Innholdx

Støysvake bildekk

Støysvake bildekk er i utgangspunktet et godt tiltak, fordi støyen angripes ved kilden. En utfordring er imidlertid knyttet til hvilke dekk som faktisk er støysvake på norske veidekker, og hvordan bileiere kan få informasjon om dekkets støyegenskaper på norske veidekker. EU innførte nylig en merkeordning for bildekks støyegenskaper, sammen med rullemotstand og våtgrep.

1. Problem og formål

Trafikken i større gater og veier i byer og tettbygde strøk gir ofte så mye støy at skjerming og/eller trafikktiltak ikke er tilstrekkelig for å redusere støynivået utendørs til akseptable verdier. I bygater vil det som regel ikke være aktuelt med støyskjermer. En støyskjerm vil heller ikke gi støyreduksjon i høyden. Tiltak rettet mot kilden, dvs. kjøretøyenes drivverk og dekk, samt veidekker er derfor også nødvendig.

Støysvake bildekk er et tiltak som i utgangspunktet skulle kunne bidra til å redusere støynivået. Imidlertid er støynivået til et bildekk (ofte kalt «rullestøy»), sterkt avhengig av et veidekkes støyegenskaper. Det er vesentlige forskjeller mellom dekk/veibanestøy på et nylagt veidekke og et eldre veidekke med grov tekstur (som oftest skyldes piggdekkslitasje).

Fra 1. november 2012 innførte EU en merkeordning for bildekk, som omfattet støyegenskaper (med dB verdi, og symbol for 3 «støyklasser»), rullemotstand og våtgrep, se figur 1. Støynivået gitt ved typegodkjenningsverdi, målt på et ISO-dekke etter ECE Reg.117. Dette ISO-dekket er i prinsippet et støysvakt, tett asfaltbetongdekke med maksimal steinstørrelse på 8 mm. Utfordringen for norske forhold og bruk av støysvake bildekk, er om disse støymålingene på ISO-dekket også gir representative støynivåer på norske veidekker.


Figur 1: EU's merkeordning for bildekk

Figur 1: EU’s merkeordning for bildekk

 

2. Beskrivelse av tiltaket

Generelt om støysvake bildekk

Et støysvakt bildekk kan generelt defineres som et dekk som har et lavere støynivå enn gjennomsnittet av bildekk, uavhengig av hvilket veidekke det anvendes på. Som vist innledningsvis, vil selve støynivået i stor grad avhenge av tilstanden til veidekket. Målinger har vist at det finnes dekk som har et lavt støynivå stort sett uavhengig av hvilket veidekke det anvendes på. (Berge m fl 2009; Berge og Haukland 2011; Berge 2012a). Eksempel på et slikt bildekk er: Dayton D110, Yokohama AVS dB550 og Michelin Primacy LC (dette dekket er kun for det asiatiske marked).

Generelt avhenger støynivået av dekkbredden dvs. at smale dekk er mer stillegående enn brede dekk og lavprofildekk. Avhengigheten kan variere med veidekket, men rundt 0.5 dB økning pr 10 mm økning av dekkbredde kan anvendes som en generell sammenheng i hvert fall opp til relativ brede dekk (>245 mm) (Sandberg og Ejsmont 2002, Berge 2012b). Slike brede dekk anvendes gjerne på sportsbiler. Produsentene av slike biler kan påvirke utviklingen av brede dekk, slik at disse ikke støyer for mye (bilprodusentene ønsker et større spillerom for sportslig motorstøy).

Dekkstøyen er generelt ikke spesielt avhengig av mønstertype, når man sammenligner mønster innenfor en kategori dekk, som f.eks. sommerdekk for personbiler. Imidlertid finnes det eksempler på at et V-type mønster kan gi lavere støynivå (eksempelvis Goodyear Eagle F1), enn de med tradisjonelle seipinger og kanaler på langs av mønsteret. Mønsterdybde kan ha betydning for støynivået, men det er ikke entydige resultater som indikerer at dekk med liten mønsterdybde nødvendigvis gir lavere eller høyere støy.

