Licht- en geluidreflecties bij achterover hellende schermen in Tracébesluit A27/A1

Transcriptie

1 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Licht- en geluidreflecties bij achterover hellende schermen in Tracébesluit A27/A1 Gebouwde Omgeving Oude Waalsdorperweg AK Den Haag Postbus JG Den Haag T F Datum 14 november 2014 Auteur(s) ir. A.R. Eisses dr. ir. M.A. Hogervorst ing. J.W.A.M. Alferdinck Aantal pagina's 26 (incl. bijlagen) Aantal bijlagen 2 Opdrachtgever Rijkswaterstaat Midden Nederland afdeling Verkenningen en Planuitwerking Postbus 24094, 3502 MB Utrecht Projectnummer Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan TNO

2 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Inhoudsopgave 1 Inleiding en samenvatting Situatie en uitgangspunten De rijkswegen A27 en A1 en de geluidschermen Verkeersgegevens Wegprofiel en wegoriëntatie Omgeving en waarneempunten Methode van onderzoek Geluidreflecties A1 en A Zonlichtreflecties voor de weggebruiker Geluid- en lichtreflectie tegen de achterzijde van de schermen Resultaten Reflectie van geluid van A1 en A27 tegen transparante, hellende schermen Zonlichtreflectie voor de weggebruiker Reflectie tegen de achterzijde van het scherm Referenties Ondertekening Bijlage(n) A Rekenmodel geluid (TOMAS-PE) B Rekenmodel lichtreflecties voor de weggebruiker

3 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 1 Inleiding en samenvatting In september 2014 heeft de minister van Infrastuctuur en Milieu, in overeenstemming met de staatssecretaris van Economische Zaken, het Tracébesluit vastgesteld voor de verbreding van de rijksweg A27 tussen de aansluiting Utrecht- Noord en het knooppunt Eemnes en de verbreding van rijksweg A1 tussen het knooppunt Eemnes en de aansluiting Bunschoten-Spakenburg, waarbij nieuwe geluidschermen worden gerealiseerd. Deze schermen worden volgens het Tracébesluit onder een hoek van 20 graden achterover hellend (vanaf de weg gezien) geplaatst en voor een nader gespecificeerd gedeelte transparant uitgevoerd. Gezien de wens voor transparante schermdelen heeft Rijkswaterstaat voorafgaand aan de totstandkoming van het Tracébesluit aan TNO advies gevraagd voor de uitvoering van de schermen binnen de akoestische randvoorwaarden. Die randvoorwaarden zijn bepaald door de uitgangspunten die ten grondslag liggen aan het akoestisch onderzoek dat ten behoeve van het Tracébesluit is uitgevoerd (zoals bedoeld in paragraaf van de toelichting bij het Tracébesluit) naar de toekomstige geluidbelasting bij woningen langs de genoemde rijkswegen, conform het wettelijke Reken- en meetvoorschrift [1]. In dat onderzoek is het uitgangspunt dat nieuwe schermen verticaal staan en 80% van het invallende geluid absorberen, zodat 20% wordt gereflecteerd. Toepassing van geluidabsorberende materialen is moeilijk verenigbaar met transparante schermpanelen, waardoor de situatie kan ontstaan dat meer reflectie van geluid tegen de naar de weg gerichte schermvlakken leidt tot een hogere geluidbelasting bij woningen dan bij absorberende schermen. Om de nadelige invloed van reflecties te voorkomen, worden transparante schermen vaak voor- of achterover hellend langs de weg geplaatst. Situaties met reflecterende vlakken (zoals geluidschermen) die niet verticaal staan vallen buiten het toepassingsbereik van de Standaard rekenmethoden van het bovengenoemde wettelijke voorschrift [1]. In die gevallen geeft het voorschrift aan dat nader onderzoek is vereist. TNO heeft dit onderzoek uitgevoerd met een geavanceerde rekenmethode, die in het kader van Europese projecten als referentiemodel is ontwikkeld. Uit de berekeningen van TNO komt naar voren dat wanneer de als transparant gewenste, reflecterende schermdelen vanaf de weg gezien onder een hoek van 20 graden achterover worden geplaatst, een situatie wordt bereikt die voor wat betreft het geluid van de rijkswegen A1 en A27 bij woningen gelijkwaardig is met de situatie waarvan in het akoestisch onderzoek bij het Tracébesluit is uitgegaan (met 80% absorberende, verticaal geplaatste schermen). TNO heeft in een voorafgaande verkennende fase van het onderzoek ook varianten onderzocht waarbij de transparante schermdelen 10 graden voorover of achterover hellen. Met deze varianten zal de geluidbelasting op sommige plaatsen 1 db hoger zijn dan met 80% absorberende schermen, wat kan leiden tot een overschrijding van de grenswaarden. Bovendien zijn met 20 graden achterover hellende schermen ten opzichte van de twee andere varianten minder nadelen te verwachten met betrekking tot de reflectie van zonlicht voor de weggebruiker.

4 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Voorliggend rapport geeft de onderbouwing van de keuze om op plaatsen waar transparante schermen gewenst zijn, in het Tracébesluit uit te gaan van een achterover hellende plaatsing onder een hoek van 20 graden. Daarnaast is gekeken of het nodig is om nieuwe, niet transparante schermen die 20 graden hellend worden geplaatst, aan de wegzijde absorberend uit te voeren. Dit blijkt niet het geval te zijn. De hellingshoek van 20 graden zorgt ervoor dat reflectie van geluid tegen de achterzijde van de schermen (afkomstig van andere geluidbronnen dan het verkeer op de rijkswegen A27 en A1) naar beneden wordt gericht in het gebied relatief dicht achter het scherm. Bij een kleinere hellingshoek van 10 graden is het gebied achter het scherm waar reflecties kunnen worden waargenomen groter en is er dus ook een grotere kans op hinder door reflecties ter plaatse van woningen. Desondanks zijn er locaties waar de woningen of een belangrijke geluidbron (de spoorlijn Hilversum Utrecht) zo dicht bij het scherm liggen dat op die locaties wordt aanbevolen de achterzijde van de geluidschermen geluidabsorberend uit te voeren om ter plaatse van bestaande woningen mogelijke hinder door reflecties te voorkomen.

