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Schalldruckpegel Berechnen Beispiel Essay

 
 

Um ein Gefühl für die gehörten Schallgrößenin dB zu bekommen, zeigt die folgende Tabelle
einige Schallpegel von bekannten Umgebungsgeräuschen. Auch wird der entsprechende
Schalldruck und die Schallintensität mit dem unbedingt notwendigen Messabstand angegeben.
Es ist zu erkennen, dass die Dezibel-Skala Zahlengrößen in einem praktischen Bereich angibt.
Schalldruckpegel werden ohne Bewertungsfilter gemessen.
 
 
Vermeide die Verwendung der psychoakustischen Ausdrücke Lautstärke und Lautheit.
Diese subjektive Schall-Empfindung ist nicht eindeutig messbar.

Die Begriffe "Lautstärke" oder "Lautheit" sind ein Problem, weil diese zur Psycho-
Akustik gehören und solch eine persönliche Empfindung nicht klar bestimmbar ist.

Lautheit oder Lautstärke wird als psychologische Ergänzung der physischen Schall-
Stärke (Amplitude) auch nach anderen Parametern als dem Schalldruck beurteilt,
einschließlich der Frequenz, der Bandbreite, der spektralen Zusammensetzung, dem
Informationsgehalt, der zeitlichen Struktur, der subjektiven Einstellung, sowie der
Einwirkungsdauer des Schallsignals. Der gleiche Schall erzeugt nicht bei allen
Individuen (Menschen) die gleiche Lautheitsempfindung.

 
 
Als psychoakustische Größen zur Beschreibung der "Lautstärke" gibt es den "Lautstärkepegel"
(Lautheitspegel) LN mit der Einheit Phon und die "Lautheit" N mit der Einheit Sone.
 
Schalldruckpegel sind gemittelte Angaben ohne Bewertungsfilter, die um ±10 dB abweichen
können. Mit Schalldruck p ist immer der Schallwechseldruck als Effektivwert gemeint, ohne dass
das extra angegeben werden muss. Die Schalldruckamplitude bezeichnet den Scheitelwert bzw.
den Spitzenwert des Schalldrucks. Der Schalldruck (RMS) ist die wichtigste Größe in der
Schallmesstechnik.
Unser Gehör ist ein Schalldruckempfänger, also ein Schallsensor, weil die Trommelfelle
vom Schalldruck als Schallfeldgröße bewegt werden. Das ist die bedeutsame Wirkung
des Schall(wechsel)drucks.

Das Gehör ist kein Energieempfänger! Vergiss beim Hören von Musik die Schallintensität als
Energiegröße. Der wahrgenommene (empfundene) Schall - der Schalldruck - besteht aus
periodischen Druckschwankungen um einen stationären Mittelwert, dem atmosphärischen
Gleichdruck von 101 325 Pascal, dem der hörbare Schall überlagert ist.
Der Schall ist der Wechsel des Schalldrucks p, der in Pascal gemessen wird. 1 Pa ≡ 1 N/m2
1 J / m3 ≡ 1 kg / (m·s2). Bei p ist in der Akustik bzw. Tontechnik immer der Effektivwert gemeint.
 
Tabelle der Schallpegel L (Lautheit und Lärm)
mit den Schallgrößen Schalldruck bzw. Schallintensität
Lärm - Schallquellen
Beispiele mit Abstand

 
 Schalldruckpegel 
Lp in dB
 
 Düsenflugzeug in 30 m Entfernung 140
 Schmerzschwelle130
 Unwohlseinsschwelle120
 Kettensäge in 1 m Entfernung110
 Disco, 1 m vom Lautsprecher100
 Dieselmotor, 10 m entfernt90
 Rand einer Verkehrsstraße 5 m80
 Staubsauger in 1 m Entfernung70
 Normale Sprache in 1 m Abstand60
 Normale Wohnung, ruhige Ecke50
 Ruhige Bücherei, allgemein40
 Ruhiges Schlafzimmer bei Nacht30

 Ruhegeräusch im TV-Studio

20
 Blätterrascheln in der Ferne10
 Hörschwelle 0
Schalldruck p
in N/m² = Pa als
            Schallfeldgröße            
Schallintensität I
in W/m² als
   Schallenergiegröße   
  200 100
    63,2 10
    20 1
      6,3 0,1
      2 0,01
      0,63 0,001
      0,2 0,000 1
      0,063 0,000 01
      0,02 0,000 001
      0,006 3 0,000 000 1
      0,002 0,000 000 01
      0,000 63 0,000 000 001
      0,000 2 0,000 000 000 1
      0,000 063 0,000 000 000 01
      0,000 02 0,000 000 000 001 
 
Falsche Frage: "Presslufthammer. Wie viel dB?" Es fehlt die Angabe des Messabstands!
Achtung: Ein gegebener Schallpegel ohne Entfernungsangabe ist einfach nutzlos.
Typische Frage: Wie "laut" ist 15 dB? Gibt es einen Abstand von der Schallquelle?
 

