EXAMENSARBETE
Bullerskyddsåtgärder vid järnväg
Statusbeskrivning och förbättringsförslag
Elham Samari Khalaj
Teknologie masterexamen Samhällsbyggnadsteknik
Luleå tekniska universitet
Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser
ii
Bullerskyddsåtgärder vid järnväg
statusbeskrivning och förbättringsförslag
Master Science Environmental Engineering Samhällsbyggnad och naturresurser
Av: Elham Samari
iii
Förord
Detta är mitt examensarbete Master Science Environmental Engineering vid Luleå Tekniska universitet, LTU. Arbetet omfattar 30 högskolepoäng och har genomförts 2011.
Examensarbetet är gjort på uppdrag av Trafikverket (förre detta Banverket).
Jag vill först och främst tacka min handledare från Trafikverket Sören Dahlén. Din hjälp och ditt stöd i detta arbete har varit ovärderligt och jag är väldigt tacksam för detta. Tack för att i all välmening, du har tvingat mig till att tänka själv. Även min handledare på LTU Glenn Berggård ska ha ett stort tack för sina värdefulla kommentarer.
Andra personer som jag vill tacka och som bidragit med värdefulla svar och kommentarer är alla respondenter, både på Trafikverket och hos deras konsulter. Tack för att Ni har tagit er tid till att svara på mina frågor.
Till slut vill jag tacka de personer som stöttat mig under mitt arbete och som läst rapporten, speciellt min opponent, Malin Johansson.
Luleå, 2011-08-26
Elham Samari
iv
Sammanfattning
Buller och vibrationer från järnvägen påverkar omgivningen negativt och ställer till problem för de närboende. Trafikverket satsar därför stora resurser på olika skyddsåtgärder för att minska störningar. Bullerskyddsåtgärder kan varieras genom skärmar och vallar i olika utföranden, fönsterbyten på fastigheter och även inlösen av fastigheter. En effektiv
resursanvändning behövs för att nå målen som transportpolitiken och miljöpolitiken tydligt har utpekat för en långskiktig miljöanpassning.
I denna studie har jag gjort en sammanställning av erfarenheter genomförda bullerskydds- åtgärder och även pekat på styråtgärder för att begränsa järnvägens bullerstörningar. Ett samlat förslag för förbättringsarbeten har även lämnats som resultat. Jag har skapat en
övergripande bild över det pågående arbetet med järnvägsbuller. Med hjälp av denna bild kan man vidare göra en effektiv resursfördelning för att kunna nå målet om ett miljöanpassat och hållbart transportsystem. Rapporten kan förhoppningsvis användas som ett kunskapsunderlag och även som en länk för informationsväxling mellan interna organisationer och Trafikverkets konsulter.
Resultatet som presenteras i denna rapport uppdelas i två delar. En del har information hämtat bl.a. från handböcker, undersökningsrapporter, faktaböcker, läroböcker internetsidor, och forskningsrapporter inom bullerområdet. Den andra delen, som handlar om arbetet inom Trafikverket med järnvägsbuller, är skriven utifrån en enkätstudie samt genom mail eller telefonkontakter med Trafikverkets experter i samband med enkätstudien.
I examensarbetet kan jag konstatera att trots att Trafikverket arbetar systematisk med bullerfrågan återstår mycket att utveckla. Intentionerna har varit goda och ambitiösa men arbetet har försvårats av nya organisationer och stora personalomsättningar. Konsekvensen av detta är att arbetet tappat fart. Ett omtag krävs och har under mitt examensarbete även
påbörjats inom Trafikverket.
Den röda tråden, systematiken behöver utvecklas. Genom att beskriva en tydlig målbild inom Trafikverket kan man sedan utveckla arbetet på ett systematiskt sätt. Nedan följer kortfattat de resultat som jag har kommit fram till i denna studie, områden som är viktiga utveckla:
• Trafikverkets strategi för att nå långsiktiga mål är tydlig, men arbetet går trögt och angelägna insatser behöver fokuseras.
• Trafikverket behöver utveckla verktyg för att kunna följa bullerutvecklingen och måluppfyllelsen.
• Trafikverket kan inte lösa bullerproblematiken utan ett aktivt internationellt arbete.
• Trafikverket behöver arbeta mer med riktlinjer och rutiner i det dagliga arbetet.
• Användningen av ekonomiska styrmedel behöver ses över.
• Kunskapsbyggandet och kunskapsåterföringen behöver ses över.
• Trafikverkets drifts- och underhållsplaner måste även innefatta medel för åtgärder.
• Fordonskrav avseende buller och vibrationer behöver ses över
• Arbetet med vibrationsbegränsande åtgärder bör ses över och skärpas.
Jag redovisar även en lista över förbättringsförslag som framkommit i mitt examensarbete, men som jag inte kommenterat i rapporten.
v
Abstract
The noise and vibrations emanating from the railway affect the environment negatively and pose a problem to those living nearby. Traffic Administration Authority has therefore invested large resources in different protection measures to reduce disturbances. Noise protection measures can differ from each other through different designs of screens and dykes, the change of windows on house property as well as buying real estates. An effective use of resources is needed in order to reach the goal which transport and environment policies have been clearly identified for a long-term harmony with the environment.
In this study, I have compiled experiences of implemented noise protection measures. I have also pointed out some control measures used to limit the railway noise disturbances. A single proposal for the improvement work has been submitted as a result. I have created an overall picture of the ingoing noise reduction work on railway noise. With the support of this picture, it is possible to go ahead and do an affective resource allocation in order to reach the goal for the environment-friendly and sustainable transport system. The report will hopefully be used as a knowledge base as well as a link for information exchange between internal organisations and Traffic Administration Authority consultants.
The result presented in this report has been divided in two parts. One part consists of information from among others handbooks, investigation reports, facts books, textbooks, Internet sites, and research reports about noise. The other part consists of a review of the noise work within the Traffic Administration Authority in regard to railway noise, and this is
obtained through a survey study as well as through mails or telephone contact with Traffic Administration authority’s experts in regard to the survey study.
In this Masters thesis I have noticed that despite the fact that Traffic Administration Authority works systematically with the noise question, there is still much to develop. Intentions have been good and ambitious but the work has been made more difficult by new organisations and large staff turnover. Dealing with noise questions has not been rewarded. The consequence of this is that the noise prevention work has lost momentum. A rekindling is required and has been started already during my Maters thesis work.
The red thread, a scheme needs to be developed through a describing a clear picture within the Traffic Administration Authority and then develop its work in a systematic way. Below are the summarised results that I have obtained for this study. I have as well identified a number of important development areas:
• The Traffic Administration Authority strategy to reach long-term goal is clear, but the work is going slowly and concerned efforts need to be focused upon. The Traffic
Administration Authority needs to develop a tool to track the noise development and goal achievement.
• The Traffic Administration Authority cannot solve the noise problem without an active international (cooperation) work.
• The use of economic instruments needs to be reviewed.
• The Traffic Administration Authority’s production and maintenance plans must include means to put in place noise protection measures.
• Vehicles requirement in regard to noise and vibrations needs to be reviewed.
• The work with vibrations-reducing measures should be revised and rigorous.
vi
• The Traffic Administration Authority needs to work more with guidelines and routines in daily work. Knowledge-base and knowledge transfer must be developed.
I also report a list of improvement proposals that have emerged in my Masters thesis, but I have not discussed these in the report.
