VDI 3723 Blatt 1-1993 Application of statistical methods for the description of variating ambiant noise levels.pdf

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1、DK 534.6-08 : 534.83 : 628.517.2 : 519.24 VDI-RICHTLINIEN Mai 1993VEREINDEUTSCHERINGENIEUREAnwendung statistischer Methoden beider Kennzeichnung schwankenderGeruschinnmissionenVDI 3723Blatt 1Application of Statistical nnethods for the description of variating ambiant noise levelsInhaltSeiteVorbemerk

2、ung 11 Zweck und Anwendung 22 Begriffe und Festlegungen 22.12.22.32.42.52.62.72.8Kennzeichnungszeit 2Erhebungszeit 2Bezugszeit 2Mezeitpunkt, Medauer 2Mewertarten fr die Bezugszeit 2Kennzeichnungsort 3Meort 3Vorwissen 33 Kenngren, Kennwerte 34 Hinweise zur Auswahl der Mezeitpunkte 4Seite5 Ermittlung

3、der Kennwerte 55.1 Berechnung des Mittelungspegels Lx;mund seines Vertrauensbereiches 55.1.1 Mittelungspegel Lx;m 55.1.2 Vertrauensbereich 55.2 Berechnung der berschreitungspegel und ihrerVertrauensbereiche 66 Geschichtete Immissionserhebung 86.1 Berechnung des Mittelungspegels Lx;mund seines Vertra

4、uensbereiches 86.2 Berechnung der berschreitungspegel und ihrerVertrauensbereiche 9Schrifttum 13Anhang A Erluterung statistischer Begriffe 13Anhang B Anwendungsbeispiele 14VorbemerkungBei der Anwendung der Richtlinie VDI 2058 Blatt 1 Beurteilung von Arbeitslrm in der Nachbarschaft“ 1 knnen sich dieE

5、rgebnisse von wiederholt durchgefhrten Geruschmessungen wesentlich unterscheiden. Solche Unterschiede werdenu.a. hervorgerufen durch nderungen der Emissions- und Ausbreitungsbedingungen und nicht immer vollstndig erfabarer oder erkennbarer Randbedingungen. Die in der vorliegenden Richtlinie beschrie

6、benen Verfahren liefern quantitative Beschreibungen, die die Schallimmission auch in diesen Fllen kennzeichnen. Damit wird zugleich die Qualitt derAussage im Hinblick auf eine gesicherte Entscheidung ermglicht. Die Ergebnisse dieser Verfahren sind Kennwerte ) vonKenngren und ihre Vertrauensbereiche

7、“).In dieser Richtlinie werden Mewertarten Lafcq (quivalenter Dauerschallpegel), Laf95 (Grundgerusch) und Lafi(Charakterisierung kurzfristig auftretender hoher Pegel) verwendet und aus deren Verteilungen Kennwerte von Kenngren bestimmt, um so eine differenzierte Beschreibung der Geruschimmission und

8、 des akustischen Umfeldes zuermglichen. Dazu werden 12 Kenngren definiert (siehe Tabelle 1), aus denen je nach Aufgabenstellung eine odermehrere ausgewhlt werden knnen.Der metechnische Aufwand hngt von der Aufgabenstellung und vor allem von der geforderten Aussagesicherheit sowieder jeweiligen Gerus

9、chsituation ab. Bei hinreichendem Vorwissen, z. B.wenn die Varianz der Verteilung bekannt ist, knnen Kennwerte bereits mit einer einzigen Messung ermittelt werden (siehe Abschnitt 5.1.2.1 und Beispiel B.1 im Anhang B).Ebenso lt sich der notwendige Meaufwand abschtzen 2). Die dargestellten statistisc

10、hen Verfahren sind auch frandere Mewertarten (z.B. Laft nach DIN 45 645 und VDI 2058 Blatt 1) anwendbar.Dasselbe gilt fr die bei der Bestimmung der Schallemission verwendeten Gren. Die Anwendung der in dieser Richtliniebeschriebenen Verfahren auf die Beurteilung von Geruschen gem der Richtlinie VDI

11、2058 Blatt 1 wird in Blatt 2 derRichtlinie VDI 3723 beschrieben. Die Bildung von Beurteilungspegeln ist nicht Gegenstand dieser Richtlinie.) siehe Anhang A Erluterung statistischer Begriffe“2) siehe Blatt 2Fortsetzung Seite 2 bis 18Normenausschu Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im

12、 DIN und VDIVDi-Handbuch Lrmminderung05.93 Vertr.-Nr. 1212B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 VDI 3723 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19931 Zweck und A

