Terug naar overzicht
Het beoordelen van trillingen vanwege milieuvergunningplichtige inrichtingen
(DUITSE NORMEN IN NEDERLANDSE VERGUNNINGVOORSCHRIFTEN)
Inleiding
In Nederland zijn nog geen wettelijke regelingen en normen van kracht voor de beoordeling van schade of hinder door trillingen van vergunningplichtige inrichtingen ingevolge de Wet milieubeheer. Door het ministerie van VROM is derhalve bij het opstellen van de trillingsvoorschriften van de bij Algemene Maatregel van Bestuur (AMvB’s) aangewezen inrichtingen, vooralsnog aansluiting gezocht bij de Duitse “voornorm” DIN 4150, Teil 2 van september 1975. In december 1992 is deze “voornorm” vervangen door de definitieve versie van de DIN 4150, Teil 2, “Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden”.
De definitieve versie van de DIN 4150 verschilt aanzienlijk van de voornorm die tot op heden in vergunningvoorschriften van toepassing werd verklaard. De problemen bij het toepassen van deze definitieve versie in de Nederlandse situatie zijn onder meer de afwijkingen tussen de definities van de dag-, avond- en nachtperiode alsmede het in rekening brengen van de zg. Ruhezeiten welke in Nederland niet gehanteerd worden.
Een ander probleem is de handhaving van de trillingsvoorschriften uit AMvB’s die nog steeds verwijzen naar de voornorm. Wat is de status van deze voornorm nu deze officieel is vervangen.
Wellicht kan de recentelijk door de Stichting Bouw Research (SBR) uitgebrachte meet- en beoordelingsrichtlijn deel 2 “Hinder voor personen in gebouwen door trillingen” door het ministerie van VROM van toepassing worden verklaard in het kader van de herziening van de Circulaire Industrie Lawaai 1979.
Algemeen
De trillingsproblemen vanwege industriële inrichtingen zijn globaal als volgt onder te verdelen:
A. Schade aan bouwwerken of produktie-processen vanwege trillingen
– Trillingen in het frequentiegebied tussen 1 en 100 Hz die schade kunnen veroorzaken aan gebouwen of gebouwonderdelen of aan produktieprocessen welke in deze gebouwen plaatsvinden.
B. Hinder vanwege trillingen
– Trillingen in het frequentiegebied tussen 1 en 100 Hz die door de mens als hinderlijk worden ervaren.
C. Hinder vanwege afgestraald laagfrequent geluid
– Geluiddrukniveaus in gebouwen in het frequentiegebied tussen 16 en 100 Hz die door de gebruikers van deze gebouwen als hinderlijk worden ervaren.
In het algemeen kan worden gesteld dat trillingen die voor gebouwen nog niet schadelijk zijn, reeds door de gebruikers van deze gebouwen als hinderlijk ervaren kunnen worden.
De normen ten aanzien van de beperking van door mensen ervaren trillingshinder zijn derhalve strenger dan de normen welke “gebouwschade” dienen te voorkomen. Dit geldt overigens niet voor mogelijke produktieprocessen die in deze gebouwen plaatsvinden. Sommige produktieprocessen zijn namelijk bijzonder gevoelig voor trillingen. In het algemeen wordt bij het stellen van de voorschriften bij vergunningplichtige inrichtingen echter alleen gekeken naar de verblijfsruimten (geluid-gevoelige ruimten) van woningen.
Zoals reeds gesteld wordt in Nederland bij de beoordeling van trillingen veelal aansluiting gezocht bij de Duitse norm DIN 4150. Deze bestaat uit drie delen, namelijk:
Teil 1 : Grundsätze, Vorermittlung und Messung von Schwingungsgrößen (voornorm daterend uit 1975)
Teil 2 : Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden (daterend uit 1992)
Teil 3 : Einwirkungen auf bauliche Anlagen (daterend uit 1986)
Aanwijzingen voor het meten van de trillingen, alsmede de specificaties/eisen waaraan het meetcircuit dient te voldoen, zijn gegeven in de norm DIN 45669, Teil 1.