Was ist denn Schallpegel?

Eine Reduktion des Schallleistungspegels der Schallquelle um 6 dB führt zu einer Reduktion des
Schalldruckpegels und des Schallintensitätspegels am Ort des Empfängers von ebenfalls 6 dB, auch
wenn die Schallleistung selbst auf den Faktor 0,25 – der Schalldruck aber auf den Faktor 0,5 und die
Schallintensität auf den Faktor 0,25 abgefallen ist. DerReferenzwert (Bezugswert) für den Schallpegel
wurde so gewählt, dass sich bei einer Schallkennimpedanz von Z0 = ρ·c = 400 N·s/m3 für den
Schallintensitätspegel der gleiche Wert ergibt wie für den Schalldruckpegel. Wir sprechen daher einfach
vom "Schallpegel" und lassen offen, ob Schalldruckpegel oder Schallintensitätspegel gemeint ist.
 
 
 
 
Der Pegel des Lärms hängt von der Entfernung zwischen der Schallquelle und dem
Ort der Messung, möglicherweise dem Ohr eines Hörers ab.

Ein Schalldruckpegel Lp in dB ist ohne den genannten Abstand r zur Schallquelle
wirklich nutzlos. Leider ist dieser Fehler (unbekannter Abstand) hierbei recht häufig.
Viele Anwender glauben wirklich falsch, dass eine Schallquelle einen festen dB-Wert
hätte; z. B. Presslufthammer = 110 dB und Düsenflugzeug = 130 dB. Abstand ???
Kein Abstand, dann vergiss die Dezibel-Angabe.

Die Schmerzschwelle liegt je nach Frequenzzusammensetzung und der
persönlichen Empfindlichkeit der Test-Person zwischen 120 dB und 140 dB.

 
 
 
 
 Die Schallleistung oder der Schallleistungspegel
 haben mit der Entfernung absolut nichts zu tun.
  Gedankenhilfe: Eine 100 Watt-Glühlampe emittiert ständig die gleiche
  Leistung. Das ist so – egal ob in 1 m, in 10 m oder in 100 m Abstand.
  Diese Watt ändern sich nicht mit der Entfernung (Abstand, Distanz).
 
 
Was ist laut? Lärm ist Schall, der stört oder schädigt.
 
Was wir Menschen als Lärm verurteilen, hängt nicht allein vom Schallpegel ab. Dabei
spielen soziale, physische und psychologische Faktoren eine Rolle. Neben der Art
eines Geräuschs und der persönlichen Geräuschempfindlichkeit ist sicher die
Erwartungshaltung eines Menschen für seine Beurteilung von Lärm entscheidend.
Bei erwünschten Geräuschen gilt die Einteilung in 'laut' oder 'zu laut' eben nicht.
In Wikipedia wird gerne das ungeliebte Wort Lärm in das Wort Geräusch geändert.
Kurt Tucholsky schrieb treffend: "Der eigene Hund macht keinen Lärm - er bellt nur"
und "Lärm ist das Geräusch der Anderen".
 
Was ist der größte Schalldruck?
Wie viele Dezibel hat das lauteste Geräusch?
 

Annahme: Der höchstmögliche Schalldruck von p = 101 325 Pa, der nicht
überschritten werden kann – da der mittlere Luftdruck von 101 325 Pa erreicht wird -
ist als Schalldruckpegel L = 20 · log (101 325 / 0,000 02) = 194 dB.
Achtung, Effektivwert ist nicht Spitzenwert.
Dieser theoretische Gedanke ist nicht richtig, weil ein chaotischer Schalldruck auch
unsymmetrisch sein kann. Es gibt keine obere Schalldruckgrenze.
Eine typisch unrichtige Aussage: "Kein Lärmpegel kann jemals 194 dB
überschreiten".
Bei 194 dB ist Schluss? Neben dieser Wahrnehmungsgrenze wird häufig noch ein
physikalisches Limit bei 194 dB diskutiert. Schall ist nichts anderes als eine "kleine"
Störung des Luftdrucks und bei 194 dB wird diese Störung theoretisch genauso
groß wie der Luftdruck selbst. Trotzdem sind noch "lautere Geräusche" bzw. "höhere
Schalldruckpegel" als vv, also "stark verzerrt" und "unsymmetrisch" möglich.
Diesen hohen Schalldruck hält kein Messmikrofon aus und auch der Mensch wird in
Gänze zerfetzt, wenn er sich etwa in der Nähe einer Atombombenexplosion befindet.
Da hilft auch kein Gehörschutz (Ohrenschützer oder Ohrstöpsel).
Diese Wahnsinns-Schallpegel werden niemals wirklich gemessen, sondern nur
geschätzt oder theoretisch berechnet.
 
