Støy og vibrasjoner

Fra Lærebøker i jernbaneteknikk
Hopp til: navigasjon, søk


Innhold

1 Innledning

Over det meste av Europa legges det nye jernbanespor hver dag. Det er flere årsaker til at jernbanen igjen er satt på dagsorden, men det er ingen tvil om at togets miljøfortrinn er en viktig drahjelp for jernbanen. Forhold som energi- og arealbruk, kapasitet, trafikksikkerhet og minimal forurensning av luften er alle sterke miljøfordeler.

Selv om toget er anerkjent som et av de aller mest miljøvennlige transportmidler vi har, er heller ikke jernbanen fri for miljømessige ulemper. Den ulempen som er mest fremtredende i dagens debatt, er støy. Men også strukturlyd og vibrasjoner er forhold som kan forårsake sjenanse hos mennesker som oppholder seg langs jernbanelinjene.

1.1 Jernbanens innvirkning på støy, strukturlyd og vibrasjoner

Kontaktflaten mellom hjul og skinne er den dominerende kilden til lydavstråling fra jernbanetrafikk. Dette medfører luftoverført lyd, eller støy mot omgivelsene. Kontaktflaten mellom hjul og skinne skaper også krefter og bevegelser i bakken som overføres til nærliggende bygninger.

Økt trafikk fra veg og jernbane, kombinert med fortetting av bygninger i byer og tettsteder, medfører problemer med støy, vibrasjoner og rystelser. For jernbanen er økt hastighet også med på å øke problemene knyttet til støy og vibrasjoner. Tunneler og lokk over trafikkårer er aktuelle utbyggingsprosjekter. I alle disse tilfellene må det utføres særskilte vurderinger av støy og vibrasjoner.

I bygninger blir bevegelsene ofte forsterket ved resonanseffekter i gulv, vegger og tak, slik at de i noen tilfeller forårsaker ulemper. De kan forstyrre aktiviteter og kanskje gi helsemessige konsekvenser, eller de kan påvirke og evt. ødelegge instrumenter og presisjonsutstyr. Bevegelsene kan føles i kontaktflaten mellom menneskekropp og bygning eller møbler.

For mennesker er det ofte vanskelig å skille virkningen av vibrasjoner og virkning av den lyd som skapes innendørs av de samme vibrasjonene (strukturlyd). Dette lavfrekvente lydbidraget registreres primært av øret og opptrer samtidig med den lyden som avstråles direkte bl.a. fra skinne og hjul. Sistnevnte overføres primært via luft til menneskets øre (luftlyd).

Disse tre potensielle sjenansekomponentene må skilles og behandles enkeltvis, både i forhold til mulig forstyrrelse og behov for reduserende tiltak. Til slutt må de sees i sammenheng for å bedømme total ulempe og prioritere valg av tiltak.

2 Begreper støy, strukturlyd og vibrasjoner

2.1 Lyd og støy

Lyd er ørsmå variasjoner i lufttrykket. Disse brer seg utover som bølger på samme måte som ringer i vannet når man kaster uti en stein. Øret er følsomt for disse svingningene og oppfatter lyd over et stort frekvensområde. Frekvensen (antall svingninger pr. sekund) måles i Hertz (Hz). Svingningene kan variere raskt (høye frekvenser, diskant) eller langsomt (lave frekvenser, bass). Øret oppfatter normalt svingninger mellom ca. 20 og 20 000 Hz.

Hva som regnes som støy varierer med oppfatningen til det enkelte menneske (forhold som innstilling, alder, jobbsituasjon etc.). Støy er den delen av hørselsinntrykket vi ikke ønsker. Støy ønskes begrenset i størst mulig grad.


Figur 1: Støy er den del av hørselsinntrykket vi ikke ønsker.

2.2 Lydbegreper

Lydkilder angis ved utstrålt akustisk effekt (lydeffektnivå) i dB, som regel A-veid lydeffektnivå. At nivået er A-veid betyr at det tas spesielt hensyn til de frekvensene menneskeøret oppfatter best. Disse verdiene danner grunnlaget for å vurdere og sammenligne kilder, og grunnlaget for å beregne lydtrykknivåer ute og inne i rom. Lydtrykknivået i et rom er avhengig av kildens lydeffektnivå, avstand til kilden, terreng, lydreduserende elementer, bygningskonstruksjoner, samt etterklangstid og volum i rommet.

Desibel
Den fysiske betegnelsen for lydtrykk er N/m2 eller Pa. Ørets oppfattelse av lydstyrke er imidlertid mer logaritmisk enn lineær, og det dynamiske området er veldig stort (ca. 20 μPa–20 Pa). Derfor er det mest hensiktsmessig å bruke et logaritmisk forholdstall, desibel (dB). Desibel er ingen fysisk størrelse, men beskriver forholdet til en gitt referanse. For lydstyrke er denne referansen satt til det lydtrykket som regnes som nedre terskel for hørbar lyd (20 μPa), altså 0 dB. En økning på 3 dB tilsvarer omtrent en dobling av det fysiske lydtrykket, men oppfattes bare som en merkbar økning. En økning på 10 dB tilsvarer en ti-dobling av det fysiske lydtrykket, men oppfattes som en tilnærmet dobling av lydstyrken.


Figur 2: Eksempler på ulike lydtrykknivå i dB.


A-veiing
Det A-veide lydtrykknivået i dB er et mål for lydstyrke tilpasset ørets følsomhet for de ulike frekvensene, såkalt veid etter A-veiekurven. A-veiing har sin bakgrunn i at øret er mest følsomt for lyd ved frekvenser omkring 2–4 kHz, og lite følsomt for frekvenser under 100 Hz.


Figur 3: Veiekurve for beregning av A-veid lydtrykknivå (blå linje). B- og C-veiing (grå linjer) er svært lite brukt.


2.2.1 Støyindikatorer, tidsmidlet, dag- kveld- natt-, og maksimalnivå

I tillegg til frekvens og lydstyrke har det stor betydning når og hvor ofte støy forekommer. Ved fastsettelse av grenseverdier og kriterier for tiltak benyttes ofte tidsmidlet (blir ofte omtalt som ekvivalent) lydtrykknivå over en periode som grunnlag. I tillegg kan maksimalt lydtrykknivå og antall hendelser inngå som grunnlag for bestemmelse av støyforholdene og omfang av de støyreduserende tiltak.


Figur 4: Grafisk framstilling og sammenligning av støyindikatorer over et døgn. Det faktiske lydtrykknivået er tegnet med svart linje. De skraverte feltene indikerer straffetillegget på kvelds- og nattestid for Lden


Tidsmidlet (ekvivalent) lydtrykknivå, Lp,T (Leq)
Tidsmidlet lydtrykknivå er definert som det konstante nivået som til sammen har like mye energi som det faktiske varierende lydtrykknivået over en gitt tid T, f.eks. et døgn


[math]L_{p,T} = 10\log_{10}\left(\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{\frac{p^2(t)}{p_0^2}\text{d}t}\right), \qquad p_0 = 20 \mu\text{Pa}[/math]


Kort forklart er dette det man kan kalle gjennomsnittlig lydtrykknivå. Tidsmidlet lydtrykknivå over 24 timer er tegnet med stiplet svart linje i figur 4. A-veid tidsmidlet lydtrykknivå, forkortes Lp,AT eller ofte bare LA,eq. Tidsmidlet lydtrykknivå over 24 timer (ofte kalt døgnekvivalent) er i dag brukt i kravene til innendørs støy i Forurensningsforskriften kapittel 5.

Dag-kveld-nattnivå, Lden
I senere tid har det også blitt tatt i bruk en støyindikator der støy om kvelden og natten blir vektlagt. Døgnet deles inn i tre deler, og kvelds- og nattestid får et «straffetillegg»:


Korreksjoner i Lden
tid tidsrom tillegg
dag 07.00–18.59
kveld 19.00–22.59 +5 dB
natt 23.00–06.59 +10 dB


Lden er definert som:


[math]\text{L}_{\text{den}} = 10 \log_{10}\frac{1}{24}\left(12\cdot 10^{\frac{\text{L}_\text{d}}{10}} + 4\cdot 10^{\frac{\text{L}_\text{e}+5}{10}} + 8\cdot 10^{\frac{\text{L}_\text{n}+10}{10}} \right)[/math]


der Ld, Le og Ln er det tidsmidlede lydtrykknivået for henholdsvis dag, kveld og natt.

Lden er bl.a. brukt som indikator i strategisk støykartlegging (EU-kartlegging) i henhold til direktiv 2002/49/EF, og i planretningslinje for støy i arealplanlegging (T-1442).

Maksimalt lydtrykknivå, Lmax
Maksimalt støynivå er et mål på de høyeste støytoppene. Dette er uavhengig av trafikkmengden. Tilfeldige og lite representative topper skal ikke bestemme Lmax .

Det opereres uheldigvis med flere forskjellige måter å definere Lmax på. Det vanligste er å bruke en statistisk verdi, dvs at en vurderer sannsynligheten for at støynivået ved en tilfeldig togpassering vil overskride dette nivået. I standarden NS 8175 (Støyklasser for bygninger) brukes f.eks maksimalverdien LAF95 som er definert som «A-veid lydtrykknivå som det er 95 % sannsynlighet for at ikke vil bli overskredet av en tilfeldig valgt støyhendelse».

Den kanskje mest korrekte måten å definere maksimalt lydtrykknivå på, rent fysisk, er å bruke det absolutt høyeste momentane lydtrykknivået for en passering LAFmax. Dette blir ofte kalt «absolutt maks» eller «max fast».

En annen parameter for å beskrive maksimalt lydtrykknivå er det tidsmidlede lydtrykknivået over en togpassering (ofte omtalt som middelmax, Lmax,M). Det er imidlertid ingen entydig definisjon på når togpasseringen starter og slutter, og det er blant annet nettopp derfor denne parameteren ikke lenger er særlig brukt.


Figur 5: Det øverste diagrammet er et eksempel på støy ved en jernbanelinje. Det er høye støytopper hver gang et tog passerer, men i lange perioder er det forholdsvis stille.


Det nederste diagrammet viser støy fra en trafikkert vei med forholdsvis høy, nesten kontinuerlig støy. Gjennomsnittlig støynivå blir likevel lavere enn i jernbaneeksempelet.

2.2.2 Energisummering av støykilder

Dersom lydtrykknivå fra flere støykilder skal summeres (for eksempel flere tog), kan man ikke uten videre legge sammen dB-verdiene. Dette er fordi dB er et logaritmisk forholdstall, og ikke en fysisk størrelse. Man må derfor legge sammen energien til kildene vha. logaritmisk summasjon:

[math]L_{\text{tot}} = 10\log_{10}\left( 10^{\frac{L_1}{10}} + 10^{\frac{L_2}{10}} + \cdots + 10^{\frac{L_n}{10}}\right)[/math]

der L1, L2, … Ln er lydtrykknivået til de n kildene som skal summeres.

Forenklet metode
Det finnes også en forenklet metode som kan brukes dersom man f.eks. ikke har tilgang til kalkulator eller annet regneredskap. Metoden gir riktig svar innenfor en nøyaktighet på ca. 1 dB.

Da finner man først differansen mellom nivåene, og legger deretter til verdien gitt i ??? til det største nivået. Skal man finne samlet nivå fra tre delbidrag, starter man med de to minste verdiene og summerer disse som angitt over. Deretter tar man den nye verdien og summerer på tilsvarende måte med det tredje delbidraget.


Summering av flere støykilder ved logaritmisk skala
Differanse mellom delbidrag 0–1 2–3 4–9 > 9
Tillegg til største bidrag:
3
2
1
0


Eks. 1
Støykilde A + støykilde B

56 dB + 58 dB = 60 dB

Forklaring: Vi skal summerer nivåene 56 dB og 58 dB. Differansen er 2 dB og tillegget blir 2 dB. Samlet støynivå blir da 58 + 2 dB = 60 dB.

Eks. 2
Støykilde A + støykilde B + støykilde C

56 dB + 58 dB + 59 dB = 63 dB

Forklaring: Vi skal summerer nivåene 56 dB, 58 dB og 59 dB. Vi starter med de to laveste verdiene: 56 dB og 58 dB. Differansen er 2 dB, tillegget og ny verdi blir 60 dB. Differansen mellom den nye verdien og den siste som er 59 dB, blir 1 dB. Tillegget blir 3 dB og samlet nivå blir 60 dB + 3 dB = 63 dB.

2.2.3 Absorpsjon og refleksjon av lyd

Lydbølger fra en kilde kan, over en viss frekvens (Shcröder-frekvens), betraktes som stråler. Dermed er det enklere å bruke og forstå prinsippene bak refleksjon, absorpsjon og diffraksjon. En lydbølge kan:

  • Reflekteres fra akustisk harde flater
  • Absorberes av akustisk myke flater
  • Spres av hjørner, skarpe kanter og ujevne flater (diffraksjon)

Absorpsjonsfaktor, α, gir uttrykk for om et materiale er akustisk hardt eller mykt:

  • Absorpsjon: når lydstråler treffer et akustisk mykt materiale blir energien absorbert, α = 1,0 tilsvarer 100 % absorpsjon.
  • Refleksjon: når lydstråler treffer et akustisk hardt materiale blir energien reflektert, α = 0 tilsvarer 0 % absorpsjon, dvs. 100 % refleksjon.

I støyberegninger regnes ballastpukk, hager/parker, jorbruksarealer o.l. som akustisk myk mark, mens veier, parkeringsplasser og vann regnes som hard mark.

2.3 Vibrasjoner

2.3.1 Innledning

Over store deler av de tettest befolkede områdene i Norge består undergrunnen av bløt leire, ofte med stor dybde til fjell eller faste lag. Under slike forhold vil trafikk på veg og bane forårsake spenningsendringer og deformasjoner i undergrunnen. Disse vil forplantes til omkringliggende områder og kan overføres til nærliggende bygninger i form av vibrasjoner der bygningene er fundamentert i løsmassene. Vibrasjonene kan bli forsterket ved overføring til gulv, vegger og tak slik at de i noen tilfeller kan forårsake ulemper.

Vibrasjoner fra samferdsel er vanligvis på et nivå som ikke fører til bygningsskade, men personer som oppholder seg i slike bygninger kan føle vibrasjoner ved overføring i kontaktflaten mellom menneskekropp og bygning eller møbel. Dette kan føre til forstyrrelser for beboerne med mulige helsemessige konsekvenser. Bruk av fintfølende instrumenter og annet presisjonsutstyr kan også påvirkes, men dette er et lite problem.

2.3.2 Vibrasjoner og sjenanseproblemer

I likhet med støy er vibrasjoner fra samferdsel ikke så kraftige at de fremkaller direkte fysiologiske skader. Ulike kroppsfunksjoner kan likevel påvirkes i form av endret hjerte-/lungeaktivitet med hurtigere puls og åndedrett samt økt hormonproduksjon. Dette kan føles som forstyrrende og ubehagelig og i det lange løp skape psykiske problemer og andre sjenanseproblemer som innsovningsproblemer, søvnforstyrrelser, konsentrasjonsvansker, tretthet eller følelse av ubehag og engstelse. Opplevelse av vibrasjoner har individuelt preg, og risikoen for skadelige helseeffekter har trolig sammenheng med den individuelle opplevelsen av sjenansen. Graden av sjenanse har også sammenheng med øvrige sanseinntrykk, som at glass klirrer og gjenstander beveger seg (planter svaier etc.), eventuelt i tillegg til støy fra trafikk og andre kilder.

I regi av Norges Byggstandardiseringsråd ble det i 1997–98 gjennomført en norsk undersøkelse i 14 boområder angående beboernes opplevelse av trafikkvibrasjoner i boligene. Samtidig er det beregnet vibrasjoner i boligene fra vegtrafikk, jernbane, t-bane eller trikk for hver av intervjustedene.

Resultatene av undersøkelsene ble brukt som grunnlag for norsk standard NS 8176. Standarden angir fire vibrasjonsklasser basert på ulik grad av plage ved ulike vibrasjonsverdier i boliger, knyttet til vibrajonsnivåer og prosentandel plaget på samme måte som støyklassene.

Da vil det være mulig å anslå hvor stor del av befolkningen som er utsatt for vibrasjonsplager, men datagrunnlaget er ennå meget spinkelt.

Når man skal bygge langs jernbaner eller nye baner skal bygges, er det nødvendig å vurdere både følsomhet mot vibrasjoner og strukturlydnivåer. Som regel kan man si at jernbane fundamentert på fjell, har potensielle strukturlydproblemer. Med hus eller bane på løsmasser, har man først og fremst et potensielt vibrasjonsproblem.

Lavfrekvente svingninger kan ved gitte grunnforhold opptre som følbare vibrasjoner.

Både strukturlyd og vibrasjoner er mest utpreget ved lave frekvenser, dvs. under 100 Hz, mens luftlyd gjør seg gjeldende over hele spekteret mellom 20 og 20 000 Hz.

2.4 Strukturlyd

Skinnegående trafikk benytter metallhjul som ruller mot metallskinner. Strukturoverført lyd, eller bare strukturlyd, er derfor et større problem nær skinnegående trafikk enn nær veier der kjøretøyene kjører på dekk. Ujevnheter på skinner og/eller hjul gir vibrasjoner gjennom grunnen med frekvens som er så høy at det forårsaker hørbar lyd, strukturlyd, når vibrasjonene setter bygningsflater i bevegelse. Slik lyd kan forekomme for eksempel i en bygning over en jernbanetunnel der man ikke ser togene, men hører rumling når de passerer. Strukturlyd skaper særlig problemer der både bane og bygninger ligger på fjell eller hard mark.

Strukturlyd oppleves ofte som mer plagsom enn lyd som overføres via lufta ved samme lydnivå, siden strukturlyden gjerne stråler fra alle flater i rommet og er vanskelig å retningsbestemme. Strukturlyd kan være dominerende i rom som vender bort fra eller er skjermet i forhold til banen. På samme måte som for vibrasjoner, kan virkningen av tiltak mot lyd som overføres via lufta få begrenset effekt på plagegrad der strukturlyden blir dominerende.

I rom som vender ut mot banen, vil vanligvis luftoverført lyd gi høyere nivåer enn strukturlydoverføringen. Grenseverdien for innendørs støy i forurens¬nings¬forskriften kapittel 5 gjelder her for summen av luftlyd og strukturlyd. Tidligere studier av støyforholdene i for eksempel Gamlebyen i Oslo, har konkludert med at når grensen settes som tidsmidlet (ekvivalent) lydtrykknivå på 35 dBA, kan man neglisjere bidrag fra strukturlyd i rom ut mot banen. Når grensen settes til, for eksempel 30 dBA, må man imidlertid ta med bidraget fra strukturstøy. Hvis man skal overholde grensen på 30 dBA, må det i de fleste situasjoner gjennomføres strukturlydreduserende tiltak. For grenseverdier for strukturlyd, se for øvrig Retningslinje for behandling av støy i arealplanlegging (t-1442).

Strukturlyd forplanter seg gjennom hardt medium. En bedre betegnelse på strukturlyden kan derfor være «konstruksjonsforplantet lyd». Strukturlyd ligger i frekvensområdet 30–1000 Hz. Strukturlyd forplanter seg best i godt fjell, og kan generere problemer for bygninger inntil 50 m fra sporet den.

For strukturlyden er det en fordel med myk underbygning, i motsetning til lavfrekvente vibrasjoner hvor det er en fordel med stiv underbygning.

Strukturlydnivåene oppleves ofte i rom som vender vekk fra banen. Mye av støyen kommer fra sekundæreffekter av vibrasjoner,for eksempel skrangling av inventar og utstyr og knaking i paneler, som skyldes at bygningene rister.

