Tieffrequente Geräusche und Infraschall im Wohnumfeld

Umweltbundesamt stellt Leitfaden für den Umgang mit tieffrequenten Geräuschen im Wohnumfeld vor – Zusammenfassung von Robert Soyka

Das Umweltbundesamt führte am 14.03.2017 die Veranstaltung „Tieffrequente Geräusche im Wohnumfeld“ durch. Anlass war die Vorstellung des gleichnamigen Leitfadens. Angesichts der Lärmbelästigung durch die zunehmende Zahl von Windkraftanlagen in Brandenburg nahm auch die Landtagsgruppe BVB / FREIE WÄHLER daran teil.

Die Einleitung ins Thema übernahm Martin Schmied vom Umweltbundesamt. Ihm und seinen Kollegen wurden die Probleme erst wirklich bewusst, als die Mitarbeiter des Amts in einem Lärmlabor tieffrequenten Schall am eigenen Leib erleben durften. Schmied stellte fest, dass die meisten Lösungen gegen Lärm bei tiefen Frequenzen nicht wirken und nahm damit bereits einige Erkenntnisse der folgenden Redner vorweg.

Zweiter Redner war Dr. Berthold M. Vogelsang vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz. Er befasste sich ausführlich mit der physikalischen Natur des tieffrequenten Schalls. Eine einheitliche Definition hierfür fehlt. Üblicherweise wird Infraschall im Bereich 1 bis 20 Hz festgemacht, auch wenn manche Menschen noch Schall unter 20 Hz wahrnehmen können. Für die Grenze von tieffrequentem Schall gibt es jedoch gar keine einheitlichen Grenzen. Die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) in Deutschland sieht ihn als Schall unter 90 Hz. Der Entwurf der DIN 45680 aus dem Jahr 2009 definiert ihn hingegen als Schall im Bereich von 8-100 Hz. Im Entwurf 2013 wurde der Bereich jedoch bis auf 125 Hz ausgeweitet. Zum Vergleich: Üblicherweise liegt der Schall, mit dem wir kommunizieren, im Bereich von über 1.000 Hz.

Dieser tieffrequente Schall hat einige physikalische Besonderheiten. Normalerweise nimmt Schall quadratisch zur Entfernung ab. Unterhalb einer Entfernung von 4 Wellenlängen ist diese auch in der ISO 9614-2 aufgeführte physikalische Regel aber nicht anwendbar. In diesem „Nahbereich“ sinkt der Schall mit der Entfernung nur in etwa linear. Bei hochfrequenten Tönen spielt dies keine große Rolle. Beispielsweise endet der Nahbereich bei 2.000 Hz schon nach etwa 70 Zentimetern. Bei 20 Hz dehnt sich dieser Nahbereich jedoch auf 70 Meter aus.

Bei Bauteilen wie Fenstern wird die Schallschutzwirkung im Bereich 100 bis 3.150 Hz ermittelt. In diesem Bereich erzielen sie eine gute Schutzwirkung. Im tieffrequenten Bereich sind sie hingegen nahezu wirkungslos – aus physikalischen Gründen, aber auch, weil es keine gesetzliche Notwendigkeit gibt. Dies ist umso schlimmer, als die Resonanzfrequenz der Räume, abhängig von deren Größe, genau in diesem Bereich liegt (hierzu berichtete später Christian Eulitz mehr). Messungen in den Räumen werden so schwierig.

Bei sehr niedrigen Frequenzen sind Messungen außen kaum möglich. Messungen im Freien sind im tieffrequenten Bereich schwierig. Unterhalb 20 Hz wird der Wert unsicher, unter 16 Hz gibt es keine Normung mehr. Die Ergebnisse werden praktisch unbrauchbar. Störungen durch Windgeräusche am Mikrophon und aus der Umgebung sind im Freien ein weiteres Problem.

Besonderheiten gibt es aber nicht nur physikalisch und bei der Messung, sondern auch bei der Wahrnehmung.  Obwohl Personen nichts bewusst hören, gibt es Reaktionen im Gehirn auf den Schall. Nur weil man nichts bewusst hört, heißt es nicht, dass es keine Wirkung hat. Unter 100 Hz findet ein Übergang vom Hören zum Fühlen statt. Unter 20-50 Hz gibt es keine Wahrnehmung mehr als Töne, ab 10 Hz kann man den Schall nur noch als Schwingung im Körper (vor allem im Bauchbereich) fühlen, aber nicht mehr hören.

