SIB 5005 BM3 Miljøteknikk Ulike miljøbelastninger fra vegtrafikk Professor Asbjørn Hovd

1. SIB 5005 BM3 MiljøteknikkUlike miljøbelastninger fra vegtrafikk Professor Asbjørn Hovd

2. Transportsystem og trafikkmiljø Hva er transportsystem? • System for forflytning av gods eller passasjerer fra er sted til et annet sted Hva er trafikkmiljø? • Luftforurensning • Støy • Vibrasjoner • Fysisk utforming og omgivelsene • Helse, trivsel og plagethet

3. Miljøkonsekvenser • De ulike miljøkonsekvenser kan ”kostnadsberegnes” • Endring i støybelastning, lokal luftforurensning og støv og skitt fra vegtrafikk kan beregnes som betalingsvillighet og sammenlignes med andre konsekvenser ved utbygging og drift av et vegsystem

4. Miljøeffekter og konsekvenser

5. Trafikksikkerhet Regnes ikke som miljøkonsekvenser av vegtrafikk Trafikksikkerhetssituasjonen i Norge • 300-350 drepte pr år • 1300-1500 meget alvorlig eller alvorlige skadde pr år • ca 11000 lettere skadde pr år • Tilsammen ca 12000 drepte og skadde i trafikken og knapt 9000 trafikkulykker med personskade • Stort ” bortfall” av ulykker; det reelle tallet på skadde i trafikken pr år er på ca 36000 Kostnad pr trafikkulykke; i overkant av 2 mill kr Ulykkeskostnadene i Norge totalt; i underkant av 20 milliarder pr år

6. Trafikksikkerhet (forts) Trafikksikkerhetsnivået måles i ulykkesfrekvens Uf = (Ux106)/(ÅDTx365xLxt) hvor U = observert antall ulykker i perioden t ÅDT = gjennomsnittlig døgntrafikk på årsbasis L = vegstrekningens lengde i km t = registreringsperioden i hele år

7. Forurensningsloven, SFT • Forurensningsloven , gjelder fra 1/1-1998 • Juridisk bindende • Grense for gjennomføring av kartlegging og tiltaksutredning; 35 dB(A) døgnekvivalent-nivå for innendørs støynivå • Gjennomføring av tiltak; nasjonale krav; 42 db(A) på døgnekvivalentnivå for innendørs støynivå

8. Forurensningslovens forskrifter om grenseverdier for lokal luftforurensing og støy Krav til vegholder (Statens vegvesen, Fylker, kommuner) • Hvilke veger kommer inn under forskriftens bestemmelser • Informere om kartlegging er igangsatt • Registrering av vegnett og trafikkdata • Registrering av bygningsmasse langs vegene • Beregne problemomfang i forhold til grenseverdier • Kartlegg problemomfanget, hvem bidrar til forurensning • Utarbeid tiltaksutredning for å redusere forurensning • Gjennomføre tiltak innen gitt frist

9. Forskrift om lokal luftforurensning ... • Formålet er å fremme helse og trivsel ved å sette minimumskrav til luftkvalitet og støynivå og sikre at disse blir overholdt

10. Grenseverdier for ulike forurensingsfaktorer

11. Anbefalte luftkvalitetskriterier • Utover ”Grenseverdiene” har en bl.a. følgende anbefalte luftkvalitetskriterier fra SFT

12. Krav til støynivå ute og inne Innendørsforhold; beregnet innendørs med lukkede vinduer • Boliger 30-35 dB(A) • Helseinstitusjoner 25-35 dB(A) • Skoler, barnehager 30-35 dB(A) Utendørsforhold • Bolignære områder 55-60 dB(A) • Helseinstitusjoner 50-55 dB(A) • Skoler, barnehager 50-55 dB(A)

13. Luftforurensninger Beregner luftforurensninger for vegnett bestående av • åpne veger • gaterom Beregner utslipp av • CO • CO2 • NOx Maksimalkonsentrasjoner av CO, NO2 og PM10

14. Kritiske data for luftforurensning • Krysstype (ujevn trafikkstrøm, ujevn fart) • Gateklasser og områdetyper (fartsnivå, jevnt fartsprofil) • Veggeometri (kurvatur, stigning og bredde) • Trafikk og fart • Tungtrafikk og busstrafikk • Situasjon i maksimaltimen

