Aufgabenstellung

„Das Immissionsschutzrecht in der Bundesrepublik Deutschland ist seit 1974 im Bundes-Immissi-onsschutzgesetz (BImSchG) geregelt. Der Gesetzeszweck des BImSchG ist seit der ersten Fassung aus dem Jahr 1974 der Schutz von Menschen, Tieren und Pflanzen vor schädlichen Umwelteinwir-kungen. Die schädlichen Umwelteinwirkungen werden dabei als Immissionen konkretisiert, die geeignet sind, z.B. erhebliche Belästigungen für die Nachbarschaft hervorzurufen. Damit ist der sogenannte Akzeptorbezug eingeführt, wonach die Beschränkung der Einwirkungen auf ein Schutzgut maßgeblich ist. Eine Unterscheidung in unterschiedliche Quellarten (Verkehr, Gewerbe, Nachbarschaft, Sport etc.) ist bis dahin explizit nicht vorgesehen. Erst durch die nachrangigen Rechtsverordnungen entsteht die sektorale Betrachtungsweise der verschiedenen Geräuschquel-lenarten, wie sie in der alltäglichen Anwendung des Immissionsschutzrechts anzutreffen ist.

Dabei ist die Bevölkerung nicht nur einer Vielzahl von Geräuschquellen ausgesetzt, sondern im Regelfall werden die Betroffenen von unterschiedlichen Geräuschquellen gleichzeitig belastet. So sind rund 40 Millionen Menschen in Deutschland von zwei oder mehr Quellenarten betroffen. Ne-ben dem Straßenverkehrslärm, von dem knapp rund 8,7 Millionen Menschen von LDEN-Pegeln von über 55 dB(A) betroffen sind (UBA 2018), wirken meist noch zahlreiche andere Geräuschquellen auf die Betroffenen ein. Diese Mehrfachbetroffenheiten werden im Immissionsschutzrecht in der Regel nicht betrachtet, da nur für die in einem Genehmigungsverfahren zu beurteilende Quelle bzw. Quellenart ein bestimmter Immissionsgrenzwert oder –richtwert einzuhalten ist. Im Bereich des bodengebundenen Verkehrs werden nur die neuen oder baulich zu ändernden Verkehrswege in die Lärmbetrachtung einbezogen (16. BImSchV). Ein verbindliches Regelwerk zur Sanierung des Lärms von bestehenden Straßen und Schienenwegen existiert derzeit nicht. Erst im Fall der Gefährdung der Gesundheit oder eines Eingriffs in die Substanz des Eigentums hat sich in der Rechtsprechung nach einem Urteil des Bundesverwaltungsgerichts (BVerwG zu 4 C 9/95 vom 21.03.1996) die Betrachtung eines Summenpegels bei Pegeln, die üblicherweise über 70 dB(A) tags oder 60 dB(A) nachts liegen, etabliert.

Regelungslücke Gesamtlärm

Für einen umfassenden Immissionsschutz im Sinne des BImSchG fehlt es allerdings noch an einer verbindlichen Gesamtlärmbetrachtung aller von außen einwirkenden Geräuschquellenarten.

Gleichzeitig besteht bislang kein Anspruch betroffener Bürgerinnen und Bürger auf Lärmsanie-rung bei Einwirkung von bestehenden Verkehrswegen. Diese Lücke im Immissionsschutzrecht ist in den letzten Jahren zunehmend Anlass für Forderungen seitens der Betroffenen nach Verbesse-rung des Immissionsschutzrechtes geworden. Gerade in hochbelasteten und von mehreren Quel-lenarten betroffenen Flusstälern (Mittelrheintal, Elbtal, Inntal etc.) führt das räumlich enge Ne-beneinander von Straßenverkehr, Schienenverkehr, Schifffahrtsverkehr und angrenzender Wohn-bebauung zu erheblichen Belastungen der Bevölkerung. Diese Problematik hat die Bundesregie-rung zum Anlass genommen, in ihrem Koalitionsvertrag von 2018 (Koalitionsvertrag 2018) die Absicht zu fassen, eine Gesamtlärmbetrachtung einzuführen und an Bestandsstrecken der Schiene und an Fernstraßen erhöhte Lärmschutzmaßnahmen zu ergreifen. Zudem soll die freiwillige Lärmsanierung und die Lärmaktionsplanung nach EU-Umgebungslärmrichtlinie möglichst stärker miteinander verschränkt werden.