Dempingsbehov mot strukturlyd må vurderes i det enkelte prosjekt. I noen tilfeller er det ikke behov for tiltak, i andre spesielle tilfeller kan dempings¬behovet være mer enn 10 dB. Dette regnes imidlertid som sjeldent, og 10 dB demping vil representere en øvre grense for dempingsbehov.


Figur 6: Situasjon a kan gi strukturlyd fra jernbane. Situasjon b kan gi følbare vibrasjoner fra jernbane.

3 Opplevelse av luflyd/støy, strukturlyd og vibrasjoner

3.1 Opplevelse av støy

Mennesker reagerer ulikt på støy. Det er derfor vanskelig å fastsette grenseverdier som tilfredsstiller alle. Om et bestemt lydnivå kan aksepteres, avhenger av mange forhold: tid, sted, lydens art, subjektive reaksjoner, sinnstilstand og lignende.

Støy kan gi negativ innvirkning på søvn og samtale. De vanligste innvirkningene på søvn er:

  • vekking
  • problem med å falle i søvn
  • redusert søvntid i viktige søvnfaser
  • generelt forstyrret søvnmønster

Søvnkvaliteten blir redusert av støy. Dersom søvn og hvile er dårlig over lengre tid, kan dette få helsemessige konsekvenser. Mangel på søvn medfører dessuten dårligere prestasjonsevne og mindre velvære på dagtid. Risikoen for urolig søvn er avhengig av alder og individ.

Støy forstyrrer alle former for talekommunikasjon ved for eksempel lytting til radio/TV, undervisning, samtaler m.m. Støy som ofte forstyrrer samtale og undervisning kan hemme den språklige utviklingen for barn og ungdom.

Støy kan også være en stressfaktor som gir fysiologiske skadevirkninger. Støy kan videre redusere trivselen. Med et gjennomsnittlig utendørs støynivå for veitrafikk på 55–60 dBA vil om lag 10–15 % av en «normal» befolkning være sterkt forstyrret. Ved 70 dBA utendørs vil tilsvarende prosentvise andel sterkt plaget øke til om lag 40 %.

Om støy fra en eller flere kilder kan aksepteres, avhenger heller ikke bare av det absolutte lydtrykknivået, men også av den relative verdien i forhold til andre støykilder. Lyder overdøver og maskerer hverandre gjensidig. Lyd fra en kilde er vanskeligere å oppfatte jo svakere den er i forhold til en annen kilde. Med mer enn 10 dB forskjell i lydtrykknivå fra to kilder, vil den svakeste kilden ikke ha noen måleteknisk og beregningsmessig betydning, dersom frekvensspektrene ikke avviker vesentlig fra hverandre.

Grensen for akseptabel støy i rom settes ut fra krav til forskjellige aktiviteter, søvn og hvile, taleforstålighet, konsentrasjon m.m.

En levekårsundersøkelse foretatt i Norge (TØI, 1997) viser at de samfunnsmessige konsekvenser av støy fra samferdsel kan oppsummeres som følger:

  • Veg er den klart dominerende støykilden
  • Samferdselsstøy er et av de viktigste bomiljøproblemene
  • Søvn og hvileforstyrrelser er viktigste ulempe
  • Andel utsatt for støy har økt de siste 15 årene

3.1.1 Jernbanestøy kontra vegtrafikkstøy

Undersøkelser viser at støy fra jernbane generelt oppfattes som mindre plagsomt enn for eksempel vegtrafikkstøy ved samme lydtrykknivå. De fleste undersøkelsene tar utgangspunkt i utendørs støy, ettersom innendørs nivåer er vanskeligere å beregne.

Sammenligning av vegtrafikkstøy og jernbanestøy synes å vise at jernbanestøy er mer forstyrrende for kommunikasjon (samtaler, telefonsamtaler, radiolytting, TV-titting) enn vegtrafikkstøy. Derimot forstyrrer jernbanestøy mindre enn vegtrafikkstøy for forhold som konsentrasjon, hvile og rekreasjon og søvnforstyrrelser.

Tar man utgangspunkt i utendørs støy, ser man videre at folk aksepterer i gjennomsnitt 5 dB høyere nivå fra jernbane enn fra veg, spesielt for (tidsmidlede) nivåer over 55–60 dBA. Dette henger sammen med:

  • Faste tidspunkt for støyhendelser (togpasseringene)
  • Ofte lange, stille perioder
  • Frekvensfordeling for togstøyen, som er mer høyfrekvent enn vegtrafikk, noe som også ofte gir bedre fasadeisolasjon og skjermeffekt for tog- enn for vegtrafikkstøy
  • Toget er mer akseptert som støykilde

For nivåer over 60 dBA er gjennomgående enn «jernbanebonus» på 5 dB i forhold til vegtrafikkstøy, innarbeidet i de fleste europeiske land, som følge av forholdene nevnt under opplevelse av de ulike kildene over.


Figur 7: Gjennomsnittlig plagegrad, SPI (støyplageindeks), for ulike kilder. Basert på grunnlagsmateriale for annoyance score (Miedema, 1998/1999), SFT (2000) og senere justeringer.



Figur 8: Opplevelse av veg- og jernbanestøy i Tyskland. Basert på omfattende spørreundersøkelser 1997/98.

3.1.2 Støy fra godsterminaler

Skifteområder har virksomhet som gir støy med spesiell, særlig sjenerende karakter. Karakteristisk for støy ved skifteområder er at den er stadig vekslende, skrikende og impulsiv. Ved de samme ekvivalentnivåene synes det som om støy fra ordinær togtrafikk er mindre sjenerende enn støy i forbindelse med skifting og støy fra vedlikeholdsarbeid på jernbanen. Dette tross undersøkelser som viser at stasjonert tog med hjelpeoperasjoner (kompressorer, kjøleelementer, generatorer, bremseapparater m.v.) støyer mindre enn passerende tog selv i lav hastighet (30 km/t).

De vesentligste bidragene til støybelastning stammer fra kurveskrik, stoppesko, skinnebremser, bufferstøt og motorstøy fra ventende lokomotiver, kjørende lokomotiver med og uten vogner og kjølevogner. Spesielt skapes det mye støy når godstog stopper som følge av bufferstøt, hvin fra bremser, frigjøring av trykkluft osv.

På de skifteområdene hvor høyttaleranlegg er i bruk, kan denne støyen være den mest sjenerende for naboer, fordi denne støyen er informasjonsbærende og derved vekker oppmerksomhet.

Siden støy fra godsterminaler skiller seg fra støy fra vanlig jernbanetrafikk, er det egne grenseverdier for støy fra denne typen virksomhet. Anbefalte støygrenser for havner og terminaler (uten impulslyd) i T-1442 er Lden 55 dB (gjennomsnitt over året) på uteplass og utenfor rom til støyfølsom bruk, samt Lnight 45 dB og maksimalnivå L5AF 60 dB utenfor soverom om natten. Dersom virksomheten gir støy med impulskarakter skjerpes Lden-kravet til 50 dB. For kilder med store variasjoner i aktivitet bør det benyttes krav til støy i driftstiden.


3.2 Andel berørte av støy utendørs i Norge

Fra veg er antall berørte med utendørs støy Lp,A,24h > 50 dB over 1,4 mill. personer i 2007, til sammenligning var tallet for jernbane 60 000. Støy fra veitrafikk står for omlag 80 % av støyplagen i Norge, mens jernbane forårsaker ca. 4 %. ( SSB, 2009). Tabellen viser tall for flere kilder og utviklingen fra 1999-2007, og er basert på SSBs nasjonale støymodell.


Antall personer eksponert for ulike støynivåer for den enkelte kilde1. Utvikling fra 1999–2007
1999 2006 2007
Vegtrafikk 1 271 200 1 383 500 1 445 700
Jernbane 88 600 56 900 60 000
Luftfart 35 100 26 100 28 100
Industri3 21 500 20 500 22 000
Annen næring3 16 800 17 200 16 600

1 Det kan ikke uten videre summeres mellom kildene.
2 Beregnes fra 55 dBA. Veitrafikk refererer til 2005.
3 Beregnes med nedre grense 48 dBA.


3.2.1 Utvikling av antall støyutsatte

For jernbanens del viser tallene en kraftig nedgang i antall støyutsatte. En del av forklaringen bak dette er imidlertid overestimering av trafikktallene, spesielt for godstrafikk, fra 1999. Den totale utviklingen i støyplage (for alle kildene samlet) har likevel økt i perioden blant annet fordi antall personer utsatt for vegtrafikkstøy har økt med nesten 14 %.

3.2.2 Nasjonale mål for støy

Regjeringen fastsatte i 2007 et nasjonalt mål for reduksjon av støy og støyplage fram mot 2020. Målsetningen er delt i to punkt:

  1. Støyplagen skal reduseres med 10 prosent innen 2020 i forhold til 19991).
  2. Antall personer utsatt for over 38 dB innendørs støynivå skal reduseres med 30 prosent innen 2020 i forhold til 20052).

1) Beregnet uten befolkningsvekst.
2) Det nasjonale målet om reduksjon i antall personer utsatt for over 38 dB innendørs støynivå, tar utgangspunkt i overordnede beregninger av antall støyutsatte boliger der beregningene er foretatt med skjematisk fasadedemping uten hensyn til ventiler i fasade.

Dette målet er bakgrunn for å gjøre støyreduserende tiltak innen alle samferdselssektorene. Et av tiltakene for å nå målet er revisjon av forurensningsforskriften kapittel 5 med innstramming av krav til innendørs støy.

3.2.3 Kartlegging av jernbanestøy

Jernbaneverket er pålagt å kartlegge støyutbredelse langs jernbanenettet. Dette er både knyttet til forurensningsforskriften kapittel 5, og til det nasjonale målet for støy. Første kartlegging ble gjennomført i 1998-1999, og kartleggingen skal oppdateres hvert femte år. Forrige oppdatering ble gjort i 2007, men da kun på bakgrunn av endring i trafikktall siden trafikken gikk ned med ca. 30 % fra 1999–2007 (???. I 2010 gjennomførte Jernbaneverket en ny fullstendig kartlegging av hele det norske jernbanenettet. Dette ble gjort for å forbedre datagrunnlaget på nasjonalt nivå. Det ble utviklet en modell i beregningsverktøyet CadnaA som kan brukes videre bl.a. til å generere støysonekart iht. T-1442 og strategisk støykartlegging. Kartleggingen ble gjort på bakgrunn av trafikktall fra 2009 og representerer dermed situasjonen dette året.

Resultater fra Jernbaneverkets kartlegging er vist i følgende to tabeller. Totalt antall personer med Lp,A,24h >55 dB er anslått til ca. 61 000.


Estimert antall personer i intervaller av Lp,A24h utendørs 2009.
Lp,A,24h ute 50–55 55–60 60–65 65–70 70–75 >75
antall personer 59 893 35 490 19 634 4 647 1 225 141



Antall bygninger med Lp,A,24h utendørs, beregnet som frittfeltverdi i fasadeplanet.
Nr Fylke 40–45 45–50 50–55 55–60 60–65 65–70 70–75 75–80 80–85 85–90
1 Østfold 2 767 3 661 1 794 813 526 227 14 1
2 Akershus 4 497 8 176 6 020 3 312 1827 811 148 12 2
3 Oslo 1 821 2 742 1 856 1 104 576 209 120 41 3 1
4 Hedmark 2 340 3 523 2 259 1 130 685 303 49 6
5 Oppland 1 850 2 471 1 511 827 451 142 14
6 Buskerud 3 895 5 442 3 355 1 823 1 042 293 39 3
7 Vestfold 1 017 1 815 1 188 545 425 126 10 2
8 Telemark 857 1 047 714 342 248 45 1
9 Aust-Agder 138 236 158 73 31 3
10 Vest-Agder 591 890 739 394 173 34 1
11 Rogaland 1 022 1 234 665 380 225 72 1
12 Hordaland 729 1 043 618 338 199 80 24
14 Sogn og Fjordane 21 41 20 8 2
15 Møre og Romsdal 115 108 75 73 6 1
16 Sør-Trøndelag 1 942 2 700 1 655 817 481 54 1
17 Nord-Trøndelag 1 613 2 456 1 303 593 261 35 1
18 Nordland 2 096 2 689 1 445 684 148 11 1
Sum 27 311 40 274 25 375 13 256 7 304 2 448 424 65 5 1

3.2.4 Støyplageindeks (SPI)

Jernbaneverket bruker støyplageindeks (SPI) som mål på støyplage fra jernbane. Denne indeksen beregnes ut fra gjennomsnittlig plagegrad (GP) knyttet til utendørs lydnivå per kilde slik at de som er utsatt for høye nivåer blir vektet mer enn de som er utsatt for lavere.

Ligningene for generell plagegrad er basert på Miedema[ref] og senere tilpassing av SINTEF og Klif. Figur 7 viser kurve for generell plagegrad for ulike kilder. For jernbane beregnes generell plagegrad som


[math]\text{GP} = 1.58 (\text{L}_{\text{den}}-45.4) [%][/math]


der Lden er frittfelt dag- kveld- nattnivå i fasadeplanet.

SPI beregnes ved å multiplisere antall bosatte per bolig med GP for den aktuelle boligens lydnivå. Merk at ligningen over gir GP i prosent slik at SPI beregnes som


[math]\text{SPI} = \frac{\text{GP}\cdot n_{\text{personer}}}{100}[/math]


SPI er en indeks og har følgelig ingen benevning. Hvis man likevel skal gi en forklaring på hva tallet beskriver, så er det antall personer som er 100 % plaget. For jernbane vil det si antall personer utsatt for ca. Lden 85 dB.

I 2010 var SPI for jernbane ca. 21 500.

3.3 Erfaringer med strukturlyd

Overføring av vibrasjoner fra jernbane til boliger er et tema som har fått særlig oppmerksomhet de siste 15–20 årene. Det var først i forbindelse med prosjekteringen av Gardermobanen at problematikken ble tatt opp i full bredde i Norge. I senere tid har det også blitt gjort utredninger i forbindelse med utbyggigngen av Askerbanen.


Figur 9: Viktige frekvensområder for strukturlyd og luftlyd.


Strukturlyd sees ofte i sammenheng med luftlydbidrag til innendørsnivå på åpne strekninger. For tunneler og løsninger med «lokk» vil strukturlyd ofte alene virke inn på utbredelse av støy i bygninger og rom.

Eksempel
Jernbane under lokk og i tunnel gir situasjoner hvor den strukturoverførte støyen fra skinnegangen vanligvis betyr mer enn den luftoverførte, og da særlig oppover i bygget. Uten tiltak kan man i lokksituasjoner få maksnivåer opp i over 60 dB i de nederste etasjene, og over 50 dB lenger oppover i bygget.


Figur 10:Støy og vibrasjoner fra jernbanen under lokk og i tunnel i fjell.

3.4 Vibrasjonsproblemets omfang

3.4.1 Vibrasjoner som problem

Det finnes enkeltstående undersøkelser av vibrasjonsnivåer i mark og bygninger i Norden, men ikke noen systematisk kartlegging av problemomfang. I Sverige er det gjennomført feltundersøkelser av sjenansemessige forhold for kombinasjonen jernbanestøy og vibrasjoner.

I likhet med støy fra togtrafikken gir heller ikke vibrasjonene fysiologiske skader. Men de kan oppleves som forstyrrende og ubehagelige, og som konsekvens gi psykologiske og andre helseproblemer.

Fysiologiske effekter
Selv om vibrasjonene fra togtrafikk ikke gir direkte skader for mennesker som oppholder seg i bygninger nær bane, kan de bidra til å forsterke stressreaksjoner som gir økt hjerteaktivitet, høyere puls, raskere åndedrett og økning i hormonproduksjon.

Psykologiske effekter
Vibrasjonene kan virke forstyrrende på forskjellige måter. De kan gi søvnproblemer (vekking, søvnkvalitet og vansker med innsovning), konsentrasjonsvansker, eller bare en allmenn følelse av tretthet. Reaksjonene er svært person- og situasjonsavhengig.

Det må forventes at vibrasjonene blir oppfattet som en klar ulempe når de opptrer flere ganger i timen og har styrke over 0,3–0,6 mm/s (se avsnitt om NS 8176). Kombinasjonen av vibrasjoner og støy medfører at sjenansen kan bli vesentlig, selv ved lavere vibrasjonsnivå. Det samme gjelder dersom bevegelsene skaper klirre- eller skranglelyder i bygningsdetaljer eller innbo.

Undersøkelsene har vist at det er stor uklarhet omkring hvordan et tog i bevegelse forårsaker lavfrekvente vibrasjoner i bakken. Slike vibrasjoner er dominerende på bløt og middels fast grunn. For de kjørehastigheter som er aktuelle for tog i Norge i dag og i rimelig tid fremover, er mekanismen ganske komplisert. Lavfrekvente vibrasjoner for jernbanetrafikk på bane på bløt grunn oppstår ved en virkningsmekanisme som følger:

De lavfrekvente vibrasjonene skyldes at de statiske lastene fra hvert toghjul beveger seg. Dynamiske komponenter i hjullastene er av underordnet betydning. Hvert hjul som flytter seg langs banen sender for hver posisjon ut vibrasjoner i bakken. Disse blir imidlertid nær motvirket av vibrasjoner som hjulet sender ut fra alle de andre posisjonene det kjører gjennom. Er banen helt kontinuerlig og bakken perfekt homogen, blir motvirkningen total. Da blir det ingen vibrasjoner, bare en kvasistatisk deformasjon som følger toget. Punktvis opplagring av skinnen, inhomogeniteter i banen og undergrunnen, vibrasjonsreflekterende flater i grunnen, etc., resulterer imidlertid i at det blir gjenværende vibrasjoner.

3.4.2 Vibrasjonenes konsekvenser for bygninger og utstyr

Vibrasjoner kan påvirke bygninger slik at skader oppstår. Det er ikke mulig å angi nøyaktig ved hvilket vibrasjonsnivå dette skjer. Dette avhenger bl.a. av frekvens, konstruksjon, materialbruk, bygningsfundament og tilstand. Vibrasjoner fra jernbanetrafikk gir normalt sett ikke skader på bygning. Man kan imidlertid ikke utelukke en viss risiko for bygninger nær bane med mye eller tung trafikk, der grunnforholdene er dårlige eller ustabile. Spesielt bør oppmerksomheten rettes mot eldre bygninger, ved flytting av bane nærmere bygning, vesentlig endring av trafikkforholdene (høyere fart, tyngre tog, flere tog osv.), og ved reduksjon av vedlikeholdsstandard langs spor og på rullende materiell.


Figur 11: Forventede vibrasjoner i boliger ved Lindeberg. Forskjell mellom ulike togtyper.


I noen tilfeller kan det være aktuelt å vibrasjonsisolere gulv eller utstyr i bygninger der følsomme instrumenter og presisjonsutstyr eller lignende brukes.

3.4.3 Opplevelse av vibrasjoner

Togtrafikken skaper markbevegelser i frekvensområdet ca. 1–100 Hz. De høyeste frekvensene dempes lett gjennom bane, grunn og bygning, mens vibrasjonene i frekvensområdet 10–50 Hz ofte forsterkes av bygningresonanser, og blir dominerende innendørs. Styrken av vibrasjonene måles enten som effektivverdien av utsving (mm), hastighet (mm/s) eller akselerasjon (mm/s2). Effektivverdien kalles ofte RMS, og er en middelverdi målt over 0,1–1 sekund.

Sammenhengen mellom disse enhetene er:

[math]a = 2\pi\cdot f \cdot v[/math]
[math]v = 2\pi\cdot f \cdot s[/math]

der [math]a[/math] er akselerasjon, [math]f[/math] er frekvens, [math]v[/math] er hastighet og [math]s[/math] er utsving.