5 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 2 Situatie en uitgangspunten 2.1 De rijkswegen A27 en A1 en de geluidschermen Het Tracébesluit A27/A1 Aansluiting Utrecht Noord Knooppunt Eemnes Aansluiting Bunschoten-Spakenburg van juli 2014 betreft de realisatie van aanpassingen op de rijkswegen A27 tussen km 83,10 en km 97,33 en A1 tussen km 30,10 en km 39,30. De geluidmaatregelen in het Tracébesluit zijn het aanbrengen van geluidarme wegdekken, het verplaatsen en vervangen van geluidschermen en het realiseren van nieuwe geluidschermen. In tabel 3 van het Tracébesluit zijn de geluidschermen opgenomen. De delen van de schermen die transparant worden uitgevoerd zijn vermeld in tabel 4 van het Tracébesluit. Onderstaande tabel (op de volgende bladzijde) geeft de gegevens van de schermen die nieuw worden gebouwd uit het Tracébesluit (inclusief te verplaatsen en te vervangen schermen), die in het onderzoek als uitgangspunt zijn genomen. Het akoestisch onderzoek behorende bij het Tracébesluit gaat uit van verticale geluidabsorberende schermen met een absorptie van 80%. Bij de transparante schermen is aangenomen dat de schermen uit één vlak bestaan (zonder knik ), dat 20 graden achterover helt, en dat de lijn van de schermtop zoveel mogelijk op dezelfde plaats blijft als bij het verticale scherm in het akoestisch onderzoek bij het Tracébesluit is aangehouden. De voet van het scherm schuift dus dichter naar de weg en hoe hoger het scherm, hoe meer ruimte daarvoor nodig is. Rijkswaterstaat heeft aangegeven welke ruimte er in het dwarsprofiel beschikbaar is voor deze verschuiving, met onderscheid tussen de ruimte waarvoor geen beperkingen gelden, een matige beperking of een zware beperking geldt. Zolang de benodigde ruimte beschikbaar is in het gebied zonder beperking of met matige beperking, is ervan uitgegaan dat de lijn van de top van het scherm op dezelfde plaats blijft als aangenomen in het akoestisch onderzoek van het Tracébesluit. Er is één locatie langs rijksweg A27 met een 6 meter hoog scherm waar dit niet mogelijk is, namelijk tussen km 89,5 en km 90,5 aan de oostzijde. Om op die locatie met de schermvoet buiten het gebied met zware beperking te blijven, komt de top van het 20 graden achterover hellende scherm 1 meter verder van de wegas te liggen. In de onderstaande tabel is dit aangegeven.

6 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Locatie en wegzijde van het scherm van km tot km schermhoogte hoogte transparant 1) op viaduct scherm overzijde beschikbare ruimte voor 20 graden hellende plaatsing 2) Oud Eemnesserweg, A1 zuidzijde 30,210 30,270 3 m -- nee -- voldoende, zonder beperking Wakkerendijk N221, A1 noordzijde 30,924 31, nee -- 2 m 31,020 31, m ja -- voldoende, zonder beperking 31,830 34,000 voldoende, matige beperking 2 m -- nee -- 34,000 34,200 voldoende, zonder beperking Baarn, A1 zuidzijde 34,200 34, nee 34,300 34,450 2 m 0-2 m nee -- voldoende, zonder beperking 34,450 34, m ja 34,710 34,960 3 m 0-3 m ja 2 m voldoende, matige beperking Zuidereind, A1 noordzijde 34,776 34,863 2 m 0-2 m ja 3 m voldoende, matige beperking 83,890 83, nee voldoende, zonder beperking 3 m 4-5 m 3) 83,950 84, m ja voldoende, matige beperking Groenekan, A27 westzijde 84,085 84,340 voldoende, zonder beperking 84,340 84,700 7 m 3-7 m nee -- voldoende, zonder beperking 84,700 84,885 voldoende (ter hoogte van parkeerplaats) 83,460g 83,600g 2 m -- Groenekan, A27 oostzijde 83,550 83,570 5 m -- nee -- voldoende, matige beperking 84,080 84,340 4 m 7 m 87,925 88, nee voldoende, zonder beperking Maartensdijk, A27 westzijde 88,000 88,150 3 m 1-3 m ja 3 m voldoende, matige beperking 88,150 88, nee ruim voldoende, zonder beperking 87,620 88, nee voldoende, zonder beperking Maartensdijk, A27 oostzijde 88,000 88,150 3 m 1-3 m ja 3 m voldoende, matige beperking 88,150 88, nee voldoende, zonder beperking 89,165 90, nee voldoende, matige beperking 3 m 6 m Hollandsche Rading, A27 westzijde 90,350 90, m ja voldoende, matige beperking 90,480 90,540 3 m -- nee 5 m voldoende, zonder beperking 89,500 89, m nee 89,700 90,370 6 m Hollandsche Rading, A27 oostzijde 90,370 90, m ja 90,400 90,500 3 m onvoldoende, schermtop 1 m naar buiten 90,500 90,600 5 m 4-5 m nee -- voldoende, zonder beperking Lage Vuurscheweg, A27 oostzijde 93,833 93,916 2 m -- nee -- voldoende, matige beperking 94,880 95,300 nee voldoende, zonder beperking Hilversum, A27 westzijde 95,300 95,400 3 m -- ja -- voldoende, matige beperking 95,400 95,435 nee voldoende, zonder beperking Groeneveld, A27 oostzijde 96,225 97,037 3 m -- nee 3 m voldoende, zonder beperking 1) Deel van de totale schermhoogte waar transparante panelen gewenst zijn. -- : geen transparante delen gewenst. 2) Ruimte om bij 20 o achterover hellend scherm de voet dichter naar de weg te plaatsen (t.o.v. verticaal scherm met schermtop op dezelfde afstand van de wegas - voldoende, zonder beperking: voldoende ruimte in het gebied waar geen beperkingen gelden. - voldoende, matige beperking: onvoldoende ruimte in het gebied waar geen beperkingen gelden, voldoende ruimte in het gebied waar matige beperking geldt. - onvoldoende, schermtop 1 m naar buiten: onvoldoende ruimte in de gebieden waar geen of matige beperking geldt. De hellende plaatsing vergt een extra ruimte van 2 meter. Bij gelijke positie van de schermtop zou de voet van het scherm 2 meter dichter bij de weg komen, maar er is slechts ruimte voor een verschuiving van 1 meter. Daardoor verschuift de top van het scherm 1 meter naar buiten t.o.v. de situatie met een verticaal geplaatst scherm. 3) Bestaand, te handhaven geluidscherm (of wal). 2.2 Verkeersgegevens Het onderzoek van TNO is gebaseerd op berekeningen, waarbij de rijstroken van de weg als geluidbronnen (lijnbronnen) zijn gemodelleerd. De sterkte (geluidemissie) van die bronnen is afhankelijk van de verkeersintensiteiten, de rijsnelheden en de samenstelling van het verkeer (het aandeel lichte en zware vrachtwagens). Deze gegevens zijn overgenomen uit het rekenmodel [2] dat hoort bij het akoestisch onderzoek van het Tracébesluit.