13、nwendungDiese Richtlinie gibt Verfahren an, welche eine reproduzierbare Kennzeichnung der Geruschimmission bei zeitlichschwankenden Pegeln an einem Meort durch Kennwerteund deren Vertrauensbereiche ermglichen. Diese Kennwerte werden aus Mewertkollektiven “) der MewertartenLAFeqj AF95 und Lafi mittel

14、s statistischer Verfahren ermittelt (siehe Schtzung ).Mewertkollektive, aus denen die Kennwerte von Kenngren ermittelt werden, sind Stichproben aus der Grundgesamtheit 1). Die in der Praxis stets notwendige Einschrnkung auf einen endlichen Stichprobenumfang bedingt, dader Kennwert vom wahren Wert de

15、r Kenngre (Erwartungswert “) abweichen kann. Die Abweichung wird durchden Vertrauensbereich beschrieben. Der Vertrauensbereich ist ein Ma fr die Reproduzierbarkeit und damitder Qualitt der Aussage. Vertrauensbereiche knnen beider Entscheidung ber Einhaltung von Rieht- und Grenzwerten sowie beim Verg

16、leich wiederholt vorgenommenerUntersuchungen am selben Objekt herangezogen werden.2 Begriffe und Festlegungen2.1 KennzeichnungszeitDie Kennzeichnungszeit, Bild 1, ist der Zeitabschnitt, frden die Kenngren die Geruschimmission beschreibensollen. Sie wird durch die Aufgabenstellung vorgegeben.Kennzeic

17、hnungszeiten knnen z.B. sein: Tage von 06.00 bis 22.00 Uhr, Nchte, Zeiten mit bestimmten Emissions- und Schallausbreitungsbedingungen, Werktage, tagsber, Werktage, nachts, Tage mit besonderen Ereignissen, wie Markt, Sportveranstaltungen, besonderen Arbeits- und Verkehrsbedingungen, Tage mit bestimmt

18、en meteorologischen Bedingungen. .Die Kennzeichnungszeit bestimmt die Grundgesamtheitzeitlich.2.2 ErhebungszeitDie Erhebungszeit ist die Zeit vom Beginn der ersten biszum Ende der letzten der durch Messungen erfaten Bezugszeit (Bild 1). Die Erhebungszeit ist so zu whlen, dadie Immission reprsentativ

19、 fr die Kennzeichnungszeitist. Die Erhebungszeit ist hchstens gleich der Kennzeichnungszeit, je nach Vorwissen im allgemeinen jedoch krzer.Liegt gesichertes Wissen ber Periodizitten des Immissionsverlaufs innerhalb der Kennzeichnungszeit vor, sokann die Erhebungszeit auf bestimmte Zeiten beschrnktwe

20、rden (siehe Abschnitt 6).2.3 BezugszeitDie Bezugszeit ist der Zeitabschnitt, fr welchen die Mewerte gelten. Dieser Zeitabschnitt wird durch die Aufgabenstellung festgelegt und betrgt in dieser Richtlinie mindestens eine Stunde und nicht mehr als 24 Stunden.ANMERKUNG: Diese Definition weicht von derD

21、efinition des Begriffs Bezugszeitraum“ in derRichtlinie VDI 2058 Blatt 1 ab. Dort wird Bezugszeitraum“ im Sinne von Beurteilungszeit verwendet.2.4 IVIezeitpunkt, l/edauerDer Mezeitpunkt ist der Beginn der einzelnen Messung(Jahr, Monat, Tag, Stunde). Die Medauer ist das Zeitintervall zwischen Beginn

22、und Ende der einzelnen Messung. Sieist hchstens gleich der Bezugszeit. Sie kann krzer als dieBezugszeit gewhlt werden (Bild 1), sofern gewhrleistetist, da die gewonnenen Werte fr die Bezugszeit reprsentativ sind.2.5 l/lewertarten fr die BezugszeitIm Rahmen dieser Richtlinie wird von Mewerten folgend

23、erGren ausgegangen:LAPeq quivalenter Dauerschallpegel (Mittelungspegel) nach DIN 1320AF1 1 -%-berschreitungspegelLaf95 95-%-berschreitungspegelAF95 wird zur Beschreibung der niedrigen Pegel (Grundgerusch), Lafi zur Charakterisierung der hohen Pegel(Geruschspitzen) verwendet (Bild 2).) siehe Anhang A

24、 Erluterung statistischer Begriffe“a) Medauer = Bezugszeit : b) Medauer M mit LAFeq UndS mit Lafiverknpft wird.Tabelle 1: Kenngren Hqo bis Ho, Mqq bis Mqund 5go bis SoIndex derMegre xRechenvorschriftLx,90 Lx-,50 Lx;m x:lOAF95CD OH50 Hm H10AFeq Mqq Mm M10AFI S9O S50 10ANMERKUNG: Die Kenngren sind pri