Voraussetzung für die gemeinsame Bewertung verschiedener Geräuschquellenarten ist eine ver-gleichbare Ermittlungsmethode der Belastung für unterschiedliche Geräuschquellenarten und eine Methode zur Festlegung des Gesamtbelastungsmaßes. Für das gemeinsame

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maß bei einer Gesamtlärmbetrachtung kommen nur integrative Pegelmaße wie der Mittelungspe-gel infrage. Einzelereignisorientierte PeMittelungspe-gelmaße wie der MaximalpeMittelungspe-gel lassen demgegenüber keine Summenbildung zu und können allenfalls ein Gesamtbelastungsmaß ergänzen. Es ist daher naheliegend, den Mittelungspegel als Gesamtbelastungsmaß heranzuziehen. Der Mittelungspegel allein ist jedoch nicht in der Lage, alle Geräuscheigenschaften einer Quelle abzubilden. Unter-schiede in der Frequenzverteilung, der Zeitstruktur aber auch nicht-akustische Faktoren beein-flussen die Wirkung von unterschiedlichen Geräuschquellen, selbst wenn diese den gleichen Mit-telungspegel aufweisen.

Wirkungsgerechte Betrachtungsweise

Umfassend werden diese unterschiedlichen Wirkungen in einer Meta-Analyse von Miedema (Mie-dema & Vos, 1998) dargestellt. Hier werden sog. Expositions-Wirkungsbeziehungen für Straßen-, Schienen- und Luftverkehrsgeräusche bzgl. der Belästigung durch Lärm (percentage annoyed %A bzw. percentage higly annoyed %HA) und der Störung des Nachtschlafs (percentage sleep distur-bed %SD bzw. percentage highly sleep disturdistur-bed %HSD) einander gegenüber gestellt. Darin zeigen sich sowohl für die allgemeine Lärmbelästigung, bezogen auf den 24 h-Pegel, als auch für die Schlafstörung, bezogen auf den Nachtpegel, unterschiedliche Grade des Wirkungsausmaßes für die drei Verkehrslärmarten Straße, Schiene und Flug bei gleichem Mittelungspegel.

Eine rein energetische Summation der Pegel dieser unterschiedlichen Geräuschquellenarten führt daher zu einer Fehleinschätzung der Gesamtlärmwirkung, sowohl in der Höhe als auch bezüglich der Anteile der einzelnen Quellenarten an der Gesamtwirkung. Eine Lärmschutzmaßnahme mit dem Ziel den Gesamtlärm zu reduzieren, sollte vor allem den Anteil derjenigen Quellenart maß-geblich reduzieren, deren Lärmwirkung durch Belästigung oder Schlafgestörtheit dominiert.

Die derzeit häufigste Anwendung einer Gesamtlärmbetrachtung ist die Lärmaktionsplanung nach EU-Umgebungslärmrichtlinie (Richtlinie 2002/49/EG). In Artikel 6, Absatz 3 der Richtlinie wird explizit darauf verwiesen, dass zur Bewertung von gesundheitsschädlichen Auswirkungen Dosis-Wirkungs-Relationen verwendet werden können. Zu den Dosis-Dosis-Wirkungs-Relationen, die hierfür herangezogen werden, zählen nach Anhang III der Richtlinie insbesondere diejenigen zur allge-meinen Belästigung und zu den Schlafstörungen. Das Ziel der EU-Umgebungslärmrichtlinie ist entsprechend Artikel 1 schädliche Auswirkungen einschließlich Belästigung, durch Umgebungs-lärm zu verhindern, vorzubeugen und zu mindern. Der wirkungsgerechte Ansatz der EU-Umge-bungslärmrichtlinie lässt sich demnach bereits in der Zielsetzung ablesen. Eine Zusammenfassung des wirkungsbezogenen Ansatzes der EU-Umgebungslärmrichtlinie zu einer integrierten Gesamt-lärmbewertung ist allerdings noch nicht vorgesehen, vielmehr werden die Wirkungen des Umge-bungslärms pro Einzelquellenart betrachtet und hierbei auch nur bezogen auf den Straßen-, Schienen- und Luftverkehr sowie Industrieanlagen.

