I detta examensarbete utvärderas olika standarder för dimensionering av bullerskyddsskärmar vid järnvägar. Utvärderingen bygger på de järnvägsförhållandena som råder i Sverige. Standarderna som utvärderas är SS-EN 1991–2, SS-EN 16727-2-2:2016 och den tyska standarden RIL 804.5501. I standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 återfinns två olika handberäkningsmetoder som kan användas vid dimensionering medan det i RIL 804.5504 presenteras en mer avancerad lastmodell som är framtagen för dimensionering med hjälp av dynamiska FEM-analyser. Standarderna utgår från olika lastfördelningar som förbipasserande tåg genererar på bullerskyddsskärmar. Det dynamiska tillskottet som dessa laster genererar på bullerskyddsskärmar beräknas/uppskattas även på olika sätt enligt standarderna. Utvärderingen av de olika standarderna har i detta examensarbete genomförts genom att handberäkningsresultaten enligt standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 har jämförts med resultat från dynamiska FEM-analyser för olika typer av bullerskyddsskärmar. Dynamiska FEM-analyser med belastning enligt RIL 804.5501 har även genomförts på ett urval av dessa bullerskyddsskärmar. Handberäkningsmetoderna i standarderna som jämförs bygger på att man räknar om en tänkt statisk last från tågen till en dynamisk last med hjälp av en dynamisk koefficient. Standarden SS-EN 1991–2 presenterar ingen handberäkningsmetod för framtagande av denna dynamiska koefficient. Därför har handberäkningar för denna standard genomförts med de dynamiska koefficienterna 2, 4 och den som presenteras i standarden SS-EN 16727-2-2:2016. Samtliga standarder utgår från att tåget belastar bullerskyddsskärmen med en puls vid tågets främre del (först ett tryck följt av ett sug) och en vid tågets bakre del (först ett sug följt av ett tryck). För standarden SS-EN 1991–2 är belastningen konstant i både vertikalled och horisontalled. För standarden SS-EN 16727-2-2:2016 är belastningen avtagande i vertikalled och konstant i horisontalled. Belastningen som presenteras i RIL 804.5501 är avtagande i både vertikalled och horisontalled. Analyserna som har genomförts visar på att bullerskyddsskärmar riskerar att bli överdimensionerade ifall den dynamiska koefficienten på 4 används schablonmässigt vid dimensionering enligt standarden SS-EN 1991–2. Detta gäller bullerskyddsskärmar med hög egenfrekvens (~10 Hz) och tätt placerade pelare (c-c mått på ~3 meter). Det har även visats att en dynamisk faktor på 2 inte är tillräcklig vid dimensionering enligt standarden SS-EN 1991–2 för bullerskyddsskärmar som har glest placerade pelare (c-c mått på ~4–5 meter) och/eller låg egenfrekvens (~4–5 Hz). Dessa resultat gäller för tåghastigheter på 200 km/h. Ett annat viktigt resultat är att skillnaden mellan standarderna SS-EN 1991–2 med en dynamisk faktor enligt SS-EN 16727-2-2:2016 och helt enligt SS-EN 16727-2-2:2016 är väldigt liten för bullerskyddsskärmar med höga egenfrekvenser och kort höjd (~3 meter). Detta visar på att det kan vara lämpligare att använda den simplare lastmodellen enligt SS-EN 1991–2 för sådana fall. Analyserna som har genomförts visar även att pulsen vid tågets bakre del kan samverka på ett ogynnsamt sätt med pulsen från tågets främre del under vissa tåghastigheter. I analyserna har detta fenomen konstaterats för ”bullerskyddskärm 5” (som analyserades med tåghastigheterna 200, 225, 250, 275 och 300 km/h) där ett deformationstillskott konstaterades för den bakre pulsen vid hastigheterna 250, 275 och 300 km/h. Dessa analyser har även belyst behovet av att bullerskyddsskärmens egenfrekvens bör anpassas så den inte samverkar med frekvensen som lastpulserna har. Detta eftersom deformationerna även var större vid den främre pulsen för vissa tåghastigheter (deformationerna