GRUNDLAGEN FÜR DIE PLANUNG
2.4.1 Lautstärkeskala

Wahrnehmungsbereich des Ohres

Das menschliche Ohr verfügt über einen Wahrnehmungsbereich für Schallschwingungen, deren Frequenz zwischen etwa 16 und 20.000 Schwingungen pro Sekunde (Hertz) liegt. In der Abbildung 2/3 wird dieser zwischen sehr hohen und sehr tiefen Tönen liegende Frequenzbereich nach Sprache, Musik und sonstigen Geräuschen unterschieden.

Dieser Abbildung ist weiter zu entnehmen, dass der Hörbereich auch in Bezug auf den Schalldruck eine untere Grenze, die sogenannte Hörschwelle, aufweist. 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. In diesem Bereich ist das Auftreten von meist irreversiblen Gehörschäden auch bei kurzen Einwirkzeiten sehr wahrscheinlich.

Dezibel-Lautstärkeskala

Die Werte der in Abbildung 2/3 für den Hörbereich angegeben Schalldrücke umfassen eine Skala, welche zwischen 0,00002 Pascal (Pa) und 200 Pa über insgesamt 7 Zehnerpotenzen reicht, was die erstaunliche Wahrnehmungsleistung des Sinnesorganes Ohr dokumentiert. Gleichzeitig wird deutlich, dass eine auf den absoluten Schalldruck-Werten aufbauende lineare Lautstärkeskala wegen der großen Spanne der Zahlenwerte äußerst unzweckmäßig wäre.

Es wurde deshalb ein logarithmischer Maßstab für die Lautstärkeskala festgelegt, der zum einen zu zahlenmäßig überschaubaren Werten führt und zum anderen der nichtlinearen Lautstärkeempfindung des Gehörs besser entspricht. Die am rechten Rand der Abbildung 2/3 aufgetragene Skala beruht auf dem Schall(druck)pegel in Dezibel (dB = 1/10 Bel). Der Hörschwelle ist (bei 1.000 Hertz) der Schalldruck 2.10^-5 Pa (0,00002 Pa) zugeordnet, was in der dB-Lautstärkeskala dem Schallpegelwert 0 dB entspricht. Am oberen Ende der Skala liegt die Schmerzgrenze beim Schallpegelwert 140 dB, der Schalldruck beträgt dann 200 Pa. Bei Benutzung A-bewerteter Schallpegel (Erklärung siehe nachfolgender Abschnitt) liegt die Schmerzgrenze bei 120 dB(A).

Das Dezibel und die Definition des Schalldruckpegels

Das nach einem amerikanischen Ingenieur (1847 – 1922) benannte „Bel“ ist keine physikalische Einheit, sondern lediglich – wie der Begriff „Prozent“ – ein Kenn- oder Hinweiswort. Es besagt, dass eine physikalische Größe (meist eine Leistung) als dekadischer Logarithmus des Verhältnisses eines Wertes dieser Größe zu einer festgelegten Bezugsgröße dargestellt wird. Das Ergebnis nennt man „Pegel“.

Da sich die Schalleistung proportional zum Quadrat des Schalldruckes verhält, bedeutet:

Mit dieser Erklärung ergibt sich folgende Definition des Schalldruckpegels:

Dabei bedeuten:

Lp =   Schalldruckpegel
p =     Schalldruck (bei diesem Pegelwert)
p₀ =   Bezugs-Schalldruck
          (normierte Hörschwelle = 2·10^-5 Pa)

Eigenschaften der Schallpegelskala

Der absolute Schalldruck steigt jeweils um das 10-fache, wenn der Schallpegel um 20 dB zunimmt. Einem Schalldruckverhältnis 1:2 entspricht der Schallpegelunterschied 6 dB.

Die Schallleistung (in Watt) und die Schallintensität (W/m²) verzehnfachen sich in Schritten von je 10 dB. Einem Leistungsverhältnis 1:2 entspricht der Schallpegelunterschied 3 dB.

Für Fragen des Schallschutzes bedeutsam ist der Sachverhalt, dass die Lautheitsempfindung des Menschen gleichfalls einer Potenzfunktion folgt, nach der eine um den Faktor 10 erhöhte Schallleistung bzw. eine Schallpegelzunahme um 10 dB als Verdoppelung der Lautheit empfunden wird. Dabei bezeichnet man als „Lautheit“ die Größe der subjektiven Lautstärkebeurteilung.

A-Bewertung

Das menschliche Ohr empfindet Töne gleichen Schalldrucks je nach Frequenz (Tonhöhe) unterschiedlich laut. Dies kann man gleichfalls aus Abbildung 2/3 am frequenzabhängigen Verlauf der Hörschwelle ablesen. So werden mittelhohe Töne vergleichsweise lauter empfunden als tiefe oder sehr hohe Töne. Um eine wahrnehmungsgetreue messtechnische Erfassung von Geräuschen zu ermöglichen, wird der Sachverhalt einer frequenzabhängigen Lautstärkeempfindung in Lärmmessgeräten dadurch berücksichtigt, dass die auftretenden Frequenzen des zu messenden Geräusches im Schallpegelmesser unter Anpassung an das menschliche Hörorgan mit Hilfe von Filtern verschieden stark gedämpft werden (vgl. Abschnitt 2.4.4).

Im vorliegenden Zusammenhang ist lediglich das international verbreitete „A-Filter“ bzw. die A-Bewertungskurve der Abbildung 2/4 bedeutsam. Im Folgenden soll deshalb auch nur vom A-bewerteten Schallpegel mit der Kennzeichnung dB(A) die Rede sein.

Auf entsprechend gemessene Geräusche bezieht sich die Darstellung der Abbildung 2/5 mit einer Übersicht der bei Alltagsgeräuschen am Ohr des Betroffenen auftretenden Schallpegel.