Følelseterskelen for mennesker er ca. 0,1–0,3 mm/s i frekvensområdet 10–100 Hz. Svakere vibrasjoner enn dette vil normalt ikke bli oppfattet.

Effektivverdien eller «styrken» av vibrasjonene som blir skapt av trafikken varierer over tid og når en topp hver gang toget passerer. Selv om vibrasjonene fra et enkelt tog kan være følbare, behøver de ikke nødvendigvis skape vesentlige ulemper dersom passeringene bare skjer en sjelden gang. Både styrke og antall hendelser må derfor være kjent dersom det skal være mulig å vurdere omfanget av ulempene. Dette kan gjøres ved at en langtids middelverdi av vibrasjonene brukes som måleenhet, som et supplement til effektivverdien i passeringsøyeblikket (maksimalverdien), på samme måte som for støy.

Virkningskurver for grad av plage
Personer reagerer forskjellig på vibrasjoner i bolig. Samtidig finnes det en klar sammenheng mellom styrken av vibrasjoner og hvor mange som reagerer på dem. Denne sammenhengen kan beregnes og tegnes ut i form av virkningskurver. Virkningskurver for plage i figur 12 viser ulik grad av plage i en befolkning ved en gitt vibrasjonsbelastning (fra NS 8176).

Statistiske analyser har vist at vibrasjonsvirkninger fra ulike transportkilder (veitrafikk, jernbane og t-bane/trikk) er de samme ved en gitt vibrasjonsbelastning. Virkningskurvene som er vist i dette tillegget, skiller derfor ikke mellom ulike vibrasjonskilder. Kurvene viser den gjennomsnittlige virkningen i befolkningen, og det fremkommer således ikke fra kurvene at spesielle grupper kan være mer følsomme for vibrasjoner, eller utsatt for flere miljøbelastninger.


Figur 12: Prosentandel personer med ulik grad av plage av vibrasjoner i bolig, plottet mot beregnet statistisk maksimalverdi for veid hastighet, vw,95 i mm/s.

Tegnforklaringer
1 Merker vibrasjoner
2 Meget, en del og litt plaget av vibrasjoner
3 Meget og en del plaget av vibrasjoner
4 Meget plaget av vibrasjoner


Fra virkningskurvene i figur 12 fremgår det eksempelvis at ca. 10 % av personene er meget plaget av vibrasjoner i bolig ved en vibrasjonsbelastning, vw,95 på 0,5 mm/s. Totalt vil ca. 40 % være plaget (dvs. andelen meget, en del og litt plaget) ved denne vibrasjonsverdien. Kurvene er stiplet under 0,1 mm/s på grunn av at det er usikkerhet i befolkingsrespons ved lave vibrasjonsverdier nær føleterskel.

3.4.4 Kombinasjon av støy og vibrasjoner, feltundersøkelser

Generelt
I mange tilfeller erfarer man i forbindelse med vibrasjoner i bygninger, at det samtidig forekommer lavfrekvent støy, og at innbo, vinduer og bilder osv. rister. Summen av slike samlede virkninger av støy og vibrasjoner vil sannsynligvis utgjøre den totale plagen for beboerne. Hvis man bedømmer reaksjoner kun ut fra målte vibrasjoner, vil den totale plagen kunne bli underestimert. Til i dag har man internasjonalt ikke kommet fram til noen metode for måling eller evaluering av den totale plage der samlede virkninger er inkludert.

Sammenhenger mellom plager på grunn av støy og vibrasjoner
I vurdering av reaksjoner på grunn av vibrasjoner i bygninger er støy en viktig parameter, som i tillegg til vibrasjonene, vil påvirke den totale plage, og man bør alltid ta begge forhold i betraktning. Det er gjennomført en del laboratorieundersøkelser og sosiologiske feltundersøkelser om samlede virkninger av støy og vibrasjoner. Resultatene fra undersøkelsene avviker noe fra hverandre, men noen hovedkonklusjoner kan trekkes og er oppsummert i det følgende.

Sammenheng mellom samlede virkninger av støy og vibrasjoner avhengig av om det er støy eller vibrasjoner som dominerer:

  • støy vil dominere sjenanseopplevelsen hvis vibrasjonene er moderate og støyen er kraftig
  • vibrasjoner vil dominere sjenanseopplevelsen hvis vibrasjonene er kraftige og støyen er moderat
  • for andre kombinasjoner av vibrasjoner og støy er det mer usikkert om støyen eller vibrasjonene er den mest dominerende kilden for opplevelse av plage eller sjenanse. Det er likevel påvist at vibrasjoner oppleves som mer forstyrrende, når det samtidig forekommer støypåvirkning.

På steder med midlere eller lave vibrasjonsverdier (tilsvarende klasse C eller bedre), og høye innendørs støynivåer, vil støy være den dominerende plagen for beboerne.

På steder med kraftige vibrasjoner (høyere enn klasse C) kan i mange tilfeller vibrasjoner være den dominerende plagen. Den totale plagen vil være betydelig høyere enn tilsvarende total plage på steder med samme støynivå, men lave vibrasjoner.

Hvis en bygning eksempelvis støyskjermes eller fasadeisoleres slik at man har lave støynivåer innendørs, vil man på steder der det er høye vibrasjoner, ikke oppnå særlig reduksjon i den totale plagen på grunn av virkninger av vibrasjoner.

I Sverige er det foretatt en større spørreundersøkelser vedrørende folks oppfatning av støy og vibrasjoner.

Konklusjonene av undersøkelsene er:

  • Leq er av betydning ved lave vibrasjoner
  • Størrelsen på Lmax er av betydning ved kraftige vibrasjoner


Figur 13: Forholdet mellom påvirkning av maksimalstøy og vibrasjoner, Sverige 1994.


Undersøkelsene viser videre at folk opplever forstyrrelsene som større ved samtidig påvirkning av støy og vibrasjoner. Boligkonstruksjon og grunnforhold er imidlertid svært avgjørende for størrelsen på støy- og vibrasjonsnivåene.

4 Grenseverdier og forskrifter

Teknisk spesifikasjon for interoperabilitet (TSI) på det transeuropeiske jernbanenettet har en del om støy fra rullende materiell (TSI støy). Denne TSI-en gir grenseverdier for støyemisjon fra nytt og vesentlig opprustet materiell. Disse reglene gjelder EU og EØS og dermed også i Norge. Det er så langt ingen internasjonale grenseverdier, eller anbefalte sådanne, som gjelder spesielt for strukturlyd og vibrasjoner.

De fleste land har nasjonale grenseverdier som f.eks. brukes ved planlegging av nye baner og utbyggingsområder ved bane.

Der hvor grenseverdier for jernbane eksisterer er disse gjennomgående 5 dB lavere enn tilsvarende verdier for støy fra vegtrafikk. Det foregår imidlertid en diskusjon i flere land om dette er riktig for døgnekvivalente støynivåer under 60 dB, se avsnitt om grenseverdier i andre europeiske land.

4.1 Forskrifter for jernbanestøy, eksisterende anlegg

For eksisterende baner gjelder forurensningsforskriftens kapittel 5. Dette kapitlet trådte i kraft 1.1.2005 og er en videreføring av «Forskrift om grenseverdier for lokal luftforurensning og støy» fra 1997. Grenseverdiene for støy fra eksisterende anlegg er imidlertid de samme.

Forskriften krever tiltak på de boliger hvor innendørs støynivå (Lp,A,24h) er over 42 dB i gjennomsnitt over døgnet. Det skal videre foretas kartlegging av boliger berørt av støynivå over 35 dB innendørs. Kartleggingen skal oppdateres hvert femte år. For status av kartlegging av jernbanestøy knyttet til denne forskriften, se [Støy og vibrasjoner#Kartlegging av jernbanestøy|avsnitt om kartlegging].

4.2 Grenseverdier for jernbanestøy, nyanlegg

Miljøverndepartementets retningslinje for behandling av støy i arealplanlegging (T-1442) ble fastsatt av Miljøverndepartementet 26.1.2005. Retningslinjen gjelder utendørs støyforhold ved planlegging av de viktigste støykildene i ytre miljø, og arealbruken i støyutsatte områder. Siden T-1442 er en retningslinje er den ikke hjemlet i noen lov og dermed heller ikke juridisk bindende i seg selv. For at grenseverdiene skal gjelde, må retningslinjen legges til grunn i f.eks. en reguleringsplan. Det som står i reguleringsplanen er juridisk bindende med hjemmel i plan- og bygningsloven. Følgende tabell viser grenseverdiene som anbefales av retningslinjen for nye anlegg.


Anbefalte grenseverdier for støy, T-1442, som benyttes for nye anlegg.
Støykilde Støynivå på uteplass og utenfor rom med støyfølsom bruk Støynivå utenfor soverom, natt kl. 23–07
Veg 55 Lden 70 L5AF
Jernbane 58 Lden 75 L5AF
Flyplass 52 Lden 80 L5AS
Industri, havner og terminaler Uten impulslyd: 55 Lden
Med impulslyd: 50 Lden
45 Lnight, 60 L5AF


For oppføring av nybygg med støyfølsomt bruksformål nær eksisterende støykilde anbefales de samme utendørs støynivåene som for nye anlegg. I tillegg vises det til teknisk forskrift til plan- og bygningsloven (TEK). TEK angir funksjonskrav for lydnivåer i forbindelse med utendørs kilder. Selve forskriften og veiledningen tallfester ingen grenseverdier, men man anser at funksjonskravene er tilfredsstilt når man følger anbefalte grenseverdier i NS 8175, Lydforhold i bygninger. Lydklasser for ulike bygningstyper. Standarden beskriver de ulike lydklassene som følgende:

  • klasse A: Tilsvarer lydmessig spesielt gode forhold hvor berørte personer kun unntaksvis blir forstyrret av lyd og støy.
  • klasse B: Tilsvarer tydelig bedre lydforhold enn de minste krav som er gitt i klasse C, og betraktes som god lydstandard. Berørte personer kan bli forstyrret av lyd og støy til en viss grad.
  • klasse C: Angir de grenseverdier for nybygde hus som tilsvarer intensjoner for minstekrav i byggeforskrift.

MERKNAD: Inntil 20 % av berørte personer i boliger kan forventes å bli forstyrret av lyd og støy.

  • klasse D: Angir grenseverdier for eldre bygninger som ofte oppnås i praksis ved rehabilitering. Tilfredsstiller ikke byggeforskriftenes krav til byggemeldingspliktige arbeider.

MERKNAD: En stor andel av personer kan forventes å bli forstyrret av lyd og støy i boliger av klasse D, og ved rehabilitering bør de minste kravene til byggeforskriften etter klasse C etterstrebes, men klasse D kan brukes der det er vanskelig å oppnå krav i klasse C.

For nye boliger er minstekravet klasse C. Følgende tabell viser grenseverdier for lydklassene for boliger.


Lydklasser for boliger
Type brukerområde Målestørrelse Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D
I oppholds- og soverom Lp,A24h 20 25 30 35
Lp,AFmax 22 27 32 37


4.2.1 Støysonekart

Med unntak for bygge- og anleggsvirksomhet innfører retningslinjen soner som metode for å beskrive støybelastning i utsatte områder. Intensjonen med slike soner er å få en enhetlig beskrivelse og mer koordinert vurdering av støy på tvers av kilder. Dette skal gi kommunene et verktøy i arealplanleggingen, slik at man kan redusere støyproblemene over tid. Støykildeeierne forventes å hjelpe kommunene i arbeidet ved å utarbeide kart som viser støyen fra deres virksomhet.

Kartene skal fremstille to støysoner:

  • rød sone, nærmest støykilden, angir et område som ikke er egnet til støyfølsomme bruksformål, og etablering av ny støyfølsom bebyggelse skal unngås
  • gul sone er en vurderingssone, hvor støyfølsom bebyggelse kan oppføres dersom avbøtende tiltak gir tilfredsstillende støyforhold.

Grensene for sonene er avhengig av både døgnekvivalent støynivå og maksimalverdier i nattperioden. Følgende tabell viser kriteriene for soneinndeling. Støysonekartet bør vise nåværende støysituasjon samt en prognose 10–20 år fram i tid. Figur 14 viser et eksempel på hvordan et støysonekart med rød og gul sone kan se ut.


Grenseverdier for gul og rød sone iht. T-1442.
Støykilde Støysone
Gul sone Rød sone
Utendørs støynivå Utendørs støynivå, natt kl. 23–07 Utendørs støynivå Utendørs støynivå, natt kl. 23–07
Veg 55 Lden 70 L5AF 65 Lden 85 L5AF
Jernbane 58 Lden 75 L5AF 68 Lden 90 L5AF
Flyplass 52 Lden 80 L5AS 62 Lden 90 L5AS
Industri, havner og terminaler Uten impulslyd: 55 Lden
Med impulslyd: 50 Lden
45 Lnight, 60 L5AF Uten impulslyd: 65 Lden
Med impulslyd: 60 Lden
55 Lnight, 80 L5AF



Figur 14: Eksempel på støysonekart med rød og gul sone.

4.3 Støy i anleggsperioden

Støy i forbindelse med bygge- og anleggsvirksomhet skiller seg fra støy fra ordinær trafikk på flere måter og har derfor egne anbefalte grenser og praksis for hvordan det skal håndteres.

Noe av det viktigste ved håndtering av støy i anleggsperioden er å varsle naboer i god tid og med rikelig informasjon om arbeidene som skal skje. Tid, sted og ikke minst hva som gjøres og hvorfor samt hvilke støynivå det fører med seg er informasjon som det anbefales å få med i nabovarselet. Erfaring viser at antall klager på støy reduseres betraktelig dersom naboene er varslet på forhånd.

I de tilfellene der det ikke er praktisk mulig å overholde grenseverdiene for anleggsstøy bør naboer få tilbud om alternativt oppholdssted (på hotell el.). En del velger likevel å avslå et slikt tilbud og blir værende i hjemmet selv om det er høye støynivåer utenfor.

4.4 Grenseverdier i andre europeiske land

I de ulike europeiske landene er undersøkelser av støypåvirkning vært et hjelpemiddel til bestemmelse av støygrenser. Definerte støynivåer med antatt kjent virkning (f.eks. i form av antall sterkt plagede personer) danner grunnlaget for grenseverdiene.

Resultatet er fastsatte grenseverdier i enkelte land eller anbefalte grenseverdier i andre land. Dette gjelder for støy fra både flytrafikk, vegtrafikk og jernbane.

For jernbanestøy er de spesifikke grenseverdier påvirket av flere faktorer, bl.a.:

  • Spørreundersøkelser viser at opplevelsen av ellers like støynivå varierer fra område til område avhengig av lokale faktorer innvirker på resultatene. Ordlyden i spørsmålene er også viktig ved sammenligning av disse.
  • De fleste studier av jernbanestøy viser at gradvis høyere støynivå gir gradvis økning i andelen personer sterkt plaget av støy. Det er med dette vanskelig å definere en kritisk støyverdi. Dette medfører at hver nasjon velger sin egen standard eller anbefalte støygrense.
  • Enkelte standarder eller anbefalte grenser baserer seg på «akseptable» støygrenser. Andre nasjoner foretrekker verdier som aldri bør overskrides.
  • Studier omkring vegtrafikkstøy har vært mere omfattende enn studier om jernbanestøy. I en rekke land har grenseverdiene i retningslinjer og forskrifter for vegtrafikkstøy vært utgangspunktet for grenseverdier for jernbanetrafikk. Det er ofte gitt en 5 dB «bonus» for jernbanestøy grunnet større aksept av denne ved ellers samme nivå.
  • Enkelte land foretrekker bruk av lydnivåer inkludert fasaderefleksjon (1–2 m fra bygningens fasade) i grenseverdier eller som anbefalte verdier, andre benytter frittfeltsverdier. Forskjellen mellom disse er omlag 3 dB.

Det er allmenn enighet om at standarder eller anbefalte verdier skal uttrykkes i ekvivalente verdier (døgnekvivalent eller periodebasert på timer for f.eks dag-, kveld-, nattekvivalente perioder). De fleste studier viser at ekvivalente verdier korrelerer rimelig bra med folks opplevelse av støynivåene.

4.5 Grenseverdier for strukturlyd og vibrasjoner

4.5.1 Grenseverdier strukturlyd

Det eksisterer ikke forskrifter eller retningslinjer for strukturlydnivå fra veg eller jernbane. Her gjelder derfor i utgangspunktet de samme grensene som luftlyd gjennom fasader.

Støykilder som man ikke kan se passere, sjenerer vanligvis mer enn dem som man kan se. Støy fra tunneler/lokk kan derfor være et problem selv om de generelle støykravene er overholdt.

I rom som vender ut mot banen, vil vanligvis luftlydoverføringen gi høyere støynivåer enn strukturlydoverføringen. Grenseverdien for innendørs støynivå gjelder her for summen av luftlyd og strukturlyd. Tidligere studier om støyforholdene i for eksempel Gamlebyen, Oslo, har konkludert med at når ved ekvivalent støynivå på 35 dB, kan man neglisjere bidrag fra strukturstøy i rom ut mot banen. Når ekvivalentnivået er nede på 30 dB, må man imidlertid ta med bidraget fra strukturstøy. Hvis man skal overholde grensen på 30 dB, må det ofte gjennomføres strukturstøyreduserende tiltak.

Her er anbefalt for trafikk fra kulverter og tunneler brukt de samme grenseverdier for maksimalt A-veid lydtrykknivå Lp,AFmax i sove- og oppholdsrom som for tekniske installasjoner gitt i NS 8175, se ???.

Hvilke grenseverdier som skal benyttes avtales mellom utbygger (bolig- eller baneutbygger) og den aktuell kommune.

4.5.2 Grenseverdier for vibrasjoner

NS 8176 Vibrasjoner og støt – Målinger i bygninger av vibrasjoner fra landbasert samferdsel og bedømmelse av vibrasjonspåvirkning på mennesker angir fire vibrasjonsklasser basert på ulik grad av opplevd plage eller forstyrrelse på tilsvarende måte som for støy i NS 8175.

NS 8176 fastsetter også en målemetode for vibrasjoner i bygninger forårsaket av landbasert samferdsel (vei- og skinnegående trafikk), samt kriterier for bedømmelse av helkroppsvibrasjoner i boliger. Standarden er laget for bruk i relasjon til plan- og bygningsloven, samt helselovgivningen og er en videreføring og tilpasning av de generelle kriteriene for bedømmelse av vibrasjoner etter NS-ISO 2631-1:1985 og 2631-2:1994. Den gjelder ikke vibrasjonskilder i tilknytning til bygg og anlegg, industri, sprengninger, o.l., men inkluderer trafikk til og fra bygg- og anleggsplasser. Standarden gjelder ikke for vurdering av skader på byggverk og konstruksjoner på grunn av vibrasjoner.


Veiledende klasseinndeling for boliger med høyeste grenseverdier av statistisk maksimalverdi for veid hastighet vw,95 eller akselerasjon aw,95.
Type vibrasjonsverdi Målestørrelse Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D
Statistisk maksimalverdi for veid hastighet vw,95 [mm/s] 0,1 0,15 0,3 0,6
Statistisk maksimalverdi for veid akselerasjon aw,95 [mm/s2] 3,6 5,4 11 21


Veiledende vibrasjonsklasser
Statistisk maksimalverdi for veid hastighet eller akselerasjon skal ikke overskride grenseverdiene gitt i ???.

  • klasse A: Tilsvarer vibrasjonsmessig meget gode forhold hvor personer kun unntaksvis vil kunne merke vibrasjoner.

