Hvor meget varierer støjen fra motorvejen?

Hvad er forskellen på at beregne og måle støj?

Støj fra veje opgøres som et gennemsnitligt støjniveau over et helt år. Støjens årsgennemsnit udtrykker med ét tal niveauet for langtidsstøjpåvirkningen af mennesker ved deres bolig. 

Internationalt er årsgennemsnittet anerkendt og anvendt som en god indikator for graden af den gene, som mennesker oplever ved forskellige støjniveauer, og som indikator for helbredsmæssige effekter af støj. Derfor er der i Danmark, men også internationalt, fastsat grænseværdier, som refererer til årsgennemsnittet for støjniveauet, også betegnet L_den (se Faktaboks 1).

I Danmark har Miljøstyrelsen fastlagt en vejledende støjgrænse på 58 dB (L_den) for støj ved boliger, der projekteres i nærheden af veje. Vi bruger i Danmark den fælles nordiske beregningsmetode Nord2000 til at beregne støj. Den er en af de mest avancerede støjberegningsmodeller i verden.

Internationalt anvendes støjberegninger til opgørelse af støjen fra veje. Støjberegninger kan nemlig give et godt og præcist overblik over langtidspåvirkningen (årsmiddelværdien) af støjen i større områder. Det beregnede støjniveau anvendes i en række sammenhænge, bl.a. i forbindelse med støjkortlægninger af vejprojekter. 

Vejdirektoratet bliver ofte bedt om at foretage målinger af støjniveauet, bl.a. fordi der er mindre tiltro til beregnede værdier. Det skyldes dels, at målte øjebliksværdier naturligt afviger fra et beregnet årsgennemsnit, dels at det er vanskeligt at forklare og forstå betydningen af et gennemsnitligt støjniveau over et år. 

Det er noget af baggrunden for, at Vejdirektoratet igangsatte langtidsmålinger af støj ved motorvej E45 i forbindelse med vejudvidelsen. 

Hovedresultaterne af undersøgelsen 

Undersøgelsen af støjen fra E45 dokumenterer resultaterne af den første serie langtidsstøjmålinger gennemført i Danmark efter den internationale standard ISO 1996-2 fra 2017. Standarden foreskriver blandt andet, hvordan målinger bedst udføres, så man opnår et pålideligt estimat af årsgennemsnittet af støjniveauet. 

Støjmålingerne blev udført ved forskellige nabohuse langs motorvej E45 mellem Randers og Vejle. 

Målingerne blev hvert sted gennemført over to perioder a ca. 2 måneder, henholdsvis sommer og efterår. Perioderne blev valgt for at opnå størst sandsynlighed for at opfylde de vejrtyper, der har størst betydning for støjen i løbet af et repræsentativt år (se Faktaboks 2 om vejrklasser). Det giver mindst usikkerhed på målingerne, når de opgøres som et årsgennemsnit. 

Særligt vindforholdene i form af styrke og retning har stor betydning for støjudbredelsen fra vejen, men også temperaturgradienten påvirker lydudbredelsen. Udover vindretningen har temperaturgradienten (temperaturforskellen mellem 0,5 og 10 meter over terræn) betydning for, hvor godt støjen udbreder sig. Positiv temperaturgradient (koldere ved terræn end højre oppe) giver god lydudbredelse og svarer således til en medvindssituation. 

Sideløbende blev der foretaget beregninger af L_den i de udvalgte målepositioner, som blev sammenlignet med L_den fastlagt ud fra måleresultaterne.

I Tabel 1 ses målte og beregnede værdier. Forskellen mellem målte og beregnede værdier, L_den, er 0,1 dB og dermed ikke-eksisterende ved Trige, øst. Ved Trige, vest og ved Helsted er der også god overensstemmelse mellem målte og beregnede værdier med forskelle på hhv. 2,8 og 1,4 dB. Forskellen er 4,0 dB ved Løsning, hvilket er en signifikant forskel. De beregnede L_den-niveauer er alle højere end de målte L_den-niveauer.

Hvor meget varierer støjen?

Figur 2 viser et udsnit af målingerne om efteråret i Helsted for hele uge 43 i 2019, hvor forskellige meteorologiske forhold havde indflydelse på det målte støjniveau.

