DECIBEL-Berechnung

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Dieses Kapitel behandelt nur die Eingaben im Berechnungsmodul. Für Berechnungsvoraussetzungen und einen Überblick über den gesamten Berechnungsablauf siehe DECIBEL-Überblick.

Zum Start einer DECIBEL-Berechnung klicken Sie im Berechnungsfenster auf den grünen Pfeil vor DECIBEL (ein gelber Pfeil wird gezeigt, wenn das Modul nicht lizenziert ist)

Register Hauptteil

Name:

Geben Sie einen Namen an, der diese Berechnung eindeutig identifiziert. Der Name erscheint später auf den Berichten.

Berechne

Neben der Standardberechnung stehen zwei weitere Berechnungsmodi zur Verfügung, die auf eigenen Wikiseiten erläutert werden:

• Interaktive Isophonen auf Karte für Layout-Optimierung
• Maximalpegel-Karte

Je nach Auswahl erscheinen zusätzliche Register.

Wird die Standardberechnung gewählt, können entweder der Schall an Immissionsorten berechnet werden oder eine Isophonenkarte oder beides.

Wenn der Schall an Immissionsorten berechnet wird, steht zusätzlich die Option Abstandsprüfung zur Verfügung. Diese entscheidet darüber, ob die in Schall-Immissionsort-Objekten angegebenen Abstandskriterien auch auf den Berichten wiedergegeben und ihre Einhaltung überprüft werden

Wird zusätzlich eine Isophonenkarte berechnet, kann auch die Distanz zum Richtwert (bezogen auf Schall-Immissionsorte) ausgegeben werden. Dies ist der Betrag, um den die WEA näher an den Immissionsort rücken dürften, ohne dass Immissionsrichtwerte überschritten werden.

Nachkommastellen Schall (Hauptergebnis): Setzen Sie dies für Berechnungen in Deutschland auf 0 (Null), da in Deutschland Decibel-Werte üblicherweise auf ganze Werte gerundet werden und die Einhaltung der Richtwerte auch nach den gerundeten Werten beurteilt wird. Die Rundung der Schallwerte findet nach DIN 1333 statt.

Wenn Sie vorwiegend Berechnungen für deutsche Projekte durchführen, können Sie diese Einstellung Als Standard setzen.

Immissionsort-Anforderungen setzen/ändern lässt ein neues Register Anforderungen erscheinen, auf dem entweder fehlende Schall-Anforderungen in Schall-Immissionsorten ergänzt oder oder alternative Immissionsrichtwerte für alle Schall-Immissionsorte angegeben werden können.

Schallberechnungs-Modell

Im Menü kann aus mehreren Berechnungsmodellen gewählt werden. Entsprechend dem gewählten Modell sind eventuell weitere Eingaben notwendig . Sollen die Parameter des Modells eingesehen oder geändert werden, kann dies über den Knopf Modellparameter bearbeiten geschehen.

Das gewählte Schallberechnungsmodell muss zu den Eigenschaften der Schall-Immissionsorte passen.

Register WEA

Quelle für WEA-Schalldaten: Wählen Sie, ob Sie die Schalleistungspegel für die Berechnung selbst eingeben möchten (Anwendereingabe; Eingabe erfolgt nach Start der Berechnung) oder die Daten, falls vorhanden, aus dem WEA-Katalog übernehmen möchten. Ist der Schalleistungspegel für einen WEA-Typ im Katalog nicht vorhanden, werden Sie im späteren Verlauf der Berechnung dazu aufgefordert, ihn anzugeben.

Anmerkung: Die Schalleistungspegel der WEA wurden sorgfältig recherchiert, jedoch können sich die Daten schnell ändern, wenn die WEA-Typen modifiziert oder neue Vermessungen angestellt werden. Vergleichen Sie deshalb den Schalleistungspegel mit den aktuellen Angaben der Hersteller. Wenn Sie bei der Berechnung die Anwender-Eingabe wählen, haben Sie vor der Ausführung der Berechnung eine Kontrollmöglichkeit, ob die Daten korrekt sind, da windPRO automatisch immer die Werte aus dem Katalog vorschlägt, sofern sie vorhanden sind.

Layer: Wählen Sie die Layer, auf denen WEA liegen, die in der Berechnung berücksichtigt werden sollen.

Alle Objekte von gewählten Layern verwenden: Lassen Sie die Optionen markiert, wenn Sie alle WEA verwenden möchten. Ansonsten entfernen Sie das entsprechende Häkchen und erhalten darunter die Möglichkeit, eine detaillierte Auswahl zu treffen.