Wirkungsmodelle zum Gesamtlärm

In der Literatur werden Modelle zur Gesamtlärmwirkung vor allem für den Wirkungsbereich der Lärmbelästigung behandelt, wobei verschiedene Ansätze diskutiert werden (zusammenfassend u.a. Weber et al., 1996). Dabei haben insgesamt vier Modelle die meiste Aufmerksamkeit in den empirischen Untersuchungen erhalten (Wothge et al., 2017):

► das Energiesummationsmodell,

► das „Independent-Effect“-Modell,

► das Dominanzmodell („Dominant-source"-Modell),

► das Belästigungs-Äquivalenz-Modell.

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Das Energiesummationsmodell nimmt an, dass sich die Gesamtlärmbelästigung in Expositions-Wirkungsfunktionen durch die energetische Summation der Mittelungspegel der Einzelquellenar-ten darstellen lässt, die EinzelquellenarEinzelquellenar-ten demnach bei gleichem Mittelungspegel die gleiche Be-lästigungswirkung erzeugen. Dies ist allerdings empirisch nicht haltbar – weder für die Lärmbe-lästigung, noch für berichtete lärmbedingte Schlafstörungen. So zeigen die im Anhang III der Um-gebungslärmrichtlinie (Richtlinie 2002/49/EG) aufgeführten Funktionen zur Lärmbelästigung und berichteten Schlafstörungen, dass sich die Beziehungen zwischen dem Anteil der Belästigten bzw. Schlafgestörten und dem Mittelungspegel unterscheiden. Gegenüber diesen „Miedema-Kur-ven“ sind neuere Expositions-Wirkungsbeziehungen zur Belästigung und (berichteten) Schlafstö-rungen zwar verschoben, zeigen aber nach wie vor, dass eine reine Energiesummation nicht wir-kungsadäquat ist. Studien, die direkt die Gesamtlärmwirkung zum Inhalt haben, bestätigen dies (z.B. Miedema, 2004; Pierrette et al., 2012, Wothge et al., 2017).

Das „Independent-Effect“-Modell schätzt die Gesamtlärmbelästigung durch eine gewichtete Re-gression auf die Mittelungspegel der einfließenden Einzelquellenarten ab. Damit wird immerhin berücksichtigt, dass die Einzelquellenarten mit unterschiedlichem Gewicht zur Gesamtlärmbeläs-tigung beitragen (Taylor, 1982). Nicht berücksichtigt werden in dem Modell dagegen die mögli-chen Interaktionen, die in der Wirkung auf die Gesamtlärmbelästigung bei gleichzeitiger Einwir-kung der Geräuschbelastung durch mehrere Einzelquellenarten auftreten können.

Weit verbreitet unter den wirkungsbezogenen Modellen zur Gesamtlärmbelästigung und empi-risch bestätigt ist das Dominanzmodell, wonach das Gesamtlärmbelästigungsurteil dem Maximum der quellenspezifischen Lärmbelästigungsurteile entspricht (Pierrette et al., 2012). Ergebnisse der NORAH-Studie zur Gesamtlärmbelästigung zeigen, dass die aus dem Modell abgeleiteten Annah-men zur Gesamtlärmbelästigung auch dann zutreffen, wenn die Mittelungspegel der am stärksten belästigenden Einzelquellenart niedriger sind als die der weiteren Quellenart(en) (Wothge et al., 2017).

Das Belästigungs-Äquivalenz-Model von Miedema (2004) orientiert sich an dem in der Toxikologie verwendeten toxic-equivalents-Modell. Damit wird die toxische Wirkung einer aus verschiedenen Stoffen bestehenden Chemikalienmischung bestehend aus verschiedenen Stoffen in unterschiedli-cher Konzentration und Giftigkeit anhand eines toxischen Äquivalenzfaktors eingeschätzt. Von Miedema (2004) wurde dieses Modell auf den Lärmbereich übertragen. Auf Basis von Expositi-ons-Wirkungsfunktionen zum %HA bzw. %A-Anteil werden die Geräuschpegel (LDEN) der ver-schiedenen Quellenarten in belästigungsäquivalente Straßenverkehrsgeräuschpegel umgerechnet und erst dann werden alle Geräuschpegel energetisch aufaddiert. Damit handelt es sich um eine Art Energiesummationsmodell verknüpft mit einer Bonus-/Malusregelung bezogen auf Straßen-verkehrsgeräuschpegel als Referenz. Die gleiche Umrechnungsmöglichkeit besteht auch für die nächtlichen Geräuschpegel (Lnight) mehrerer Quellenarten unter Rückgriff auf Expositions-Wir-kungsfunktionen zum %SD bzw. %HSD-Anteil. Streng genommen „erklärt“ dieses Modell nicht die Gesamtlärmbelästigung, sondern stellt eine pragmatische Lösung dar, die verschiedenen Stö-rungs- und Belästigungswirkungen verschiedener Einzelquellenarten zu addieren. Wie beim Inde-pendent-Effekt werden dabei Interaktionen zwischen den Quellenarten nicht berücksichtigt, d.h.