vii
Innehållsförteckning
Förord ... i
Sammanfattning ... iv
Abstract ... v
Innehållsförteckning ... vii
1 Inledning ... 1
2 Bakgrund ... 1
2.1 Mål/ syfte ... 2
2.2 Avgränsningar ... 2
3 Metod ... 3
Resultat ... 4
4.1 Allmänt om ljud ... 4
4.1.1 Vad är ljud? ... 4
4.1.2 Amplitud och våglängd ... 4
4.1.3 Ljudets frekvens ... 5
4.1.4 Ljudets utbredning ... 5
4.1.5 Ljudets utbredningshastighet ... 5
4.1.6 Ljudstyrka - Ljudtrycksnivå Intensitet ... 5
4.1.7 Ljudnivå- frekvensfilter ... 6
4.1.8 Frekvensanalys ... 6
4.2 Allmänt om Buller ... 7
4.2.1 Bullermått ... 7
4.2.2 Trafikbuller ... 8
4.2.3 Olika bullerkällor för väg – och järnvägstrafik ... 9
4.2.4 Buller från hjul/ räls ... 9
4.2.5 Buller från motorer ... 10
4.2.6 Aerodynamiskt buller ... 10
4.2.7 Vägtrafikbuller och järnvägtrafikbuller - skillnader ... 11
4.2.8 Effekter av trafikbuller ... 11
4.2.9 Bullermätning och bullerberäkning ... 12
4.2.10 Mätning av trafikbuller ... 12
4.3 Mål och strategi ... 13
4.3.1 Nationella miljömål ... 13
4.3.2 Transportpolitiska mål och etappmål ... 13
4.3.3 EG- direktivet och förordningen om omgivningsbuller ... 14
4.3.4 Trafikverkets strategiska mål ... 14
4.3.5 Riktvärden för trafikbuller ... 15
4.3.6 Riktlinjer och tillämpning ... 17
4.3.7 Åtgärdsplaner för buller ... 19
4.4 Bullerreducerande åtgärder ... 21
4.4.1 Miljöansvaret ... 21
4.4.2 Faktorer som påverkar ljudspridningen ... 22
4.4.2.1 Transmission och diffraktion ... 22
4.4.2.2 Absorption ... 22
4.4.3 Val av åtgärder ... 23
4.5 Bullerskyddsskärmar ... 24
4.5.1 Allmänt ... 24
4.5.1.1 Utformning av bullerskärmar ... 26
4.5.1.2 Material ... 27
viii
4.5.1.3 Skala och skärmkrön ... 29
4.5.1.4 Estetik och relation till omgivningen ... 29
4.5.1.5 Vegetation och bullerskärmar ... 30
4.5.1.6 Nivåskillnader och riktningsändring ... 30
4.5.1.7 Placering av skärmar ... 31
4.5.1.8 Dämpning och Ljudisolering ... 31
4.5.1.9 Ljudläckage och otätheter ... 32
4.5.2 Höga skärmar ... 33
4.5.3 Låga bullerskärmar ... 34
4.5.3.1 Zbloc ... 34
4.5.3.2 Magnet/ Littoskärm ... 35
4.5.3.3 Soundtrack ... 36
4.5.4 Bullerskyddsvallar ... 37
4.6 Ekonomiska styrmedel ... 39
4.6.1 Banavgifter ... 39
4.6.2 Samhällsekonomisk bedömning och samhällsekonomiska beräkningar som underlag för baninvesteringar och bullerskyddsåtgärder ... 40
4.6.3 Värdering av buller ... 42
4.6.4 Fordonskrav och bidrag ... 47
5 Diskussion och slutsatser ... 48
5.1 Primära förbättringsförslag utifrån enskilda erfarenheter inom landet ... 48
5.2 Ytterligare förbättringsförslag utifrån enskilda erfarenheter inom landet... 54
Källförteckning Bilaga
Bilaga 1: Enkät avseende Bullerskyddsåtgärder.
Bilaga 2: Enkät avseende Ekonomiska styrmedel.
Bilaga 3: Sammanställning av svar avseende Bullerskyddsåtgärder.
Bilaga 4: Sammanställning av svar avseende Ekonomiska styrmedel.
1
1 Inledning
I detta examensarbete görs en genomgång av hur man inom Trafikverket arbetat med bullerbegränsande åtgärder avseende spårburen trafik och förslag till förbättringsåtgärder lämnas. De förbättringsförslag som presenteras baseras på enskilda erfarenheter av experter inom verksamheten. Dessa ska kunna stödja Trafikverket på ett effektivt sätt för att reducera bullerstörningar från järnvägstrafik.
2 Bakgrund
Järnvägstrafik är ett relativt miljöanpassat och energieffektivt transportsystem. Trots detta anses bullerstörningar vara ett av järnvägens allvarigaste miljöproblem. Hundratusentals människor i Sverige upplever dagligen buller från järnvägen som störande.
Riksdagen fastställde riktvärden för trafikbuller i samband med Infrastrukturpropositionen, 1996/97:53. Här följer en del av de riktvärdena för trafikbuller som inte bör överskridas vid nybyggnation eller väsentlig ombyggnad av infrastruktur enligt denna proposition.
• 30 dB(A) ekvivalentnivå inomhus
• 45 dB(A) maximalnivå inomhus nattetid
• 55 dB(A) ekvivalentnivå på uteplats i anslutning till bostad
• 60 dB(A) ekvivalentnivå utomhus för bostadsområdet i övrigt
• 70 dB(A) maximalnivå på uteplats i anslutning till bostad I beslutet anges också att:
”Vid tillämpning av riktvärdena i trafikinfrastrukturpropositionen bör hänsyn tas till vad som är tekniskt möjligt och ekonomiskt rimligt. I de fall utomhusnivån inte kan reduceras till riktvärdesnivåerna bör inriktningen vara att inomhusvärdena inte överskrids.
Vidare har Trafikverket (dåvarande Banverket) och Naturvårdsverket efter samråd med Boverket tagit fram riktlinjer för buller och vibrationer från spårburen trafik år 2006. I
rapporten ”Buller och vibrationer från spårburen linjetrafik, Riktlinjer och tillämpning” anges riktlinjer för ljudnivåer som inte bör överskridas för att upprätthålla en god miljö.
För att nå målet för god miljökvalitet och bidra till en långsiktigt hållbar samhällsutveckling, har Trafikverket under senare år bedrivit ett omfattande arbete med bullerreducerande
åtgärder längs järnvägen i befintlig miljö. Dessa åtgärder förekommer i olika utföranden som åtgärder vid källan, vid mottagaren och åtgärder på mellanliggande sträcka. Till exempel fönsteråtgärder, lokala skärmar, bullerskärmar (höga och låga), vallar och en kombination av dessa.
Att förstå bullerproblemen är grundläggande för att kunna hitta vägar för att lösa dem.
Transportpolitiken och miljöpolitiken har tydligt utpekade mål för en långskiktig miljö anpassning. Många åtgärder genomförs också inom detta område. För att nå målet för en miljöanpassad och ett hållbart transportsystem bör man skapa en övergripande bild över bullerarbetet om järnvägsbuller. Utifrån denna bild, peka ut insatser som är angelägna för att effektivisera bullerarbetet. Det finns mycket kunskap som kan hittas i det arbete som redan
2 pågår genom att lära av varandra och inte uppfinna hjulet på nytt. Viktiga frågeställningar är bland annat:
• Har Trafikverket kunskap om hur ser störningssituationen ut, hur förändras den i tid?
• Når Trafikverket målen genom att fortsätta med pågående strategi för bullerreducering?
• Kan Trafikverket lösa alla problem i ett nationellt perspektiv eller behövs det ett internationellt arbete?
• Har Trafikverket vid val av bullerskyddsåtgärder tagit hänsyn till faktorer som bör beaktas vid genomförande av åtgärder? Är Trafikverkets val de rätta valen?
• Använder Trafikverket ekonomiska styrmedel på ett effektivt sätt?
• Har Trafikverket kunskap om genomförda bullerskyddsåtgärder t.ex. effekter, status, var de befinner sig och drift/underhållsbehov?
• Vilket arbetssätt finns inom Trafikverket för att på ett effektivt och systematiskt sätt sprida information och kunskap?
• Arbetar Trafikverket systematiskt med bullerfrågan?
2.1 Mål/ syfte
Målet med examensarbetet är främst att på en övergripande nivå sammanställa erfarenheter av genomförda bullerskyddsåtgärder i ljudutbredningens spridningsväg och peka på styråtgärder för att begränsa järnvägens bullerstörningar.
Bullerskyddsåtgärderna och dess effekter ska också sättas in i hela sitt sammanhang. Hur ska man mest effektivt nå långsiktiga mål?
Studien ska även peka på allmänna fakta kring ljud och bullerstörningar samt en samman- ställning av störningarnas omfattning. En jämförelse vägtrafikbuller kontra järnvägs- trafikbuller ska redovisa skillnader mellan de två trafikbullerkällorna.
Syftet med projektet är att få en sammanställning av:
• Vilka bullerskyddsåtgärder som genomförts och vilka erfarenheter av genomförda bullerskyddsåtgärder som finns i ett brett perspektiv.
• Styråtgärder som använts eller planeras och inspel på hur man med andra styråtgärder kan begränsa bullerstörningar.
Genom detta förväntas projektet att stödja ett mer resurseffektivt sätt för att åtgärda/ begränsa bullerstörningar. Peka på positiva och negativa erfarenheter och därigenom bidra till en bättre framtida resursanvändning.
2.2 Avgränsningar
Studien omfattar främst bullerskyddsåtgärder i dess spridningsväg, inte åtgärder som vidtas för bullerbekämpning vid källan och vid mottagaren.
3 Studien är också avgränsad till skyddsåtgärder genomförda i Sverige.
När det gäller åtgärder har jag valt att göra en avgränsning till att studera fysiska åtgärder och ekonomiska styråtgärder som stimulerar till mindre bullerstörningar.