Tendenziell wird der Schall im hörbaren Bereich störender empfunden. Doch es gibt auch sensible Personen, bei denen der tieffrequente Schall zu einer Zwangsaufmerksamkeit führt. Bisher ist die Zielsetzung so, dass die Grenzen so gesetzt werden, dass weniger als 50 % sich vom Schall belästigt fühlen. Dr. Vogelsang stellte die Frage, ob dieses Vorgehen wirklich richtig ist. Vielleicht wäre es sinnvoller, auch auf einen kleineren Anteil sensibler Menschen Rücksicht zu nehmen.

Dr. Vogelsang fasste zusammen, dass das Wissen bei der Physik tieffrequenten Schalls durchaus gut ist, das Wissen über medizinische Auswirkungen hingegen bisher äußerst begrenzt.

 

Über die medizinischen Auswirkungen berichtete Dr. Thomas Carl Stiller. Er ist Mitglied im Verein Ärzte für Immissionsschutz und Mitglied im Arbeitskreis für die Überarbeitung der DIN-Normen zum Schallschutz. Problematisch sieht er vor allem, dass neue Quellen von Infraschall in immer größerer Zahl immer näher an die Wohnbebauung heranrücken, seien es Windkraftanlagen, Wärmepumpen oder Blockheizkraftwerke.

Kinder bekommen schon im Mutterleib Prägung durch den sie umgebenden Schall – sie können nichts sehen, aber durchaus schon hören. Es besteht zudem kein Zweifel, dass bei Infraschall mit sehr hohen Lautstärken Gesundheitsgefahren entstehen. So dürfen Schwangere nicht in der Nähe von starken Infraschallquellen arbeiten. (Vibrationen erhöhen das Risiko von Frühgeburten und Gesundheitsschäden beim Kind, siehe Technische Regeln zur Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung, Punkt 6.5.1. – Anmerkung des Autors)

Unklar ist jedoch, was bei niedrigen Schalldrücken und einer Dauerbelastung passiert. Selbst über den Wahrnehmungsmechanismus für tieffrequenten Schall im Ohr gibt es nur wenige Erkenntnisse. Vermutlich ist das Corti-Organ hierfür zuständig. Infraschall führt zu Symptomen wie Seekrankheit. Versuche mit Ratten haben bei Dauerbeschallung von mehreren tausend Stunden zudem Schäden an den Härchen des Corti-Organs gezeigt, doch solche Versuche am Menschen dürften kaum zu vertreten sein.

Vor allem langfristige Auswirkungen auf die Psyche sind schwer zu bestimmen. Sensibilisierung und Konditionierung, auf bestimmte Frequenzen empfindlich zu reagieren, sind auch nach längerer Zeit möglich. Die Wahrnehmung im Gehirn erfolgt bis hinunter zu Frequenzen von 8 Hertz. Dabei werden unbewusste Bereiche des Gehirns angesprochen – eine bewusste Wahrnehmung als hörbarer Ton erfolgt hingegen nicht. Die störende Wirkung des Schalls kann von den betroffenen Personen auch nicht „abgeschaltet“ werden.

Dr. Stiller wies auch darauf hin, dass sich natürlicher Infraschall stark von künstlichem Infraschall unterscheidet. Natürlicher, wie etwa vom Meer oder Wind erzeugt, hat die Charakteristika zufälligen Rauschens, künstlich erzeugter durch Maschinen – er wiederholt sich jedoch periodisch in immer gleicher Weise im gleichen Frequenzbereich. Während Ersterer bei moderatem Schalldruck kaum als störend empfunden wird, ist dies bei Letzterem bei vielen Menschen der Fall.

Als einen großen Fehler sieht Dr. Stiller die Heranziehung der Wahrnehmungsschwelle bei der Bewertung der möglichen Wirksamkeit. Denn die Wahrnehmungsschwelle sagt nichts über die Wirkungsschwelle aus. Es gibt viele Noxen mit nachweislicher Schadenswirkung, ohne dass es überhaupt eine echte Wahrnehmungsschwelle gibt, etwa bei Radioaktivität oder UV-Strahlung.