15. Produksjon av CO Beregningsformel for produksjon av CO fra biltrafikken QoCO = qoCO · M · khh · ks · kf · L hvor QoCO = totalt produserte CO-mengder m3/t qoCO = basisverdi, CO-produksjon pr bil m3/kjt.km. Basisverdien settes til 0.013 m3/kjt.km ved kjøring på horisontal veg og fart 60 km/t M = trafikkmengde, kjt/t khh = korreksjon for høyde over havet ks = korreksjon for kjøring i stigning kf = korreksjonsfaktor for kjøring i redusert fart L = utkjørt lengde (km) som beregningen utføres over

16. Produksjon av CO (forts) • I denne oppgaven vil korreksjonsfaktorene for høyde over havet og stigning settes til 1.0. Korreksjonsfaktor for kjøring med redusert fart er gitt i tabellen nedenfor. • Ved tomgangskjøring kan en regne med en midlere CO-produksjon på 0.5 m3/kjt.km. Denne verdien tilsvarer et bensinforbruk på ca 1 liter pr time og 6 % CO i eksosgassen.

17. Omregning fra m3 til mol Produsert mengde gass i m3/t; krav til gasskonsentrasjon i g/m3 Må ha omregning mellom m3/t og g/m3 Antar at 1 mol tilsvarer 24 liter; dvs 1 m3 vil utgjøre 41.7 mol Eks CO: Molvekt CO er ca 28 g 1 m3 CO utgjør da (1000/24)x28 = 1167 g CO-produksjon på 30 m3/t vil da tilsvare ca 35.000 g pr time

18. Produksjon av sot Beregningsformel for produksjon av sot. Psikt = psikt · (Mt + 0.08 · Ml) · khh · ks · L hvor Psikt = produsert mengde sot (mg/t) over lengden L (km) psikt = basisverdi for sotproduksjon fra tunge kjøretøy; basisverdi 750 mg/kjt.km Mt = trafikkmengde tunge kjøretøy; kjt/t Ml = trafikkmengde lette kjøretøy; kjt/t. En regner med at et lett kjøretøy gir en sotproduksjon på 8 % av den sotproduksjon som et tungt kjøretøygir

19. Produksjon av sot (forts) khh = korreksjonsfaktor avhengig av høyden over havet. Her settes denne til 1.0. ks = korreksjonsfaktor for kjøring i stigning. Her settes denne til 1.0. L = utkjørt lengde (km) som beregningen utføres over.

20. Produksjon av NOx Beregningsformel for produksjon av NOx fra biltrafikken QNOx = qNOx · (Ml + kt · Mt) · ks · L QNOx = produsert mengde NOx-gass (m3/t) over lengden L (km) qNOx = basisverdi for personbil; 1.3 · 10-3 m3/kjt.km Ml = trafikkmengde lette kjøretøy; kjt/t kt =korreksjon for tunge kjøretøy Mt =trafikkmengde tunge kjøretøy; kjt/t ks = korreksjonsfaktor for kjøring i stigning. Den settes her til 1.0 L = utkjørt lengde (km) som beregningen utføres over

21. Produksjon av NOx (forts) Korreksjonsfaktor for tunge kjøretøy ved ulik kjørehastighet

22. Svevestøv, slitasje av vegdekker • Problemet med svevestøv er sterkt avhengig av slitasjen av vegdekket. • Slitasjen av vegdekket vil være avhengig bl.a. følgende forhold • trafikkmengde og andel tunge kjøretøy, bruk av piggdekk og kjetting • slitasjestyrken til vegdekke og tilslagsmaterialene • piggdekksesongens lengde • antall dager med bar vegbane og dager med våt vegbane • Bortslitt masse pr km veg: • ca 15 g/km pr personbil • ca 60 g/km pr tungt kjøretøy • ca 3 ganger større slitasje ved våt vegbane i forhold til tørr vegbane