3 Metod
Rapporten är skriven utifrån material hämtat från handböcker, undersökningsrapporter, faktaböcker och forskningsrapporter inom bullerområdet. Teoridelen kring ljud, buller och allmänt om störningar har hämtats från olika läroböcker. Information är också hämtad från internetsidor. För att inhämta mer järnvägsspecifika kunskaper har enkätstudier genomförts med sakkunniga personer inom Trafikverket. Enkätstudierna har omfattat såväl direkta bullerskyddsåtgärder som ekonomiska styrmedel. Frågorna angående bullerskyddsåtgärder (bilaga 1) skickades till 31 personer både experter inom Trafikverket samt deras konsulter. 19 personer har svarat på frågorna. Enkäten om ekonomiska styrmedel (bilaga 2)som bara ställts till Trafikverket, har besvarats av två personer. En sammanställning av svar avseende
Bullerskyddsåtgärder samt avseende Ekonomiska styrmedel bifogats rapporten som bilaga 3 och bilaga 4. Resultatet från enkäten redovisas i slutet under respektive tillämpligt delavsnitt.
4
Resultat
4.1 Allmänt om ljud
4.1.1 Vad är ljud?
Ljud är täthets- och tryckförändringar som utbreder sig i ett medium till exempel gas, vätska eller fast kropp. Dessa tryckförändringar skapar ljudvågor som uppfattas som ljud av örat. För att ljudet skall kunna sprida sig krävs att mediet har en viss täthet. I fysikalisk betydelse definieras ljudet som mekaniska svävningar i ett elastiskt medium. Svängningarna yttrar sig dels som en tryckvariation (ljudtrycket) och dels som en vibration hos molekylerna i det elastiska mediet. Ljudtrycket anges i p (t) det vill säga trycket varierar i tiden. Ljudtrycket är en tryckvariation som är överlagrad på det rådande statiska trycket och kallas för
atmosfärstrycket. För att vi skall uppfatta en tryckvariation som ljud krävs att den varieras så snabbt att den genomlöper minst ca 20 perioder per sekund (Andersson, 1998).
4.1.2 Amplitud och våglängd
I luft fortplantar sig ljudet genom att partiklar svänger i ett bestämt mönster kring ett viloläge.
Varje partikel i det medium som fortplantar ljudet kommer i rörelse efter en bestämd ordningsföljd. Varje partikel kan befinna sig i olika faser av en vågrörelse. Det maximala avstånd en partikel kan förflytta sig från viloläget kallar man dess amplitud.
Den sträcka vågfronten rör sig under en komplett vågrörelse är våglängden vilken bestäms av utbredningshastigheten. Nedanstående figur visar att efter periodtiden t (s) har ljudet utbredd sig λ (m) och gäller denna ekvation.
c= f* λ
där
λ= våglängden
c= utbredningshastigheten f= frekvens
Det ät vanligen två typer vågrörelser som är aktuella när det gäller ljud, transversella och longitudinella.(Kihlman, 1988)
Transversella vågrörelser innebär att partiklarna rör sig upp och ner kring sitt viloläge, vinkelrät mot fortplanteringsriktningen till exempel i vätskor och fasta ämnen.
Longitudinella vågrörelser innebär att partiklarna rör sig fram och åter kring sitt viloläge i fortplantningsriktningen till exempel i luft (Kihlman, 1988).
5 4.1.3 Ljudets frekvens
Som anges tidigare fortplantar sig ljudvågor med en viss hastighet förbi en fast punkt.
Vågornas frekvens är antalet vågtoppar eller dalar som passerar denna punkt under en sekund.
Frekvensen anges i hertz (Hz). Vi kan skilja på olika ljud genom att de har olika styrka och frekvens. Det normala hörbara ljudet för människan ligger mellan 20 och 20 000 Hz.
Ljud vid högre frekvens kallas ultraljud och vid lägre frekvenser infraljud. Den övre frekvensgränsen förskjuts vanligen nedåt med tilltagande ålder . Många hörselskador yttrar sig i form av kraftigt nedsatt övre frekvensgräns (Kihlman, 1988).
4.1.4 Ljudets utbredning
Hinder påverkar ljudutbredningen om är lika stora eller större än våglängden för ljudet. Då våglängden och frekvensen hänger samman påverkas hög- och lågfrekventa ljud mycket olika av hinder eftersom skillnaden i våglängden kan vara stor. Utomhus påverkas ljudutbredningen även av meteorologiska förhållanden. När ljudet går mot vinden böjs det uppåt, medan det böjs nedåt då det går med vinden (Kihlman, 1988).
Ljudet böjs även uppåt då luften är varmast vid markytan. Nedböjning fås vid motsatt förhållande. Då ljudet böjs uppåt får vi en ljudskugga längs marken (Andersson, 1998).
4.1.5 Ljudets utbredningshastighet
Ljudhastigheten är beroende av mediets täthet. Vanligen är hastigheten (c) större i fasta ämnen än i flytande och gasformiga. I luft är ljudhastigheten cirka 340 m/s vid
rumstemperatur, medan ljudets hastighet i stål är cirka 5 000 m/s (Kihlman, 1988).
4.1.6 Ljudstyrka - Ljudtrycksnivå Intensitet
Ljudets styrka kan uttryckas i olika fysikaliska storheter, som kallas för ljudtrycksnivå och intensitet.
Den energi som i ett ljudfält strömmar genom en enhetsarea per sekund kallas ljudfältets intensitet och anges i I (W/m 2 ). Om ljudintensiteten I är konstant och verkar på en viss yta A (m 2 ) får vi att ytan påverkas av ljudeffekten P (W). Då gäller denna ekvation:
P=I*A
Ljudtrycksnivå innebär de små variationerna runt det statiska lufttrycket som vi uppfattar som ljud. Ljudtrycksnivån anges i enhet pascal, (Pa = N/m2) (Andersson, 1998).
Ljudstyrkan anges i en logaritmisk skala för att slippa hantera tal med stor spännvidd. Skalan bygger på enheten decibel (dB). På skalan ligger det lägsta ljudtrycksnivån värdet 0 dB (hörtröskeln) och det högsta (smärtgränsen) cirka 120 dB (Andersson, 1998).
I allmänhet mäter man ljudtrycket och inte ljudintensiteten.
6 Det finns normalt två sätt att redovisa ljudnivån det vill säga ekvivalent ljudnivå och maximal ljudnivå. Maximal ljudnivå är ett mått på högsta ljudtrycksnivån under en viss tidsperiod till exempel ett dygn och ekvivalent ljudnivå är ett mått på medelljudnivå under en viss tid, till exempel ett dygn (Andersson, 1998).
Ljudtryck och ljudtrycksnivå är avståndsberoende och avtar vanligtvis med avstånd från ljudkällan. Ljudtrycksnivån kan sjunka med 6 dB vid en fördubbling av avståndet (Andersson, 1998).
4.1.7 Ljudnivå- frekvensfilter
Då ljudtrycksnivån mäts hos ett ljud får man bidrag från alla ljudkomponenter oavsett frekvens. Eftersom örats känslighet är olika för ljud med olika frekvenser är ljudtrycksnivån inget lämpligt mått på ett ljuds hörselskadande och irriterande verkan. Även ljud som inte vi uppfattar registreras vid en sådan mätning (Andersson, 1998).
En med frekvensfilter vägd ljudtrycksnivå betecknas dB(A), dB(B) eller dB(C) och kallas ljudnivå till skillnad från ljudtrycksnivån som mäts utan speciella filter (Andersson, 1998).
I ljudnivåmätaren finns normalt inbyggda filter såsom A, B och C-filter. Med filter försöker man efterlikna den mänskliga hörseluppfattningen. Syftet var att man med hjälp av filtren skulle anpassa mätresultaten till vårt sätt att uppfatta ljud. A-filtren skulle användas för låga ljudtrycksnivåer, B och C- filter för medelhöga respektive höga ljudtrycksnivåer. Denna tanke har numera övergivits. A-filtren är för närvarande det mest utnyttjade filtret (Kihlman, 1988).
4.1.8 Frekvensanalys
I många fall vill man ha information om bullrets nivå vid olika frekvenser. Den vanligaste metoden är användning av oktavfilter. Med oktavfilter delas det hörbara frekvensområdet in i bestämda delar så kallade oktavband (Andersson, 1998).
Definitionsmässigt omfattar ett oktavband alla frekvenser mellan bandets undre gräns (fu) och dess övre gränsfrekvens (fö). Bandet betecknas med sin geometriska mittfrekvens (fm).