Trillingsvoorschriften voor industriële inrichtingen
In het voorliggende artikel zal alleen worden ingegaan op de beoordeling van trillingen op mensen in gebouwen. Ter bescherming van het woon- en leefmilieu wordt in het kader van de vergunningverlening ingevolge de Wet milieubeheer aansluiting gezocht bij de Duitse normen.
Vergunningplichtige inrichtingen die in het kader van de Wet milieubeheer bij Algemene Maatregel van Bestuur (AMvB) zijn aangewezen, moeten aan algemene regels voldoen waarin eveneens voorschriften zijn opgenomen om trillingshinder te voorkomen.
De voorschriften waarnaar wordt verwezen zijn neergelegd in deel 2 van de DIN 4150 “Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden”.
Tot voor kort werd er zowel bij de handhaving van de AMvB’s alsmede bij het opstellen van de trillingsvoorschriften van vergunningplichtige inrichtingen verwezen naar de “voornorm” uit 1975, onder meer omdat de ontwerp-norm DIN 4150, Teil 2 van mei 1986, door de Duitse normcommissie werd ingetrokken naar aanleiding van de kritiek die er op deze ontwerp-norm geuit was.
In december 1992 is de definitieve norm van kracht geworden. Bij de handhaving dient volgens de aanwijzingen uit de AmvB’s uitgegaan te worden van de “voornorm” van 1975 hoewel deze “voornorm” thans officieel vervangen is door de definitieve norm van december 1992 (Ersatz für Ausgabe 09.75).
Mijns inziens zal bij het handhaven van de trillingsvoorschriften uit AMvB’s discussie ontstaan welke norm (voornorm of definitieve norm) toegepast dient te worden voor de beoordeling van de voorschriften.
Na een korte inleiding zal hieronder worden ingegaan op de DIN 4150, Teil 2, 1975 waarnaar in de voorschriften uit de AmvB’s wordt verwezen alsmede op de recentelijk van kracht geworden definitieve norm van december 1992.
Tot slot zal aandacht worden besteed aan de recentelijk verschenen richtlijn van de Stichting Bouw Research (SBR) “Hinder voor personen in gebouwen door trillingen”.
Het meten van trillingen
In de “dagelijkse” praktijk wordt voor het verrichten van trillingsmetingen tegenwoordig veelal gebruik gemaakt van versnellingsopnemers, met name vanwege de hoge gevoeligheid, de rechte frequentiekarakteristiek alsmede het geringe gewicht van de opnemers. Desgewenst kunnen de met behulp van deze opnemers gemeten versnellingsniveaus met een integrator in de meetketen worden omgewerkt tot een snelheidssignaal.
Indien de metingen verricht worden met een professionele geluidniveaumeter of eenvoudige geluid-analysator zal in de meetketen tevens een laagfrequent filter moeten worden toegepast om in het bereik van 1 tot 80 Hz trillingsmetingen te kunnen verrichten. Voor het direct meten en aflezen van de in de DIN 4150 gedefinieerde waarneemsterkte KB-waarde (Kenwerte für die Beurteilung von Erschütterungen), dient in de meetketen een “speciaal” wegingsfilter te worden aangebracht. Professionele smalbandige geluid-analysatoren zijn meestal zelf reeds voldoende toegerust om de meetsignalen adequaat te verwerken.
De trillingsopnemer dient stevig op de ondergrond bevestigd te worden op de plaats en in de ruimte waar de sterkste trillingen optreden onder representatieve “gebruiks omstandigheden”. In nieuwbouw situaties kan de opnemer veelal met een “plaatje met schroefdraad” verlijmd worden op de constructie. In bewoonde situaties dient, ingeval van vloerbedekking, gebruik te worden gemaakt van een hulpstuk zoals gegeven in figuur 1.