7 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Omdat in het geluidonderzoek van TNO steeds de vergelijking wordt gemaakt tussen een situatie met een verticaal absorberend scherm en met een hellend reflecterend scherm, zijn de resultaten nagenoeg onafhankelijk van de verkeersgegevens. Een hogere of lagere verkeersintensiteit (bij gelijkblijvende rijsnelheid en verkeerssamenstelling) heeft zelfs geheel geen invloed op de resultaten, omdat die in beide schermsituaties zorgt voor een gelijke toe- of afname van het geluid, wat bij het bepalen van het verschil wegvalt. 2.3 Wegprofiel en wegoriëntatie Het wegprofiel van de toekomstige rijkswegen A1 en A27 is vastgelegd met een aantal tekeningen van dwarsdoorsneden, die Rijkswaterstaat ter beschikking heeft gesteld. Hieruit volgt voor de verschillende schermlocaties de indeling van de weg in rijstroken, de hoogte van de weg ten opzichte van het naastgelegen maaiveld en de afstanden van de rijstroken en de schermen tot de wegas. Deze gegevens zijn gebruikt in zowel het geluidonderzoek als het onderzoek naar de zonlichtreflecties. Voor de zonlichtreflecties is ook de oriëntatie van de weg (ten opzichte van het noorden) van belang. Die oriëntatie is per schermlocatie bepaald uit de plattegrond van de toekomstige wegligging. 2.4 Omgeving en waarneempunten De locatie van de waarneempunten en de waarneemhoogten voor het geluidonderzoek zijn overgenomen uit het rekenmodel behorende bij het akoestisch onderzoek van het Tracébesluit. Voor de geluidreflecties tegen de achterzijde van de schermen zijn ook de locaties van andere geluidbronnen dan de rijkswegen A1 en A27 in beschouwing genomen, zoals de spoorlijn Hilversum Utrecht die tussen Hollandsche Rading en Groenekan parallel loopt met rijksweg A27.

8 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 3 Methode van onderzoek 3.1 Geluidreflecties A1 en A27 Het onderzoek naar de invloed van de reflectie van geluid van de rijkswegen A1 en A27 tegen de geluidschermen in de toekomstige situatie is uitgevoerd op basis van berekeningen met het referentiemodel dat binnen het Europese project Harmonoise (harmonisatie van rekenmethoden voor verkeerslawaai binnen de EU) is ontwikkeld. Als referentiemodel is binnen Harmonoise gekozen voor een stralenmodel (TOMAS) of (afhankelijk van de situatie) een numeriek model (BEM), beide in combinatie met een golfveldextrapolatiemodel (PE). Van alle beschikbare rekenmethoden wordt deze combinatie geacht de beste beschrijving te geven van de in werkelijkheid optredende geluidoverdracht (binnen zekere randvoorwaarden ten aanzien van praktische toepasbaarheid). De gekozen rekenmethode is gebaseerd op een fysische beschrijving van de werkelijkheid en wijkt daarmee fundamenteel af van de zogenoemde Standaard rekenmethoden in het Reken- en meetvoorschrift [1], waarin de gemeten werkelijkheid in praktische rekenregels en formules is gevat. Deze empirische benadering volgens de Standaard rekenmethoden is alleen betrouwbaar in situaties waarvoor validatie aan de hand van metingen heeft plaatsgevonden. Het Reken- en meetvoorschrift biedt juridisch gezien ruimte om een alternatieve rekenmethode toe te passen in situaties die buiten het toepassingsbereik van de Standaard rekenmethoden vallen. Dat is onder meer het geval wanneer geluidreflectie kan optreden tegen vlakken die een grotere hoek dan 5 graden maken met de loodlijn op het horizontale oppervlak (de verticale lijn). Om zo dicht mogelijk bij het Reken- en meetvoorschrift te blijven, is ervoor gekozen om met de alternatieve, geavanceerde rekenmethode alleen het verschil te bepalen tussen het geluid in de situaties met een complexe schermvorm (in dit geval een reflecterend, hellend scherm) en een standaard scherm (verticaal en absorberend). Dit verschil kan vervolgens als correctie in rekening worden gebracht bij het volgens de Standaard rekenmethode berekende geluidniveau met een standaard scherm. De gebruikte alternatieve rekenmethode is de combinatie van TOMAS en PE (parabolic equation), die vaker is toegepast in situaties met hellende schermen, geknikte schermen, tunnelmondingen en luifels, in aanvulling op de berekeningen met de Standaard rekenmethoden. Bijlage A geeft een beschrijving van de rekenmethode. 3.2 Zonlichtreflecties voor de weggebruiker Om de mate van hinder voor de weggebruiker van reflectie van zonlicht in transparante schermdelen te bepalen, heeft TNO berekeningen uitgevoerd voor de locaties waar transparante schermdelen gewenst zijn. (Zie de tabel in paragraaf 2.1, voor zover het geheel of gedeeltelijk transparante schermen betreft zoals aangegeven in de vijfde kolom.) Deze berekeningen zijn gebaseerd op een model dat is ontwikkeld aan de hand van de resultaten van waarnemingsexperimenten in het laboratorium, waarbij proefpersonen moesten oordelen over verblindingsituaties met geluidschermen [3].

9 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Het model, dat nader is beschreven in bijlage B, berekent de oncomfortabele verblinding (Engels: discomfort glare) als functie van de eigenschappen van de verblindingbron en de omgeving (verlichtingssterkte op het oog, verblindingshoek, luminantie 1 van de achtergrond, knipperfrequentie, duur van de verblinding) op een 9-punt-schaal. Uit een aanvullende studie bleek dat een score van 3 (storend) de maximaal aanvaardbare hoeveelheid oncomfortabele verblinding is bij geluidschermen. Voor de verschillende schermlocaties langs de rijkswegen A1 en A27 is berekend hoe vaak en wanneer er lichthinder voor de weggebruiker voorkomt en hoe groot deze lichthinder is. Hierbij is gekeken naar de tijd van het jaar, tijd van de dag, de intensiteit, verblindingshoek, duur en eventueel de knipperfrequentie van de lichtreflectie. De duur van de verblinding is mede afhankelijk van de snelheid waarmee de weggebruiker het reflecterende scherm passeert. 3.3 Geluid- en lichtreflectie tegen de achterzijde van de schermen In situaties met hoge, transparante schermen zijn klachten bekend over geluid uit de woonwijk dat via reflectie tegen de achterzijde (bewonerszijde) van de schermen bij woningen direct achter het scherm sterker hoorbaar wordt en hinderlijke proporties aanneemt. Het gaat dan bijvoorbeeld om het geluid van bromfietsen, vuilcontainers en speeltuinen, of van gesprekken uit de tuin van een naastgelegen woning. Ook kunnen in het donker lichtreflecties van koplampen tegen de achterzijde van schermen een bron van hinder zijn. Bij woningen naast elkaar is het in sommige situaties mogelijk om vanuit het raam van de ene woning de kamers van andere woningen te zien in de spiegel van het hellende schermvlak. In de situatie aan de westzijde van rijksweg A27 is voor de invloed van reflectie van geluid afkomstig van de spoorlijn Hilversum Utrecht tegen de achterzijde van de toekomstige schermen kwantitatief onderzocht met het rekenmodel TOMAS voor enkele kritisch gelegen woningen. Deze spoorlijn loopt parallel met de rijksweg en komt op een afstand van 20 tot 40 meter van het toekomstige geluidscherm te liggen ter hoogte van Groenekan en Hollandsche Rading en in het daartussen gelegen gebied. 1 Luminantie is de helderheid van de oppervlakte van een object, gewogen met de spectrale gevoeligheid van het menselijk oog. De eenheid van luminantie is candela per oppervlakteeenheid (cd/m 2 ).

