Möglichkeiten und Herausforderungen einer erweiterten Umgebungslärmkartierung

Quelle: PantherMedia/easyshutter

Die Ermittlung des Umgebungslärms erfolgt seit 2007 auf der Grundlage der EU-Umgebungslärmrichtlinie [1] (ULR), des § 47a-f BImSchG [2] sowie der 34. BImSchV [3] als entsprechende Umsetzung der ULR in das deutsche Recht. Mit diesen Rechtsgrundlagen, die durch Hinweise zur Lärmkartierung [4] der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) konkretisiert werden, werden umfangreiche Vorgaben zu Umfang und zum Inhalt der Umgebungslärmkartierung gemacht. Hinsichtlich des Straßenverkehrs sollen z. B. nur Hauptverkehrsstraßen mit einem Verkehrsaufkommen von über 3 Millionen Kraftfahrzeugen pro Jahr kartiert werden. Dieser Schwellenwert entspricht einem DTV-Wert von 8.219 Kfz/24h. In den Ballungsräumen werden i. d. R. niedrigere aber bundesweit nicht einheitliche Schwellenwerte angewendet. In Hessen kommt in den Ballungsräumen als Schwellenwert ein DTV-Wert von 3.000 Kfz/24h zur Anwendung. Für die anderen drei Hauptlärm-arten sind in der ULR ebenfalls Schwellen bzw. Ausschlusskriterien definiert.

Die bundes- und europaweite Anwendung dieser Schwellenwerte ist für einen Vergleich der Anzahl der Personen in einem lärmbelasteten Gebiet (Belastetenzahlen) zwischen den Bundesländern und Mitgliedsstaaten sinnvoll. Die Vernachlässigung der Ermittlung der Lärmbelastungen unterhalb der Schwellenwerte führt allerdings zu Kartierungslücken und fördert dadurch nicht die Akzeptanz der Lärmkarten in der Bevölkerung, da ein Teil der lärmbelasteten Menschen nicht erfasst wird. Daher wird z. B. in den LAI-Hinweisen zur Lärmkartierung die Empfehlung ausgesprochen, Lücken im Straßennetz aufgrund der Anwendung der Schwellenwerte zu schließen. Auch in einer vom Umweltbundesamt (UBA) beauftragten Untersuchung [5] kommen die Autoren zu dem Schluss, dass mit den Lärmkarten nur ein Bruchteil der Menschen erfasst werden, die sich laut einer repräsentativen UBA-Umfrage von Lärm belästigt fühlen. Dies ist laut Autoren der Untersuchung ein deutlicher Hinweis darauf, dass die Kriterien für die Kartierungspflicht angepasst werden sollten.

Die Erfahrungen und Rückmeldungen zu den Umgebungslärmkartierungen 2007 und 2012 in Hessen bestätigen im Wesentlichen diese Einschätzung. Es hat sich gezeigt, dass die auf diese Weise erzeugten Ergebnisse in der hessischen Bevölkerung und auch bei vielen kommunalen Vertretern häufig Unverständnis hervorrufen. Durch die Anwendung der Schwellenwerte werden im Einflussbereich von Straßen unterhalb der Schwellenwerte keine Lärmpegel ausgewiesen, obwohl es dort zu relevanten Lärmbelastungen kommen kann. Dadurch ist eine sachgerechte Ermittlung von Flächen, die für die Ausweisung ruhiger Gebiete geeignet sind, durch die Umgebungslärmkartierung nicht möglich.

Das HLNUG hat aus diesen Gründen im Anschluss an die 2017 durchgeführte Umgebungslärmkartierung nach den Kriterien der ULR (EU-Kartierung) eine weitere Lärmberechnung für den Straßenverkehrslärm (PLUS-Kartierung) ohne Anwendung der Schwellenwerte und mit allen Straßen, zu denen Informationen zu Verkehrsmengen verfügbar waren, durchgeführt. Darüber hinaus wurden im Rahmen der PLUS-Kartierung der untere Pegelbereich von 55 dB(A) auf 40 dB(A) ausgedehnt. Mit den Ergebnissen dieser zusätzlichen PLUS-Kartierung ist es möglich

abzuschätzen, wie viele Belastete durch die Anwendung der Schwellenwerte nicht erfasst werden, die Akzeptanz der Lärmkartierung und damit auch der Lärmaktionsplanung zu verbessern und eine Grundlage für die Ermittlung ruhiger Gebiete zu schaffen.

