WKA - Auswirkungen

 

Schwingungen / Vibrationen / Erschütterungen

Von genehmigungsbedürftigen und nicht genehmigungsbedürftigen gewerblich oder industriell genutzten Anlagen können Erschütterungsauswirkungen ausgehen. Erschütterungsimmissionen sind schädliche Umwelteinwirkungen im Sinne von § 3 Abs. 1 BImSchG, wenn sie nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind, Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft herbeizuführen. Windkraftwerke sind geeignet regelmäßig Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft durch Schwingungen und/oder Erschütterungen herbeizuführen.

Windkraftwerke sind stationäre Anlagen, die grundsätzlich zeitlich unbegrenzt auf die Umgebung einwirken. Gemäß § 13 LBO muss jede bauliche Anlage im ganzen und in ihnen Teilen sowie für sich allein standsicher sein; die Standsicherheit anderer baulicher Anlagen darf nicht gefährdet werden. Erschütterungen oder Schwingungen, die von ortsfesten Anlagen ausgehen, sind gemäß § 16 Abs. 3 LBO so zu dämmen, daß Gefahren oder unzumutbare Belästigungen nicht entstehen. Daher sind Maßnahmen zur Vorsorge, Vermeidung, Minderung und Abwehr schädlicher Umwelteinwirkungen durch Schwingungen und Erschütterungen zu treffen. [Vgl. Infrall]

Eine für Anlagenbetreiber und Überwachungsbehörden gleichermaßen bundesweit rechtsverbindliche Klärung der Frage, wann Erschütterungsimmissionen auf bauliche Anlagen und auf Menschen in Gebäuden als schädliche Umwelteinwirkungen anzusehen sind, existiert nicht. Die Bewertung der Erheblichkeit von Belästigungen bzw. Nachteilen durch Erschütterungseinwirkungen i.S. des BImSchG ist daher anhand von Regelwerken sachverständiger Organisationen oder von einzelfallbezogenen Gutachten vorzunehmen. Zur Information kann der für das Bundesland NRW erarbeitete "Erschütterungserlaß" dienen, Windkraftwerke sind dort allerdings noch nicht berücksichtigt. "Die unter Nr. 2.2 genannten Normen können als antizipierte Sachverständigengutachten zur Konkretisierung des Begriffs der schädlichen Umwelteinwirkung herangezogen werden. Sie dürfen jedoch nicht schematisch angewandt werden."

Lärmrelevante Untersuchungen

Gemäß § 16 Abs. 2 LBO müssen bauliche Anlagen einen ihrer Lage und Nutzung entsprechenden Schallschutz haben. Geräusche, die von ortsfesten Anlagen und Einrichtungen in baulichen Anlagen oder auf Grundstücken ausgehen, sind so zu dämmen, daß Gefahren oder unzumutbare Belästigungen nicht entstehen. Diesbezügliche von Vorhabenträgern vorgelegte "Gutachten" sind idR auf die Interessenlage abgestimmte Computer-Prognosen. Die verwendeten Datengrundlagen stammen u.a. von DEWI, die z. B. in Wilhelmshaven unter Laborbedingungen für eine einzelne Testanlage ermittelt wurden.

Schallprognosen werden nach einem Windprofil berechnet. Das logarithmische Windprofil liegt nur bei einer neutralen Temperaturschichtung vor, diese ist in der Regel nur zu bestimmten Tageszeiten kurzzeitig gegeben. Für den Großteil des Tages liegen stabile oder labile Temperaturschichtungen und damit abweichende Windprofile vor.

"Hohe Mühlen fangen viel Wind"
Das Projekt der Uni Groningen versucht eine Erklärung für die Tatsache zu geben, dass Windturbinen bei bestimmten Wetterbedingungen mehr Geräusche produzieren und dadurch auf größeren Abstand zu hören sind als dies nach der üblichen Theorie möglich ist.
Diese Theorie besagt, dass die Windgeschwindigkeit logarithmisch mit der Höhe zunimmt.
Aus unserem Projekt folgt, dass dieser Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Höhe bei einer stabilen Atmosphäre nicht gilt. Die Windgeschwindigkeit nimmt bei zunehmender Höhe schneller zu.
Ausgehend von der Windgeschwindigkeit auf 10 m Höhe wird die Windgeschwindigkeit auf Achsenhöhe größer sein, als es die logarithmische Funktion ausweist.
Eine Windturbine wird dadurch mehr Geräusche produzieren.