vid hastigheten 250 km/h var störst). Pulserna har i genomförda analyser haft avståndet 165 meter. Den utmattning som bullerskyddsskärmar utsätts för har även varit av intresse att utreda. För att bedöma detta har bullerskyddsskärmarnas oscillation plottats över tid då de blir belastade av pulserna från tågen i de dynamiska FEM-analyserna. Utifrån de diagram som detta har resulterat i går det att konstatera att utböjningarna då bullerskyddsskärmarna blir belastade enligt SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 skiljer sig en del från utböjningarna då bullerskyddsskärmarna blir belastade enligt RIL 804.5501. Bullerskyddskärmarna tenderar att oscillera mindre för en punkt på bullerskyddsskärmen då den befinner sig mellan de två pulserna då de blir belastade enligt RIL 804.5501 jämfört med de två andra standarderna. Eftersom belastningen enligt RIL 804.5501 tycks representera ett verkligt belastningsfall bättre (avtagande last både i horisontalled och vertikalled tillsammans med bredare lastpulser) finns en risk att man överskattar utmattningspåkänningarna ifall man utgår från lasterna enligt SS-EN 1991-2 och SS-EN 16727-2-2:2016. För att verifiera detta behöver dock mätningar i fält utföras för att kontrollera ifall lastutbredningen enligt RIL 804.5501 kan appliceras på tåg i Sverige.

För att undersöka bullerskyddsskärmars akustiska prestanda med avseende på ljudabsorption mäts idag absorptionen inomhus i laboratorier. Detta är oftast inte lämpligt eftersom bullerskyddsskärmar används utomhus, där ett annat ljudfält råder. Således introducerades en ny mätstandard år 2016 för att kunna undersöka ljudabsorptionen i fält, med benämningen SS-EN 1793-5:2016. Metoden innebär att ljudreflektionen uppmäts, där ljudabsorptionen sedan kan erhållas eftersom de är varandras komplement. Mätmetoden tillämpades på tre bullerskyddsskärmar för att identifiera för- och nackdelar med metoden, analysera skillnader i ljudabsorption mellan olika typer av bullerskyddsskärmar samt för att jämföra ljudabsorptionen mellan fält- och laborationsmätningar. Det sistnämnda eftersom tidigare studier har visat att ljudabsorptionen generellt överskattas vid laborationsmätningar i jämförelse med fältmätningar (CEDR, 2017). Metoden var praktiskt genomförbar och fördelarna är att mätmetoden är mer representativ än laborationsmätningar för bullerskyddsskärmar där direkt ljudfält råder samt att metoden möjliggör undersökning av ljudabsorptionens förändring över tid. Nackdelar som påvisades var att metoden är tidskrävande, att skärmens ljudisolering även behöver mätas för att få reda på den fullständiga ljudabsorptionen, att det saknas tydliga specifikationer för hur mätdata för bullerskyddsskärmar som är < 4 m höga ska analyseras samt att låga frekvenser blir ogiltiga för skärmar som har en höjd < 4 m. De tre mätobjekten som undersöktes var en skärm i laminerat härdat glas i närheten av Fridhemsplan i Stockholm, en skärm i sträckmetall beklädd med vegetation intill Lidingövägen i Stockholm samt en skärm i Knivsta som består av sektioner i aluminium respektive akrylglas. Glasskärmen vid Fridhemsplan var generellt mest reflekterande, följt av akryglassektionen i Knivsta. Aluminiumsektionen i Knivsta och den vegetationsbeklädda metallskärmen vid Lidingövägen var mest absorberande. Skillnaderna mellan skärmarna berodde på att de består av olika material som var olika reflekterande respektive absorberande. För aluminiumsektionen i Knivsta utfördes en jämförelse mellan ljudabsorptionen som tidigare hade uppmätts i laboratorium och ljudabsorptionen som uppmättes i fält. Sektionen uppvisade mer ljudabsorption vid mätning i laboratorium än vid mätning i fält. Detta ansågs främst bero på att ljudfälten skiljer sig mellan laboratorium och fält.