Oktavbandets mittfrekvenser är internationellt standardiserade. Mittfrekvenserna inom det hörbara området är 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 och 16 000 Hz. Vid mätning av ljudtrycksnivån i oktavbandet 1000 Hz t ex påverkas mätvärdet teoretiskt endast av ljud med frekvenser mellan 707 och 1410 Hz (Andersson, 1998).
7
4.2 Allmänt om Buller
Buller är oönskat ljud som vi blir störda av och vill slippa. Ljud som betraktas som oönskat ljud kan påverka olika personer olika mycket, en del grupper är mer känsliga för
bullerstörningar, till exempel barn, ungdomar, personer med hörselnedsättning och äldre personer (Naturvårdsverket, 2011b).
Buller uppfattas inte som livshotande på samma sätt som andra miljöfaktorer men det anges som en omfattande faktor för människans hälsa och livskvalitet. Socialstyrelsen i sin
”Miljöhälsorapport 2009” har pekat på att buller och ohälsa har ett tydligt samband (Socialstyrelsen, 2009).
Forskningar kring långtidseffekter av buller visar att buller skapar hörselskador, stressreaktioner, trötthet, irritation, huvudvärk och kan leda till högt blodtryck och hjärtinfarkt. Buller kan även medföra sömnproblem, samtalssvårigheter och koncentrationssvårigheter (Naturvårdsverket, 2011b).
Någon bra mätmetod som tar hänsyn till faktorer som gör att ljud upplevs som störande finns inte enligt Hedlund och Selin 2005 och därför är buller svårt att kvantifiera. Att t.ex. enbart mäta dB(A) nivåer för att bedöma störningsgrad blir tveksamt, åtminstone på individnivå.
Forskningar kring långtidseffekter av buller visar också att det inte räcker att mäta enbart bullernivåer, eftersom individens subjektiva upplevelse av ljud har betydelse för
välbefinnandet som måste ha tagit hänsyn till vid bedömning av olika bullerstörningssituationer.
4.2.1 Bullermått
Befintliga störningsmodeller bygger vanligen på A-vägd ekvivalent ljudtrycksnivå eller A- vägd maxinivå vilket inte är noggrant för att beskriva ljudets subjektiva kvalitéer. Subjektiva kvalitéer av betydelse definieras av de psykoakustiska storheterna hörstyrka, skarphet, råhet, fluktuationsgrad och tonalitet. Dessa baseras på modeller av hur vi uppfattar ljud. Man måste ta hänsyn till fler än en psykoakustik mätstorhet vid bedömning av bullerstörningsrisk
(Naturvårdsverket, 2011b).
Traditionellt i Sverige redovisar man ljudnivån i ekvivalent ljudnivå (Leq) och maximal ljudnivå (Lmax). Maximal ljudnivå är ett mått på högsta ljudtrycksnivån under en viss
tidsperiod till exempel ett dygn och ekvivalent ljudnivå är ett mått på medelljudnivå under en viss tid till exempel ett dygn.
Inom EU används, för trafikbuller, två mått för att redovisa ljudnivån, Lden ”dag-kväll-natt- nivå” och Lnight ”natt”. Med måttet Lden räknas den ekvivalenta ljudnivån för kvällen upp med 5 dB och nivån för natten med 10 dB. Måttet Lnight avser den ekvivalenta nivån under natten.
Lden och Lnight definieras som ljudnivån på 4 meters höjd till skillnad från svenska riktvärden som normalt avser ljudnivån på 2 meter (Naturvårdverket, 2011b).
8 4.2.2 Trafikbuller
Trafikbuller orsakar betydliga störningar i Sverige. Cirka två miljoner människor utsätts för trafikbullernivåer högre än riksdagens långsiktiga mål. Tabell 1 visar antal personer som exponeras över 55 dB LAeq, 24hq utomhus vid fasad i sin boendemiljö i Sverige
(Naturvårdverket, 2011a).
Tabell 1: Exponering för trafikbulle (Naturvårdsverket, 2011a).
* För flygtrafik avses flygbullernivå (FBN).
LAeq, 24hq, Den ekvivalenta kontinuerliga ljudnivån under en 24 timmars period, vanligtvis från midnatt till midnatt.
Trafikslag Antal exponerade >55 dB LAeq, 24hq*
Vägtrafik 1 200 000- 1 800 000
Spårburen trafik 400 000- 600 000
Flygtrafik- civil 15 000- 25 000
Flygtrafik- militär 25 000- 35 000
Totalt 1 640 000- 2 460 000
Utvecklingsriktningen av trafikbuller är att fler människor kommer att störas av trafikbuller framtiden.
85 % av befolkningen i Sverige bor i tätort idag, vilket är en ökning med 50 % jämfört med mitten av 1900-talet. Trafiken har också ökat betydligt jämför med tidigare. Detta ger en samlad trafikbullerökning som resultat. En kartläggning av hur många i Sverige som år 2006 exponerades för buller över 55 dB(A) ekvivalent ljudnivå vid bostad har genomförts av Naturvårdsverket. Undersökningen visar att antalet utsatta för vägtrafikbuller över 55 dB(A) har beräknats till cirka 1 730 000 människor år 2006. Vid en beräkning år 2000 var
motsvarande siffra cirka 1 340 000 människor. Skillnaden påverkas av befolknings- förändringar och trafikförändringar mellan 2000 och 2006 (Öhrström & Skånberg, 2006).
Antalet utsatta för vägtrafikbuller över maximal ljudnivå 70 dB(A) har beräknats till cirka 2 480 000 människor år 2000 och ca 2 560 000 människor år 2006. Trafikflödet påverkar inte den maximala ljudnivån därför är skillnaden marginell. Trafikökning i hela vägnätet var cirka 10 % för persontrafik och 30 % för tung trafik. Befolkningsökningen var cirka 3 % under denna period. År 2006 har cirka 225 000 människor utsatts för tågtrafikbuller över 55 dB(A) (Öhrström & Skånberg, 2006).
De samhällsekonomiska kostnaderna för bullerexponering i boendemiljön beräknas till cirka 2,25 miljarder kronor år 2006 (Länsstyrelserna, 2009).
I Socialstyrelsen ”Miljöhälsorapport 2009” anges att cirka 1 200 000 miljoner personer bor i bostad med fönster och cirka 580 000 personer sover i rum med fönster, mot större väg, järnväg eller industri (Socialstyrelsen, 2009).
Enligt enkätsvaren bygger de uppgifter som finns kring antal exponerade för järnvägsbuller på övergripande kartläggningar med olika typmiljöer som extrapolerats till nationella nivåer.
Uppgifterna är osäkra men fyller behovet av att känna till bullersituationer översiktligt. I områden där åtgärder genomförs eller planeras är kunskaperna väsentligt bättre, åtminstone för antalet utsatta över åtgärdsnivåer. De uppgifter som finns gäller således just när
kartläggningar görs. Resultaten blir därför fort inaktuella, på grund av hastighets- och trafikvolymförändringar.
9 4.2.3 Olika bullerkällor för väg – och järnvägstrafik
Bulleralstring beror allmän på fordonens typ, hastighet, körsätt och vägens/banans utformning och underhåll. Bullret varierar därför hos olika typer av fordon. Motorbuller, avgasbuller, vindbuller och däckbuller är bullerkällorna för vägtrafik vid olika hastigheter till exempel vid 70 km/h är däcksbuller den dominerande bullerkällan från vägtrafiken (Trafikverket, 2010).
De viktiga bullerkällorna för järnvägssystemet är enligt nedan:
• Kontakt mellan hjul och räls, rullningsljud
• Motorer, kraftöverföring, växlar, transformatorer, luftkonditionering, kylare etc.
• Fordonens aerodynamiska egenskaper, aerodynamiskt buller
• Vagnsdelar som är lösa och skramlar
• Fordonens bromssystem, gnissel och bromsljud
• Kurvskrik
• Stötljud (vid växel och skarv)
• Signalljud (signalhorn och ringverk)
Bild 1 visar olika ljudkällor för järnvägstransport vid olika hastighetsinterval.
Bild 1: Ljudtrycksnivå som funktion av tågets hastighet (Trafikverket, 2010).
4.2.4 Buller från hjul/ räls
Då hjulet rullar på rälsen genereras vibrationer på grund av ojämnheter mellan dem. Dessa vibrationer sprids också ner i slipern. De vibrerande strukturerna genererar tryckförändringar i luften och skapar buller som kallas för rullningsbuller. Rullningsbullret ökar med hastigheten och är beroende av rälsytans och hjulringens ojämnheter (Thompson, 2009).
