Der Hörbereich des Menschen Schallpegelmessung

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1 Der Hörbereich des Menschen Schallpegelmessung 1 Hörbereich Das menschliche Ohr verfügt über einen Wahrnehmungsbereich für Schallschwingungen, deren Frequenz zwischen etwa 16 und Schwingungen pro Sekunde (Hertz) liegt. Der Hörbereich weist auch in Bezug auf den Schalldruck eine untere Grenze, die sog. Hörschwelle, auf. Der Schalldruck (genauer: Schallwechseldruck) entspricht den Druckschwankungen der Schallwellen und ist für die Lautstärkeempfindung maßgebend, denn je größer diese Druckschwankungen ausfallen, desto mehr Energie wird durch die Schallwellen übertragen. Oberhalb der Schmerzgrenze ist das Hörereignis mit Schmerzempfindungen verbunden. Beim Schall handelt es sich um Luftdruckschwankungen, die in Pascal (Pa) gemessen werden. Hörbar ist der Bereich von 0,00002 Pa (Hörgrenze) bis ca. 100 Pa (Schmerzschwelle). Da diese Zahlenreihen sehr unhandlich sind, verwendet man eine logarithmische Skala, das Dezibel (db). 0 db entspricht der Hörschwelle, 140 db der Schmerzgrenze. In folgender Grafik ist der Hörbereich des Menschen aufgezeigt:

2 Die folgende Grafik veranschaulicht den Geräuschpegel verschiedener Tätigkeiten.

3 2 Schallpegelmessung und A/C-Bewertung Die Empfindlichkeit unseres Gehörs ist von der Frequenz abhängig: Die größte Empfindlichkeit liegt in dem von der menschlichen Sprache abgedeckten Frequenzbereich von etwa 315 bis ca Hz. Ein Geräusch in höheren oder niedrigeren Frequenzbereichen muss entsprechend lauter sein, um gehört zu werden. Das heißt, unser Gehör funktioniert nicht linear. Ein gutes Mikrofon hat dagegen einen linearen Frequenzgang. Eine Schallpegelmessung, also eine Messung der Lärmpegel, soll andererseits gut an das subjektive Hörempfinden angepasst sein. Deshalb hat man verschiedene elektronische Frequenzfilter entworfen, die den linearen Mikrofonfrequenzgang an die lautstärkeabhängigen Frequenzgänge der Ohren anpassen. Besondere Bedeutung hat hier der so genannte A-Filter. Töne im Bereich um 1 khz (1 Kilohertz = 1000 Hertz) werden unverändert durchgelassen, Töne im Bereich um 4 khz werden bei einer db(a)- Bewertung leicht verstärkt, und Töne unterhalb 1 khz und oberhalb 4 khz werden entsprechend abgeschwächt. Bei einer db(c)-bewertung (mit C-Filter) wird das Frequenzspektrum linear und ohne Filter bewertet. 3 Schallpegelmessgeräte Ein Schallpegelmessgerät dient der Messung von Lärmpegeln. Der Schall wird durch ein empfindliches Mikrofon im Kopfende des Messgerätes in Form einer elektrischen Spannung auf die Messelektronik übertragen und je nach Schalterstellung in db(a) oder db(c) angezeigt. 3.1 Analoges Schallpegelmessgerät Voltcraft Sound Level Meter Preis: 24, 95 Wenn die zu messende Schallquelle nur kurze Schallwellen aussendet, oder die maximale Lautstärke gemessen werden soll, muss der Trägheitsumschalter auf FAST gestellt werden. Soll die Durchschnitts-Lautstärke einer Schallquelle gemessen werden, muss der Schalter auf SLOW stehen. Um eine Messung zu machen, muss das große Rad (Dämpfungswahlschalter) vom Dämpfungswert 120 langsam zu einem niedrigeren Dämpfungswert gedreht werden, bis ein Zeiger-Ausschlag erfolgt. Der db-wert der gemessenen Schallquelle setzt sich wie folgt zusammen: z.b.: Dämpfungswahlschalter steht auf Position 80, Zeigerausschlag auf Analoganzeige +2, daraus folgt Lautstärke der Schallquelle 82 db.

4 Um einen genauen Messwert zu erhalten, verwenden Sie immer den niedrigeren Dämpfungswert, der möglich ist. z.b.: Der Dämpfungswahlschalter steht auf Position 80 und in der Analoganzeige wird -6 angezeigt. Ändern Sie jetzt den Dämpfungsbereich auf 70, wird der genauere Wert +3 in der Analoganzeige angezeigt, woraus sich ein Wert von 73 db ergibt. Für eine aussagekräftige Messung sollte die zu messende Schallquelle 10 db lauter sein als das Umgebungsgeräusch. 3.2 Digitales Schallpegelmessgerät Voltcraft Sl-100 Preis: 49,95 Dieses Schallpegelmessgerät hat zwei, sich überlappende Messbereiche. Der untere Lo-Bereich reicht von 30 bis 100 db, der obere Hi-Bereich von 60 bis 130 db. Wird einer dieser Bereiche unter- oder überschritten, so erscheint OVER im Display. Schalten Sie dann in den höheren/ niedrigeren Messbereich um, indem Sie die Hi/Lo-Taste drücken. Das Messsignal wird mit Hilfe zweier Bewertungskurven frequenzbewertet. Zwischen den Kennlinien A und C kann mittels der A/C-Taste umgeschaltet werden. Wie das analoge Messgerät kann auch beim digitalen mit zwei unterschiedlichen Mess-Intervallen gemessen werden. Für sich schnell ändernde Schallpegel (Hupe, Schuss etc.) muss die Zeitbewertung auf FAST eingestellt werden. Wird die MAX-Taste gedrückt, wird nur der Maximalwert bei fortlaufender Messung angezeigt. Diese Messfunktion erleichtert die Ermittlung der Spitzenpegel. Ein erneutes Drücken der MAX-Taste schaltet in den normalen Messmodus zurück. Wird die HOLD-Taste gedrückt, wird der momentan dargestellte Messwert im Display festgehalten. Um wieder in die aktive Messung zurückzukommen, muss nochmals die Taste HOLD gedrückt werden. Die Messung einer Schallquelle muss immer direkt erfolgen. Dazu muss das Mikrofon direkt auf die Schallquelle gerichtet werden. Um die Schallwellen nicht selbst zu beeinflussen, strecken Sie das Messgerät mit einem Arm so weit wie möglich vor Ihren Körper oder befestigen Sie das Messgerät auf einem Stativ. Eine Stativbefestigung ist an der Gehäuserückseite vorhanden. Bei Wind sollte der Windschutz verwendet werden, um den Messwert nicht durch Windgeräusche zu verfälschen.