Zudem ist die Wahrnehmungsschwelle von Mensch zu Mensch unterschiedlich und daher schwer zu definieren. Die bisherigen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass nur etwa 10-30 % der Menschen auf Infraschall empfindlich reagieren. Gestörter Schlaf ist dabei eine der Hauptauswirkung von Infraschall, dieser führt dann zu diversen Folgesymptomen. Leider gibt es kaum Studien im Frequenz- und Dezibel-Bereich, der für Wohngebiete üblich ist, erst recht keine Langzeitstudien über Tage, Wochen und Monate.

 

Dipl. Ing. Christian Eulitz (Möhler + Partner Ingenieure AG, München) sprach über Entwicklungsszenarien für tieffrequente Geräusche in typischen Wohnumgebungen. Die Quellen sind vor allem periodisch bewegliche Bauteile wie Pumpen, Rotoren oder Kolben. Alles bekannte Technologien, aber dennoch nimmt die Zahl der Beschwerden zu. Grund ist, dass diese Geräte (Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen, …) immer häufiger in der Nähe von Wohnsiedlungen zu finden sind.

Auch das ständige An und Aus der Anlagen ist problematisch, eine „Gewöhnung“ ist so kaum möglich. Hinzu kommt der Terzbandpegel, der die Geräusche vom normalen Hintergrundrauschen deutlich unterscheidet. Vor allem Windkraftanlagen produzieren Lärm konzentriert in bestimmten engen Frequenzbereichen.

Die übliche Schalldämmung wirkt im tieffrequenten Bereich praktisch nicht. Eulitz empfiehlt daher eine Spektrumsanpassung bei den Normen für Schallschutzmaßnahmen. Sie sollen den Schall auch im tieffrequenten Bereich dämpfen müssen, nicht nur in mittleren und hohen Frequenzen.

Ein weiteres Problem sind die Raumresonanzen, die in etwa zwischen 15 Hertz (große Räume) und 55 Hz (kleine Räume) liegen. Dringt Schall mit dieser Frequenz in diesen Raum ein, wird er durch Resonanz noch verstärkt.

Auch die Schallprognosen haben mit den tieffrequenten Geräuschen Probleme. Eigentlich sind hierfür spezielle Ausbreitungsmodelle für tieffrequenten Schall nötig. Die unterschätzen oft die Ausbreitung und ignorieren die in diesem Bereich auftretenden Überlagerungen. Eulitz empfiehlt die Übernahme des Schallausbreitungs-Modells NORD 2000.

In der anschließenden Fragerunde wurde klar, dass Dörfer vom Schutz her bisher benachteiligt sind. Dr. Stiller merkte an, dass diese angesichts rückläufiger Bedeutung der Landwirtschaft und zunehmendem Wohnraumbedarf zukünftig häufiger Wohnfunktion übernehmen. Daher sei Vorsorge notwendig, um die Dörfer als potentielle Wohnorte zu erhalten. In der Fragerunde wurde auch klar, dass bisher keine Dämmmaßnahmen speziell gegen tieffrequenten Schall oder Infraschall entwickelt wurden. Ebenso ist es angesichts der vielen Frequenzen schwierig, den Auslöser von Problemen zu ermitteln. Nicht immer ist das lauteste Geräusch am Mikrophon auch das Geräusch, das als störend empfunden wird. Auch die eigentliche Schallquelle zu ermitteln, sei oft schwierig, insbesondere bei tieffrequentem Schall.

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Dr. Martin Schröder (Seufert Rechtsanwälte, München, Umweltrechtsausschuss des Deutschen Anwaltsvereins) sprach zum Thema Rechtsgutachten zu tieffrequenten Geräuschen in Wohnumgebungen. Maßgeblich sind hierbei BImSchG, die TA Lärm und die DIN 45680. Allgemeine Rechtsauffassung ist, dass die Schwelle der Schädlichkeit überschritten werden muss, ehe Klagen Aussicht auf Erfolg haben. Dabei wird zudem auf kaum definierbare Begriffe verwiesen, wie Erheblichkeit, Unzumutbarkeit und Wesentlichkeit.

Insgesamt wird das Thema juristisch stiefmütterlich behandelt. Beispielsweise stamme die TA Lärm aus dem Jahr 1968 und wurde erst nach 30 Jahren novelliert. In ihr steht in Anhang A 1.5, dass tieffrequente Geräusche im Einzelfall nach den örtlichen Verhältnissen zu bewerten seien. Dabei seien schädliche Auswirkungen „nicht zu erwarten“, wenn DIN 45680, Ausgabe März 1997, Beiblatt 1 nicht überschritten werden. Doch die DIN-Normen sind nicht öffentlich einsehbar – der entsprechende Verlag behält sich die Rechte vor und veröffentlicht die Inhalte nicht im Internet. Somit ist die Rechtsauslegung nur nachvollziehbar, wenn ein teures Buch über die DIN-Normen gekauft wird.