Register Immissionsorte

Die Auswahl erfolgt ebenso wie die der WEA auf dem Register WEA (vorangegangener Abschnitt).

Register Isophonenkarte

(nur wenn eine Isophonenkarte Bestandteil der Berechnung ist, siehe Register Hauptteil)

Je nach ausgewähltem Berechnungsmodell werden eine oder mehrere Schallkarten (für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten) angeboten. Jede Schallkarte kann auf drei unterschiedliche Arten dargestellt werden:

• Linien in Bericht – dies erzeugt eine Karte mit Isophonen als Bericht
• Raster in Bericht – hier werden Schallbelastungs-Intervalle als farbige Flächen in den Berichten dargestellt
• Ergebnislayer – Darstellung in einem Ergebnislayer auf der Arbeitskarte (siehe Kapitel 2.11.2)

Unter den Bearb.-Knöpfen sind die Legendeneinstellungen für die jeweiligen Darstellungen zugänglich ***###**LINK LEGENDEN

Wenn Sie die Legenden auf dem Isophonen-Register definiert haben, besteht die Möglichkeit, die Gesamtheit der Einstellungen als Muster abzuspeichern oder sogar zum Länderstandard für das aktuelle Land zu machen (Speichern als bzw. Als Modell- und Länderstandard speichern), so dass in Zukunft keine manuelle Anpassung mehr vorgenommen werden muss.

Höhe ü. NN.: Als Standard ist hier ausgewählt, dass die Isophonen der Geländeform angepasst werden. Im bewegten Gelände sollte diese Option gewählt werden, sogar wenn es notwendig ist, deshalb extra ein Digitales Geländemodell zu erzeugen. In ebenem Gelände kann hierauf gegebenenfalls verzichtet werden, dann sollte eine feste Berechnungshöhe für die Höhe der Immissionsorte berechnet werden.

Berechnete Fläche: Die Berechnungszeit der Isophonenkarte nimmt mit der berechneten Fläche quadratisch zu. Der Vorgabewert von 2500 m sollte für die meisten Fälle ausreichen, für kleinere Windfarmen kann er auch auf rund die Hälfte reduziert werden. Wenn Sie feststellen, dass Isophonen am Rand der Karte abgeschnitten erscheinen, erweitern Sie die Berechnete Fläche.

Auflösung: Die Auflösung, in der die Isophonenkarte berechnet wird, wird als Standard so gewählt, dass bei der vorliegenden WEA-Anzahl und der somit zu berücksichtigenden Fläche eine angemessene Darstellung erreicht wird. Wird eine genauere Darstellung gewünscht, so kann diese manuell gewählt werden, dies geht aber mit erhöhter Berechnungszeit einher.

Weitere Möglichkeiten / Shapedatei mit Hintergrund-Geräuschpegeln laden und Overlay erzeugen: Wenn das verwendete Berechnungsmodell eine Addition von WEA- und Umgebungsgeräusch verlangt, muss das Umgebungsgeräusch als Eigenschaft der Schallrezeptoren angegeben werden, damit die Gesamtbelastung für die Rezeptoren korrekt berechnet werden kann.

Liegt zusätzlich eine Polygon-Shapedatei mit flächendeckenden Umgebungsgeräusch-Pegeln in der Umgebung vor, kann diese hier geladen werden um eine Isophonenkarte der Gesamtbelastung (Umgebungsgeräusch + WEA-Geräusch) darzustellen. Dies ist ohne dies nicht möglich. Standardmäßig wird auf dem Kartenbericht dann die Zusatzbelastung durch WEA als Isophonen angezeigt und die Gesamtbelastung als Schallraster. Dies kann in den Darstellungsoptionen der Karte geändert werden.

Beachten Sie, dass Sich diese Option ausschließlich auf die Kartendarstellung auswirkt. Die Umgebungsgeräusch-Werte der Shapedatei werden nicht automatisch als Umgebungsgeräusch für die Rezeptoren übernommen!

Starten der Berechnung

Haben Sie auf den verschiedenen Registerkarten die gewünschte Auswahl getroffen, dann klicken Sie auf OK. Das Fenster wird geschlossen und Sie können sich nun entscheiden, ob Sie die Berechnung sofort oder später ausführen möchten. Dies hat den Vorteil, dass Sie zeitintensive Berechnungen schon fertig konfigurieren können und dann zu einem Zeitpunkt ausführen können, zu dem Sie Ihren Rechner nicht benötigen.