25、mr unterstatistischen Gesichtspunkten gewhlt. Die Anwendung einiger obiger Kenngren bei der Beurteilung von Geruschimmissionen nach VDI 2058Blatt 1 1 ist Gegenstand des Blattes 2 der Richtlinie VDI 3723. Die Kenngre entspricht demLangzeitmittelungspegel nach Richtlinie VDI 2714 6.B974908A824A6748CAA

26、AA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 4 VDI 3723 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19930,100,080,06 -0,040,020- 0,10“j0,08i| 0,06I 0,040) 0,02Hufigkeitsverteilung 1)des Lafi “Ko

27、llektivsM.4J Li LHufigkeitsverteilungdes LAFeqKollektivs-tb J LIfj LHufigkeitsverteilungdes LAF95“KollektivsJ LAF95 i-AFeq AF1 Bild 3: Beispiel fr eine gemessene Hufigkeitsverteilung und Summenhufigkeitder Lafi-j AFeq- und LAF95-Mewertkollektive4 Hinweise zur Auswahl der IVIezeitpunkteDie Mezeitpunk

28、te mssen so ausgewhlt werden, da dieMewerte in der Kennzeichnungszeit voneinander unabhngig “) sind. Ist Abhngigkeit nicht zu erwarten, werdenalle Mezeitpunkte, die in der Erhebungszeit mglich sind,durchnumeriert und die fr das Mewertkollektiv zu verwendenden Mezeitpunkte z.B. mit einer Zufallszahle

29、ntabelle 7 ausgewhlt.Sind Abhngigkeiten zwischen den Mewerten zu erwarten, mssen Mindestzeitabstnde zwischen den einzelnen Messungen eingehalten werden. Wird der Pegel imwesentlichen durch meteorologische Einflsse verndert,sollte der zeitliche Abstand erfahrungsgem drei Tage betragen.Bei Wetterlagen

30、, die innerhalb der Erhebungszeit einelangfristige Erhaltungsneigung zeigen (z. B. Hitzewelle,Klteperiode), kann entsprechend Abschnitt 6 verfahrenwerden.Bei Straenverkehrsgeruschen und bei geringem Abstand ist im allgemeinen Unabhngigkeit i) der Stichprobegegeben, wenn der Mindestzeitabstand einen

31、Tag betrgt 3).Bei geschichteten 1) Stichprobenmessungen (siehe Abschnitt 6) erfolgt die Auswahl der Mezeitpunkte innerhalbeiner Schicht ) zufllig.ANMERKUNG: Die Einfhrung einer geeignetenSchichtung gestattet es, die Mindestabstnde zwischen den Messungen zu reduzieren, da die Unabhngigkeit der Mewert

32、e nur noch in der Schichtselbst gewhrleistet sein mu.Messungen sollen nicht zu Zeiten vorgenommen oder zurAuswertung herangezogen werden, in denen durch besondere meteorologische Bedingungen, wie z. B. Regen, Windoder durch andere Ereignisse, fehlerhafte Ergebnisse zu erwarten sind.) siehe Anhang A

33、Erluterung statistischer Begriffe“3) ber den Verlauf des Schallpegels von Straenverkehrexistiert viel Vorwissen. Im allgemeinen verluft der Straenverkehr in einem 24-Stunden-Zyklus mit einem typischen Minimum zwischen 03.00 und 04.00 Uhr, Bild 4.Ein Meabstand von einem Tag ist daher im allgemeinenhi

34、nreichend.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1993 VDI 3723 Blatt 1 Seite 590dB706050403Qf I I 1 1 r 1 1 1/-AFI 1 1 r/rT 1_1 1_ .X. 1 1

35、1 . , J , 1 1_ . 1 1 1 10 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24hDat.: 18.9.81 Dat.: 19.9.81 Dat.: 20.9.81 Dat.: 21.9.81 Dat.: 22.9.81 Dat.: 23.9.81 Dat.: 24.9.810 h 12 18 24h b 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24h 6 12 18 24hDat.: 25.

