Nacht-)Stunde die Lärm-Belastung beschreiben.

2. Stundenpegel s(H)

Als "Stundenpegel" s(H) einer Stunde H gilt das für eine Stunde H berechnete energetische Mittel der während dieser Stunde H vorbeigefahrenen Schienen- bzw. Straßenfahrzeuge.
Wenn z.B. n Pegel p_i (mit einem Index i zwischen 1 und n) innerhalb einer gewählten Stunde H jeweils für eine Zeit t_i wirken, dann wird ein Stundenpegel s(H) nach der Formel

s(H)=51+10^. log₁₀ (summe_(i=1) ⁽ⁱ⁼ⁿ⁾ t _i / 3600 ^. 10 ^{0,1 . p _i} )

berechnet.

2.1 Beispiel H1 (Eine Vorbeifahrt während einer Stunde)

Wir setzen: n=1, Vorbeifahrzeit t₁=12 s, Pegel p₁ =68 dB(A):
Dann ergibt sich der Stundenpegel s(H1)=51+10^. log₁₀ (12 / 3600 ^. 10 ^6,8 ) = 51 + 10^. log₁₀ (21.0 )=51+13=64

2.2 Beispiel H2 (Zwei Vorbeifahrten während einer Stunde)

Wir setzen: n=2, t₁=12 s, t₂=18 s, p₁ =68 dB(A), p₂ =74 dB(A):
Dann ergibt sich der Stundenpegel s(H2)=51+10^. log₁₀ (12 / 3600 ^. 10 ^6,8 + 18 / 3600 ^. 10 ^7,4 ) = 51 + 10^. log₁₀ (336,5 )=76,3

3. Nächtlicher Verkehrslärm

3.1 Nächtlicher Straßenverkehr

3.1.1 Annahme

Ein 5 Meter langes Straßenverkehrsmittel benötigt für die Vorbeifahrt an einem festen Ort bei einer Fahrt-Geschwindigkeit von 100 km/h eine Vorbeifahrzeit t₁=0,18 Sekunden mit einem Vorbeifahrpegel p₁=90 dB(A).

3.1.2 Abstands-Annahme

Nach der Vorbeifahrt herrscht während der Zeit t₂=1,62 Sekunden "Ruhe" mit einem Pegel p₂=45 dB(A).

3.1.3 Zusammenfassung der Modellierung von nächtlichem Straßenverkehr

Es fährt während der 8 Nachtstunden alle 1,80 Sekunden jeweils ein Straßenverkehrsmittel mit einer Vorbeifahrzeit von 0,18 Sekunden. Es folgt eine Lärm-Pause von 0,18 Sekunden. Da sich diese Zeiten (0,18 s + 1,62 s = 1,80 Sekunden [Vorbeifahrzeit und Pause]) alle 1,80 Sekunden wiederholen, und da 2000 ^. 1,80 Sekunden = 3600 Sekunden = 1 Stunde ist, wird hier der nächtliche Straßenverkehr wie folgt modelliert:
Für 4 der 8 Nachtstunden: 2000 Vorbeifahrten pro Stunde auf der Straße, (also insgesamt 6 Minuten Vorbeifahrzeit mit 90 dB(A)) und 54 Minuten Ruhe mit 45 dB(A).
Für die übrigen 4 Nachtstunden: 1000 Vorbeifahrten pro Stunde auf der Straße, also insgesamt 3 Minuten Vorbeifahrzeit mit 90 dB(A) und 57 Minuten Ruhe mit 45 dB(A).

3.2 Nächtlicher Schienenverkehr

3.2.1 Annahme

Ein 520 Meter langer Güterzug benötigt für die Vorbeifahrt an einem festen Ort eine Vorbeifahrzeit t₂ =24 Sekunden mit einem mittleren Vorbeifahrpegel p₃ = 85 dB(A) während 22 Sekunden und einem maximalen Vorbeifahrpegel p₄ = 100 dB(A) während 2 Sekunden.