Die Firma Nordex bspw. gibt zu den Ergebnissen ihrer Vermessungen an, daß die Tonhaltigkeit nicht unmittelbar auf den Fernbereich übertragbar ist. Aufgrund der Meßunsicherheit heißt es, bei der Umrechnung akustischer Pararmeter auf andere Anlagen (mit anderer Nabenhöhe) "muß beachtet werden, daß bei größeren Änderungen, insbesondere bei Stahltürmen, bei vorliegender Tonhaltigkeit eine direkte Umrechnung nicht erfolgen kann, da durch veränderte geometrische Verhältnisse des Turms sich auch andere akustische Eigenschaften ergeben. Meßungen gelten nur für baugleiche Anlagen des vermessenen Typs."

Dennoch halten sich Gutachter nicht daran. Zudem extrapolieren sie (zulässigerweise!) in Schallprognosen die Windgewschwindigkeit von 10 m/s in 10 m auf 10 bis 14 m/s in 40 - 70 m Nabenhöhe. Solche Werte sind, wie die Praxis zeigt und die Rechtsprechung feststellt, nicht (auf andere Anlagen) übertragbar. Dessen ungeachtet bescheinigt z. B. Gutachter Pies am 19.12.2001 grob pauschalierend den vom Vorhabenträger juwi für 15 Anlagen des Typs Enron 1.5s vorgelegten Prognose-Gutachten, das "Irrelevanzkriterium" der TA Lärm sei erfüllt, "so daß eine Betrachtung der Geräuschvorbelastung entfallen kann". Die Gereäuschemissionen neuer Anlagen "sollen" nicht einzeltonhaltig sein. "In Hinblick auf tieffrequente Geräusche/Infrall sind in Anlehnung von Veröffentlichungen [welche?] keine gesundheitsschädlichen Geräuschanteile festgestellt worden." Folglich seien Infraschallimmissionen anhand "der beispielhaften Messung an einer WEA Typ E-40/5.40 keinerlei Beachtung" beizumessen, die Aussagen seien auf Enron 1.5s übertragbar.

Zum Vergleich:
WEA Typ E-40/5.40 - Nabenhöhe 65 m Rotordurchmesser 40,3 m 500 kw (Enercon)
Typ Enron 1.5s - Nabenhöhe 64,7 m Rotordurchmesser 70,5 m 1500 kw
Meßergebnisse an einer kleinen, heute als veraltet eingestuften Anlage werden auf eine dreimal so starke Anlage, die den 1,7-fachen Rotordurchmesser aufweist, übertragen! Dies erklärt, warum höhere Messergebnisse nach in Betriebnahme von Anlagen zeigen, daß die vorangegangenen Computer-Prognosen nicht stimmen! (Beurteilung von Schallprognosen)

Konstrukteure verlegen hörbaren Lärm in den nicht mehr hörbaren Infraschallbereich
Sounddesigner nutzen tiefe Töne aus dem Infraschallbereich
Gefährlichkeit des Schalls

Untypische Windgeräusche
Die von den Anlagen ausgehende Lärmbelästigung wird von den Rotoren erzeugt, welche "untypische Windgeräusche" verursachen. Bei den Computer-Prognosen nie berücksichtigt wird die Ausbreitung des Schalls oder dessen Verteilung durch das (Zusammen-)wirken von kalten und/oder warmen Luftschichten, v. a. die Reflektion durch eine kalte Luftschicht. Ebenfalls nicht berücksichtigt werden Modalitäten und Kumulationseffekte, die Höhe des Entstehens der Geräusche, die Richtung und die Entfernung, über die die Luft den Schall trägt, sowie Ausbreitung und Auswirkungen bei verschiedenen Windstärken (ab Windstärke 4 belästigt der deutlich erhöhte Lärm sogar über 1 km Entfernung die Bevölkerung!). Unberücksichtigt in Lärmprognosen bleiben auch Kausalzusammenhang und Modalitäten der von den Anlagen erzeugten Wirbelschleppen und Turbulenzen.