Kartierungsgrundlagen und Methodik

Die für eine Kartierung des Straßenverkehrslärms benötigten Verkehrsdaten sind unter anderem Angaben zum durchschnittlichen täglichen Verkehr (DTV in Kfz/24h), zum Anteil des Schwerlastverkehrs und zu den zulässigen Geschwindigkeiten. In der Regel werden diese Angaben den Straßenverkehrszählungen (SVZ) entnommen. In Hessen erhebt die landesweit zuständige Verkehrsbehörde Hessen Mobil diese Daten für Bundesautobahnen, Bundesstraßen, Landesstraßen und ausgewählte Kreisstraßen als Zählwerte [6]. In Hessen wurden die aktuellen Straßenverkehrszählungen 2015 für die Umgebungslärmkartierung nicht verwendet, da sie nicht das vollständige Straßennetz abbildet, die SVZ-Daten der Zählung aus dem Jahr 2015 für die Umgebungslärmkartierung 2017 nicht fristgerecht zur Verfügung standen und eine alternative Datengrundlage zur Verfügung stand.

Diese alternative Datengrundlage bildet ein Verkehrsmodell, das von Hessen Mobil zur Verfügung gestellt wurde. Die Daten in diesem Verkehrsmodell basieren auf Informationen aus den drei Bereichen Verkehrsnetz, Strukturdaten und Verhaltensdaten. Ergänzt wurden diese Daten um die Zählungen aus der SVZ 2010. Das Verkehrsnetz enthält Angaben zur Lage und zur Leistungsfähigkeit der Straßen sowie zu den Linien und Fahrplänen der öffentlichen Verkehrsmittel. Anhand der Strukturdaten wie Einwohnerzahlen, Altersstruktur, Erwerbstätigkeit, Pkw-Verfügbarkeit, Anzahl und Art der Arbeitsplätze, Einkaufsmöglichkeiten und Freizeiteinrichtungen sowie der Verhaltensdaten der Einwohner wie Mobilitätsraten und die Verteilung des Verkehrs im Tagesverlauf (Ganglinien) wurden die Verkehrsströme innerhalb des Verkehrsnetzes ermittelt. Mit dieser Methode können insbesondere die Verkehrszahlen von Ortsdurchfahrten plausibel abgeschätzt werden, da die Zählstellen meist die Verbindungen von Ortschaften über Bundes- oder Landesstraßen erfassen, innerhalb des Ortes aber keine Werte vorliegen.

Allerdings werden die Verkehrszahlen durch das Verkehrsmodell gerade innerhalb von Ballungsräumen und größeren Städten aus methodischen Gründen häufig unterschätzt. Für die meisten innerstädtischen Straßenabschnitte ist das Verkehrsmodell jedoch die einzige Informationsquelle für Verkehrsdaten. Daher ist es wichtig, die Daten aus dem Verkehrsmodell insbesondere in innerstädtischen Bereichen durch aktuelle kommunale Daten zu ergänzen wie dies z. B. für die Städte Darmstadt und Fulda geschehen ist.

Im Gegensatz zu den bisher verwendeten DTV-Werten, die den durchschnittlichen täglichen Verkehr an allen Wochentagen angeben, sind in dem Verkehrsmodell von Hessen Mobil die DTV₅-Werte angegeben, also der durchschnittliche tägliche Verkehr an den fünf Tagen Montag bis Freitag. Die DTV₅-Werte sind im Vergleich zu den DTV-Werten um etwa 10 % höher und repräsentieren damit die in der Regel höhere Lärmbelastung an Werktagen. Im Rahmen der Aufbereitung des Verkehrsmodells für die Umgebungslärmkartierung wurde die ursprüngliche Lage aus dem Verkehrsmodell durch die Lage-informationen aus dem Amtlichen Topografischen Kartografischen Informationssystem (ATKIS) ersetzt. Dieses Verkehrsmodell war sowohl die Grundlage für die Umgebungslärmkartierung unter Berücksichtigung der Schwellenwerte (EU-Kartierung) als auch für die vollständige Kartierung inklusive aller Straßenabschnitte, für die DTV-Werte aus dem Verkehrsmodell vorlagen (PLUS-Kartierung). Bild 1 stellt die Komponenten des Verkehrsmodells dar.