36、9.81 Dat.: 26.9.81 Dat.: 27.9.81 Dat.: 28.9.81 Dat.: 29.9.81 Dat.: 30.9.81 Dat.: 1.10.81Bild 4: Verlauf Lafi AFeq und Laf95 eines Straenverkehrsgeruschesbei kontinuierlich durchgefhrter Langzeitmessung (Bezugszeit: eine Stunde)5 Ermittlung der KennwerteIn der Praxis wird stets nur ein Mewertkollekti

37、v als Stichprobe der zu untersuchenden Grundgesamtheit gewonnen. Die dadurch bedingten mglichen Abweichungen desKennwertes vom Erwartungswert werden durch den Vertrauensbereich angegeben.Dazu gibt es verschiedene statistische Verfahren, die zudifferierenden Entscheidungen fhren knnen.Um dies zu verm

38、eiden, sind Konventionen auf der Basis bestimmter statistischer Verfahren notwendig, damit gewhrleistet ist, da bei gleichen bzw. hnlichen Untersuchungsergebnissen konforme Entscheidungen getroffen werden.Zur Berechnung des Mittelungspegels und seines Vertrauensbereiches wird ein Verfahren nach DIN

39、55 303 Teil 2,Abschnitt 1.3 8 benutzt; fr die Schtzung der berschreitungspegel wird ein parameterfreies Verfahren in Anlehnung an die Richtlinie VDI 2450 Blatt 5 9 herangezogen.Die Konventionen fr die Ermittlung des Vertrauensbereiches sind so gewhlt, da der Erwartungswert mit einerWahrscheinlichkei

40、f) 0,8 im Vertrauensbereich liegt; diesbedeutet, da mit Wahrscheinlichkeit 0,9 der gesuchteWert der Grundgesamtheit unterhalb der oberen Grenzedes Vertrauensbereiches bzw. oberhalb der unterenGrenze liegt.5.1 Berechnung des Mittelungspegelsund seines Vertrauensbereiches5.1.1 Mittelungspegel Lx;mDie

41、Berechnung des Mittelungspegels Lx;m erfolgt entsprechend DIN 45 641 2. Dazu sind die Mewerte in Gleichung (1) einzusetzen, wobei n die Anzahl der unabhngigen Mewerte ist.ix;m = 1 0 lg 2 10 dB (1)Nach DIN 55 303 Teil 2 8 kann bei unbekannter Verteilungeine Schtzung des Mittelungspegels nach Gleichun

42、g (1)vorgenommen werden, wenn n5 ist.Kann Normalverteilung der bezogenen Schalldruckquadrate 10 /dB angenommen werden, ist die Schtzung stets zulssig.Bei konstanter Emission und Abstnden zwischen Emissions- und Immissionsort bis 300 m ist die Annahme einerNormalverteilung der bezogenen Schalldruckqu

43、adrate10 /dB igj freier Schallausbreitung zulssig. Bei Abstnden ber 300 m kann diese Annahme nur fr bestimmte meteorologische Situationen (z. B. Mitwind) gltigbleiben (siehe Abschnitt 6).5.1.2 Vertrauensbereich5.1.2.1 Vertrauensbereichbei bekannter StandardabweichungEntweder ist aus frheren Messunge

44、n oder ber die Ausbreitungsbedingungen die Varianz der bezogenenSchalldruckquadrate 10 /dB bekannt, oder ihr Wertkann durch eine obere Schranke o = Oo eingegrenzt werden. Der zweiseitige Vertrauensbereich des Mittelungspegels istz1+1,28 dB (2)injz1-1,28-p= dB (3)injmitZ =a10x;in/dB (4)wobei Lu fr di

45、e untere Grenze und Lq fr die obere Grenzedes Vertrauensbereiches steht. Wird in Gleichung (3) derWert in der Klammer negativ, kann eine untere Grenze Lunicht angegeben werden.ANMERKUNG: Zur Vereinfachung des Rechenganges kann der Z-Wert aus der DifferenzAL = (Lx;io Lx-,qo) fTit Hilfe von Tabelle 2

46、bestimmtwerden, in der die Z-Werte unter der Annahme einerGleichverteilung ) der bezogenen Schalldruckquadrate 10 /dB ijg einer Differenz AL= (Lx;io Lx-,9o) von 10 dB aufgelistet sind.Bei konstanter Emission knnen aus Tabelle 2 Anhaltswerte fr die Differenz AL= (Lx;io x;9o) in Abhngigkeitvom Abstand

47、 des Immissionsortes vom Mittelpunkt desEmittenten abgeschtzt werden. Ist AL grer als 10 dB,empfiehlt sich eine Schichtung gem Abschnitt 6.) siehe Anhang A Erluterung statistischer Begriffe“Lo = Lx-,m + “0 I9Ln = Lx-m + 10 lgB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686B

48、D19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 6 VDI 3723 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19935.1.2.2 Vertrauensbereichbei unbelcannter StandardabweichungEntsprechend DIN 55 303 Teil 2 8 wird der Vertrauensbereich durchZ n-1Tabelle 3 (abgeschlossen)Lq Lx;m + 10 lg 1 1 -Hmiti + 10lg 1 -Z =s 10“ x;m/dB-fnZ n-1fndBdB(5)(6)(7)gegeben, wobei s die Standardabweichung der bezogenenSchalldruckquadrate ist:52 = “ f; (g