De geluidsvoetafdruk - instrument voor bewustwording van het eigen geluidgedrag

Elly Waterman en Edwin Verheijen, dBvision, 29 april 2010

Waarom een geluidsvoetafdruk?

Over grote delen van de wereld ligt een geluidsdeken. Langs alle druk bereden wegen en spoorwegen, rond vliegvelden en rond industrieterreinen zijn de geluidsniveaus hoog en wordt het leefklimaat aangetast.

De bewoners van deze gebieden ondergaan dit verminderde leefklimaat over het algemeen lijdzaam. Maar zodra er een verandering optreedt of dreigt op te treden, komen bewoners in opstand. Er ontstaat een sfeer waarbij de initiatiefnemer van de verandering gezien wordt als een slechterik, die het leefklimaat verder komt verpesten. Maar zo ligt het natuurlijk niet. Al dat geluid dat door menselijke activiteit ontstaat, maken wij met zijn allen zelf. Ieder mens heeft een bijdrage aan deze geluidhinder. Laten wij dit uitdrukken als een "geluidsvoetafdruk" (GVA).

De geluidsdeken die over Nederland ligt, is dan ook opgebouwd uit 16 miljoen persoonlijke geluidsvoetafdrukken. Het vervelende is echter, dat elk individu de eigen bijdrage aan de geluidhinder niet kan horen. Niemand kan horen hoe groot de geluidbelasting is vanuit het vliegtuig waarmee hij zelf op vakantie gaat. Vrijwel niemand is zich bewust van zijn bijdrage door woon-werk verkeer, door uitstapjes in het weekend, of als hij de kinderen naar school brengt.

Nog lastiger wordt het voor een individu om zich voor te stellen welk geluid hij indirect produceert. Bij de fabricage van producten en bij het transport daarvan wordt namelijk ook geluid gemaakt. Juist het geluid van het transport van goederen veroorzaakt veel weerstand bij bewoners. Terwijl fabricage en transport van goederen nodig is om onze levenstandaard te handhaven. De containers over de Betuwerouten rijden voor ons aller nut en plezier.

De geluidsvoetafdruk (GVA) is een manier om mensen inzicht te geven in de eigen, directe en indirecte, geluidsproductie. Elke activiteit die een individu uitvoert heeft geluidsproductie tot gevolg. Natuurlijk zijn dat alle autoritten en vliegreizen. Maar weinigen zullen zich ervan bewust zijn dat een sinaasappel pas op de fruitschaal terecht kan komen na een lange reis. Elke sinaasappel, maar ook elke mobiele telefoontje draagt dan ook bij aan de persoonlijke geluidsvoetafdruk. De afdruk van een mobieltje is waarschijnlijk veel groter dan die van een sinaasappel. Dat wordt veroorzaaakt alle productiestappen en goederentransporten die nodig zijn om een mobieltje, dat uit talloze onderdelen bestaat, te maken.

De hoop is, dat door inzicht te geven in de eigen GVA, mensen meer begrip zullen hebben richting initiatiefnemers van projecten. Maar vooral is de hoop dat dit inzicht ertoe leidt dat mensen zich bewuster gaan gedragen, en bij de keuzes die ze kunnen maken, ook rekening gaan houden met geluid.

En wie weet, wordt in de verre toekomst, een geluidstax gekoppeld aan elk product dat in de winkel of bij de pomp te koop is. Zodat stille producten en stille vervoerswijzen de voorkeur gaan verdienen boven de lawaaiige.

Wat is de geluidvoetafdruk?

De geluidvoetafdruk, eerder ingezonden voor de Innovatieprijs van de Stichting Innonoise [4]  is een oppervlaktemaat. In principe is de vorm van dat oppervlak vrij te kiezen. Voor populaire doeleinden kunnen we ons de vorm van een voet als de afdruk voorstellen maar vanuit akoestisch oogpunt ligt een cirkel of rechthoek meer voor de hand (als de geluidbron respectievelijk een stationaire of bewegende puntbron is.)

Welke geluidmaat?