Bitte beachten Sie, dass zu den älteren und kleineren WEA nur begrenzt Schalleistungspegel im WEA-Katalog existieren. Wenn im WEA-Katalog keine Schalldaten einer WEA vorliegen bzw. Sie Anwender-Eingabe gewählt haben, erscheint folgendes Fenster:

Es wird empfohlen, die Option „Manuell“ zu wählen. windPRO schlägt dann die zu verwendenden Schallwerte vor und Sie haben die Möglichkeit, diese im folgenden Fenster zu ändern oder zu bestätigen:

Hier müssen die fehlenden Schallwerte definiert werden.

Oben im Fenster steht der Name des WEA-Typs sowie eventuell der Schalldatensatz, der für ihn ausgewählt ist.

Im Mittleren Bereich sind die benötigten Daten angezeigt, sowie – rot hinterlegt – die Daten, die windPRO entweder direkt im Katalog gefunden hat oder abgeschätzt hat.

Im Fenster oben wurden die Schallleistungspegel für die Windgeschwindigkeiten 4 m/s und 5 m/s in 10m Höhe aus den vorliegenden Daten extra- bzw. interpoliert (siehe Spalte Herkunft der Daten).

Außerdem fehlen für alle Windgeschwindigkeiten die Oktavbanddaten – die vorhandenen Werte sind offenbar alle Summenpegel. Würden die Daten so übernommen, wie sie hier angeboten werden, so würde ein Standard-Oktavband für die unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten so skaliert, dass der Summenpegel erreicht wird.

Markieren Sie eine Zeile im mittleren Bereich, um die Werte unten detailliert angezeigt zu bekommen. Im unteren Bereich können Sie die Daten dann gegebenenfalls ändern und mit der Schaltfläche Daten in markierte Zeile übertragen wieder in die Tabelle in der Mitte übertragen:

Dieser Prozess sollte für jede Zeile mit roten Datenfeldern durchgeführt werden. Ist dies geschehen, wird mit Nächste WEA >> der nächste Anlagentyp aufgerufen, der in der Berechnung verwendet wird. Mit Berechnung starten wird die Berechnung unter Verwendung der vorgeschlagenen oder manuell geänderten Daten gestartet.

Beachten Sie, dass diese Schritte wiederholt werden müssen, wenn Sie die Berechnung wiederholen. Um dies zu vermeiden, sollten Sie den WEA-Datensatz im WEA-Katalog mit den Schalldaten ergänzen.

Entscheidungshilfen für fehlende Schalldaten

Selbstverständlich ist anzustreben, nur Schalldaten für WEA zu verwenden, die offiziell vom WEA-Hersteller veröffentlicht wurden. Größtenteils werden diese im WEA-Katalog von windPRO angeboten. Wenn es sich um relativ neue WEA-Typen handelt und noch keine ausreichend abgesicherten Daten vorliegen, ist es in jedem Fall sinnvoll, fehlende Daten zunächst beim WEA-Hersteller anzufragen, da dieser eventuell bereits einen Vorab-Wert herausgibt. Wenn Sie auf diese Weise Daten erhalten, dann ergänzen Sie den WEA-Datensatz im WEA-Katalog damit (siehe Bearbeiten von Schalldaten).

Schalldaten werden benötigt für alle in der Berechnung verwendeten Windgeschwindigkeiten und Nabenhöhen. In vielen Fällen müssen diese Schalldaten auch noch in Form von Oktavbändern vorliegen.

Sonderfall Deutschland: Nur veraltete Schalldaten vorhanden (bei 8 m/s anstatt 10 m/s)

Ältere WEA-Typen wurden bei einer Windgeschwindigkeit von 8 m/s vermessen, wogegen in Deutschland heute eine Vermessung bei 10 m/s oder 95% der Nennleistung vorgeschrieben ist. Müssen in einer DECIBEL-Berechnung Bestandsanlagen berücksichtigt werden, für die nur Schalldaten für 8 m/s vorliegen, so verlangen deutsche Behörden in der Regel einen Zuschlag von 3 dB(A) auf den bei 8 m/s vermessenen Wert.

ACHTUNG: Wenn Sie die DECIBEL-Berechnung starten und windPRO Ihnen einen extrapolierten Schallwert für 10 m/s vorschlägt, der aus 8 m/s-Daten berechnet wurde, so wurde für die Extrapolation üblicherweise ein Anstieg von 1 dB(A) pro 1 m/s angenommen. Der extrapolierte Wert liegt also in der Regel 1 dB(A) niedriger als der Wert, der von den deutschen Behörden gewünscht wird!