Buller som genereras mellan hjul och räls kan uppdelas i två grupper. Rullningsbuller är den dominerande bullerkällan för järnvägstrafiken i Sverige och genereras när de ojämna ytorna rör sig och skapar variationer i de kontaktkrafter (dvs. kraften i kontaktytan. Hoppar hjulet är denna 0, ligger hjulet an är det tyngdkraften) som i sin tur uppträder i kontaktzonen mellan hjul och räls. Dessa variationer i kontaktkraften tvingar hjul, räls och sliper att vibrera och därmed också att sända ut ljud. Ljudet sprids som luftljud, och överförs i vissa fall även som
10 stomljud. Stomljud uppkommer genom att vibrationer fortplantas via marken till
huskonstruktionen och avstrålas där som luftljud (Banverket, 2009b).
Tjutande buller är alltid av tonisk karaktär, en självexciterande vibration som genereras när ett hjul glider relativt rälsen. Under den glidande rörelsen fastnar och lossnar hjulet periodiskt från rälen. Detta fenomen kallas stickslip och exciterar resonanta vibrationer i hjulet med hög amplitud. Det ger ett toniskt buller. Stickslip uppkommer i huvudsak i kurvor och under bromsning (Thompson, 2009).
Att hjulet glider i kurvorna beror på att de två rälerna är olika långa. Den inre rälen är ju kortare än den yttre. Hjulen tvingas genom sin stela axel att ha samma hastighet vilken leder till att hjulen tvingas glida längs rälen och utsättas för stickslipfenomenet. Den andra faktorn är att hjulen inte rullar i samma riktning som spåren ligger vilket blir markant för tvåaxlade godsvagnar. De har långt mellan hjulparen men hjulparen måste rulla i exakt samma riktning, spåret svänger däremot och ändrar riktning mellan de två hjulparen (Carlsson, 1997).
Trafikverkets krav på fordon är idag begränsade till de krav som tagits fram inom EU, så kallade TSI krav. Dessa krav riktar sig mot nya snabbtåg och nya konventionella tåg. Några krav på befintlig fordonsflotta finns inte. Trafikverket saknar vidare egenkontroll av
fordonsbuller. Detektorer som indikerar hjulskador finns i viss utsträckning utmed spårnätet, men används inte i bullerbegränsande syften vilket framgår av enkätsvaren.
4.2.5 Buller från motorer
Motor- och traktionsljud uppkommer vid ett antal källor på fordonen som framdrivnings- motorer, avgassystem, fläktar och luftkonditioneringssystem.
Motor- och traktionsljud uppfattas mest bullerstörande när fordonen är stillastående, startar eller vid hastigheter lägre 30 km/h. Denna typ av buller är ett större problem vid
dieselmotorer jämfört med elektriska motorer. Ofta är ljudkällorna placerade högt på fordonen och är därför svåra att dämpa med t.ex. skärmar (Trafikverket, 2011).
Som det nämnts tidigare i studien saknar Trafikverket egenkontroll av fordonsbuller. Fläktljud upplevs ibland som störande intill stationer och bangårdar enligt enkätstudien.
4.2.6 Aerodynamiskt buller
Aerodynamiskt buller är ljud som uppstår på grund av turbulens i luften när fordonet
framförs. Aerodynamiskt ljud dominerar produceras när tågen har en hastighet på 300 km/h.
När tågets hastighet ökar så ökar även luftrörelserna och ljudvågorna kring olika delar av tåget.
Uppkomsten av aerodynamiskt buller är kopplad till fordonsutformningen som t.ex.
utformningen av fordonets front, strömavtagare och boggi. Aerodynamiskt buller kan bli aktuellt i Sverige, när höghastighetsbanan kommer i drift (Trafikverket, 2011).
11 4.2.7 Vägtrafikbuller och järnvägtrafikbuller - skillnader
Vägtrafikbuller och järnvägtrafikbuller har olika karaktär. Vägtrafikbuller är normalt mer lågfrekvent än järnvägbuller. Därför är det svårare att dämpa bullret från vägtrafik jämfört med tågbuller. Den låga frekvensen från vägtrafikbuller leder även till att ljudnivån inomhus blir högre, även om bullret utomhus har samma nivå som från järnvägtrafiken (Banverket, 2004a).
Flera studier och litteraturöversikter visar att vägtrafikbuller är mer störande än järnvägbuller vid samma ekvivalentnivå. Det krävs 4-15 dB(A) högre ljudnivå för att tågbuller skall
uppfattas lika störande som vägtrafikbuller, varför tågbuller jämfört med vägbuller har en bonus på 5 dB(A) för ”bostaden i övrigt” i antagna riktvärdena från riksdagen. Riktvärdet för den ekvivalenta ljudnivån anges som 60 dB(A) för järnvägen, i jämförelse med 55dB(A) för väg. Senare studier baserade på fältundersökningar och laboratorieexperiment visar att denna tågbonus inte alltid är berättigad, speciellt vid situationer med stora trafikflöden (Banverket, 2004a).
4.2.8 Effekter av trafikbuller
I rapporten ”Banverkets strategi för buller och vibrationer, remissversion, 2004” anges att tågtrafikbuller normalt inte orsakar hörselnedsättning på grund av ljudets karaktär. Av Arbetsmiljöverkets författningssamling, AFS 1992:10, framgår att exponeringsvärde för buller avseende hörselskaderisk är 85dB(A) leq 8 h och 115 dB(A) Lmax.
Hörselskaderisker finns dock alltid för dem som vistas nära bullerkällan, t.ex. bangårds- personal.
Kraftiga ljud kan påverka hörsel allvarigt. En hälsorisk av buller är hörselskada vilket innebär både hörselnedsättning och öronsusning (tinnitus). Personer som utsätts för starkare ljud under längre tid får hörselnedsättning. Dessa personer hör vanligen sämre vid höga frekvenser och det blir svårare för dem att förstå vardagligt tal i bullriga miljöer. Öronsustingar (tinnitus) gäller olika besvärande ljud som inte kommer från en yttre ljudkälla, och därför endast
uppfattas av den påverkade personen själv (Socialstyrelsen, 2009).
Trafikbuller är en av den största källan till samhällsbuller. Trafikbuller påverka människors talförståelse så att det blir svårare för dem att uppfatta tal genom att bullret maskerar talljud och informationsljud. Buller kan påverka människors kommunikationer till exempel titta på TV och telefonsamtal (Banverket, 2004b).
Sömnstörningar är enligt Socialstyrelsen kanske den mest allvarliga effekten av trafikbullret
”Miljöhälsorapport, 2009”. Människor behöver sova ostörda för att behålla sin fysiska och mentala hälsa. Effekterna från trafikbuller på sömnen är svårigheter att sova, förändringar av sömndjupet, höjt blodtryck, ökad hjärt- och plusfrekvens, uppvaknanden och ökat antal kroppsrörelser under sömnen. Buller kan även öka stressnivåer, irritation och huvudvärk. De effekterna som buller kan leda till, dagen efter en störd sömn kan vara trötthet, nedstämdhet, upplevelse av minskad sömnkvalitet, olustkänsla, minskad prestationsförmåga och minskad inlärning ( Naturvårdsverket, 2011a).
12 Andra effekter som visat sig är störningar på djurlivet och ekosystemeffekter.
Trafikverket (dåvarande Banverket) tillsammans med Naturvårdsverket genomförde i början av 1990 talet en relativt omfattande studie av bullerstörningar från spårburen trafik. Studierna genomfördes av Institutionen Miljömedicin vid Göteborgs universitet. Resultaten av dessa studier bildade sedan grund för framtagande av rikvärden för spårburen trafik och Banverkets tillämpningshandledning (Naturvårdsverket, 2011d).
4.2.9 Bullermätning och bullerberäkning
Buller kan både beräknas och mätas beroende på hur resultatet ska användas. För att visa bullerförhållandena i ett större område, samt vid planering för framtida bebyggelse eller verksamhet används ofta olika beräkningsmodeller som är tillämpliga för både väg - och järnvägtrafik. Man vill visa den faktiska exponeringen används bullermätningar vid mättillfället (Naturvårdsverket, 2011c).
Trafikverkets experter konstaterar att i normalfallet beräknar Trafikverket bullerexponeringen från järnvägar, i undantagsfall görs mätningar. Bullermätningar tillgrips då förhållandena är sådana att objekt inte faller inom ramarna för beräkningsmodellens tillämpningskriterier.
4.2.10 Mätning av trafikbuller
De nordiska länderna har tillsammans tagit fram en gemensam nordisk beräkningsmodell för buller från spårburen trafik (NMT). Denna modell kan användas för beräkning av bullernivåer i närheten av järnvägar och andra typer av spårburna trafiksystem. Modellen kan även
användas vid fysiska planeringar samt vid planering av bullerskyddsåtgärder.