De volgende vraag die we ons stellen is welke geluidmaat en welke geluidcontour we als uitgangspunt zouden moeten nemen voor de voetafdruk. Als geluidmaat kunnen algemeen bekende en aanvaarde maten als de LAeq of de Lden worden genomen. De grootte van de voetafdruk kan voor verschillende contourafstanden worden berekend. Bij het vergelijken van voetafdrukken van verschillende bronnen of situaties dient wel steeds duidelijk te zijn welke grenswaarde hij betreft. Hier kunnen wettelijke grenswaarden dan wel internationale richtwaarden voor worden gebruikt. De Environmental Noise Directive (END) houdt een rapportage-ondergrens van 55 dB Lden aan. Voor verkeer van rijkswegen geldt in Nederland een richtwaarde van 48 dB Lden, maar voor industrielawaai is een LAeq van 50 dB(A) de norm. Ook de WHO noemt 50 dB(A) overdag en 40 dB(A) ’s nachts als streefwaarden voor de LAeq. Wij kiezen in deze studie dan ook deze waarden als uitgangspunt voor de voetafdruk, voor alle geluidbronnen. Dit wordt gecombineerd in een Lden-contour van 50 dB.

Totaal geluidbelast oppervlak

Om het totale geluidbelaste oppervlak te berekenen maken we gebruik van geluidkaarten. In de Europese Unie kan worden uitgegaan van de opgaven die in het kader van de END beschikbaar zijn gesteld. Deze kaarten zijn echter niet volledig: alleen het geluid binnen de grotere agglomeraties en het geluid van de belangrijkste (spoor)wegen, luchthavens en industrieterrein is vastgesteld. Om een compleet beeld te krijgen dienen deze kaarten te worden geëxtrapoleerd, waarbij bovendien rekening gehouden moet worden met de hogere ondergrens van 55 Lden. In de Nederlandse situatie zullen wij daarom het landsdekkende kaartmateriaal gebruiken dat het RIVM op internet beschikbaar stelt [1]. Deze kaart bevat naast het geluid van vrijwel alle verkeerswegen en spoorwegen ook dat van industriegebieden, windturbines, luchthavens en militaire laagvliegroutes. Scheepvaartlawaai is echter niet meegenomen op deze kaart. Het oppervlak binnen de Lden-contour van 50 dB bedraagt 10145 km2. Dit komt overeen met 30% van het landoppervlak. De gemiddelde Nederlander (16,7 mln inwoners) heeft daarmee een voetafdruk van 614 m2 voor deze geluidbronnen bij elkaar. Dat is globaal een rechthoek van 20x30 meter. Dit is veel meer dan het oppervlak van een gemiddelde eensgezinswoning met een tuin. Ieder mens vervuilt ca. 6x zoveel als zijn eigen woonomgeving met geluid.

Geluidsbelast oppervlak in Nederland binnen 50 Lden. Dit is inclusief geluid van windturbines op zee.
Geluidsbelast oppervlak in Nederland binnen de 50 Lden contour. Dit is inclusief geluid van windturbines op zee.

Bij deze berekening valt het een en ander op te merken. Niet alle inwoners kunnen verantwoordelijk worden gehouden voor al het genoemde lawaai. Hoe zit het bijvoorbeeld met iemand geen auto rijdt? En wat doen we met het industrielawaai en het lawaai van goederentransport? Moeten we dit uitsluiten als we het lawaai omslaan naar hoofd van de bevolking? Ook kan van belang zijn in hoeverre het geluidbelaste oppervlak bewoond is of niet. Maar er kan ook anderszins hinder van geluid zijn, bijvoorbeeld in natuur- of stiltegebieden waar mensen en dieren vertoeven. Gebieden waar geluid geen gevolgen heeft, zoals de open zee, kunnen wel worden uitgesloten. 

Praktijkvoorbeeld

Als voorbeeld van de invloed van persoonlijke keuzes op iemands voetafdruk, beschouwen we het lawaai van vervoersalternatieven onderling. Hiervoor is het nodig om de geluidemissie van de verschillende bronnen te berekenen en te relateren aan het aantal reizigers. Hiermee kunnen we antwoord geven op de vraag of we minder lawaai produceren als we kiezen voor de trein in plaats van de auto.

