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Lärmmedizinisches Gutachten

Hamburger Flughafen
Vorfeld II

Anhang B
1

Gutachten-Kennblatt

Titel:
Lärmmedizinisches Gutachten für den Flughafen Hamburg Vorfeld II

Autoren: Leitung des Gutachtens:

Dr.-Ing. C. Maschke Dr.-Ing. C. Maschke
Prof. em. Prof. Dr. med. K. Hecht
Dr. rer. nat H.-U. Bal i a :
r. rer. na na Technische Universität Berlin
cand. Met. S. Bärndal Fachbereich 6
cand. Ing. D. Erdmann Institut für Technische Akustik
cand. Ing. M. Greusing Einsteinufer 25
cand. Ing. H. Hartmann 10587 Berlin
cand. Ing. F. Pleines
cand. Ing. T. Renner

Durchführende Institutionen: Abschlußdatum:
15.12.96
Technische Unversität Berlin, Fachbereich 6
Institut für Technische Akustik Veröffentlichungsdatum:
Einsteinufer 25, 10587 Berlin
Tel. 030/314-22931
Seitenzahl:
Institut für Streßforschung Berlin 1.S.F. Hauptteil: 93
Chausseestr. 111, 10115 Berlin Anhang A: 69

Anhang B: 144
Tel. 030/28599029 Anhang C: 67

Tabellen und Diagramme:

Hauptteil: 25
Anhang A: 5
AnhangB: 16
Anhang C: 45

Abbildungen:

Hauptteil: 28
Anhang A: 32
AnhangB: 62
AnhangC: -

Zusätzliche Angaben:
Dieses Gutachten besteht aus vier Teilen; dem Hauptteil und den Anhängen A, Bund C.
2

Gutachten-Kennblatt

Titel:
Lärmmedizinisches Gutachten für den Flughafen Hamburg Vorfeld II

Autoren: Leitung des Gutachtens:

Dr.-Ing. C. Maschke Dr.-Ing. C. Maschke
Prof. em. Prof. Dr. med. K. Hecht

Int. tet. nat EL-TL Balze Technische Universität Berlin

cand. Met. S. Bärndal Fachbereich 6

cand. Ing. D. Erdmann Institut für Technische Akustik
cand. Ing. M. Greusing Einsteinufer 25

cand. Ing. H. Hartmann 10587 Berlin

cand. Ing. F. Pleines

cand. Ing. T. Renner

Durchführende Institutionen: Abschlußdatum:
15.12.96
Technische Unversität Berlin, Fachbereich 6
Institut für Technische Akustik Veröffentlichungsdatum:
Einsteinufer 25, 10587 Berlin
Tel. 030/314-22931

Seitenzahl:

Institut für Streßforschung Berlin 1.S.F. Hauptteil: 93
Chausseestr. 111, 10115 Berlin Anhang A: 69

Anhang B: 144
Tel. 030/28599029 Anhang C: 67

Tabellen und Diagramme:

Hauptteil: 25
Anhang A: 5
AnhangB: 16
Anhang C: 45

Abbildungen:

Hauptteil: 28
Anhang A: 32
AnhangB: 62
AnhangC: -

Zusätzliche Angaben:
Dieses Gutachten besteht aus vier Teilen; dem Hauptteil und den Anhängen A, Bund C.
3

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 „Lärm“- Maße

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1:f
1.8
1.9

Leq und Lmax
LEX,8h

Ldn

NNI

FBN

SEL

NEF

EFN

B

2 Besonderheiten des Fluglärms für den Menschen,
insbesondere Lästigkeit und Störung

2.1
2.2
2.3

Einleitung
Lärmbelästigung: Vergleich Flug- und Straßenverkehr

Besonderheiten des Flugverkehrs: Vergleiche von Lärmwirkungen
des zivilen und militärischen Flugverkehrs

