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Analyse stadt- und verkehrsplanerischer Einflüsse auf die Gesundheit. Eine vergleichende Untersuchung in Deutschland und Vietnam

Menges, Karin (2023)
Analyse stadt- und verkehrsplanerischer Einflüsse auf die Gesundheit. Eine vergleichende Untersuchung in Deutschland und Vietnam.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023051
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die Zahl der Menschen, die in Städten leben, steigt weltweit kontinuierlich. Auch in Deutschland und Vietnam werden die Städte durch die Urbanisierung maßgeblich verändert. Neben vielen Vorteilen, wie beispielsweise guten Arbeitsbedingungen oder einem leichten Zugang zu kulturellen Angeboten, bringt die Verstädterung auch negative Aspekte mit sich, wie z. B. Auswirkungen auf die Luftqualität und damit verbundene erhöhte Gesundheitsrisiken. Zu den Hauptverursachern von Luftschadstoffen zählt der Verkehr. Hohe lokale Luftverschmutzungskonzentrationen werden u. a. durch konventionelle Antriebstechnologien, Brems- und Beschleunigungsvorgänge sowie Aufwirbelungen verursacht und durch begrenzten Luftaustausch aufgrund ungeeigneter Gebäudestrukturen häufig begünstigt. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass sich gesundheitliche Beeinträchtigungen sowie vorzeitige Todesfälle als Folge von Luftverschmutzung zunehmend als globale Herausforderung erweisen. Somit wird deutlich, dass ein dringender Handlungsbedarf zur Verbesserung der Luftqualität besteht. Die Fachdisziplinen Stadt und Verkehr können durch geeignete Maßnahmen einen Beitrag leisten, die Luftschadstoffexposition der Stadtbewohner sowie Verkehrsteilnehmer zu mindern und somit die gesundheitlichen Auswirkungen aufgrund schlechter Luftqualität zu reduzieren. Ziel dieser Arbeit ist es, mit Erkenntnissen aus einer Literaturrecherche, aus Expertenworkshops sowie aus mobilen und stationären Messungen in Deutschland und Vietnam die Auswirkungen städtebaulicher und verkehrlicher Einflussfaktoren auf die Luftschadstoffbelastung zu analysieren, um anschließend Handlungsempfehlungen für eine gesundheitsorientierte Stadtentwicklung zu formulieren. Hierfür werden Wirkungszusammenhänge zwischen den Fachdisziplinen Stadt, Verkehr und Gesundheit analysiert und strukturiert zusammengestellt. Nach Auswahl relevanter Einflussfaktoren aus den Bereichen Stadt und Verkehr, welche die Belastung durch Luftschadstoffe maßgeblich beeinflussen können, werden diese im Rahmen von mobilen und stationären Luftschadstoffmessungen von ultrafeinen Partikeln (UFP), gröberen Partikeln (PM2,5 und PM10) sowie Stickoxiden (NOX) in Frankfurt am Main (Deutschland) und Ho Chi Minh City (Vietnam) näher analysiert. Die wesentliche Erkenntnis der mobilen Messungen ist, dass sich Einflussfaktoren der Verkehrs-nachfrage auf die Luftschadstoffbelastung der Verkehrsteilnehmer auswirken. Es wurde nachgewiesen, dass die persönliche Luftschadstoffbelastung in Abhängigkeit des genutzten Verkehrsmittels variiert. Zudem zeigt sich, dass auch die Routenwahl einen Einfluss auf die Exposition von Verkehrsteilnehmern gegenüber Luftschadstoffen hat. Eine weitere wichtige Erkenntnis ergibt sich aus der Analyse der Belastungen im Fuß- und Radverkehr, die auf Messungen entlang der Hauptstrecke und entlang der Nebenstrecke des motorisierten Individualverkehrs basiert. Es zeigt sich, dass Fußgänger und Radfahrer, die hauptsächlich entlang der Nebenstrecke für Kfz unterwegs sind, wesentlich geringeren Luftschadstoffbelastungen durch ultrafeine Partikel ausgesetzt sind, verglichen zur Nutzung der Hauptstrecke für Kfz. Ein weiterer Einflussfaktor auf die Luftschadstoffbelastung der Verkehrsteilnehmer ist die Position während Wartevorgängen. So können Radfahrer vor allem entlang von Hauptverkehrsstraßen durch die Aufstellposition während Wartevorgängen an Lichtsignalanlagen ihre Exposition gegenüber Luftschadstoffen beeinflussen. Die Analysen zeigen, dass auch Nutzer des ÖPNV durch die Wahl von Haltestellen entlang von Haupt- bzw. Nebenstraßen und ober- bzw. unterirdischen Haltestellen ihre persönliche Luftschadstoffbelastung während des Wartens beeinflussen können. Durch die stationären Messungen wurde der Einfluss der Randbebauung und der Straßenraumbreite auf die Belastung durch Luftschadstoffe nachgewiesen. Vor allem bei der Betrachtung von UFP wird deutlich, dass eine offene Randbebauung zu einem konstanteren und durchschnittlich niedrigerem Belastungsniveau durch Luftschadstoffe beiträgt, verglichen mit einer geschlossenen Bauweise. Zudem wird deutlich, dass die Straßenquerschnitte mit einer geringeren Straßenraumbreite im Vergleich zu den Querschnitten mit einer größeren Straßenraumbreite höhere Belastungs-werte mit einer größeren Streuung aufweisen. Insgesamt konnten auf Grundlage der Erkenntnisse aus der Literaturrecherche, den Expertenworkshops und den Messungen 20 Kernaussagen abgeleitet werden, welche die Grundlage zur Erarbeitung der gesundheitsorientierten und akteursbezogenen Handlungsempfehlungen darstellen. Die wesentlichen, aus den Erkenntnissen der Messungen resultierenden Kernaussagen sind:

