Handbuch DECIBEL

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DECIBEL-Überblick

Das Modul DECIBEL berechnet den Beurteilungspegel von WEA an Schall-Immissionsorten (z.B. Höfen, Wohngebäuden, Wohngebieten, Siedlungen) in der Umgebung eines Windparks und prüft die Einhaltung der Immissionsrichtwerte. Weiterhin können Isophonen-Karten ausgegeben, die mit einem Blick Überschreitungen und Ausbaureserven darstellen und die Optimierung der Schallstrategie eines Windparks ermöglichen.

Einzuhaltende Mindestabstände zu Schall-Immissionsorten lassen sich auf dem Bildschirm anzeigen und die WEA dadurch schnell in den freien Flächen platzieren.

Vorbelastungen durch Existierende WEA können berücksichtigt sowie die Einhaltungen notwendiger Abstände zu den Immissionsrichtwerten, maximal zulässiger Zusatzbelastungen sowie räumlicher Mindestabstände geprüft werden.

Es sind mehrere Schall-Ausbreitungsmodelle in windPRO implementiert, die in der Regel den Anforderungen eines bestimmten Landes oder einer bestimmten Region Rechnung tragen. Wenn keine der Länderspezifischen Modelle verwendet werden können, kann die allgemeine Berechnungsnorm ISO 9613-2 Allgemein mit individuellen Einstellungen den landesüblichen Anforderungen angepasst werden.

Bei Veröffentlichung von neuen windPRO-Versionen wird die Konformität der neuen mit der alten Version anhand eines Testprojekts nachvollziehbar überprüft (→Konformitätserklärungen).

Einige Begrifflichkeiten:

  • Emission: Die Freisetzung von Substanzen oder Energie (z.B. Schall, Vibration, Strahlung, Wärme) von einer Quelle in die Umwelt. Die Quelle ist im vorliegenden Zusammenhang die WEA und ihre Emission ist der Schallleistungspegel.
  • Immission: Der störende Effekt, der an einem Zielpunkt durch eine Emission hervorgerufen wird. Der Zielpunkt im vorliegenden Zusammenhang ist der Schall-Immissionsort.
  • Ausbreitungsmodell: Ein Rechenmodell, durch das die Ausbreitung des Schalls zwischen Emissionsort und Immissionsort beschrieben wird.
  • Schallrichtlinie: Ein Dokument, das beschreibt, welche Emissionsdaten zu verwenden sind, welches Ausbreitungsmodell verwendet werden darf, soll oder muss, was die Schall-Grenzwerte an den Immissionsorten sind und mehr. In einem spezifischen Land können diese Informationen auch auf mehrere Dokumente mit unterschiedlichen Graden an Verbindlichkeit aufgeteilt sein, in Deutschland z.B. das Bundesimmissionsschutzgesetzt, die TA Lärm, Länderverordnungen zum Schall und Best-Practice-Dokumente.
  • Schall-Grenzwert (je nach Jurisdiktion auch Schall-Richtwert, Immissionsrichtwert): Ein Kriterium, das angibt, wie viel Lärm an einem Rezeptor zulässig ist. Dies kann als fester Grenzwert, in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit oder einem Standard-Frequenzspektrum angegeben werden.


DECIBEL Schritt für Schritt


Benötigte Eingangsdaten

Die Berechnung der Lärmimmissionen einer oder mehrerer WEA an einem bestimmten Immissionsort bedarf folgender Informationen und Eingabedaten:

  • Ein digitales Geländemodell
  • WEA-Platzierung (X,Y,Z-Koordinaten)
  • Nabenhöhe der WEA
  • Schalleistungspegel (LWA,ref) für eine oder mehrere Windgeschwindigkeiten, evtl. in Oktavbändern
  • Angabe eines Einzelton- oder / und Impulszuschlages (falls vorhanden)
  • Koordinaten der Schall-Immissionsorte um die WEA
  • Lage von reflektierenden Flächen für Schallreflexionen (nur bei einigen Ausbreitungsmodellen)
  • Immissionsrichtwerte, die in den entsprechenden Gebieten eingehalten werden müssen, gegebenenfalls mit Informationen zum Hintergrundgeräusch und zur zulässigen Zusatzbelastung
  • Das zu verwendende Schall-Ausbreitungsmodell

Die Wahl des Schall-Ausbreitungsmodells kann weitere Eingaben erforderlich machen.



Schall-Immissionsorte

DE UMWELT DEC (19).png

Die schallkritische Umgebung für die Module DECIBEL und NORD2000 wird in WindPRO in Form von sog. "Schall-Immissionsorten" definiert. Schall-Immissionsorte können folgende Formen haben:

  • Punkte
  • Polygonzüge

Klicken Sie für die Eingabe eines Schall-Immissionsorts auf der Karte auf die Schaltfläche DE UMWELT DEC (19).png auf der rechten Seite des Kartenfensters.

Ein Doppelklick die Karte erzeugt einen punktförmigen Schall-Immissionsort. Normalerweise ist dies der nächstliegende Punkt in der Nachbarbebauung. Wenn sich dieser schlecht identifizieren lässt, gerade auch wenn mehrere WEA parallel platziert sind oder ein Gebiet eingrenzen (z.B. Campingplatz, Ortschaft), kann das gesamte Gebiet als Schall-Immissionsort definiert werden.

Ein einfacher Klick auf die Karte öffnet einen Polygonzug, der durch jedes Klicken mit weiteren Punkten ergänzt wird (Die Einzelpunkte sind nachher verschiebbar). Schließen Sie den Polygonzug mit einem Rechtsklick oder durch Anklicken des Anfangspunkts. Daraufhin erschein eine rot markierte Fläche.

Bei der Schallberechnung ermittelt das Programm selbständig den Punkt des Gebiets mit der höchsten Schallimmission. Dabei werden lediglich Punkte auf der Umrandungslinie berücksichtigt.

Beachten Sie bei der Verwendung von Schallkritischen Gebieten, dass diese ungeachtet der tatsächlichen Geländegegebenheiten nur eine Z-Höhe haben, nämlich die des Mittelpunkts. Auch die Schallberechnungen werden für diese Z-Höhe durchgeführt. Im bewegten Gelände ist es deshalb empfehlenswert, auf Polygone zu verzichten oder größere Gebiete mit mehreren Polygonen abzubilden.

Um punktförmige Schall-Immissionsorte zu platzieren, kann die Anzeige des Projekts in Google Earth sehr nützlich sein: Menü WerkzeugeSynchronisiere Objekte in Google Earth

Nachdem Sie den Schall-Immissionsort auf der Karte definiert haben, öffnet sich automatisch ein Fenster mit den Objekteigenschaften (s. unten).


Register Anforderungen

Schall

Wird das Häkchen In DECIBEL-/NORD2000-Berechnung festlegen gesetzt, können keine Anforderungen in den Immissionsort-Eigenschaften definiert werden, sondern diese werden während der Schallberechnung abgefragt.

Ansonsten wählt WindPRO automatisch aufgrund der Projekteigenschaften eine länderspezifische Eingabemaske aus, wenn für das Land eine solche existiert:

DE UMWELT DEC (20).png

Auf den Wikiseiten der länderspezifischen Schallmodelle (Liste der Schallmodelle) werden die Eingabemasken der einzelnen Modelle näher erläutert.

Mit Keine Schall-Anforderung kann bestimmt werden, dass in der DECIBEL-Berechnung keine Überprüfung der Einhaltung von Immissionsrichtwerten stattfinden soll, sondern dass lediglich die Immissionen am Punkt ausgewiesen werden.

Existieren für das gewünschte Land keine solchen Einstellungen oder sollen von den Länderregeln abweichende Berechnungen gemacht werden, kann eine Eingabemaske für frei definierbare Anforderungen verwendet werden:

DE UMWELT DEC (21).png

Für jeden Schall-Immissionsort kann eine Anforderung bezüglich Schall und Abstand angegeben werden. Eine Anforderung, für die kein Wert angegeben ist, wird auf den Ergebnisberichten nicht dokumentiert. Alle angegebenen Schallwerte werden als LWA-Werte betrachtet, wenn nicht in den Berechnungseinstellungen ausgewählt ist, dass es sich um L90- oder Lden-Werte handelt.

Die Höhe des Immissionsorts wird in der Regel vom verwendeten Berechnungsmodell vorgegeben. Sollten aber spezielle Einstellungen verwendet werden, muss lediglich das Häkchen bei Standardwert des Berechnungsmodells verwenden entfernt werden.

Es gibt zwei grundlegende Arten der Schallanforderung:

  • Nur WEA-Geräusch und
  • WEA und Umgebungsgeräusch

Wird nur das WEA-Geräusch berücksichtigt, muss nur der Immissionsrichtwert angegeben werden:

DE UMWELT DEC (22).png

Wenn für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten unterschiedliche Schall-Richtwerte, Umgebungsgeräusche oder zulässige Zusatzbelastungen eingegeben werden sollen, erscheint nach Ankreuzen von Mehrere Windgeschwindigkeiten eine Tabelle, in der die Werte eingegeben werden können (s.u.)

DE UMWELT DEC (23).png

In manchen Ländern ist es notwendig, das Umgebungsgeräusch in der Berechnung zu berücksichtigen (Option WEA und Umgebungsgeräusch). In diesem Fall ist es erforderlich, dass das Umgebungsgeräusch angegeben wird sowie Maximale Zusatzbelastung zu definieren. Auch dies kann bei Bedarf für mehrere Windgeschwindigkeiten geschehen:

DE UMWELT DEC (24).png


Wird die Zusatzoption Oktavbänder prüfen verwendet, sollte auf jeden Fall darauf geachtet werden, ob die Anforderungen A-bewertet sind oder nicht. In einigen Ländern werden Immissionsrichtwerte als Spektrum angegeben, das nicht überschritten werden darf, und diese Spektra sind oft nicht A-bewertet.

Häufig gibt es zusätzlich eine untere Schwelle – wenn diese durch das WEA-Geräusch unterschritten wird, ist eine Zulässigkeit auf jeden Fall gegeben, unabhängig vom Umgebungsgeräusch und der angegebenen zulässigen Überschreitung desselben – Eingabe bei Immer zulässig.


Abstand

In Ländern, in denen Schall- und Abstandsanforderung miteinander gekoppelt betrachtet werden (z.B. "Immissionsrichtwert 45 dB(A) und mindestens 400m Abstand") kann hier ein Abstand angegeben werden.

  • Verwenden Sie das erste Eingabefeld für einen festen Wert (in Metern),
  • Verwenden Sie das zweite und dritte Eingabefeld für einen Wert, der Abhängig von den WEA-Eigenschaften (z.B. WEA-Höhe) ist.

Beide Methoden können auch miteinander gekoppelt werden.

Darstellung der Restriktionsflächen (Abstandsflächen zu den Schall-Objekten) auf der Karte

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf einen beliebigen Schall-Immissionsort und wählen Sie im Menü Abstandsflächen anzeigen. Um alle Schall-Immissionsorte werden daraufhin Radien mit dem vorgegebenen Abstand gezogen und die Flächen getönt dargestellt.

DE UMWELT DEC (26).png


Höhe des Immissionsorts

Jedes Berechnungsmodell verfügt über einen Standardwert, der als Höhe des Immissionsorts über Grund angenommen wird. Dieser entspricht sehr häufig einem Fenster im ersten Stockwerk eines Gebäudes, also 4 oder 5 m über Grund, manchmal aber auch in Bodennähe.

Bei einigen Schallmodellen ist dieser Wert festgelegt und kann nicht geändert werden, bei anderen stellt er eine Empfehlung dar, von der abgewichen werden kann und teilweise sogar soll. Überprüfen Sie die entsprechende Einstellung Ihres Schallmodells in Modul DECIBEL → Register HauptteilModellparameter bearbeitenAufpunkthöhe ü.Gr. ; eventuell erscheint dieses Feld erst, wenn Sie Details anzeigen anklicken.

Wenn das Schallmodell keinen Wert fest vorschreibt, sollte die Höhe des Immissionsorts im Schall-Immissionsort-Objekt entsprechend dem Fenster des höchsten dauerhaft genutzten Raums eines Gebäudes gesetzt werden, da hier aufgrund der Bodenreflexion die höchsten Schallwerte auftreten.


Unsicherheitszuschlag

Hier kann ein Immissionsort-spezifischer Unsicherheitszuschlag angegeben werden. Auf dem Hauptergebnis wird dann der berechnete Beurteilungspegel, der verwendete Unsicherheitszuschlag sowie die Summe aus beidem angegeben.

In den Einstellung des Schallmodells kann ein Unsicherheitszuschlag für das gesamte Projekt definiert werden. Dort kann auch bestimmt werden, ob die Einstellung im Schall-Immissionsort-Objekt (also hier) Vorrang vor dem Wert für das Gesamt-Projekt hat.


Einzeltonzuschlag

Es ist bei DECIBEL-Berechnungen möglich, Einzeltonzuschläge mit Bezug auf den Immissionsort anzugeben, so z.B. bei der ISO 9613-2 Finnland. Dies ist die dabei verwendete Eingabe. Der häufigere Fall ist allerdings, dass Einzeltonzuschläge mit Bezug auf die WEA-Emission angegeben werden.


Register Fläche

Wenn der Schall-Immissionsort als Polygonzug eingegeben wurde, können die Eckpunkte auf dem Register Fläche bearbeitet werden:

DE UMWELT DEC (25).png

Die Knöpfe Kopieren und Einfügen beziehen sich auf die gesamte Punktliste und kopieren diese in die Zwischenablage bzw. ersetzen die derzeitige Punktliste mit einer Punktliste aus der Zwischenablage. So kann eine Bearbeitung einfach z.B. in Excel durchgeführt werden. Hinzufügen fügt einen Punkt am Ende der Liste ein.


Register Position

Beachten Sie, dass die Koordinatenfelder auf dem Register Position ausgegraut sind, da die Positionseingabe ausschließlich über das Register Fläche erfolgt (siehe voriger Abschnitt).

Neben einigen der üblichen Einstellungen findet sich auf dem Register Position auch die Möglichkeit, die Farbe des Immissionsort für die Darstellung auf der Karte zu ändern. Dies ist insbesondere nützlich, um Immissionsorte unterschiedlicher Immissionsrichtwerte voneinander zu unterscheiden.

Beachten Sie, dass die Farbwahl sich nur auf das Objekt selbst bezieht, nicht auf eventuelle Abstandsflächen.



WEA-Schalldaten

Für einen WEA-Typ können im WEA-Katalog von windPRO unterschiedliche Schalleistungspegel vorliegen, z.B. für 8 oder 10 m/s oder für verschiedene Nabenhöhen (siehe WEA-Katalog, Register Details für den entsprechenden WEA-Typ), als Summenpegel oder als Oktavbänder.

Neben den üblichen Schallwerten, die sich auf 95% der Nennleistung oder auf eine Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe beziehen, gibt es auch Eingabemöglichkeiten für Windgeschwindigkeiten in Nabenhöhe. Diese sind derzeit lediglich im NORD2000-Schallberechnungsmodul sowie in der Niederländischen Vorschrift von 2011 relevant. Für alle anderen DECIBEL-Berechnungen spielen Daten in Nabenhöhe keine Rolle. Wenn Sie nur Daten in Nabenhöhe vorliegen haben, können Sie diese jedoch in eine für die anderen DECIBEL-Berechnungen nutzbare Werte umwandeln:

WEA-Katalog → Daten eines WEA-Typs → Register Detaildaten → Schalldatensatz öffnen

Klicken Sie in die grüne Seite der Tabelle und geben Sie dort die Werte ein. Klicken Sie dann in die orange Seite und klicken Sie auf Hub height > 10m. Für die Konvertierung wird konform zur IEC 61400-11 ein logarithmisches Windprofil von 0,05 m angenommen; es werden Datensätze für die verfügbaren Nabenhöhen der WEA erstellt. Für weitere Informationen zur Eingabe von Schalldatensätzen siehe Bearbeiten von Schalldaten.