MERKNAD : Personer i boliger av klasse A kan normalt ikke forventes å merke vibrasjoner.

  • klasse B: Tilsvarer vibrasjonsmessig relativt gode forhold.

MERKNAD: Personer i boliger kan til en viss grad forventes å bli plaget av vibrasjoner.

  • klasse C: Tilsvarer anbefalt grenseverdi for vibrasjoner i nye boliger og i forbindelse med planlegging og bygging av nye samferdselsanlegg.

MERKNAD: Ca. 15 % av berørte personer i boliger kan forventes å bli plaget av vibrasjoner.

  • klasse D: Tilsvarer vibrasjonsforhold som bør oppnås for eksisterende boligbebyggelse.

MERKNAD: Ca. 25 % av personer kan forventes å bli plaget av vibrasjoner i boliger av klasse D. Kravene i klasse C bør etterstrebes, men klasse D kan brukes der kostnytte-forhold gjør det urimelig å kreve klasse C.

5 Kilder til luftlyd/støy, samt strukturlyd og vibrasjoner

5.1 Generelt

Støy stammer som tidligere nevnt i hovedsak fra kontakten mellom skinne og hjul. Kvalitet på skinnegang/hjul har derfor stor betydning for luftoverført støy. I tillegg til denne støyen får man også overført strukturlyd. Når togene passerer, vil det overføres vibrasjoner fra hjulene ned i skinnene, og videre via sviller og ballast ned i grunnen. Vibrasjonene forplantes bort til kjelleryttervegg, kjellergulv og fundamenter, og videre inn i bygningen, der det avstråles støy.

Disse tre potensielle sjenansekomponentene må skilles og behandles enkeltvis, både i forhold til mulig forstyrrelse og behov for reduserende tiltak. Til slutt må de sees i sammenheng for å bedømme total ulempe og prioritere valg av tiltak. For beskrivelse av tiltak, se Tiltak mot jernbanestøy.

5.2 Hovedkilder til luftlyd

Luftlyd, støy, genereres i hovedsak ved følgende hendelser/aktiviteter :

hjul og skinner – rullestøy

  • Det dominerende bidraget til støy er forårsaket av berøringspunktet mellom hjul og skinner - rullestøy. Små ujevnheter skaper vibrasjoner i disse komponentene og kraftig lydavstråling.
  • Støy stråler ut fra både hjul og skinner, og begge komponenter kan skjermes.
  • Ved passering av eller kjøring i avvik ved sporveksler.
  • Jernbanebruer, spesielt stålbruer uten ballast.
  • Motorer og vifter. Spesielt gjelder dette dieseldrevet materiell.
  • Ved høye hastigheter (> 270 km/t) skapes sterke virvelstrømmer i luften, vi får aerodynamisk støy (vindstøy). Kontaktledningsanlegg er vanskelig å skjerme og kan gi betydelig bidrag.
  • På godsområder/skiftestasjoner opptrer spesiell støy når last og jernbanevogner håndteres/flyttes (sammenstøt, bremsesystem i skinnegangen, hjulbremsing, kurvehyl, dieselmotorer, vifter/kompressorer mv.).

5.2.1 Støyavstråling fra kontaktflate mellom skinne og hjul

Utallige undersøkelser av jernbanestøyens opphav viser at lydavstråling fra hjul og skinne/sville spiller en helt avgjørende rolle for det totale lydbildet. Denne avstrålingen forårsakes av ujevnheter på kontaktflaten mellom hjul og skinne, som i neste omgang skaper vibrasjoner i disse komponentene. Hjulene er vanligvis godt isolert fra vognkonstruksjonen, skinnene er delvis isolert fra svillene, som igjen er godt isolert fra marken p.g.a. ballasten, i de fleste tilfeller. Hjul, skinne har relativt lav vekt i forhold til de kreftene som overføres i kontaktpunktet mellom skinne og hjul.

Dersom skinnen var helt flat og hjulet helt rundt, ville skinne/sville bare bli trykt ned av togets vekt under passeringen. Men overflateujevnheter, gir i tillegg variasjon i den kraftoverføringen som skjer under hvert enkelt hjul. Det hele kompliseres bl.a. ved at skinnene bare er «punktvis» opplagret på sviller, ballastens og markens egenskaper varierer langs sporet, og togets totalvekt fordeles ujevnt på hjulene.

Både ujevnhetens amplitude og bølgelengde er avgjørende for lydavstrålingen. Bølgelengder fra ca. 10-20 mm til ca. 80-100 mm er viktigst (kjørefart mindre enn ca. 200 km/t). Ujevnhetene trenger ikke å ha en regelmessig karakter for å gi støy (rifler, riller e.l.). Ujevnhetenes amplitude er helt avgjørende for hvilke dynamiske krefter som skapes, og det er i utgangspunktet like viktig om de finnes på skinne eller på hjul.

Hjulslag gir en vesentlig økning i skinne/hjul støy langs hele banen, og er trolig den viktigste grunnen til at det måles en forskjell på inntil ca. 15 dB i A-veid lydtrykknivå mellom de mest stillegående og mest støyende tog av samme type (målinger gjort på type 69). Mye tyder på at hjulslag i tillegg skaper ujevnheter på skinneoverflaten som i neste omgang gir en støyøkning for alle togpasseringene.

Utvikling av ujevnheter på hjul er sterkt avhengig av type bremsesystem, se avsnitt om bremseklosser for godstog.

Hovedårsaken til støygenereringen fra skinnegående trafikk er at vibrasjoner som oppstår på grunn av ujevnheter i skinne og hjul gir støyavstråling. Det avstråles støy først og fremst fra hjul og skinne, men også avstråling fra svillene kan ha betydning. Støyen som genereres er relativt høyfrekvent. Man regner at støyavstråling fra skinnene har størst betydning i frekvensområdet i oktavene 250 til 1000 Hz, mens avstråling fra hjulene ligger noe høyere, i området 500–4000 Hz.


Figur 1: Eksempel på støybidrag fra komponenter som hjul, skinne og sville ved togpassering av ordinært passasjertog.


Støy- og vibrasjonsnivå er avhengig flere forhold som togtyper, hastigheter, hjul- og skinnekvalitet, svilletyper, undergrunn etc.. Når det gjelder hjul og skinne som støykilde er det lite som tyder på at hjul og skinne bør behandles ulikt. Jevnhet/ruhet på både hjul og skinne er komponenter som genererer støy. Kombinasjonen av «glatte skinner» og runde hjul kan redusere støyen betraktelig.


Figur 2: Rullestøyen fra hjul og skinne/sville dominerer over andre støykilder fra gods- og passasjertog i vanlig togtrafikk. Kurvehyl kan opptre ved R < 500 m.


5.2.2 Drivenhet og vogner

Lydavstrålingen fra lokomotiver og motorvogner inkluderer lydbidrag fra motor, generator, kjølevifte, eksosanlegg, pantograf, o.l. som kommer i tillegg til hjul/skinne lyden. For de fleste norske tog er «driftsbidraget» så pass lite at det ikke har praktisk betydning for støynivået når toget er i bevegelse. For lange tog med ett lokomotiv vil lydavstrålingen fra drivenheten ha liten innvirkning på ekvivalentnivået. For de fleste togtyper vil dessuten drivenhetens bidrag være inkludert i emisjonsverdien som benyttes i beregningsmetoden. Viktige unntak er drivenheter med dieseldrift (lavfrekvent delbidrag er grovt inkludert i beregnet ekvivalentnivå) og effekten av støyende kjøleanlegg, «bremsegenerator», e.l. som ikke er inkludert i beregningsmetoden. I de tidligere nevnte støykartlegginger (knyttet til forurensningsforskriften og nasjonale mål for støy) vil sannsynligvis heller ikke disse faktorene påvirke antallet støyutsatte i de ulike ekvivalentnivåklassene i særlig grad. Men, i og med at de kan gi seg utslag i høyere maksimalt lydtrykknivå, lavfrekvent lyd og/eller rene tonebidrag, ville de trolig forårsake en viss økning i antall personer sterkt plaget av jernbanestøy, i en mer finmasket undersøkelse.

Døgnekvivalent lydnivå inkluderer lydbidrag fra hele togpasseringen, dvs. hele den aktuelle banestrekningen, for hver togtype. Trafikken kan således betrakes som en linjekilde, selv i det ekstreme tilfellet når bare er et enkelt lokomotiv passerer. Linjekildens lengde bestemmes i praksis av hvilken del av sporet som bidrar vesentlig til lydnivået. Det er normalt ikke nødvendig å ta med sporstrekning i tunnel, skjæring o.l. dersom hoveddelen av sporet ligger uskjermet.

5.2.3 Bremsesystem

Type bremsesystem er av stor betydning når det gjelder slitasje på hjul (og skinne). Klossbremser med støpejernsklosser som går direkte på hjulbanen har f.eks. stor innvirkning på slitasje og ruhet på hjul og skinne.

Bremsesystem som består av skivebremser på alle hjul, samt «pusseklosser» på drivhjul/styrevogner (renser/pusser hjulbanen for materiale og små ujevnheter, slik at god friksjon mellom hjulbane og skinnehode oppnås) reduserer ujevnheter i hjuloverflaten. Dette resulterer i en jevnere hjuloverflate på sikt, og som er mindre utsatt for utvikling av ujevnheter/ruhet i så vel hjul som for skinnen.

5.2.4 Støy fra sporveksler

Sporveksler er ofte en støykilde for omgivelsene. Skinnekrysset i sporvekslene bidrar til å øke støynivået, spesielt med tanke maksimalt støynivå. Kjøring gjennom sporvekslene forårsaker også vibrasjoner i grunnen. I en konvensjonell sporveksel må det ene vognhjulet kjøre over et «skinneløst» parti ved sporkrysset. Dette medfører støy og vibrasjoner. Mulig avbøtende tiltak vil være bytte av sporkryss til sporveksel med bevegelig kryss. Det skinneløse partiet unngås, slik at vognhjulet alltid kjører på skinne.

5.2.5 Konstruksjoner som støykilde (bruer, kulverter etc.)

Konstruksjoner som stålbruer, betongbruer, kulverter mv. er komponenter som endrer støyforholdene på det enkelte område. Spesielt genererer stålbruer uten ballast mye støy. Det pågår i flere land undersøkelser av støy- og vibrasjonsforhold knyttet til stål- og betongkonstruksjoner. Undersøkelser i Sverige viser at f.eks. stålbruer uten ballast i gjennomsnitt har 6 dB høyere støynivå enn betongbruer.

Tabell 1: Eksempel på støy fra ulike brukonstruksjoner
Type bru
Økning i støynivå i forhold til nornalt banefundament
Betongbru
+ 1 dB
Stålbru med ballast og ballastmatter
- 3 til + 2 dB
Stålbru uten ballast
+5 til +15 dB
Stålbru med ballast
Opptil + 5 dB


Figur 3: Typisk støyutbredelse fra stålbrukonstruksjon med 6 dB høyere utgangsnivå enn banen for øvrig (undersøkelse i Sverige).


5.2.6 Høyhastighetstog og baner

Høyhastighetstog genererer mindre støy enn konvensjonelle tog. Mye av årsaken til at høyhastighetstogene får en betydelig støyreduksjon er bedre boggiesystemer med radialstyrte aksler, samt rulleegenskaper, aerodynamisk utforming, kombinert med hjuldempere mv. Dette gir betydelig mindre dynamiske krefter til skinnegangen, og dermed også mindre støy og vibrasjoner.

Det er en forskjell på 8 dB i maksimalnivå fra drivenheten mellom 1.- og 3.-generasjon høyhastighetstog i Frankrike, TGV. Man har oppnådd reduksjonen som følge av utvikling av hjulkonstruksjon og banefundament, og en videre reduksjon på 5 dB er oppnådd som følge av aerodynamisk utforming av materiellet.

Støyspekteret fra høyhastighetstogene er betydelig mer høyfrekvent enn fra vanlige tog, det er grunn til å tro at dette også vil gjelde strukturstøyspekteret. Dette kan innebære at strukturstøyen blir enklere å vibrasjonsisolere. Imidlertid kan kravene til stabil skinnegang føre til at man må være konservativ når det gjelder vibrasjonisoleringen av skinnegangen. Disse forhold kan oppveie hverandre.


Figur 4: Typiske støykilder ved høyhastighetstog.


Betydning av høyhastighetsbane
Ved baner med høyere hastigheter vil banekonstrukjson og sporvedlikehold være bedre enn for øvrige baner.

For høyhastighetsbaner bidrar også materiellets og kontaktledningsanleggets (pantografens) utforming til det totale støynivået. Aerodynamiske forhold gjør seg stort sett gjeldende for hastigheter over ca. 270 km/t.


Tabell 2: Resultater fra målinger av støynivå (bidrag i oktavbånd, dB) i ulike kildehøyder fra høyhastighetsbaner i Tyskland.
f
[Hz]
Høyde
[m]
Togets hastighet
200 km/h 250 km/h 300 km/h
125 2,1 105 110 114
250 1,7 113 116 120
500 1,0 116 119 123
4,4 108 110 116
1000 0,7 123 125 125
2,6 - 116 123
4,4 - 112 120
2000 -0,1 123 124 128
1,8 119 119 123
4,9 113 113 117


5.2.7 Støy fra godstog

Støy fra godstrafikk betraktes ofte som en separat støykilde. Dette skyldes i hovedsak forhold som ulik utforming av godsmateriell og persontogmateriell, togsammenkoblinger, bremsesystem, kjøremåter etc.. I mange europeiske land benyttes også egne banestrekninger til godstransport, bl.a. som følge av tonnasje/aksellast, kjørefart, frekvens, støyforhold mv.

Konkurransen innenfor godstransportsektoren er hard. Mye trafikk skjer om natten, i økende mengde og med større fart enn tidligere. Lavt støynivå er en viktig faktor i konkurransen mellom ulike transportformer. Støyen kan mest effektivt reduseres med tiltak på hjul og skinne. Rullestøyen fra hjul og skinne dominerer over andre støykilder på gods- og passasjertog i vanlig rutetrafikk. Støy- og vibrasjonshensyn, sammen med ønske om bedre drifts- og vedlikeholdsrutiner, gjør det aktuelt med en viss revurdering av utforming av vognkasse, hjul, boggi, bremsesystem, skinner og banefundament. Godsvogner bruker i hovedsak tre «hjulsystem», alle utstyrt med klossbremser. Klossbremser har driftsfordeler, men gir ujevn hjuloverflate og mye rullestøy i normal drift. Skivebremser har støymessige fordeler, men er mer kostbare og tyngre enn klossbremser.

For kjørefart omkring 100 km/t er støybidraget fra hjul og skinne omtrent like. For lavere hastigheter er skinnebidraget marginalt høyere, for større fart dominerer hjulbidraget. Lydavstråling fra sville er bare viktig for frekvenser under ca. 400 Hz. Skinnebidraget dominerer for ca. 400 - 1200 Hz og hjul over ca. 1200 Hz. Lydbidraget fra vognkassen er potensielt mer viktig for skjermet enn for uskjermet spor.


Figur 5: Støyutstråling fra de ulike komponenter fra typiske togpasseringer.


5.2.8 Egenskaper ved støy fra jernbaneterminaler

Karakteristisk for terminalstøy er at den er stadig vekslende, skrikende og impulsiv. Støy fra kjørende lokomotiver med eller uten vogner forårsaker kurveskrik, akselerasjonsstøy med rusing av motor, støy fra oppbremsing med hvin fra bremser og bufferstøt. Spesielt for terminaler har vært støy fra stoppesko og skinnebremser. Typisk er også støy fra tekniske installasjoner som vifter, kompressorer med støtvis utslipp av trykkluft, kjøleaggregater og bruk av høyttalere og varselsignaler. På terminalområder oppstår dessuten støy fra lasteaktiviteter, for eksempel opplasting av grus, pukk, skrapjern osv, og støy fra lastemaskiner/trucker og lastebiler, spesielt løfting og transport av containere.

Støy fra passerende tog gir ofte de høyeste maksimalnivåene, mens støy fra skifteaktiviteter og lasting/lossing bidrar mest til totalstøyen for de fleste terminalene. Enkelte steder hvor det er kort avstand til passerende togspor og stor togtrafikk gir passerende tog størst bidrag til døgnekvivalent nivå. Støyutviklingen forventes der i store trekk å følge utviklingen av støy fra ordinær togtrafikk.


5.3 Forhold som forårsaker strukturlyd og vibrasjoner

Jernbanetrafikk forårsaker dynamiske og kvasistatiske bevegelser som kan resultere i vibrasjoner og strukturlyd. Strukturlyd betraktes som den delen av hørbar lyd innendørs som utstråles som følge av vibrasjoner i gulv og vegger. Vibrasjoner er de følbare svingningene som følge av trafikk på f.eks. nærliggende jernbanespor.

Vibrasjoner opptrer som forskjellige bølgetyper med ulike forplantningsegenskaper. De kan opptre både vertikalt og horisontalt (i ulike retninger) eller som kombinasjoner av disse bevegelsene. I bygninger vil ofte vertikalbevegelsene være viktigst.

Tog i ordinær trafikk langs en bane skaper svingninger i skinne, sviller og ballast som forplantes gjennom mark til nærliggende bygninger og konstruksjoner. I mange tilfeller vil luftlydbidraget («togstøyen») være hovedproblemet for mennesker som bor tett ved en bane. Men vibrasjonene kan bli dimensjonerende for sjenanse og forstyrrelse når:

  • Bane og bygninger er fundamentert på bløte løsmasser (spesielt leire)
  • Skinne- og hjuloverflate er ujevn pga. dårlig vedlikehold
  • Fundamentering og grunnforhold er dårlige eller varierende
  • Det finnes sporveksler, skinneskjøter eller lignende på strekningen, eller brukonstruksjoner uten ballast (evt. for lite ballast)
  • Bygninger plasseres over bane, og har felles fundament med bane

I Norge og Sverige er forholdene spesielle pga. store forekomster av bløt leire som er meget ugunstig i vibrasjonssammenheng.


Figur 6: Viktige faktorer som virker inn på strukturlyd og vibrasjoner.


5.3.1 De viktigste faktorene som bestemmer vibrasjonene

Togtype, antall tog, hjulkvalitet og hastighet
Vibrasjonene øker med kjørehastigheten. Korte og lette tog gir mindre vibrasjoner enn lange og tunge tog. Vibrasjonene fra et passerende tog varer noen sekunder, avhengig av toglende og fart. Antall tog vil være viktig for hvor vidt vibrasjonene oppfattes som uakseptable eller ikke. Trolig vil antall passeringer på kveldstid og om natten ha avgjørende betydning. Hjulkvaliteten på det enkelte tog er også av betydning for de krefter og rystelser man får i banekonstruksjonen.

Baneoppbygning og kvalitet
Moderne, tung baneoppbygning av kvalitetssteinmasser reduserer vibrasjonene i forhold til eldre, lettere oppbygning av masser med lavere kvalitet. Høye fyllinger reduserer vibrasjonene. Dype skjæringer kan også gi reduksjon.

Grunnforhold og avstand
Grunnforholdene har betydning for hvor kraftig vibrasjonene blir, og hvor raskt de avtar med avstand fra banen. Bløt leire er vibrasjonsmessig mest ugunstig. Fastere leire, og i enda større grad sand, gir lavere vibrasjoner som dessuten avtar raskere med avstanden. På fjellgrunn er vibrasjoner fra jernbanen vanligvis ikke noe problem. Tele kan gi noe sesongmessig variasjon i vibrasjonene, men effekten er ikke konsekvent fra sted til sted.