Bild 1 Komponenten des Verkehrsmodells.

Foto: HLNUG

Einige Kommunen haben die Beteiligungsmöglichkeiten, die vom HLNUG angeboten wurden, genutzt und eigene Verkehrsdaten in das Modell eingepflegt.

In der ULR werden als untere Kartierungsgrenzen 55 dB(A) für den L_DEN (Tag-Abend-Nacht-Pegel) beziehungsweise 50 dB(A) für den L_Night (Nachtpegel) vorgegeben. Für die PLUS-Kartierung wurde für beide Lärmindizes 40 dB(A) als untere Grenze festgelegt. Dadurch können die Lärmkarten der PLUS-Kartierung auch als akustische Grundlage für die Ermittlung von potenziell ruhigen Gebieten dienen.

Weitere Informationen zum Verkehrsmodell aber auch zu den anderen Eingangsdaten wie Gelände- und Gebäudemodell sowie zum Rechenverfahren können dem Abschlussbericht Umgebungslärmkartierung Hessen 2017 [7] entnommen werden.

Die Erweiterungen der PLUS-Kartierung gegenüber der EU-Kartierung sind, wie bereits erwähnt, die Berücksichtigung aller Straßenabschnitte, für die im Verkehrsmodell Daten vorliegen, ohne Schwellenwert und die Lärmberechnungen bis zu einem Pegel von 40 dB(A). Dadurch werden bei der PLUS-Kartierung gegenüber der EU-Kartierung etwa 13.000 Straßenkilometer zusätzlich kartiert, was in etwa einer Verdreifachung entspricht.

Anhand der folgenden beiden Darstellungen in Bild 2 wird für Darmstadt als Beispiel für einen hessischen Ballungsraum und für den Vogelsbergkreis als Beispiel für einen Nicht-Ballungsraum der Umfang der zusätzlich zur EU-Kartierung berücksichtigten Straßenabschnitte aufgezeigt.

Bild 2 Zwei Beispiele für die verwendeten Straßendaten; rot: Straßen für die EU-Kartierung, grün: zusätzliche Straßen der PLUS-Kartierung für einen Ballungsraum (links) und für einen Landkreis außerhalb eines Ballungsraumes (rechts).

Foto: HLNUG

Dargestellt sind die bei der EU-Kartierung berücksichtigten Straßenabschnitte in rot und die bei der PLUS-Kartierung zusätzlich berücksichtigten Abschnitte in grün. Die Unterschiede im Kartierungsumfang sind in den Ballungsräumen aufgrund des niedrigeren Schwellenwertes deutlich geringer als in den ländlichen Gebieten außerhalb der Ballungsräume.

Die Lärmberechnungen zur EU- und PLUS-Kartierung wurden jeweils auf den Servern des Web-Service ODEN und mit Unterstützung der Stapelfeldt Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Als Berechnungsmethode für den Straßenverkehrslärm kam die „Vorläufige Berechnungsmethode für den Umgebungslärm an Straßen (VBUS)“ [8] zur Anwendung.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der PLUS-Kartierung zeigen im Vergleich zur Kartierung nach EU-Vorschrift eine deutlich größere Detailtiefe insbesondere in Ortschaften außerhalb der Ballungsräume. Dies lässt sich sowohl an den Rasterkarten als auch an den Belastetenzahlen (geschätzte Zahl der Personen, die in Gebieten wohnen, die innerhalb der Isophonen-Bänder liegen) erkennen.

In Bild 3 sind beispielhaft die Rasterkarten für den Lärm­index L_DEN für einen Ortsteil der Gemeinde Dreieich nach den Vorgaben der ULR und nach der PLUS-Kartierung dargestellt.

Bild 3 Karten der Lärmbelastung LDEN durch Straßenverkehr für einen Ortsteil der Gemeinde Dreieich nach den Vorgaben der ULR (links) und nach der PLUS-Kartierung (rechts).