3.2.2 Abstands-Annahme

Es fährt alle 10 Minuten ein Güterzug (also 6 Vorbeifahrten) mit jeweils 24 Sekunden Vorbeifahrdauer: 22 Sekunden mit 85 dB(A) und 2 Sekunden mit 100 dB(A)
und in der übrigen Zeit einer Stunde, also in t₃:= 3600-6^. 24=3456 Sekunden, herrscht Ruhe mit einem Pegel p₂=45 dB(A): 3456 Sekunden mit 45 dB(A).

4. Vergleichende Bewertung

4.1 Wirkung einer Vorbeifahrt auf den Schlaf eines Anwohners

Die Unterschiede zwischen Straßen- und Schienenverkehrslärm bezüglich einess ruhigen Schlafes sind erheblich:
Während Vorbeifahrten von Straßen-fahrzeugen häufig , (meist) nicht sehr laut, kürzer als 1 Sekunde stattfinden, führen Vorbeifahrten von Güterzügen seltener, aber (meist) sehr laut, länger als 10 Sekunden zu Aufwachrektionen.

4.2 Wirkung auf den Schlaf eines Anliegers

Die oben genannten prinzipiellen Unterschiede zeigen bereits, dass es nicht ausreicht, für die Beschreibung der Lärmbelastung an einem festen Ort die Höhe eines Nacht-Mittelungspegels (als Mittel über 8 Nachtstunden) anzugeben, denn Straßen- und Schienenverkehrslärm ändern sich in den drei Lärmparametern Anzahl, Dauer und Pegel ständig - und damit auch von Nacht zu Nacht.
Die Beschreibung von Verkehrslärm zeigt: Weder für den Straßenverkehr noch für den Schienenverkehr kann während oder nach einer Vorbeifahrt vorausgesagt werden, wie groß die Anzahl möglicher Schlafstörungen infolge dieser Vorbeifahrt war.
Die Anzahl möglicher Schlafstörungen während einer Nacht kann nicht vorausgesagt werden, denn diese Anzahl ist abhängig von
- dem Frequenzbereich des jeweiligen Vorbeifahrpegels
- der Höhe des Maximalpegels und des mittleren Vorbeifahrpegels (in dem angegebenen Frequenzbereich) und
- der Dauer des maximalen und des mittleren Vorbeifahrpegels jedes einzelnen vorbeifahrenden Fahrzeugs.
Daher kann interpretiert werden:
Für einen schlafenden Anwohner an einem Straßen- oder Schienenweg kann die Aufwach-Wahrscheinlichkeit infolge einer Vorbeifahrt eines Fahrzeugs auf einer Straße oder einer Schiene nicht vorhergesagt werden.

Ursache: Schienenverkehrslärm

Wirkung: Aufweckreaktionen

("Lieber viele kurze als wenige lange Vorbeifahrpegel" oder "Lieber viele kurze leisere als wenige lange lautere Vorbeifahrpegel"?)

5. Mögliche Maßnahmen zur Minderung der Höhe der Vorbeifahrpegel von Güterzügen

5.1 Halbierung der Geschwindigkeit zwischen 00.00 und 04:00 Uhr in Wohngebieten innerhalb geschlossener Ortschaften

5.2 Bekanntgabe der Anzahlen von Güterzug-Vorbeifahrten an den einzelnen Wochentagen (für verschiedene Richtungen)

5.3 (mittlere und) maximale Dauer der Vorbeifahrten

Es ist nicht möglich vorherzusagen,
- ob Schienenverkehrslärm einen schlafenden Anwohner aufweckt, während Straßenverkehrslärm bei gleichem Nacht-Mittelungspegel zu keiner Aufweckreaktion führt -
oder (umgekehrt):
- ob Straßenverkehrslärm einen schlafenden Anwohner aufweckt, während Schienenverkehrslärm bei gleichem Nacht-Mittelungspegel zu keiner Aufweckreaktion führt!

Hannover, 29. November 2018