das Modell impliziert die Annahme, dass die jeweilige quellenartspezifische Expositions-Wir-kungsfunktion zum %A/%HA- oder %SD/%HSD-Anteil unabhängig von der Einwirkung weiterer Quellenarten gilt.

Nationale Richtlinie VDI 3722-2

In der nationalen Normung wird der Ansatz der wirkungsgerechten Bewertung und der Gesamt-lärmbetrachtung in der VDI 3722-2 vom Mai 2013 konkretisiert. Ziel dieser Richtlinie ist es, ein

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Verfahren zur Schätzung der wirkungsgerechten Gesamtlärmwirkung bei Einwirken mehrerer unterschiedlicher Quellenarten anzugeben. Auf Basis von Expositions-Wirkungsbeziehungen wer-den wirkungsäquivalente Ersatzpegel je Quellenart berechnet und die Anteile der Quellenart zu einem wirkungsäquivalenten Substitutionspegel aufsummiert. Das Prinzip des Substitutionsver-fahrens folgt dem Belästigungs-Äquivalenz-Modell von Miedema (2004).

Die Vorgehensweise eignet sich besonders für städtebauliche und raumordnende Planungen so-wie Lärmaktionsplanungen nach der Umgebungslärmrichtlinie. Bei der Wahl der Expositions-Wirkungsbeziehungen schlägt der Anhang A der Richtlinie die in dem „Good Practice Guide on noise exposure and potential health effects“ der European Environment Agency (2010) angegebe-nen Beziehungen vor, schränkt jedoch gleichzeitig ein, dass bei Vorliegen neuerer Kurven, diese geprüft und ggfs. verwendet werden sollen.

Die Gesamtlärmbewertung nach VDI 3722-2 enthält in der derzeitigen Fassung noch Regelungslü-cken, die eine uneingeschränkte Anwendung in der Lärmaktionsplanung bisher verhindert. Um diese Lücken zu füllen sollen in diesem Forschungsvorhaben folgende Fragestellungen beantwor-tet werden:

► Wie werden Pegel außerhalb des Wertebereiches der vorhandenen Expositions-Wirkungsbe-ziehungen behandelt?

► Welche Belästigungskurven sind hinsichtlich situationsabhängiger Vor- und Nachteile der % A-Kurven im Vergleich zu den % HA-Kurven zu verwenden?

► Gibt es Expositions-Wirkungsbeziehungen zu Gesundheitsschutzaspekten zur Erweiterung der Bewertung nach VDI 3722-2?

► Welche Interaktionen treten zwischen den Tages- und den Nachtwirkungen bei verschiedenen Quellenartenkombinationen auf?

► Wie kann Industrie- und Gewerbelärm in die Gesamtlärmbewertung nach VDI 3722-2 einbe-zogen werden?

Als Ergebnis der Untersuchungen soll ein Vorschlag zur Erweiterung der VDI 3722-2 unterbreitet werden. Die erweiterte VDI 3722-2 kann dann als Werkzeug für Planerinnen und Planern zur Be-wertung der Wirksamkeit von Lärmschutzmaßnahmen oder bei der BeBe-wertung von Planungsal-ternativen gewinnbringend eingesetzt werden.

Finanzierungsmodell

Beim Einsatz eines Modells zur Gesamtlärmbewertung stellt sich in der Praxis zwangsläufig die Frage der Kostenbeteiligung. Lärmschutzmaßnahmen in einem Gesamtlärmkontext sind mit Kos-ten und Minderungen der Geräuschbelastung verbunden, die jedoch für verschiedene Quellen un-terschiedliche Wirkungen erzeugen können. Eine Parallellage von Geräuschquellen mit gleichver-teilter Wirkung von Lärmschutzmaßnahmen dürfte in Praxis die absolute Ausnahme sein. Wenn Kosten auf die Baulastträger der verschiedenen Emittenten verteilt werden sollen, sind daher zwei Fragestellungen zu klären:

► Wie werden die Kosten unter den Baulastträgern gerecht verteilt (Finanzierungsmodell)?

