Asbjørn Krokstad
Ekvivalentnivået og andre lumske nivåer

Jeg må skrive ned noe om de problematiske nivåer med eksempler fra Gardermosaken, tiltross for at jeg er luta lei hel saka, som har kostet meg mye mere bekymring enn penger.

Dette er ikke et debattinnlegg, men en faktaanalyse tett opp til de jeg la frem for Lagretten og for Høyesterett. Vi var tre støysakyndige for saksøkerne; Lars Strand, Bo Engdahl og jeg, som leverte selvstendige utredninger, men som var koordinert og kommentert internt før de ble fremlagt.

Til Tingrettens behandlig hadde overing. Kåre Liasjø i AVINOR laget en støyhistorikk for de boliger ved Gardermoen som var valgt ut som forsøksobjekter ved klagesaken.

Nødvendigheten av historikken skyldes at erstatning ikke gis hvis støyøkningen var ventelig ved etablering av bolig, og det fordres i tillegg en betydelig økning av støybelastning ved en endring for at erstatning kan idømmes. Liasjøs beregninger var basert på ekvivalentnivået og dets utvikling fra 1945 til etter hovedflyplassen var vel i funksjon i 2002. Fra 1982 har ekvivalentbaserte parametre vært hovedbeskrivelse for flystøy i Norge. Liasjøs beregninger var således i overenstemmelse med etablert praksis i norske retningslinjer.

DELTA fra Danmark var blant de sakkyndige for AVINOR/Oslo Lufthavn i Tingretten. De refererer til en rapport utarbeidet av en spesialistgruppe inne EU:
European Commission: ”Position paper on dose response relationships between transportation noise and annoyanse” 20 february 2002, et dokument som også under Lagrettens behandling ble brukt for å underbygge brukbarheten av ekvivalentnivået som egnet for beskrivelse av støybelastning. Dokumentet var på det tidspunktet ikke alment kjent utenfor de miljøer som hadde deltatt aktivt i utarbeidelsen. Jeg fikk en kopi av Truls Gjestland.

Liasjøe beregninger viste at ved mange av de boliger hvor eiere klaget, hadde ekvivalentnivåene i perioder vært høyere før overgang til hovedflyplass i 1998.
Det ble derfor ganske få som fikk medhold i Tingretten. De fleste ble idømt betydelige saksomkostninger.

Men de fleste klaget. De mente at støyulempene var betydelig øket, og langt høyere enn det de på noe tidspunkt kunne vente.

Det var altså ikke samsvar mellom kart og terreng.

Selv om det var detaljer som kunne diskuteres, fant jeg ingen grunn til å trekke Liasjøs beregninger i tvil, og heller ikke beboernes beskrivelser. Min hypotese var derfor:

Ekvivalentnivået gir ikke et tilstrekkelig detaljert bilde av så omfattende endringer i støybildet som en hadde opplevd ved Gardermoen.

Hypotesen støttes av de analyser Gordon Flottorp og jeg, som støysakkyndige i Flystøykommisjonen, gjorde i samband med innføring av de retningslinjer som nå brukes. Og den underbygges i høyeste grad av det ovenfor nevnte ”Position paper –” fra EU-gruppen som i et avsnitt ”Applications and Limitations” sier at metodene for estimering av responser på støy ikke er anvendbart ved lokale klagetype situasjoner.

Det er forbausende at ikke de sakkyndige med vitenskapelig bakgrunn fant det rimelig å nevne dette allerede ved Tingrettens behandling. Det ble heller ikke trukket frem som et moment av betydning av saksøktes eksperter under
Lagrettens behandling.

La os derfor se litt nærmere på Det energiekvivalente nivå

Akustikere er vel vant med at vi ekvivalerer en variende støy med et nivå som er konstant over referansetiden. Når vi som utgangspunkt har foretatt en A-veining, oppnår vi således å beskrive en støysituasjon med ett enkelt tall, som kombinerer nivå og varighet.