2.3.1 Ruhe- und Lärmwahrnehmung in Abhängigkeit von der zeitlichen Verteilung des

Flugbetriebes

2.3.2 Störungen und Belästigungen durch verschiedene Flugbetriebsphasen

2.3.3 Störungen von Bedürfnissen durch Fluglärm

2.3.4 Wohndauer und Störungen von Bedürfnissen
2.3.5 Ertäglichkeit des Lärms

3 Interaktion des Fluglärms zu Lärm anderer Quellen

3.1
3.2

Extraaurale Physiologische Reaktionen
Belästigung

4 Physiologische Lärmwirkungen

4.1

Aurale Wirkungen - Wirkungen von Schall auf das Gehör

4.1.1 Presbyacusis und Sosiocusis
4.1.2 Zeitliche Entwicklung des Hörverlustes in Europa und den USA
4.1.3 Berufsbedingte Geräuschbelastung und Hörvermögen

4.1.4 Geräuschbelastung außerhalb der Arbeitszeit und Hörvermögen

4.1.5 Spitzenpegel und Schädigungsschwelle

4.1.6 Fluglärm und Gehörschädigungsschwellen

4.1.7 Schädigungsschwellen besonders schutzbedürftiger Gruppen

4.1.7.1 Alte Menschen
4.1.7.2 Schwangere und Kinder
4.1.7.3 Kranke

4.1.8 Zumutbarkeitsgrenzen

B2oovonnwan —Z

oa 01

14
14
14

18
18
18
21
22
24
25
26
27
27
28
28
28
4

4.2 Extraaurale Wirkungen
4.2.1 Lärmwirkungen auf humorale, hormonelle und vegetative Funktionen des Menschen

4.2.1.1 Wirkungen von Lärm auf die Blut-und Urinkonzentration verschiedener
Stoffe beim wachen Menschen

4.2.1.2 Auswirkungen von Fluglärm auf die Ausscheidung von Nebennierenhormonen

4.2.1.3 Auswirkungen von Fluglärm auf die Blutzusammensetzung einschließlich
von Anteilen des immunologischen Systems

4.2.1.4 Lärmbelastung und Wundheilung
4.2.1.5 Lärm als pathogenetischer Faktor für Herzkreislauferkrankungen
4.2.1.6 Reaktionsschwellen und Zumutbarkeitsgrenzen
4.2.2 Sekundäre physiologische Reaktionen beim wachen Menschen
4.2.2.1 Auswirkungen von Arbeitslärm auf den Blutdruck
4.2.2.2 Auswirkungen von Verkehrslärm auf den Blutdruck
4.2.2.2.1 Straßenverkehrslärm
4.2.2.2.2 Fluglärm
4.2.2.3 Reaktionschwellen und Zumutbarkeitsgrenzen
4.2.2.4 Lärmwirkungen auf andere Funktionssysteme
4.2.3 Besonders schutzbedürftige Gruppen
4.2.3.1 Schwangere
4.2.3.2 Kinder
4.2.3.3 Kranke
4.2.3.4 Alte Menschen

5 Schlaf und Lärm

5.1 Schlaf, Schlafstadien und Schlafstruktur
5.2 Schlafstörungen
5.2.1 Primär-, Sekundär und Tertiärreaktionen
5.2.2 Fragmentierter Schlaf und dessen Folgen für Gesundheit und Leistungsfähigkeit

5.3 Auswirkungen von nächtlichem Straßenverkehrs- und Fluglärm
auf den Schlaf

5.3.1 Literaturauswertung
5.3.2 Moderatoren
5.3.3 Vergleich mit anderen Literaturstudien
5.4 Untersuchung des Schlafes mittels Aktimetrie
5.4.1 Versuchsdesign
5.4.2 Ergebnisse und Schlußfolgerungen
5.4.3 Kritik
5.5 Zumutbarkeitsgrenzen
5,5.1 Zumutbarkeitsgrenze bezüglich des Maximalpegel
5.5.2 Zumutbarkeitsgrenze bezüglich des äquivalenten Dauerschallpegel
5.5.3 Zusammenfassung
5.6 Besonders schutzbedürftige Gruppen
5.6.1 Kinder
5.6.2 Kranke
5.6.3 Alte Menschen

