Charakterisierung der Umweltbedingungen im Neubau des Hilda- Gymnasiums mit möglichem Einfluss auf den Unterricht

Transkript

1 Charakterisierung der Umweltbedingungen im Neubau des Hilda- Gymnasiums mit möglichem Einfluss auf den Unterricht ForscheHilda AG des Hilda-Gymnasiums Pforzheim, August 2012 Schüler: Lukas Kresser, Marius Morlok StR Dr.-Ing. Joachim Götz (habil.) Zusammenfassung Der Neubau des Hilda-Gymnasiums in Porzheim motivierte die Frage, wie Arbeitsbedingungen, die im Neubau subjektiv als sehr gut beurteilt werden, objektiv quantifiziert und bewertet sowie ggf. verbesserte Messverfahren entwickelt und Vorschläge zur Veränderung der Rahmenbedingungen erarbeitet werden können. In der ForscheHilda AG 1 wurden von Schülern 2 und Lehren gemeinsam vier Leitfragestellungen entwickelt, von denen bisher der zeitliche Verlauf der Schallpegel sowie der Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und des Luftdrucks im Neubau in ersten Messungen untersucht wurden. Dabei ergaben sich folgende vorläufige Ergebnisse: Sowohl die Minimal- und Maximal-, als auch die Mittelwerte des Schallpegels sind hoch. Luftfeuchtigkeit und Luftdruck sind akzeptabel. Die Lufttemperatur stellt möglicherweise ein Problem dar. 1 Einführung Anfang Mai 2012 startete der Unterrichtsbetrieb im Neubau des Hilda-Gymnasiums. Das neue Gebäude bietet in vielerlei Hinsicht verbesserte Arbeitsbedingungen. Einige Arbeiten am Gebäude waren zum Zeitpunkt des Einzugs noch nicht abgeschlossen. Vermutlich hat dies viele Schüler und Lehrer zu der Frage animiert, wie ein zum Lehren und Lernen optimaler Schulbau ausgestattet sein müsste. Sowohl Lehrer als auch Schüler traten in diesem Zusammenhang an die ForscheHilda AG mit der Bitte heran, Messungen zu den Umweltbedingungen durchzuführen. Ziel war es, die aktuelle Situation objektiv zu erfassen und damit eine solide, belastbare Basis für eventuelle Verbesserungsvorschläge zu schaffen. 2 Experimente 2.1 Leitfragestellungen Folgende Fragestellungen ergaben sich aus Diskussionen der ForscheHilda AG mit Schülern und Lehrern und der sich anschließenden Literaturrecherche 3 : Frage 1a: Wie hoch sind die Schallpegel, denen Schüler und Lehrer im Neubau des Hilda- Gymnasiums ausgesetzt sind (und die sie zum größten Teil selbst verursachen)? Frage 1b: Welchen Einfluss hat der Raum auf den beobachteten Schallpegel? Die Verwendung von Begriffen wie Schüler bzw. Lehrer dienen der besseren Lesbarkeit. Sie beziehen sich gleichermaßen auf Frauen und Männer. 3 Bei der Recherche wurde Wert darauf gelegt, dass die Schüler zur ersten Orientierung das Internet benutzten, danach allerdings auch Bücher berücksichtigten

2 Frage 2: Welche Werte für die Luftfeuchtigkeit φ und die Lufttemperatur T gelten als optimal für Arbeitsräume? Welche Werte können im Neubau gemessen werden? Frage 3: Welchen Einfluss hat die CO 2 -Konzentration auf den Unterrichtsverlauf? Frage 4: Sind Herzfrequenz- oder EKG-Messungen geeignet, die Aufmerksamkeit der Schüler und Lehrer sowie das Leistungsvermögen der Schüler in Abhängigkeit von der gewählten Unterrichtsform quantitativ zu erfassen? Grundlagen Zur Charakterisierung der Umweltbedingungen und deren Einfluss auf das Unterrichtsgeschehen wurden der Schallpegel 5 L, die Temperatur T, die relative Luftfeuchtigkeit φ sowie der Luftdruck p gemessen. Schall. Ein Schallpegel L von 55 db(a) gilt als optimal für Büros und Lehr-/Lern-Räume. Bei