Energi-ekvivalens innebærer at støynivået karateriseres ved p**2 , som har energi eller intensitetsdimensjon. Et mellomresultat er gjerne dose, som er integralet av p**2 over referansetiden. En rekke undersøkelser har vist at det er god korrelasjon mellom ekvivalentnivået og antallet i en større befolkningsgruppe som uttrykker at de er sjenert respektivt sterkt sjenert av støy. Ekvivalentnivået er et enkelt og effektivt hjelpemiddel for støyplanlegging.

Men en må være oppmerksom på begrensningene.

Relativ vektlegging av nivå (p**2) kontra varighet (T) kan skape problemer i lokale situasjoner. Relativ vektlegging av høye nivåer kontra lave fører til sterk begrenset dynamikkområde.

Følgende enkle eksempler ble presentert for Lagrett og Høyesterett:
Vi tenker os en situasjon med et antall bevegelse (avgang eller landing) med samme flytype og beskriver en enkelt bevegelse med maksimalnivået Lm og en effektiv varighet t, slik at dose fra en passering er p2.x t, hvor p er et konstant lydtrykk tilsvarende maksimalnivået.

Vi velger ett døgn som referansetid (86400 sek.). Hvis effektiv varighet av en passering er 8.6 sekunder, blir korreksjonsfaktoren for tid lik 1/10000, eller -40 dB.

Følgende situasjoner gir alle et ekvivalentnivå på 70 dB:

a) èn passering med maksimalt lydnivå 110 dB

b) 100 passeringer med maksimal lydniva 90 dB, altså ca 6 pr time over 16 timers dagtid

c) 1000 passeringer med maksimalt lydtrykknivå 80 dB, altså 60 pr time på dagtid

Neppe noen vil karakterisere disse tre situasjoner som likeverdige når det gjelder støyulemper. Personlig ville jeg valgt alternativ a), kraftig støy i 8.6 sekunder, og så ferdig med det. 110 dB er høyt støynivå, men ikke verre enn at folk i diskoteker utsetter seg for det i timesvis. Beboerne rundt Gardermoen prioriterte som meg.

Litt i andre del av skalaen.
Følgende alternativer gir alle et ekvivalentnivå på 20 dB:

a) èn passering med maksnivå 60 dB
b) 100 med 40 dB
c) 1000 med 30 dB

Her ligger alternativ c helt nede ved den praktiske høreterskel, så mange vil nok her mene at b) medfører vel så mange ulemper.

For saksøkerne minnet endringene ved Gardermoen mye om et skifte fra det øverste alternativ a) til alternativ c), mens beboere på Kløfte og Jessheim mer opplevde endringene som nederste alternativ a) til c).

Dette blir klarere når en også merker seg at det energiekvivalente nivå betoner de høye nivåer, undertrykker de lave. Kvadreringen virker ekspanderende, i motsetning til logaritmering som virker komprimerende.

Figuren viser at støybidrag som er mer enn 20 dB lavere enn det maksimale i praksis ikke bidrar til ekvivivalentnivået.

Ved flystøy innebærer dette at taksing ikke gir tellende bidrag, og at det er avgangsstøy fra de mest støyende fly som totalt dominerer ekvivalentnivåene.
Støyhistorikken viser at et par daglige avganger med de mest støyende jagerfly (med etterbrenner) eller med Caravelle på 60-tallet, Boeing 727 på 70- og 80-tallet ga så høye ekvivalentnivåer at det nesten ikke er mulig å nå opp til disse med de såkalt Kapittel 3 fly som ble introdusert mot slutten av 80-tallet og på 90-tallet.

Kapittel 3 fly som Boeing 757 ga støynivåer under avgang i størrelsesorden 20 dB lavere enn Kapittel 2 fly som DC9, over 20 dB laver enn en Caravelle.

Saksøkerne rundt rullebanene og flytraseer ved Gardemoen var altså ikke ansett som erstatningsberettiget fordi noen få avganger pr døgn med Caravelle eller Boeing 727 ga høyere ekvivalentnivåer enn 550 bevegelser, altså ca hvert annet minutt på dagtid, etter utbygging til hovedflyplass for Østlandsområdet, men da med nyere flytyper som ga maksimalnivåer i området 90 dBA utendørs ved de boliger som ble vurdert.