En motsvarande modell för beräkning av vägtrafikbuller finns också. Beräkningsmodellerna skiljer sig åt sinsemellan. Vägtrafikmodellen är äldre och inte lika utvecklad. Såväl
källbullerdelen som spridningsbullerdelen är enklare, därav avgränsas möjligheten att tillämpa modellen för vissa situationer (Trafikverket, 2010).
Planer finns på att utveckla vägbullermodellen, för närvarande avvaktar man dock resultaten av det Europeiska arbete som pågår inom området.
De nordiska beräkningsmodellerna har implementerats i form av datorprogram för att beräkna buller för både väg och järnväg (Banverket, 2004a).
På senare tid har nya tågtyper börjat trafikera järnvägar i Sverige. Bullerdata för de nya tågen har inte implementerats i beräkningsmodellen (NMT), vilket inneburit problem vid
framtagande av beräkningsdata för störningssituationer. Därför har Banverket tagit fram vissa nya källdata för de nya tågtyperna till nordiska modellen. Mätningar har utförts för
dieselelektriska motorvagnen Ltino Y31/32, elektriska motorvagnen Regina X52/53, samt elektriska motorvagnen Contessa X31/32 (Banverket, 2004a).
Trafikverket saknar egenkontroll av bullerexponeringen, därigenom beaktas inte förändringar av fordonsflottor, flöden och hastigheter enligt enkät.
13
4.3 Mål och strategi
4.3.1 Nationella miljömål
Regeringens övergripande miljöpolitiska mål är att till nästa generation lämna över ett samhälle där de stora miljöproblemen i Sverige är lösta.
År 1999 har riksdagen antagit miljökvalitetsmål för 16 områden. I propositionen 2004/05:150 anges en fördjupad utvärdering av systemet med miljökvalitetsmål och delmål samt
åtgärdsstrategier som antogs i proposition. 2000/01:130. Mål för begränsningar av buller ingår i miljökvalitetsmålen ” God bebyggd miljö”, ”Hav i balans samt levande kust och skärgård”
och ”Storslagen fjällmijö”.
Miljökvalitetsmålet ”God bebyggd miljö” enligt riksdagen innebär att städer, tätorter och annan bebyggd miljö skall utgöra en god och hälsosam livsmiljö samt medverka till en god regional och global miljö. Natur – och kulturvärden skall tas till vara och utvecklas.
Byggnader och anläggningar skall lokaliseras och utformas på ett miljöanpassat sätt och så att en långsiktigt god hushållning med mark, vatten och andra resurser främjas. Mål för
begränsningar av buller ingår i miljökvalitetsmålen ovan.
Varje miljökvalitetsmål har ett antal delmål. Miljökvalitetsmålen definierar det tillstånd som miljöarbetet ska sikta mot att uppnå, medan delmålen anger inriktning och tidsperspektiv i det konkreta miljöarbetet (Boverket, 2011).
4.3.2 Transportpolitiska mål och etappmål
Riksdagens övergripande mål för transportpolitiken proposition 2008/09:93 är att säkerställa en samhällsekonomiskt effektiv och långsiktigt hållbar transportförsörjning för medborgarna och näringslivet i hela landet. I transportpolitikens delmål för säkerhet, miljö och hälsa
framgår att transportsystemets utformning, funktion och användning ska anpassas till att ingen ska dödas eller skadas allvarligt. Det ska också bidra till att miljökvalitetsmålen uppnås och att ökad hälsa uppnås.
Enligt proposition 2005/06:160, Moderna transporter den första etappen i transportpolitiska målet, ska antalet människor som utsätts för trafikbullerstörningar överstigande de riktvärden som riksdagen ställt sig bakom för buller i bostäder ha minskat med 5 procent till 2010 jämfört med 1998. Inriktningen för att nå bullermålet bör vara effektivaste reduktion av störningar och att de mest bullerutsatta människorna prioriteras.
Enligt Boverkets rapport om utvärdering av miljömålet ”God bebyggd miljö” delmål buller, blir det mycket svårt att uppnå delmålet på grund av på den förväntade trafikökningen.
Regeringen beslutade att både väg – och järnvägtrafiken bör bidra till etappmålet för buller genom en fortsatt investering med riktade åtgärder för de mest bullerutsatta människorna.
Enligt regeringens bedömning bör intensifierade insatser ske för att minska bullret vid källan samt ökad bullerhänsyn vid trafikpåverkande åtgärder och i samhällsplaneringen.
14 Trafikverkets strategi för buller bör leda till att etappmålet 2010 nås, som en del i att uppnå det långsiktiga målet 2020.
4.3.3 EG- direktivet och förordningen om omgivningsbuller
Buller från väg - och järnvägtrafiken omfattas av EG-direktivet (2002/49/EG) och förordning om omgivningsbuller (SFS 2 004:675). Enligt förordningen ska buller från både väg- och järnvägstrafiken kartläggas för de största vägarna och de befolknings mässigt största kommuner. Kartläggningen genomfördes år 2007 och 2008. En ny, mer omfattande, kartläggning ska göras år 2012 och 2013. Ett åtgärdsprogram kopplat till den inledande kartläggningen upprättades och fastställdes av Trafikverket. Information till allmänheten om resultatet av kartläggningen och åtgärdsprogrammen genomfördes 2008 (Vägverket, 2007).
4.3.4 Trafikverkets strategiska mål
Inom järnvägsbullerområdet är strategin att långsiktigt nå långsiktiga miljökvalitetsmål. I ett kortare perspektiv att förhindra bullerstörningar samt att vidta bullerskyddsåtgärder på de mest utsatta platserna för att kunna minska antalet människor som är störda av buller.
Strategiska mål inom vägbullerområdet delas i två delmål enligt följande:
Mål 1: År 2010 ska antalet människor som utsätts för buller från vägtrafiken som överstiger de riktvärden som riksdagen ställt sig bakom för buller i bostäder ha minskat med 40 000 längs det statliga vägnätet och med 60 000 längs det kommunala vägnätet jämfört med antalet utsatta vid utgången av år 2007. De mest bullerutsatta ska prioriteras (Vägverket, 2007).
Mål 2: Buller från nyregistrerade bilar ska år 2012 ha minskat med genomsnitt 2 dB jämfört med år 2004 (Vägverket, 2007).
15 4.3.5 Riktvärden för trafikbuller
Riksdagen fastställde riktvärden för trafikbuller i samband med Infrastrukturpropositionen, 1996/97:53. Regeringen föreslår att riktvärdena är bindande vid ny och väsentlig ombyggnad av infrastruktur. Övriga riktvärden är inte bindande. De ska användas vid vägledning för bedömningar med hänsyn till lokala faktorer och särskilda omständigheter i det enskilda fallet I beslutet anges också att:
”Vid tillämpning av riktvärdena i trafikinfrastrukturpropositionen bör hänsyn tas till vad som är tekniskt möjligt och ekonomiskt rimligt. I de fall utomhusnivån inte kan reduceras till riktvärdensnivåerna bör inriktningen vara att inomhusvärdena inte överskrids.
Här följer riktvärdena vid nybyggnation av bostadsbebyggelse eller vid nybyggnation eller väsentlig ombyggnad av trafikinfrastruktur enligt proposition 1997/98:56,
”Infrastrukturinriktning för framtida transporter”:
Till år 2020 har ingen i sin boendemiljö bullernivåer överstigande beslutade riktvärden:
• 30 dB(A) ekvivalentnivå inomhus
• 45 dB(A) maximalnivå inomhus nattetid
• 55 dB(A) ekvivalentnivå på uteplats i anslutning till bostad
• 60 dB(A) ekvivalentnivå utomhus för bostadsområdet i övrigt
• 70 dB(A) maximalnivå på uteplats i anslutning till bostad
Vid åtgärd i järnväg eller annan spåranläggning avser riktvärdet för buller utomhus 55 dB(A) ekvivalentnivå vid uteplats och 60 dB(A) ekvivalentnivå i bostadsområdet i övrigt
Enligt regeringsbeslut gäller även Naturvårdverkets förslag till riktvärden för buller från vägtrafik och spårburen trafik för övriga typer av lokaler och områden. Dessa riktvärden presenteras enligt tabellerna nedan för både vägtrafik och spårburentrafik.
Tabell 2: Naturvårdsverket förslag till riktvärden för buller från vägtrafik (Naturvårdsverket, 2011a).