10 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Daarnaast is voor woningen die dicht langs de rijkswegen A1 en A27 liggen onderzocht in welke situaties reflecties van andere bronnen zich kunnen voordoen en of er aanvullende maatregelen nodig zijn om het risico op hinder als gevolg daarvan te beperken.

11 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 4 Resultaten 4.1 Reflectie van geluid van A1 en A27 tegen transparante, hellende schermen De bijdrage van de reflectie van geluid van het verkeer op de rijkswegen A1 en A27 tegen transparante, hellende schermen is gerelateerd aan de reflectie die optreedt tegen verticale, 80% absorberende schermen (en al is verdisconteerd in de voor het Tracébesluit berekende geluidbelastingen bij woningen). Indien op een specifieke locatie via een hellend, reflecterend scherm geen significant hogere reflectiebijdrage optreedt dan via een verticaal absorberend scherm, kan op die locatie een transparant scherm (hellend geplaatst) worden toegepast, zonder dat er een overschrijding optreedt van de grenswaarde voor de geluidbelasting. Uit het onderzoek blijkt voor de schermen in de tabel in paragraaf 2.1 dat het verschil tussen het geluidniveau met een 20 graden achterover hellend, reflecterend scherm en een 80% absorberend, verticaal scherm ligt tussen -0,9 en +0,2 db, in het waarneemgebied tot 1000 m afstand van de wegas en tot 10 meter waarneemhoogte. Dit verschil is afhankelijk van de situatie en de positie van het waarneempunt ten opzichte van de weg, zoals aangegeven in de figuur op de volgende bladzijde. Binnen het genoemde gebied is de verhoging van de geluidbelasting met een 20 graden hellend, reflecterend scherm beperkt tot 0,2 db ten opzichte van het uitgangspunt voor de schermen in het akoestisch onderzoek van het Tracébesluit. Deze verhoging leidt niet tot een overschrijding van grenswaarden voor de geluidbelasting bij woningen. Voor de berekeningen in het gebied aan de oostzijde van Rijksweg A27 ter hoogte van Hollandsche Rading (km 89,5 tot km 90,5) is er rekening mee gehouden dat de schermtop van het hellende scherm aan de oostzijde van de weg 1 meter verder naar buiten komt te liggen, dan in het akoestisch onderzoek van het Tracébesluit voor het verticale absorberende scherm is aangenomen. Omdat de verschuiving van de schermtop verder van de geluidbron plaatselijk kan leiden tot een geringe verhoging van de geluidbelasting (met minder dan 0,5 db), heeft Rijkswaterstaat besloten om deze verhoging zoveel mogelijk te compenseren door het 20 graden hellende scherm aan de andere kant van de A27 (de westzijde) aan de wegzijde ook absorberend uit te voeren. In de resultaten op de volgende bladzijde is voor Hollandsche Rading oostzijde, km 90,0, van deze configuratie uitgegaan, met een reflectieverzwakking van 10 db(a) 2 (bij een frequentiespectrum voor wegverkeer) van het geluidabsorberende materiaal aan de wegzijde. 2 Een reflectieverzwakking van 10 db(a) betekent dat het gereflecteerde geluid 10 db(a) zwakker is dan het invallende geluid (bij geluid met een frequentiespectrum dat representatief is voor wegverkeer).

12 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Oud Eemnesserweg, noordzijde A1 hoogte A1 km 30,25 (reflectie van scherm zuidzijde) 20 m 0,0-0,1-0,3-0,3-0,4-0,4 10 m -0,1-0,1-0,2-0,3-0,4-0,6 7,5 m -0,1-0,1-0,2-0,2-0,4-0,5 5 m -0,1-0,1-0,2-0,2-0,4-0,4 1,5 m 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,2 Wakkerendijk N221, zuidzijde A1 hoogte A1 km 31,0 (reflectie van scherm noordzijde) 20 m -0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10 m 0,0 0,0-0,1 0,0 0,1 0,1 7,5 m 0,0 0,0-0,1 0,0 0,0 0,0 5 m 0,0-0,1-0,1-0,1 0,0 0,0 1,5 m 0,0 0,0-0,1-0,1 0,0 0,1 Baarn, noordzijde A1 hoogte A1 km 34,0 (reflectie van scherm zuidzijde) 20 m 0,0-0,2-0,3-0,2-0,2-0,3 10 m -0,1-0,2-0,1-0,2-0,2-0,3 7,5 m -0,1-0,1-0,2-0,1-0,2-0,3 5 m -0,1-0,1-0,2-0,1-0,2-0,3 1,5 m -0,1-0,2-0,1-0,1-0,1 0,0 Baarn, noordzijde A1 hoogte A1 km 34,5 (reflectie van scherm zuidzijde) 20 m 0,1 0,0-0,1-0,1 0,0 0,0 10 m 0,0 0,0-0,2 0,0-0,1 0,0 7,5 m -0,1 0,0-0,1-0,1-0,1 0,0 5 m -0,1 0,0 0,0-0,2-0,2 0,0 1,5 m 0,0-0,1-0,1-0,1-0,2 0,0 Zuidereind, zuidzijde A1 hoogte A1 km 34,8 (reflectie van scherm noordzijde) 20 m 0,1 0,0-0,1 0,0 0,0 0,1 10 m -0,1 0,0 0,1 0,0-0,1 0,0 7,5 m 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 5 m 0,0-0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 1,5 m 0,0 0,0 0,0-0,1 0,0 0,0 Groenekan, oostzijde A27 hoogte A27 km 84,0 (reflectie van scherm westzijde) 20 m 0,2 0,0 0,1 0,1 0,1 0,2 10 m 0,1 0,0 0,1 0,1 0,1 0,0 7,5 m 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 5 m -0,1 0,0-0,1 0,1 0,0 0,0 1,5 m 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 Groenekan, oostzijde A27 A27 km 84,4 (reflectie van scherm westzijde) -0,1 0,0-0,5-0,5-0,5-0,6 0,0-0,3-0,3-0,3-0,6-0,6 0,0-0,2-0,2-0,2-0,4-0,5-0,1-0,1-0,2-0,1-0,3-0,4-0,1-0,2-0,1-0,2-0,3-0,5 Groenekan, oostzijde A27 A27 km 84,8 (reflectie van scherm westzijde) 0,0-0,1-0,1-0,2-0,3-0,4 0,0-0,1-0,2-0,3-0,5-0,4 0,0-0,1-0,1-0,2-0,3-0,4 0,0-0,1-0,1-0,1-0,2-0,3 0,0-0,1-0,1-0,2-0,2-0,3 Groenekan, westzijde A27 A27 km 84,0 (reflectie van scherm oostzijde) -0,1 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1-0,2-0,1-0,1 0,0 0,0 0,0-0,2-0,1-0,1 0,1 0,1 0,0-0,3-0,1 0,0 0,1 0,1 0,0-0,3-0,1 0,2 0,0 0,2 0,0 Maartensdijk, oostzijde A27 A27 km 88,0 (reflectie van scherm westzijde) 0,1 0,0-0,1-0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,1-0,1-0,1 0,0 0,0-0,1 0,0-0,1-0,1 0,0 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1 0,0 0,0 0,0-0,1 0,0 Maartensdijk, westzijde A27 A27 km 88,0 (reflectie van scherm oostzijde) 0,1 0,1 0,0 0,1 0,1 0,0 0,1-0,1-0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0-0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,2-0,1 0,0 0,0 0,0-0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 Hollandsche Rading, oostzijde A27 A27 km 90,0 (reflectie van scherm westzijde) 0,1 0,1 0,3 0,2 0,2 0,2-0,1-0,1-0,1 0,2 0,2 0,1-0,1-0,2-0,1 0,1 0,2 0,1-0,1-0,2-0,1 0,1 0,2 0,1-0,1-0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 Hollandsche Rading, westzijde A27 A27 km 89,6 (reflectie van scherm oostzijde) 0,0-0,3-0,4-0,6-0,7-0,8-0,2-0,2-0,4-0,4-0,6-1,0-0,2-0,2-0,3-0,3-0,5-0,9-0,2-0,1-0,2-0,2-0,3-0,8-0,2-0,3-0,1-0,2-0,3-0,7 Hollandsche Rading, westzijde A27 A27 km 90,0 (reflectie van scherm oostzijde) 0,1-0,1 0,0-0,2-0,1-0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,1-0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0-0,2-0,1 0,0-0,1 0,0-0,2-0,3-0,1-0,1-0,1-0,1 Hollandsche Rading, westzijde A27 A27 km 90,5 (reflectie van scherm oostzijde) 0,1 0,0-0,2-0,2-0,1 0,0 0,0 0,0 0,2-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1 0,0 0,0-0,1 0,0-0,2-0,1-0,1 0,0-0,2 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1 0,1 Lage Vuurscheweg, westzijde A27 A27 km 93,9 (reflectie van scherm oostzijde) -0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0 0,0 Hilversum, oostzijde A27 A27 km 95,0 (reflectie van scherm westzijde) 0,1 0,1 0,0-0,1-0,1-0,1 0,1 0,0 0,0-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,1-0,2-0,1-0,2-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1-0,1 0,0 0,1 Groeneveld, westzijde A27 A27 km 96,5 (reflectie van scherm oostzijde) 0,1 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0 0,0-0,1-0,1-0,1-0,1 0,0 0,0-0,1-0,1-0,1 0,0-0,1-0,1 0,0-0,2-0,1 0,0-0,1 0,0-0,1-0,2-0,1 0,0 Verschil tussen de geluidbelasting L den (A-gewogen) in db met een reflecterend, 20 graden achterover hellend scherm en met een 80% absorberend, verticaal scherm, in het waarneemgebied tot 1 km afstand t.o.v. de as van de weg en 20 meter waarneemhoogte. (Een negatieve waarde betekent dat de geluidbelasting met het hellende, reflecterende scherm lager is.) De zijde van de weg (b.v. westzijde A27) geeft aan waar het waarneemgebied ligt. Het reflecterende scherm staat aan de andere kant van de weg.