lang andauernden Beurteilungspegeln treten ab 90 db(a) deutliche Schädigungen auf [ 1, Anhang A1-2]. Allerdings bestehen auch schon bei niedrigeren Schallpegeln Anhaltspunkte dafür, dass gesundheitliche Belastung durch Lärm auftreten (Anhang A3). Um zu überprüfen, ob 55 db(a) überschritten werden, wurden Schallpegelmessungen durchgeführt. Dabei wurde der Einfluss von Räumen (Klassenzimmer, Fachräume, Aula, Lehrerzimmer), Klassen, Lehrern, Unterrichtsformen 6 auf den zeitlichen Verlauf der Schallpegel untersucht. Mittel-, Maximal- und Minimalwerte der Schallpegel sowie deren Standardabweichung wurden zur Charakterisierung der zeitlichen Verläufe mit Hilfe von Excel abgeleitet. Zur besseren Interpretation der Verläufe hat die ForscheHilda AG ein Versuchsprotokoll entworfen, in dem die betreffenden Lehrer die durchgeführten Unterrichtsformen sowie das "überwiegende" körperliche Befinden festhalten konnten. Lärm stellt für viele Lehrer und Schüler eine große Belastung dar 7 [1-3]. Differenzierte und schülerzentrierte Unterrichtsformen erfordern neue Kommunikationsformen, die vermutlich auch höhere Schallpegel nach sich ziehen [ 2] 8. In vielen Fällen wird der Schallpegel als Überlagerung eines Nutz- und eines Störsignals interpretiert [ 1-3]. Die hierzu erforderliche Differenzierung des Schalls ist allerdings nicht eindeutig und deshalb problematisch. In [3] wird als Nutzsignal (hier: Arbeitsgeräuschpegel) der energetische Mittelwert L eq (1) vorgeschlagen, als Störsignal (hier: Grundgeräuschpegel) der Schallpegel L 95% (2), der in 95% der Zeit überschritten wird ,1 L L = i eq 10 log Ti 10 in db mit T = Ti (1) T mit T i Zeitspanne mit L i 4 Problematisch ist nach [3], dass "Effizienz" in der Pädagogik bisher selten quantifiziert wird, darüber hinaus weder eine Mess- und Auswertemethode noch Zahlenwerte angegeben werden. 5 Schallpegel wurden simultan am Standort des Lehrers und der Schüler gemessen (Versuchsaufbau siehe Abb. 1). Die Unterschiede sind vernachlässigbar. 6 Frontalunterricht F, Lehrer-Schüler-Gespräch LSG, Partnerarbeit, Gruppenarbeit, Stillarbeit, Klassenarbeit KA, Praktikum. 7 Untersuchungen im Auftrag der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 8 Schallpegelmessungen an vier Grundschulen und einer Schule des Sekundarstufe 1 (Bremen und NRW) lassen allerdings keinen Einfluss der Unterrichtsform erkennen [ 2]. Im Gegensatz dazu konnten bei Frontalunterricht niedrigere Schallpegel festgestellt werden [3]. 9 Bei den vorliegenden Untersuchung war L 95% in allen Fällen mit dem Minimalwert identisch

3 m (L ) T Gesamtzeit = 0,95 n (2) 95% mit m(l 95% ) Gesamtzeit mit Schallpegel L > L 95% n gesamte Versuchszeit Um Nutz- und Störsignal eindeutig voneinander zu unterscheiden, sind Beschreibungen des tatsächlichen Unterrichtsverlaufs erforderlich [ 3]. Die Praxis zeigt, dass für einen Erwachsenen das Nutzsignal (L eq ) etwa 10 db lauter sein muss als das Störsignal (L 95% ) (bei Kindern sogar um 15 db), um eine hinreichende Verständigung zu realisieren [3]. Bei einem durchschnittlichen Schallpegel (L eq ) von 50 bis 55 db (optimale Arbeitsbedingungen für Lehr- /Lern-Räume), sollte deshalb das Störsignal unter 40 db liegen. Bestehende Messungen [ 1-3] zeigen allerdings, dass selbst bei Stillarbeit Schallpegelwerte unter 50 db selten erreicht werden. Ein Erwachsener kann im Allgemeinen beim Sprechen langfristig Schallpegel von 50 bis 55 db(a) realisieren [2]. D. h., Lehrer müssen bei einem Hintergrundsignal von 50 db bereits dauerhaft mit erhobener Stimme [(50+15) db)] unterrichten, um einen in akustischer Hinsicht verständlichen Unterricht zu bieten. 