Normalerweise findet windPRO automatisch den für Ihre Berechnung passenden Schalleistungspegel. Sie können aber auch im WEA-Objekt einen speziellen Schalleistungspegel auswählen, z.B. Oktavband-Daten oder Schallwerte für Schallreduzierte Betriebsweisen (siehe unten).

Versichern Sie sich stets beim Hersteller Ihrer WEA, was für ein Schalleistungspegel zu verwenden ist, da Herstellerangaben zu vermessenen bzw. garantierten Schalleistungspegeln sich kurzfristig ändern können.


Schallreduzierte Betriebsweisen

Viele WEA-Typen können in schallreduzierten Modi betrieben werden. In der Regel kann ein schallreduzierter Modus an der Level-Bezeichnung im Namen des Schalldatensatzes im WEA-Katalog erkannt werden. Level 0 steht stets für den Ertragsoptimierten Betrieb, die höheren Levels markieren unterschiedlich stark schallreduzierte Modi. Heißt ein Schalldatensatz z.B.

Level 3 – calculated – 103dB – 09/2009,

so bedeutet dies dass es der drittlauteste Schallreduzierte Modus der WEA ist; es handelt sich um einen berechneten Wert (im Gegensatz zu measured – vermessen; guaranteed – garantiert). Der Name des Betriebsmodus seitens des Herstellers ist „103dB“ (wobei dies nicht unbedingt der tatsächliche Schallleistungspegel sein muss!) und die technische Spezifikation stammt aus dem September 2009.


Auswahl von Schallreduzierten Modi für WEA

In den Eigenschaften eines WEA-Objekts ist es möglich, spezielle Schalldaten auszuwählen, indem das Häkchen bei Immer Standardwerte verwenden entfernt wird und aus den erscheinenden Menüs der gewünschte Schalldatensatz ausgewählt wird. Beachten Sie, dass ein schallreduzierter Modus immer auch mit einer schallreduzierten Leistungskennlinie einhergeht, die Sie bei dieser Vorgehensweise separat einstellen müssen (vgl. aber auch nächster Abschnitt).

BASIS Projektierung ImExport Berechnung (111).png


Im Schalldaten-Menü stehen neben den im WEA-Katalog hinterlegten Schalldatensätzen die folgenden Einträge zur Verfügung:

  • Default: Verwendet den Datensatz, der im WEA-Katalog als Standarddatensatz definiert ist
  • Generisch (autom. erstellt): Schätzt den Schallpegel anhand der Dimension der WEA ab. Vorhandene Daten im WEA-Katalog werden dabei ignoriert
  • Individuell: Über ... kann ein WEA-spezifischer Schalldatensatz unabhängig vom WEA-Katalog definiert werden
  • Abschaltung: Die WEA taucht auf DECIBEL-Berichtsausdrucken auf, emittiert jedoch keinen Schall


Verwendung von Leistungs-/Schall-Paaren

[Expland] anklicken für Versionen vor windPRO 3.2

Diese Option war in Versionen vor windPRO 3.2 noch nicht verfügbar. Stattdessen konnten dort Datensätze spezifisch für Optimierungen oder Nachtabschaltungen definiert werden:

Setzen des Häkchens Mehr aktiviert die erweiterte Datenauswahl:

DE UMWELT DEC (17).png


Es gibt zwei erweiterte Modi, die auf der rechten Seite ausgewählt werden:

  • Optimierung: Teilt einer Schalloptimierung mit OPTIMIZE mit, welche Leistungskurven zu verwenden sind, wenn Schallreduktionen benötigt werden.
  • Zeit: Teilt einer PARK-Berechnungen mit Scaler mit, welche Leistungs- und Schallmodi zu welcher Tageszeit zu verwenden sind (i.d.R. im Zusammenhang mit nächtlichen Schallreduktionen)


Zeit

Es werden die Betriebsmodi (Schall und Leistung) für drei Perioden ausgewählt: Tag, Abend und Nacht. Es müssen nicht alle drei Perioden verwendet werden - In Deutschland ist es beispielsweise unüblich, für die Abendstunden einen besonderen Schallmodus vorzusehen. Die genauen Zeiträume für die Perioden werden in der PARK-Berechnung definiert.

DE UMWELT DEC (18).png

Es gibt automatisch drei Einstellungen, die als Vorgabe dieselben Eigenschaften haben. Mit v und ^ bewegen Sie sich durch die Liste der Einstellungen.

Sie sind benannt mit "Einstellung 1" (i.d.R. Tag), "Abend" und "Nacht". Es kann für jede Periode festgelegt werden, welcher Betriebsmodus (Leistungskennlinie und Schallwerte) verwendet werden soll.

Über den Verw.-Knopf wird festgelegt, welche Einstellung in Schall- bzw. Ertragsberechnungen verwendet werden soll, die nicht auf tageszeitlich variierenden Schall- und Leistungsdaten beruhen sollen. Vorauswahl ist "Einstellung 1"


Optimierung

Es muss eine Anzahl von Einstellungen definiert werden, die windPRO im Fall der Schalloptimierung eines Windparks ausprobieren soll (siehe OPTIMIZE). Jede Einstellung besteht aus einer zusammen passenden Kombination von Schall- und Leistungskennlinien-Datensätzen.

Drücken Sie + um eine Einstellung hinzuzufügen und um die Einstellung mit der höchsten Nummer zu entfernen. Mit v und ^ bewegen Sie sich durch die Liste der Einstellungen.

Markieren Sie bei einer der Einstellungen den Knopf Verw (für "Verwende") rechts neben der Einstellungen-Anzeige. Diese Einstellung wird dann bei regulären Berechnungen (d.h. nicht OPTIMIZE) verwendet.

Die Definition von Schall-/Leistungs-Paaren dient folgenden Zwecken:

  • Dem Erstellen eigener Listen von verfügbaren Schall-/Leistungsdaten z.B. für bestimmte Länder (übersichtlichere Datenauswahl)
  • Der Vorbereitung einer Schalloptimierung mit OPTIMIZE

Sowie im Zusammenhang mit der den-Option (s.u.):

Setzen des Häkchens bei LK-/Schall-Paare verwenden aktiviert den erweiterten Modus der Datenauswahl:

DE BASIS WEA-Kat(17).png

Eventuell werden Sie von windPRO aufgefordert, zuerst ein Leistungs-Schall-Paar für den aktuellen WEA-Typ im WEA-Katalog zu definieren (siehe hierzu WEA-Katalog → Leistungs- & Schall-Paare).

Die Bedienelemente:

  • Ausklappmenü LK-/Schall-Paar: Wählen Sie den Datensatz mit den Paaren, wenn mehrere verfügbar sind
  • ...: Öffnet den WEA-Datensatz und Sie können Datensätze erzeugen oder modifizieren.
  • Ausklappmenü Auswahl: Wählen Sie die gewünschte Paarung
  • den (d-e-n: day-evening-night): Wählen Sie aus, welche Paarung zur genannten Tageszeit verwendet werden soll. Die Angabe der genauen Uhrzeiten zu den Tageszeiten geschieht in der PARK-Berechnung (bei Berechnung mit Zeitreihen) bzw. den DECIBEL-Berechnungen nach Niederländischer und Norwegischer RIchtlinie.


Verwendung des PowerMatrix-Formats

Einige Hersteller übermitteln Schalldaten im PowerMatrix-Format, das seit windPRO 3.2 verfügbar ist. Darin liegen die Daten gebündelt für Leistung und Schall für verschiedene Modi vor. Die Schalldaten sind dort auf Nabenhöhe als Terzbanddaten enthalten und lassen sich im WEA-Katalog - etwa zur leichteren Auswahl des gewünschten Modus‘ - nach Frequenz oder Summenpegel anzeigen.

PM DECIBEL.PNG

Zur Auswahl der gewünschten Daten öffnen Sie die WEA-Eigenschaften auf Register WEA und wählen dort PowerMatrix an. Anschließend wählen Sie den gewünschten Modus aus, der dann für alle Schall- und auch Ertragsberechnungen verwendet wird.

PM DECIBEL 2.PNG

Bitte beachten Sie bei der Auswahl der Datensätze, dass die Schalldaten nabenhöhenabhängig vorliegen.



Schallreflexionen

Siehe hierzu auch den Quick Guide Schall-Reflexion in DECIBEL.

Derzeit ist es in den Schallmodellen ISO 9613-2 Allgemein und ISO 9613-2 Deutschland (Interimsverfahren) möglich, Schallreflexionen vertikaler Oberflächen zu berücksichtigen. Die reflektierenden Flächen werden mithilfe des Hindernis-Objekts definiert:

DE UMWELT DEC (59).png

Mit:

ds,o: Abstand Quelle - Hindernis
do,r: Abstand Hindernis - Rezeptor
βin: Einfallswinkel (=Ausfallswinkel)

Es ist beim Digitalisieren von Hindernissen nicht nötig, das gesamte Gebäude abzubilden, lediglich die reflektierende Wand sollte beschrieben werden:

DE UMWELT DEC (60).png


Digitalisieren Sie immer nur ein Hindernis pro Richtung. Da die abschirmende Wirkung der Hindernis-Objekte derzeit in windPRO nicht berücksichtigt wird, dürfen hinter einem Hindernis liegende weitere Objekte nicht ebenfalls als reflektierende Fläche definiert werden, da dies zu einer doppelten Reflexion führen würde:

DE UMWELT DEC (61).png


Ob ein Hindernis-Objekt überhaupt für Schallreflexionen verwendet wird, wird auf dem Register Schallreflexion festgelegt:

DE UMWELT DEC (62).png

Über das Ausklappmenü kann ausserdem der Schallreflexionskoeffizient ρ (lt. ISO 9613-2) definiert werden.

Auf dem Register Hindernis wird die Dimension der reflektierenden Fläche festgelegt. Wichtig hier insbesondere die Höhe; Breite, Tiefe und Richtung (Winkel) können auch grafisch auf der Karte geändert werden:

DE UMWELT DEC (63).png


Um tatsächlich den Schall zu reflektieren, muss die reflektierende Fläche relativ zu betrachteten Wellenlänge eine gewisse Mindestgröße haben. Es ist also möglich, dass eine Fläche aufgrund ihrer Ausdehnung nur Schall bestimmter Frequenzen reflektiert. Um dies korrekt berechnen zu können, dürfen reflektierende Flächen in windPRO nicht aus mehreren Hindernis-Objekten zusammengesetzt werden. Beachten Sie dies insbesondere bei der Simulation von Fassaden mit variierender Höhe - hier ist es besser, die Gesamtfassade durch ein Hindernis-Objekt mit einer mittleren (oder konservativ: maximalen) Höhe anzugeben, als sie vermeintlich "exakter" aus mehreren Objekten unterschiedlicher Höhe zusammenzusetzen.

Wenn Schallreflexionen in einer DECIBEL-Berechnung berücksichtigt werden, so führt dies zu zusätzlichen Seiten in den Ergebnisberichten.

Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt zum theoretischen Hintergrund der ISO 9613-2



DECIBEL-Berechnung

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

DE UMWELT DEC (27).png


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:

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

DE UMWELT DEC (28).png

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


Register Schallreflexionen

(nur bei einigen Ausbreitungsmodellen verfügbar)

DE UMWELT DEC (28.1).png

Wenn in den Eigenschaften des Ausbreitungsmodells die Berücksichtigung von Schallreflexionen ausgewählt wurde, so erscheint dieses Register. Hier können die zu verwendenden Hindernis-Objekte ausgewählt werden.

Bitte beachten Sie, dass sowohl in jedem einzelnen Hindernis-Objekten als auch im Ausbreitungsmodell explizit die Berücksichtiung von Schallreflexionen ausgewählt sein muss.


Register Isophonenkarte

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

DE UMWELT DEC (29).png

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.

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.

Wenn im WEA-Katalog keine oder keine ausreichenden Schalldaten einer WEA vorliegen bzw. Sie Anwender-Eingabe gewählt haben, erscheint das folgende Fenster:

DE UMWELT DEC (30).png


Es wird empfohlen, eine der Manuellen Optionen zu wählen. Sie unterscheiden sich dadurch, dass bei der unteren Option nur fehlende Schalldaten abgefragt werden, bei der mittleren dagegen die Daten aller WEA.

windPRO schlägt für jeden WEA-Typ in der Berechnung die zu verwendenden Schallwerte vor und Sie haben die Möglichkeit, diese im folgenden Fenster zu ändern oder zu bestätigen:

DE UMWELT DEC (31).png


Hier müssen die fehlenden Schallwerte definiert werden.

In den oberen Zeilen des Fensters 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 – abgeschätzte Werte für die benötigten Daten, die windPRO nicht gefunden hat.

Im Fenster oben ist zwar ein Schallleistungspegel vorhanden (Spalte LWA ist nicht rot hinterlegt; Spalte Herkunft der Daten gibt an, dass die Daten im Katalog vorhanden waren), aber es liegen keine Oktavbanddaten vor, obwohl diese für das gewählte Schallmodell benötigt werden. Die Angabe Standard in der Spalte Oktavbänder bedeutet, dass windPRO ein Generisches Oktavband auf den Summenpegel skalieren wird, wenn dies nicht vom Anwender geändert wird.

Für einen Summenpegel mit einem zu berücksichtigenden Aufschlag, kann dieser Aufschlag auch auf den Pegel jeder einzelnen Frequenz addiert werden und führt zum erhöhten Summenpegel gemäß Anforderung (siehe Bearbeiten von Schalldaten).


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 (siehe Bearbeiten von Schalldaten).


Entscheidungshilfen für fehlende Schalldaten

Im WEA-Katalog von windPRO sind in der Regel die vom Hersteller veröffentlichten Daten hinterlegt. Wenn es sich um relativ neue WEA-Typen handelt und noch keine ausreichend abgesicherten Daten vorliegen, sollten Sie fehlende Daten zunächst beim WEA-Hersteller anzufragen, da dieser eventuell bereits einen Vorab-Wert herausgibt. Wenn Sie auf diese Weise Daten erhalten, können Sie den WEA-Datensatz im WEA-Katalog damit ergänzen (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)

Vor dem Jahr 2000 wurden WEA-Typen 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 aus dem Schalldatensatz 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 (Pmax) berechnet (Møller, Aalborg University):

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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 ergibt, wenn man die Einzelpegel energetisch addiert, den 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 generisches Oktavband 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 Generische 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.


Schalldaten für Dänische Richtlinie 2011

Wenn die Dänische Richtlinie 2011 oder die Dänische Tieffrequente Berechnung als Berechnungsvorschrift gewählt werden, wird die automatische Anpassung von Schalldaten deaktiviert. Wenn Oktavbanddaten für die benötigten Windgeschwindigkeiten nicht verfügbar sind, wird für WEA <= 2MW ein spezieller, offizieller Satz generischer Oktavbanddaten verwendet. Für WEA > 2MW werden generische Daten basierend auf Generatorleistung verwendet.



DECIBEL-Ergebnisse

Nach Abschluss der Berechnung erscheint die Gliederung der Ergebnisse im Berechnungsfenster:


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Ein Doppelklick auf einen Berichtsnamen zeigt den Bericht auf dem Bildschirm an. Mit Rechtsklick auf die Berechnungsüberschrift → Drucken/Ansicht/Darst.Optionen wird das folgende Fenster geöffnet:


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Ein Klick auf einen Bericht in der linken Fensterhälfte zeigt dessen Darstellungsoptionen in der rechten Fensterhälfte an, wo sie angepasst werden können. Über Voransicht oder Drucken werden alle ausgewählten Berichte dann auf Bildschirm oder Drucker ausgegeben.

Je nach gewähltem Berechnungsmodell sind bis zu sechs Teilergebnisse verfügbar:


Hauptergebnis

Das Hauptergebnis ist intendiert als Zusammenfassung der relevanten Eingangsdaten und Ergebnisse.