Foto: HLNUG

Deutlich erkennbar sind im linken Teil von Bild 3 (EU-Kartierung) die nicht vorhandenen Lärmraster aufgrund der Unterschreitung des Schwellenwertes. Im rechten Teil von Bild 3 sind die Rasterergebnisse der PLUS-Kartierung dargestellt. Mit der PLUS-Kartierung werden die wesentlichen Ortsdurchfahrten kartiert. Die PLUS-Kartierung stellt wichtige zusätzliche Geoinformationen bereit, die beim Auffinden von potenziellen ruhigen Gebieten sehr hilfreich sein können.

Die vollständigen Ergebnisse der EU-Kartierung nach ULR und der PLUS-Kartierung sowie die wesentlichen Eingangsdaten sind im Lärmviewer Hessen [9] abrufbar.

Neben den gezeigten Auswirkungen auf die Rasterkarten wirkt sich die Kartierung der zusätzlichen Straßenabschnitte auch auf die Anzahl der lärmbelasteten Personen aus. In Bild 4 sind alle Belasteten der EU- und der PLUS-Kartierung in Hessen im Bereich L_DEN > 55 dB(A) dargestellt.

Bild 4 Belastetenzahlen der EU-Umgebungslärmkartierung 2017 und der PLUS-Kartierung in Hessen für Straßenverkehrslärm im Bereich LDEN > 55 dB(A) kumuliert.

Foto: HLNUG

Innerhalb der fünf hessischen Ballungsräume (Frankfurt am Main, Darmstadt, Kassel, Offenbach am Main, Wiesbaden) ändert sich die Zahl der Belasteten lediglich um etwa 5 % von ca. 291.000 auf ca. 306.000. Außerhalb der Ballungsräume sind die Unterschiede zwischen der EU- und PLUS-Kartierung dagegen sehr deutlich. Die Anzahl der Belasteten wird durch die PLUS-Kartierung mit einer Steigerung um 119 % mehr als verdoppelt. Für ganz Hessen steigen die Belastetenzahlen durch die PLUS-Kartierung bezogen auf den L_DEN > 55 dB(A) um ca. 66 % von 631.000 auf ca. 1.051.000. Von den rund 420.000 zusätzlich Belasteten der PLUS-Kartierung sind rund 10.000 Belastete in 22 Gemeinden ermittelt worden, für die bei der EU-Kartierung aufgrund der Schwellenwerte keine Straßenabschnitte berechnet wurden.

Die Belastetenzahlen beider Kartierungen werden aufgeschlüsselt nach den jeweiligen 5 dB(A)-Pegelbänder für den Lärmindex L_DEN in den Bildern 5 (außerhalb der Ballungsräume) und 6 (innerhalb der Ballungsräume) gegenübergestellt. Aus diesen Bildern lässt sich erkennen, dass die meisten zusätzlichen Belasteten durch die PLUS-Kartierung in den unteren Pegelbereichen bis etwa 65 dB(A) vorliegen.

Bild 5 Belastetenzahlen der EU-Umgebungslärmkartierung 2017 und der PLUS-Kartierung in Hessen für den LDEN Straßenverkehr außerhalb der Ballungsräume.

Foto: HLNUG

Bild 6 Belastetenzahlen der EU-Umgebungslärmkartierung 2017 und der PLUS-Kartierung in Hessen für den LDEN Straßenverkehr innerhalb der Ballungsräume.

Foto: HLNUG

Bei Bild 5 fällt auf, dass die durch die PLUS-Kartierung zusätzlich erfassten Belasteten für große Zuwächse bis in hohe Pegel­bereiche sorgen. So beträgt der Zuwachs in der Klasse L_DEN > 65 ≤ 70 dB(A) 120 %. In den Pegelklassen L_DEN > 70 dB(A) fällt die Änderung geringer aus. Das liegt vermutlich daran, dass die zusätzlich berücksichtigten Straßen mit DTV-Werten unterhalb des Schwellenwertes einen entsprechend moderaten Emissionspegel liefern.

Als Auslösewerte für die Lärmak­tionsplanung sind in Hessen L_DEN ≥ 65 dB(A) und L_Night ≥ 55 dB(A) festgelegt. Das bedeutet, bezogen auf den L_DEN, dass mit der PLUS-Kartierung außerhalb der Ballungsräume fast doppelt so viele potenzielle Lärmschwerpunkte als mit der EU-Kartierung erfasst werden.