• Radfahrer und Fußgänger sind im Stadtverkehr stärker Luftschadstoffbelastungen ausgesetzt als Nutzer des motorisierten Individualverkehrs.

• Insbesondere Radfahrer und Fußgänger können ihre persönliche Exposition gegenüber Luftschadstoffen durch die Routenwahl beeinflussen.

• Warten Radfahrer an Lichtsignalanlagen vor dem motorisierten Verkehr, sind sie geringeren Luftschadstoffbelastungen ausgesetzt im Vergleich zu Radfahrern, die in der Mitte oder am Ende der Warteschlange des motorisierten Individualverkehrs warten.

• Bei der Nutzung des Pkw hat die Lüftungsanlage einen Einfluss auf die Luftschadstoffbelastung im Fahrzeuginnenraum.

• Der Linienverlauf des ÖPNV kann die Luftschadstoffbelastung im Fahrzeuginnenraum beeinflussen.

• Die Lage der Haltestellen des ÖPNV beeinflusst die Luftschadstoffbelastung von Nutzern während Wartevorgängen.

• Verkehrsteilnehmer können ihre persönliche Exposition gegenüber Luftschadstoffen durch die Zeitwahl beeinflussen, da die Luftschadstoffbelastung außerhalb von Spitzenstunden aufgrund von geringeren Belastungen im motorisierten Individualverkehr geringer ist als die Belastung während der Spitzenstunden.

• Der Einfluss städtebaulicher Strukturen auf die Belüftungssituation sollte in der Planung berücksichtigt werden, um die Luftschadstoffbelastung in Städten zu reduzieren.