Lokaltyp eller områdestyp Ekvivalent ljudnivå i dB(A)
för dygn Maximal ljudnivå i dB(A) kl 19-07 Utomhus 1
Vid vårdlokaler och undervisn.lokaler Rekreationsytor i tätbebyggelse Vid arbetslokaler
Inomhus
Fritidsbostäder och vårdlokaler Undervisningslokaler
Arbetslokaler
Utomhus i områden med låg bakgrundsnivå 1
Friluftsområden avsatta i kommunal översiktsplanering
Bostadsområden med låg bakgrundsnivå utan andra aktiviteter än boende
55 55 65 30 30 40
40 45-50
45
1) Riktvärdena avser frifältsvärde utanför fönster/fasad eller till frifältsförhållandena korrigerade värden. Vidare avser värdena även uteplatser, lekplatser och balkonger invid permanentbostäder och undervisningslokaler.
2) Avser boningsrum.
16
Tabell 3: Naturvårdsverkets förslag till riktvärden för buller från spårburen trafik (Naturvårdsverket, 2011a).
Lokaltyp eller områdestyp Ekvivalent ljudnivå i dB(A)
för dygn Maximal ljudnivå i dB(A) kl 19-07 Utomhus 1
Fritidsbostäder och vårdlokaler vid byggnaden
På uteplats
I bostads-/närområdet i övrigt Rekreationsområden i tätbebyggelse Inomhus
Fritidsbostäder och vårdlokaler Undervisningslokaler
Utomhus där tystnaden är en väsentlig del av upplevelsen
Friluftsområden avsatta i kommunal översiktsplanering
55 60 55
30
40
70
45 45
1)Riktvärdena avser frifältsvärde utanför fönster/fasad eller till frifältsförhållanden korrigerade värden.
Frifältvärden: Bullernivå utan inverkan av ljudreflexer från den egna byggnaden. Vid mätning av trafikbullernivå 2 meter framför en byggnad fås 3d B(A) högre värde än det så kallade frifältsvärdet på grund av fasadreflexen.
17 4.3.6 Riktlinjer och tillämpning
I rapporten ”Buller och vibrationer från spårburen linjetrafik, Riktlinjer och tillämpning”
anges riktlinjer för värden av ljudnivåer som inte bör överskridas för att upprätthålla en god miljö (Banverket, 2006).
Tabell 4: Riktvärden för miljökvalitet (Banverket, 2006).
Lokaltyp eller
Områdestyp Ekvivalent ljudnivå i dB(A) för
vardagsmedeldygn
Maximal ljudnivå dB(A) ”fast”
Permanentbostäder, fritidsbostäder och vårdlokaler Utomhus Inomhus
601) 552)
306)
702)
453)
Undervisningslokaler Inomhus
457)
Arbetslokaler Inomhus
605) Områden med låg
bakgrundsnivå rekreationsytor i tätort
Friluftsområden
551)4)
401)4)
1) Riktvärdena avser frifältsvärden eller till frifältsvärden korrigerade värden.
2) Avser uteplats, särskilt avgränsat område.
3) Avser utrymme för sömn och vila (sovrum) under tidsperioden 22.00–06.00 samt övriga bostadsrum (ej hall, förråd, WC etc).
4) Avser områden med låg bakgrundsnivå.
5) Avser arbetslokaler för tyst verksamhet.
6) Avser boningsrum (ej hall, förråd och WC etc).
7) Avser nivå under lektionstid.
Vid ny – och väsentlig ombyggnad övervägs åtgärder alltid om nivåerna ligger över långsiktiga mål.
Som högsta acceptabla nivå i befintlig miljö fastställs att inga boende ska behöva utsättas för fler än fem störningstillfällen med maximal ljudnivå i sovrum överskridande 55 dB(A) under natt och att i utemiljö ska inga boende behöva utsättas för en ekvivalent ljudnivå över
70dB(A) i markplan.(Banverket, 2006)
Strategin har, för att nå långsiktiga mål, varit att åtgärda nivåer som överskrider långsiktiga mål med mer än 10 dB(A). Den sista decibelen ska hämtas hem genom åtgärder vidtagna vid själva källan, dvs. främst vid hjul/räl framgår av enkätstudien.
När det gäller åtgärder i befintlig miljö har Trafikverket har inte följt sina egna riktlinjer avseende utomhusvärden 70 dB(A), utan enbart åtgärdat inomhusmiljöer. Hade man beaktat utomhusmiljön, skulle fler bullerplank byggts som förbättrat såväl utomhus- som
inomhusmiljön. När man nu i efterhand åtgärdar utomhusmiljön har det varit svårt att finna samhällsekonomiskt lönsamma åtgärder. Se vidare avsnittet om ekonomiska styrmedel.
Riktvärden för bullerbegränsade åtgärder från vägtrafik vid nybyggnad och väsentlig ombyggnad samt för befintlig miljö av allmän väg definieras i ”Bullerskyddsåtgärder -
18 allmänna råd för Vägverket”. Målsättningen vid nybyggnad och väsentlig ombyggnad följer enligt nedan:
Tabell 5: Riktvärden för bullerbegränsade åtgärder från vägtrafik vid nybyggnad och väsentlig ombyggnad (Vägverket 2001).
Ekvivalentnivå
inomhus Maximalnivå
inomhus nattetid
Ekvivalentnivå utomhus (vid fasad)
Maximalnivå vid uteplats i anslutning till bostad Bostadsbebyggelse
(permanent och fritids)
30 dB(A) 45 dB(A) 55 dB(A) 70 dB(A)
Vårdlokaler och undervisningslokaler samt rekreationsytor i tätbebyggelse
Vårdlokaler: 30 dB(A) Undervisningslokaler:
30 dB(A)
Vård lokaler:
45dB(A) får överskridas högst fem gånger per natt (22-06)
55 dB(A) för lokaler
Arbetslokaler: 40 dB(A) 65 dB(A)
Friluftsområde 40 dB(A) Bostadsområde med
låg bakgrundsnivå 45 dB(A)
19 4.3.7 Åtgärdsplaner för buller
Riksdagen har i proposition 1997/98:56 vidare beslutat att trafikbuller måste begränsas kraftigt. Där beskriver regeringen ett åtgärdsprogram mot bullerstörningar i befintlig bebyggelse. Åtgärdsprogrammet syftar till att långsiktigt uppnå angivna bullerriktvärden inomhus.
Åtgärdsprogrammet avser dels minst de fastigheter som exponeras av buller vid ≥ 65 dB(A) ekvivalentnivå utanför fasad utmed statliga och kommunala vägar och dels ≥ 55 dB(A) maximalnivå inomhus nattetid (22-06) avseende buller från järnvägstrafik.
Trafikverket har under senaste åren bedrivit ett omfattande arbete för att reducera järnvägsbuller, i befintlig miljö. Arbetet görs i två etapper.
Etapp 1 innebär åtgärder i sovrum som vetter mot järnvägen och som utsätts för maximala bullernivåer på 55 dB(A) Lmax inomhus fler än fem störningstillfällen per natt. Trafikverket (dåvarande Banverket) har genomfört betydande åtgärdsprojekt huvudsakligen mellan år 1997-2005. Projektet har främst medfört åtgärder på fönster och ventiler, men även bullerskärmar och inlösen. Totalt har till och mer år 2007 cirka 22 300 bostadslägenheter åtgärdats inom etappmål 1.Trafikverket (dåvarande Banverket) arbetar fortfarande med åtgärder (etapp 1) i de fastigheter som tidigare har tackat nej till bullerskyddsåtgärder. Även i fastigheter längs järnvägsträckningar där trafikeringen ökat jämför med förut vilket leder till högre ljudnivå (Trafikverket, 2011).
Etapp 2 gäller bullerskydd av uteplatser för permanentboende och lokaler för vård,
undervisning, och barnomsorg som utsatts för ekvivalenta ljudnivåer mer än 70 dB(A) från befintlig järnväg i utomhusmiljö. Banverket (Trafikverket) erbjuder åtgärder i form av lokala skärmar, eller åtgärder som samtidigt skyddar flera uteplatser, exempelvis långa skärmar (Trafikverket, 2011).
Trafikverket gör även bullerskyddsåtgärder i rum för vila, sömn, undervisning och
undersökning i vård-, undervisnings- och barnomsorglokaler i form av byte av fönster och åtgärder på ventiler (Trafikverket, 2011).
Projektet påbörjades år 2008 och det ska vara klart senast 2017. Bulleråtgärder genomförs längs hela järnvägsnätet. Projektet omfattar cirka 420 lokaler för vård, undervisning och barnomsorg samt cirka 1850 bostäders utomhusmiljöer (Trafikverket, 2011).
Av Trafikverkets (förre detta Banverket) verksplan 2009-2021 framgår att delmålet för buller inom miljökvalitetsmålet ”God bebyggd miljö” samt etappmålet i transportpolitiken, att bullerstörningar över riktvärdena ska ha minskat med fem procent mellan 1998 och 2010, har redan med marginal uppfyllts inom järnvägssektorn (Banverket, 2009b).