Støynivået avhenger av hardhet til gummiblandingen. Myke vinterdekk støyer mindre enn relativt harde sommerdekk. Over tid eldes et bildekk, slik at gummien blir hardere. Dette øker støynivået.

Det er ingen generell sammenheng mellom støynivå og dekktrykk. Imidlertid vil et for lavt dekktrykk øke kontaktflaten mellom dekket og veidekket og på den måten gi mulighet for økt støynivå, samtidig som rullemotstanden øker.

Målinger på norske veier (Berge 2012a) har vist en forskjell på ca. 4 dB dersom et støysvakt bildekk anvendes på et støysvakt veidekke, i forhold til et grovt, mer støyende veidekke (se også figur 3).

Bildekk og forskrifter

På nye biler er fabrikat og type av bildekk i hovedsak valgt av produsenten av bilen, som såkalte OE-dekk («Original Equipment»). Dette gjelder bare for sommerdekk. I visse tilfeller kan også importøren utstyre bilen med andre dekk, for eksempel etter ønske fra kunden. Valg av vinterdekk gjøres enten spesifikt av kunden ved bestilling av bilen, eller det velges av forhandler/importør.

OE-dekk til nye biler i Norge skal tilfredsstille støykrav til bildekk, gitt etter forordning (EF) nr. 661/2009. Støykravene i denne forordningen ble gjort gjeldende fra 1.11.2012 for dekk i kategori C1 (personbildekk) og C2 (varebiler/mindre lastebiler), mens nye støykrav for C3 (tyngre kjøretøy) først blir gjort gjeldende fra 1.11.2016. For disse dekkene gjelder fremdeles støykrav gitt i EU-direktivet 2001/43/EF. Målemetoden ved typegodkjenning er beskrevet i ECE Reg.117.

Selve merkeordningen for bildekk er gitt i forordning (EF) nr. 1222/2009.

I tillegg til å tilfredsstille gitte støykrav i ovennevnte forordning, vil også OE-dekk ha betydning for støynivå ved typegodkjenning av selve motorkjøretøyet. Biler skal pr. dato tilfredsstille støykrav gitt i ECE Reg.51 eller direktiv 70/157/EØF med senere endringer. Både ECE-regulativet og EU-direktivet er for tiden under revisjon og en helt ny målemetode er foreslått tatt med i endringen. Denne nye målemetoden innebærer at bildekkets støyegenskaper kan gi et vesentlig bidrag til totalstøyen fra kjøretøyet ved typegodkjenningstesten (gjelder for biler med lav motorstøy). For mange bildekk, som skal leveres som OE-dekk, vil dette i realiteten innebære et strengere støykrav enn gitt i dekkstøyforordningen. Forskjellen vil være at det nå er bilprodusenten som setter kravet til dekkprodusenten, slik at de kan ha marginer for støyen knyttet til drivverk, når bilen skal typegodkjennes mht. støy.

Det er viktig å merke seg at regummierte bildekk og vinterdekk tillates 1-2 dB høyere nivå, mens piggdekk ikke omfattes av støykrav eller av merkeordningen.

Støysvake bildekk

Støykravet for personbildekk (C1) gitt i forordning (EF) nr. 661/2009 avhenger av dekkbredde og går fra 70 dB(A) for dekkbredde mellom 145 og opp til 185 mm, og 74 dB(A) for dekk over 275 mm. Merkeordningen er delt i 3 «klasser» (dvs. lydbølgesymbolet som brukes ved siden av angitt dB-verdi, se figur 1).

1 «lydbølge» angir en støyverdi som ligger 3 dB(A) under støykravet, 2 «lydbølger» angir en støyverdi 1-2 dB(A) under kravet, mens 3 «lydbølger» angir en støyverdi lik gjeldende støykrav.