13 TNO-rapport TNO 2014 R / Zonlichtreflectie voor de weggebruiker Het aantal uren waarbij zonlichtreflectie in de schermen voor de weggebruiker optreedt is per schermlocatie berekend, met onderscheid tussen de rijrichting langs het scherm en de rijrichting op de rijbaan aan de andere zijde van de weg. Onderstaande tabel toont voor de transparant uit te voeren delen van de geluidschermen het aantal uren per jaar waarbij reflectie zichtbaar is en waarbij de mate van reflectie oncomfortabel is (< 3 op de 9-punt-schaal, zie paragraaf 3.2 en bijlage B), voor de rijbaan waar het aantal uren het grootst is. In de resultaten in onderstaande tabel is ervan uitgegaan dat zonlichtreflectie gedurende 2/3 van de tijd vanwege bewolking niet zichtbaar is. (Het aantal berekende uren zonder bewolking is gedeeld door 3.) scherm schermlocatie max. aantal uren reflectie per jaar oncomfortabel zichtbaar rijbaan waar de meeste reflectieuren optreden 2A-1Nx A1 noord Wakkerendijk 12,0 2,0 overzijde 3C-1Zx A1 zuid Baarn 3,5 1,9 schermzijde 3A-1Nx A1noord Zuidereind 73,5 6,0 schermzijde 1B-27W A27 west Groenekan 79,3 9,4 schermzijde 1C-27W A27 west Groenekan 85,6 10,7 schermzijde 1D-27W A27 west Groenekan 23,5 2,3 schermzijde 2B-27W A27 west Maartensdijk 109,3 14,1 schermzijde 2A-27O A27 oost Maartensdijk 17,3 3,7 overzijde 3A-27W A27 west Hollandsche Rading 140,2 17,9 schermzijde 3A-27O A27 oost Hollandsche Rading 19,0 4,1 overzijde 3B-27O A27 oost Hollandsche Rading 33,6 8,0 overzijde 3D-27O A27 oost Hollandsche Rading 5,5 1,2 overzijde 4A-27O A27 oost Hollandsche Rading 3,7 2,2 overzijde Aantal uren met zonlichtreflectie in de geluidschermen voor de weggebruiker, voor de rijbaan waar het aantal uren het grootst is, per schermlocatie, gecorrigeerd voor de gemiddelde bewolking in een jaar (gedurende 2/3 van de tijd). Er is uitgegaan van een transparante uitvoering zoals aangegeven in de tabel in paragraaf 2.1 en een 20 graden achterover hellende plaatsing (vanaf de weg gezien). Bij een transparante uitvoering en een helling van 20 graden achterover (vanaf de weg gezien) zorgen de schermen aan de westzijde van rijksweg A27 voor het meeste aantal uren met reflectie van zonlicht. Een oncomfortabele mate van reflectie kan maximaal gedurende 18 uur per jaar optreden (uitgaande van de over een jaar gemiddeld voorkomende bewolking). Het aantal uren met reflectie van zonlicht is bij een 10 graden achterover hellende plaatsing voor alle schermlocaties significant groter. Voor het scherm aan de westzijde van rijksweg A27 bij Hollandsche Rading zou het aantal uren met zichtbare en oncomfortabele zonlichtreflectie respectievelijk 183 en 32 bedragen bij een hellingshoek van 10 graden, tegen respectievelijk 140 en 18 uur bij 20 graden.