Åtgärdsprogrammets första etapp för vägtrafik buller omfattar endast befintliga bostadsmiljöer med buller överstigande 65 dB(A) ekvivalentnivå utomhus vid fasad.
Åtgärderna har syftat till att begränsa inomhusnivåer som överstiger 30 dB(A) ekvivalentnivå och 45 dB(A) maximalnivå. Även om åtgärderna i första etappen inriktats på att begränsa inomhusnivåerna har även möjligheten att åtgärda uteplatser och balkonger prövats. Det långsiktiga målet inom vägbullerområde är att åtgärda hela utomhusmiljön (Vägverket, 2001).
20 Enligt Vägverket(2001) behövs åtgärder för omkring 270 000 personer för att nå etappmålet år 2010. En övergripande bedömning visar att etappmålet nås längs statliga vägar, i och med att 30 000 personerna av de mest utsatta (totalt 40 000 personer) samt 10 000 personer som har bullernivåer över något av riktvärdena får åtgärder. Samma utredning visar att det är svårt att nå etappmålet längs kommunala vägar (Vägverket, 2001).
21
4.4 Bullerreducerande åtgärder
Detta kapitel i rapporten handlar om bullerskyddsåtgärder som vidtas i utomhusmiljö för att dämpa buller från källan på väg till mottagaren samt beskriver miljöansvaret, val av åtgärder och olika åtgärdstyper.
4.4.1 Miljöansvaret
Banverket och Vägverket (numera Trafikverket) har ansvaret för miljöstörningar som kan uppkomma till följd av vägens och järnvägens byggande, drift och underhåll. Ansvaret regleras av miljöbalken.
Miljöbalkens 2 kap. innefattar allmänna hänsynsregler och bindande principer som gäller för alla verksamheter och alla åtgärder av betydelse för människors hälsa och miljön. Dessa hänsynsregler måste följas av var och en, så snart det kan uppkomma risk för skada eller olägenhet för människors hälsa eller miljön. De allmänna hänsynsreglerna som skall tillämpas är kunskapskraven, (2 §), försiktighetsprincipen (3 §), skälighetsregeln (7 §) enligt
Miljöbalken.
Enligt dessa principer har den som bedriver miljöfarlig verksamhet t.ex. väghållare och banhållare skyldighet att utföra åtgärder vilka minskar bullret till godtagbar
nivå, då bullernivåerna från trafiken är höga.
Enligt miljöbalken 2 §, lagen om byggande av järnväg samt 15 § väglagen, ska järnvägsplan och arbetsplan innehålla en miljökonsekvensbeskrivning vilken i sin tur ska innehålla en redovisning av bullerskyddsåtgärder för att minska störningar från trafik.
Miljöansvaret dvs. Trafikverkets skyldigheter enligt miljöbalken och dess följdlagstiftning i Trafikverket är en del av verksamhetsansvaret. Verksamhetsansvaret regleras i Trafikverkets arbetsordningar. Normalt ansvarar verksamhetschefer för miljöansvaret. Ansvar kan också delegeras.
22 4.4.2 Faktorer som påverkar ljudspridningen
4.4.2.1 Transmission och diffraktion
Ljud kan ta sig in i skuggzonen (område bakom skärmen) via transmission genom skärmen eller avlänkning (diffraktion) över och runt skärmen. Enligt Kotzen 1999 ökar längre våglängd hos ljudet dess förmåga att transmittera genom skärmen. För att undvika att ljudet tar sig in bakom skärmen, runt dess ytterkanter, bör skärmen täcka en vinkel på minst 160 grader mot ljudkällan.
Parametrar som påverkar skärmens förmåga att transmittera ljud är ytvikt, styvhet,
förlustfaktorer och ljudets infallsvinkel. Ytvikten används ofta som den enda parametern för att beskriva skärmens ljudisolerande förmåga (Kotzen, 1991).
Avlänkning (diffraktion) beskrivs genom att anta att varje punkt på en vågfront kan betraktas som en punktkälla. För en vågfront som passerat en avlänkande kant kan dessa punktkällor ses som en linjekälla som strålar ljud in i skuggzonen och därmed skapar avlänkningen (Hedblom och Selin, 2005).
Trafikverket saknar erfarenheter av dessa aspekter.
4.4.2.2 Absorption
Materialet i bullerskärmar är i de flesta fall från akustisk synpunkt ”hårda” och därmed reflekterar de ljudet i stor utsträckning. Denna reflexion kan höja ljudnivån med 1–3 dB på banans motsatta sida. Ljudabsorberande material på skärmens yta kan användas för att minska inverkan av reflekterat ljud. Skärmar med absorberande yta används särskilt i tätbebyggda områden.
Det är möjligt att styra absorptionen genom val av material och form hos skärmytorna. I ett ljudabsorberande material omvandlas ljudenergin till värme genom att luftmolekylerna tvingas att röra sig. Fibrösa och mjuka material är exempel på goda ljudabsorbenter. Som absorptionsmaterial kan exempelvis träullsplattor, mineralull eller lättklinkerbetong användas.
En mineralullsskiva med densiteten cirka 100 kg/m3 och tjockleken cirka 50 mm, kan minska reflexionen med 8 dB. Man kan också uppnå ljudabsorption genom att använda resonanta håligheter. De kan utformas för att bli mest effektiva inom vissa önskade frekvensområden, vilket används ibland i bullerskärmar. En skärm av trä kan ges relativt god
absorptionsförmåga genom att ytan görs ojämn med olika slags mönster (Traguiden, 2009).
Enligt SS-EN 1793 Vägutrustning-Bullerskydd, klassas skärmens ljudabsorption i någon av fem klasser:
Tabell 6: Olika klasser för skärmens ljudabsorption (Traguiden, 2009).
Klass Ljudreduktion
A1 <4 dB(A)
A2 4-7 dB(A)
A3 8-11 dB(A)
A4 >11 dB(A)
A0 För ej provade skärmar
23 Enligt enkätstudien använder sig Trafikverket normalt av absorbenter placerade på den sida av bullerplanket som vätter mot järnvägen, några riktlinjer för detta saknas dock. Genom att använda sig av absorberande material hindras ljud från att studsa mellan fordon och skärm, och vidare ut till omgivningen.
4.4.3 Val av åtgärder
Det finns tre olika sätt för att åtgärda bullerexponeringen. Man kan åtgärda buller-
exponeringen vid källan, på väg till mottagaren och vid mottagaren. När man väljer åtgärder skall alltid kostnadseffektivitet beaktas. Innan en bullerskyddsskärm eller bullerskyddsvall byggs bör andra metoder för att dämpa bullret alltid övervägas. Här följer lämpliga aspekter som bör beaktas i första hand (Svenska kommunförbundet, 1998).
• Planering av bebyggelse för att reducera bullerstörningar
• Banans konstruktion och underhåll t.ex. spårslipning
• Hastighetssänkande åtgärder och minskning av trafikflödet med trafiksanering
• Krav på rullande material
• Körssytem
Resultat av enkät studie visar följande:
Rapport ”Buller och vibrationer från spårburen trafik, Riktlinjer och tillämpningar” som har tagits fram av Trafikverket (dåvarande Banverket) och Naturvårdsverket, är grunden till hantering av frågan om val av bullerskyddsåtgärder. Det finns olika handböcker inom detta område som kan stödja Trafikverket i dessa frågor. Samhällsekonomisk lönsamhetsmodell bör användas vid val av bullerskyddsåtgärder. Det finns även tekniska krav vid val av
bullerskyddsåtgärder som måste uppfyllas. Tyvärr har det visat sig att användningen av samhällsekonomiska beräkningar för val av åtgärder används i mycket begränsad omfattning.
Konsekvensen av detta har varit att ibland mycket tveksamma åtgärder har genomförts.
Åtgärder som inte alltid varit samhällsekonomiskt motiverade. Se vidare avsnittet Ekonomiska styrmedel.
Man bör göra en uppföljning av vilka effekter genomförda åtgärder fått. Resultatet bör dokumenteras i ett gemensamt och tillgängligt system inom verksamheten. Vilket/ vilka verksamhetsområden som har ansvar för dessa uppföljningar bör vara tydligt. En drift och underhållsplan behöver upprättas och följas.
Resultatet av enkätstudien visar i vilken utsträckning Trafikverket har arbetat med dessa frågor inom bullerområdet. Sammanställningen av enkätsvaren visar att kostnaden för bullerskyddsåtgärden är en helt avgörande faktor vid val av skyddens utformning inom Trafikverket.
Trafikverket saknar i stort riktlinjer för utformning och val av skärmar. De riktlinjer som finns är för så kallade låga skärmar men är föråldrade och behöver ses över.