Im oberen Teil werden die Berechnungseigenschaften zusammengefasst, die in hohem Maße vom verwendeten Berechnungsmodell abhängen. Beispielsweise wird der Faktor für die Bodendämpfung hier nur angezeigt, wenn das Berechnungsmodell Bodendämpfung anwendet.

Die angezeigte Karte gibt einen Überblick über die Lage der WEA und der Schall-Immissionsorte. Der Maßstab ist standardmäßig so gewählt, dass alle in der Berechnung verwendeten Objekte dargestellt werden. In den Darstellungsoptionen können Hintergrundkarte, Maßstab und Mittelpunkt der Karte frei bestimmt werden.

Die WEA und ihre relevanten Spezifikationen werden einzeln in einer Tabelle aufgelistet. Von besonderem Interesse ist hier der Name des verwendeten Schalldatensatzes, der Hinweise auf angewandte Schallreduktionen geben oder allgemein bei der Identifikation der Schalldaten helfen kann. Weiterhin sind der Schallleistungspegel aufgeführt sowie eine Information zu eventuell vorhandenen Tonhaltigkeiten.

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Wenn das Berechnungsmodell mit zwei Windgeschwindigkeiten arbeitet (z.B. Dänische Richtlinie), so werden die Schallleistungspegel beider in der Ergebnistabelle aufgeführt. Bei einem Windgeschwindigkeitsbereich sind es die niedrigste und die höchste. Bei Lden-Berechnungen wird für jede Tageszeit eine eigene Zeile aufgeführt.

Beachten Sie mögliche Fußnoten zu den Windenergieanlagen, die in der rechten Spalte genannt und unter der Tabelle erläutert werden:

a keine Schalldaten verfügbar. Generische Daten basierend auf der Generatorgröße wurden verwendet (vgl. hier, Abschnitt "Fehlende Windgeschwindigkeit")
b Für Berechnungen nach der Dänischen Vorschrift mit WEA <= 2MW: Keine Schalldaten oder keine Oktavavbandverteilung verfügbar. Es werden generische Daten der dänischen EPA verwendet.
f Schalldaten einer anderen Nabenhöhe wurden verwendet
g Keine Schalldaten für die gewählte Windgeschwindigkeit verfügbart. Schalldaten wurden aus anderen Windgeschwindigkeiten extrapoliert. Die extrapolierten Werte haben eine hohe Unsicherheit.
h Die Berechnung erfordert Oktavbanddaten, aber es sind nur Summenpegel verfügbar. Es wurde ein generisches Oktavband auf den Summenpegel skaliert.


Unter der WEA-Liste folgen die Berechnungsergebnisse für die Immissionsorte in einer Tabelle. Auch hier hängt es vom Berechnungsmodell ab, was angezeigt wird. In der einfachsten Form finden Sie hier die Eigenschaften des Immissionsorts und den berechneten Beurteilungspegel.

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Einige weitere mögliche Spalten sind:

  • Wenn mehrere Windgeschwindigkeiten berechnet wurden die höchste Überschreitung
  • Wenn mit Umgebungsgeräusch am Immissionsort gerechnet wurde, dessen Wert bei der Windgeschwindigkeit mit der höchsten Überschreitung
  • Ergebnis der Abstandsprüfung und/oder Distanz zum Richtwert, wenn diese berechnet wurden (vgl. Berechnungseinstellungen, Register Hauptteil

Beachten Sie, dass die Sortierreihenfolge der Immissionsorte in den Darstellungsoptionen geändert werden kann.

Bei größeren Entfernungen zwischen WEA und Immissionsort können negative Schallpegel auftreten. Als logarithmische Einheit gibt es keinen dB(A)-Wert, der für komplette Stille steht - dies wäre minus unendlich dB(A). 0 dB(A) wird etwa mit der menschlichen Hörschwelle gleichgesetzt.


Detaillierte Ergebnisse

Im Kopf des Berichts ist die Berechnungsgrundlage (Formel) mit den Dämpfungen aufgeführt.

Danach folgt für jeden Immissionsort eine oder mehrere Tabellen mit den Schallbeiträgen jeder einzelnen WEA:

  • In der Regel eine Zeile pro WEA
  • Bei Berechnungsmodellen, die Oktavbanddaten verwenden, kann über die Darstellungsoptionen die Ausgabe einzelner Oktavbänder aktiviert werden (im Screenshot unten aktiviert). Bitte beachten Sie, dass die Anzahl der Ergebnisseiten sich dadurch vervielfacht, so dass dies eventuell nur für einige kritische Punkte erfolgen sollte.
  • Wenn im Berechnungsmodell mit Schallreflexionen gearbeitet wurde, pro Reflexion eine zusätzliche Zeile mit Angabe des Objekts, an dem die Reflexion stattfindet (im Screenshot unten: WEA 3 reflektiert an Objekt A; aufgrund der Größe der reflektierenden Fläche werden nur die Frequenzen ab 1000 Hz reflektiert)
  • Bei Berechnungsmodellen, die eine Berechnung für mehrere Windgeschwindigkeiten verlangen, wird für jede Windgeschwindigkeit an jedem Immissionsort eine eigene Tabelle ausgegeben.


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Existiert im Projekt ein aktives digitales Geländemodell, so erfolgt die Berechnung der Beurteilungspegel - sofern das Berechnungsmodell dies unterstützt - automatisch unter Verwendung der mittleren Höhe des Schallwegs. In der Spalte Sichtbar ist dann angegeben, ob eine direkte Sichtbeziehung zwischen WEA und Immissionsort besteht. Die Angaben unter Abstand und Schallweg basieren bei Immissionsorten, die als Flächen definiert sind, auf dem Abstand zum lautesten Punkt der Fläche. Dies muss nicht notwendigerweise der Punkt sein, der einer WEA am nächsten liegt (→ Abstandstabelle auf Hauptergebnis).

Bei Berechnungen, die auf einem tageszeitabhängigen Gewichtungssystem arbeiten (d-e-n, day-evening-night; z.B. [[Niederländische Vorschrift, 2011 (Englisch)<]]), werden die Schallleistungspegel für die Tageszeiten individuell ausgewiesen:

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Detaillierte Ergebnisse, Grafik (nur bei Berechnungen mit mehreren WG)

Eine Grafik, die Hintergrundgeräusch, Anforderung und berechneten Beurteilungspegel sowie eine entsprechende Tabelle werden für jeden Immissionsort angezeigt.

Unten ein Beispiel für die im Vereinigten Königreich gebräuchliche Auslegung der ISO 9613-2 mit 9 Windgeschwindigkeiten (4-12 m/s). Für jede WG wird im Immissionsort-Objekt ein Hintergrundgeräusch definiert (grüne Linie), das WEA-Geräusch (blaue Linie) darf maximal 5 dB(A) darüber liegen (rote Linie).


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Anforderungen für Berechnung

Eine Zusammenfassung aller relevanten Einflussgrößen auf die Berechnung bezüglich Modelleinstellungen, Immissionsanforderungen an Immissionsorten (Position sowie, je nach Anforderung: Immissionsrichtwerte, Vorbelastung für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten, ggf. in Oktavbändern, Zulässige Überschreitung, Immer zulässiger WEA-Beitrag), WEA-Emissionsdaten (Windgeschwindigkeiten, Nabenhöhen, Oktavbänder, Einzeltöne).


Detaillierte Ergebnisse Reflexionen

(Nur wenn das Berechnungsmodell Reflexionen unterstützt und diese in der Berechnung aktiviert wurden)


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Für jede stattfindende Reflexion wird angegeben, welche Oktavbänder reflektiert werden. Hierfür wird aus den Dimensionen der Reflexionsfläche ein sog. Vergleichswert ermittelt, und nur Frequenzen, deren reziproke Wellenlänge darüber liegt, werden reflektiert


Karte

mit den Isophonen, den WEA, den Schall-Immissionsorten und den Restriktionsflächen, sofern welche angegeben wurden.


Export von DECIBEL-Ergebnissen

Um Ergebnisse einer DECIBEL-Berechnung zur Verwendung in einem anderen Programm zu exportieren, wählen Sie die Darstellungsoptionen eines DECIBEL-Berichts und klicken Sie auf die Schaltfläche Ergebnis in Datei. Die verfügbaren Ergebnisse sind:

  • NSA data: Schall-Immissionsort-Daten
  • Noise lines in shape format: Isophonen als Shape-Datei
  • Detailed results: Detaillierte Ergebnisse
  • Noise detail with frequency data: Detaillierte Ergebnisse inklusive Oktavbanddaten
  • WTG data: WEA-Daten
  • WTG distances: WEA-Abstände



Interaktive Isophonen auf Karte für Layout-Optimierung

Modul DECIBEL --> Register Hauptteil --> Interaktive Isophonen auf Karte für Layout-Optimierung

Es ist in einer DECIBEL-Berechnung möglich, die Isophonen direkt auf der Arbeitskarte anzeigen zu lassen und automatisch anpassen zu lassen, wenn Sie eine WEA verschieben oder deren Betriebsmodus ändern. Dies kann bei der Schalloptimierung einer Windfarm wertvolle Dienste leisten.

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Auf dem Register Isophonenkarte darf nur bei einer einzigen Windgeschwindigkeit ein Häkchen gesetzt werden.

Nach der Berechnung erscheint ein Ergebnislayer auf der Karte und die Isophonen werden dargestellt. Wenn neue WEA hinzugefügt, entfernt oder geändert werden, werden die Isophonen angepasst. Bitte berücksichtigen Sie, dass die Aktualisierung der Isophonen einige Zeit dauern kann, insbesondere bei komplexen Projekten.

Ein Rechtsklick auf das Ergebnislayer gibt Zugriff auf die Ebenensteuerung und die Legende sowie auf vielerlei Möglichkeiten, die Isophonen zu exportieren.

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Wenn die Schalloptimierung der Windfarm beendet ist, sollte das Ergebnislayer deaktiviert oder gelöscht werden. Ansonsten werden die Isophonen jedes Mal aktualisiert, wenn Sie Objekte im Projekt manipulieren, was zu Behinderungen im Arbeitsfluss führt. Das Ergebnislayer kann jederzeit wieder aktiviert werden.


Maximalpegel-Karte

Eine Maximalpegel-Karte berücksichtigt die für die Windfarm-Entwicklung zur Verfügung stehende Fläche sowie die benachbarten Schall-Immissionsorte und teilt dem Anwender mit, ob und wie viel Platz für Windenergieanlagen verfügbar ist. Es handelt sich gewissermaßen um eine inverse Isophonenkarte, die anzeigt, wo eine WEA stehen dürfte, um an den berücksichtigten Immissionsorten die Richtwerte zu unterschreiten.

Die Erzeugung einer Maximalpegel-Karte ist eine Option des DECIBEL-Moduls:

Modul DECIBEL --> Register Hauptteil --> Maximalpegel-Karte


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Beachten Sie dass die resultierende Karte genau genommen nur eine Aussage über eine einzelne WEA treffen kann – sobald mehr WEA platziert werden, überlagern sich deren Geräusche abhängig von deren exakter Position und es ist keine zuverlässige Aussage mehr möglich. Die Maximalpegelkarte ist selbstverständlich auch für Parks mit mehreren WEA eine sinnvolle Planungsgrundlage – nur darf dann eben mit den WEA nicht mehr bis hart an die Grenze des als „zulässig“ ausgewiesenen Bereichs gegangen werden.

Mit dem WEA-Flächen-Objekt wird die zur Verfügung stehende Fläche markiert. Es muss lediglich die Fläche definiert werden, es bedarf keiner Angabe bezüglich WEA-Zahl oder -Abstand in den Flächeneigenschaften.

Weiterhin müssen Schall-Immissionsorte mit den nötigen Immissionsrichtwerten definiert werden.

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Auf dem Register Maximalpegel-Karte lassen sich weiterhin die Auflösung (Rasterweite) und die zu berechnende Nabenhöhe einstellen:

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Mit der Auswahl des zu verwendenden WEA-Flächen-Objekts wird ein rechteckiger Bereich definiert, der die ausgewählten Flächen vollständig umschließt. Die Berechnung der Maximalpegel wird für eine WEA der angegebenen Höhe durchgeführt. Mit den Einstellungen im unteren Bereich des Fensters kann ausgewählt werden, dass das Resultat in einem Ergebnis-Layer-Objekt direkt auf der Karte angezeigt wird. Mit Rechtsklick auf das Ergebnis-Layer-Objekt kann eine Legende angezeigt werden.

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Die Schall-Ausbreitungsmodelle

ISO 9613-2 Allgemein

Die Internationale Berechnungsvorschrift ISO 9613-2[1]. beschreibt die Ausbreitungsberechnung des Schalls im Freien.


Modul DECIBEL → Register Hauptteil → Schallberechnungs-Modell → ISO 9613-2 Allgemein


Dieses Modell mit dem Suffix "Allgemein" ermöglicht es, alle verfügbaren Parameter des Modells anzupassen. Bei Länderspezifischen Varianten der ISO 9613-2 sind entsprechend der Verordnungslage im jeweiligen Land bestimmte Optionen nicht verfügbar.

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Windgeschwindigkeit:

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Die Windgeschwindigkeit, die für die Schallemission angenommen wird. In der Regel werden WEA mit höheren Windgeschwindigkeiten lauter, bis Sie Nennleistung (oder etwas weniger) erreichen, ab dann nimmt der Schall ab oder bleibt konstant. Welche Windgeschwindigkeit verwendet werden soll, hängt von nationalen Richtlinien ab.

Die Windgeschwindigkeit wird im Zusammenhang mit Schallberechnungen in den meisten Ländern für eine Höhe von 10m ü.Gr. angegeben, d.h. die tatsächlch vermessene Nabenhöhe wird nachträglich anhand eines Standard-Windprofils auf diese Höhe heruntergerechnet. In einigen Ländern ist es aber auch üblich, die Windgeschwindigkeit direkt in Nabenhöhe anzugeben.

  • Feste Windgeschwindigkeit: Die Berechnung wird für eine bestimmte Windgeschwindigkeit, die angegeben werden muss, durchgeführt.
  • Windgeschwindigkeits-Bereich: Die Berechnung wird für einen Windgeschwindigkeitsbereich, der durch Start (Von), Ende (Bis) und eine Schrittweite charakterisiert wird. windPRO benötigt Schallleistungspegel für die ausgewählten Windgeschwindigkeiten, kann diese jedoch auch basierend auf existierenden Daten extra- oder interpolieren.
  • 95% der Nennleistung: Die Berechnung wird für den Schallleistungspegel der WEA bei 95% der Nennleistung durchgeführt. Für diesen Wert gibt es im WEA-Katalog ein eigenes Eingabefeld, windPRO kann nicht ableiten, welcher tatsächlichen Windgeschwindigkeit 95% der Nennleistung entspricht. Wenn dieser Wert nicht im WEA-Katalog verfügbar ist, wird der Anwender zur manuellen Eingabe aufgefordert.
  • 95% der Nennleistung oder Windgeschw.: Wie oben, aber windPRO wählt selbst einen Ersatz-Wert aus, wenn keine Daten für 95% der Nennleistung vorliegen. Die Windgeschwindigkeit für den Ersatzwert wird vom Anwender angegeben. Wenn auch keine Schalldaten für diesen Wert vorliegen, wird der Anwender zur manuellen Eingabe aufgefordert.
  • Lautester Wert bis 95% Nennleistung: Es wird der höchste verfügbare Schallwert bis 10m/s Windgeschwindigkeit oder 95% der Nennleistung verwendet.
  • Höchster Schallwert: windPRO wählt den lautesten Schallwert (Emissionspegel) aus, der für die Nabenhöhe der WEA verfügbar ist, unabhängig von der Windgeschwindigkeit (bzw. 95% Nennleistung). Durch die unterschiedlich starke Dämpfung hoher und niedriger Frequenzen über die Entfernung kann ein Geräusch, das am Emissionsort lauter als ein anderes ist, theoretisch dennoch am Immissionsort eine geringere Immission verursachen.
  • Höchster Schallwert am Rezeptor: windPRO probiert an jedem Rezeptor den lautesten Emissionswert der WEA (wie vorherige Option) sowie zusätzlich alle weiteren Emmissionswerte, die bis maximal 1 dB darunter liegen, aus. Verwendet wird für die Berechnung dann den Emissionswert, der am Rezeptor zu den höchsten Immissionen führt.