65 db liegt allerdings deutlich über den 50 bis 55 db als optimale Arbeitsbedingungen für überwiegend geistige Tätigkeiten (A1). Es gibt somit drei Kriterien für Schallpegel, die in Unterrichtssituationen beachtet werden sollten: (i) 55 db(a) für optimale Arbeitsbedingungen bei überwiegend geistigen Tätigkeiten (A1), (ii) für vollständige Sprachverständlichkeit: Nutzsignal (L eq ) > Störsignal (L 95% ) + 15 db(a), (iii) maximal gesundheitlich vertretbarer Schallpegel beim Sprechen: 55 db(a). Einfluss der Raumakustik. Der Einfluss des Raumes auf die Akustik wird als Raumakustik bezeichnet. Eine gebräuchliche Größe zur Charakterisierung der Raumakustik von Räumlichkeiten stellt die sog. Nachhallzeit T H dar. Sie bezeichnet den Zeitraum, in dem der Schallpegel eines Schallereignisses um 60 db abgefallen ist. Eine kurze Nachhallzeit ist zum Einen durch eine bessere Absorption meist mit einem geringeren Schallpegel verbunden. Zum Anderen erhöht sich durch das klarere Signal die Sprachverständlichkeit. In Klassenzimmer soll T H nicht länger als 0,55 s betragen, allerdings gibt es auch Empfehlungen abhängig von der Art des Fachraumes von 0,4-0,6 s (leere Klassenzimmer) bis zu 0,6-1,1 s (Musikräume) [3]. DIN [ 7] schlägt auch Obergrenzen der Länge (9 m) und des Raumvolumens (250 m 3 ) vor. Für den Schulunterricht interessant ist auch der sog. Lombard-Effekt [ 2]. Er beschreibt das Phänomen, dass bei Vorhandensein mehrerer Arbeitsgruppen in einem Raum das Nutzsignal einer Gruppe zum Störsignal einer anderen Gruppe wird. Ist T H zu lang, führt dies allmählich zu einer Zunahme des Schallpegels im Raum. D. h. die Gruppen stören sich gegenseitig. Luftfeuchtigkeit φ, Lufttemperatur T und Luftdruck p. Bei zu hoher relativer Luftfeuchtigkeit φ ist der Kühleffekt durch das Schwitzen unzureichend. Bei zu niedriger Luftfeuchtigkeit trocknen die Schleimhäute aus, u. a. nimmt die Anfälligkeit für Hautentzündungen zu [ 4]. In klimatisierten Räumen wird eine relative Luftfeuchtigkeit von 30 bis 65 % empfohlen. Häufig wird eine relative Feuchtigkeit von 50 % von Menschen als angenehm empfunden. Die Lufttemperatur wird gewöhnlich zwischen 20 und 22 C geregelt, in öffentlichen Gebäuden wird häufig erst unter 19 C geheizt. Der Luftdruck wird nicht geregelt

4 CO 2 -Konzentration. Nach [ 3] stellt 700 ppm 10 eine Obergrenze für optimale Arbeitsbedingungen dar, 1000 ppm ist akzeptabel ppm wird als ein neuerer Kompromiss für niedrige Raumluftqualität betrachtet. Bei 1000 ppm ist allerdings bereits mit Schläfrigkeit und Befindlichkeitsstörungen, bei höheren Konzentrationen mit Wahrnehmungsstörungen (wie vermindertes Hörvermögen), bei 3000 ppm schließlich mit gesteigerter Herzfrequenz und höherem Blutdruck zu rechnen [ 8]. Die CO 2 -Konzentration stellt somit eine wichtige Größe für optimale Umweltbedingungen in der Schule dar. Aufgrund der Neuausstattung des Schulgebäudes wäre darüber hinaus auch eine Untersuchung der Konzentrationen von VOC (volatile organic compounds) empfehlenswert 11. Herzfrequenz, EKG. Der zeitliche Verlauf der Herzfrequenz wurde bereits in einigen Arbeiten zur Erfassung der Aktivierung und Ermüdung genutzt [ 3]. Mit dem Schallpegel steigt die Herzfrequenz und fällt wieder mit dem Schallpegel. Mobile EKG-Messungen wurden bisher, nach unserer Kenntnis, nicht an Schulen durchgeführt. Durch den Einsatz multivariater Auswertemethoden (MVDA) 12 [10] von EKG, Schallpegel und weiteren Umweltgrößen wären neue interessante Einsichten möglich. 