Avstand fra banen
Vibrasjonene avtar relativt raskt i styrke med økende avstand mellom bane og bygning. Maksimalnivå ved togpassering, reduseres til litt under halvparten når avstand fordobles og dominerende frekvensområde ligger omkring 10 Hz. Reduksjonen blir større når dominerende frekvens er høyere, noe avhengig av grunnforhold.

Bygningens egenskaper
Vibrasjonene fra bakken vil vanligvis bli forsterket i bygninger. Som oftest er vibrasjonene kraftigst midt i det lengste gulvspennet, og øker oppover i etasjene. Vibrasjonene midt på gulvet i beboelsesrom i øverste etasje anses oftest som målgivende for vibrasjonene i huset, med tanke på sjenanse for beboerne.

5.3.2 Vibrasjoner ved bløt grunn fra tog i høyere hastigheter

I Sverige er det de siste årene gjennomført vibrasjonsmålinger ved ulike hastigheter på bløt grunn. Ved hastigheter over 200 km/t medfører den bløte grunnen store svingninger. Bevegelsene har ved høyere hastigheter medført svingninger i banekomponenter (kontaktledningsmaster, kontakttråd mv.) som bl.a. har medført problemer med strømtilførsel til togene. Hastighetene måtte reduseres på partiene med bløt grunn, i påvente av iverksettelse av vibrasjonsreduserende tiltak. Det kan forventes at man på enkelte strekninger også i Norge vil kunne finnes bløt grunn som medfører tilsvarende svingninger ved høye hastigheter.


Figur 7: Svingninger og vibrasjoner ved ulike hastigheter på bløt grunn. Målinger foretatt på strekninger mellom Gøteborg og Malmø, Vestkystlinjen i Sverige.


6 Måling og beregning av støy

6.1 Måling av støy og vibrasjoner

En oppsummering av forhold knyttet til måling av støy, strukturlyd og vibrasjoner vil være:

  • målinger er kostbart
  • målinger fanger ikke opp fremtidig situasjoner
  • måleresultatene er avhengig av:
    • metoder (ulike metoder i mange land)
    • for luftlyd: temperatur- og vindforhold
    • for strukturlyd og vibrasjoner: grunnforhold, baneoppbygning
    • skinnekvalitet
    • måleperiodens lengde
    • trafikkmengden passert i måleperioden

Det er derfor i de fleste situasjoner mer praktiskt å foreta vurderinger av omfang av problematikken og behov for avbøtende tiltak ved å gjøre beregninger.

6.1.1 Målemetode for jernbanestøy

Det finnes en internasjonal standard for måling av ekstern støyemisjon fra jernbane: ISO 3095:2005, Measurement of noise emitted by railbound vehicles. Målinger skal ved bruk av denne metoden foretas på 25 m fra senterlinje spor, 3,5 m over skinnetopp, samt under gitte vær, vind og baneforhold. Dokumentet behandler typetesting av rullende materiell i konstant hastighet, stasjonær tilstand og under akselerasjon.

I 2010 ble det utgitt en ny norsk standard for måling av støy fra skinnegående trafikk, NS 8177 Akustikk – Måling av lydtrykknivå fra togtrafikk, som gir en målemetode for å bestemme støynivå ved mottaker (immisjonsmålinger). Standarden er basert på bl.a. NS 8174 for vegtrafikk. Målinger gjort etter denne standarden kan brukes til kontrollmålinger for sammenligning med grenseverdier i ulike regelverk.


Figur 8: Eksempel på resultat fra støymåling av ICE-tog (200 km/t) fra Tyskland.


De fleste instrumenter for lydmåling har innebygget reaksjonstid eller tidskonstant som betegnes «SLOW», «FAST», «IMPULSE» eller «PEAK». Denne tidskonstanten bestemmer hvor raskt instrumentet skal reagere på støyen. Ved måling av lyder med kraftige og hurtige nivåvariasjoner er valg av tidskonstant vesentlig. I alle forskrifter, retningslinjer mv. angis derfor hvilken tidskonstant som skal brukes.FAST brukes for eksempel ved måling av maksimalnivåer og kortvarige lyder, mens SLOW ofte har vært brukt for vedvarende lyder der nivåvariasjonene er innenfor 3 dB, og er i stor grad erstattet av ekvivalentmålinger.

6.1.2 Måling av vibrasjoner

I regi av Norges Byggstandardiseringsråd er det gjennomført en norsk undersøkelse i 14 boområder når det gjelder beboernes opplevelse av trafikkvibrasjoner i boligene. Samtidig er det beregnet vibrasjoner i boligene fra vegtrafikk, jernbane, T-bane eller trikk for hver av intervjustedene.

Undersøkelsen inngår som bakgrunn for norsk standard, NS 8176, se avsnitt om grenseverdier for vibrasjoner.

6.1.3 Måling av strukturlyd

Strukturlyd opptrer i rom som følge av rystelser, og da ofte sammen med bidrag fra luftoverført lyd.

For måling av lydforhold i bygninger og rom, så gjelder, så berører følgende strukturlyd:

  • NS 8172 gjelder målinger av lydnivå fra tekniske installasjoner. Målinger av strukturlydoverført støy fra tekniske installasjoner ligner måling av strukturlyd fra skinnegående trafikk.
  • NS 8175, Lydforhold i bygninger. Lydklasser for ulike bygningstyper, Lydklassifisering av ulike bygningstyper. Standarden har ikke konkrete måleanvisninger, men har referanse til slike standarder. Europeiske (CEN) standarder som gjelder som norske standarder. Se avsnitt om grenseverdier for jernbanestøy.

6.2 Beregningmodeller for luftlyd (støy)

Internasjonalt finnes det mange ulike beregningsmetoder for jernbanestøy. Ved en gjennomgang av disse finnes følgende:

  • hvert enkelt jernbaneselskap baserer sine beregningsmetoder på målinger for sitt nasjonale togmateriell
  • kun de nordiske landene har felles metode. Enkelte land har flere beregningsmetoder for jernbanestøy
  • de ulike metodene har ikke samme basisgrunnlag
  • de aller fleste beregner A-veide nivåer
  • stor variasjon i resultatene av skjermeffekter.

6.2.1 Nordisk metode for togstøy (Nord96)

I Norge benyttes revidert beregningsmetode for skinnegående trafikk (Nord96, utgitt av Nordisk Ministerråd i 1996) som grunnlag for å beregne støy fra jernbane. Beregningsmetoden er implementert i kommersiell programvare for beregning av støy. Jernbaneverket bruker beregningsverktøyet CadnaA til støyberegninger.

Metoden er gammel og forholdsvis enkel, men gir tilstrekkelig resultat for kartlegging på overordnet nivå. Det er heller ingen gode alternativer. Nyere metoder er krever mye datakraft, og det er vanskelig å få gode nok inndata som trafikktall, hastigheter og sportilstand.

A-veid tidsmidlet lydtrykknivå fra jernbanetrafikk beregnes ved:


[math]L_{p,\text{A,24h}} = L_{\text{eq,24h}} = L_{\text{ref}} + \Delta L_c + \Delta L_{\alpha} + \Delta L_f + \Delta L[/math]


  • Referanseverdi: A-veid døgnekvivalent lydtrykknivå i referanseposisjon 10 m fra spormidt med togtypekorreksjon null, Lref0.
  • Verdien bestemmes når kjørefart og trafikkmengde er kjent, og gjelder for togtypekorreksjon = 0 dB. Det forutsettes helsveiset spor på betongsviller og vanlig pukkballast (regnet som myk mark). Trafikkmengden uttrykkes som totalt passerende toglengde pr. døgn.
  • Togtypekorreksjon, ∆Lt, bestemmes for hver togtype
  • Summasjon av bidrag fra alle togtyper, og gir sum referanseverdi, Lref.
  • Korreksjon for banemessige forhold, ∆Lc.
  • Korreksjon for delstrekning, ∆Lα.
  • Fasadekorreksjon, ∆Lf.
  • Lydnivåreduksjon, ∆L, mellom referanseposisjon og regneposisjon bestemmes for relevant geometri

Det gjøres et stor arbeid i EU for å lage en felleseuropeisk beregningsmetode, Common Noise Assesment Methods in EU (CNOSSOS-EU), som skal brukes til bl.a. strategisk støykartlegging. Metoden ventes å være på plass om få år og vil også bli tatt i bruk i Norge.

6.2.2 Togtypekorreksjoner

Generelt
Togtypekorreksjoner benyttes for å sammenligne støy generert fra de ulike togtyper.

Togtypekorreksjonene benyttes videre som supplement til måledata for de enkelte togtyper, hvor frekvensfordeling for de ulike hastigheter fremgår. Måledata for de fleste nordiske togtypene ligger inne i databasen i beregningsverktøyene.

Hver togtype har sine karakteristiske lydavstrålingsegenskaper som varierer med kjørehastigheten. Lydavstrålingen er avhengig av hjul og banemessige forhold. Ved bruk av måledata og togtypekorreksjoner forutsettes normalt godt vedlikehold av skinner og rullende materiell.


Figur 9: SEL-verdier (Sound Exposure Level) for ulike togtyper i Norge, basert på målinger i 1983 og i 1992–93.


Referanseverdi
Referanseverdi er elektrisk drevet tog i fartsintervallet 30–150 km/t. Denne verdien er basert på en rekke målinger, og brukt som grunnlag i den opprinnelige nordisk beregningsmetoden for skinnegående støy (1984). Når togtypekorreksjon skal oppgis gjelder følgende:

  • Det forutsettes generelt god vedlikeholdsstandard på hjul og skinner.
  • Lt = 0 dB skal brukes for elektrisk drevne tog i fartsintervallet 30–150 km/t, dersom relevante måledata ikke finnes eller er mangelfulle. Verdien kan på tilsvarende måte, men med noe større usikkerhet, benyttes for norske dieseldrevne tog. Det forutsettes en vanlig god vedlikeholdsstandard på hjul og skinner.
  • Lc = 0 dB skal brukes for bane med helsveiste skinner på betongsviller på pukkballast. Det forutsettes normalt godt vedlikehold av skinner og rullende materiell.

En oppsummering av togtypekorreksjoner er vist i figur under og tabell på neste side. Verdiene representerer en sammenligning mellom togtyper i SEL-nivå, dvs. støyegenskaper ved like forhold som kjørehastighet (80 km/t), lik toglengde (100 m tog), avstand 10 m fra senter spor mv. For variasjon av lydeffektnivå ved ulike hastigheter skal korreksjonsverdier gitt i denne rapporten benyttes (a- og b-verdier).


Figur 10: Togtypekorreksjoner for norske tog. Verdiene er bestemt gjennom målinger.


For eksisterende materiell baserer togtypekorreksjonene seg på en rekke målinger. For nyere materiell blir støymålinger ved typegodkjenninger lagt til grunn for vurdering av korreksjonene.

Dersom skinne- eller hjulkvalitet er noe mer ujevn enn vanlig kan korreksjoner foretas med verdier på 1–3 dB. For spesielt dårlig hul og/eller skinne bør 4–6 dB benyttes som korreksjon. Likeledes kan banestrekninger med spesielt godt vedlikehold gi korreksjoner i størrelsesorden -1–-3 dB. Før bruk av slike korreksjoner, er det imidlertid nødvendig å kontrollere at korreksjon for vedlikeholdsstandard ikke alt er medregnet i togtypekorreksjon for det enkelte tog.


Figur 11: Nyere og eldre materiell har ulike støyegenskaper. Her Type 73 (t.v.) og type 69.


Korreksjon for banemessige forhold
Korreksjon for banemessige forhold og for delstrekninger kan følgende verdier brukes :

Banestrekninger med skinneskjøter + 3 dB
10 m banelengde for hver sporveksler + 6 dB
Banestrekning på bru uten ballast + 6 dB
Banestrekning på bru med pukkballast + 3 dB

Øvrige korreksjon av støynivå, slik som korreksjon for delstrekning, terreng/markforhold, fasadekorreksjon mv. er beskrevet i rapporten «Nordisk beregningsmetode for jernbanestøy».

6.3 Beregning av vibrasjoner fra togtrafikk

Det er betydelig større usikkerhet knyttet til beregninger av vibrasjoner fra veg og jernbane. Vibrasjoner fra tog forplanter seg bort til fundamentet til bygningen og opp i bygningselementene. For personer som oppholder seg i huset, kan vibrasjonene være sjenerende hvis de er av en viss størrelse.

Det finnes tunge beregningsmetoder for vibrasjonsforplantning. Disse krever omfattende inngangsdata, bl.a. fra grunnboringer, for å gi rimelig pålitelige resultater.

Målinger benyttes ofte for å bestemme vibrasjonsnivå ved eksisterende bane. Ved planlegging av ny bane, benyttes ofte andre vibrasjonskilder enn tog, og markens overføringsegenskaper registreres for påfølgende beregninger med kjente kildedata for tog. Forskjellig type boliger, grunnforhold kan simuleres. Registerer grunnforhold, type bygninger, banestandard, trafikkfordeling, hastighet – alt knyttet opp mot måledata som passer til det enkelte prosjekt.

6.4 Beregning av strukturlyd i boliger

Forventet strukturlyd er i første rekke avhengig av:

  • grunnforhold
  • togtype
  • toghastighet
  • avstand fra sporet
  • baneoppbygning og kvalitet
  • dynamiske forsterkninger i hus/bygning

Dette er alle parametere som må vurderes når strukturlydnivå skal beregnes.

Det finnes internasjonale empiriske metoder der man kan gå inn i diagrammer og få ut vibrasjonsnivå på fjellet eller støynivå i bygninger. Ofte kan man imidlertid få sikrere verdier ved å basere seg på målinger fra for eksempel norsk togmateriell og baneoppbygning, samt relevant type grunnforhold/fjell.

For bygninger som står direkte på fjell kan man ofte regne med samme vibrasjonsnivå på gulvet som på fjellet utenfor. I tilfeller med uisolerte betonggulv stemmer dette rimelig bra i det aktuelle frekvensområdet der man får strukturlydoverføring. For bygninger som står på løsmasser er situasjonen mer komplisert. Beregningsmessig vil man få betydelig vibrasjonsdemping ved overgangen fra fjell via løsmasser og opp i kjellergulv og fundamenter. Flere forhold spiller imidlertid inn, slik som grunnvannstand, tørrskorpetykkelse og teleforhold mv.

Avstrålt støy fra vibrerende flate
Støynivå, Lp, i et rom som skyldes avstråling fra gulvet med akselerasjonsnivå La (dB re 10-6 m/s2) kan beregnes av uttrykket:

[math]L_p = L_a - 20 \log f + 20 \log s + 10 \log T - 10 \log h + 24 [/math]

Her er s gulvets strålingsfaktor, som er et mål for hvor effektivt gulvkonstruksjonen avstråler støy. T er rommets etterklangstid, støynivået blir lavere hvis rommet er godt dempet og dermed har kort etterklangstid. h er rommets høyde, jo større romhøyde jo lavere støynivå. Betonggulv gir mer effektiv stråling enn tregulv.

7 Tiltak mot jernbanestøy

7.1 Generelt om tiltak mot støy, strukturlyd og vibrasjoner

Ved vurdering av lydnivåer eller utbedringstiltak er det viktig å være klar over at endring av lydnivå høres eller oppfattes som:

1–2 dB knapt merkbart
3–4 dB merkbart
5–7 dB betydelig
8–10 dB opplevd halvering/fordobling

Støyspekteret (frekvenssammensetningen) for de ulike støykilder (vegtrafikk, flytrafikk, jernbane mv.) er som regel ikke avhengig av lydnivået. Støyspekteret er forskjellig både for de ulike kildene, men også avhengig av avstand fra kilde, hastighet, skjermingsforhold osv..

Den viktigste støy- og vibrasjonskilden er i kontaktpunktet mellom hjul og skinne. Det viktigste tiltaket mot støy vil være å bruke «runde hjul på flate skinner», dvs. godt vedlikehold av hjul og skinner. Her vil forhold som knytter seg til høyhastighetsbaner, uavhengig av støyforhold, kreve høy vedlikeholdsstandard av sikkerhetsmessige årsaker, og dette virker positiv inn på støy og rystelser, gjennom mindre krefter mellom banekomponentene.


Figur 12: Svingninger som oppstår mellom hjul- og skinne ved togpasseringer.


Videre vil gode planleggingsrutiner, beregningsmetoder, kriterier o.l. være med på å forbedre belastningen mot omgivelsene.

Lokale tiltak er ofte nødvendig for å redusere støy, strukturlyd og vibrasjoner. Ved tiltak på materiell vil man imidlertid kunne få større gevinst i form av reduksjon i støy og rystelsesnivåer, da tiltak på materiell vil ha innvirkning på «alle» strekninger som trafikkeres. Tiltak som for eksempel støyskjermer har kun lokal effekt.

7.2 Tiltak mot luftlyd/støy, en oversikt

Under er gitt en kort oversikt over aktuelle tiltak for å redusere støy. De enkelte forhold og tiltak er nærmere beskrevet i dette avsnittet.

Tiltak for å redusere støy kan deles i tre hovedområder:

Tiltak mot omgivelsene

  • gode planleggingsrutiner/trasévalg, planverktøy, kriterier o.l.
  • støyskjermer (fokus på: høy akustisk effekt, redusere kostnader, sikkerhet og visuell effekt)
  • støyvoller/utforming av sideterreng
  • legge baner i tunnel
  • fasadetiltak (vinduer, fasadeutbedring, ventilasjon mv.)

Tiltak på infrastruktur:

  • skinnesliping
  • støysvake sporveksler
  • skinnestegsisolasjon
  • forbedret vedlikehold (skinnesliping, ballastrensing, sporjusteringer)
  • befestigelse
  • sville- og ballasttyper
  • brukonstruksjoner
  • kurveradier over R > 300–500 m
  • kjemisk behandling (smøring) av skinneoverflaten
  • ulik kombinasjon av hjul-/skinnemateriale

Tiltak på materiell:

  • bedret vedlikehold av materiell (hjulkvalitet på person- og godsvogner)
  • flenssmøring
  • optimalisering av hjul
  • absorbenter
  • «skjørt» på vognmateriellet
  • bremsesystemer
  • ledende hjulkonstruksjoner
  • hastighetsreduksjon
  • reduksjon i trafikkmengde

En rekke av de nevnte forhold gjennomføres for å nå de krav som settes til støy fra rullende materiell.

7.3 Arealplanlegging, planverktøy mv.

Mange av dagens støyproblem og -ulemper har bakgrunn i manglende kunnskap og mangelfull planlegging. Hensiktsmessige virkemidler og god planlegging bør for eksempel forhindre at det bygges boliger tett ved en sterk trafikkert bane, slik at eieren opplever at han får ødelagt søvnen, ikke kan føre en normal samtale eller lytte til musikk og TV når togene passerer.

Planlegging har som mål å finne gode løsninger som gjør det mulig å unngå feil, konflikter og kostbare reparasjoner i ettertid. Uten en bevisst innsats fra offentlige myndighetene og baneforvaltningene vil det neppe være mulig å etablere dette grunnlaget, og sikre et bedre lydmiljø i framtiden. Miljøverndepartementet (MD) har utviklet retningslinje for behandling av støy i arealplanlegging (T-1442) for å gi kommunene bedre bakgrunn for å ta hensyn til støy i arealplanleggingen. Retningslinjen anbefaler at støykildereierne (herunder JBV) utarbeider kart som viser støysoner, se avsnitt om støysonekart.

MD anbefaler at man ved bygging av støyfølsom bebyggelse (boliger, skoler, sykehus osv.) i den gule sonen gjør spesielle tiltak for å redusere problemene. Dette gjelder ikke bare tiltak på selve bygningene (fasadeisolering o.l.) men også planlegging i en større sammenheng, med vektlegging av tilgang på stille områder i nærheten.