I

29
29

30
33

33
34
34
35
35
36
38

4
43
45
46
46
46
47
47

50
50
53
56
57

58
5g
80
81

83
83
84
84
86
86
90
92
92
92
92
92
5

6 Psychologische und soziologische Fluglärmwirkungen
6.1 Literaturrecherche

6.2 Reaktionsschwellen- und Zumutbarkeitsgrenzen für psychologische
und soziologische Lärmwirkungen

6.3 Belästigung
6.3.1 Allgemeines zur Fluglärmbelästigung
6.3.2 Einzelne Studien zur Fluglärmbelästigung
6.3.3 Einfluß des Zeitpunkts der Fluglärmexposition auf die Belästigung
6.3.4 Risikogruppen
6.4 Störung einzelner Tätigkeiten
6.4.1 Kommunikationsstörungen
6.4.1.1 Allgemeines zu Kommunikationsstörungen
6.4.1.2 Störung der Kommunikation durch Fluglärm
6.4.1.3 Risikogruppen
6.4.1.3.1 Kinder
6.4.1.3.2 Alte Menschen
6.4.1.3.3 Kranke
6.4.2 Störung von geistiger Tätigkeit und Kreativität
6.4.2.1 Untersuchungen mit Erwachsenen
6.4.2.2 Untersuchugen mit Kindern
6.4.3 Störung der Erholung
6.4.3.1 Allgemeines zur Störung der Erholung
6.4.3.2 Störung der Erholung durch Fluglärm

Abbildungsverzeichnis
Kapitel 1
Kapitel 2
Kapitel 3
Kapitel 4
Kapitel 5
Kapitel 6

Tabellenverzeichnis
Kapitel 1
Kapitel 2
Kapitel 3
Kapitel 4
Kapitel 5
Kapitel 6

Literaturverzeichnis
Kapitel 1
Kapitel 2
Kapitel 3
Kapitel 4
Kapitel 5
Kapitel 6

II

94
94

94
96
96
97
109
110
110
110
110
IM
117
117
118
118
118
118
120
122
122
124

126
126
126
126
126
127
127

129
129
129
129
129
129
130

131
131
131
131
132
139
142
6

Abkürzungsverzeichnis

AO

Al

A2

A3
ACTH
ALM
ARAS
ber.
cAMP
dB(A)
dB(AI)
DIN
DRC
EEG
EFN
EKG
EMG
EOG
f

FBN
gem.

h
HVS
IHK
ILO

ipos
Ke

Kfz
Lea

Lamax

Lan

Lex sn

Lkw

Ausgangssituation

Ausbaustufe 1

Ausbaustufe 2

Ausbaustufe 3

Adrenocorticotropes Hormon

Allgemeines Lineares Modell

Aszendierendes Retikuläres Aktivierungssystem
berechnet

cyclo Adenosinmonophosphat

Dezibel, A-bewertet

Dezibel, Al steht für "Zeitbewertung Impuls"
Deutsches Institut für Normung

Damage-Risk Contours (Gehörschadenrisikokurven)
Elektroenzephalogramm

Norwegisches Fluglärmmaß
Elektrokardiogramm

Elektromyogramm

Elektrookulogramm

female/weiblich

schwedische Einheit für einen zeitlich gewichteten Mittelungspegel
Gemessen

Stunde

Hydroxy-Vanillin-Mandelsäure

Ischämische Herzkrankheiten

International Labour Organisation
(Internationale Arbeitsorganisation der UNO)

Institut für praxisorientierte Sozialforschung

Kosteneinheit

Kraftfahrzeug

A-bewerteter äquivalenter Dauerschallpegel, Mittelungspegel
A-bewerteter Maximalpegel

Day - Night Noise Level (über Tag und Nacht gemittelter
Lärmpegel)

Äquivalenter Dauerschallpegel

Noise Exposure Level :äquivalenter Dauerschallpegel eines
repräsentativen 8 Stunden Arbeitstages

Lastkraftwagen
7

max

Ly

Lpeak

N55
NEF
NIPTS

NNI
NONREM
PNS
PSYCHINFO
PSYNDEX
REM

RR

s

schr.