Bullerskyddsskärmar används för att reducera buller från väg- och spårtrafik. Syftet med examensarbetet var att utvärdera standard EN 1793–6:2012, en mätmetod för att undersöka bullerskyddsskärmars effektivitet in-situ med avseende på ljudisoleringen. I nuläget bestäms bullerskyddsskärmars effektivitet med laborationsmätningar i ett diffust ljudfält, som inte överensstämmer med det direkta ljudfält och den komplexitet som är in-situ. Till följd av det blir ofta laborationsmätningarna missvisande. Det finns även en okunskap kring håligheter/ läckage och hur det påverkar den akustiska prestandan, vilket gör att det emellanåt leder till brister i installationen av bullerskyddsskärmar och att enhetens ljudreducering inte stämmer överens med förväntningarna. Det finns således ett behov av att bestämma en bullerskyddsskärms befintliga prestanda in-situ för att säkerställa de krav som ställs i specifikationerna. EN 1793–6:2012 ansågs vara lämplig för ändamålet men fler mätningar behövs utföras för att kunna säkerställa resultaten och för att verifiera mätsystemet. Ljudisoleringen bestämdes som en funktion av frekvenser i tersband och var giltiga i frekvensområdet mellan 200 Hz till 5 kHz respektive 400 Hz till 5 kHz. De undersökta bullerskyddsskärmar var: en i laminerat och härdat glas med aluminiumpelare, en icke-homogen vegetationsskärm i stålram och en kombinerad bullerskyddsskärm i akrylglas med aluminiumprofiler. Resultaten jämfördes med laborationsmätningar och/eller simuleringar i Insul. Bullerskyddsskärmarna i glas gav högre värden på ljudisoleringen än i laborationsmätning, ett resultat som kan bero på skillnaderna mellan diffust ljudfält och direkt ljudfält. Komplexiteten i vegetationsskärmen gjorde resultaten svåra att analysera, men läckage förekom i de högre frekvenserna. Adrienne-fönstren behövde bli specifikt beräknade för samtliga impulssvar eftersom dimensionerna för bullerskyddsskärmarna inte överensstämde med vad som definieras i EN 1793–6:2012 för certifieringsändamål. I EN 1793–6:2012 omnämns inte heller markreflektion, som påverkar den filtrerade signalen. Vidare studier behövs för att filtrera bort dessa oönskade komponenter. / Road traffic noise devices, for example noise barriers, are used to reduce the noise from road traffic and trams. The purpose of this master thesis is to evaluate the standard EN 1793-6:2012, a test method for determining noise barriers efficiency in-situ. Currently, noise barriers efficiency is determined with laboratory measurements in a diffuse sound field, which does not reflect the direct sound field and the complexity that are in-situ. As a result, laboratory measurements are often misleading. Due to a lack of knowledge about leakage, there are sometimes defects caused in the installation of the noise barriers that adversely affect the acoustic properties. There is thus a need to determine the intrinsic parameters of a noise barrier in-situ to ensure the requirements set in the specifications. The new method described in EN 1793-6:2012 was considered useful for the purpose but it was found that more measurements need to be performed to ensure results and to verify the measurement system. The sound insulation was determined for three noise barriers where results are expressed as a function of frequency in one third octave band and were valid in the frequency range between 200 Hz to 5 kHz respective 400 Hz to 5 kHz. The noise barriers tested were: a barrier in laminated glass with metal posts, a non-homogeneous vegetation barrier in a steel frame and a combined barrier with acrylic glass and metal. The results were compared with laboratory measurements and/or simulations in Insul. The glass barriers showed higher values ​​of the sound insulation index than the laboratory measurements, perhaps due to the different sound fields. The complexity of the vegetation barrier made the results difficult to analyze, but leakage occurred in the higher frequencies. The Adrienne temporal windows were specifically calculated for all impulse responses, since the dimensions of the noise barriers differed from the one defined in EN 1793-6: 2012 for certification purposes. Also, in EN 1793-6: 2012, ground reflection, which affects the filtered signal, is not mentioned. Further studies are needed to filter out these unwanted components.