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► Welche Möglichkeiten gibt es, das Finanzierungsmodell in das Immissionsschutzrecht einzu-binden?

Die Anforderungen an ein Finanzierungsmodell sind vielschichtig. Zunächst müssen die Kosten hinsichtlich der Verursachung der Gesamtlärmbelastung gerecht verteilt werden. Die Quelle, de-ren Beitrag an der Gesamtlärmbelastung der Bevölkerung am stärksten durch die Maßnahme ge-mindert wird, trägt den entsprechend größten Kostenanteil. Dabei muss das Modell jederzeit transparent und nachvollziehbar gestaltet sein, um Angriffspunkte für die Glaubwürdigkeit des Modells zu minimieren. Dazu gehört auch, dass die Kostenverteilung unabhängig von der Größe des betrachteten Einwirkungsbereichs der Maßnahmen ermittelt wird. Weiterhin dürfen auch keine Kostenunterschiede bei vertauschten Reihenfolgen mehrerer Maßnahmen auftreten.

Diese Anforderungen sind Voraussetzung für eine praxisgerechte Umsetzung des Verfahrens und für eine Einbindung in das Immissionsschutzrecht. Wie die konkrete rechtliche Einbindung erfol-gen kann, soll in einem Rechtsgutachten beantwortet werden.

Realitätsnahe Erprobung an Praxisfällen

Das vorzuschlagende Finanzierungsmodell muss an realitätsnahen „komplexen“ Situationen ge-testet werden, um die Praxistauglichkeit des Verfahrens zu prüfen. Mit dem Datensatz Muster-stadt QSDO wurde auf der Basis der QSI Formatspezifikation (1. Dokumentation-QSI-Daten-schnittstelle-DIN_45687) ein erstes „realistisches“ Modell zur Durchführung großräumiger Lärmausbreitungsberechnungen in Bezug auf Straßenverkehrslärm erstellt. Auf Basis dieser For-matspezifikation können bisher allerdings nur vereinfachte Datensätze ausgetauscht werden.

Schallausbreitungsberechnungen in Gebieten mit komplexem Lärmszenario, weiteren Geräusch-quellenarten (Gewerbelärm, Schienenverkehrs- bzw. Luftverkehrslärm) oder auch unter Berück-sichtigung weiterer Lärmberechnungsmethoden können auf dieser Basis nicht ausgetauscht wer-den. Der Datensatz Musterstadt wird daher für die Verwendung weiterer Berechnungsverfahren, wie:

► Anlage 2 zur 16. BImSchV: Berechnung des Beurteilungspegels für Schienenwege (Schall 03),

► DIN ISO 9613-2,

► Berechnungsmethode für den Umgebungslärm von bodennahen Quellen (BUB)

erweitert. Weiterhin werden für die Berücksichtigung von Gewerbelärm Modellbetriebe in den Datensatz QSDO eingebaut. Hierbei werden typische, häufig wiederkehrende und charakteristi-sche Betriebstypen idealisiert dargestellt. Dies können z.B. Flächen mit überwiegend oberflächli-chem Park- und Fahrverkehr (wie z.B. Einkaufsmärkte) oder Anlagen mit hochliegenden Schall-quellen (Industrieanlagen, Gewerbehallen mit Abluftanlagen) sein. Im Rahmen der Modellierung nach Schall03 werden zudem großflächige Rangieranlagen des Schienenverkehrs enthalten sein.

In drei beispielhaft ausgewählten Teilgebieten aus dem Datensatz QSDO wird die Gesamtlärmbe-trachtung gemäß dem in diesem Projekt entwickelten Verfahren zur Kostenverteilung bestimmt.

Die vorgeschlagenen Weiterentwicklungen zur Gesamtlärmbewertung auf Grundlage der VDI 3722-2 werden dabei soweit möglich und sinnvoll bereits eingearbeitet. Bei den Teilgebieten wer-den zwei Situationen mit zwei unterschiedlichen Quellenarten (z.B. Straße /Schiene und

Straße/Gewerbe) und eine Situation mit drei Quellenarten ausgewählt, um zu testen, ob das Fi-nanzierungsmodell in komplexeren Situationen zu nachvollziehbaren Ergebnissen führt.

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