Alternative eller supplerende indikatorer

Etter å ha klargjort at ekvivalentnivået ikke gir en tilstrekkelig detaljert beskrivelse av støyforholdene for å kunne bedømme konsekvensene for støyulempene av så store endringer som Gardermoen har gjennomgått, er rimeligvis spørsmålet hva som kan erstatte eller supplere for i rimelig grad å kunne underbygge de subjektive utsagn.

Jeg fant det nødvendig å godta A-veiet nivå som utgangspunkt. Det er da i første rekke nivåvariasjonene grunnet separate flybevegelser og deres endring grunnet endret antall bevegelser som må beskrives bedre.

To indikatorer ble vurdert:
a) Modulasjonsspektret
b) Kumulativ nivåfordeling, som er det samme som en fullstendig Tid-Over (TO)
presentasjon

Modulasjonsspektret er den mest komplette beskrivelse, men er lite kjent og vanskelig å fortolke. Houtgast og Steeneken innførte modulasjons-overføringsfunksjonen(MTF) som en praktisk systembeskrivelse, og den er standardisert av IEC. Etter at Schrøder viste at MTF er Fourier-transformasjonen av den kvadrerte impulsrespons, er også modulasjonsspektret(MS) blitt endel brukt. Støyen kan betraktes som det kvadrerte lydtrykk med en langsomtvarierende
omhyllingskurve, og den Fouriertransformerte får et lavfrekvent spektrum (opp til ca 50 Hz).

Ekvivalentverdien blir DC-verdien i spektret. MT supplerer altså Leq med informasjon om hvor mye støyen varierer og også hvor hurtig den varierer, data som begge har betydning for opplevelsen.

Kumulativ fordeling eller TO kan i prinsipp gi full informasjon om støyens nivåvariasjoner, men ikke om hastighet i endringene. Det er en langt enklere indikator både å beregne og fortolke enn MS.

Jeg er beskyldt for å innføre en støyindikator hvor, i motsetning til for ekvivalentnivået, anvendbarheten ikke er gitt ved et tilstrekkelig underbygget vitenskapelig grunnlag.

For det første er det ikke jeg som har innført indikatoren. Den ble brukt i støyutredningene om Gardermoen som hovedflyplass. Og det foreligger et antall undersøkelser, blant annet av en av de andre sakkyndige; Bo Endahl, som viser korrelasjoner mellom subjektive responser og støymiljø beskrevet ved TO.
I hovedsak er underlaget det samme som for Leq. Det er nivå og varighet som inngår både i TO og Leq. Men med to viktige forskjeller; de er integrerte i ekvivalentnivået, men separate i TO.

Og nivåer i TO beskrives ved den kjente logaritmiske størrelsen (i dB).
Vi opererer altså med reelle støynivåer i TO, mens ekvivalentnivået er et syntetisk nivå som egentlig aldri oppleves.

Både Leq og TO beskriver støyforhold, og er verdifulle selv uten kriterier,
men TO gir en langt mer åpen beskrivelse. Mens Leq allerede har veiet høye nivåer mot lave, og varighet mot nivå, er det opp til kriteriene å foreta disse avveininger i TO.

Effekter av støy av ulike nivåer, som f.eks. maskering, er ikke bare vitenskapelig underbygget. Det er kunnskap som regnes som etablert, som inngår i standard lærebøker uten at det kreves nærmere kilderedegjørelser. I redegjørelsen til Lagretten beregnet jeg med et MatLAB-program støyhistorikk ved TO på tre ulike nivåer:55 dBA, 60 dBA og 65 dBA for de boliger hvor ekvivalentnivået hadde vært høyere før hovedflyplassen ble åpnet. Liasjøs trafikkdata ble brukt.

TO-kurvenene viser alle en stor økning etter 1998.Det er ikke forsøkt knyttet noen bestemte subjektive responser til dataene. De forteller bare ganske enkelt at varigheten at støy på nesten alle nivåer er øket. Til Høyesterett prenterte jeg som et eksempel en komplett kumulativ fordeling for en bolig.