Frequenz

Schallleistungspegel für WEA können entweder als Summenpegel (ein Wert) oder als Oktavbanddaten (in der Regel 8 Werte für die Frequenzen 63 - 8000 Hz) vorliegen. Aus Oktavbändern lässt sich ein Summenpegel berechnen, aber nicht umgekehrt. Summenpegel liegen für weitaus mehr WEA vor als Oktavbanddaten. Die Ausbreitungsrechnung mit Oktavbanddaten ist genauer.

Beachten Sie, dass die ISO 9613-2 nicht für die Berechnung tieffrequenten Schalls verwendet werden kann. Hierfür gibt es in einigen Ländern eigene Ausbreitungsmodelle, z.B. Finnland Tieffrequent.


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  • Oktavbanddaten benötigt: Wenn ausgewählt, wird die Schallausbreitungsberechnung in jedem Fall für Oktavband-Schallleistungspegel durchgeführt. Liegen diese für die benötigten Windgeschwindigkeiten nicht vor, wird der Anwender zur manuellen Eingabe aufgefordert. Dabei kann auch ein Generisches Oktavband erzeugt werden.
  • Oktavb. nutzen, wenn verfügbar: Vorhandene Oktavbänder werden verwendet, bei fehlenden Oktavbändern wird der Summenpegel verwendet, liegt dieser auch nicht vor, so wird der Anwender zur manuellen Eingabe aufgefordert.
  • Oktavbänder nicht verw.: Es werden immer Summenpegel verwendet. Diese können auch aus vorhandenen Oktavbändern berechnet werden. Liegen beide nicht vor, wird der Anwender zur Eingabe aufgefordert.
    • Ist unter Bodeneffekt (s.u.) das Standardverfahren ausgewählt, so steht diese Option nicht zur Verfügung, da diese Methode immer Oktavbanddaten benötigt.
  • Nur bestimmte Oktavbänder: Wenn ausgewählt, können Ergebnisse nur für bestimmte Oktavbänder berechnet werden, z.B. für den Fall, dass für einzelne Oktavbänder spezielle Immissionsrichtwerte gelten.


Bodendämpfung (Agr) und Richtwirkungskorrektur (Dc)

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Bedeutung und Eingabe: Bodeneffekt

Siehe auch: Theoretischer Hintergrund ISO 9613-2


Meteorologischer Koeffizient C0:

Siehe Meteorologische Dämpfung


Art der Anforderung in der Berechnung

  • WEA-Geräusche vs. Schallrichtwert: Die Immissionen der WEA oder der Windfarm werden an jedem Schall-Immissionsort mit den dort angegebenen Immissionsrichtwert verglichen. Wenn die Berechnung für mehrere Windgeschwindigkeiten durchgeführt wird, kann dies ein allgemeiner Wert sein oder für jede Windgeschwindigkeit ein eigener Wert. Dies ist die Standardmethode in Länder wie Deutschland, Dänemark, Schweden und den Niederlanden.
  • WEA+Hintergrundgeräusch vs. Hintergrundgeräusch+Zulässige Überschreitung: Um diese Methode anzuwenden, muss im Vorfeld der Berechnung eine Messung oder anderweitige Ermittlung der Hintergrundgeräusche am Immissionsort durchgeführt werden (ggf. für verschiedene Windgeschwindigkeiten). Die berechnete Gesamtbelastung (Zusatzbelastung durch die WEA plus Hintergrundgeräusch) darf einen bestimmten Abstand zum Hintergrundgeräusch nicht überschreiten. Dieses Verfahren ist z.B. in Frankreich gebräuchlich.
  • WEA-Geräusch vs. Hintergrundgeräusch + Zulässige Überschreitung: Ein Grenzwert, der durch das in einer Messung bestimmte Hintergrundgeräusch zuzüglich einer zulässigen Überschreitung besteht, darf durch das WEA-Geräusch nicht überschritten werden. Diese Variante wird z.B. in Großbritannien und Österreich verwendet.


Schallleistungspegel in der Berechnung

  • Schallwerte sind LWA-Werte (Mittlere Schallleistungspegel; Standard): Dies ist die Standardeinstellung. Schallleistungspegel, Hintergrundgeräusch und Berechnungsergebnisse werden als mittlere Schallleistungspegel (LWA) angegeben.
  • Schallwerte sind L90-Werte (tatsächlicher Pegel 90% der Zeit darüber): Mit dieser speziellen Einstellung werden alle Schallwerte als L90.Werte betrachtet, d.h. der Pegel, der 90% der Zeit überschritten wird. Hintergrundgeräusche müssen als L90-Wert angegeben werden, für die WEA werden vom LWA, der im WEA-Katalog vorhanden ist, 2 dB(A) abgezogen, was eine gängige Annäherung an den L90-Pegel darstellt. Auf den Berichten erscheint anstelle des LWA der L90. Diese Einstellung wird z.B. in Großbritannien verwendet.


Einzeltöne

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  • Fester Zuschlag wird zu Schallemission von WEA mit Einzeltönen zugefügt: Einzeltonzuschläge werden der Emission der WEA hinzugefügt. Der Zuschlag kann aus dem WEA-Katalog oder dem Schall-Immissionsort-Objekt kommen oder hier vom Anwender definiert werden. Bei Nationalen Modellen kann ein fester Zuschlag definiert sein (Einstellung "Modell").
  • Einzeltonzuschläge werden von Anforderung abgezogen: Erfordert eine Angabe eines Zuschlags (via WEA-Katalog, Schall-Immissionsort-Objekt oder Anwendereingabe). Wenn an einem Immissionsort Geräusche von WEA auftreten, die laut WEA-Katalog Einzeltonhaltig sind, wird der Zuschlag vom Immissionsrichtwert der Schall-Immissionsorte abgezogen. Effektiv entspricht dies einer Erhöhung der Emissionen aller WEA um den Zuschlag.
  • Einzeltonzuschlag erfolgt auf Schallimmission am Rezeptor: Erfordert Eingabe eines Zuschlags (via WEA-Katalog, Schall-Immissionsort-Objekt oder Anwendereingabe). Dieser wird auf die berechnete Immission am Rezeptor aufgeschlagen. Effektiv entspricht dies der vorangegangenen Option, die Darstellung auf den Berichten erfolgt aber anders.
  • Tonhaltigkeitseinstellungen der WEA ignoriert: Wenn das Geräusch einer WEA laut WEA-Katalog tonhaltig ist, so wird dies ignoriert.


Höhe des Immissionsorts: Hier kann eine Höhe über Grund für den Schall-Immissionsort angegeben werden. Unterschiedliche Normen empfehlen unterschiedliche Höhen, typische Werte sind 1 m, 4 m oder 5 m. Wenn "Aufpunkthöhe in Immissionsort-Objekt hat Vorrang vor dieser Angabe" angekreuzt ist, können individuelle Höhen für die einzelnen Schall-Immissionsorte verwendet werden.


Unsicherheitszuschlag: Hier kann ein pauschaler Unsicherheitszuschlag für das ganze Projekt angegeben werden, der an den einzelnen Immissionsorten auf den berechneten Beurteilungspegel aufgeschlagen wird. Wenn "Unsicherheitszuschlag in Schall-Immissionsort hat Vorrang" angekreuzt ist, können individuelle Unsicherheitszuschläge für jeden Immissionsort angegeben werden. Eine Eingabe eines individuellen Zuschlags pro WEA ist derzeit nicht möglich.


Abweichung von Schall-Anforderungen: Dies ermöglicht es, eine zusätzliche Anpassung des Schall-Immissionsrichtwerts vorzunehmen, z.B. wenn von Behörden ein Unsicherheitszuschlag von 2 dB(A) auf die berechneten Pegel verlangt wird, kann hier -2 dB(A) eingetragen werden, auf den Berichtsausdrucken wird dann der Schallrichtwert als „45 – 2 = 43 dB(A)“ angegeben.


Luftdämpfung Jedes Ausbreitungsmodell gibt bestimmte Luftdämpfungskoeffizienten für die unterschiedlichen Oktavbänder vor, die mit diesem Knopf überprüft und ggf. angepasst werden können. Die Luftdämpfung für die "ISO 9613-2 Allgemein" entspricht den Bedingungen bei 10° C und 70% Luftfeuchtigkeit. Es können die Koeffizienten anderer Ausbreitungsmodelle gewählt werden oder (über Menüeintrag Benutzerdefiniert) eigene Koeffizienten eingegeben werden.

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Wird das alternative Verfahren zur Bodendämpfung verwendet, so findet die Berechnung ohne Oktavbanddaten statt und es wird lediglich der Dämpfungskoeffizient oben im Fenster verwendet.


Offshore / Wasserflächen: Diese Option kann in der ISO 9613-2 nicht verwendet werden


den (day-evening-night) Einstellungen

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Der Lden-Wert (day-evening-night, Tag-Abend-Nacht) ist ein gewichtetes Mittel von Einzelberechnungen für jeden der drei Zeiträume mit einem Zuschlag für die Abend- und Nachtgeräusche. Diese können über den Einstellungen individuell definiert werden.

Diese Art der Gewichtung der Geräusche über den Tag ist in Deutschland nicht üblich.

Werden in den WEA-Objekten unterschiedliche Schallleistungspegel für die unterschiedlichen Perioden hinterlegt (Schallreduktion), so werden diese in DECIBEL entsprechend berücksichtigt.

Die unter Windgeschwindigkeit gewählte Einstellung bleibt auch bei Lden-Berechnungen gültig. Es werden für die drei Perioden keine individuellen Windgeschwindigkeiten verwendet.


Schallreflexionen

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Wenn diese Option ausgewählt ist, so werden Hindernis-Objekte, bei denen die Option Für Schallreflexion nutzen markiert ist, in der DECIBEL-Berechnung berücksichtigt. Dadurch werden sekundäre Schallquellen, die sogenannten Spiegelschallquellen, in die Berechnung eingeführt.

Siehe hierzu die separate Seite Schallreflexionen.


Theoretischer Hintergrund ISO 9613-2

Die ISO 9613-2 "Attenuation of sound during propagation outdoors, Part 2. A general method of calculation" beschreibt die Berechnung der Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien.

Dieser Text beschreibt den theoretischen Hintergrund der ISO 9613-2, wie sie in windPRO implementiert ist.


Berechnungsverfahren ohne Oktavbanddaten

Normalerweise wird bei der schalltechnischen Vermessung von Windenergieanlagen der A-bewertete Schalleistungspegel in Form des 500Hz-Mittenpegels ermittelt. Daher werden die Dämpfungswerte bei 500 Hz verwendet, um die resultierende Dämpfung für die Schallausbreitung abzuschätzen. Der Dauerschalldruckpegel jeder einzelnen Quelle am Immissionspunkt berechnet sich nach der ISO 9613-2 dann wie folgt:

LAT(DW) = LWA + DC - A - Cmet        (1)
LWA: Schalleistungspegel der Punktschallquelle A-bewertet
Dc: Richtwirkungskorrektur für die Quelle ohne Richtwirkung (0 dB) aber unter Berücksichtigung der Reflexion am Boden, DOmega (Berechnung nach dem alternativen Verfahren)
DC = DOmega - 0        (2)

DOmega beschreibt die Reflexion am Boden und berechnet sich nach:

DOmega = 10 lg{1 +[dp2 + (hs - h r)2] / [dp2 + (hs + hr)2]}    (3)

Mit:

hs : Höhe der Quelle über dem Grund (Nabenhöhe)
hr : Höhe des Immissionspunktes über Grund (in windPRO 5m)
dp: Abstand zwischen Schallquelle und Empfänger, projiziert auf die Bodenebene. Der Abstand bestimmt sich aus den x und y Koordinaten der Quelle (Index s) und des Immissionspunkts (Index r):
DEC Formeln 1.PNG        (4)

A: Dämpfung zwischen der Punktquelle (WEA-Gondel) und dem Immissionspunkt, die während der Schallausbreitung vorhanden ist. Sie bestimmt sich aus den folgenden Dämpfungsarten:

A = Adiv + Aatm + Agr + Abar + Amisc        (5)


Adiv : Dämpfung aufgrund der geometrischen Ausbreitung

Adiv = 20 lg(d/1m) + 11 dB        (6)
Mit:
d: Abstand zwischen Quelle und Immissionspunkt.


Aatm: Dämpfung durch die Luftabsorption

Aatm = α500 d / 1000        (7)
Mit:
α500: Absorptionskoeffizient der Luft (= 1,9 dB/km)
Dieser Wert für α500 bezieht sich auf die günstigsten Schallausbreitungsbedingungen (Temperatur von 10° und relativer Luftfeuchte von 70%).


Agr: Bodendämpfung

Agr = (4,8 - (2hm / d) [17 + (300 / d)])        (8)
Wenn Agr < 0 dann ist Agr = 0
Mit:
hm: mittlere Höhe (in Meter) des Schallausbreitungsweges über dem Boden:
Wenn in windPRO kein digitales Geländemodell vorhanden ist
hm = (hs + hr) /2       (9a)
Mit:
hs: Quellhöhe (Nabenhöhe)
hr: Aufpunkthöhe 5 m
Bei vorliegendem digitalem Geländemodell wird die Fläche F zwischen dem Boden und dem Sichtstrahl zwischen Quelle (Gondel) und Aufpunkt berechnet. Die mittlere Höhe berechnet sich dann mit:
hm = F /d        (9b)
Sonderfall: Besteht keine Sichtbeziehung zwischen Immissionsort und WEA-Nabe (siehe Bericht Detaillierte Ergebnisse, Spalte Sichtbar) so wird Agr auf den Maximalwert von 4,8 dB(A) gesetzt. windPRO berechnet keine Abschirmung (Abar). Aufgrund der fehlenden Sichtbeziehung ist aber von einer solchen auszugehen. 4,8 dB(A) ist für Agr der höchstmögliche und für Abar der niedrigstmögliche Wert[2], dieser wird deshalb in diesem Fall für Agr angesetzt.


Abar: Dämpfung aufgrund der Abschirmung (Schallschutz)

In windPRO kann kein Schallschutz angegeben werden: Abar = 0.

Ausnahme: Siehe "Sonderfall" zu Agr oben.


Amisc: Dämpfung aufgrund verschiedener weiterer Effekte (Bewuchs, Bebauung, Industrie)

In windPRO gehen diese Effekte nicht in die Prognose ein: Amisc = 0.


Cmet: Meteorologische Korrektur Diese wird durch die folgende Gleichung bestimmt:

Cmet = 0                          für dp < 10 (hs+hr)        (10a)
Cmet = C0 [1-10(hs+hr)/dp]         für dp > 10 (hs+hr)        (10b)

Mit:

dp: Abstand zwischen Quelle und Aufpunkt

Faktor C0 kann, abhängig von den Wetterbedingungen, zwischen 0 und 5 dB liegen, es ist jedoch in der Regel den beurteilenden Behörden vorbehalten, diesen Wert zu bestimmen.