Støy mot omgivelsene må ofte avveies mot andre interesser, slik som en linjes integrering med eksisterende infrastruktur, linjeføring, visuelt miljø, reiseopplevelser, barrierevirkning mv. Det er viktig at alle forholdene vurderes i for eksempel valg av utbyggingsalternativ.

Støyproblemer kan reduseres ved gjennomtenkt arealplanlegging. Jernbaneteknisk infrastruktur har imidlertid få frihetsgrader, som fører til at jernbaneanlegg blir en viktig premiss i arealdisponeringen. Det er derfor viktig at overordnede planer tar hensyn til dette på en måte som gir god samordning mellom ulike krav og behov.

Innenfor eksisterende arealstruktur betyr dette at boligbebyggelse, skoler, friområder etc. må planlegges i forhold til jernbanen. Her vil forhold som topografi, avstand til støykilden, plassering og utforming av anleggene osv. være direkte med på å påvirke støyforholdene. Det må også vurderes om aktiviteter innenfor for eksempel et skifteområde kan flyttes til mindre utsatt posisjon i forhold til omkringliggende bebyggelse. Avskjerming av støyutsatte virksomheter, omlegging av rutiner etc. er forhold som også må konsekvensvurderes under arealplanleggingen.

Ved omlegging av eksisterende baner og anlegg av nye baner, stasjoner, skifteområder, godsterminaler etc. må derimot jernbanen planlegges i forhold til eksisterende bebyggelse. Men også i denne situasjonen vil jernbaneanleggene være lite fleksible og ofte bundet opp i eksisterende infrastruktur. I tillegg vil jernbanen nødvendigvis måtte legges innom byer og tettsteder den skal betjene og således fort komme i konflikt med annen arealdisponering. Løsninger som kombinerer ulike hensyn er mulige, men ofte kostbare fordi de innebærer innbygging, nedsenkning, lokk, tunneler etc..


Figur 13: Lillestrøm etter utbygging av Gardermobanen. Bomiljøtiltak med støyskjerming,opprusting av utearealer, fasadetiltak m.m.


7.4 Støyskjermer

Figur 14: Støyskjerm langs Drammensbanen – like før Lysaker stasjon i retning Asker.


Det er gjennomført en rekke skjermingstiltak langs det norske banenettet. Det finnes i tillegg et omfattende internasjonalt erfaringsgrunnlag. Det vil fremdeles være behov for skjermbygging etter at forurensingslovens målsetninger etter planen er oppfylt innen år 2005. Det gjelder bl.a. :

  • ved nybygging / utvidelse / bruksendring av bane eller bygning ved bane og vesentlige trafikkendring på bane.
  • vedlikehold og utskifting av eksisterende skjermer for å oppnå bedre effekt, eller ta mer hensyn til estetikk.
  • utnytting av lave skjermer tett ved spor, evt. i kombinasjon med endring av vognutforming (bedre skjerming av hjul).

Ved valg av støyskjermer er følgende forhold viktige å vurdere :

  • tekniske krav til skjermer
  • akustiske krav
  • kostnader
  • avstand fra støykilde
  • plassering i terreng
  • høyde
  • bredde
  • fundamentering
  • estetikk (materialbruk, farger, detaljer mv.)

Man har ulike typer støyskjermer, slik som:

  • skjerm langs sporets trasé
  • områdeskjerm
  • lokal skjerm

Andre forhold som bør vurderes er:

  • plassering og utforming av utendørs oppholdsareal
  • nærmiljø
  • barriere-effekt
  • materialbruk (tre,metall, betong,mur, glass,voller, grønne skjermer mv.)

Oppsetting av støyskjerm kan ha god effekt på støynivået. Man kan få dempet utendørs støynivå med 5–15 dBA (ved omfattende og velutformede skjermer). Skjermer demper best frekvenser over 500 Hz. Skjermingseffekten ovenfor jernbanestøy er ofte bedre enn vegtrafikkstøy pga. frekvensfordelingen. Innendørs støynivå blir spesielt påvirket av de dempningseffektene som gjør seg gjeldene under ca. 500 Hz. Skjermer vil derfor ha litt mindre effekt på innendørs støynivået enn på utendørs. Figur 15–Figur 17 viser ulike prinsippskisser for støyskjermer.


Figur 15: Prinsippskisse av støyskjerm i tre med støyabsorberende plate (mineralull).


Figur 16: Minste avstand mellom spormidt og skjerm skal normalt være minst 4,0 m.


Figur 17: Prinsippskisse av støyskjerm plassert på formasjonsplanet.


Figur 18: Støyskjerm mellom Skøyen og Lysaker.


Støyskjermer har best effekt når de kan plasseres nærmest mulig støykilden. Skifteområder har som regel en stor utstrekning og er dermed vanskelig å skjerme effektivt. Derimot kan det ha god effekt å skjerme deler av skifteområdet med spesielt støyende aktiviteter, f.eks ved skifterygger o.l.

Hovedsporene ligger som oftest i utkanten av skifteområdet og dermed nærmest bebyggelsen. Det kan derfor oppnås god effekt ved å sette opp skjermer mellom hovedsporene og bebyggelsen. Disse skjermene vil også ha en positiv effekt på støyen fra skifteaktiviteten, om enn noe begrenset.

Støyvoller kan i mange tilfeller tilpasses omgivelsene bedre enn en skjerm. Beplantning av sideterreng har en viss støyreduserende effekt men bør kombineres med andre tiltak som f.eks støyvoller.

7.5 Støyskjermer kontra tiltak på materiell

I Sveits har man studert ulike scenarier av støyreduserende tiltak. Man har vurdert støyskjermer alene, opp mot kombinasjonen av støyskjermer og fasadetiltak, samt vurdert omfang opp mot investeringer på materiell og reduksjon av støy ved utskifting av materiell og bytte av for eksempel bremsesystemer på godstogmateriell.

Man har valgt investeringer som følger :

  • 60 % på forbedret/nytt materiell
  • 35 % på støyskjermer
  • 5 % på fasadetiltak

7.5.1 Eksempel på tiltak

Gardermobanen, bomiljøtiltak, kort oppsummering:

Utendørsarbeider

  • støyskjerming
  • reetablering av enkeltgarasjer og større anlegg
  • opprusting av utomhusarealer, hager
  • beplantning av blokker og parker
  • murer av naturstein
  • opparbeidelse av to parker i Lillestrøm


Figur 19: Gardermobaneskjermen ved Lillestrøm. Totalhøyde 3,0 m over skinnetopp, øverste meter i herdet glass.


Fasadetiltak
Lavhus :

  • Tilleggsisolering av vegger og yttertak
  • Utskifting av vinduer og dører
  • Ventilasjon - mekanisk ventilatorer og dempede ventiler
  • Lokale skjermer for bonære uteoppholdsarealer

Blokker :

  • Utskifting av vinduer og dører
  • Ventilasjon
  • Balansert mekanisk
  • Mekaniske ventilatorer
  • Nye innglassede støydempende balkonger


Figur 20: Prinsippskisse av støyskjerm plassert på formasjonsplanet.


7.5.2 Eksempel på høye og lave støyskjermer i Gamlebyen, Oslo

Eksempel Gamlebyen, Oslo, kort oppsummering:

  • Lave og høye støyskjermer
  • Skinnestegsisolasjon
  • Utskifting av vinduer og dører
  • Ventilasjon (balansert mekanisk anlegg)
  • Reetablering av enkeltgarasjer og større anlegg
  • Opprusting av utomhusarealer, hager


Figur 21: I Gamlebyen er oppført både lave støyskjermer mellom sporene og nye skjermer langs sporområdet. I tillegg gjennomføres omfattende fasadetiltak på blokker og boliger.


7.6 Vedlikehold av støyskjermer

Oppsatte støyskjermer skal holdes vedlike og i fullstendig stand for å tilfredstille formålet med støyskjermen. Egen feil-/skaderapport, linjen, skal benyttes for registrering av mangler og feil som grunnlag for vedlikeholdet (se JD 532, vedlegg 4a).

7.7 Fasadeisolering mot støy

Fasadeisoleringstiltak er tiltak direkte på bygningen for å redusere innendørs støynivå. Tiltak kan være f.eks. utskifting av vinduer, fasadeisolering, mekanisk ventilasjon og ventilutskiftning. Tiltakene kan iverksettes trinnvis inntil ønsket innenivå (eller maksimal effekt), er oppnådd.

Skjermingseffekten av fasadetiltak er ofte bedre ovenfor jernbanestøy enn overfor vegstøy på grunn av frekvensforskjeller. For boliger ved skifteområder er fasadeisolering et aktuelt tiltak der hvor skjermingstiltak gir mindre effekt.

Forhold som er viktige å vurdere i forhold til fasadetiltak vil være:

  • arkitektur, estetikk, bygningsvern
  • akustikk
  • byggeteknikk
  • ventilasjon
  • kostnader

Eksempel på tiltak:

  • Isolering av fasader – vinduer, vegger, tak
  • Omdisponering/ombygging av rom
  • Konstruksjoner for skjerming av uteplass i direkte tilknytning til bygning (vinterhaver, tilbygg, levegger)
  • Konstruksjoner adskilt fra bygning som gir le for støy: garasjer, uthus, gjerder mv.

Typisk støyreduksjon i vegg vil være:

  • En trebygning med god standard har normalt ∆L = 30 dB med tette ventiler.
  • Murbygning med gode vinduer har normalt ∆L = 40–45 dB med lydtett ventilasjon.

7.8 Tiltak på infrastruktur

7.8.1 Skinnesliping

Kontaktflaten mellom skinne og hjul den dominerende støykilden. Et av de viktigste tiltakene mot støy vil derfor være å bruke «runde hjul på flate skinner», dvs. godt vedlikehold ved skinnesliping. Variable som kjørehastighet, type materiell, hjultilstand og skinneujevnheter vil i stor grad avgjøre størrelsen på støyreduksjonen ved skinnesliping. Skinneujevnheter har avgjørende betydning på jernbanestøyen, og ujevnheter med korte bølgelengder er viktigst (ca. 10–100 mm). Amplituder ned til noen få mikrometer er av interesse, og målinger må utføres med spesialutstyr.

Bølgedannelse kan ha flere årsaker, men det vanligste er såkalte korte bølger på innerstrengen i skarpe kurver. Overflateutmatningsdefekter kan f.eks være «kjørekantsprekker» (head checks), som etter en tids trafikkbelastning kan gi avskallinger og sprekketilvekst i dypet, noe som øker risikoen for skinnebrudd.

Rifler og bølger (og andre ikke periodiske ujevnheter i sporet) gir kraftige påvirkninger av spor og materiell pga. økte dynamiske krefter og vibrasjoner. Dette fører bl.a. til kortere levetid på sporets komponenter og på sporjusteringen, slitasje på rullende materiell, dårligere komfort, økt støy og økt energiforbruk.

Impulslaster som skyldes rifler og bølger har tydelig innflytelse på nedbrytningen av hele overbygningen. Dette kan observeres på steder som har slike feil, der det sannsynligvis vil finnes stor slitasje på sviller og befestning, og nedbrytning av ballasten som følge av de store kreftene som oppstår.

Vibrasjonslastene i sporet som følge av rifler og bølger kan også bli meget store og bidra sterkt til nedbrytning av sporets komponenter. Både skinner, befestning, sviller og ballast utsettes for store krefter. Dersom de angripende kreftene har en frekvens som er lik konstruksjonens egenfrekvens, kan det dessuten oppstå en risiko for resonans. Dette kan medføre sprekkdannelser i betongsviller. Vibrasjonslaster kan også gi «flyt» i ballasten. Dette betyr at ballasten flytter seg litt for hver togpassering og sporets justeringsstandard vil raskt nedbrytes.

En egen målevogn for registrering av rifler og bølger gjør målinger med stor nøyaktighet. Disse målingene gir absolutte resultater av bølgedybder og bølgelengder for korte og lange bølger og gjennomsnittsmålinger av bølgedybden. Tverrprofilets form og dets avvik fra et gitt profil blir også målt. Dessuten skrives det ut en oversikt hvor den målte strekningen er gruppert i klasser (1–8) ut fra bølgedybde, dvs. at man får en oversikt over antall km innen de forskjellige klassene. Dette forenkler planleggingen vesentlig og betyr at man kan planlegge antall overfarter temmelig nøyaktig.


Typisk klasseinndeling av bølgedybder:

Tabell 3: Typisk klasseinndeling av bølgedybder
Klasse 1 2 3 4 5 6 7 8
Bølgedybde i mm 0,02–0,04 0,04–0,06 0,06–0,08 0,08–0,10 0,10–0,15 0,15–0,20 0,20–0,25 > 0.25

I et dansk støyteknisk prosjekt ble det i IC3-togets førerrom konstatert stigning i støynivået på 10 dB fra skinnekvalitet (klasse) 1 til 5, dvs. fra bølgedybde 0,02–0,04 mm til 0,10–0,15 mm. En god skinnekvalitet oppleves altså som mer enn en halvering av støyen i førerrommet. Støyen ved kjøring på betongsviller ble målt til 8–10 dB lavere enn kjøring på tresviller. I DSBs støytekniske analyseprosjekt ble det også vurdert om det ville være ytterligere å hente ved enda strengere inngrepskriterier. Men hoveddelen av støyen som skyldes skinner, opptrer først fra klasse 3 (bølgedybde 0,06–0,08 mm) og oppover, så effekten av enda hyppigere slipinger ble i denne undersøkelsen ansett som lav.


Figur 22: Sammenheng mellom bølgelengder (ruhet / ujevnheter) i skinne og støynivå.


Det ble utført enkle stikkprøvemålinger av skinneujevnheter i samband med de to store norske måleseriene for togstøy. De støymessige resultatene er brukt som grunnlag i Nord96, og dermed også som utgangspunkt for støyberegningene som blir utført. Målingen av skinneujevnheter viste typiske amplitudeverdier under ca. 0,05–0,15 mm (50-150 µm) for bølgelender under ca. 100 mm. Målemetoden var svært enkel og gav en minimumsoppløsning på 50 µm. I nyere litteratur antydes et behov for å kunne måle amplituder ned til ca. 1 µm, for å kunne fastsette støyrelevante grenser for ujevnheter på skinne og hjul.

Like viktig er det at nye vedlikeholdsrutiner for skinne/hjul trolig må etableres dersom det skal være mulig å opprettholde varig, lav lydavstråling for nye togtyper. Det er trolig behov for nytt måleutstyr for registrering av skinneujevnheter (og tilsvarende for hjul). Det arbeides i flere land med å fastsette støykrav for sliping av skinner og dreiing av hjul. Utstyrsprototyper er utprøvd bl.a. i Nederland og Tyskland, og blir nå videreutviklet samtidig som slipekriteriene formaliseres. Utstyret vil ha sin anvendelse både ved skinnesliping, emisjonsmålinger for revisjon av eksisterende reknemetode og ved lydmessig kontroll av nytt rullende materiell.

Kontroll og reduksjon av ujevnheter på skinner og hjul er et helt sentralt virkemiddel for å redusere støy fra dagens togtrafikk. Det er mulig å oppnå reduksjon i gjennomsnittlig A-veid døgnekvivalent lydnivå ved lokalisering og rask fjerning av hjulslag, og innføre støymessige kriterier for skinnesliping. Maksimalnivåene for de mest støyende enkelttogene kan reduseres med opptil 10 dB, og dermed bidra ytterligere til en reduksjon av støyulempene.

Skinneujevnheter av den typen som er viktig for støy, vil trolig ikke være noen hovedgrunn for utbytting av skinne. Skinneutskiftning er derfor ikke vurdert som et viktig støytiltak.

Sliping utføres for å forhindre eller forsinke utvikling av bølger og andre slitasjeskader på skinnene, som overflateutmatning og utvalsing av tverrprofilet. Dette forlenger levetid på skinner og andre sporkomponenter, samt på det rullende materiell. Sliping foretas også for å redusere støy og vibrasjoner, og for å forbedre komfort og gangegenskaper hos det rullende materiell. Spesielt ved høyere hastigheter er tilpasningen mellom hjul og skinne viktig. Når det gjelder støy konkluderer flere undersøkelser med at en kan oppnå en reduksjon på opp til 10 dB ved sliping, hvilket oppleves som en halvering av støynivået. Effekten av skinnesliping er imidlertid sterkt avhengig av hjulkvaliten på togene, og det er kun togene med best vedlikeholdte hjul som oppnår stor støyreduksjon.

Verdien av redusert antall meter støyskjerm kan være betydelig, sett i forhold til potensialet i støyreduksjon ved skinnesliping. Kostnad for skinnesliping er i størrelsesorden 60-70 kr pr. løpemeter spor med dagens måle- og slipeteknikk. Spesiell slipeteknikk for støy er noe dyrere, men det er fortsatt et kostnadseffektivt tiltak.

Sliping med ordinær metode gir et regelmessig mønster (sliperoser) på skinneoverflaten som faktisk øker lydnivået ved enkelte frekvenser i en kort periode etter sliping. Dette mønsteret blir imidlertid slitt bort ganske raskt, spesielt der det er stor trafikk.

7.8.2 Høyhastighetsbaner

Med høyhastighetsbaner menes vanligvis jernbaner bygget for hastigheter over 250 km/t. I Norge, med vanskelig topografi og derav følgende krapp geometri, brukes denne betegnelsen også om baner med hastigheter på 160–200 km/t. Ved enda høyere hastigheter, opp mot 300 km/t, vil bidraget fra aerodynamisk støy etterhvert overgå bidraget fra rullestøyen.

Ved høyere hastigheter vil kreftene mot sporet øke og dermed vil de negative virkningene av bølger/rifler nevnt tidligere, bli større. Ved høyere hastigheter vil det pga. kjøreegenskaper og sikkerhet være svært viktig med god tilpasning mellom hjul og skinne.

På baner med høye hastigheter er rifledannelse et vanlig fenomen. Dette kan skape svært mye støy og vibrasjoner. Økende hastighet medfører også økende støynivå.

Ved nye baner, og spesielt nye høyhastighetsbaner, settes det strenge krav til støymessige forhold. Tilsvarende settes det ved nytt materiell strenge krav til støyemisjon, noe som medfører en betydelig støyreduksjon for nytt materiell sammenlignet med eldre materiell.


Figur 23: Eksempel på støyreduksjon ved skinnesliping (TGV - 300 km/t).


7.8.3 Støysvake sporveksler

Sporveksler er ofte en støykilde for omgivelsene. Skinnekrysset i sporvekslene bidrar til å øke støynivået, spesielt med tanke maksimalt støynivå. Kjøring gjennom sporvekslene forårsaker også vibrasjoner i grunnen.

I en konvensjonell sporveksel må det ene vognhjulet kjøre over et «skinneløst» parti ved sporkrysset. Dette medfører støy og vibrasjoner. Mulig avbøtende tiltak vil være bytte av sporkryss til sporveksel med bevegelig kryss. Det skinneløse partiet unngås, slik at vognhjulet alltid kjører på skinne.

Bevegelige kryss, hvor det skinneløse partiet unngås, reduserer støyen betydelig. Tiltaket medfører behov for innleggelse av nye drivmaskiner for de bevegelige kryssene i tillegg til endringer i det eksisterende styringssystemet. Ved bygging av nye anlegg skal det alltid vurderes å bruke veksler med bevegelig kryss i støyutsatte områder.