2.3 Messgeräte Aus finanziellen und apparativen Gründen konnten bisher nur Frage 1a (Schallpegel) und Frage 2 (Luftfeuchtigkeit und -temperatur) untersucht werden 13. Für die Messungen wurden folgende Messgeräte (Abb. 1) verwendet: Voltcraft DL-181THP Mess-Datenlogger (Conrad Electronic SE, Hirschau): relative Luftfeuchtigkeit, -temperatur und -druck. Schallpegelmessgerät HP-844A (Komerci ohg, Ebern): Schallpegel. 10 Die Konzentration von CO2 in Luft beträgt 0,035 Vol.-%, also 350 ppm. 11 Vorversuche sind offenbar einfach durchzuführen. Substanzspezfische Messungen sind allerdings technisch schwieriger und kostspieliger. VOC können im Neubau beispielsweise als Weichmacher von PVC-Böden vorkommen. 12 Schüler ab Klasse 9 verfügen über die mathematischen Kenntnise, um in Fortbildungen Methoden der MVDA kennenzulernen. 13 Die ForscheHilda AG hat geplant, einen Antrag für Sachmittel bei der Landesstifung Baden-Württemberg (mikromakro) im Herbst zu stellen, die Untersuchungen weiterzuführen und die ausstehenden Fragen zu bearbeiten

5 Abb. 1: Links: Versuchswagen mit zwei Schallpegelmessern und dem Messgerät für Luftfeuchtigkeit, -temperatur und -druck. Rechts: Versuchswagen von der Seite. 3 Ergebnisse Schallpegel. Abb. 2 zeigt den typischen zeitlichen Verlauf des Schallpegels während eines Teils zweier Doppelstunden Physik in Klasse a, Ph, Klassenarbeit L / db(a) t / s - 5 -

6 L / db(a) Pause 9a, Ph t / s Abb. 2: Zeitlicher Verlauf des Schallpegel in Klasse 9 während einer Doppelstunde Physik. Oben (Klassenarbeit): arithmetische Mittelwert: 50,7 db(a), Standardabweichung 5,3 db(a), Maximum 72,6 db(a), Minimum 42,9 db(a), der energetische Mittelwert L eq : 55 db(a). Unten (Frontalunterricht): arithmetische Mittelwert: 61,1 db(a), Standardabweichung 10,1 db(a), Maximum 85,7 db(a), Minimum 43,1 db(a), L eq : 69,4 db(a). Es ist klar zu erkennen, dass in den Physikräumen mit einem minimalen Hintergrundgeräusch (L 95% ) von etwa 43 db(a) zu rechnen ist. Doch selbst während einer Klassenarbeit ergibt sich ein L eq von 55 db(a), beim Frontalunterricht sogar von 69,4 db(a). Leider konnten in der vorliegenden Arbeit, bei der es sich um eine Voruntersuchung handelt, noch nicht hinreichend viele Variationen von Räumen, Klassen, Lehrern und Unterrichtsformen untersucht werden, um statistisch abgesicherte Aussagen daraus abzuleiten. Dennoch haben sich einige interessante Zusammenhänge ergeben (Tab. 1): Klassenstufe Fach U-Form L eq /db(a) Max/dB(A) Min/dB(A) Besonderheiten 5 M LSG 61,8 83,3 45,6 6 BK Prak ,6 45,8 7 Mus Prak 81,1 127,2 43,7 8 Ph F 65,4 76,5 43,2 8 Bio LSG 78,9 97,2 42,5 8 Bio Prak ,2 43,8 9 Ph F 69,4 85,7 43,1 9 Ph KA 55 72,6 42,9 9 GK LSG 73,5 88,6 43,4 9 Rel LSG 74,2 88,6 45,5 10 NwT Prak 74,8 86,4 47,4 K1 Ph F 78,9 97,2 42,5 K1 Ph Prak ,2 43,8 Spitzenbereiche mit L eq : 103 db Pause mit geringstem L eq : 59,2 db - 6 -