SEL
SOLIS

tel.

TNI

TTS

ULIT
UNO
VDI
VMS
WHO
ZNS

Maximalpegel

Überschreitungspegel (Lärmpegel, der in N Prozent der Meßzeit
überschritten wird)

Spitzenpegel

modifizierter L,.., Beiträge < 40 dB(A) werden nicht
berücksichtigt

male/männlich

Mündlich

Minute

Anzahl der Fahrzeuge pro Nacht

Nullvariante 1

Nullvariante 2

Nullvariante 3

Anzahl der Fahrzeuge pro Nacht mit Spitzenpegel über 50 dB(A)
Anzahl der Fahrzeuge pro Nacht mit Spitzenpegel über 55 dB(A)
Noise Exposure Forecast (Lärmbelastungsvoraussage)

Noise Induced Permanent Threshold Shift (Lärmbedingter
Hörverlust)

Noise and Numder Index

Non Rapid Eye Movement (Nicht-Traumschlaf)
Peripheres Nervensystem

Name einer Datenbank

Name einer Datenbank

Rapid Eye Movement (Traumschlaf)

Relative Risiken

Sekunde

Schriftlich

Sound Exposure Level (Lärmimmissionspegel)
Name einer Datenbank

telefonisch

Traffic Noise Index (Verkehrslärmindex)

Temporary Threshold Shift (Zeitweilige
Hörschwellenverschiebung)

Name einer Datenbank

United Nation Organisation

Verein Deutscher IngenieurInnen

Vanillin-Mandelsäure

World Health Organistion (Weltgesundheitsorganisation)
Zentrales Nervensystem
8

1 „Lärm‘“- Maße

Bei der Beurteilung von Geräuschimmissionen geht es darum das Ausmaß bestimmter
Wirkungen z.B. Belästigungen oder vegetativ-hormonelle Beanspruchung, anhand
objektivierbarer „Lärm“- Maße abzuschätzen. Bei Fluglärm handelt es sich nicht um ein
kontinuierliches Geräusch wie dies oft beim Straßenverkehrslärm der Fall ist, sondern um ein
immer wieder für kurze Perioden an- und abschwellendes Lärmereignis. Daher ist hier nicht
allein die mittlere Schallenergie sondern auch die maximale Schallenergie sowie die Anzahl der
Überflüge zu beachten.

1.1 Lund Lnax

Der Leg ist ein durch folgende Gleichung definierter zeitlicher Mittelwert.

T
__9 4 (lg2/y)LAr)
La = 92 410 dt |dB

7° Mittelungsdauer (z.B. 16 oder 24 Stunden)
L(t) Schalldruckpegel
q Halbierungsparameter

Die allgemeine Form des äuquivalenten Dauerschallpegls gibt an, um welchen Betrag sich der
Pegel erhöht oder vermindert, wenn die Schallenergie verdoppelt oder halbiert wird. Im
Normalfall ist q = 3, d.h. es findet eine energetische Mittelung statt. In diesem Fall spricht man
von einem energieäquivalenten Dauerschallpegel. Für q = 3 erhält man die folgende Gleichung.

1 Pi
Lona=s = on 4 10“ "war|an
0

T Mittelungsdauer (z.B. 16 oder 24 Stunden)

L(t) Schalldruckpegel
Der energieäquivalente Dauerschallpegel ist zusammen mit der Dauer des Zeitintervalls, für
das er gilt, ein Maß für die Schalldosis - also gewissermaßen die „Menge an Lärm“ - (streng
genommen „Menge an Schall“, denn Lärm kann man nicht messen).