7.8.4 Skinnestegsdempning

En vesentlig støykilde er lydavstråling fra skinner. Det er foretatt undersøkelser av ulike skinnetypers lydavstrålingsegenskaper, og det viser seg at UIC 60 skinner gjennomgående avstråler mer støy i forhold til f.eks. UIC 54. Dette skyldes trolig størrelsen på skinnene. For å redusere støy fra skinnene er det foretatt forsøk med isolasjon i skinnesteg med strålingsminskende kledning. Dette er et tiltak som det er foretatt flere undersøkelser på i andre land/jernbanevirksomheter. Effekt av ulike materialtyper er noe usikker, men de fleste typer skinnestegsisolasjon viser seg effektive mot hylelyder i sporkurver.

I 1996/97 ble det av JBV, NSB Gardermobanen og SINTEF gjennomført et prosjekt om effekten av forskjellige skinnestegsprodukter. Både feltmålinger og laboratorieundersøkelser ble gjennomført.

Jernbaneverket har i denne forbindelse satt krav til om at funksjoner i forbindelse med fremføring av det rullende materiell og vedlikeholdsarbeider ikke skal forstyrres:

  • Produktet skal lett kunne monteres på skinnene i sporet
  • Komponentene må ha en utforming som tillater sporarbeider med pakkmaskiner uten at komponentene må demonteres
  • Dynamisk belastning inkludert effekten av hjul- og skinneujevnheter, skinnefeste og fundamentering er avgjørende for lydavstrålingen.

Av undersøkelsen fremgikk at RUB-line viste seg å være best støymessig, og som noe rimeligere enn de øvrige typene isolasjoner. RUB-line består av følgende produkter:

  • Gummiprofil som legges inn til skinnesteget på begge sider av skinnen
  • Aluminiumsprofil som legges inn til gummibeleggene for beskyttelse på begge sider av skinnesteget
  • Fjærende festeklemme i aluminium som trykker gummibelegget med aluminiumsprofilet mot skinnesteget
  • Varmgalvanisert bolt som binder systemet sammen

Undersøkelser og målinger på en prøvestrekning er gjennomført for å klarlegge effekt av ulike typer skinneisolasjon. Det beste produktet er tatt i bruk på Etterstad og i Gamlebyen, Oslo. Resultatene viser best støyreduksjon for kjøring i lave hastigheter. For hastigheter under 50 km/t ligger støyreduksjonen på 3–4 dB. Ved hastigheter rundt 80 km/t er dempningspotensialet 1,5–2 dB. Tiltaket er spesielt aktuelt som supplement til andre støyreduksjonstiltak i tettbygde strøk.


Figur 24: Ulike skinnestegisolasjoner som er støytestet av SINTEF.


7.8.5 Ballast- og svilletyper

Konvensjonell ballast regnes i beregningssammenheng som «myk» mark. Dette fordi overflaten i ballasten er ru og dermed virker spredende på lydavstråling. Det er foretatt forsøk med ulik ballastsammensetning, og funnet noe støyreduksjon ved ulik størrelse på sammensetningen av ballastmaterialet.

Det er også foretatt undersøkelser av støyavstråling fra ulike svilletyper. Enkelte målinger viser at betongsviller er noe mer støysvake enn tresviller.

7.8.6 Bruer

Støy fra jernbanebruer kan deles inn i to hovedstøybidrag:

  • støy fra hjul og skinne
  • støy fra brukonstruksjonen

Brukonstruksjoner avgir støy i forbindelse med at konstruksjonene settes i svingninger ved togpasseringer. Støybildet fra hjul og skinne blir også annerledes enn på fri linje som følge av vibrasjoner i underlaget.

Målinger fra stålkonstruksjoner (uten ballast) viser at støyen kan være 6–10 dB høyere enn ved kjøring på ordinært spor.

Totalt er støybildet fra bruer mer lavfrekvent enn den «normale» togstøyen man opplever på fri linje. Det er også verdt å merke seg at lavfrekvent støy lettere går gjennom bygninger enn høyfrekvent støy. Lavfrekvent støy reduseres mest effektivt ved å øke massen i brukonstruksjonen. Bygging av en mer massiv konstruksjon, f.eks. betongtrau med pukkballast vil kunne redusere støynivået.

Undersøkelser fra Japan viser at montering av magnetiske gummiplater på platebærerbruer kan redusere støyutstrålingen med så mye som 6–10 dB i 5 m avstand fra brua.

7.9 Tiltak på materiell

7.9.1 Krav til støy fra nye tog

Støymåling på de relativt nye høghastighetstogene bl.a. i Tyskland, Frankrike, Japan, Sverige og på det norske flytoget type 71, viser at det finnes muligheter for å redusere togstøyen med 5–10 dB sett i forhold til hoveddelen av eksisterende rullende materiell. Tilgjengelig teknologi kan enklest utnyttes ved at det stilles strenge og etterprøvbare krav ved kjøp av nytt materiell.

Dette er blitt satt i system ved at nytt materiell som tas i bruk skal tilfredsstille kravene til støyemisjon i TSI støy. Det er satt krav til at man skal benytte ISO 3095 for å måle støynivå ved materiellet. Støyen fra de nye togene vil dermed være lavere enn dagens tog til tross for at de nye togene vil holde en betydelig høyere hastighet.

Eksempel på krav til støy fra tog: Flytoget (type 71) Leverandør av flytoget, type 71, er Adtranz Norway. Adtranz Norway har i konsortium med Adtranz Sweden utviklet togkonseptet på basis av erfaringer fra høyhastighetstoget type X2, som tidligere er levert til SJ i Sverige. Adtranz Sweden har levert de større komponentene i toget til Adtranz Norway, som har stått for sluttmontasje, innredning, idriftsettelse, kontroll og testing av type 71.

Det er 16 stk. togsett, bestående av tre motorvogner (senere bygd ut til fire), som alle har en motorboggi og en løpeboggi. Midtvognen har strømavtager og hovedtransformator. Største hastighet er 210 km/t. Togene kan multikobles inntil 4 togsett. Settene er bygget i rustfritt stål, og fronten er støpt GRP (glassfiberforsterket plast). Togene er svært kollisjonssikre, med kraftig stålbjelker innenfor GRP-fronten. Vekten på togsettene er 158 tonn.

Settene har skivebremser på alle løpeboggier. Alle akslinger har skivebremser og motorboggien har også pussebremser på hjulbanen.

Støykrav
Spesifikasjoner og krav relatert støy, som gikk til høring forut for kontraktsinngåelse med togleverandør, er akseptert med anbefalt krav på maksimalt 90 dB utvendig støy i 200 km/t. Det ble satt krav på 88 dB i kontrakt med leverandør for ytterligere forbedring. Det ble ikke skilt på ny og eksisterende bane i kravene, men for hastighet på 210 km/t, forutsettes bane av høyhastighetsstandard.


Figur 25: Det er satt strenge krav til støy fra Flytoget, type 71, noe som har resultert i 5–10 dB redusert togstøy i forhold til hoveddelen av øvrig eksisterende materiell. Her er Flytoget avbildet ved Lillestrøm stasjon.


De aktuelle eksterne støykrav som er satt til flytoget (type 71) er følgende:

  • 88 dB ved 200 km/t 25 m fra spormidt 1)
  • 78 dB ved 80 km/t, 80 dB ved 100 km/t, 82 dB ved 120 km/t, 83,5 dB ved 140 km/t og 85 dB ved 160 km/t
  • 75 dB stillestående med full ventilasjonskraft, 7,5 m fra spormidt 1)
  • 70 dB stillestående 5 min. etter stopp, 7,5 m fra spormidt 1)
  • 75 dB stillestående ved fullt pådrag, 7,5 m fra spormidt 1)

1)Målt 1,2 og 3,5 m over terreng på åpen linje, bakke fri for frost og snø.

Det er montert lyddempere på alle hjul som har gitt et dempningsbidrag på ca. 4 dB.

Bremsesystemet består av skivebremser på alle hjul, samt «pusseklosser» på drivhjul. Dusse pusser og renser hjulbanen for materiale og små ujevnheter, slik at god friksjon mellom hjulbane og skinnehode oppnås. Dette resulterer i en jevnere hjuloverflate på sikt, mindre utsatt for utvikling av ujevnheter i så vel hjul som for skinnen.

Støykrav til godsvogner er så vidt forsøkt. Det ble satt en støygrense på 90 dB til «Jet fuel»-togsettet som frakter flybensin til Gardermoen. (Målebetingelser ikke oppgitt).


Figur 26: Det ble stilt strenge krav også til nytt ekspresskrengetog, type 73, som ble satt i drift høsten 1999.


7.9.2 Utviklingstrekk, støy fra jernbaneterminaler

Det fraktes stadig mer gods på jernbane, og økningen forventes å fortsette fram mot 2020.

Omlegging av terminaler og skiftespor og mer bruk av faste togstammer gir mindre skiftebevegelser enn tidligere. Støyen fra skifteaktivitetene reduseres, mens støy fra lessing og lossing øker på grunn av omfattende bruk av store lastemaskiner/trucker, spesielt til løfting og transport av containere.

Arealutvikling av nye og eksisterende terminaler gir som oftest bedring i støyforholdene, ved at nye terminaler legges i områder med få boliger, og ved at nybygging utløser støybeskyttelsestiltak. Ny terminal på Ganndal har for eksempel gitt færre støyutsatte ved ny terminal i forhold til eksisterende terminaler i Stavanger og Sandnes, og støyforholdene er bedret for beboere langs banen på strekningen Ganndal–Stavanger. I Trondheimsregionen synes det ikke mulig å finne arealer for ny eller utvidet terminal som gir færre støyutsatte, men nyetablering vil utløse støybeskyttelsestiltak der støyen eventuelt øker uten tiltak.

På eksisterende terminaler vil støyforbedring oppnås ved at skiftesporene arrangeres slik at togene kan settes opp med færre skiftebevegelser. Forbedring av spor og underbygning på eksisterende terminalområder vil gi støygevinster, for eksempel ved utbedring av veksler og skinneskjøter, og utretting av krappe kurver som gir kurveskrik.

Utviklingen på materiellsiden medfører stort sett reduksjon av støy fra skifteaktiviteter. Nytt rullende materiell er generelt mer støysvakt enn gammelt materiell. Dette gjelder nye skiftelokomotiv og nye godsvogner. For eksempel følger boggiaksler sporene bedre enn enkle aksler og er derfor mindre støyende. Det gjennomføres en omfattende sanering av eldre godsvogner, og det planlegges ytterligere reduksjon av antallet vogner. Det er økende antall utenlandske vogner som trafikkerer i Norge.

Tiltak for å redusere støy fra framføring av godsvogner i ordinær trafikk vil også få virkning på terminalområder. Det mest aktuelle tiltaket på vognene er utskifting av støpejern bremseklosser til bremseklosser av komposittmateriale, som forventes å gi en støyreduksjon på 5 dB i gjennomsnitt for godstog, dersom slike bremseklosser godkjennes til bruk i Norge, se for øvrig avsnitt om bremsesystemer.

På eksisterende terminalområder reduseres støyen bl.a. ved støydempning av lastemaskiner/ trucker. Skinner med dårlig underbygning ved skjøter eller veksler utbedres. Stoppesko og skinnebremser erstattes med mer støysvake typer (for eksempel hydrauliske stempelbremser). Støy fra bufferstøt reduseres ved å redusere hastigheten til vognene ved støtet.

Kurveskrik kan reduseres ved fukting med vann eller smøring av skinner. Kurveskrik og støy fra tog i lav hastighet kan også reduseres ved hjelp av skinnestegsdempning. På mottagersiden kan skjerming og fasadeisolering bedre støyforholdene.

7.9.3 Vedlikehold av togmateriell, dreiing av hjul

Det er store variasjoner i støynivået fra de ulike togtypene med de nyeste motorvognene i den ene enden av skalaen og godstog og eldre tog med lok i den andre enden. Nytt togmateriell vil i alle tilfeller være mer støysvakt enn dagens tog, her vil kravspesifikasjonene i forhold til støy være avgjørende. I lang tid framover vil imidlertid banen bli trafikkert av dagens tog. Det bør derfor vurderes om det er mulig å gjennomføre støydempende tiltak også på dette materialet. Det er viktig å huske at støyskjerming, fasadetiltak og tiltak i sporet bare kan ta sin del av støydempningen og at resultatet ikke blir optimalt før det gjennomføres tiltak på togmateriellet.

Kontrollintervall for godsvogner
Togstammer, med både to-akslede og boggivogner, gjennomgår følgende kontroller:

  • Årlige kontroller på verksted eller reparasjonsspor
  • Halvårskontroll, som utføres ute eller inne (ikke verkstedkontroll).
  • Ankomstkontroll/-visitasjon utføres ved ankomst (til Alnabru). Kjørelengde før ankomstkontroll skal utføres er høyst 2000 km.

Dersom det oppdages alvorlige hjulslag, eller andre alvorlige skader på hjulbanen, blir hele hjulsatsen demontert og sendt til verksted for dreiing. Grense for lengde av hjulslagflater er 60 mm, eller 40 mm dersom temperaturen er under –10°C. Bremseklosser skal minst være 10 mm for kjøring innenlands og 15 mm for kjøring utenlands.

7.9.4 Bremsesystemer

Utskifting av klossbremser med skivebremser på passasjertog gir ca. 7 dB reduksjon i A-veid lydnivå når skinnetilstanden er god. Tilsvarende reduksjon kan oppnås med egnede klosser på klossbremser, bl.a. på godstog (materialtyper kompositt eller «sinter»).

Disse klossene sliter jevnere på hjulbanen enn støpejernsklosser og hindre utvikling av ruhet/ujevnheter på hjuloverflaten. Kontaktflaten mellom hjul og skinne blir dermed jevnere og bedre og dette fører til lavere støynivå.

Utskifting av bremseklosser på godstog
En storstilet utskifting av eksisterende støpejern bremseklosser på godstog med tilsvarende i komposittmateriale er under utredning i Europa. Det jobbes intenst med å få klossene godkjent for kommersiell bruk. Det er likevel flere land, deriblant Sveits, som allerede har satt i gang utskiftning av bremseklosser på sine godstog. Tiltaket bør vurderes nærmere både når det gjelder bremseffekt og varmgang. Totalt støyreduksjonspotensiale på norske vogner forventes å gi en støyreduksjon på ca. 5 dB i gjennomsnitt for alle godstog. Det forutsettes at utgiftene til utbedring av utenlandske vogner i norske tog dekkes av eierlandet, gjennom de krav som utformes i EU.

Sammen med alminnelig godt vedlikehold av hjul og skinner kan et slikt tiltak gi reduksjon av totalstøyen ved terminaler.

Spesielt støydempede laste-/lossemaskiner antas å gi en nivåreduksjon for de enkelte maskinene i størrelsesorden 5 dB i forhold til maskiner uten spesiell støydempning.

I forbindelse med at det forventes overgang til bremseklosser av komposittmaterialer er det ønskelig med ny utforming av hjulene, slik at de avgir varme til omgivelsene mer effektivt. Ved nyinnkjøp av hjul til godsvogner blir det nå anskaffet «klokkehjul» som egner seg til bruk sammen med bremseklosser av komposittmaterialer.

7.9.5 Støydempede hjul

Hjulabsorbenter kan være et effektivt tiltak. Der hvor hvert hjul dempes med absorbenter vil 4–6 dB kunne oppnås.


Figur 27: Illustrasjon av ulike typer hjulabsorbenter.


7.9.6 Styrbare hjulsett

Det er hovedsakelig hjulenes gang gjennom kurven som forårsaker kurveskrik. Styrbare hjulsett, altså hjul som følger sporene bedre, har vist seg å være effektivt for å redusere kurveskrik. Tiltaket er effektivt både for slitasje på hjul og på skinne, og dermed også for støynivået generelt.


Figur 28: Styrbare hjulsett kontra konvensjonell boggi.


7.9.7 Støy fra godstog

Konkurransen innenfor godstransportsektoren er hard. Mye trafikk skjer om natten, i økende mengde og med større fart enn tidligere. Lavt støynivå er en viktig faktor i konkurransen mellom ulike transportformer. Støyen kan mest effektivt reduseres med tiltak på hjul og skinne.

Støy- og vibrasjonshensyn, sammen med ønske om bedre drifts- og vedlikeholdsrutiner, gjør det aktuelt med en viss revurdering av utforming av vognkasse, hjul, boggi, bremsesystem, skinner og banefundament. Godsvogner bruker i hovedsak tre «hjulsystem», alle utstyrt med klossbremser. Klossbremser har driftsfordeler, men gir ujevn hjuloverflate og mye rullestøy i normal drift. Skivebremser har støymessige fordeler, men er mer kostbare og tyngre enn klossbremser.

For kjørefart omkring 100 km/t er støybidraget fra hjul og skinne omtrent like. For lavere hastigheter er skinnebidraget marginalt høyere, for større fart dominerer hjulbidraget. Lydavstråling fra sville er bare viktig for frekvenser under ca. 400 Hz. Skinnebidraget dominerer for ca. 400–1200 Hz og hjul over ca. 1200 Hz. Lydbidraget fra vognkassen er normalt ikke viktig for godsvogner og skjermet spor.

Skjørt demper støy fra godstog, viser undersøkelser fra Tyskland, Østerrike og Italia. En dempning på 10–15 dB er oppnådd i enkelte tilfeller.

Tyskland og Sveits patenterer nye bremseklossmaterialer og vil ha rask utskifting av klossbremser på alle godstog. Det er noe skepsis i de andre landene til den tekniske løsningen med tanke på sikkerhet, pris og holdbarhet og til tempoet i utskiftingen. Det er imidlertid stor enighet om støyreduksjonspotensialet, og om behovet for et felleseuropeisk utskiftningsprogram. Det foretas imidlertid undersøkelser med tanke på driftssikkerhet knyttet til effekt av bremseklosstypene ved varmeutvikling (sikre bremseeffekt/trafikksikkerheten) og materialenes egenskaper under vinterforhold og kulde.


Figur 29: Eksempel på støyutstråling godsvogner med ulike bremsemateriale, målinger fra Sveits og Østerrike, kjørehasighet 80 km/t.


7.9.8 Støy fra jernbaneterminaler

Tiltak for å redusere støy fra framføring av godstog på terminaler vil tilsvare tiltak på spor for alminnelig trafikk.

Sliping av skinner kan gi betydelig reduksjon av støy også for terminaler. Betydelig forbedring kan dessuten oppnås ved forbedring av sporskjøter og veksler, spesielt dersom veksler bygges med bevegelig kryss, der åpninger mellom skinnene unngås.

Spesielt for terminalområder er at tog kjører i lave hastigheter, som gjør at for eksempel skinnestegsisolasjon vil være et mer effektivt tiltak enn på strekninger med høye hastigheter.

Sanering av eldre materiell
I Norge har antall godsvogner blitt kraftig redusert de siste 10–20 årene. Det er i første rekke de eldste og dårligste vognene som gjennom dette er tatt ut av driften og sanert. Godsselskapene har i løpet av de siste årene gått over til faste togstammer for containertrafikken. Dette fører til redusert støy fra godstrafikk, ettersom det bl.a. medfører behov for færre vogner og mindre skifteaktivitet på terminalene.

Utbedring/utbytting av skiftemaskiner og annet materiell
Det er forholdsvis stor forskjell på den avstrålt støy fra de forskjellige skiftemaskinene. En utskiftning til mer støysvakt materiell vil ha positiv innvirkning på støybildet. F.eks utskifting av skiftemaskiner av type Di2 og T44 til fordel for f.eks Skd 224 vil redusere maksverdien ca. 5 dB. Annet materiell som er i bruk på skifteområdet kan ofte skiftes ut med mindre støyende materiell. F.eks blir det ofte benyttet trucker i forbindelse med containerterminaler, en utskifting av diesel-trucker til fordel for El-trucker vil kunne redusere støyen.