7 Mittelwerte ± Standardabweichung 74,1±9,6 95,1±15,9 44,1±1,5 Tab. 1: Zusammenfassung der Versuche zur Bestimmung des zeitlichen Verlaufs des Schallpegels bei Variation der Klassenstufe, des Faches und der Unterrichtsform sowie des Raumes. Der minimale Schallpegel liegt bei den vorliegenden Messungen bei 44,1±1,5 db(a). Die Mittelwerte von L eq liegen deutlich über 55 db(a) (optimaler Arbeitsschallpegel bei überwiegend geistigen Tätigkeiten, A1). Fächer mit hohen praktischen Anteilen weisen erwartungsgemäß auch hohe Schallpegel auf 14 (Musik, Bildende Kunst, aber auch Biologie und Physik). In den Unfall-Verhütungsvorschriften Lärm (A2) werden lang andauernde Beurteilungspegel von 85 bis 89 db als kritisch betrachtet, ab 90 db können sie mit deutlichen Gefahren für eine Schädigung des Hörvermögens verbunden sein (A2). Für fundierte Aussagen sind allerdings weitergehende Untersuchungen erforderlich. Möglicherweise liegt eine Ursache für die vergleichsweise hohen Werte von L eq in den hohen Hintergrundgeräuschpegeln (L 95% L min ). Dies zwingt die betreffenden Personen (Lehrer bzw. bei schülerzentrierten Unterrichtsformen auch die Schüler) zur Gewährleistung eines vollständigen Informationsaustausches zur Kommunikation mit höheren Schallpegeln mit den damit verbundenen negativen Folgen (Kap. 2). Luftfeuchtigkeit φ, Lufttemperatur T und Luftdruck p. Abb. 3 zeigt einen typischen Verlauf der drei Messgrößen. Die Luftfeuchtigkeit φ und der Luftdruck p weisen beide einen abfallenden Verlauf auf. Die Werte liegen in unbedenklichen Bereichen. Die relativen Luftfeuchtigkeiten können bei Kenntnis der Temperatur in absolute Luftfeuchtigkeiten umgerechnet werden 15. Zu Beginn des Unterrichts (24,6 C) waren 11,5 g Wasserdampf pro m 3 Luft vorhanden, am Ende des Unterrichts (28,6 C) 13,1 g/m 3. Diese Zunahme ist vermutlich auf Atmung und Schwitzen zurückzuführen. Auch bei anderen Messungen lag die Luftfeuchtigkeit selten über 50 %, entgegen den Erwartungen vieler Schüler und Lehrer. Dagegen stieg die Lufttemperatur T in allen Versuchstagen über 25 C, einmal auf 30,6 C. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass große Schwierigkeiten mit dem Messgerät auftraten, so dass insgesamt nur sechs Messungen vorliegen. Durch die Probleme konnten die Werte innerhalb und außerhalb des Hilda-Gymnasiums nicht gleichzeitig bestimmt werden. Die Ergebnisse sind deshalb als Vorversuche (zur Verbesserung des Messverfahrens) zu werten. 14 Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Befunden in [1-3]. 15 Die Berechnungen der absolute Feuchten erfolgten mit

8 ,5 T / C, phi / % T phi p ,5 983 p / hpa ,5 Abb. 3: t / s Zeitlicher Verlauf von Luftfeuchtigkeit φ, Lufttemperatur T und Luftdruck p während einer Doppelstunde Mathematik in Klasse 5. 4 Schlussfolgerungen, weiteres Vorgehen und Fazit Die Messungen zur Charakterisierung der Umweltbedingungen im Neubau des Hilda-Gymnasiums ergaben folgende vorläufige Ergebnisse: Die Minimal-, Maximal- und Mittelwerte des Schallpegels sind hoch. Luftfeuchtigkeit und Luftdruck sind akzeptabel. Die Lufttemperatur ist möglicherweise ein Problem. Von den vier aufgestellten Leitfragestellungen (Kap. 2.1) konnten bisher lediglich zwei angerissen werden. Die vorliegenden Messergebnisse dienen als Grundlage, um in einem weiteren Vorhaben die Nachhallzeiten zu bestimmen (Frage 1b), den Einfluss der CO 2 -Konzentration auf den Unterrichtsverlauf zu untersuchen (Frage 3) und Herzfrequenz- oder EKG-Messungen zu prüfen, um die Belastung von Lehrern und Schülern quantitativ zu erfassen (Frage 4). Schall- und Herzfrequenzmessungen sollen dabei an einer Person während eines Tages gemessen werden, um beide Versuche mit Hilfe der Multivariaten