Berechnungsverfahren mit Oktavbanddaten

Nach der ISO 9613-2 kann die Prognose auch über das Oktavspektrum des Schalleistungspegels der WEA durchgeführt werden. Wird im WEA-Katalog das Oktavspektrum angegeben, so kann es in den WEA-Eigenschaften zur Verwendung ausgewählt werden. Im Folgenden sind nur die Unterschiede zu der 500 Hz Mittenfrequenz bezogenen Berechnung aufgezeigt. Der resultierende Schalldruckpegel LAT berechnet sich dann mit:

LAT(DW)=10lg[100,1LAfT(63)+100,1LAfT(125)+100,1LAfT(250)+100,1LAfT(500)
        +100,1LAfT(1k)+100,1LAfT(2k)+100,1LAfT(4k)+100,1LAfT(8k))         (11)

Mit:

LAfT: A-bewerteter Schalldruckpegel der einzelnen Schallquelle bei den unterschiedlichen Mittenfrequenzen (63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz)

Der A-bewertete Schalldruckpegel LAfT bei den Mittenfrequenzen jeder einzelnen Schallquelle berechnet sich aus:

LAfT (DW) = (LW + Af) + DC - A            (12)

Mit:

LW: Oktav-Schalleistungspegel der Punktschallquelle nicht A-bewertet. LW+Af entspricht dem A-bewerteten Oktav-Schalleistungspegel LWA nach IEC 651.
Af: genormte A-Bewertung nach IEC 651 (vgl. windPRO-Katalog Schalldaten, A-bewertet), windPRO ermittelt nach diesem Verfahren den A-bewerteten Schallpegel.
Dc: Richtwirkungskorrektur für die Quelle ohne Richtwirkung (0 dB) aber mit Reflexion am Boden. Wenn das Standardverfahren zur Bodendämpfung verwendet wird, ist DOmega = 0. Wenn die Alternative Methode verwendet wird, entspricht DC dem Fall ohne Oktavbanddaten.
A: Oktavdämpfung, Dämpfung zwischen Punktquelle und Immissionspunkt. Sie bestimmt sich wie oben aus den folgenden Dämpfungsarten:
A = Adiv + Aatm + Agr + Abar + Amisc         (13)
Adiv: Dämpfung aufgrund der geometrischen Ausbreitung
Aatm: Dämpfung aufgrund der Luftabsorption, abhängig von der Frequenz
Agr: Bodendämpfung
Abar: Dämpfung aufgrund der Abschirmung (Schallschutz), worst case ohne Abar =0.
Amisc: Dämpfung aufgrund verschiedener weiterer Effekte (Bewuchs, Bebauung, Industrie; worst case Amisc =0)

Bei der Oktavbandbezogenen Ausbreitung ist die Dämpfung durch die Luftabsorption von der Frequenz abhängig mit:

Aatm = αf d / 1000         (14)

Mit:

αf : Absorptionskoeffizient der Luft für jedes Oktavband

Der Absorptionskoeffizient αf ist stark abhängig von der Schallfrequenz, der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchte. Die ungünstigsten Werte bestehen bei einer Temperatur von 10° und 70% Rel. Luftfeuchte nach folgender Tabelle:


Bandmittenfrequenz, [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
αf, [dB/km] 0,1 0,4 1 1,9 3,7 9,7 32,8 117

Zur Berechnung der Bodendämpfung Agr existieren zwei Möglichkeiten: das alternative Verfahren, das oben im Kapitel über das Berechnungsverfahren ohne Oktavbanddaten dargelegt wurde, und das Standardverfahren. Das Standardverfahren berechnet Agr wie folgt:

Agr = As + Ar + Am         (15)

Mit:

As: Die Dämpfung für die Quellregion bis zu einer Entfernung von 30hs, maximal aber dp. Diese Region wird mit dem Bodenfaktor Gs beschrieben, der die Porosität der Oberfläche als Wert zwischen 0 (hart) und 1 (porös) wiedergibt.
Ar: Aufpunkt-Region bis zu einer Entfernung von 30hr, maximal aber dp. Diese Region wird mit dem Bodenfaktor Gr beschrieben
Am: Die Dämpfung der Mittelregion. Wenn die Quell- und die Aufpunkt-Region überlappen, gibt es keine Mittelregion. Diese Region wird mit dem Bodenfaktor Gm beschrieben

Der Paramter G für die Porosität kann in windPRO einheitlich gesetzt werden, wobei G in den Berechnungseinstellungen gewählt wird; in diesem Fall gilt:

G = Gs = Gr = Gm    (16)

Alternativ können über ein Areal-Objekt harte (0) und weiche (1) Flächen bestimmt werden und Gs, Gr und Gm durch lineare Gewichtung der Härtewerte in der jeweiligen Region ermittelt werden.

Der unten wiedergegebene Auszug aus der DIN ISO 9613-2 beschreibt die Berechnung der drei Bodendämpfungen.

Nominelle Bandmittenfrequenz [Hz] As oder Ar * [db] Am [dB]
63 - 1,5 -3q **
125 -1,5 + G * a'(h) - 3q (1 - Gm)
250 -1,5 + G * b'(h)
500 -1,5 + G * c'(h)
1000 -1,5 + G * d'(h)
2000 -1,5 (1 - G)
4000 -1,5 (1 - G)
8000 -1,5 (1 - G)

mit

a'(h) = 1,5 + 3,0 * e-0,12(h-5)2 (1-e-dpI50) + 5,7 * e-0,09h2(1-e-2,8*10-6* dp2)
b'(h) = 1,5 + 8,6 * e-0,09h2 (1 - e-dpI50)
c'(h) = 1,5 + 14,0 * e-0,46h2 (1 - e-dpI50)
d'(h) = 1,5 + 5,0 * e-0,9h2 (1 - e-dpI50)

* Um As zu berechnen, verwenden Sie G = Gs und h = hs. Um Ar zu berechnen, verwenden Sie G = Gr und h = hr. Siehe DIN ISO 9613-2, Abschnitt 7.3.2 für Werte für G für unterschiedliche Oberflächen.

** q = 0 wenn dp ≤ 30 (hs + hr)

DE UMWELT DEC (58).png wenn dp > 30 (hs + hr)

wobei dp der Abstand zwischen Quelle und Aufpunkt, in Metern und projiziert auf die Bodenebene, ist.


Langzeit-Mittelungspegel (Resultierender Beurteilungspegel)

Liegen den Berechnungen n Schallquellen (u.a. Windpark) zugrunde, so überlagern sich die einzelnen Schalldruckpegel LATi entsprechend der Abstände zum betrachteten Immissionspunkt. In der Bewertung der Lärmimmission nach TA-Lärm ist der aus n Schallquellen resultierende Schalldruckpegel LAT unter Berücksichtigung der Zuschläge nach der folgenden Gleichung zu ermitteln:

DEC Formeln 3.PNG          (17)

Mit:

LAT: Beurteilungspegel am Immissionspunkt
LATi: Schallimmissionspegel am Immissionspunkt einer Emissionsquelle i
i: Index für alle Geräuschquellen von 1-n
KTi: Zuschlag für Tonhaltigkeit einer Emissionsquelle i, abhängig von den lokalen Vorschriften
KIi: Zuschlag für Impulshaltigkeit einer Emissionsquelle i abhängig von den lokalen Vorschriften
Cmet: Meteorologische Korrektur. Diese bestimmt sich nach den Gleichungen:
Cmet = 0                       für dp < 10 (hs+hr)        (18a)
Cmet = C0 [1-10(hs+hr)/dp]      für dp > 10                (18b)

dp: Abstand zwischen Quelle und Immissionspunkt projiziert auf den Boden.

Faktor C0 kann, abhängig von den Wetterbedingungen, zwischen 0 und 5 dB liegen, es ist jedoch in der Regel den beurteilenden Behörden vorbehalten, diesen Wert zu bestimmen.


Reflexionen

Weitere Schallbeiträge können sich durch Reflexionen ergeben. Diese tauchen in Gleichung (17) als Spielgelquellen auf, bei denen ein alternativer Ausbreitungsweg über eine reflektierende Fläche führt. Reflexionen am Boden sind bereits in der Bodendämpfung inbegriffen.

Eine Fläche wird als reflektierende Fläche berücksichtigt, wenn sie den richtigen Winkel hat sowie groß genug ist, um zu reflektieren. Die diesbezügliche Prüfung wird für jedes Frequenzband für die entsprechende Wellenlänge λ durchgeführt, wobei:

DE UMWELT DEC (64).png         (19)

Mit:

λ: Wellenlänge bei der Mittenfrequenz des Frequenzbands
ds,o: Abstand Quelle - Reflexionspunkt
do,r: Abstand Reflexionspunkt - Rezeptor
βin: Einfallswinkel an Reflexionsfläche
lmin: Größe der Reflexionsfläche

Der reflektierte Schall ist die Spiegelquelle LW,im und wird berechnet nach:

LW,im = LW + 10log(ρ) + DI,r       (20)

Mit:

ρ: Schallreflexionsgrad, siehe unten. Dies ist eine Eigenschaft des Hindernis-Objekts, wenn es als Schallreflexionsobjekt eingesetzt wird
DI,r: Das Richtwirkungsmaß der Quelle, welches mit 0 angenommen wird.

Die Dämpfungen für den Ausbreitungsweg der Spiegelschallquelle werden wie für den direkten Ausbreitungsweg berechnet.

Objekt ρ
Ebene, harte Wände 1
Gebäudewände mit Fenstern und kleinen Anbauten oder Erker 0,8
Fabrikwände, bei denen 50% der Oberfläche aus Öffnungen, Installationen oder Röhren bestehen 0,4
Offene Installationen (Rohre, Türme usw.) 0



ISO 9613-2 Deutschland (Interimsverfahren)

Das "Interimsverfahren zur Prognose der Geräuschimmissionen von Windkraftanlagen"[3] wurde im Mai 2015 veröffentlicht und basiert auf Erkenntnissen des LANUV NRW[4][5] zu Abweichungen der realen von den modellierten Immissionen von WEA.

Darauf aufbauend hat die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) einen Entwurf einer Neufassung der Hinweise zum Schallimmissionsschutz bei Windenergieanlagen erarbeitet, der die Erkenntnisse der Studie aufgreift und, zusammen mit weiteren neuen Ansätzen z.B. zum Thema der Schalldaten und der Unsicherheit, in eine behördliche Empfehlung umsetzt (im Folgenden: neue LAI-Empfehlung).

Im Herbst 2016 wurden von der LAI weitere Untersuchungen beauftragt, um die Erkenntnisse aus [5] zu untermauern. Auf der LAI-Sitzung im September 2017 wurde beschlossen, die neuen LAI-Hinweise der Umweltministerkonferenz zum Beschluss zu empfehlen. Der Beschluss wurde inzwischen in den Bundesländern weitgehend in geltendes Recht umgesetzt (Stand Ende 2019).

Das Berechnungsmodell ISO 9613-2 Deutschland (Interimsverfahren) basiert auf dem ISO 9613-2-Modell, wobei die variablen Berechnungsparameter auf die Anforderungen nach den Hinweisen zum Schallimmissionsschutz bei Windenergieanlagen zugeschnitten sind.

Mit dem Interimsverfahren ergeben sich in den für WEA relevanten Entfernungen lautere Immissionen als nach dem bisherigen Verfahren. Die Zunahme der berechneten Immissionen steigt mit dem Abstand zur WEA:

DE Interimsv1.PNG

Diese Darstellung betrifft einen spezifischen WEA-Typ / Nabenhöhe in flachem Gelände und kann nicht verallgemeinert werden.


Berechnungseinstellungen

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für die ISO 9613-2 Deutschland (Interimsverfahren). Nur die fett hervorgehobenen Optionen erlauben eine Eingabe von eigenen Werten. Die anderen Optionen können nicht geändert werden und erscheinen nur, wenn unten Details anzeigen ausgewählt ist.

Es werden stets Oktavbanddaten verwendet. Wenn keine Oktavbanddaten verfügbar sind, kann beim Start der Berechnung für die betreffenden Anlagen ein Generisches Oktavband verwendet werden.

DE UMWELT DEC (2.1).png


Windgeschwindigkeit:

  • Lautester Wert bis 95% Nennleistung (Standardeinstellung): Grundsätzlich gilt in Deutschland die Vorschrift, dass der lauteste, nach FGW TR 1[6] vermessene Schallwert verwendet werden soll. Laut FGW TR1 wird eine WEA bis zu einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s in 10 m über Grund oder Erreichen von 95% der Nennleistung vermessen, je nachdem was früher erreicht wird.
windPRO ermittelt zunächst, ob für die Nabenhöhe der verwendeten WEA Daten entweder für 10 m/s in 10 m Höhe oder für 95% der Nennleistung vorliegen. Nur wenn dies der Fall ist, kann windPRO davon ausgehen, dass der WEA-Typ FGW-konform vermessen ist. Von den Schallleistungspegeln bis 10 m/s in 10 m Höhe oder 95% Nennleistung wird dann der lauteste gewählt. Wenn für mehrere in Frage kommende Windgeschwindigkeiten Oktavbanddaten im WEA-Katalog vorliegen, berechnet windPRO daraus die jeweiligen Summenpegel, um zu entscheiden, bei welcher Windgeschwindigkeit der lauteste Wert erreicht wird. Auch wenn die Summenpegel in der Übersichtstabelle mit einer Nachkommastelle gleich aussehen, unterscheiden sie sich ungerundet in den weiteren Nachkommastellen und windPRO wählt zur Berechnung den lautesten Wert bis 95% der Nennleistung.
  • Höchster Schallwert: windPRO wählt den lautesten Schallwert (Emissionspegel) aus, der für die Nabenhöhe der WEA verfügbar ist, unabhängig von der Windgeschwindigkeit (bzw. 95% Nennleistung). Durch die unterschiedlich starke Dämpfung hoher und niedriger Frequenzen über die Entfernung kann ein Geräusch, das am Emissionsort lauter als ein anderes ist, theoretisch dennoch am Immissionsort eine geringere Immission verursachen.
  • Höchster Schallwert am Rezeptor: windPRO probiert an jedem Rezeptor den lautesten Emissionswert der WEA (wie vorherige Option) sowie zusätzlich alle weiteren Emmissionswerte, die bis maximal 1 dB darunter liegen, aus. Verwendet wird für die Berechnung dann den Emissionswert, der am Rezeptor zu den höchsten Immissionen führt.

Bodendämpfung (nicht änderbar): Die Bodendämpfung wird beim Interimsverfahren auf einen pauschalen Wert von -3 dB(A) gesetzt.

Meteorologischer Koeffizient C0: Der Meteorologische Koeffizient kann zwischen 0 und 5 dB(A) gewählt werden. Übliche Werte liegen zwischen 0 und 2 dB(A).

Höhe des Immissionsorts: Standardmäßig wird 5 m über Grund angenommen (Fenster im 1. OG), dieser Wert kann jedoch sowohl für die Gesamtberechnung als auch in den einzelnen Schall-Immmissionsort-Objekten angepasst werden.

Unsicherheitszuschlag: Dieser Wert wird auf dem Hauptergebnis in einer eigenen Spalte ausgegeben und es wird zusätzlich eine Spalte für den Beurteilungspegel plus Unsicherheit ausgegeben.

Abweichung von Schallanforderung: Hier kann eine verlangte Unter- oder eine zulässige Überschreitung des Schallrichtwerts angegeben werden. Diese wird auf dem Hauptergebnis-Bericht in der Spalte Beurteilungspegel dokumentiert und die Beurteilung der Schallimmissionen entsprechend geändert.

Luftdämpfung: Die Luftdämpfungs-Parameter selbst können beim Interimsverfahren nicht modifiziert werden. Es kann jedoch aktiviert werden, dass die Luftdämpfung der einzelnen Oktavbänder auf den Berichten Detaillierte Ergebnisse ausgegeben wird (Häkchen bei Details in Bericht zeigen). Beachten Sie, dass dies die Anzahl an Seiten stark anwachsen lässt. Die Option zur Anzeige der Luftdämpfungsparameter kann auch in der Darstellungsoptionen des Berichts Detaillierte Ergebnisse aktiviert werden; dort kann auch eine Unterauswahl getroffen werden, wenn nicht für alle Immissionsorte detaillierte Ergebnisse benötigt werden.

Schallreflexionen: Wenn diese Option ausgewählt ist, so werden Hindernis-Objekte, bei denen die Option Für Schallreflexion nutzen markiert ist, in der DECIBEL-Berechnung berücksichtigt. Dadurch werden sekundäre Schallquellen, die sogenannten Spiegelschallquellen, in die Berechnung eingeführt. Siehe hierzu auch die separate Seite Schallreflexionen.