Fehlende Windgeschwindigkeit

Wenn nur Daten für eine bestimmte Windgeschwindigkeit fehlen, kann windPRO diese durch Interpolation aus benachbarten Windgeschwindigkeiten ermitteln oder durch lineare Extrapolation aus zwei höheren oder niedrigeren Windgeschwindigkeiten. Die Extrapolation ist mit Vorsicht zu behandeln, da der Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Schallleistungspegel in der Realität nicht linear ist. Ist nur eine Windgeschwindigkeit vorhanden, so wird der Parameter Zunahme pro m/s verwendet, um zu extrapolieren. Beachten Sie, dass ein Schallleistungspegel bei 95% der Nennleistung nicht für Inter- oder Extrapolation verwendet werden kann, da er keine Information über die Windgeschwindigkeit enthält.

Ist überhaupt kein Schallwert vorhanden, so wird dieser nach der folgenden empirischen Formel aus der Nennleistung (P_max) berechnet (Møller, Aalborg University):

Wie aus der Grafik ersichtlich ist, haben die tatsächlich vermessenen Werte, auf denen die empirische Formel basiert, eine hohe Streuung. Es ist also bei Anwendung dieser Methode mit einer hohen Unsicherheit zu rechnen.

Fehlende Nabenhöhe

Wenn für die ausgewählte Nabenhöhe keine Schalldaten vorliegen, wird windPRO zwischen den beiden nächstgelegenen Nabenhöhen interpolieren bzw. mit zwei benachbarten Nabenhöhen extrapolieren. Wenn es überhaupt nur eine Nabenhöhe gibt, wird diese direkt verwendet.

Wenn allerdings für die gesuchte Windgeschwindigkeit keine Daten für andere Nabenhöhen vorliegen, so wird zunächst der unter Fehlende Windgeschwindigkeit beschriebene Prozess für benachbarte Windgeschwindigkeitsklassen der gleichen Nabenhöhe gestartet.

Fehlende Oktavbanddaten

Wenn Oktavbanddaten für eine bestimmte Windgeschwindigkeit und Nabenhöhe benötigt werden, die im WEA-Katalog nicht vorliegen, wird windPRO eine Verteilung vorschlagen. Die vorgeschlagene Verteilung ist A-gewichtet und resultiert, wenn man die Einzelpegel energetisch addiert, im Summenpegel (der direkt aus dem Katalog kommen kann, vom Anwender eingegeben oder von windPRO auf Basis der obigen Regeln ermittelt sein kann).

Das Oktavband, auf dem die vorgeschlagene Verteilung basiert, wird in dieser Reihenfolge ermittelt:

• Gibt es Oktavbänder für andere Windgeschwindigkeiten in derselben Nabenhöhe, wird von diesen das mit der nächstgelegenen Windgeschwindigkeit verwendet
• Gibt es nur Oktavbänder für andere Nabenhöhen, wird das nächstgelegene davon verwendet
• Gibt es überhaupt keine Oktavbänder, so wird ein Standardoktavband (s.u.) verwendet

Um auf den gewünschten Summenpegel zu kommen, wird der Differenzbetrag des gewünschten Summenpegels zum Summenpegel des vorliegenden Oktavbands von jedem Einzelwert subtrahiert bzw. auf diesen addiert.

Auf einen Summenpegel von 100 dB(A) skaliert sieht das Standard-Oktavband, das windPRO vorschlägt, folgendermaßen aus:

Hz	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
dB(A)	81,6	88,6	92,0	94,6	94,4	91,5	86,7	77,2

Es muss darauf hingewiesen werden, dass eine derartige Ermittlung von Oktavbändern grundsätzliche große Unsicherheiten birgt, da z.B. die Eigenschwingungen der WEA-Komponenten sich mit Windgeschwindigkeit und Nabenhöhe verändern. Nichtsdestotrotz wird es bei der Verwendung einiger nationaler Berechnungsmodelle unerlässlich sein, da die Oktavbänder, die für diese benötigt werden, in den Vermessungen laut internationalen Normen überhaupt nicht ermittelt werden. Kontaktieren Sie auf jeden Fall den WEA-Hersteller um die bestmöglichen aktuellen Daten zu erhalten.

Fehlender niederfrequenter Schall für Dänische Vorschriften von 2011

Diese Berechnungsvorschrift schreibt bei fehlenden Daten die Verwendung generischer Schalldaten vor. Diese sind für WEA mit <=2MW festgelegt, darüber werden sie mit der Leistung skaliert.