• Die Luftschadstoffbelastung von Bewohnern und Verkehrsteilnehmern wird durch eine optimierte Straßenraumgestaltung positiv beeinflusst.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2023
Autor(en): Menges, Karin
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Analyse stadt- und verkehrsplanerischer Einflüsse auf die Gesundheit. Eine vergleichende Untersuchung in Deutschland und Vietnam
Sprache: Deutsch
Referenten: Boltze, Prof. Dr. Manfred ; Linke, Prof. Dr. Hans-Joachim
Publikationsjahr: 2023
Ort: Darmstadt
Reihe: Schriftenreihe der Institute für Verkehr
Band einer Reihe: Heft V 50
Kollation: 313 Seiten in verschiedenen Zählungen
Datum der mündlichen Prüfung: 21 Dezember 2022
DOI: 10.26083/tuprints-00023051
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23051
Kurzbeschreibung (Abstract):

Die Zahl der Menschen, die in Städten leben, steigt weltweit kontinuierlich. Auch in Deutschland und Vietnam werden die Städte durch die Urbanisierung maßgeblich verändert. Neben vielen Vorteilen, wie beispielsweise guten Arbeitsbedingungen oder einem leichten Zugang zu kulturellen Angeboten, bringt die Verstädterung auch negative Aspekte mit sich, wie z. B. Auswirkungen auf die Luftqualität und damit verbundene erhöhte Gesundheitsrisiken. Zu den Hauptverursachern von Luftschadstoffen zählt der Verkehr. Hohe lokale Luftverschmutzungskonzentrationen werden u. a. durch konventionelle Antriebstechnologien, Brems- und Beschleunigungsvorgänge sowie Aufwirbelungen verursacht und durch begrenzten Luftaustausch aufgrund ungeeigneter Gebäudestrukturen häufig begünstigt. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass sich gesundheitliche Beeinträchtigungen sowie vorzeitige Todesfälle als Folge von Luftverschmutzung zunehmend als globale Herausforderung erweisen. Somit wird deutlich, dass ein dringender Handlungsbedarf zur Verbesserung der Luftqualität besteht. Die Fachdisziplinen Stadt und Verkehr können durch geeignete Maßnahmen einen Beitrag leisten, die Luftschadstoffexposition der Stadtbewohner sowie Verkehrsteilnehmer zu mindern und somit die gesundheitlichen Auswirkungen aufgrund schlechter Luftqualität zu reduzieren. Ziel dieser Arbeit ist es, mit Erkenntnissen aus einer Literaturrecherche, aus Expertenworkshops sowie aus mobilen und stationären Messungen in Deutschland und Vietnam die Auswirkungen städtebaulicher und verkehrlicher Einflussfaktoren auf die Luftschadstoffbelastung zu analysieren, um anschließend Handlungsempfehlungen für eine gesundheitsorientierte Stadtentwicklung zu formulieren. Hierfür werden Wirkungszusammenhänge zwischen den Fachdisziplinen Stadt, Verkehr und Gesundheit analysiert und strukturiert zusammengestellt. Nach Auswahl relevanter Einflussfaktoren aus den Bereichen Stadt und Verkehr, welche die Belastung durch Luftschadstoffe maßgeblich beeinflussen können, werden diese im Rahmen von mobilen und stationären Luftschadstoffmessungen von ultrafeinen Partikeln (UFP), gröberen Partikeln (PM2,5 und PM10) sowie Stickoxiden (NOX) in Frankfurt am Main (Deutschland) und Ho Chi Minh City (Vietnam) näher analysiert. Die wesentliche Erkenntnis der mobilen Messungen ist, dass sich Einflussfaktoren der Verkehrs-nachfrage auf die Luftschadstoffbelastung der Verkehrsteilnehmer auswirken. Es wurde nachgewiesen, dass die persönliche Luftschadstoffbelastung in Abhängigkeit des genutzten Verkehrsmittels variiert. Zudem zeigt sich, dass auch die Routenwahl einen Einfluss auf die Exposition von Verkehrsteilnehmern gegenüber Luftschadstoffen hat. Eine weitere wichtige Erkenntnis ergibt sich aus der Analyse der Belastungen im Fuß- und Radverkehr, die auf Messungen entlang der Hauptstrecke und entlang der Nebenstrecke des motorisierten Individualverkehrs basiert. Es zeigt sich, dass Fußgänger und Radfahrer, die hauptsächlich entlang der Nebenstrecke für Kfz unterwegs sind, wesentlich geringeren Luftschadstoffbelastungen durch ultrafeine Partikel ausgesetzt sind, verglichen zur Nutzung der Hauptstrecke für Kfz. Ein weiterer Einflussfaktor auf die Luftschadstoffbelastung der Verkehrsteilnehmer ist die Position während Wartevorgängen. So können Radfahrer vor allem entlang von Hauptverkehrsstraßen durch die Aufstellposition während Wartevorgängen an Lichtsignalanlagen ihre Exposition gegenüber Luftschadstoffen beeinflussen. Die Analysen zeigen, dass auch Nutzer des ÖPNV durch die Wahl von Haltestellen entlang von Haupt- bzw. Nebenstraßen und ober- bzw. unterirdischen Haltestellen ihre persönliche Luftschadstoffbelastung während des Wartens beeinflussen können. Durch die stationären Messungen wurde der Einfluss der Randbebauung und der Straßenraumbreite auf die Belastung durch Luftschadstoffe nachgewiesen. Vor allem bei der Betrachtung von UFP wird deutlich, dass eine offene Randbebauung zu einem konstanteren und durchschnittlich niedrigerem Belastungsniveau durch Luftschadstoffe beiträgt, verglichen mit einer geschlossenen Bauweise. Zudem wird deutlich, dass die Straßenquerschnitte mit einer geringeren Straßenraumbreite im Vergleich zu den Querschnitten mit einer größeren Straßenraumbreite höhere Belastungs-werte mit einer größeren Streuung aufweisen. Insgesamt konnten auf Grundlage der Erkenntnisse aus der Literaturrecherche, den Expertenworkshops und den Messungen 20 Kernaussagen abgeleitet werden, welche die Grundlage zur Erarbeitung der gesundheitsorientierten und akteursbezogenen Handlungsempfehlungen darstellen. Die wesentlichen, aus den Erkenntnissen der Messungen resultierenden Kernaussagen sind:

• Radfahrer und Fußgänger sind im Stadtverkehr stärker Luftschadstoffbelastungen ausgesetzt als Nutzer des motorisierten Individualverkehrs.

• Insbesondere Radfahrer und Fußgänger können ihre persönliche Exposition gegenüber Luftschadstoffen durch die Routenwahl beeinflussen.

• Warten Radfahrer an Lichtsignalanlagen vor dem motorisierten Verkehr, sind sie geringeren Luftschadstoffbelastungen ausgesetzt im Vergleich zu Radfahrern, die in der Mitte oder am Ende der Warteschlange des motorisierten Individualverkehrs warten.

• Bei der Nutzung des Pkw hat die Lüftungsanlage einen Einfluss auf die Luftschadstoffbelastung im Fahrzeuginnenraum.

• Der Linienverlauf des ÖPNV kann die Luftschadstoffbelastung im Fahrzeuginnenraum beeinflussen.

• Die Lage der Haltestellen des ÖPNV beeinflusst die Luftschadstoffbelastung von Nutzern während Wartevorgängen.

• Verkehrsteilnehmer können ihre persönliche Exposition gegenüber Luftschadstoffen durch die Zeitwahl beeinflussen, da die Luftschadstoffbelastung außerhalb von Spitzenstunden aufgrund von geringeren Belastungen im motorisierten Individualverkehr geringer ist als die Belastung während der Spitzenstunden.

• Der Einfluss städtebaulicher Strukturen auf die Belüftungssituation sollte in der Planung berücksichtigt werden, um die Luftschadstoffbelastung in Städten zu reduzieren.