Schall-Immissionsorte bei Verwendung der ISO 9613-2 Deutschland (Interimsverfahren)

Die gesetzliche Grundlage für die Problematik 'Emission-Transmission-Immission' bildet das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchV, 1974, 1990). Bauliche Anlagen müssen von den Umwelt- bzw. Gewerbeämtern anhand der 'Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm' (kurz: TA-Lärm, 1998) auf ihre Verträglichkeit gegenüber der Umwelt und dem Menschen geprüft werden. Die Richtlinien für die Beurteilung der Lärmproblematik (und damit für die Bemessung und Bewertung) bilden die in Abb. 1 erwähnten Normen nach DIN und VDI und seit November 1998 zusätzlich die ISO 9613-2 (siehe oben). Die Immissionsschutzbehörde, als Teil des Umwelt- bzw. Gewerbeaufsichtsamtes, beurteilt die Lärmimmissionen baulicher Anlagen.

In der Baunutzungsverordnung[7] und der TA-Lärm[8] sind die Baugebietsarten nach einer Immissionsschutz-Rangfolge festgelegt. So gelten folgende Grenzwerte (nachts):

35 dB    für reines Wohngebiet oder Kurgebiet
40 dB    für allgemeines Wohngebiet (vorwiegend Wohnungen)
45 dB    für Kern-, Misch- und Dorfgebiete ohne Überwiegen einer Nutzungsart
50 dB    für Gewerbegebiet (vorwiegend gewerbliche Anlagen)
70 dB    für Industriegebiet

In der Regel sind für WEA-Projekte im Außenbereich Grenzwerte von 45 dB (Mischgebiete) anzusetzen. Ob und in welcher Höhe Einzeltonzuschläge berücksichtigt oder Sicherheitsabschläge getroffen werden müssen, hängt von den lokalen und den in den Bundesländern geltenden Regelungen ab.



ISO 9613-2 Finnland

Die Finnische Schallrichtlinie[9] unterscheidet zwei Berechnungsphasen, wobei in der ersten das ISO 9613-2-Modell verwendet werden kann, in der zweiten wird dagegen NORD2000 benötigt.

Zusätzlich wird in der ersten Phase eine spezielle Berechnung für tiefe Frequenzen verlangt, die in windPRO unter der Bezeichnung Finnland Tieffrequent verfügbar ist.


Berechnungseinstellungen

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für die ISO 9613-2 Finnland. Die Optionen mit ausgegrauten Überschriften sind durch das Modell definiert und können nicht geändert werden. Für eine genaue Beschreibung der Felder siehe ISO 9613-2 Allgemein.

DE UMWELT DEC (6.4).png

Windgeschwindigkeit: Die Schallleistungspegel der WEA werden für eine Windgeschwindigkeit von 8 m/s in 10 m Höhe angegeben.

Frequenz: Die WEA-Schalldaten müssen als Oktavband-Daten vorliegen.

Bodendämpfung und Richtwirkungskorrektur: Es sollte das Standardverfahren verwendet werden, bevorzugt in der Areal-Objekt basierten Variante zur Unterscheidung von Land und Wasser. Für Land wird ein Bodenfaktor von 0,4 verwendet. Für über ein Areal-Objekt definierte Flächen ist der Bodenfaktor von 0 vorgegeben.

Meteorologischer Koeffizient C0: Der Meteorologische Koeffizient wird mit 0 dB angenommen.

Art der Anforderung in der Berechnung: Es wird nur das WEA-Geräusch berücksichtigt und mit zulässigen Immissionsrichtwerten an den Schall-Immissionsorten verglichen.

Schallleistungspegel in der Berechnung: Alle Schallleistungspegel werden als LWA angegeben.

Einzeltöne: Über Einzeltonzuschläge entscheidet in Finnland die gemessene Situation am Immissionsort. Wird durch eine Messung dort eine ausreichende Tonhaltigkeit festgestellt, um einen Zuschlag zu erfordern, so muss eine Neuberechnung erfolgen, bei der 5 dB(A) zur Gesamt-Schallimmission addiert werden. Tonhaltigkeit ist für die ISO 9613-2 Norwegen eine Eigenschaft des [[Schall-Immissionsort]-Objekts, in dem der Zuschlag von 5 dB(A) angegeben werden kann. Tonhaltigkeiten in den WEA-Schalldaten werden ignoriert.

Höhe des Immissionsorts: Die Aufpunkthöhe ist auf 4 m gesetzt, kann aber vom Anwender geändert werden.

Abweichung von Schall-Anforderungen: Hier kann vom Anwender ein Wert eingegeben werden

Luftdämpfung: Ist die Option Details in Bericht zeigen ausgewählt, so werden auf dem Bericht "Detaillierte Ergebnisse" die einzelnen Dämpfungswerte für die Oktavbänder ausgegeben. Diese Option lässt sich auch nachträglich über die Darstellungsoptionen dieses Berichts aktivieren.

Zuschlag für Höhenunterschied: Wenn die Fußpunkthöhe von Schall-Immissionsort und WEA sich um mehr als 60 m unterscheidet, erhält der WEA-Schallleistungspegel einen Zuschlag von 2 dB.

Tieffrequente Berechnung: siehe Finnland Tieffrequent.


Schall-Immissionsorte bei Verwendung der ISO 9613-2 Finnland

Für jeden Schall-Immissionsort muss ein Immissionsrichtwert angegeben werden. Umgebungsgeräusche spielen bei der Berechnung keine Rolle.

Die Immissionsrichtwerte für Normalfrequente Geräusche in Finnland wid geregelt über die Rechtsverordnung Statsrådets Förordning om riktvärden för utomhusbuller från vindkraftverk, 27/8-2015. Es gibt einen allgemeinen Immissionsrichtwert von 45 dB(A) von 7:00-22:00 Uhr und von 40 dB(A) von 22:00 bis 7:00 aus. In Nationalparks beträgt der Immissionsrichtwert ganztägig 40 dB(A).



ISO 9613-2 Frankreich

Die französischen Praxis bei Schallberechnungen für Windenergieanlagen verlangt nicht ausdrücklich ein spezielles Berechnungsmodell für WEA-Geräusche, sondern es wird lediglich vorausgesetzt, dass es die korrekten Beurteilungspegel berechnet und spezifische Berechnungsparameter darstellt. Die ISO 9613-2 entspricht diesen Anforderungen. Wird das Berechnungsmodell ISO 9613-2 Frankreich gewählt, so werden einige Berechnungsparameter in Übereinstimmung mit der französischen Praxis festgesetzt.

Berechnungseinstellungen

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für die ISO 9613-2 Frankreich. Die Optionen mit ausgegrauten Überschriften sind durch das Modell definiert und können nicht geändert werden. Für eine genaue Beschreibung der Felder siehe ISO 9613-2 Allgemein.

DE UMWELT DEC (4).png

Windgeschwindigkeit: Die empfohlene Windgeschwindigkeit ist 8m/s in 10m Höhe, es können jedoch auch andere Windgeschwindigkeiten oder ein Windgeschwindigkeits-Bereich verwendet werden.

Frequenz: Es gibt keine spezielle Anforderung nach Oktavbanddaten, diese können jedoch dennoch benötigt werden, wenn die Standardmethode zur Bodendämpfung verwendet wird oder nur bestimmte Oktavbänder berechnet werden sollen.

Nur bestimmte Oktavbänder: Es kann notwendig sein, bestimmte Frequenzen separat zu analysieren. In diesem Fall wird hier ein Frequenzintervall angegeben. Hierfür werden dann Oktavbanddaten für die WEA benötigt.

Bodendämpfung: Es besteht keine spezielle Anforderung für ein spezielles Berechnungsverfahren für die Bodendämpfung. In der Regel wird das alternative Verfahren in hügligem Gelände verwendet, wogegen das Standardverfahren Anwendung findet, wenn spezielle Bedingungen bezüglich der Porosität des Untergrunds vorliegen, z.B. bei Ausbreitung über Wasser. Für die Analyse bestimmter Oktavbänder muss das Standardverfahren verwendet werden.

Meteorologischer Koeffizient C0: Der Meteorologische Koeffizient kann zwischen 0 und 5 dB(A) gewählt werden. Übliche Werte liegen zwischen 0 und 2 dB(A).

Art der Anforderung in der Berechnung: In Frankreich werden Hintergrundgeräusch und WEA-Geräusch summiert und dürfen zusammen das Hintergrundgeräusch plus einer maximalen Zusatzbelastung nicht überschreiten. In den Schallimmissionsort-Objekten müssen die notwendigen Daten hierfür angegeben werden.

Schallleistungspegel in der Berechnung: Alle Schallwerte sind LWA-Werte.

Einzeltöne: Einzeltonzuschläge werden von der Anforderung am Immissionsort abgezogen.

Aufpunkthöhe ü. Gr.: Die Aufpunkthöhe ist auf 5 m gesetzt, kann aber geändert werden.

Abweichung von Schall-Anforderungen: Hier kann vom Anwender ein Wert eingegeben werden

Luftdämpfung: Ist die Option Details in Bericht zeigen ausgewählt, so werden auf dem Bericht "Detaillierte Ergebnisse" die einzelnen Dämpfungswerte für die Oktavbänder ausgegeben. Diese Option lässt sich auch nachträglich über die Darstellungsoptionen dieses Berichts aktivieren.

Schallreflexionen: Diese Option steht in diesem Berechnungsmodell in windPRO nicht zur Verfügung.


Schall-Immissionsorte bei Verwendung der ISO 9613-2 Frankreich

In den Schall-Immissionsort-Objekten kann ein spezielles Anforderungsprofil für Frankreich eingestellt werden. Es gibt zwei unterschiedliche Einstellungen: Standard und Oktavband.

Für die Standardeinstellung wird das Hintergrundgeräusch am Immissionsort angegeben und die maximale Zusatzbelastung wird mit einem festen Wert (Tag: 5 dB(A) / Nacht: 3 dB(A)) definiert. Dies kann für eine einzelne Windgeschwindigkeit oder einen Bereich von Windgeschwindigkeiten geschehen. Schallimmissionen von unter 30 dB(A) werden, unabhängig von Hintergrundgeräusch und Windgeschwindigkeit, immer als akzeptabel bewertet.

Wird die Oktavband-Berechnung gewählt, so muss auch das Hintergrundgeräusch in Oktavbändern angegeben werden. Die maximale Zusatzbelastung beträgt für 125 Hz und 250 Hz jeweils 7 dB(A), zwischen 500 Hz und 4000 Hz jeweils 5 dB(A).



ISO 9613-2 Polen

Die polnischen Richtlinien verlangen nicht ausdrücklich ein spezielles Berechnungsmodell für WEA-Geräusche, sondern es wird lediglich vorausgesetzt, dass es die korrekten Beurteilungspegel berechnet und spezifische Berechnungsparameter darstellt. Die ISO 9613-2 entspricht diesen Anforderungen. Wird das Berechnungsmodell ISO 9613-2 Polen gewählt, so werden einige Berechnungsparameter entsprechen den polnischen Gepflogenheiten festgesetzt, während andere Parameter variabel sind und vom Anwender eingegeben werden können.


Berechnungseinstellungen

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für die ISO 9613-2 Polen. Die Optionen mit ausgegrauten Überschriften sind durch das Modell definiert und können nicht geändert werden. Für eine genaue Beschreibung der Felder siehe ISO 9613-2 Allgemein.

DE UMWELT DEC (7).png


Windgeschwindigkeit: Es wird empfohlenen, den lautesten Betriebszustand der WEA bis Erreichen von 95% der Nennleistung zu verwenden. Es können jedoch auch andere Windgeschwindigkeiten oder ein Windgeschwindigkeits-Bereich verwendet werden.

Frequenz: Es gibt keine spezielle Anforderung nach Oktavbanddaten, diese können jedoch dennoch benötigt werden, wenn die Standardmethode zur Bodendämpfung verwendet wird oder nur bestimmte Oktavbänder berechnet werden sollen.

Bodendämpfung und Richtwirkungskorrektur: Es besteht keine spezielle Anforderung für ein spezielles Berechnungsverfahren für die Bodendämpfung. In der Regel wird das alternative Verfahren in hügligem Gelände verwendet, wogegen das Standardverfahren Anwendung findet, wenn spezielle Bedingungen bezüglich der Porosität des Untergrunds vorliegen, z.B. bei Ausbreitung über Wasser. Das Standardverfahren muss, das alternative Verfahren kann mit Oktavbanddaten rechnen (wobei bei letzterem die Bodendämpfung selbst nicht mit Oktavbändern gerechnet wird, sondern nur die anderen Dämpfungsterme).

Meteorologischer Koeffizient C0: Der Meteorologische Koeffizient kann zwischen 0 und 5 dB(A) gewählt werden. Übliche Werte liegen zwischen 0 und 2 dB(A).

Art der Anforderung in der Berechnung: In Polen existieren feste Immissionsrichtwerte, die durch die WEA nicht überschritten werden dürfen.

Schallleistungspegel in der Berechnung: Alle Schallwerte sind LWA-Werte.

Einzeltöne: Einzelton- und Impulszuschläge werden zu Schallwerten addiert. Die Werte können im WEA-Katalog angegeben werden und betragen üblicherweise 3 oder 6 dB.

Höhe des Immissionsorts: Die Aufpunkthöhe ist auf 4 m gesetzt, kann aber geändert werden. Sie sollte den höchsten bewohnten Raum in einem Haus repräsentieren.

Abweichung von Schall-Anforderungen: Hier kann vom Anwender ein Wert eingegeben werden

Luftdämpfung: Ist die Option Details in Bericht zeigen ausgewählt, so werden auf dem Bericht "Detaillierte Ergebnisse" die einzelnen Dämpfungswerte für die Oktavbänder ausgegeben. Diese Option lässt sich auch nachträglich über die Darstellungsoptionen dieses Berichts aktivieren.


Schall-Immissionsorte bei Verwendung der ISO 9613-2 Polen

In den Schall-Immissionsort-Objekten kann ein spezielles Anforderungsprofil für Polen eingestellt werden.

Die Immissionsrichtwerte entsprechend der gesetzlichen Grundlage[10] sind:

  • 45 dB(A): Nacht - Mehrfamilienhäuser, Landwirtschaft, Mischgebiet
  • 55 dB(A): Tag - Mehrfamilienhäuser, Landwirtschaft, Mischgebiet
  • 40 dB(A): Nacht - Einfamilienhäuser
  • 50 dB(A): Tag - Einfamilienhäuser



ISO 9613-2 Vereinigtes Königreich

Das Berechnungsmodell ISO 9613-2 Vereinigtes Königreich basiert auf dem ISO 9613-2-Modell, wobei die variablen Berechnungsparameter auf die Anforderungen der Empfehlung ETSU-R-97[11] zugeschnitten sind. Das Institute of Acoustics (IoA) empfiehlt weitere Anpassungen[12], die ebenfalls berücksichtigt werden können.

Berechnungseinstellungen

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für die ISO 9613-2 Vereinigtes Königreich. Die Optionen mit ausgegrauten Überschriften sind durch das Modell definiert und können nicht geändert werden. Für eine genaue Beschreibung der Felder siehe ISO 9613-2 Allgemein.


DE UMWELT DEC (3).png

Windgeschwindigkeit: Der Schallleistungspegel bei Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 12 m/s in 1-m/s-Schritten wird verwendet. Wenn diese Daten nicht vollständig vorliegen, so wird der Anwender beim Start der Berechnung zur Eingabe aufgefordert.

Frequenz: Oktavbanddaten werden benötigt. Wenn diese Daten nicht vollständig vorliegen, so wird der Anwender beim Start der Berechnung zur Eingabe aufgefordert.

Bodendämpfung: Das Standardverfahren zur Bodendämpfung wird verwendet. Ein Wert für die Porosität G muss eingegeben werden. Üblicherweise wird ein Wert von G=1 verwendet, wenn die WEA-Schallleistungspegel garantiert sind oder vermessen sind und einen Unsicherheitsfaktor enthalten, kann der Wert auf 0,5 reduziert werden. In diesem Fall muss die Vermessungsunsicherheit manuell im WEA-Katalog aufgeschlagen werden. Dies kann entweder über einen pauschalen Zuschlag von 2 dB(A) auf den vermessenen Wert geschehen, oder die Vermessungsnsicherheit σ * 1,645 kann als Zuschlag verwendet werden.