14 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 De onderstaande figuur geeft de vergelijking tussen de aantallen uren verdeeld over het jaar bij hellingshoeken van 10 en 20 graden. scherm 3A-27W, 10 graden scherm 3A-27W, 20 graden Periode van het jaar en tijd van de dag waarop lichtreflecties tegen het geluidscherm voor de weggebruiker optreden die oncomfortabel zijn (rood, < 3 op de 9-punt-schaal) en niet onconfortabel maar wel zichtbaar zijn (blauw). De resultaten hebben betrekking op het scherm aan de westzijde van rijksweg A27 bij Hollandsche rading (viaduct Vuursche Dreef), uitgaande van een hellingshoek van 10 graden (links) en 20 graden (rechts) van een (vanaf de weg gezien) achterover hellend scherm. 4.3 Reflectie tegen de achterzijde van het scherm Om te beoordelen of er situaties zijn waar reflecties van geluidbronnen tegen de achterzijde van het scherm tot hinderlijke situaties bij woningen kunnen leiden zijn berekeningen uitgevoerd met een zogenoemd stralenmodel (TOMAS). Daarbij is in eerste instantie gekeken of het aannemelijk is dat een geluidpad van een andere geluidbron dan de rijksweg (aan de achterzijde van het scherm) via reflectie voor hinder kan zorgen en vervolgens (voor de locaties waar dat het geval kan zijn) naar de mate waarin het geluid bij reflectie wordt verzwakt ten opzichte van het niet gereflecteerde (directe) geluidpad en de eventuele verhoging van het geluidniveau door reflectie. De hellingshoek van 20 graden is mede gekozen om de reflecties van min of meer uit horizontale richting tegen het scherm invallend geluid (of licht, van andere bronnen dan de rijksweg) naar beneden te richten in het gebied relatief dicht achter het scherm. Bij een kleinere hellingshoek van 10 graden is het gebied achter het scherm waar reflecties kunnen worden waargenomen groter en is er dus ook een grotere kans op hinder door reflecties ter plaatse van woningen. In de onderstaande tabel geeft de maximale afstand voor reflectie aan tot welke afstand van een 10 graden of 20 graden hellend scherm reflecties waarneembaar kunnen zijn op 1,5 meter hoogte boven de grond in verschillende situaties. Met toenemende waarneemhoogte wordt de reflectie minder van belang. De tabel geldt in principe ook voor de afstand waarop lichtreflecties waargenomen kunnen worden.

15 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 wegligging 1 meter boven maaiveld 5 meter boven maaiveld schermhoogte 3 meter 7 meter 3 meter 7 meter afstand bron [m] maximale afstand [m] voor reflectie bij 20 o hellend scherm maximale afstand [m] voor reflectie bij 10 o hellend scherm > > > 50 De berekeningen leiden tot de conclusie dat bij een 20 graden achterover hellend scherm hinderlijke situaties op de begane grond kunnen ontstaan in de volgende gevallen: de waarnemer bevindt zich op een afstand tot 20 meter achter het scherm en de bron ligt op grotere afstand; de bron ligt dicht achter het scherm, op ongeveer 30 meter afstand, en de waarnemer bevindt zich op minder dan 50 meter afstand, in het bijzonder wanneer het directe geluidpad van de bron naar het op grotere afstand van het scherm gelegen waarneempunt wordt afgeschermd, zoals geschetst in de onderstaande figuur. De meest kritische situaties met betrekking tot de reflectie van geluid tegen de achterzijde van het scherm worden hieronder genoemd. Locatie Groenekanseweg, A27 westzijde, km 84,1 Ter hoogte van het viaduct over de Groenekanseweg wordt de bovenste 2 meter van het 3 meter hoge geluidscherm aan de westzijde van rijksweg A27 transparant uitgevoerd. Richting het noorden gaat het 3 meter hoge scherm na het viaduct over in een 7 meter hoog scherm, waarvan de bovenste 4 meter transparant wordt uitgevoerd. In deze situatie kan het geluid van de spoorlijn Hilversum Utrecht, gelegen op ongeveer 100 meter afstand van het scherm, via het geluidpad over de woningen heen en reflectie tegen de achterzijde van het scherm de woningen bereiken die tussen de rijksweg A27 en het spoor in zijn gelegen, zoals in de situatie die hierboven is geschetst (met links de spoorlijn als geluidbron). Hierdoor ontstaat een toename van geluid bij de voor het spoor geluidluwe gevel, die niet naar het spoor, maar naar de rijksweg is gericht. De reflectie van het geluid van het spoor kan hier duidelijk merkbaar zijn.

16 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Er zijn verschillende mogelijkheden denkbaar om dit te voorkomen, bijvoorbeeld door de bovenste 4 meter van het 7 meter hoge scherm aan de achterzijde geluidabsorberend uit te voeren (wat ten koste gaat van de transparantie), te voorzien van een verticaal (mogelijk transparant) paneel, waardoor het geluid van het spoor naar boven wordt gereflecteerd of te voorzien van een oppervlak met een wigvormig reliëf, dat het geluid in alle richtingen verstrooit. Locatie Koningin Wilhelminaweg, A27 westzijde, km 84,8 Bij het benzinestation en parkeerplaats van de A27 aan de westzijde wordt het 7 meter hoge geluidscherm langs de parkeerplaats gebouwd. Het scherm komt hier dicht bij de spoorlijn Hilversum Utrecht te liggen, op een afstand van 20 tot 25 meter.

17 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Geluid van het spoor kan tegen de achterzijde van het scherm reflecteren richting de woningen die aan de andere zijde van het spoor zijn gelegen aan de Koningin Wilhelminaweg. Hierbij is vooral het bovenste deel van het scherm van belang, dat transparant wordt uitgevoerd. Omdat de gevels van de woningen waar het gereflecteerde geluid naar toe gaat een grotere bijdrage hebben van het directe (niet gereflecteerde) geluid van de spoorlijn, is de toename van het geluid door reflectie beperkt tot ongeveer 1 db, ten opzichte van de situatie waarbij het scherm aan de achterzijde over de volledige hoogte absorberend 3 zou worden uitgevoerd. Mogelijkheden om de toename te voorkomen zijn dezelfde als hierboven genoemd voor de locatie Groenekanseweg. Locatie Dorpsweg Maartensdijk, A27 oost- en westzijde, km 88,1 Ter hoogte van het viaduct met de Dorpsweg in Maartensdijk wordt de bovenste twee meter van de drie meter hoge geluidschermen aan beide zijden van rijksweg A27 transparant uitgevoerd over een lengte van ongeveer 50 meter. Gezien de relatief kleine afstand van het scherm tot de spoorlijn aan de westzijde en de ligging van de woningen is het aan te bevelen om de achterzijde van het scherm aan de westzijde buiten het transparante gedeelte geluidabsorberend uit te voeren. Aan zowel de oost- als westzijde van rijksweg A27 kunnen de niet absorberend uitgevoerde schermdelen het geluid van het verkeer op de Dorpsweg richting woningen reflecteren, op het moment dat een voertuig zich op een specifieke afstand van het scherm bevindt. Dit kan in sommige situaties kortstondig merkbaar zijn, maar zal geen significante toename van de geluidbelasting (het over de tijd gemiddelde geluid) van de Dorpsweg tot gevolg hebben. Locatie Vuursche Dreef, A27 oost- en westzijde, km 89,7 km 90,4 Het geluidscherm aan de westzijde van rijksweg A27 bij Hollandsche Rading wordt alleen ter hoogte van het viaduct over de Vuursche Dreef transparant uitgevoerd over een lengte van ongeveer 50 meter (bovenste twee meter van het drie meter hoge scherm). Vanwege de korte afstand van de spoorlijn tot het scherm moet de achterzijde van het niet transparante scherm aan weerszijden van het viaduct aan de achterzijde geluidabsorberend worden uitgevoerd om reflectie van geluid van het spoor richting de woningen te voorkomen. 3 Met een reflectieverzwakking van 8 tot 10 db(a), dat wil zeggen uitgaande van geluidabsorberend materiaal dat ervoor zorgt dat het gereflecteerde geluid 8 tot 10 db(a) zwakker is dan het invallende geluid (bij een frequentiespectrum dat representatief is voor wegverkeer).