Gelet op het te onderzoeken frequentiegebied zullen contact-resonanties geen significante invloed hebben op de meetresultaten. Opgemerkt dient te worden dat de massa van de opnemer en het bevestigingsmiddel ten opzichte van de massa van de constructie waarop deze wordt aangebracht, verwaarloosbaar klein dient te zijn. De plaats waar de trillingen zich veelal het sterkst manifesteren is voor de verticale richting meestal in het midden van het vloerveld en in horizontale inrichting in de hoekpunten van een vloerveld van de ruimte waar de trillingen het sterkst waarneembaar zijn.
Indien de controle van de vergunningvoorschriften plaats vindt door een ambtenaar die belast is met de controle en handhaving van alle voorschriften, kan als vuistregel aangehouden worden dat de inrichting voldoet indien er op de beoordelingsplaats geen sprake is van voelbare trillingen vanwege het inwerking zijn van een vergunningplichtige inrichting.
In geval van twijfel zullen er trillingsmetingen door een specialist uitgevoerd worden ter controle van de trillingsvoorschriften.
De voornorm DIN 4150, Teil 2, september 1975
De beoordeling van trillingen vanwege inrichtingen die, middels Algemene Maatregel van Bestuur zijn aangewezen, dient plaats te vinden conform de “voornorm” van september 1975. In de bepalingen uit de diverse AMvB’s Wet milieubeheer wordt onder de voorschriften “Geluid- en trillingshinder” het volgende gesteld.
– De in de inrichting aanwezige toestellen en installaties, alsmede de in de inrichting uit te voeren werkzaamheden, mogen in een geluidgevoelige ruimte van woningen van derden en in andere geluidgevoelige bestemmingen geen trillingen met een continu of met een continu-intermitterend karakter veroorzaken hoger dan de in de (voor)norm DIN 4150, uitgave 1975, gedefinieerde waarneemsterkte van 0,1.
Aangezien voornoemd voorschrift bedoeld is voor continu of continu-intermitterende trillingen, vallen trillingen vanwege transportactiviteiten of anderszins optredende incidentele trillingen buiten dit voorschrift. Met de in dit voorschrift omschreven KB-waarde van 0,1 wordt de meest optimale situatie ten aanzien van hinder ten gevolge van voelbare trillingen gegeven. De beoordeling van trillingen is volgens de “voornorm” vrij eenvoudig. Bij de metingen dienen de piekwaarden (echte piekwaarden!) per frequentieband (1 t/m 80 Hz) bepaald te worden waaruit met de formules, zoals gegeven in figuur 2, de KB-waarden bepaald kunnen worden. Eventueel kunnen de gemeten (versnellings)niveaus uitgezet worden in de grafiek in figuur 2 waaruit eveneens de KB-waarde afgelezen kan worden.
Indien gebruik wordt gemaakt van een geluidniveaumeter met bijbehorend laagfrequent filterset van Bruel & Kjaer, kan direct het KBpiek niveau afgelezen worden alsmede andere relevante gegevens. Met deze meet-combinatie van de Deense firma kan vrij snel en eenvoudig een juiste meting worden verricht.
De metingen worden voor de verticale richting meestal in het midden van het vloerveld verricht en voor de horizontale richting dicht bij een wand, meestal in een hoek van een vloerveld. De hoogste waarde die gevonden wordt is bepalend voor het beoordelingsniveau. De grenswaarde voor de op deze wijze bepaalde KB-waarde zijn gegeven in figuur 3.
Het probleem bij het handhaven van de in de AMvB genoemde trillingsvoorschriften is dat deze bijzonder streng zijn en desalniettemin in sommige gevallen tekortschieten om trillingshinder te voorkomen zoals bijvoorbeeld ingeval van incidenteel optredende trillingen of anderzijds trillingen met een niet continu of continu intermitterend karakter. In de praktijk blijkt dat dergelijke trillingen wel degelijk hinderlijk kunnen zijn.