Geluidbelast oppervlak en bronsterkte

Om de emissies van geluidbronnen onderling te vergelijken, is het van belang eerst de akoestiek van puntbronnen en lijnbronnen te bekijken. Auto’s en treinen worden in de akoestiek benaderd als lijnbronnen. Industriële installaties zijn meestal als puntbronnen op te vatten. Bij vliegtuigen ligt het wat lastiger. Aangezien deze boven een bepaalde vlieghoogte niet meer hoorbaar zijn op de grond, is een aanpak als lijnbron niet aan de orde. Vliegtuigen komen later aan bod.

Een puntbron heeft in het vrije veld cirkelvormige geluidcontouren waarvan de straal afhangt van de bronsterkte LW. De afstand R waarop een bepaalde geluidcontour LAeq ligt, hangt op de bekende wijze samen met de bronsterkte:

LAeq = LW – 10 log(2πR2) – D 

Hierin representeert D een zekere verzwakking ten gevolge van de bodemgesteldheid, meteo en luchtabsorptie. Afscherming door gebouwen of geluidsschermen wordt in deze berekeningen buiten beschouwing gelaten. Voor bewegende puntbronnen, zoals (spoor)wegverkeer, geldt echter de karakteristiek van lijnbronnen:

LAeq = LW – 10 log(πRL) – D 

Hierin is L de lengte van de lijnbron. Voor het gemak is de factor D voor een puntbron gelijkgesteld aan die van een lijnbron. Om de grootte van de voetafdruk te berekenen – het geluidbelaste oppervlak A – stellen we LAeq = 50 dB en herschrijven we beide formules als:

Apunt = πR2 = 10(Lw – D – 10log(4) – 50)/10 

Alijn = RL = 10(Lw – D – 10log(2π) – 50)/10 

Deze formules laten zien dat een verdubbeling van de bronsterkte, dus LW + 3 dB, tot een verdubbeling van het oppervlak binnen een bepaalde contour leidt. Tweemaal zoveel verkeer leidt dus tot tweemaal zoveel geluidbelast oppervlak. Dit lineaire verband tussen bronsterkte en oppervlak maakt de voetafdruk tot een bruikbare maat waarmee zonder logaritmes en decibellen kan worden gerekend. Hierbij moet wel worden opgemerkt dat in de praktijk afwijkingen optreden, doordat de verzwakkingsterm D geen constante is, maar een zekere functie van de afstand R. Met name bij grotere afstanden tot de bron is de verzwakking hierdoor eerder 5 dB per afstandsverdubbeling in plaats van 3 dB. Omdat deze afwijkingen bij alle soorten geluidbronnen in min of meer gelijke mate optreden, hebben we hier nauwelijks last van bij het vergelijken van voetafdrukken onderling. De voetafdruk kan dus veilig worden geïntroduceerd bij een groot publiek, maar voor formele opgaven van het geluidbelaste oppervlak blijven meer geavanceerde berekeningen noodzakelijk.

Nemen we het vliegtuig, de auto of de trein naar Parijs?

Nu we weten hoe het geluidbelaste oppervlak zich verhoudt tot de bronsterkte kunnen we een aantal vergelijkende berekeningen maken.

Welk vervoermiddel heeft de kleinste voetafdruk voor een reis Amsterdam – Parijs? Een auto, een touringcar, een IC-trein, een hogesnelheidstrein of een vliegtuig? Onderstaande tabel uit [2] geeft de ingrediënten voor deze berekening. PNF staat hier voor de "persoonlijke geluidsvoetafdruk van een passagier". Deze verschilt natuurlijk van de jaarlijkse GVA in Lden.

Bij deze berekeningen is uitgegaan van standaard wegdektype, referentiespoor en standaard footprints van een narrow-body vliegtuig. De voetafdrukken kunnen wijzigen als bronmaatregelen worden toegepast. De gangbare bronmaatregelen hebben echter vergelijkbare reducties van circa 2 tot 4 dB voor elk van de vervoermiddelen (respectievelijk stil asfalt, raildempers, akoestisch slijpen en Continuous Descent Approach [3].