Darüber hinaus ist die Praxis der Genehmigung teilweise schwer nachvollziehbar. Nur bestimmte Anlagen sind genehmigungspflichtig, etwa Biogasanlagen und Blockheizkraftwerke über 1 MW und Windkraftanlagen über 50 Meter Höhe. Hierfür müssen Prognosen erstellt werden – allerdings nicht für tieffrequente Geräusche. Anschließend wird nach Fertigstellung der Schall gemessen. Doch wenn sich herausstellt, dass die Anlage störend wirkt, kann eine Anlagengenehmigung nicht rückwirkend rechtswidrig werden. Es hat also keine echte Konsequenz, wenn die Anlage zu laut ist. Nur Maßnahmen zur Reduktion der Belästigung müssen durchgeführt werden.

Die Regeln des BImSchG gelten auch für private Anlagen. Doch der tieffrequente Schall wird nur im Innenraum gemessen – der Außenbereich hat keinerlei Schutz – besonders in Wohngebieten mit Gärten ein großes Problem. Dr. Schröder nannte mehrere mögliche Lösungsvorschläge, etwa eine Anzeigepflicht für entsprechende Geräte oder einen Anmeldevorbehalt. Somit könnte man eventuell Streit zwischen Nachbarn vermeiden.

Gemeinden dürfen sich keine über das BImSchG hinausgehende Regelungen ausdenken, auch keine Betriebszeiten. Daher ist die Abwehr von Lärm auf kommunaler Ebene schwer. Auch die EU-Regeln sind bei tieffrequentem Schall hinderlich. So gibt es die EU-Harmonisierungsvorschriften für den erlaubten Schallpegel von Wärmepumpen. Da hier eine A-Bewertung vorgenommen wird, die tieffrequenten Schall nahezu ignoriert, gibt es de facto keine wirksamen Beschränkungen von tieffrequentem Schall.

Aus den Besuchern wurde die Frage gestellt, wann Klagen gegen die Schallbelastung Aussicht auf Erfolg haben können. Dr. Schröder antwortete, dass die Kläger Erkenntnisse vorbringen müssten, dass Schalldisposition gesundheitliche Schäden beim „Normmenschen“ verursachen könnten. Persönliche Überempfindlichkeit spielt keine Rolle. Sonst habe man vor Gericht keine realistische Chance auf Erfolg. Die Beobachtung des Diskurses in der Wissenschaft sei dabei nicht Sache der Gerichte, sondern in erster Linie Sache der Exekutive (Verwaltung).

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Ulrich Möhler (Möhler + Partner Ingenieure AG, München) beleuchtete Defizite und Handlungsoptionen. Als Hauptproblem nannte er den Umgang der Interessengruppen miteinander, die jeweils nur auf ihre eigenen Interessen schauen und negative Auswirkungen für andere ignorieren oder verschweigen. Es muss eine einvernehmliche Kommunikation zwischen Herstellern, Betreibern und Betroffenen hergestellt werden. Hierzu müsse die Politik die Spielregeln setzen. Ein großer Fehler sei die bisher vorherrschende A-Bewertung der Schallbelastung, die tieffrequenten Schall ungenügend berücksichtigt. Zu seinen Vorschlägen gehörte, Label für Lärmbelastung bei Geräten einführen, ähnlich wie es bei der Energieeffizienz bereits der Fall ist. Zudem müssten die psychoakustischen Auswirkungen ermittelt werden, um die Bewertung des Lärms zu verbessern.

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Prof. Dr.-Ing. Detlef Krahé (Bergische Universität Wuppertal) hatte das Thema „Messung und Bewertung tieffrequenter Geräuschimmissionen in der Nachbarschaft“ – Stand der Überarbeitung DIN 45680. Für ihn war bereits früh erkennbar, dass die Belästigung durch tieffrequenten Lärm oft unterschätzt wurde. Besondere Kritik gönnte er der Methode, die Lärm-Belästigung durch die Differenz der C- und der A-Bewertung zu ermitteln. Nur wenn diese Differenz größer als 20 Dezibel ist, wird von einer Belästigung durch tieffrequenten Lärm ausgegangen, was de facto als Ausschlusskriterium behandelt wurde. Die daraus resultierende merkwürdige Logik: mehr „normaler Lärm“ macht tieffreqenten Lärm erträglich.