23. Støy fra vegtrafikk • Støy kan defineres slik: • Lyd som har en negativ virkning på menneskenes psykiske og fysiske velvære inkludert endringer i atferd og livsførsel i en retning som oppleves som negativ for individet • Støy er uønsket lyd • Hva som oppfattes som støy er situasjonsbetinget • Støy er ikke bare spørsmål om støynivå, men også et spørsmål om individuelle forskjeller, holdninger og preferanser

24. Støy, desibelskala Svakeste lydtrykk som kan oppfattes:  2 · 10-5 Pa Smertegrense for lydtrykk  20 Pa ”Høyeste/laveste” lydtrykk 20/ 2 · 10-5 = 1.000.000 Bruker logmaritmisk forholdsskala

25. Økning i lydtrykk og lydintensitet • Fordobling av effektivt lydtrykk gir en økning på 6 dB uavhengig av utgangstrykket • Fordobling av lydintensiteten, f.eks. en dobling av antall kjøretøy, gir en økning på 3 dB uavhengig av utgangstrykket

26. Ørets evne til å oppfatte endringer i støynivå • Øret kan oppfatte en endring på ca 3 dB. Dette tilsvarer en dobling av trafikkmengden på en veg • 10 dB endring oppfattes av øret som en fordobling/halvering av subjektiv lydstyrke

27. Måleskala for vegtrafikkstøy • Ulike støykilder har ulike spektra, karakteristikka • Ulike frekvenser veies forskjellig for best mulig å avspeile den virkning ulike frekvenser har på vår hørsel • Veiekurve A gir best samsvar med vår oppfatning av vegtrafikkstøyen • Bruk av veiekurve A fører til at støynivået angis i dB(A)

28. Ekvivalentnivå for støy • Pr i dag er det ikke satt krav til maksimalverdi for støy fra vegtrafikk, men det er gitt egne krav til maksimalt støynivå knyttet til ulike kjøretøy • Støynivået angis som et ”gjennomsnittsnivå” over døgnet; ekvivalentnivå

29. Lydutbredelse • Dobling i avstand gir en reduksjon i støynivå på 6 dB • Lyd med lang bølgelengde avbøyes mer enn lyd med kort bølgelengde • Støyskjerm virker best for kortbølget lyd • Bakkeforhold gir ulik dempning av lyd • gressmark; reduksjon på 3-5 dBA • tettskog; reduksjon på 5-10 dBA • harde flater; økning på 3 dBA for hver refleksjon

30. Hvor oppstår støy Støy fra fremdriftsenheten • motor • vifte • girkasse Rullestøy • støy fra dekk • støy fra vegbane • vindsus

31. Hvilke støykilder er dominerende ? • Støy fra driftsenhet er redusert mye de siste årene; strengere krav til støy fra enkeltkjøretøy • Rullestøy er dominerende allerede ved ca 50 km/t • For tunge kjøretøy er motorstøy dominerende helt opp til ca 70 km/t • Tungtrafikk dominerer støybildet når andel tungtrafikk > 10 %

32. Støy fra vegtrafikk Kritiske data for vurdering, beregning av støy er: • veggeometri • trafikkmengde • tungtrafikk • kjørefart • markegenskaper • skjerming

33. Hvordan oppfattes ulike støynivå Ulik støynivå (dBA) Støyen oppfattes slik > 75 Uholdbart 70 - 75 Ekstremt støyende 65 - 70 Meget støyende 60 - 65 Ganske støyende 55 - 60 Noe støyende 50 - 55 Ganske stille < 50 Relativt stille

34. Helseproblem • < 75 dBA ingen hørselsskade • kan fremkalle fysiologiske reaksjoner • kan gi langsiktige psykososiale og psykosomatiske effekter • kan gi søvnproblemer, nedsatt prestasjons- og læreevne • alvorlig stressfaktor

35. Ulik reaksjon på støy • Individuelle forskjeller • statistisk er 1 av 3 ganske/meget følsom for støy • personer som føler seg plaget av støy er ofte utsatt for helseskader • støy kan sammen med andre faktorer utløse ulike plager

36. Omfang • Ca 1 mill er i Norge i dag utsatt for støy > 55 dBA • 260.000 antas å være sterkt plaget av støy • over 10 % av befolkningen i Oslo er sterkt plaget av vegtrafikkstøy • ca 4 % i Troms er plaget av støy fra vegtrafikk