Indien we omwille van de milieu-impact kiezen voor de IC-trein, zouden we door 2e klas te reizen nog een iets lagere persoonlijke milieudruk kunnen bereiken. Immers, hoewel de trein er als geheel niet stiller op wordt, is dan wel ons ruimtebeslag in de trein kleiner. In de tweede klas staan 30-40% meer stoelen per m2 dan in de eerste klas en het lijkt ons redelijk als de geluidbewuste reiziger zich dit voordeel toeëigent.

Industriële geluidbronnen

Voor het uitwerken van vragen rond de voetafdruk van industriële bronnen is nader onderzoek nodig. Bij industriële geluidbronnen is een eenduidige verdeling van het totale geluidbelaste oppervlak namelijk niet evident. In eerste aanleg zouden we kunnen stellen dat we daar met zijn allen als deelnemers aan het economisch verkeer gezamenlijk verantwoordelijk voor zijn. Vrachtverkeer op de weg (1/5 deel van het wegverkeer), goederentreinen, de binnenvaart en vrachtvliegtuigen zouden we eveneens moeten rekenen tot de industriële geluidbronnen.

Toch kan ook bij industrielawaai soms gedifferentieerd worden, bijvoorbeeld als in het economisch verkeer iets te kiezen valt. Nemen we groene of grijze energie? Dan is het de vraag op welke wijze de energie wordt opgewerkt. Interessant is dat met name windturbines ondanks hun milieuvriendelijke predicaat onder druk staan van geluidnormen.

Vooruitzichten en mogelijkheden van de persoonlijke voetafdruk

De hier beschreven voorbeelden richten zich vooral op transport. Hiermee krijgt de consument indruk van de gevolgen van het eigen gedrag. Door een stille band te kopen, kan de consument inzien dat de GVA van autobewegingen met de helft of meer kan krimpen. Door te kiezen voor de trein voor het woon-werk verkeer krimpt de GVA nog meer. Transport is de belangrijkste geluidsbron in de meeste landen, en toepassing van de GVA op transport ligt dan ook het eerst voor de hand.

Maar de GVA berekend worden voor andere activiteiten, zoals het bezoeken van voetbalwedstrijden en concerten in de open lucht. Het in kaart brengen van burenhinder (parketvloer, harde TV, muziekinstrumenten en tuinplezier) is minder gemakkelijk, maar behoort ook tot de mogelijkheden.

Daarnaast kan een geluidsvoetafdruk bepaald worden van een product. Het is denkbaar een geluidlabel gebaseerd op de GVA toe te passen op koelkasten, levensmiddelen, kleding etc. Ook daarbij zal vooral het transport een grote rol spelen.

Het ligt voor de hand de GVA te combineren met voetafdrukken van andere milieu aspecten, zoals de CO2 productie.

Conclusie

In dit artikel is een idee gepresenteerd. Om het uit te werken naar een voor de consument bruikbaar middel is meer nodig. Een mogelijkheid is een interactieve website te ontwikkelen, waarbij de consument het eigen gedrag kan invullen, en per component daarvan het geluidsbelast oppervlak voorgeschoteld krijgt. Dit kan dan worden vergeleken met dat van de "gemiddelde Nederlander". De consument zou moeten kunnen spelen waarbij inzicht verkregen wordt in de belangrijkste componenten. Een ander idee zou een soort rekenlineaal of rekenschijf kunnen zijn, waarmee de consument de eigen GVA kan bepalen. Een andere idee is een gezelschapsspel gebaseerd op de GVA.

Tenslotte kan de GVA gecombineerd worden met andere milieucomponenten. Omdat de klimaatverandering erg in de belangstelling staat, ligt een combinatie met CO2 uitstoot voor de hand. In dat geval is de vraag of het vliegtuig nog zo gunstig zou uitvallen.

Referenties

[1] RIVM Handleiding Meten en Rekenen Industrielawaai, internet uitgave 2004, http://www.vrom.nl/docs/milieu/handleiding_meten_en_rekenen_industrielawaai_module_b.pdf

[2] Verheijen en Waterman Engelstalige versie van dit artikel is ingezonden voor Internoise 2010.

[3] NLR-TP-2000-275 Environmental benefits of continuous descent approaches at Schiphol Airport compared with conventional approach procedures, F.J.M. Wubben and J.J. Busink, mei 2000, zie website NLR

[4] Juryrapport Innovatieprijs 2009, Innonoise

home...