5 4 Beispiele für eine Schalldruckpegelmessung Um mit Kindern das Thema Lautstärke und Lärm in einer Schule zu untersuchen, kann beispielsweise mit einem Schallpegelmessgerät ein Geräuschprotokoll in einem Klassenzimmer über eine gesamte Stunde hinweg erstellt werden. Oder man macht sich auf die Suche nach dem lautesten Ort in einem Schulhaus. In einem Kurvenoder Balkendiagramm können die Ergebnisse grafisch gut dargestellt werden. Hier einige Beispiele: db-werte Küchenmaschine langsam 80 Küchenmaschine mittel 86 Küchenmaschine schnell 92 Waschmaschine beim Schleudern 67 Türknallen 88 laufender Wasserhahn 75 Wasserkocher 64 Schalldruckpegel in db(a) Schalldruckpegel in db(a) Küchenmaschine langsam Küchenmaschine mittel Küchenmaschine schnell Waschmaschine beim Schleudern Türknallen Wasserhahn Wasserkocher

6 5 Technische Geräte und Anlagen Lärmampel Mittels einer Ampel wird der jew. Geräuschpegel angezeigt (Schwellen individuell einstellbar). Ab einem bestimmten Pegel geht die Ampel auf rot und ein Gong ertönt. Anwendungsbereich: Schule (untere Klassen) und Kindergarten z. B. bei der Einführung des Themas Lärm und zum bewusst machen wann der Lärm in der Klasse bestimmte Schwellen überschreitet. Soll sogar dazu führen, dass der Lärmpegel dann insgesamt abgesenkt wird. Bezug: Fa. OrgDelta, Friedrichstr. 10., Reichenbach/Fils Preis: ca Unter folgender Website kann solch eine Lärmampel ausgeliehen werden: Sound Ear Mittels des ohrförmigen Sound ear wird ein Schwellenwert (z. B. 85 db(a)) optisch angezeigt (rot), 5 db darunter wird in orange vorgewarnt. Der Schwellenwert ist einstellbar. Anwendung: z. B. Arbeitsplatz, Disko Hersteller: Bruel&Kjaer (Bezug über den akustischen Fachhandel); Produktinfo unter ID=1946 Preis: nicht bekannt Verleih von Lärmmessgeräten Die Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg verleiht Schallpegelmesser (z. B. zur Messung von Umweltlärm) an Schulen in Baden- Württemberg. Es handelt sich um hochwertige Geräte (Klasse 1, B&K Typ 2240), die verschiedene Pegelarten (A-Pegel, C-Pegel) sowie (wichtig!) Mittelungspegel bilden können. Ein späteres Auslesen der Daten auf PC ist aber leider nicht möglich. Näheres findet sich auch unter der Adresse: Ansprechpartner: Herr Raub, Landesanstalt für Umweltschutz B.-W. Referat 33, Hertzstr. 173, Karlsruhe. lfu33@lubw.bwl.de Der Verleih ist kostenlos. Verleih der LärmPunkte Die LUBW verleiht einen größeren Multimediastand (Höhe 2,5 m, Durchmesser 2,3 m), an welchem acht Personen gleichzeitig interaktiv tätig sein können und sich an den Bildschirmen über die integrierte Software (s.o. LärmPunkt ) rund um das Thema Lärm mittels Text- Film- und Tonbeispielen informieren können. Der Stand ist recht groß und wird mit einer Spedition angeliefert. Aufbau erfolgt durch die LUBW. Der Lärm- Punkt verbleibt für ein bis zwei Wochen vor Ort und kann somit länger genutzt werden und wird dann wieder abgeholt. Kosten: I. A. anfallende Kostenbeteiligung für Transport zu 50% (für spezielle Aktionen auf Anfrage).

7 Neben dem großen LärmPunkt verleiht die LUBW auch zwei kleinere LärmPunkte die jew. für zwei Personen nutzbar sind. Inhalt (Software) ist identisch mit dem großen Modell. Der Vorteil sind die geringeren Transportkosten. Für öffentliche Institutionen und Schulen erfolgt der Verleih daher derzeit kostenlos. Der Transport im Kleinbus erfolgt entweder durch Selbstabholung oder Anlieferung durch die LUBW (nach Absprache). Der Verleih erfolgt nach Terminabsprache (bitte rechzeitig reservieren!) Ansprechpartner sind Herr Knorr (0721/ ) und Herr Stöcker (0721/ ), Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz B.-W. Referat 33, Hertzstr. 173, Karlsruhe. 6 Quellen Dr. R. Boisch, Fachhochschule Oldenburg, Ostfriesland, Wilhelmshaven Fachbereich Technik, Emden. /gen/25961.htm Eine downloadbare Liste mit Literatur- und Medien-Tipps zum Thema Lärm an Schulen finden Sie auf den Literatur -Seiten von