Ein Wert für G höher als 0,5 sollte nie verwendet werden.

Tal-Effekt / Topographische Abschirmung: siehe Zusatzoptionen zum festen Bodenfaktor.

Meteorologischer Koeffizient C0: Der Meteorologische Koeffizient kann zwischen 0 und 5 dB(A) gewählt werden. Übliche Werte liegen zwischen 0 und 2 dB(A).

Die IoA-Richtlinie[12] erlaubt eine Korrektur für Richtwirkung, es wird jedoch keine spezifische Methode zur Ermittlung von plausiblen Werten vorgeschlagen. Der meteorologische Koeffizient sollte daher mit Vorsicht angewendet werden.

Art der Anforderung in der Berechnung: Das Geräusch der WEA wird an jedem Rezeptor für jede der untersuchten Windgeschwindigkeiten mit dem dort gemessenen Hintergrundgeräusch verglichen und darf dieses nicht um mehr als einen bestimmten Wert (normalerweise 5 dB) überschreiten.

Schallleistungspegel in der Berechnung: Alle Schallwerte sind L90-Werte, d.h. Schalldruckpegel, die 90% der Zeit überschritten werden. Das Hintergrundgeräusch sollte ebenfalls in dieser Einheit angegeben werden. Für die WEA wird der L90-Schallleistungspegel berechnet, indem vom LWA 2 dB abgezogen werden.

Einzeltöne: Einzelton- und Impulszuschläge werden zu Schallwerten addiert. Die Werte kommen aus dem WEA-Katalog und liegen üblicherweise bei null, 3 oder 5 dB(A).

Aufpunkthöhe ü. Gr.: Die Aufpunkthöhe beträgt 4 m über Grund.

Verlangte Unter- oder zulässige Überschreitung des Schallrichtwerts: Hier kann vom Anwender ein Wert eingegeben werden

Luftdämpfung: Ist die Option Details in Bericht zeigen ausgewählt, so werden auf dem Bericht "Detaillierte Ergebnisse" die einzelnen Dämpfungswerte für die Oktavbänder ausgegeben. Diese Option lässt sich auch nachträglich über die Darstellungsoptionen dieses Berichts aktivieren.

Schallreflexionen: Diese Option steht in diesem Schallmodell in windPRO nicht zur Verfügung.


Schall-Immissionsorte bei Verwendung der ISO 9613-2 Vereinigtes Königreich

Der gemessene Hintergrundschall für jede Windgeschwindigkeitsklasse zwischen 4 und 12 m/s (in 10m Höhe) muss als L90-Wert im Schall-Immissionsort-Objekt angegeben werden.

Da sich sowohl der Hintergrundschall als auch dessen zulässige Überschreitung durch das WEA-Geräusch für die verschiedenen Zeiten des Tages unterscheidet, kann es notwendig sein, separate Rezeptoren für die verschiedenen Tageszeiten zu erzeugen. Der Standardwert der zulässigen Überschreitung beträgt für die sogenannten "Amenity hours" und die Nacht 5 dB(A). Die "Amenity hours" gehen Mo-Fr 18:00-23:00 Uhr, Sa 13:00-23:00 Uhr und So 7:00-23:00 Uhr.

Neben den durch das Hintergrundgeräusch festgelegten Grenzwerten definiert das Regelwerk ETSU-R-97[11] auch eine untere Grenze, unterhalb derer Schallimmission immer zulässig ist. Diese kann im Schall-Immissionsort-Objekt bei Immer zulässig, wenn WEA-Geräusch unter eingegeben werden. Standardwerte sind 35-40 dB(A) für den Tag- sowie 43 dB(A) für den Nachtzeitraum, wobei dies für die Immission durch alle WEA gilt. Wenn die Bewohner der Gebäude finanziell in die Windfarm involviert sind, erhöhen sich diese Werte auf 45 dB(A) in "Amenity hours" und nachts.



Dänische Vorschrift 2011 und 2015 (Englisch)

December 2011 introduced new noise codes in Denmark[13]. The 2011 code was in 2015 replaced by a revised code[14] with the only change being that temporary refugee shelters would be permitted within the noise boundary of the turbines. A full overview of the implications of the code can be found in [15].

The code is to a large extent based on the 2007 codes with three significant novelties:

a. Low frequency calculation
b. Documentation requirement
c. 15 dB limitation

The propagation model is using a separate damping for offshore wind turbines. The revised propagation model is described in the Decibel appendix.

DE UMWELT DEC (8).png

Wind speed: The noise impact must be calculated for two wind speeds: 6 and 8 m/s at 10 m height.

Frequency: Octave band distribution is required for the calculation.

Ground attenuation and Directivity correction: The user must select whether the calculation is for on- or offshore turbines. This affects the ground attenuation. Note the correction is added to, not reduced from the calculated noise. The higher figure offshore thereby gives higher calculation values offshore.

Pure tones: Pure tone penalty is added to total noise from all turbines at receptors where tonality is measured. The penalty is 5 dB. If any turbine used in the calculation has a checked tonality box for one of the relevant wind speeds, the tonality penalty is triggered for all calculated receptors.

Height of immission point above ground level: The receptor height is default set to 1.5m.

Deviation from official noise demand: This field is open to the user.

Noise receptors: The critical limits at noise receptor are defined below.

For the actual procedure of calculating the normal noise and the noise limits please refer to the 2007 codes as documented in previous manual versions as these are unchanged.


Low frequency calculation

The low frequency calculation is concerned with the frequencies from 10 to 160 Hz. For this purpose a new tab is introduced in the turbine catalogue from version 2.8 containing low frequency figures. Data are entered in the tab as 1/3 octave frequencies in the same way as other data in the catalogue. Please note that if data are entered as 1/3 octave for normal noise, the form is automatically filled for low frequency noise as well. However in older versions of windPRO the two lowest frequencies were not available so opening a turbine with 1/3 octave data from before 2.8 will leave the two lowest frequencies empty.

DE UMWELT DEC (9).png


Noise limits

The noise limit for low frequency noise is uniformly 20 dB at any receptor (indoor) at 6 and 8 m/s at 10 m height. In the noise receptor properties, select Danish 2019 Low frequency, which is valid for the 2011/2015/2019 codes. The form allows for two kinds of receptors, Regular dwellings and Cottage zones, however with the 2011/2015 codes all receptors are treated as standard dwellings.

DE UMWELT DEC (10).png


Noise calculation

When starting the calculation select as calculation type Danish 2011 and 2015 Low Frequency. The only available choice is whether to calculate for offshore turbines. If that hatch is checked, click the button Edit water areas to select an area object defining the sea. It is so that the low frequency calculation uses special dampings at sea and land and in the 200 m coastal zone makes a transition between the two calculation types. Note that the transition calculation is only for low frequency noise, not normal noise.


Pure tones

Tonality penalty according to the Danish rules is decided at the individual receptor. If a noise measurement at the receptor shows tonality enough to trigger a tonality penalty a new calculation must be done for this receptor adding 5 dB to the cumulative noise from turbines. This tonality is controlled from the NSA object where the 5 dB penalty can be set for the receptor (Pure tone penalty). Tonality setting on the wind turbines are ignored and receptors without the tonality penalty will ignore the tonality.


Documentation requirements

Due to increased documentation requirements previous practice of using the total noise figure and assuming a generic octave band distribution for existing turbines is now invalid. The noise figures used for existing turbines must be backed up by noise measurement reports for the turbine type and be available at least as 1/1 octave band distributions. If these are not available generic values provided by Miljøstyrelsen must be applied. For this reason when doing a noise calculation with Danish 2011 and 2015 or Danish Low frequency windPRO will for turbine types <=2MW use data from the generic tables from Miljøstyrelsen (Danish EPA) if data at least at 1/1 octave band level has not been selected for the turbine.

For turbine types >2MW the dB(A) value of the turbine is ignored and a generic value and distribution based on generator size is calculated. This is intended to reflect generic turbine types with unknown noise data. All other turbine types >2MW in Denmark MUST be calculated with turbine specific octave band distributions.

In the Decibel report a remark is added to the source noise summary if insufficient data are used or if generic data from the guideline is used.


Source Noise Project data

A specific catalogue of source noise data is provided for existing turbines in Denmark. The data are part of the Source Noise Project (Kildestøjsprojektet) and the database is documented by Grontmij in the document “Støjkatalog over ældre vindmøller i Danmark”, dated June 11, 2014; updated August 28, 2015.

The catalogue requires a special license from EMD. With this license noise records will appear in the wind turbine catalogue labeled KST. The records cannot be edited and are not visible for non-license holders. Each record holds the average 1/1 octave band distribution for the turbine type based on available measurements. In case of large scatter on the result an uncertainty is added to the frequency band.

The database is a realistic suggestion for the actual noise of old, existing turbines and has been been recognized by the Danish EPA as a valid alternative to the generic values of the guideline.


15 dB limitation

The 2011 Danish codes states that total noise at all receptors cannot exceed the noise limit. This means that noise contribution from existing turbines and new turbines must be combined and calculated for all receptors. As a practical limitation the guideline limits this by the 15 dB limitation. This means that existing turbines must be included when calculating noise for the neighbors to the new turbines if the contribution from existing turbines is higher than 15 dB below what they will get from the new turbines. It also means that noise must be calculated and comply with the present code at neighbors to existing projects if the contribution of noise from the new turbines is higher than 15 dB below what they get from existing turbines already. The practical aspects of this limitation is explained in “Experiences with the New Danish Rules for the Calculation of Low Frequency Noise from Wind Turbines”, Sorensen, 2012.



Dänische Vorschrift 2019 (Englisch)

From February 2019 the Danish noise code has changed to "Bekendtgørelse om støj fra vindmøller, Bekendtgørelse nr 135 af 07/02/2019", from the Danish Ministry of the Environment.

The code is almost identical to the 2011/2015 code except for the following points:

  1. The low frequency calculation now differentiates between regular dwelling and dwellings in cottage zones, the latter by using a reduced noise insulation table
  2. Offshore calculations, regular and low frequency, now includes multiple wakes across water.
  3. Offshore calculations of regular noise now include a transition zone of 200 m on the coastline before being replaced by ground attenuation for land as in the low frequency calculation
  4. Tonality penalties may cover a range of values. The fixed penalty is therefore abandoned and replaced by free selection of penalty value.

The following describes the model only where it deviates from the 2011/2015 model.

DE UMWELT DEC (10.1).png


Pure tones

As for the 2011/2015 model the tonality penalty is added to the total impact at the receptor and is controlled by the NSA representing the receptor. A value from 0 to 6 dB is possible. The calculation will ignore any tonality settings on the WTG object.

Offshore / water areas

The calculation will either consider all wind turbines onshore or define those turbines within an area defined as “Water area” as offshore while all other wind turbines are considered onshore. The propagation model for the specific turbine is controlled by this designation. From the offshore wind turbine and until landfall an offshore ground attenuation is used. At the shoreline a transition zone of 200 m exist where the model linearly will change to onshore ground attenuation. While over water multiple reflections will add to the calculation. The longer the stretch of water the larger this component, Lm will be (see the appendix for technical documentation of calculation models). From the shoreline the multiple reflection component will not increase any further but will remain a base value in the noise impact.

Water areas are defined through an Area object, where a specific area type can be designated as water area

DE UMWELT DEC (10.2).png

DE UMWELT DEC (10.3).png


Low frequency calculation

The low frequency Danish 2019 noise calculation can be selected “Danish low frequency 2019”.

DE UMWELT DEC (10.4).png


The procedures around pure tones and offshore calculations are identical to the regular noise calculation.

Noise limits The noise limit for low frequency noise is uniformly 20 dB at any receptor (indoor) at 6 and 8 m/s at 10 m height. In the noise receptor properties, select Danish 2019 Low frequency. The form allows for two kinds of receptors, Regular dwellings and Cottage zones. In the calculation a reduced noise insulation value is used cottage zones as described in the statutory order.

The calculation can handle that some receptors are regular, and some are cottage zones.

The noise insulation values can be viewed but not edited by pressing the View button in the Frequency group.

DE UMWELT DEC (10.6).png


DE UMWELT DEC (10.5).png




Finnland Tieffrequent

Neben der regulären Schallberechnung mit ISO 9613-2 Finnland oder NORD2000 wird in Finnland auch eine Berechnung des Tieffrequenten Lärms verlangt.

Die Abbildung unten zeigt die Berechnungseinstellungen für das Modell Finnland Tieffrequent. Die Optionen mit ausgegrauten Überschriften sind durch das Modell definiert und können nicht geändert werden. Für eine genaue Beschreibung der Felder siehe ISO 9613-2 Allgemein.

DE UMWELT DEC (6.5).png

Windgeschwindigkeit: Die Schallleistungspegel der WEA werden für eine Windgeschwindigkeit von 8 m/s in 10 m Höhe angegeben.

Frequenz: Die Tieffrequente Berechnung befasst sich mit Frequenzen von 20 bis 200 Hz. Die Eingangsdaten für die Finnische Tieffrequente Berechnung müssen als Terzbänder vorliegen.

Frequenz | Ansicht / Bearb.: Die Finnische Richtlinie geht von Immissionsorten im Inneren von Gebäuden aus, deshalb muss Schalldämmung durch die Gebäudehülle berücksichtigt werden. Leider gibt die Richtlinie kein spezifisches Dämmprofil vor, sondern überlässt es dem Schallgutachter, einen angemessenen Wert zu finden. WindPRO erlaubt es, benutzerdefinierte Profile einzugeben, stellt aber auch die drei einzigen uns bekannten frei verfügbaren Profile zur Auswahl, nämlich das 60%-Fraktil für Dänische Wohnhäuser, das 60%-Fraktil für Sommerhäuser (Einfachhäuser) (beide [16]) und das 90%-Fraktil lt. Hoffmeyer und Jakobsen [17].

DE UMWELT DEC (6.6).png

Offshore-Windfarm: Wählen Sie diese Option, wenn es sich um eine Offshore-Windfarm handelt, und wählen Sie dann mit dem Knopf Wasserflächen ein Areal-Objekt aus, über das die Wasserflächen definiert werden.

Es ist eine Besonderheit der Tieffrequenten Offshore-Berechnung, dass spezielle Dämpfungsfaktoren für Land und Wasser verwendet werden und eine 200m breite Übergangzone existiert.


Schall-Immissionsorte für Schallmodell Finnland Tieffrequent

In Schall-Immissionsort-Objekten muss die Einstellung auf Finnland - Finnisch Tieffrequent gesetzt werden. Es kann zwischen Tag- und Nachtwerten entsprechend der Finnischen Wohngesundheits-Richtlinie[18] gewählt werden. Die Schallbeiträge der WEA müssen für jede einzelne Frequenz unter den angegebenen Werten bleiben. Beachten Sie, dass die Schallwerte nicht A-gewichtet sind. windPRO wird automatisch die A-Gewichtung von den Schallleistungspegeln entfernen, bevor das Ergebnis berechnet wird.

Frequency Hz 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200
Night limit Leq,1h /dB 74 64 56 49 44 42 40 38 36 34 32
Day limit Leq,1h /dB 79 69 61 54 49 47 45 43 41 39 37


Theoretischer Hintergrund

Zur Berechnung der Tieffrequenten Geräusche werden Schallbeiträge in den Terzbändern der Frequenzen von 20 bis 200 Hz logarithmisch addiert.

Der Schallbeitrag in jeder Frequenz berechnet sich wie folgt:

Lp = LW – 20 dB • log10 (d1 / 1 m) – 11 dB + Agr – Aatm• d2

Mit:

Lp: Terzbandgeräusch am Immissionsort

LW: Terzbandgeräusch der WEA

d1: Abstand von der Nabe zum Immissionsort [m].