Was Gemeinden und Vorhabenträger gleichermaßen außer Acht lassen, ist der bereits vorhandene Lärmpegel. Nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz § 47 a sind Gemeinden dazu verpflichtet, Lärmermittlungen für das Gemeindegebiet anzustellen. Auf dieser Basis sind geplante Vorhaben zu untersuchen und unter Beachtung der Kumulationseffekte zu prüfen, inwieweit neu hinzukommende Lärmbelästigungen für die Bevölkerung schädlich bzw. tolerierbar sind. Alle genannten Faktoren beziehen Lärmgutachten idR nicht ein. (Oftmals werden Lärmgutachten aus früheren Vorhaben oder geänderter Pläne eingereicht).

Wie den Antragsunterlagen beigefügte Karten zeigen, wurden nicht die kürzesten Entfernungen zwischen den Emissionsquellen und den auf die Einwirkungspunkten am Ortsrand gemessen. Auf diese Weise wurden, da man mit größeren Entfernungen rechnete, niedrigere Emissionswerte an den Einwirkungspunkten erzielt. Aufgrund solcher Unzulänglichkeiten eingereichter Unterlagen ist die Einhaltung der vom Gesetzgeber zum Schutz der Bevölkerung vorgeschriebenen Höchstlärmwerte nicht gewährleistet.

 

 

OVG Münster 10 B 940/02; 2 L 654/02 Münster, Beschluss
Diese Unbestimmtheit kann nicht beseitigt werden durch Rückgriff auf die Prognose der Schallemission durch Windkraftanlagen bei Oelde-Menninghausen des anemos-jacob Büro für Windanalyse vom 29. Juni 2001, die den Typ Vestas V 52 850 kW 101 dB(A) zugrunde legt, denn diese Prognose ist nicht Bestandteil der Baugenehmigung.
Denn sie gewährleistet nicht, dass die genehmigten WEA bei Inbetriebnahme die vorgegebenen Immissionsgrenzwerte auch tatsächlich einhalten. .... Danach ist nach Errichtung der WEA, spätestens ein Jahr danach, durch einen nach §§ 26, 28 BImSchG für Geräuschmessungen anerkannten Sachverständigen der messtechnische Nachweis zu erbringen, dass am nächstgelegenen Immissionspunkt der festgelegte Immissionsgrenzwert eingehalten wird. Auch diese Auflage stellt den Nachbarschutz noch nicht hinreichend sicher, weil die Baugenehmigung nur dann mit den Nachbarrechten der Antragsteller vereinbar ist, wenn gewährleistet ist, dass die genannten Anlagen die maßgeblichen Lärmgrenzwerte schon ab dem Beginn ihrer Inbetriebnahme einhalten.
Zwar haben die Beigeladenen mit dem Bauantrag die erwähnte Schallimmissionsprognose vorgelegt, nach der für das Wohnhaus der Antragsteller eine Immissionsbelastung von 43,1 dB (A) nachts errechnet wird. Allerdings liegt die Genauigkeit der Prognose nach den Angaben im Abschnitt 6 des Gutachtens "Qualität der Prognose" bei +/- 3 dB (A), wenn die Emissionsorte zwischen 5 und 30 m über dem Erdboden und zwischen 100 und 1000 m von den Immissionsorten entfernt sind. Für größere Höhen und Abstände sollen keine Abschätzungen der Genauigkeit vorliegen. Geht man für die hier in Betracht kommende Höhe ebenfalls von einer Genauigkeit der Prognose von +/- 3 dB (A) aus, so ergibt sich, dass die Immissionsbelastung am Wohnhaus der Antragsteller in einem Bereich zwischen 40,1 dB (A) und 46,1 dB (A) liegt und deshalb unter Umständen auch eine Grenzwertüberschreitung gegeben sein kann. Diese Möglichkeit wird dadurch verstärkt, dass nach den Angaben in der Schallimmissionsprognose zudem noch die Messunsicherheit der Schallleistungspegel bei 2 dB (A) liegen soll. Zu ähnlichen Konsequenzen führen die aktuelleren Ausführungen der Gutachterin Dr. Daniela Jakob in deren Schreiben vom 8. April 2002 an den Beigeladenen zu 2., wonach die Gesamtunsicherheit der Prognose 2,8 dB (A) betragen soll. Hierbei sei allerdings nicht berücksichtigt worden, dass unbestreitbar auch immissionsmindernde Faktoren existierten. In welchem Umfang sich diese konkret auswirken könnten, wird allerdings nicht angegeben.