I utgangspunktet burde en da kunne angi at alle dekk med 1 «lydbølge», dvs. 3 dB(A) under kravnivået som et «støysvakt bildekk». En slik definisjon finnes imidlertid ikke, og det forutsetter også at de dekkene med lavest støynivå ved merkeordningen også er de stilleste på de faktiske veidekkene de brukes på.

Det er grunn til å anta at støynivået angitt av dekkfabrikanten for et spesifikt dekk baseres på en viss spredning i produksjonen, og det kan også gjelde for flere dekkdimensjoner. Et spesifikt valgt dekk, enten som OE-dekk eller ettermarkedsdekk kan dermed ha et støynivå som kan avvike fra merkeverdien gitt av produsenten. Dekket skal likevel tilfredsstille maksimalt tillatt støynivå for den aktuelle kategori dekk. Foreløpige tilgjengelige støydata for dekk på det norske markedet, og basert på merkeordningen viser en variasjon i støynivå fra 67 til 74 dB(A), dvs. en forskjell på 7 dB (Oddeshede 2012, Kragh 2013).

Dekk for tunge kjøretøy har ikke hatt samme fokus som personbildekk, når det gjelder støyegenskaper. Det skyldes først og fremst at for tyngre kjøretøy bidrar dekkstøyen først ved hastigheter fra 50-60 km/t og oppover. I bytrafikk har dermed ikke dekkstøy knyttet til tunge kjøretøy vært vurdert som et problem. Dette kan endre seg, spesielt dersom man reduserer støy fra andre kilder som motor, eksos, girboks, etc. Det er gjennomført målinger av dekk på tunge kjøretøy som har vist forskjeller på opptil 8 dB; en klar indikasjon på at det er et potensiale for bruk av mer støysvake dekk også for tunge kjøretøy (Berge 2012b).

Internasjonal utvikling av støysvake bildekk

Ut over den utvikling som skjer som følge av skjerpede støykrav til bildekk, sammen med krav fra bilprodusenter til OE-dekk, er det først og fremst en tydelig trend med å utvikle spesialdekk for elbiler og til en viss grad også for hybridbiler.

Kjørelengde for elbiler som i hovedsak er beregnet for bytrafikk, er i stor grad knyttet til batterikapasitet. Denne igjen påvirkes bl.a. av rullemotstanden, i første rekke gjennom kontakten mellom bildekket og veidekket. Det er derfor i ferd med å komme spesialdekk for elbiler fra de største dekkprodusentene. Et eksempel på et slikt dekk er Conti.eContact, se figur 2. Det spesielle med dette dekket er at det har en relativ stor diameter (18″ eller 20″), og 195 mm dekkbredde. Andre eksempler er Michelin Energy E-V og Hankook Kinergy Eco EV, med dimensjon 155/70 R19. Felles for disse dekkene er at de er optimalisert mht. rullemotstand. Samtidig har de et potensiale for å være støysvake, i og med at de skal anvendes på biler med begrenset toppfart, gjerne i området 130-150 km/t. En slik maksimal hastighet medfører økte muligheter for støysvak design hos dekkprodusenten.

Figur 2: Conti.eContact bildekk for elbiler

Figur 2: Conti.eContact bildekk for elbiler

Som nevnt i kap.1, så gjøres typegodkjenningen mht. støy fra et bildekk på et ISO-dekke. Siden dette ikke gir representative støynivå og rangering i forhold til vanlige brukte veidekker (bl.a. vist gjennom undersøkelser i Norge, Sverige, Finland og i Storbritannia, Berge 2012(2)), så kan det være aktuelt med å bruke et mer representativt veidekke ved typegodkjenning. Det må imidlertid et omfattende standardiseringsarbeid til og felles politiske beslutning om dette i sentrale organer som EU og ECE.

Muligheter for norske forhold

Det er gjennomført målinger av bildekks støyegenskaper på nordiske veidekker i prosjektet NordTyre. Undersøkelsen omfattet 31 personbildekk; sommerdekk, vinterdekk (uten pigg) og helårsdekk («All-season») (Berge 2012a).