Figuren viser med tynd sort streg, hvordan middelværdier pr. time (L_Aeq, _{1 time}) varierer. Figuren øverst (den grønne kurve) viser den målte meteorologiklasse time for time i sammenhæng med de målte støjniveauer ved målestedet. Den målte middelværdi over hele ugen er vist med tyk sort streg, og den tilsvarende værdi af L_den er vist med lyseblå streg. Til sammenligning er også vist den beregnede værdi af L_den baseret på det officielle årsgennemsnit af de meteorologiske forhold (lyserød streg).

Ved at betragte kurverne ses tydeligt, at der er en variationsrytme over døgnet og ugen, som bl.a. tilskrives trafikændringer (myldretid, få biler om natten osv.). De viser dog også, at støjniveauet hos naboerne varierer af andre årsager. Mandag er der overvejende modvind (ringe lydudbredelse fra vej mod målested). Tirsdag og fredag er der overvejende medvind (gunstig udbredelse) fra vejen til målestedet. Her er middelstøjen over døgnet 6-7 dB højere end om mandagen.

Tydeligt er det også, at de lavest forekommende timeværdier om natten optræder i modvind (ugunstig udbredelse). Her er der endnu større variationer – fra ca. 46 dB (natten til mandag, tirsdag og til dels søndag) til 55 dB natten til lørdag, hvor der er medvind, dvs. gunstig lydudbredelse.

Tabel 2 viser variationerne i de målte middelværdier over henholdsvis dag-, aften- og natperioden samt over hele døgnet (uden tillæg for aften- og natperioden).

I venstre side af Tabel 2 ses, at L_Aeq varierer med mere end 9 dB mellem mandag og fredag, men om dagen er forskellen 10 dB. Om aftenen varierer støjen på timebasis med op til 11 dB mellem mandag og søndag, og om natten er variationerne op til 9 dB mellem mandag og torsdag.

I den højre side af tabellen er der beregnet en L_den-værdi for det givne døgn, og det enkelte bidrag fra dag-, aften- og natperioden kan ses. Man ser betydningen af vægtningen med 5 dB og 10 dB for aften- og natperioden, idet bidraget fra natperioden generelt bliver dominerende for den samlede støjbelastning L_den. Denne observation gælder for alle de udførte målinger i projektet.

Øjebliksværdier kan variere

Langtidsmålingerne tillader ikke at sammenligne øjebliks- eller spidsværdier målt som L_Amax. Derfor blev der foretaget overvågede målinger i hver måleposition over to timer i dagperioden og om natten både sommer og efterår.

Nogle af disse variationer er vist og kommenteret i en tidligere artikel i Trafik & Veje (marts 2021).

Sammenhæng mellem målinger og beregninger, men med usikkerheder

I de fleste målepositioner viste målingerne overvejende god sammenhæng med de beregnede niveauer. Vi måtte dog konstatere, at det er uhyre vanskeligt at sikre, at der ikke sker fejl under målingerne, når de er uovervågede. Fx viste en af målepositionerne et pludseligt markant dyk i støjniveauet på 8 dB, uden at der var påviselige trafikale eller meteorologiske årsager. Det er ikke lykkedes os at finde begrundede forklaringer herpå, men vi antager at det skyldes en instrumentfejl. Vi måtte derfor kassere målingerne.

Det er også en vigtig erfaring, at man ved tilsvarende målinger bør søge at udpege målepositioner, hvor udbredelsesvejen er så enkel som muligt. Nogle af de anvendte målepositioner var placeret i delvis ”skyggeposition” på grund af terrænforhold, eller på facader, hvor der ikke var fuldt sigt til hele vejen. Det introducerer nogle usikkerhedsfaktorer på de beregninger, måleresultaterne skal sammenlignes med.

Det er karakteristisk for de udførte målinger, at målte værdier af L_den generelt ligger lavere end de beregnede værdier.

Værdifulde erfaringer

Undersøgelsen har givet os værdifulde erfaringer med at udføre langtidsmålinger, og resultaterne har givet øget indsigt i den faktiske variation af støjen over tid. Det kan nuancere beskrivelsen af støjbelastningen opgjort som årsmiddelværdi.

Artiklen er baseret på: J. Kragh, C. Backalarz og P. Finne, 2021: ”Erfaringer fra langtidsmålinger af støj fra motorvej E45”, Force Technology, Teknisk notat TC-101703, 15. juni 2021.