18 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 De bijdrage van reflectie tegen de achterzijde van het transparante scherm over een lengte van 50 meter heeft geen significante invloed op de geluidbelasting van het spoor bij woningen. Aan de oostzijde wordt de bovenste 2 meter van het 6 meter hoge scherm transparant uitgevoerd vanaf km 89,5 tot het viaduct over de Vuursche Dreef. Hier liggen woningen aan de Spoorlaan en de Vuursche Dreef op 15 tot 35 meter afstand van het toekomstige geluidscherm. Het is mogelijk dat in de achtertuinen van deze woningen reflectie van geluid tegen de bovenste twee meter van de achterzijde van het scherm merkbaar is, bijvoorbeeld als het gaat om spelende kinderen, gesprekken in de tuinen van buren of verkeer op de Spoorlaan. Daarnaast kan bij woningen langs de Vuursche Dreef aan de oostzijde een reflectie optreden van het geluid van een auto op een specifieke plaats op deze weg, via de achterzijde van het scherm. Deze reflectie levert geen significante toename van de geluidbelasting (het over de tijd gemiddelde geluid) van woningen door het verkeer op de Vuursche Dreef. Locatie Eemnes, A1 Noordzijde, km 31,0 Aan de noordzijde van rijksweg A1 ligt ter hoogte van Eemnes de woning Wakkerendijk 270, op ongeveer 40 meter afstand van het te plaatsen geluidscherm, dat een hoogte heeft van 2 meter en bij de kruising met de Wakkerendijk transparant wordt uitgevoerd. De reflectie van geluid van verkeer op de Wakkerendijk tegen de achterzijde van het scherm zal geen significante toename van de geluidbelasting van die woning tot gevolg hebben.

19 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Locatie Baarn, A1 noord- en zuidzijde, km 34,6 en km 34,8 Ter hoogte van Zuidereind in Baarn wordt over een lengte van 87 meter een transparant scherm geplaatst van 2 meter hoog aan de noordzijde van rijksweg A1. De dichtst bij het scherm gelegen woning, Zuidereind 6, ligt op ongeveer 45 meter afstand. De geluidbelasting van deze woningen als gevolg van het verkeer op Zuidereind zal door reflectie van geluid tegen de achterzijde van het transparante scherm niet significant toenemen. Langs de zuidzijde van rijksweg A1 liggen ter hoogte van Baarn woonboten in de Eem, op korte afstand van het transparante, 2 meter hoge geluidscherm. De dichtstbijzijnde woonboot ligt op ongeveer 10 meter afstand. Het is mogelijk dat hier de reflectie van geluid tegen de achterzijde van het scherm, bijvoorbeeld van voorbij varende boten op het water, merkbaar is.

20 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Referenties [1] Reken- en meetvoorschrift geluidhinder 2006 Regeling van de Staatssecretaris van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer van 12 december 2006, nr. LMV , houdende regels voor het berekenen en meten van de geluidsbelasting ingevolge de Wet geluidhinder. [2] Rekenmodel TB A27/A1, modellen 7 mei A27 Eindvariant en 2028 A1 Eindvariant, voor Geomilieu versie [3] J.W.A.M. Alferdinck, A. Toet, N. van der Leden, L. Zonneveldt Lichthinder van geluidschermen Fase 2 en 3: Experimenteel onderzoek en modelontwikkeling, TNO-rapport TNO-DV 2008 C078, februari 2008.

21 TNO-rapport TNO 2014 R / 21 Ondertekening Den Haag, 14 november 2014 TNO ir. R.J.A. Kersten Afdelingshoofd ir. A.R. Eisses Auteur

22 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Bijlage A 1/2 A Rekenmodel geluid (TOMAS-PE) A.1 Koppeling van twee rekenmodellen Om de invloed van reflectie en buiging van geluid over obstakels (zoals geluidschermen) onder invloed van wind te kwantificeren is gebruik gemaakt van een combinatie van twee rekenmodellen, TOMAS en PE. De koppeling gebeurt door berekening van het geluidveld (amplitude en fase) met het stralenmodel TOMAS in een groot aantal punten in een verticaal vlak achter het scherm aan de betreffende wegzijde. Dit is de startvector voor het golfmodel PE, dat van daaruit verder rekent tot grote afstand van de weg via numerieke extrapolatie van het geluidveld. A.2 TOMAS TOMAS is een zogenoemd stralenmodel dat de uitbreiding van golffronten weergeeft via de lijnen loodrecht op de golffronten (de stralen). De stralen bestaan uit rechte lijnstukken (in een homogene atmosfeer) en ontstaan door vanuit de bron de mogelijke paden tussen bron en waarneempunt te construeren via combinaties van reflectie en diffractie. Diffractie ontstaat bij randen van obstakels (buiging van het geluid rond de randen) of overgangen tussen materialen of bodemvlakken met verschillende akoestische eigenschappen. TOMAS vooral geschikt om het geluidveld rond de geluidbron op afstanden tot ongeveer 150 meter te berekenen in een complexe situatie met reflecterende en afschermende obstakels. De akoestische eigenschappen van de oppervlakken van obstakels en bodemvlakken worden gedefinieerd met de fysische parameters zoals de stromingsweerstand. Bij reflectie en diffractie verandert zowel de amplitude als de fase van het golffront. De bijdragen van alle stralen worden in het waarneempunt per frequentie bij elkaar opgeteld (binnen een verzameling van een groot aantal vaste frequenties op korte afstand van elkaar die het hoorbare gebied representeren). Hierbij wordt rekening gehouden met faseverschillen, zodat het mogelijk is dat stralen elkaar bij een bepaalde frequentie versterken of (gedeeltelijk) uitdoven.