De definitieve norm DIN 4150, Teil 2 van december 1992
Ter vervanging voor de “voornorm” is thans de definitieve versie van de DIN 4150 verschenen. In het kader van de reguliere vergunningverlening lijkt het logisch om aansluiting te zoeken bij deze nieuwe norm. De benaderingswijze van deze nieuwe norm verschilt aanzienlijk van de voornorm uit 1975. Mijns inziens is er zeker sprake van een verbetering.
Met behulp van deze methode kan vrijwel iedere situatie gemeten en beoordeeld worden. Bij de beoordeling volgens deze norm zijn een tweetal criteria van belang, nl. het maximale trillingsniveau gemeten in de stand “fast” (dus geen piekwaarde!) alsmede het over een aantal tijdsperioden (elk 30 seconden) bepaald gemiddeld maximum trillingsniveau.
De Duitse norm kent een aantal grenswaarden (Anhaltswerte) afhankelijk van de ligging van de inrichting binnen een gebied. Probleem bij het toepassen van de Duitse norm zijn onder meer de afwijkingen tussen de definities van de dag-, avond- en nachtperiode alsmede het in rekening brengen van de zg. Ruhezeiten welke wij in de Nederlandse regelgeving niet kennen.
Gelukkig heeft de Stichting Bouw Research (SBR) door het uitbrengen van een richtlijn “Trillingshinder: Hinder voor personen in gebouwen”, die een afgeleide is van de Duitse norm DIN 4150, Teil 2, december 1992, hierin voorzien. In deze richtlijn wordt op overzichtelijke wijze voor de Nederlandse situatie een methode gegeven voor de beoordeling van trillingshinder voor personen in gebouwen.
Richtlijn 2 van de stichting Bouw research
De door de Stichting Bouw Research (SBR) uitgebrachte meet- en beoordelingsrichtlijn deel 2 “Hinder voor personen in gebouwen door trillingen” maakt onderdeel uit van drie richtlijnen die door de studiecommissie “Trillingshinder” van de SBR zijn uitgebracht. De andere twee richtlijnen hebben betrekking op het meten en beoordelen van trillingen in verband met mogelijke schade aan gebouwen (deel 1), en verstoring van gevoelige apparatuur (deel 3).
Voor de bescherming van ons woon- en leefmilieu is de beoordelingsrichtlijn deel 2 van belang. Hieronder zal derhalve beknopt worden ingegaan op deze richtlijn.
Het is duidelijk dat bij het opstellen van deze richtlijn onder meer de Duitse norm DIN 4150, Teil 2 van december 1992 als leidraad is gebruikt. In de richtlijn wordt zowel de procedure als de te hanteren streefwaarden gegeven voor de beoordeling van trillingen voor mensen in gebouwen. Bij de richtlijn is een handige kaart bijgevoegd waarop een samenvatting is gegeven van de richtlijn. Hierdoor kan vrij snel een overzicht worden verkregen van de belangrijkste criteria die bij de beoordeling van de trillingen van belang zijn.
Op deze kaart wordt onder meer een schema gegeven van de meet- en bewerkingsprocedure (figuur 4).
Voor de lezer van de richtlijn die bekend is met de Duitse DIN 4150, Teil 2 (1992) is het gebruik van de afwijkende symbolen enigszins wennen. In bijlage 6 van de richtlijn is derhalve een overzicht opgenomen van de belangrijkste begrippen uit de richtlijn.
De beoordeling van trillingen volgens de norm vindt plaats in het frequentiegebied van 1 tot 80 Hz waarbij in verblijfsruimten van woningen of andere gebouwen onder representatieve omstandigheden de trillingssnelheid of trillingsverplaatsing wordt geregistreerd. De metingen moeten worden verricht op een vloerveld in de ruimte waar de hinder optreedt en wel in drie afzonderlijke richtingen (x-richting, y-richting en
z-richting). In de algemene voorwaarden uit de norm worden onder meer de eisen geformuleerd waaraan het meetcircuit dient te voldoen.