Agr: Frequenzspezifische Bodendämpfung

Aatm: Atmosphärische Dämpfung bei Temperatur 15 C° und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit [dB/km]

d2: Abstand von der Nabe zum Immissionsort [km].

Die Dämpfungen sind in der Tabelle unten angegeben. Für Offshore wird ein unterschiedlicher Satz von Dämpfungsparametern verwendet.

DE DEC Fin LF.PNG

Ähnlich wie in der Dänischen Richtlinie gibt es eine 200 m breite Interpolationszone an der Küste.

Die Finnische Richtlinie geht von Immissionsorten im Inneren von Gebäuden aus, deshalb muss Schalldämmung durch die Gebäudehülle berücksichtigt werden (siehe weiter oben).



Niederländische Vorschrift, 2011 (Englisch)

The Dutch calculation method[19] is based on the Lden principle and uses an adapted version of ISO 9613-2 as propagation model.


Calculation setup

The calculation model is selected by choosing Dutch 2011 as Noise calculation model.

DE UMWELT DEC (12).png


Wind speed

The Dutch 2011 code operates with average noise received day, evening and night. In order to calculate how much noise on average is emitted in each time period, an average octave band distribution is calculated. This is based on the octave band distribution at each wind speed bin from cut in to cut out weighted with the frequency of that bin.

The octave band distributions for each wind speed bin must be found in the wind turbine catalogue. It goes without saying that it requires a fairly complete set of data, something which will rarely if ever be present among the default values in the catalogue. If only a limited amount of wind speeds are available windPRO will interpolate between them, set noise below cut-in to 3 m/s and set the noise constant when extrapolating from the highest wind speed to cut-out. If no octave band distribution exist for a specific wind speed windPRO will scale the octave band distribution of the closest wind speed. If no octave band distribution exists at all windPRO will fit a generic octave band distribution to the total noise level. This is of course insufficient for a correct calculation.

The frequency of each wind speed is found from a database provided by KNMI. In WindPRO is possible to choose the currently valid database from 2018 or the pre 2018 version. The 2018 version is documented here and provides wind distribution data in a dense (2.5km) grid across The Netherlands with data at 14 height levels from 10 m to 260 m. For hub heights in between the provided elevation levels an interpolation is made. Based on the location of the site center of the project windPRO looks up this location in the database and extract the frequency table for day, evening and night.

DE UMWELT DEC (12.1).png

Note that because the Dutch method is linked to this database the Dutch method can only be used within the coverage of the database, meaning The Netherlands.

The formula for calculating the average noise for each time period is described in more detail in appendix.


Ground attenuation

The ground attenuation factor is defined for values of 0 and 1, but it is allowed to use any value in between. As default a terrain map can be used to calculate ground factor values, but alternatively a uniform value can be used.


Meteorological coefficient, C0

For distances less than 10 times hub height (actually 10 times difference in z coordinate of hub and receptor) the meteorological coefficient, C0 is 0. Beyond that distance C0 is a function of distance and direction from turbine to receptor in the way that maximum C0 is achieved downwind from the turbine.

The function for calculating C0 is described in appendix.


Type of demand in calculation

Only noise from WTG’s is taken into account.


Noise values in calculation

windPRO will on its own present all values as Lden values although sub-results present Lday, Levening and Lnight specifically.


Pure tones

Pure tone penalty are subtracted from demand.


Height of immission point above ground level

There is no mention in the code of receptor height. For the calculations it is set to 5 m.


Deviation from official noise demand

This field is open to the user.

Edit period

The Dutch codes operate with noise values as Lden, where den is an abbreviation of day-evening-night. It represents a weighted average of noise, where noise during evening and night is penalized. The parameters can be seen or modified by pressing the Edit period button as seen below.

The period definition of day, evening and night can be set here, as well as the penalty due for each period.

DE UMWELT DEC (13).png


Noise receptors

The general noise limit in The Netherland is 47 dB Lden and 41 dB Lnight. The default setting for a Dutch receptor is 47 dB and this is also the noise value used on the noise ISO line report, but both Lden and Lnight can be found in the noise report.


Noise data for WTG

As described in a separate section below an individual noise mode can be selected for the three periods as part of advanced settings of the turbine.

Source noise data for the turbine is based on wind speed at hub height. If data for the turbine is only given at 10 m height they may need to be converted to hub height (section 2.6). Since a calculation is made for each integer wind speed at hub height it may be preferable to convert 10 m height wind speeds to hub height integer wind speed even though that means an interpolation of data points.

DE UMWELT DEC (14).png DE UMWELT DEC (15).png



Calculation Background

The Dutch codes require the calculation of an Lden value for each receptor.

The Lden value has the formula

DE DEC Dutch1.png

The Leq noise value is calculated independently for the three situations: day, evening and night (Ldag, Lavond, Lnacht). In each case the formula is:

DE DEC Dutch2.png

"I" is the 8 octave bands,

"n" is the number of turbines.

The noise at each octave band is calculated as:

DE DEC Dutch3.png

Dref, Dscherm, Dveg and Dterrein can all be ignored.


LE

LE is the source noise emission. This is different from most other codes.

The LE is the average noise emission from the turbine. The formula is the below:

DE DEC Dutch4.png

The summation is done for each wind speed bin from Vci (cut-in) to Vco (cut-out). At rated power it is assumed that the noise level does not change.

Uj is the frequency of the particular wind speed.

∆L is a direction component, which is usually not available and is therefore set to 0.

From this it is clear that a Weibull distribution is required at hub height for each turbine. This is done automatically with reference to http://www.mp.nl/rekentool/ . The codes recommend to use this resource however it only defines wind climate for height between 80 and 120 m. For heights outside this range windPRO fits the defined wind profile to a logarithmic function to extrapolate the Weibull distributions to higher and lower heights.


Dgeo

This is the geometric damping. It is identical to the ISO 9613-2 standard.

DE DEC Dutch5.png

"r" is distance from turbine to receptor.


Dlucht

This is the air absorption. The formula is the same as in ISO 9613-2 but the damping’s are different.

DE DEC Dutch6.png

DE DEC Dutch7.png


Dbodem

This is the ground absorption. This is similar to the general ground attenuation of the ISO standard.

The regions are defined in the same way:

Near area:

DE DEC Dutch8.png

Remote area:

DE DEC Dutch9.png

Middle area:

Everything in between.

B is the ground porosity: B=1 absorbing, B=0 hard.

In windPRO it is possible to use a universal ground porosity is selected by the user to cover all three regions for all turbine receptor couples or link to an area object defining areas with ground porosity 0 assuming everything else is 1.

The three components are added:

DE DEC Dutch10.png

Unfortunately the damping in each frequency is different from ISO 9613-2.

DE DEC Dutch11.png

h is hub height.

The Dmid is calculated as

DE DEC Dutch12.png

Cmeteo

Cmet is defined as

DE DEC Dutch13.png

hb is hub height, ho is receptor height.

Beta is the angle from downwind from turbine to receptor.



Norwegische Vorschrift, 2012 (Englisch)

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The Norwegian guideline was in 2012 replaced by “Veileder til retningslinje for behandling av støy i arealplanlegging (T-1442/2012)”, which is described in document M-128 – 2014 from Miljødirektoratet. This is at the time of writing being replaced by a revised guideline prepared by NVE 2017/2018. The revision does not change the the standard method used in WindPRO, but primarily provides a guideline for use of Nord2000.

The revised guideline is a combination of the Swedish guideline “Ljud från Vindkraftverk” from 2001 and the previous Norwegian guideline. It is also incompatible with the old guideline, which cannot simply be recalculated with the revised guideline.


Calculation setup

The calculation model is selected by choosing "Norwegian 2012" as Noise calculation model.

DE UMWELT DEC (5.1).png


Wind speed

The Norwegian guideline describes a complex method of adjusting 10 m/s with actual roughness along the line of the older Swedish guideline, however advise as a more practical solution that calculations are done at the highest source noise level regardless of wind speed. As the typical wind profiles in Norway are governed not by roughness, but by topography only the highest source noise level option is available in windPRO.

In practice windPRO will consider the noise curve in the noise record selected for the turbine and pick the wind speed with the highest source noise level.


Frequency

Calculations within 1000 m of any turbine in the calculation can actually be calculated without octave data. However for wind farms larger than one turbine the 1000 limitation will almost certainly be exceeded and so octave band distributions are required. If the turbine noise record used does not hold octave data a generic distribution is fitted to the dBA value of the highest noise value.


Meteorological coefficient C0

Whereas the previous guideline advised an upwind reduction, the present guideline refuses this option. The meteorological coefficient should remain 0.


Offshore wind farm

In case of offshore wind farms this option is hatched. The methodology is the same as for the Swedish model and the calculation method is almost identical.


den setup

The Norwegian codes operate with noise values as Lden, where den is an abbreviation of day-evening-night. It represents a weighted average of noise, where noise during evening and night is penalized. The parameters can be seen or modified by pressing the Edit period button as seen below.

The period definition of day, evening and night can be set here, as well as the penalty due for each period.

DE UMWELT DEC (6).png

Because of the Lden calculation method different noise modes can be set for the turbines for day, evening and night and WindPRO will calculated the combined Lden. If all periods use the same noise mode Lden corresponds to Leq24 + 6,4dB.


Noise limits

Noise limits in Norway are governed by zoning. Dwellings receiving more than Lden = 40 dB(A) must be calculated. The noise limit of the dwelling depends on the zone in which they are situated.

The allowed noise impact is:

Yellow zone (Gul sone): Lden 45 dB(A)

Red zone (Rød sone): Lden 55 dB(A)


The relevant zone can be selected in the noise receptor.


Alternative methods

The Norwegian guideline allows for noise to be calculated using alternative methods such as Nord2000. The 2017/2018 revision of the guideline focuses on the Nord2000 calculation. In the final assessment of noise impact in Norway is is likely that Nord2000 is required. A summary of Norwegian Nord2000 requirements is given in the according NORD2000 manual page.


Schwedische Vorschrift 2009 (Englisch)

The Swedish codes 2009 actually represent an evolution of “Ljud från vindkraftverk”, Naturvårdsverket. The latest available version is from April 2010, but the latest modifications are at the time of writing only available from Naturvårdsverkets homepage http://www.naturvardsverket.se/Stod-i-miljoarbetet/Vagledning-amnesvis/Buller/Buller-fran-vindkraft/buller-vindkraft-riktvarden/

This latest version, for ease called Swedish 2009 as the 2009 edition provided some of the most important changes, is generally based on the original “Ljud från vindkraftverk” with the following modifications:

a. Roughness correction of source noise level has been removed and replaced by the standard 0,05 m wind profile
b. Revised code for offshore calculations
c. Option of comparing with ambient noise (masking)
d. Allowing for Nord2000 calculations


Roughness correction

The elimination of the roughness correction greatly simplifies the calculation. Instead of modifying the wind speed at hub height based on a roughness specific wind profile, all calculations now assume a standard IEC profile of 0,05 m, which is used by basically all other national codes. This means that the noise figure in the wind turbine catalogue of windPRO can be used directly without modification. Therefore the selection of roughness length has been removed. This counts for both onshore and offshore calculations.


Offshore calculation

The offshore calculation calculates similar to an onshore calculation out to 1000 from the turbine. From then a revised version of the 2002 code with different dampings are used. The noise is calculated at landfall and from then uses the land code to the dwellings. The formula in the current form is at the time of writing only available from here: http://www.naturvardsverket.se/upload/stod-i-miljoarbetet/vagledning/buller/buller-vindkraft/matning-berakning-vindkraftljud.pdf

In windPRO DECIBEL select Swedish 2009 and select Offshore wind farm. If that option is checked, click the button Edit water areas to select an area object defining the sea. Any purpose of the area object will do. Any location outside the selected area type is considered on land and the boundary of the area marks the coastline.


Masking of noise

From the 2009 version of “Ljud från vindkraftverk” it is possible to compare with masking from ambient noise. Depending on type of surroundings it is possible from table values to estimate the ambient noise at a dwelling. If the difference between ambient noise and calculated noise from turbines is sufficiently small the noise impact at the receptor can be disregarded. The masking element has in general not been implemented in windPRO but it is possible to enter ambient noise in the noise receptor object.


NORD2000

From 2009 the Swedish code allows the use of NORD2000 as an alternative method. NORD2000 is not part of the DECIBEL module, but a module on its own.


Swedish Low frequency noise

The Swedish guideline for low frequency noise as it is described by Naturvårdsverket cannot be calculated with DECIBEL. Instead NORD2000 in windPRO can be used to calculate low frequency noise.




Referenzen:

  1. ISO 9613-2:1996 Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 2: General method of calculation (Deutsch: DIN ISO 9613-2 Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien, Teil 2)
  2. In Gleichung (14) in der DIN EN ISO 9613-2 wird DZ zu 10lg(3) = 4,8 dB(A), wenn z=0. z ist die Verlängerung des Schallwegs durch das Hindernis, das pessimal 0 werden kann, ergo ist DZ pessimal 4,8 dB(A).
  3. Bezugsquelle Beschreibung Interimsverfahren: http://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/nals/dokumentation-zur-schallausbreitung-interimsverfahren-zur-prognose-der-geraeuschimmissionen-von-windkraftanlagen-fassung-2015-05-1-85310
  4. LANUV NRW zur Schallproblematik: http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/laerm/geraeusche/geraeuschquellen/windenergie-anlagen/
  5. 5.0 5.1 Studie Uppenkamp und Partner, auf der die Einschätzung des LANUV NRW basiert: http://www.lanuv.nrw.de/fileadmin/lanuv/geraeusche/pdf/14144611-2_Erweiterung_Hauptuntersuchung_20141111.pdf
  6. Fördergesellschaft Windenergie (FGW): Technische Richtlinien für Windenergieanlagen Teil 1: Bestimmung der Schallemissionswerte; Bezug über http://wind-fgw.de
  7. Baunutzungsverordnung (BauNVO, 1990); https://de.wikipedia.org/wiki/Baunutzungsverordnung (letzte Prüfung: 24.03.2017)
  8. Sechste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundesimmissionsschutzgesetz: Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm; https://de.wikipedia.org/wiki/Technische_Anleitung_zum_Schutz_gegen_L%C3%A4rm (letzte Prüfung: 24.03.2017)
  9. Ympäristöhallinnon Ohjeita 2, 2014, Modellering av buller från vindkraftverk
  10. Dz.U. 2007 nr- 120 poz. 826 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Verordnung des Umweltministers vom 14 Juni 2007 - Über akzeptable Umgebungsgeräusche)
  11. 11.0 11.1 The Working Group on Noise from Wind Turbines: ETSU-R-97: The Assessment and Rating of Noise from Wind Farms; Final Report 09/1996; https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/49869/ETSU_Full_copy__Searchable_.pdf (letzte Prüfung: 24.03.2017)
  12. 12.0 12.1 Institute of Acoustics (IoA): A good Practice Guide to the Application of ETSU-R-97 for the assessment and rating of wind turbine noise; Mai 2013
  13. Danish Ministry of the Environment Miljøministeriet: Bekendtgørelse nr. 1284 af 15. december 2011, with guideline: Støj fra Vindmøller, Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 1, published 16 May 2012; http://www.mst.dk/Publikationer/Publikationer/2012/Maj/978-87-92903-08-2.htm
  14. Danish Ministry of the Environment Miljøministeriet: Bekendtgørelse nr 1736 af 21/12/2015
  15. Thomas Sorensen: Experiences with the New Danish Rules for the Calculation of Low Frequency Noise from Wind Turbines, 15th International Meeting on LowFrequency Noise and Vibration and its Control Stratford upon Avon UK 22nd –24th May 2012
  16. Danish EPA: Danish Statutory Order 1284; 2011
  17. Hoffmeyer/Jakobsen: Sound insulation of dwellings at low frequencies; Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control 2010
  18. Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita 2003: Asumisterveysohje
  19. Reken- en meetvoorschrift windturbines, 2/2-2010