23 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Bijlage A 2/2 A.3 PE PE staat voor Parabolic Equation en verwijst naar de numerieke formule die de extrapolatie van het geluidveld stapsgewijs en in één propagatierichting uitvoert. Het PE-model is uitermate geschikt voor overdrachtsberekeningen over grote afstand onder invloed van meteorologische condities. In de berekeningen wordt uitgegaan van wind met een snelheid van 5 m/s op 10 meter hoogte (ongeveer dezelfde windcondities die ook in de standaard rekenmethoden volgens het Rekenen meetvoorschrift geluid worden aangehouden). De richting van de geluidvoorplanting (loodrecht op de golffronten) volgt bij meewind kromme banen met de bolle kant naar boven, waarbij een geluidpad meer dan één keer tegen de bodem kan reflecteren. De kromme banen ontstaan doordat de geluidsnelheid toeneemt met toenemende hoogte boven het bodemvlak. Bij obstakels wordt dit windsnelheidsprofiel verstoord. Boven een schermtop ontstaat een sterkere windgradiënt, waardoor het geluid afbuigt en de effectiviteit van een geluidscherm afneemt. Dit wordt het RESWING-effect genoemd. Met toenemende afstand achter het obstakel begint het windprofiel zich weer te herstellen en op een afstand van ongeveer 20 maal de obstakelhoogte is de verstoring verdwenen. In het PE-model wordt een logaritmische functie voor het geluidsnelheidsprofiel (geluidsnelheid als functie van de hoogte) aangehouden, en wordt rekening gehouden met de verstoring onder invloed van het RESWING-effect dat bij obstakels optreedt.

24 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Bijlage B 1/3 B Rekenmodel lichtreflecties voor de weggebruiker Per locatie is berekend hoeveel hinder en hoe vaak de automobilist oncomfortabele verblinding ondervindt van de zonreflecties in de geluidschermen. Daarnaast is per gebeurtenis de hoeveelheid oncomfortabele verblinding berekend. De kans op en de hoeveelheid oncomfortabele verblinding hangt af van eigenschappen van het geluidscherm en de waarnemer en van de tijd van de dag en het uur van de dag. De berekening is uitgevoerd in de volgende stappen: Op basis van de geometrische gegevens van het geluidsscherm (hoogte, lengte, oriëntatie) en de locatie van de waarnemer is berekend voor welke zonnestanden (azimut 4, elevatie) er zonnereflecties zichtbaar kunnen worden. Hiervoor is een model van Littlefair 5 gebruikt. Vervolgens is uitgerekend voor welke uren van de dag en dagen van het jaar deze zonnestanden optreden. Hieruit is de kans berekend dat een spiegelende zonnereflectie kan optreden. Voor de reflectiecondities is de mate van oncomfortabele verblinding uitgerekend volgens het model van Alferdinck et al. 6. Hiervoor zijn de fotometrische gegevens van de zon en hemel, de stand en reflectie van het geluidscherm en de positie van de waarnemer gebruikt. Voor de berekeningen zijn de geluidschermen beschouwd als reflecterende platte spiegelend reflecterende vlakken die een hoek maken ten opzichte van de kijkrichting van de waarnemer (af te leiden uit helling met de verticale lijn en hoek met rijrichting). Dit is goed in overeenstemming met de werkelijkheid. Bij de berekeningen zijn alleen de spiegelende doorzichtige delen van de geluidsschermen beschouwd, uitgaande van glas met een brekingsindex van 1,5. De spiegelende reflectie (totaal van voor en achtervlak) is 7,7 % als de lichtstraal loodrecht op het scherm valt. Als de lichtstralen onder een grotere hoek invallen dan wordt de reflectie hoger tot bijna 100% als de straal vrijwel evenwijdig met het vlak invallen. De invalshoek is in rekening gebracht door reflectie te berekenen met de Fresnel-formule. 4 De azimut en de elevatie geven een punt op de hemelkoepel aan. De azimut is de horizontale hoek van het punt ten opzichte van het noorden (noord = 0 graden, oost = 90 graden, zuid = 180 graden, west = 270 graden). De elevatie is de hoek van het punt ten opzichte van de horizon. 5 Littlefair, P.J. (1987). Prediction of reflected solar dazzle from sloping facades. Building and Environment, 22, (4), Alferdinck, J.W.A.M., Toet, A., van der Leden, N., & Zonneveldt, L. (2008). Lichthinder van geluidschermen. Fase 2 en 3: Experimenteel onderzoek en modelontwikkeling, TNO-rapport TNO-DV 2008 C078.

25 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Bijlage B 2/3 Bij de berekeningen is het uitgangspunt dat de weggebruiker op de rechter rijstrook rijdt en recht vooruit kijkt met de blik gericht op een punt op de weg op een afstand van 200 m vooruit. Dat betekent dat de kijkrichting iets omlaag is gericht met een verticale hoek van 0,34 graden. Hierbij is uitgegaan van een ooghoogte van 1,2 m boven het wegdek. Dat is de ooghoogte van een weggebruiker in een personenauto. De zonnestand is berekend met de formules van Velds 7. Afhankelijk van de dag van het jaar en het uur van de dag is de azimut en elevatie van de zon berekend. De verlichtingssterkte van de zon op verschillende dagen van het jaar is berekend met bestaande standaard modellen (CIE 8 en IESNA 9 ), uitgaande van een wolkeloze hemel. De verlichtingssterkte van de zon is afhankelijk van de zonnehoogte. De luminantie (helderheid) van een bepaald punt op de hemel wordt lager naarmate de hoek tussen de zon en het punt groter wordt. De luminantie van de hemel is gebruikt als achtergrondluminantie voor het berekenen van de oncomfortabele verblinding. Voor de berekening van de oncomfortabel verblinding is het model van Alferdinck et al. (2008) gebruikt. Het model berekent de oncomfortabele verblinding (Engels: discomfort glare) als functie van: de verlichtingssterkte op het oog van de weggebruiker ten gevolge van de zonreflectie, verblindingshoek tussen de blikrichting van de weggebruiker en de zonreflectie, achtergrondluminantie, knipperfrequentie, duur van de verblinding. De mate van de oncomfortabele verblinding wordt uitgedrukt in een getal tussen 1 en 9 op de schaal van De Boer 10 volgens onderstaande tabel. Merk op dat een hogere waarde op de schaal overeenkomt met een lagere oncomfortabele verblinding. score beoordeling score beoordeling 9 niet noemenswaardig 5 net toelaatbaar acceptabel 3 storend ondraaglijk 7 Velds, C.A. (1992). Zonnestraling in Nederland. Baarn: Thieme/KNMI. 8 CIE (1996). Spatial distribution of daylight - CIE standard overcast sky and clear sky (Standard CIE S 003/E). Vienna, Austria: International Commission on Illumination CIE. 9 IESNA (2000). The IESNA Lighting Handbook. (Ninth ed.) New York: Illuminating Engineering Society of North America. 10 De Boer, J.B. (1967). Public lighting. Eindhoven, The Netherlands: Philips.

26 TNO-rapport TNO 2014 R11606 Bijlage B 3/3 Een oncomfortabele verblinding met een score van 5 op de schaal van De Boer wordt over het algemeen aangehouden als de maximaal toelaatbare verblinding bij autokoplampen, waarvoor deze schaal is ontwikkeld. In een studie van Alferdinck & Martens is echter gevonden dat een score van 3 (storend) of hoger toelaatbaar is bij geluidsschermen en dat deze per passage van de weggebruiker maximaal 1,5 seconden overschreden mag worden. Deze score is aangehouden als de aanvaardbare hoeveelheid oncomfortabele verblinding.