Datenanalyse [10] miteinander korrelieren zu können. Darüber hinaus soll in dem Folgevorhaben untersucht werden, inwieweit durch finanzierbare Maßnahmen die vermutlich kritischen hohen Hintergrundschallpegel verringert werden könnten. Dies könnte einfache bauliche Änderungen 16 und evtl. auch die Entwicklung eines Anti-Lärm-Konzepts (ausgehend von den Erfahrungen der Baumberge- Schule, Höxter-Havixbeck [11, 3]) umfassen. Die Umsetzung der von der ForscheHilda AG geplanten Untersuchungen, die (wenn auch noch vorläufige) Beantwortung von Fragestellungen aus der Erlebniswelt der Schüler, das praktische Arbeiten (Einrichten des Messwagens, vorbereitende und informierende Gespräche mit Lehrern und Schülern, die Visualisierung der Ergebnisse mit Excel und deren weitere 16 Denkbar ist, dass ein Fachraum als "Versuchsraum" gewählt, ausgestattet und modifiziert wird, um diverse Verbesserungsvorschläge quantitativ zu überprüfen

9 Auswertung 17 ) hat die Schüler angesprochen. Hierzu hat auch beigetragen, dass mit Excel ein in der Praxis kommerziell genutztes Programm eingesetzt wurde. Es ist geplant, zur Sicherung und Weiterentwicklung der Mess-, Auswerte- und Optimierungsmethoden Arbeitsblätter 18 im Rahmen von Schülerpräsentationen zu erstellen und damit das erarbeitete Wissen unter Lehrern und Schülern zu multiplizieren. Die Schüler können sich ihr Engagement in der ForscheHilda AG als GFS (gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen) anrechnen lassen, wodurch ihre Arbeit zum Einen offiziell gewürdigt wird und die Schüler zum Anderen zeitlich entlastet werden. Literatur 1. Schönwälder, H.-G.; Berndt, J.; Ströver, F.; Tiesler, G.: Belastung und Beanspruchung von Lehrerinnen und Lehrern. Schriftenreihe der BAuA Fb 989, Dortmund, Schönwälder, H.-G.; Berndt, J.; Ströver, F.; Tiesler, G.: Lärm an Bildungsstätten - Ursachen und Minderung. Schriftenreihe der BAuA Fb 1030, Dortmund, Tiesler, G.; Schönwälder, H.-G.; Ströver, F.: Gesundheitsfördernde Einflüsse auf das Leistungsvermögen im schulischen Unterricht. Wirtschaftsverlag NW: Bremerhaven, (PD Dr.-Ing. Christian Maschke, Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg, Seeburger Chaussee 2, Potsdam), Weisser, H.: Schallschutz im Flaschenkeller. TU München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittelverpackungstechnik, DIN 18041: Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen. Berlin: Beuth-Verlag, Massart, D.; Vandeginste, B.; Buydens, L.; De Jong, S.; Lewi, P.; Smeyers-Verbeke, J. (eds.): Handbook of Chemometrics and Qualimetrics. Amsterdam: Elsevier, wnload/stressfaktor_nr_1.doc+regina+sommer+h%c3%b6xter+akustikpreis&hl=de&gl= de&pid=bl&srcid=adgeesjsyp1uaec3chun916ljsqbd2tpi3e5phg_55kzznzyhaumvvni69uadipzuv6emtwjj w676hkb3sk6ocsvpsrxhj7jqtsbm7zfbuornb9kgr_4sw0140q8rxm8mhil41dqnzu &sig=ahietbt0cqeu-joufyxtkdm0e-mgjmvomq 17 Bestimmen von Mittelwerten, Maximum, Minimum, Standardabweichung, zeitlicher Anteil der Unterrichtsstunde mit Schallpegeln höher einem vorgegebenem Wert (z. B. 55 db(a): WENN(N3>55;1;0) ) sowie Programmieren von Makros. Beispielsweise beträgt in Abb. 2b der zeitliche Anteil mit Schallpegeln über 55 da(a) während des Unterrichts 63 %, in der Pause sogar 97 %. 18 Es sollen Arbeitsblätter erstellt werden, in denen beispielsweise die Vorgehensweise zur Bestimmung des Schallpegels und der Luftfeuchtigkeit bzw. -temperatur erklärt, die Ableitung von Maximal-, Minimal- und unterschiedlichen Mittelwerten dargestellt wird und die Richtlinien zur Dokumentation und Zitierweise beschrieben werden