37. Konsekvenser for nærmiljø/fritid • Gjøre areal ubrukelig til bestemte formål • læreevne nedsatt, senker skoleprestasjoner • arbeidsprestasjoner reduseres • kan øke antall trafikkulykker ved å kamuflere viktig informasjon og kommunikasjon

38. Aktuelle tiltak for støyreduksjon • Flytte trafikk (omkjøring, tunnel, trafikksanering, miljøgater, fysiske fartsregulerende tiltak, nedsatt fart, mm) • Tiltak som beskytter/forbedrer miljøet (tiltak på bygninger, linjeføring, vegdekke, støyskjermer eller støyvoller, mm) • Tiltak rettet mot kjøretøy (bedre motorer, dekk, karosseriutforming, kontroll av kjøretøy, mm)

39. Ekvivalent- og maksimalverdier • Ekvivalentnivå er gjennomsnittlig lydnivå over en viss tid • For vegtrafikk beregnes det vanligvis over et døgn- > døgnekvivalentnivå • Maksimalnivå er maks støynivå i løpet av et døgn • Maksnivå ved passering av et tungt kjøretøy

40. Nordisk beregningsmetode for vegtrafikkstøy • Utgangsnivå: ÅDT, fart, andel tungtrafikk • Vegen deles i delstrekninger • Betydning ellers:- avstand fra veg - skjerming/terreng - markslag - refleksjon - lengde av delstrekning

41. Har ikke betydning NBV • Våt vegbane • Vindretning • Temperatur • Piggdekk • Vegetasjon (har uansett min. betydning) • Akselerasjon/reterdasjon • Dekketype

42. Nordisk beregningsmetode for vegtrafikkstøy NBV • Forenklet og komplett metode • Kan sammenligne verdier • Samsvar mellom krav og metode • Kan vurdere framtidig støybelastning

43. Beregning/måling av støy • NBSTØY - enkelt EDB-program • TSTØY - terrengmodellbasert, kartgrense- snitt • VSTØY - overordna støyberegning, brukt i nytte-/kostnadsanalyse • Måling - korrigering for trafikkmengde, temperatur, vind, mm.

44. Innendørsstøy • Til beregning av fasadedempning brukes NBIs håndbok 39 “Isolering mot utendørs støy” • Regner fasadedempning til 25 dBA

45. Utgangsnivå • Lette kjøretøy:LAekv,lette = 73.5 + 25 lg (V/50) for V > 40 km/tLAekv, lette = 71.1 for 30 < V < 40 (km/t)LAekv,10m = LAekv, lette + 10 lg (Nlette/T) • Tunge kjøretøy:LAekv, tunge = 80.5 + 30 lg (V/50) for 50 < V < 90 km/tLAekv, tunge = 80.5 for 30 < V <50 km/tLAekv,10m = LAekv, tunge + 10 lg (Ntunge/T)hvor N = antall tunge og lette kjøretøy i løpet av tiden T (sek)

46. Utgangsnivå (forts) • Total støybelastning for en sammensatt trafikkstrøm med lette og tunge kjøretøy vil være: • LAekv, miks = 10 lg(10La ekv lette/10 + 10La ekv tunge/10) (dBA)

47. Avstandsdempning

48. Avstandsdempning, forklaring DLAV = korreksjon i støynivå (dBA) a = vinkelrett avstand fra støykilde til observatør hm = høyde til observatør over bakkenivå hb = høyde til støykilden over bakken; f.eks. 0.5 m

49. Fasaderefleksjon • Refleksjon fra bakenforliggende fasade • Estimeres til 3 dBA • Må legges til alle beregningspunkt i tilknytning til husfasade • Tas også med i beregning av innendørs støynivå

50. Frivillig øving Ta utgangspunkt i Elgeseter gate • ÅDT knapt 30.000 • ca 10 % tunge kjøretøy Beregn hvordan situasjonen er i gata med hensyn på • luftforurensning (CO, NOx og sot) • støy Dersom grenseverdier, anbefalte verdier overskrides • vurdere hvilke tiltak som kan gjøres innenfor realistiske rammer