Resultatene fra de norske veidekkene (10 stk. av type Ska og Ab, med maksimal steinstørrelse fra 6 til 16 mm), viser en spredning i støynivå på ca. 4 dB, uavhengig av veidekketype, se figur 3. Generelt er den støymessige rangeringen mellom de ulike bildekkene også noenlunde lik, selv om den endres noe mellom Ska-dekker (SMA) og Ab-dekker (DAC). Dette tilsier at de mest støysvake bildekkene i overveidende grad vil være de mest støysvake, uavhengig av veidekke. Resultatene viser også at gjennomsnittlig støynivå for alle bildekkene varierte med ca. 4 dB over de valgte veidekkene. Det gir et potensiale for ca. 8 dB støyreduksjon ved en kombinasjon av et støysvakt bildekk og et «standard» tett dekke med 6 mm maksimal steinstørrelse.

Figur 3: Støymålinger (CPX) av 31 personbildekk på 10 norske veidekker. Veidekkene med størst maksimal steinstørrelse til venstre.

Figur 3: Støymålinger (CPX) av 31 personbildekk på 10 norske veidekker. Veidekkene med størst maksimal steinstørrelse til venstre.

Det er imidlertid viktig å se disse resultatene i sammenheng med målinger av de samme bildekkene på et ISO-dekke, dvs. det veidekket som brukes ved typegodkjenning og ved merkeordningen. Her ser man en relativ dårlig korrelasjon mellom støynivå på de mest vanlige, norske veidekkene og nivå på ISO-dekket. Det indikerer at et dekk med lav dB-verdi i henhold til EU’s merkeordning ikke nødvendigvis er et støysvakt bildekk på et norsk, piggslitt veidekke. For danske veidekker, som ikke er utsatt for de samme vinterforhold som i Norge, ser vi en bedre korrelasjon med målte verdier på ISO-dekke (Kragh 2013).

Etter hvert som merkeordningen blir mer innarbeidet, bør det derfor gjøres mer omfattende undersøkelser av sammenhengen mellom merkeverdien og de faktiske støyegenskapene på norske veidekker.

Når det gjelder stimulans til bruk av støysvake bildekk i Norge, har man ikke anledning til å innføre særnorske støykrav. Hvis det foreligger vedtatte skjerpinger av støykrav (i EU/ECE) fram i tid, har man imidlertid muligheter for å bruke økonomiske incentiver til å øke bruken av dekk som allerede i dag tilfredsstiller framtidige støykrav.

3. Supplerende tiltak

Som vist i figur 3, så er det kombinasjonen av bildekk og veidekke som gir redusert bidrag fra dekk/veibanestøy til den totale støyen fra veitrafikk. Mer satsing på støysvake veidekker i Norge vil dermed gi en større gevinst ved bruk av støysvake bildekk. En kombinasjon av et støysvakt bildekk med det mest avanserte støysvake veidekket; et poroelastisk veidekke (bare på forsøksstadiet) kan gi en reduksjon i dekk/veibanestøy på mer enn 15 dB (Berge m fl 2011).

4. Hvor tiltaket er egnet

Som vist over, kan et støysvakt bildekk ha et lavt støynivå, mer eller mindre uavhengig av veidekket. Gevinsten ved bruk av støysvake bildekk vil derfor være alle steder hvor man ferdes, og under forhold/hastigheter der dekk/veibanestøy er dominerende.

5. Bruk av tiltaket – Eksempler

Bruk av støysvake bildekk gjelder for tiden først og fremst dekk for elbiler, der redusert rullemotstand er hovedmotivasjon og redusert støy er en sekundær effekt. Eksempler på slike dekk er OE-dekk til elbilen Mitsubishi M-IEV, som har Dunlop ENASAVE 2030 med dimensjon 145/65 R15 på dekkene foran og 175/55 R15 på dekkene bak. Dette er relativ smale dekk i forhold til de mest vanligste dekkene i dag (205/215 mm dekkbredde), og som gir redusert støy.