Einzige Ausnahme ist das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm. Der durch dieses Gesetz
definierte Pegel stellt ein Bewertungsmaß hinsichtlich der „Störwirkung“ von Fluglärm auf den
Menschen dar. Er wird ebenfalls als Leg bezeichnet und nach folgender Gleichung bestimmt.

1 ngunma.
Lug = aa [10“ yr13 Z
0

T Mittelungsdauer (z.B. 16 oder 24 Stunden)

L(Ü) Schalldruckpegel
Der durch das Fluglärmschutzgesetz eingeführte Bewertungspegel darf nicht als
energieäquivalenter Dauerschallpegel interpretiert werden. Der Unterschiede zwischen dem
ernergieäquivalenten Dauerschallpegel (q = 3) und dem äquivalenten Dauerschallpegel (q = 4)
hängt für einen festgelegten Bezugszeitraum für identische Fluggeräusche von der Anzahl der
Flüge ab [vgl. Maschke 1995].

 

l von 144
9

Anhang B Kapitel 1: „Lärm“-Maße

 

Sowohl der Leg(g=3) als auch der Legigsa,) wird in dB (Dezibel) angegeben, da sich dadurch der
Schalldruckbereich von 6 Zehnerpotenzen, in dem das Ohr den Schall verarbeiten kann, mit
Zahlen zwischen 0 und 120 beschreiben läßt. Da die Empfindlichkeit des menschlicher Gehörs
frequenzabhängig ist, erfolgt ferner eine Frequenzbewertung. Diese kann als A, B, C und D
Bewertung erfolgen, wobei national und international die A-Bewertung (dB(A)) bevorzugt
wird.

In diesem Gutachten ist mit dem Begriff äquivalenter Dauerschallpegel der LAeg(g=3) gemeint.

Bei Fluglärmgeräuschen wird zusätzlich zum äquivalenten Dauerschallpegel vielfach der
Maximalpegel Lismax, der Einzelereignisse verwendet. Der Index S steht für die Zeitbewertung
Slow. Die Zeitbewertung bestimmt die Trägheit der Anzeige eines Schallpegelmessers.

1 . z Lexsn

Der Lgx,sn ist der äquivalente Dauerschallpegel, dem ein Arbeiter oder Gruppen von Arbeitern
an einem repräsentativen Arbeitstag exponiert sind. Die Dauer eines Arbeitstages beträgt
normalerweise 8 Stunden [vgl. Passchier-Vermeer 1993].

1.3 Lan

Das Lärmmaß L,, (day night level) findet vor allem in der USA Verwendung. Der L., ist der
äquivalente Dauerschallpegel über 24 Stunden, in dem die Lärmpegel während der Nacht um
10 dB(A) erhöht werden [vgl. Noise and Health 1994].

9
Eus =101g] 22 100 I jo | dB(A)
24 "2a
d (daytime) 7:00-22:00 Uhr
n (nighttime) 22:00-7:00 Uhr
Laeq äquivalenter A-bewerteter Dauerschallpegel

Für die Umrechnung des Lam in den L,, müssen Annahmen zur Verteilung der
Fluglärmbelastung über Tages- und Nachtzeiten gemacht werden. Der einzelne L., für Tages-
und Nachtzeiten läßt sich nicht mehr aus dem einzelnen L,„-Wert zurückrechnen. Es läßt sich
aber zeigen, daß bei gewöhnlichen Fluglärmverteilungen über Tages- und Nachtzeiten der Lan
lediglich bis zu 2 dB über dem Lea 24h (Äquivalenter A-bewerteter Dauerschallpegel über eine
Mittelungsdauer von 24 Stunden) liegt.

ran Jena] m Trmam

on Da m De
a Is» Date

tags = 7:00-22:00 Uhr, nachts = 22:00-7:00 Uhr, Pegelangaben in dB(A)

   
  

 

 
  
     

Tab. I.l Änderung des Ldn und Leq,24h bei verschiedenen Leq,tags und Leq,nachts

 

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