Voor de beoordeling dient het geregistreerde trillingssignaal per meetpunt “gewogen” te worden met een weegfunctie waardoor de momentane waarde van de gewogen trillingsgrootheid v(t) wordt verkregen.
waarin :
Ha(f)= weegfunctie trillingsversnelling in [s2/m]
f = frequentie in Hz
fo = 5,6 Hz
Vo = 1 [mm/s]
a = versnelling in [m/s2].
De momentane waarde van het gewogen trillingsniveau V(t) wordt verkregen door vermenigvuldiging (V(t) = a * Ha(f)). De procedure voor een snelheidssignaal is, behoudens de weegfunctie, hieraan gelijk. Per meetpunt en voor iedere richting dient vervolgens de voortschrijdende effectieve waarde te worden bepaald waarbij een integratietijd van 125 ms wordt gehanteerd. Normaal zal het meetinstrument direct de voortschrijdende effectieve waarde (Veff(t)) aangeven (meterstand “Fast”). Verder dienen per meetpunt en per meetrichting de volgende waarden bepaald te worden:
- de maximale waarde van Veff(t) over de duur van de meting (Veff,max);
- de maximale waarde van Veff(t) in een interval van 30 seconden (Veff,max,30,i);
- de effectieve waarde van de maxima per beoordelingsperiode (Vper) waaronder wordt verstaan het kwadratisch gemiddelde van de grootste effectieve waarden van de intervallen [i] (Veff,max,30,i) in de betreffende beoordelingsperiode (dag, avond en nacht) zoals in de onderstaande relatie is weergeven:
waarin:
n = aantal tijdsintervallen van 30 seconden binnen de duur van de meting
k = aantal intervallen van 30 seconden binnen de totale tijdsduur van de trilling in de desbetreffende beoordelingsperiode
Veff,max,30,i = de grootste waarde van Veff(t) in een tijdsinterval van 30 seconden
i = variabele welke het interval aangeeft
De beoordeling van trillingen in een ruimte wordt vervolgens vastgesteld aan de hand van de gevonden maximale trillingssterkte in een ruimte (Vmax = grootste waarde van Veff,max) en de in hetzelfde meetpunt en dezelfde meetrichting vastgestelde trillingsterkte over de beoordelingsperiode
(Vper = Vper) (dag, avond en nachtperiode).
In de richtlijn worden streefwaarden gegeven voor de volgende omstandigheden:
- continu voorkomende trillingen gedurende langere tijd, zoals ten gevolge van machines;
- herhaald voorkomende trillingen gedurende lange tijd ten gevolge van weg- of railverkeer waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen bestaande en nieuwe situaties;
- continu of herhaald voorkomende trillingen gedurende een aaneengesloten tijdsduur, korter dan drie maanden, zoals ten gevolge van bouw- en sloopwerkzaamheden;
- incidenteel voorkomende, kortdurende trillingen, zoals ten gevolge van explosies waarbij tevens rekening gehouden dient te worden met de mogelijkheid van gebouwschade (zie hiervoor SBR-richtlijn 1).
Ter illustratie zijn in figuur 5 de streefwaarden gegeven voor continue trillingen gedurende langere tijd terwijl in figuur 6 de streefwaarden zijn gegeven voor herhaald voorkomende trillingen gedurende langere tijd voor bestaande situaties.
Trillingen worden als toelaatbaar beschouwd indien voldaan is aan één van de volgende voorwaarden:
1) de waarde van Vmax dient kleiner te zijn dan A1 zoals gegeven in de betreffende tabellen, of
2) de waarde van Vmax dient kleiner te zijn dan A2 waarbij Vper over de beoordelingsperiode kleiner dient te zijn dan A3.
De procedure wordt verduidelijkt in het schema zoals gegeven in figuur 4.