Bautechnisches Institut Berlin
Standsicherheit von Windkraftanlagen

Eine von dem Deutschen Institut für Bautechnik erstellte Richtlinie bezieht sich auf "Einwirkungen und Standsicherheitsnachweis". "Die Standsicherheit anderer baul. Anlagen darf nicht gefährdet werden. Erschütterungen oder Schwingungen, die von ortsfesten Anlagen ausgehen, sind so zu dämmen, dass Gefahren oder unzumutbare Belästigungen nicht entstehen (vgl. OVG NWR, Beschl. 01.02.2000 - 10 B 1831/99).

Für Windkraftanlagen gilt: Unter Berücksichtigung der Rechtsprechung (vgl. OVG NRW Beschl. v. 01.02 2000 10 B 193 1/99) ist davon auszugehen, dass bei Abständen von weniger als 5 Rotordurchmessern in Hauptwindrichtung Auswirkungen auf die Standsicherheit der Anlage zu erwarten sind, da in Abhängigkeit von den örtlichen Verhältnissen ( Topographie, Nabenhöhe, Windgeschwindigkeit) die Turbulenzintensität des Windes größer werden kann, als in der Richtlinie (s.o.) vorgegeben. Zwischen 3 und 5 Rotordurchmessern Abstand muss daher der Antragsteller der hinzukommenden Anlage mittels eines Gutachtens nachweisen, dass die Standsicherheit nicht beeinträchtigt wird.

Geophysiker und Geologen sind der Auffassung,
dass riesige Bauten wie kommerzielle Windräder Vibrationen erzeugen

http://www.isvr.co.uk/environm/windfarm.htm

Geophysicists and geologists maintain that huge structures such as c ommercial wind turbines create vibration that can transmit through the ground and cause structural damage to buildings even at a considerable distance and over a period of time.

Geophysiker und Geologen sind der Auffassung, dass riesige Bauten wie kommerzielle Windräder Vibrationen erzeugen, welche sich durch den Boden fortpflanzen und selbst über beträchtliche Entfernung und Dauer Gebäudeschäden hervorrufen können.

"During my long career as a geophysicist I have been much involved wi th the assessment and limitation of damage that ground­borne vibrations cause to buildings and what co nsiderations need be used to minimise such risks."

"Während meiner langen Tätigkeit als Geophysiker war ich viel befasst mit der Bewertung und Begrenzung von Schäden, welche Bodenvibrationen an Gebäuden verursachen, und mit der Vorsorge zur Minimierung solcher Risiken." Tom Kendall, Geophysicist, Norwich.

Tom told me that test drillings are made before work on oil fields is under taken to ensure that buildings in the vicinity will not be damaged by vibrations.

Tom erzählte mir, dass vor der Arbeit auf Ölfeldern Testbohrungen vorgenommen werden um sicherzustellen, dass Gebäude in der Umgebung nicht durch Vibrationen beschädigt werden.

Surely this means that every potential site for a wind power station should be thoroughly investigated to preclude such a possibility?

Bedeutet das nicht, dass jeder potentieller Platz für eine WKA genau untersucht werden sollte, um solche Möglichkeit auszuschließen ?

At the very least there should be a guarantee that should structural damage result from turbine vibration the developer will have to remove said turbine. BR Bridleways could be adversely affected as horses are particularly sensitive to ground-borne vibrations and feel them even when humans are completely unaware of them. No doubt, as far as developers are concerned, like noise, vibrations will p rove to be non-existent!

Zumindest sollte garantiert werden, dass ein Eigner besagtes Windrad zu beseitigen hat, falls ein Gebäudeschaden von Windradvibration hervorgerufen wurde. BR Bridleways könnte seinerseits betroffen sein, da Pferde für Erdvibrationen besonders empfindsam sind und sie selbst dann fühlen, wenn sie Menschen überhaupt nicht auffallen. Ohne Zweifel werden Vibrationen ebenso wie Geräusch für Entwickler und Investoren nicht existieren!