I 2013 starter et forskningsprosjekt ved SINTEF i samarbeid med Technical University of Gdansk, der en skal kartlegge potensialet for redusert energiforbruk og støy ved optimaliserte bildekk og veidekker med fokus på elbiler/hybridbiler. Forhåpentligvis kan resultatene fra dette prosjektet gi økt stimulans til bruk av støysvake bildekk og forbedrede veidekker.

Som figur 3 viser, kan man også finne dekk for vanlige biler som også gir lavere støynivå på norske veidekker. Det er ingen merker som skiller seg ut, men enkelte modeller, som f.eks. Toyo Proxes C1S og Conti EcoContact.

 

6. Miljø- og klimavirkninger

Effekten av å ta i bruk støysvake bildekk vil avhenge av utskiftingstakten av bildekk. Normalt skiftes bildekk etter 3-5 års bruk, slik at man har et vesentlig større potensiale til å få redusert dekk/veibanestøy enn tilfelle er for støy fra bilen generelt. Levetid for en bil er i Norge ca. 19 år, slik at effekten av strengere støykrav til kjøretøy har en vesentlig lengere tidshorisont.

Firmaet M+P i Nederland har gjort en beregning av potensiell reduksjon i gjennomsnittlige støynivå i trafikken, dersom man tar i bruk støysvake bildekk (van Blokland og van Leeuween 2010). Reduksjonen vil avhenge av hva slags veidekke man anvender. På standard tett Ab16-dekke ble reduksjonen beregnet til 0.3 dB dersom 50 % av de mest støyende dekkene ble skiftet ut med et støysvakt bildekk. Dersom 100 % skiftes ut, blir reduksjonen 0.7 dB. Dersom referansedekket er et (støysvakt) tynndekke blir reduksjonen henholdsvis 0.5 og 1.0 dB. Dette er kun effekten av utskifting av bildekkene og ikke selve veidekkets støyreduksjonspotensiale. Dette viser at det er viktig å kombinere støysvake bildekk med støysvake veidekker.

Bildekk som nå designes for elbiler, gir redusert rullemotstand og dermed økt kjørelengde. Dersom også slike bildekk anvendes på «vanlige» biler eller hybridbiler, kan dette gi redusert CO2-utslipp, gjennom redusert rullemotstand.

Det er gjort beregninger som viser at ca. 10 % reduksjon i rullemotstand gir 2-3 % reduksjon i drivstofforbruk (Bendtsen 2004, Kane og Scharnigg 2009).

7. Andre virkninger

Det er ikke en direkte korrelasjon mellom innvendig støy og utvendig støy på et kjøretøy.  Innvendig støy domineres i mye større grad av lavfrekvent støy (transmisjon gjennom hjuloppheng og chassis) enn utvendig dekk/veibanestøy, som har høyest nivå rundt 800-1000 Hz. Figur 4 viser en analyse gjort av SINTEF av innvendig nivå i en personbil korrelert med utvendig nivå, der en har anvendt 4 ulike bildekk og målinger på 7-8 forskjellige veidekker (ikke foreløpig publiserte data). Den viser at det er en relativ høy korrelasjon rundt 800-1000 Hz, noe som antyder at et støysvakt (utvendig nivå) bildekk på denne bilen også gir et lavt innvendig nivå. Redusert innvendig nivå øker komfort og samtidig reduseres trøtthet og risiko for å sovne ved rattet, altså økt trafikksikkerhet.

 
Figur 4: Korrelasjon mellom innvendig og utvendig nivå ved 4 ulike bildekk.

Figur 4: Korrelasjon mellom innvendig og utvendig nivå ved 4 ulike bildekk.

8. Kostnader for tiltaket

Støysvake originaldekk på bilene inngår i totalprisen ved nybilkjøp. Støysvake ettermarkedsdekk betales av eier. Utviklingskostnadene av støysvake bildekk tilfaller dekkprodusenten.