• Die Luftschadstoffbelastung von Bewohnern und Verkehrsteilnehmern wird durch eine optimierte Straßenraumgestaltung positiv beeinflusst.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Worldwide the number of people living in cities is constantly increasing. Cities in Germany as well as in Vietnam changed significantly due to urbanisation. In addition to many advantages, such as good working conditions or easy access to cultural offerings, urbanisation also has negative aspects, such on the reduction of air quality and associated increased health risks. One of the main sources of air pollutants is traffic. High local air pollution concentrations are caused, among other things, by conventional drive technologies, braking and acceleration processes as well as recirculation and are often enhanced by limited air exchange due to unsuitable building structures. Scientific studies show that health impairments and premature deaths as a result of air pollution are increasingly proving to be a global challenge. Thus, it becomes clear that there is an urgent need for action to improve air quality. The urban and transport disciplines can contribute to minimise the exposure of urban residents as well as road users to air pollutants through appropriate measures and thus reduce the health impacts due to poor air quality. The aim of this work is to use findings from a literature review, expert workshops, and mobile and stationary measurements in Germany and Vietnam to analyse the effects of urban planning and traffic-related factors on air pollution levels in order to subsequently formulate recommendations for health-oriented urban development. For this purpose, interdependencies between the disciplines of urban planning, transport planning and traffic engineering as well as health are analysed and compiled in a structured way. After selecting relevant influencing factors from the fields of urban planning and transport planning, which significantly influence exposure to air pollutants, these are analysed in more detail in the context of mobile and stationary air pollutant measurements of ultrafine particles (UFP), coarser particles (PM2.5 and PM10) and nitrogen oxide (NOX) in Frankfurt am Main (Germany) and Ho Chi Minh City (Vietnam). The main finding of the mobile measurements is that factors influencing traffic demand are having an impact on the air pollution exposure of road users. It has been proven that air pollutant exposure varies depending on the mode of transport used. In addition, it was found that the choice of route has an influence on the exposure of road users to air pollutants. Another important finding emerges from the analyses of exposures to pedestrian and bicycle traffic, which is based on measurements along the main route and along the secondary route of motorized individual traffic. It is shown that pedes-trians and cyclists, who mainly travel along the secondary route for motor vehicles, are exposed to significantly lower air pollutant loads of UFP compared to the use of the main route for motor vehi-cles. Another factor influencing the air pollutant exposure of road users is their position during waiting processes. Especially along major roads, cyclists can influence their exposure to air pollutants by their choosing their position while waiting at traffic lights. The analyses show that public transport users can influence their personal exposure to air pollutants during waiting procedures by choosing stops along major or minor roads and above- or below-ground stations. The influence of the roadside structure and the width of the road space on the exposure to air pollutants was determined by the stationary measurements. Especially when considering UFP, it be-comes clear that an open roadside structure contributes to a more constant and on average lower level of exposure to air pollutants compared to a closed building development. In addition, it becomes clear that road cross-sections with a smaller road space width show higher pollution values with a larger dispersion compared to cross-sections with a larger road space width. Based on the findings from the literature research, the expert workshops and the measurements, a total of 20 core statements were derived, which form the basis for the development of the health-oriented and stakeholder-related recommendations. The main statements resulting from the findings of the of measurements are:

• Cyclists and pedestrians have a higher exposure to air pollutants in urban traffic than users of individual motorised transport.

• Cyclists and pedestrians can influence their personal exposure to air pollutants by route choices.

• Cyclists waiting at traffic lights in front of motorised traffic are exposed to lower levels of air pollu-tion compared to cyclists waiting in the middle or at the end of the motorised traffic queue.

• When using a passenger car, the ventilation system has an impact on the air pollution level in-side the vehicle.

• The public transport route can affect the air pollution level inside the vehicle.

• The location of public transport stops affects the air pollution level of users during waiting times.

• Road users can influence their personal exposure to air pollutants by time choice, because the air pollutant level during off-peak hours is lower than the air pollutant level during peak hours due to less motorised traffic.

• The influence of urban structures on the ventilation situation should be considered during plan-ning process in order to reduce air pollution in cities.

• The air pollution level of residents and road users is positively influenced by an optimised street environment design.

Englisch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-230518
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Verbund Institute für Verkehr
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Verbund Institute für Verkehr > Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik
TU-Projekte: DLR|01DP19005|SHOTUP
Hinterlegungsdatum: 15 Mär 2023 13:06
Letzte Änderung: 16 Mär 2023 07:42
PPN:
Referenten: Boltze, Prof. Dr. Manfred ; Linke, Prof. Dr. Hans-Joachim
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 21 Dezember 2022
Export:
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