For alle nivåer opp til 94 dB er nivåene etter at Gardermoen var blitt hovedflyplass
overskredet i lengre tid enn før, opp til dobbel så lang tid. Ved 94 dB krysser kurvene. Nivåene før var høyere. Men da er eksponeringen falt ned til mindre enn 0.1% av døgnets totale tid, altså under 86 sekunder, 1.44 min, pr. døgn.
Men en ser at denne kortvarige overskridelse er tilstrekkelig til å sørge for at Leq
har avtatt med 10 dB fra 1970 til 2001.

Jeg tror de fleste vil være enige med meg om at de to kurver gir en langt bedre beskrivelse av endringene i støyforholdene enn de to ekvivalentnivåer, og underbygger beboernes påstand om at forholdene er forværret.

For å gi en forståelse av betydningen av de ulike støynivåer, ble det gitt eksempel på en typisk kumulativ sansynlighet for interferens fra støyen med auditive signaler som ordinær samtale, og lytting på radio med overføring av tale og musikk. Eugen Landeide bygget på 60-tallet en digital måleutrustning for kumulative nivåfordelinger, og til hans dr.-grad det ble målt på en rekke signaltyper.

Nivåene viste seg i forbausende grad å være normalfordelte, slik at kumulativ sansynlighet for interferens følger en typisk statistisk S-kurve. Interferensrisikoen øker sterkt ved støynivåer i området 55-70 dB. Ved nivåer over 80 dB er interferensen så høy at det ikke spiller noen vesentlig rolle om støyen øker ytterlig.

Leq kan gi en god beskrivelse av den totale støybelastning i et område selv om den er uegnet for å beskrive lokale miljøer.

I en planleggingssituasjon vil nivå ha dobbel innflytelse. Øket nivå øker ”besmittet” areal, og derved antallet som belastes, samtidig som at graden av ulemper øker for de som allerede er utsatt. Øket varighet øker selvsagt bare belastningen for de som allerede er utsatt.

Etterskrift

Denne redegjørelse dekker i hovedsak mine rapporter til Lagretten og til Høyesterett. Det meste ble også presentert på NAS-møtet i Kristiansand.
De har vært sett nøye gjennom av Lars Strand og Bo Engdahl.

Ut fra dommene både i Lagrett og Høyesterett er det indikasjoner på at de fant mine analyser både forståelig og godt nok underbygget. Jeg burde derfor vært rimelig godt fornøyd. Men dette kommer totalt i skyggen av alle de ubehageligheter denne rettsaken har utløst mot min person. Før rettsaken startet ble retten gjort skriftlig oppmerksom på at jeg ikke hadde kompetanse på støy.
Etter at dommen i Høyesterett var falt, ble jeg beskyldt for ikke å sende regning for arbeidet i tide for eventuelt å tjene på en gunstig dom. Sannheten var selvsagt at jeg i min naivitet hadde unnlatt å avtale faktureringsprosedyrene, og at jeg satt i Trondheim fullstendig uvitende om at faktura skulle vært sendt. Så kommer anklagelsene om at jeg ikke engang har vitenskapelig kompetanse eller redelighet ved å trekke slike begreper som TO og kumulativ fordeling ut av hatten.

Dette gikk da til alle medlemmer av NAS. På toppen blir jeg beskyldt for å trakassere Kåre Liasjø i hans fravær i mitt fordrag i Kristiansand. Jeg brukte riktignok AVINORs sentrale akustiker som den som i akustisk henseende representerte AVINOR/OSL , og ettersom vi har vært venner i 30 år, og fortsatt er det, bruker vi fornavn. Jeg går ut fra at de fleste registrerte at jeg både muntlig og skriftlig har gitt Kåre full honnør for hans arbeide med saken, og har gitt selve indikatoren all skyld hvor vi har kommet til avvikende konklusjoner.

Jeg nevnte også Anders Buen. Vi har en disputt gående om A-veiete nivåer. Han synes konsulentene har data nok å streve med. Det er selvsagt en diskusjon mellom gode venner. Jeg har på flere NAS-møter tatt til orde for at vi bringer frem mer informasjon om det lydmiljø vi studerer. Vi forenklet på 70- og 80-tallet både ut fra målebegrensninger og regnekapasitet. Vi har ikke slike begrensninger lenger.

La oss nå gjøre et kvantesprang med vår egen industri i førersetet.

.