Klimaneutrale Lärmschutzbauwerke

Klimaneutraler Lärmschutz
© Fraunhofer IBP
Klimaneutraler Lärmschutz.

Der Ausbau von Photovoltaik (PV) an Lärmschutzbauwerken (LSW) ist ein Ziel des Verkehrsministeriums Baden-Württemberg auf dem Weg zur Klimaneutralität. Dazu müssen Potenzialanalysen erstellt und dabei die rechtliche und technische Umsetzbarkeit berücksichtigt werden. Zusätzlich sind wichtige weitere Aspekte wie Planbarkeit, Ausrichtung und Verschattung, Montage und Inspektion, Anschlussfähigkeit und Energieverbraucher vor Ort einzubeziehen, z.B. in Siedlungsnähe oder für Ladestationen. Von zentraler Bedeutung bleibt natürlich die Erhaltung oder gar Steigerung der akustischen Funktion. 

Projektziele

Mit dem Ziel, das Systempotenzial klimaneutraler Lärmschutzbauwerke verfügbar zu machen, widmet sich das Projekt der fachübergreifenden Zusammenführung von Fachliteratur, Standards und Praxiserfahrungen sowie der Erweiterung der dafür erforderlichen Daten, Modelle und Methoden. Im Vordergrund steht die Aufgabe, eine jeweils fallspezifisch funktionale Lärmschutzwirkung nachhaltig zu erreichen. Dazu müssen Ressourceneinsatz (Material, Bau, PV-Komponenten usw.), Umweltindikatoren (GWP, Flächenverbrauch usw.) sowie natürlich die »CO2-Gewinne« durch erneuerbare Energie und ggf. Begrünung in einer Gesamt-Ökobilanz behandelt werden können.

Mit dem geschaffenen Wissen lassen sich konkrete Systempotenziale ermitteln und neue, innovative Lösungsansätze schon während der Entwicklung bewerten.

Stand des Projektes

In strukturierten Workshops mit Fachpersonal aus öffentlichen Institutionen, Straßen- und Trassenbautechnik, Wirtschaft und Wissenschaft sowie mit Herstellern und Zulieferern konnten die wesentlichen Voraussetzungen und Hindernisse bei der Ausrüstung von LSW mit PV festgestellt werden.

Durch Labormessungen konnte gezeigt werden, dass bereits eine 12-prozentige Belegung der absorbierenden Fläche der Lärmschutzwand mit Photovoltaik-Modulen zu einer Reduzierung der Einstufung »hochabsorbierend« zu »absorbierend« nach sich zog und damit auch ein unbefriedigender Energieertrag einherging. Zur Optimierung wurden die Module in mehreren Reihen wie Pultdächer angeordnet (Konfiguration 4 in der Grafik). Damit konnte der Stromertrag deutlich gesteigert werden, wobei die akustischen Eigenschaften der Lärmschutzwand vollständig erhalten bleiben, also die Einstufung als »hochabsorbierende« Wand erzielen. 

Mit Hilfe von Ökobilanzen wurde der CO2-Verbrauch bei Bau, Unterhalt sowie Entsorgung der vier verschiedenen Lärmschutzwand-Varianten in untenstehender Grafik objektiv verglichen, sowie Potenziale zur Reduzierung des Global Warming Potentials GWP durch die Erzeugung von elektrischer Energie ermittelt. Je nach gewählter Basiskonstruktion mit Holz, Aluminium oder Beton ergeben sich für die verschiedenen Varianten eine Spanne von ca. 6 bis 10 Jahren, in denen Klimaneutralität durch den Stromertrag erreicht wird. Selbst im schlechtesten Fall ist eine Klimaneutralität der Bauwerke in der Hälfte der angesetzten Lebensdauer erreichbar. Die Funktionsintegration bietet neben dem reinen Schallschutz das Potenzial den Flächenverbrauch zu reduzieren und mit der Bereitstellung des Energieertrags den Anwohnern einen zusätzlichen Mehrwert zu bieten.

Tabelle zur Klimaneutralität der Basiskonstruktionen
© Fraunhofer IBP
Klimaneutralität der Basiskonstruktionen und PV-Varianten.
© Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg
Lärmschutzwand mit PV-Modul-Varianten
© Fraunhofer IBP
Lärmschutzwand mit Varianten der Belegung mit PV-Modulen.