Endringer i driftsopplegg og trafikk
Klager på støy fra aktivitet på skifteområder er ofte knyttet opp til støy om natten, kvelden eller tidlig morgen. En restrukturering av skifteaktiviteten til mindre aktiviteter i de nevnte periodene er et effektivt tiltak som kan forbedrer bomiljøet. Mer støy på dagtid har som oftest små konsekvenser da beboerne i større grad er borte fra hjemmet.

Skiftemetoder på enkelte skifteområder kan forbedres slik at de blir mindre støyende. Det er f.eks. mange forskjellige måter å bremse vogner på under skifteprosessen, noen av metodene er mer støyende enn andre. F.eks. har stoppesko et høyt støynivå, skinnebremser har også høye maksverdier, noe avhengig av den enkelte bremsetypen. Hydrauliske stempelbremser er derimot noe mindre støyende. Bremselyder er av en slik karakter at de bærer langt og er svært sjenerende. Pufferstøt (vogner som kobles) er en støykilde som ofte er plagsom for naboer. En reduksjon av hastigheten til vognene ved støtet vil redusere støyen. (Kilde Støy fra rangering, Lydteknisk Institutt)

Redusert kjørehastighet vil kunne redusere støy. Konsekvenser for driften bør vurderes før tiltak iverksettes som støyreduserende tiltak. Det skal betydelig reduksjon i kjørehastighet før effekt av hastighetsreduksjon blir vesentlig, og det er derfor lite aktuelt å bruke de fleste steder.

7.10 Oppsummering, effekt av støytiltak

Tabell 4: Oppsummering av effekt (i støynivå) av noen ulike støyreduserende tiltak.
Tiltak Fordeler Ulemper Effekt av tiltak [dB]
Ledende hjulkonstruksjon Effektivt for kurveskrik
15
Kurveradier over R > 300–500 m Målinger ikke nødvendig Ikke alltid gjennomførbart
5–8
Vannbehandling Effektivt, billig Fryseproblemer vedlikeholdskrav
15
Kjemisk behandling (smøring) av
skinneoverflaten
Effektivt, ikke fryseproblemer Forurensning, spesialutstyr
15
Hjulbsorbenter Effektivt Hvert hjul må behandles
2–5
Kombinasjon hjul-/skinnemateriale Effektivt Mangler erfaringer
5–10


Tabell 5: Oppsummering av effekt (i støynivå) av noen ulike støyreduserende tiltak.
Parameter Verdi for lavest støynivå Verdi for høyest støynivå Nivådifferanse
Skinnetype UIC 54 E UIC 60 0,7 dB
Statisk pad stiffness 5 * 109 108 5,9 dB
Pad loss factor 0,5 0,1 2,6 dB
Svilletype Bi-bloc Tre 3,1 dB
Svilleavstand 0,4 m 0,8 m 1,2 dB
Ballaststivhet 108 N/m 3 * 107 N/m 0,2 dB
Ballast loss factor 2,0 0,5 0,2 dB
Wheel offset 0 0,01 m 0,2 dB
Rail offset 0 0,01 m 1,3 dB
Hjulruhet Smoothest Roughest 8,5 dB
Rughness of uncorrugated
rails
Smoothest Roughest 0,7–3,9 dB
Hastighet 80 km/t 160 km/t 9,4 dB
Hjullast 12,5 tonn 5 tonn 1,1 dB
Lufttemperatur 10 °C 30 °C 0,2 dB


Tabell 6: Oppsummering av effekt (i støynivå) av noen ulike støyreduserende tiltak.
Step Technical solution State of develpment Noise reduction [dB] Effect on wheel squeal in curves
Prototype Industrial Wheel emission Rail emission Overall emission
1.
Minimization of wheel/rail roughness
Wheel:
appropriate material for brake-shoe X X 2–10
removal of tread brakes X 2–10
appropriate slip-slide control system X 2–10
wheel grinding X 2–10
Track:
rail grinding X 2–10
removal of rail joints X 2–10
2–3.
Minimization of wheel and track acoustic radiation
Wheel:
shape optimization X X 1–6
new wheel web material X 1–6
addition of damping X X 5–10 yes
resilient wheel X 4–6 0–3 0–6 yes
screens on the web X X 1–5 yes
Track:
stiff and damped rail-pads X X 1–6
addition of damping on the rail X 2–6
optimization of rail shape X 0–4
embedded rail X X 0–4
sleeper optimization X 0–2
4.
Mitigation of sound propagation
Wheel:
vehicle skirts X X 2–6 0–4
absorbing platform X X 0–3
rail screen X 0–3
rail screen + vehicle skirts X 5–8

8 Tiltak mot strukturlyd

Tiltak mot strukturlyd består oftest i å legge vibrasjonsisolerende matter eller plater under ballasten. Dette er et relativt enkelt og rimelig tiltak i forbindelse med bygging av nye baner. På baner som er i drift vil begrensning i sportilgang kunne fordyre tiltaket vesentlig. Ballastmatter av glassull er billigere enn matter av gummi, men har ikke like gode vibrasjonsisolerende egenskaper. Ballastmatter gir reduksjon av vibrasjoner i frekvenser over 30–35 Hz.

Strukturlyd forplanter seg gjennom «hardt» medium. En bedre betegnelse på strukturlyden kan derfor være «konstruksjonsforplantet lyd». Strukturlyd ligger i frekvensområdet 30–1000 Hz. Strukturlyd kan generere problemer for bygninger inntil 50 m fra sporet og forplanter seg best i godt fjell.

For strukturlyden er det en fordel med «myk» underbygning, i motsetning til lavfrekvente vibrasjoner hvor det er en fordel med «stiv» underbygning.

8.1 Erfaring fra norske prosjekter

I forbindelse med trikkeprosjekter har man har fått erfaring angående virkning av avstivende betong under skinnegangen. For den nye Vikatrikken ble det utviklet en løsning der skinnene ble lagt på en 300 mm betongplate som var isolert fra underlaget med 50 mm Rockwool vibrasjonsplate. Det er først og fremst med tanke på reduksjon av strukturstøyoverføring at løsningen ble benyttet. Imidlertid er det ved ettermålinger påvist at løsningen også gir betydelig lavere vibrasjonsnivåer enn løsninger uten betongplate. Ved utviklingen av denne løsningen ble det gjennomført kvasistatiske elementberegninger. Produktet av nedbøyning og nedbøyningsgradient (brattheten på nedbøyningskurven) for de ulike løsningene ble benyttet som dimensjonerende kriterium for vibrasjonsisolerende effekt i det lavfrekvente vibrasjonsområdet 5–20 Hz.

8.2 Støysvake sporkonstruksjoner

Krav til støysvake spor står delvis i konflikt med de jernbanetekniske krav. For demping av strukturlyd er det en fordel med «myke» spor. Dette øker imidlertid strekkspenningene i skinnefoten og dermed faren for skinnebrudd. Dessuten kan for myke skinnebefestigelser gi for dårlig støtte mot sidekrefter, slik at skinneutglidning og dermed sporvidden blir for stor. Myk skinnebefestigelse og understøttelse kan også gi økt utstråling av luftlyd fra skinnene fordi skinnene blir mindre akustisk dempet.

Følgende generelle krav må tilfredsstilles:

  • nødvendig demping
  • lang holdbarhet
  • mykheten må ikke virke negativt på sporkvaliteten
  • konvensjonelle spor må kunne brukes
  • vanlig sporvedlikehold må kunne utføres (pakking, sporjustering, ballastrens mv.)

De mest aktuelle tiltakene er, i tillegg til godt vedlikeholdt spor, vibrasjonsisolerende matter under ballasten eventuelt under svillene (svillematter). Andre tiltak som vibrasjonsisolerende betongplater under ballasten eller spesielle vibrasjonsisolatorer ved hver skinnebefestigelse er dyre løsninger og ansees uaktuelle fordi det introduserer spesialløsninger som er lite ønskelig driftsmessig.

Høyelastisk skinnebefestigelse
I noen tilfeller kan det være aktuelt å bruke ballastfritt spor, for eksempel for å spare konstruksjonshøyde. Det finnes på markedet flere mulige høyelastiske skinnebefestigelser.


Figur 30: Jernbaneverket bruker på nyanlegg kun Pandrol Fastclip med 10 mm underlagsplate og «plastkomponenter» ved befestigelsen.


Strukturlyd, erfaringer ved ulike tiltak

  • høyelastisk skinnebefestigelse: Virker for frekvenser over 30–35 Hz. Ved 50 Hz er dempningen 6–10 dB.
  • ballastmatter: Virker i frekvensområdet over 16–18 Hz. Ved 50 Hz er dempningen opptil 20 dB.
  • ballastmatter og tykkere ballastlag (0,8 m) medfører ytterligere 3–4 dB demping. Merk: Økt ballasttykkelse (ut over 0,5 m) alene ikke gir forbedring.
  • svillematter: Påvist demping på 10 dB ved målinger (lagt bl.a. under Oslo Plaza)
  • masse-fjær-systemer (ingen erfaringer i Norge)


Tabell 7: Eks. på bruksområder for Sylomer ballastmatter
Tykkelse
(med mer)
Ballastsiffer/stivhet
(N/mm3)
Bruksområde
16
0,12
Høyhastighet, dempe luftlyd fra broer
20
0,06
Som over, dempe strukturlyd
23
0,05
vmaks 160 km/t ellers som over
29
0,035
vmaks 120 km/t ellers som over
45
0,03
vmaks 120 km/t med sterk demping av strukturlyd


Det fins spesialmatter som kan gi 15 dB støyreduksjon. Dette er imidlertid meget kostbart. Mineralull har også vært brukt, og man kan da regne med en støyreduksjon på 8–10 dB. Man har imidlertid ikke særlig erfaring med mineralullens langtidsegenskaper utover 10–15 år.

Det er viktig å være klar over at man ikke kan summere oppgitt støyreduksjon i dB ved for eksempel å ha spesialmatter under pukken samtidig som fundamentene vibrasjonsisoleres. Dette skyldes at begge tiltak gir mest støyreduksjon ved høye frekvenser, slik at man sitter igjen med den lavfrekvente støyen.

Hvis man kommer til at det må innføres elastisitet, er det viktig at dette ikke gjøres i form av mykere mellomleggsplater mellom skinne og sville. Målinger tyder på at myke mellomleggsplater gir mer vibrasjoner i skinnene, og økt støyavstråling i det viktige frekvensområdet rundt 250 Hz og noe lavere. Når man innfører tiltak med støyskjerming og fasadeisolering, sitter man oftest igjen med den lavfrekvente støyen. Støyøkning i frekvensområdet rundt 250 Hz og lavere kan derfor ha stor betydning for innendørs støynivå. På denne bakgrunn bør man benytte stive mellomleggsplater og i stedet legger elastisiteten i vibrasjonsisolerende matter under ballast.

Ballastmatter er bedre egnet enn svillematter til å redusere strukturstøy ved så lave frekvenser. Svillematter kan resultere i noe høyere vibrasjoner i skinnene og dermed høyere luftlydnivåer enn ballastmatter. Vi anbefaler at man benytter ballastmatter, disse bør ha stivhet ca. 0,06 N/mm3.

Når det gjelder produkter vil dette først og fremst være et prisspørsmål, og det bør hentes inn priser fra aktuelle leverandører. Mattenes tykkelse vil være 25–30 mm. En mulighet vil her være å benytte ballastmatter av gummigranulat fra bildekk. Et norsk utviklingsprosjekt pågår med tanke på å benytte slike matter under sviller på T-bane. Det er imidlertid fullt mulig å produsere egnede ballastmatter med stivheten som er angitt.


Figur 31: Vibrasjonsisolering ved skinnegangen.


Teknisk regelverk stiller krav til bruk av ballastmatter og mellomlegg.

8.3 Dempere mellom skinnegang og bygningskropp

Strukturlyd fra skinnegående trafikk kan reduseres ved å montere gummibaserte dempere mellom skinnegangen og bygningskroppen.


Figur 32: Eksempel på plassering av dempere rett på lokk.


Slike tiltak kan redusere strukturlydnivå med opptil 20 dB. Resultatet avhenger mye av hvordan vibrasjonsisoleringen er utformet. Det er lettere å vibrasjonsisolere høyfrekvente vibrasjoner enn lavfrekvente. Resultatet avhenger derfor også av vibrasjonenes frekvensinnhold.

Gummibaserte dempere er brukt i hotellet i Byporten i Oslo, som står vibrasjonsisolert på sportrakten/kulverten på Oslo Sentralstasjon.


Figur 33: Eksempel på dempere i hus over tunnel i fjell.


Dempere er vanligvis bygd opp av gummi og stålplater som vist på Figur 34 under.


Figur 34: Dempere bygd opp av gummi og stålplater.


Gummien må ha anledning til å utvide seg sideveis når demperne trykkes sammen. Høyden på demperne er vanligvis 50–100 mm og sidekantene 150–250 mm.

9 Tiltak mot følbare vibrasjoner

Det er som regel vanskeligere å takle de følbare vibrasjonene enn strukturlyd. Ofte er vibrasjonene så lavfrekvente at det generelt er vanskelig å vibrasjonsisolere hele bygningen. Imidlertid kan det lages spesialkonstruksjoner, vibrasjonsisolerte dekkekonstruksjoner for rom med spesielle vibrasjonskrav.

Mye kan gjøres ved å unngå at unødvendige vibrasjoner oppstår. Spesielt viktig er det å redusere skinne- og hjulujevnheter ved systematisk vedlikehold. Dette vil redusere, ikke bare støy og vibrasjoner, men også slitasje og belastninger på banefundament og rullende materiell. Kjørekomfort for passasjerene vil også forbedres.

Hjuldiameter og svilleavstand er to «faste» dimensjoner som vises igjen i vibrasjonsmønsteret (frekvensspekteret), målt nær bane. Når kjørefarten øker, øker frekvensen som har sitt opphav i disse dimensjonene tilsvarende. Det er viktig at disse frekvensene ikke samsvarer med resonansfrekvenser for baneoppbygning eller rullende materiell.

Det finnes en rekke tiltak som kan redusere de vibrasjoner som jernbanetrafikk forårsaker i bygninger langs banen:

  • tiltak knyttet til baneoppbygningen
  • tiltak i grunnen mellom bane og bygning (masseutskiftning)
  • tiltak ved eller i berørte bygninger


Figur 35: Eksempel på fundamentering av bygning til fjell.


Tiltak i baneoppbygningen har sin virkning ved å øke stivheten og massen av banens underbygning. De fleste av tiltakene utføres enklest i forbindelse med bygging av banen, men det finnes også tiltak som kan settes i verk i ettertid. Med slike tiltak er det mulig å redusere vibrasjonene i forhold til en standard baneoppbygning med en faktor på mellom to og ti, avhengig av tiltakets omfang og av grunnforholdene.

De mest aktuelle tiltak ved og i bygningene består i å sette ned en vibrasjonsbarriere mellom bygget og banen og/eller stive av bærende konstruksjoner i bygget. Ved hjelp av ett, eller en kombinasjon av slike tiltak, kan vibrasjonene reduseres med en faktor på to til fem. Tiltakene kan utføres etter at banen er bygget, dersom det oppstår behov for å bedre forholdene.


Tiltak mot vibrasjoner

  • større flate mellom skinne/hjul og underlag
  • større flate på svillene, f.eks. ved tettere avstand mellom disse
  • underlagsplate mellom skinne og sville. Dette stiller imidlertid store krav til underlagsmaterialet. Ofte vil kreftene være mindre under svillen eller under ballasten
  • vibrasjonsisolerende skjermtyper i bakken mellom bane og bebyggelse
  • utnytte gunstige grunnforhold mellom bane og bygninger (grunnforholdene er av stor betydning)
  • bygningskonstruksjon
  • avstivingen av skinnegangen med langsgående betongbjelker har først og fremst betydning for vibrasjonene i det laveste frekvensområdet, godt under 100 Hz
  • svevende pæler vil også redusere vibrasjonsnivået, men ikke så mye som ved å gå helt ned til fjell
  • kalksementpæler under banekonstruksjon eller som enn slisse mellom bane og bygning
  • gunstig plassering av hus nær veg eller jernbane


Figur 36: Slisser i leire for å redusere vibrasjoner.


Det er til nå bare benyttet kalksementpeler som vibrasjonsreduserende tiltak på Gardermobanen. Et annet tiltak som har vært prøvd på andre strekninger, er å øke tykkelsen på forsterkningslaget. Tiltak med for eksempel betongbjelker eller plater under sporene har ikke vært prøvd på jernbanestrekninger i Norge. Det ble i en tidlig fase av prosjekteringen av Gardermobanen gjennom Lillestrøm vurdert et tiltak med en 1 m tykk betongplate under sporene. Av kostnadsmessige årsaker ble det imidlertid besluttet å ikke detaljutrede tiltaket.

På Sandvika stasjon ble det lagt et stivt isolasjonssjikt og en 150 mm tykk betongplate mellom ballast og ballastmatte. Man regnet med at tiltaket ville gi noe reduksjon av lavfrekvente vibrasjoner, men på grunn av endringer av bærekonstruksjoner kunne man ikke måleteknisk etterprøve dette.


Figur 37: Eksempel på ugunstig plassering av hus nær veg eller jernbane.


10 Internasjonalt samarbeid innen støyreduksjon

10.1 Europeisk rammedirektiv for støyreduksjon

EU-kommisjonen har utarbeidet direktiv 2002/49/EC «Environmental Noise Directive» (END) som pålegger EU- og EØS-medlemmene å kartlegge støy fra transportkilder i større byområder og langs transportårer med mye trafikk. Kartleggingen skal danne grunnlag for handlingsplaner for å redusere støyplagen. Direktivet er implementert i forurensningsforskriften kap 5 og pålegger norske anleggseiere, deriblant JBV) og kommuner å gjennomføre kartlegging.

Første trinn av kartleggingen ble gjennomført i 2007 og omfattet byområder med mer enn 250 000 innbyggere (Oslo) og baner med mer enn 60 000 passeringer per år (mest trafikkerte banene i Oslo-området). Neste trinn av kartleggingen skal gjennomføres innen 30. juni 2012 og omfatter byområder med mer enn 100 000 innbyggere samt baner med mer enn 30 000 passeringer per år. Dette gjelder dermed byområdene Oslo, Bergen, Trondheim Stavanger/Sandnes og Sarpsborg/Fredrikstad. Banene som må kartlegges i tillegg er de store banene fra Oslo til Eidsvoll, Moss og Drammen samt Arna–Bergen og Sandnes–Stavanger.

10.2 TSI støy

TSI-støy (se Grenseverdier og forskrifter) ble vedtatt i 2005 og er bl.a. ment som virkemiddel for å innføre komposittbremseklosser på nye og opprustede godsvogner. Det er derfor i praksis umulig å oppfylle kravene for godsvogner med gammeldagse støpejernsklosser.

10.3 Støydifferensiert kjøreveisavgift

Et annet virkemiddel for å gi incentiv til utskiftning av bremseklosser på godsvogner er å innføre kjøreveisavgift (avgift for sportilgang) som er differensiert etter hvor støyende toget er. Dvs. at støysvake tog får en bonus mens de gamle og støyende togene må betale ekstra avgift. Forslaget får kritikk for å være for byråkratisk og tungvint.

10.4 Samarbeidsprosjekter i UIC

Den internasjonale jernbaneunionen (UIC) har fortløpende prosjekter for å utvikle metoder og teknologi for reduksjon av støy. Det er for tiden størst fokus på utvikling og godkjenning av komposittbermseklosser til godstog. JBV støtter ulike prosjekter på området i regi av UIC.