Für den Lärmindex L_Night ergeben sich ähnliche Verhältnisse wie für den Lärmindex L_DEN. Daher wird an dieser Stelle auf eine detaillierte grafische Darstellung der Ergebnisse für L_Night verzichtet. Auch für den L_Night ergibt sich eine deutliche Zunahme der Belastetenzahlen in den oberen Pegelklassen größer 55 dB(A) von 77 % außerhalb der Ballungsräume.

Innerhalb der Ballungsräume werden durch die PLUS-Kartierung für beide Lärmindizes L_DEN und L_Night lediglich jeweils etwa 2 % mehr potenzielle Lärmschwerpunkte ermittelt, da der Schwellenwert hier mit 3.000 Kfz/24h niedriger angesetzt ist als außerhalb der Ballungsräume.

Im Rahmen der Datenberichterstattung 2017 nach Artikel 10 Abs. 2 der ULR wurden die Belastetenzahlen und die strategischen Lärmkarten der EU-Kartierung mitgeteilt.

Ausblick

Der Vergleich der hessischen Ergebnisse der Umgebungslärmkartierung 2017 nach den Kriterien der 34. BImSchV mit einer PLUS-Kartierung, die ohne Schwellenwerte durchgeführt wurde und somit alle verfügbaren Straßenabschnitte berücksichtigt hat, zeigt, dass etwa doppelt so viele potenzielle Lärmschwerpunkte existieren, die mit der ULR-konformen Kartierung nicht erfasst werden.

Die Ergebnisse der hessischen PLUS-Kartierung werden aktuell bei der Lärmaktionsplanung, die von den drei hessischen Regierungspräsidien durchgeführt wird, berücksichtigt. D. h. die PLUS-Kartierung bildet eine weitere wesentliche fachliche Grundlage für die Lärmaktionsplanung in Hessen. Dadurch können im Rahmen der Lärmaktionsplanung auch solche Lärmschwerpunkte bearbeitet werden, die faktisch vorhanden, bisher aber aufgrund nicht vorhandener Kartierungsergebnisse unberücksichtigt geblieben sind.

Damit besteht die Hoffnung, auch die Akzeptanz der Lärmkartierung und der Lärmaktionsplanung bei den betroffenen Menschen deutlich zu erhöhen.

Da die Ergebnisse der PLUS-Kartierung in den niedrigen Pegelbereich bis 40 dB(A) reichen, können sie die Grundlage für eine Gesamtlärmbetrachtung sowie für die Bestimmung von potenziell ruhigen Gebieten bilden.

Literatur

1. RL 2002/49/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 25. Juli 2002 über die Bewertung und Bekämpfung von Umgebungslärm, ABl.EG, L 189/12 vom 18.07.2002
2. Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz – BImSchG) vom 17. Mai 2013 (BGBl. I S. 1274), zul. geänd. d. Art. 3 des Gesetzes vom 18. Juli 2017 (BGBl. I S. 2771)
3. 34. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Lärmkartierung – 34. BImSchV) vom 6. März 2006, BGBl. 2006 Teil I Nr. 12.
4. Hinweise zur Lärmkartierung einschließlich Beratungsunterlage und Beschuss zu TOP 13.1 der 121. Sitzung der Bund-Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz am 2. und 3. März 2011, Stuttgart.
5. Lärmbilanz 2015: Wissenschaftlich-technische Unterstützung bei der Datenberichterstattung zur Lärmaktionsplanung, Texte 16. Hrsg.: Umweltbundesamt 2016.
6. https://mobil.hessen.de/über-uns/downloads-formulare /straßenverkehrszählung-2015
7. Infobereich über den Lärmviewer Hessen: https://www.hlnug.de/?id=9265
8. Bekanntmachung der Vorläufigen Berechnungsverfahren für den Umgebungslärm nach § 5 Abs. 1 der Verordnung über die Lärmkartierung (34. BImSchV) vom 22. Mai 2006, BAnz. Nr. 154a, Jg. 58, 17.08.2006
9. Lärmviewer Hessen: http://laerm.hessen.de