Die Neufassung der DIN 45680 in ihrer Fassung 2013 sollte einige der bestehenden Probleme beheben, etwa eine Entschärfung des „C-A-Kriteriums“. Zudem sollte ein neues Bewertungskonzept für die verschiedenen Frequenzen eingeführt werden. Kritische Punkte hierbei:
- eine Erweiterung des Frequenzbereichs
- Absenkung der Hörschwelle
- komplexeres Hörmodell
Leider wurde der Entwurf abgelehnt.

Nun beginnt ein neuer Anlauf. Es soll dabei keine Unterdrückung von Werten in einem frühen Stadium durch Mindestschwellenwerte geben. Zudem soll auch Infraschall abgedeckt werden. Der Basis-Messwert für tieffrequenten Schall soll hierfür auf den Bereich von 8 bis 100 Hertz erweitert werden.

Die Bewertung des Lärms soll aufgrund standardisierter Messgrößen erst in letzter Stufe erfolgen. Zudem sollte es keine abrupten Grenzen mehr geben, ab denen Lärm als lästig gilt. Stattdessen sollten anhand der Verteilung der Hörschwellen als Ergebnis Prozentangaben herauskommen, die angeben, welcher Anteil der Menschen den entsprechenden Lärm vermutlich als lästig empfinden wird. Berechnung und damit Einfluss auf das Ergebnis sollen nachvollziehbar sein. Zudem sollte eine neue G-Bewertungskurve für tieffrequenten Schall eingeführt werden.

Zusätzlich wichtig sind neue Methoden zur Bestimmung der Zuschläge wegen Tonhaltigkeit. An einem Beispiel hatten wir bereits erfahren, dass tonhaltiger Lärm (mit besonderer Ausprägung in bestimmten Frequenzen) gegenüber einem gleichlauten Rauschen gleicher Lautstärke deutlich lästiger ist. Jedoch ist die Bestimmung der Tonhaltigkeit extrem kompliziert und bisher erfolgt die Bewertung teilweise sehr subjektiv.

Auf die Frage aus dem Publikum, wann die neue DIN 45680 endlich in Kraft tritt, konnte Prof. Dr. Krahé nur die unkonkrete Antwort „in absehbarer Zeit“ geben. Die Wirkung einer Änderung der DIN 45680 auf bestehende Anlagen konnte er ebenfalls nicht beantworten. Vorredner Dr. Berthold M. Vogelsang antworte daraufhin aus dem Publikum, was die Verwaltung daraus macht, liegt an der Verwaltung. Die Änderung der DIN 45680 hat keine zwingenden Konsequenzen und eher den Charakter einer Empfehlung.

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Bis hierhin waren die Vorträge äußerst informativ und brachten den Betroffenen und auch uns jede Menge Einblicke in die Entwicklung beim Schutz vor tieffrequentem Lärm und Infraschall. Die nun folgenden Vorträge richteten sich jedoch in erster Linie an die Verwaltung (LAI-Leitfaden zur Verbesserung des Schutzes gegen Lärm bei stationären Geräten; Lehrgang zum Sachkundigen für Geräusche bei stationären Geräten; Online-Assistent für Betreibende und Bauplanungsbehörden zur Anwendung des LAI-Leitfadens). Auch die abschließende Podiumsdiskussion brachte wenig Neues und fasste höchstens bereits vorgetragene Erkenntnisse noch einmal zusammen.

Zwar hätten wir uns einen stärkeren Fokus auf Windkraftanlagen gewünscht, denn immerhin kam in einer Zwischenfrage die Antwort, dass sich über 90 % der Beschwerden gegen Windkraftanlagen richten. Doch insgesamt war die Veranstaltung hoch informativ. Vor allem die Vorträge von Dr. Berthold M. Vogelsang, Dr. Thomas Carl Stiller und Prof. Dr.-Ing. Detlef Krahé gaben einen tiefen Einblick in den physikalischen, medizinischen und verwaltungstechnischen Stand beim tieffrequenten Schall. Wir freuen uns daher besonders, Dr. Stiller bei unserem Fachgespräch am 25.04.2017 um 17:00 im Landtag Brandenburg als Redner begrüßen zu dürfen!

Robert Soyka
Für die Gruppe BVB / FREIE WÄHLER im Landtag Brandenburg