10 Anhang A: Arbeitsstätten-Verordnung und Unfall-Verhütungsvorschriften Lärm [ 6] A.1 Arbeitsstätten-Verordnung "Nach 15 ArbstättVO ist der Schallpegel in den Arbeitsräumen so niedrig zu halten wie es nach Art des Betriebes möglich ist (Stand der Technik ist Maßstab). Der Beurteilungspegel am Arbeitsplatz darf unter Berücksichtigung der von außen einwirkenden Geräusche höchstens betragen: 1. bei überwiegend geistigen Tätigkeiten: 55 db(a) 2. bei einfachen oder überwiegend mechanisierten Bürotätigkeiten: 70 db(a) 3. bei allen sonstigen Tätigkeiten: 85 db(a) Diese 85 db darf um höchstens 5 db überschritten werden, aber nur in Ausnahmefällen. Da dieser Beurteilungspegel sowohl den Lärm in den Arbeitsräumen als auch den Straßenlärm beinhaltet, muss z. B. auch der Einbau von Lärmschutzfenster in die Schallschutzüberlegungen mit einbezogen werden. A.2 Unfall-Verhütungsvorschriften Lärm (VBG 121) Vorschriften der Berufsgenossenschaften zum Schutz der Arbeitnehmer in Lärmbereichen vor Gehörschäden. Gehörschäden treten bei lang andauernden Beurteilungspegeln von 85 bis 89 db auf, ab 90 db deutliche Schädigungsgefahr. Beurteilungspegel bezieht sich immer auf eine 8-Stundenschicht, auch wenn die Arbeitszeit kürzer oder länger sein sollte. Bei Beurteilungspegeln von weniger als 85 db sind lärmbedingte Gehörschäden nicht wahrscheinlich. Bei extrem hohen Schalldruckpegeln wie z.b. bei einem Knall von 140 db können Gehörschäden schon durch ein Einzelereignis auftreten. Keine Gehörschäden treten auf, wenn der Arbeitnehmer sich wesentlich kürzer als 8 Stunden im Lärmbereich aufhält. Lärmbereiche sind Bereiche, in denen der Beurteilungspegel größer 90 db ist." A.3 Belastung von Herz und Kreislauf durch Lärm [ 9] "Durch den Lärm findet eine Aktivierung statt, die zur verstärkten Ausschüttung von Stresshormonen führt, unter anderem Adrenalin und Kortisol. Eine kurzfristig erhöhte Stresshormonausschüttung ist in bestimmten Situationen durchaus sinnvoll. Kommt es aber zu einer langfristig erhöhten Kortisolproduktion, sind damit auch negative Effekte verbunden. Ein Beispiel ist die vermehrte Einlagerung an Fett. Das wiederum ist ein Risikofaktor für Bluthochdruck und dieser erhöht wiederum die Gefahr für Arteriosklerose oder Herzinfarkt. So entsteht eine Reaktionskette vom Lärm bis hin zu den Herz-Kreislauferkrankungen." Anhang B: Weitere Messungen Abb. B1 zeigt den typischen zeitlichen Verlauf des Schallpegels im Lehrerzimmer von etwa 7:33 bis 8:40. Deutlich sind Bereiche höheren Schallpegels vor 7:45 sowie zwischen 8:30 und 8:35 zu erkennen. Danach nimmt der Schallpegel zuerst stark ab, zeigt aber starke Schwankungen. L eq beträgt (über den gesamten Zeitraum gemittelt) 57,4 db(a), ist also vergleichsweise niedrig, insb. in der Zeit zwischen 7:45 und 8:30 Uhr

11 Die Luftfeuchtigkeit φ (47,0 bis 47,8 %) die Lufttemperatur T (23,6 bis 23,9 C) und der Luftdruck p (985,55 bis 985,95) zeigen in dem Zeitraum zwischen 7:45 und 8:30 Uhr unauffällige Werte L / db(a) :45 8:30 8: t / s Abb. B1: Zeitlicher Verlauf des Schallpegels im Lehrerzimmer Abb. B2 zeigt Musikstunden in verschiedenen Klassen 7. Deutlich zu erkennen sind die hohen Werte für L eq und der Maximalschallpegel L / db(a) Mus, Klassen t / s Abb. B2: Zeitlicher Verlauf des Schallpegels in Musik, Klassen