Eventuelle reduserte avgifter for støysvake bildekk kan innføres av norske myndigheter, for dekk som allerede tilfredsstiller framtidige støykrav.

I NordTyre-prosjektet ble det målt på 31 personbildekk, hvorav 29 ble innkjøpt spesielt til dette prosjektet. Prisen pr. dekk varierte fra ca. 420 til 1100 NOK. Det ble ikke funnet noen sammenheng mellom pris og støynivå (Oddeshede 2012)

9. Formelt ansvar

Formelt ansvar for fastleggelse av støykrav til bildekk ligger hos EU og ECE.

10. Utfordringer og muligheter

Den viktigste utfordringen for anvendelse av støysvake bildekk er manglende dokumentert sammenheng mellom de oppgitte støynivåene knyttet til merkeordningen, dvs. den informasjon forbrukeren får ved kjøp av ettermarkedsdekk og de faktiske støyegenskapene på norske veidekker. Bruk av mer finkornede steinmateriale i veidekkene, samt redusert piggdekkslitasje kan bedre denne situasjonen. Det viser bl.a. undersøkelser gjort i Danmark (NordTyre-prosjektet, Kragh 2013), der man i overveiende grad legger veier med 6-8 mm maksimal steinstørrelse, inklusive teksturoptimaliserte tynndekker. I Danmark er det dessuten forbud mot bruk av piggdekk.

For slike veidekker er det vesentlig bedre korrelasjon mellom støymessig rangering på disse trafikkerte veiene og det man måler på et ISO-dekke.

Valg av dekk for elbiler og hybridbiler fra bilprodusentene kan bidra til mer utstrakt bruk av støysvake bildekk, dersom dekkprodusentene kombinerer design for lavt støynivå med lav rullemotstand.

11. Referanser

Bendtsen, H. 2004
Rolling resistance, fuel consumption – a literature review. Danish Road Institute – Roskilde, Denmark.

Berge, T. 2012a
NordTyre – Results from tyre/road noise and texture measurements on Norwegian road surfaces. 90E399_ NordTyre Projectmemo_SINTEF_final.pdf, 2012-10-30.

Berge, T. 2012b
NordTyre – Tyre/road noise testing on various road surfaces – State-of-the-Art. SINTEF Report A22579. 2012-03-22.

Berge, T. and Haukland, F. 2011
Low-noise tyres in-use. Do they exist? Proceedings of INTER-NOISE conference, Osaka, Japan, 4-7 September 2011.

Berge, T. and Haukland, F. 2010
Low noise road surfaces and its efficiency on tyre noise regulations. Proceedings of INTER-NOISE conference, Lisbon, Portugal, 13-16 June 2010

Berge, T., Haukland, F. and Storeheier, S.Å. 2011
Noise measurements of passenger car tyres at the Kloosterzande test track. Noise ranking, frequency and texture analysis. SINTEF Report A19446, 2011-05-19.

Berge, T., Haukland, F. and Ustad, A 2009
Noise ranking of car tyres. Results from road measurements, SPERON modelling and drum measurements. SINTEF Report A11729, May 2009.

van Blokland, G. and van Leeuween, M. 2010
Efficiency of the combined application of silent tyres and silent road surfaces. Proceedings of INTER-NOISE conference, Lisbon, Portugal, 13-16 June 2010.

Kane, M. and Scharnigg, K. 2009
Report on different parameters influencing skid resistance, rolling resistance and noise emissions.  TYROSAFE WP3, Deliverable D10, August 2009.

Kragh, J. 2013
NordTyre – Tyre labelling and Nordic traffic noise. Draft final report – Analysis of data collected during the summer of 2012. Danish Road Directorate. Draft report of 2.april 2013.

Oddeshede, J. 2012
NordTyre – CPX measurement journal. Results from Danish and Swedish test sites. Danish Road Directorate. Draft report of 29.10.2012.

Sandberg, U. and Ejsmont, J. 2002
Tyre/Road Noise Reference Book. Informex. SE-59039 Kisa, Sweden, (www.informex.info)