Southampton University specializes in noise and vibration:
Die Universität von Southampton hat sich auf dem Gebiet von Geräusch und Vibrationen spezialisiert.

http://www.isvr.soton.ac.uk/jan2000/contents.htm
http://www.isvr.co.uk/environm/windfarm.htm

Übersetzung: Hartmut Paul, Wolfach, 14. April 2002
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Karl Beiß aus Aachen schrieb am 15. April 2002
ich verweise hierzu nur auf meinen "offenen Brief an einen Stadtrat", in dem ich die Warnungen der Behörden anläßlich seisimscher Messungen in der Eifel erwähnt habe.
Warum sollten sich die Schwingungen der Masten infolge der Wirbelstraße im Erdreich nicht genauso fortsetzen wie die im "Eifelexperiment" Ende der siebziger/Anfang der achtziger Jahre?
Während im "Eifelexperiment" es um sinnvolle Messungen über einen begrenzten Zeitraum ging, handelt es sich bei der Belastung durch WKA um eine permanente Belastung nicht nur der unmittelbaren Anwohner. In allen Fällen handelt es
sich um Infraschall, der auch bei niedrigen Schalldruckpegeln (Fahr mal bei Tempo 150 km/h mit offenem Seitenfenster!) eine erhebliche Belastung darstellt.

Ingenieur Karl Beiß aus Aachen schrieb am 20. Mai 2002:
.... das mit dem Schütteln KANN folgenden Hintergrund haben: Bei kleinen Windgeschwindigkeiten lösen sich am Mast mehr oder weniger periodisch Wirbel ab, und zwar auf der ganzen Mastlänge. Das Ding heißt Kárman'sche Wirbelstraße oder auch einfach nur Wirbelstraße. Solche bei kleinen Windgeschwindigkeiten entstehende Wirbel sind aufgrund der geringen Rotationsgeschwindigkeit (geringe Reibungsverluste) außerordentlich langlebig und schwimmen deshalb sehr weit. Durch diese Wirbelstraße sind schon Kühltürme eingestürzt (England), Brücken (Tacoma-Brücke). Von dem Einsturz der Tacoma-Brücke gibt es ein Video.
Was ich sonst bisher über die Wirbelstraße (hat nix mit den Randwirbeln zu tun, die von der Rotorspitze abgehen) ist, daß sie im wesentlichen nur bei kleinen Windgeschwindigkeiten auftreten, in gewissen Bereichen stabil, außerhalb dieser Bereiche instabil sind, sich also nicht als nach Lee wegschwimmende "Straße" ausbilden.....

Siehe auch: Wirbelschleppen und Turbulenzen
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Karl Beiß aus Aachen schrieb am 25. Mai 2002:
Die Leistung des Stroms ist P (Watt), die Spannung im Netz ist U (Volt), die Stromstärke ist I(A). Beim rein Ohmschen Verbraucher (z.B. Glühbirne) ist die Leistung P = U^2/I. Das "^2"-Zeichen steht hier für Quadrieren. D.h.: wird die Netzspannung im Rahmen der zulässigen Toleranzen (230 +10V/- 6V, entsprechend +0,5%/-0,25%) verändert, verändert sich die Leistung der angeschlossenen Verbraucher um +1%/-0,5%. Bei Glühbirnen speziell kann die Erhöhung der Netzspannung durch WKA einen erhöhten Verbrauch derselben bedeuten, wozu es im Internet genügend Hinweise gibt.
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Detlef Piorr, Landesumweltamt NRW, 45023 Essen, Postfach 10 23 63, Tel. 0201-7995-1308, FAX 0201-7995-1575 e-mail: detlef.piorr@lua.nrw.de

in NRW gibt es einen Erlass zur Beurteilung von Erschütterungen, den ich Ihnen als Anlage sende. Die Beurteilung der Schwingungseinwirkungen auf Gebäude basiert auf der DIN 4150, Teil 3. Situationen, in denen ständig spürbare und aufgrund von Sekundäereffekte sichtbare Erschütterungen (z. B. erkennbar am Zittern des Kaffees in den Tassen) auf Gebäude einwirken - ohne dass die Gebäude aufgrund der Schwingungseinwirkungen beschädigt werden -, gibt es z.B. in der Nachbarschaft von Webereien.

Schilderungen und Beobachtungen über sichtbare (Sekundärwirkungen von) Schwingungseinwirkungen liegen mir aus dem Umfeld von Windenergieanlagen nicht vor.

Einige der beschriebenen Phänomene können durch Spannungsschwankungen verursacht sein. Diesbezüglich würde ich mich an das örtliche Stromversorgungsunternehmen wenden und bitten, die Netzspannung über einen längeren Zeitraum zu prüfen.

Relevante Gesetze

Bundesimmissionsschutz Gesetz

TA-Lärm

UVP-G

EU-Richtlinie-Umgebungslaerm