Ultraschall von 20 kHz bis 1,5 GHz gehört nicht zum menschlichen Hörschall.
Für Infraschall unterhalb von 16 Hz ist das menschliche Ohr unempfindlich, wir
können jedoch hohen Schallpegel fühlen.

 
Schallfeldgrößen
Schalldruck, Schallschnelle, Amplitude,
Schallauslenkung, Spannung,
(Stromstärke, elektrischer Widerstand).
Reziprokes Abstandsgesetz 1/r
Schallenergiegrößen
Schallintensität, Schallenergiedichte,
Schallenergie, Schallleistung,
(elektrische Leistung).
Reziprokes Quadratgesetz 1/r²

Schalldruck, Schallintensität und ihre Pegel

 
Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen desZeichens.
Bei Dezimal-Eingabe ist stets der Punkt zu verwenden.

Während der Schalldruckpegel in Luft mit dem Schallintensitätspegel übereinstimmt,
wenn als Bezugs-Schallkennimpedanz Z0 = 400 N·s/m³ gewählt wird, ist das beim
entfernungsunabhängigen Schallleistungspegel nicht der Fall.

Störquelle - Musikinstrument? Schalleistung?
 
Schalldruckpegel sind nicht Schallleistungspegel

 
Es gibt keinen "dBA"-Wert für die Hörschwelle.
Diese Werte werden nicht in dBA angegeben, sondern als dBSPL; das heißt ohneBewertungsfilter.

Pegel-Vergleich beim Schalldruck und bei der Schallintensität
 
 
Schallleistungspegel
 
Die Schallfeldgröße als Schallwechseldruck p wirkt auf das Trommelfell des
Gehörorgans und ist generell für die subjektive Schallempfindung maßgeblich.
Wenn es um unsere Ohren und das Hören geht, empfiehlt es sich, die weniger
passenden Ausdrücke der Schallenergiegrößen, wie Schallleistung und
Schallintensität einmal beiseite zu lassen. Kümmern wir uns als Tontechniker
also beim Hören besonders um den Schalldruck als Schallfeldgröße, bzw. den
Schalldruckpegel.
Sicher braucht die Bauakustik unbedingt die Schallenergiegrößen - nur sind auf
diesem Berechnungsgebiet weniger die "künstlerischen Ohren" eingeschaltet.

Lärmometer
Schallpegel und der notwendige Messabstand
 
Quelle: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Der Schalldruckpegel nimmt im Freifeld mit 6 dB pro Entfernungsverdopplung ab. Siehe: Das 1/r-Gesetz.
Häufig wird behauptet, der Schalldruck p nähme nach den 1/r2-Gesetz ab. Das ist falsch, denn p ~ 1/r.

Siehe: Falsche Abnahme vom Schalldruck mit der Entfernung von der Schallquelle

Wie nimmt denn der Schall mit der Entfernung ab?
Abstandsdämpfung des Schallpegels

Der Zusammenhang von Schallintensität, Schalldruck undAbstandsgesetz:


Daraus folgt
 
Merke: Die häufig benutzte Bezeichnung "Intensität des Schalldrucks" ist nicht richtig.
Dafür sind "Größe", "Stärke", "Amplitude" oder "Pegel" zu nehmen.
"Schallintensität" ist Schallleistung pro Flächeneinheit, während "Druck" ein Maß für
Kraft pro Fächeneinheit ist. Intensität als Energiegröße ist nicht Druck als Feldgröße.
 
dB-Skala für Feldgrößen, wie Volt und Schalldruck
Zahlenverhältnis
 
Der Schalldruck ist die Kraft F in Newtons N eines Schalls
auf eine Fläche A in m2 senkrecht zur Richtung des Schalls.
Die SI-Einheit für den Schalldruck p ist N/m2 = Pa. p ~ 1/r.

Wie wird der Schalldruck gemessen?
Schall(druck)pegelmesser - SPL = Sound Pressure Level

 
Nebenbei, Verkäufer möchten uns immer einen Schalldruckpegelmesser mit digitaler Anzeige aufschwatzen.
Deutlich besser ablesbar ist jedoch eine analoge Anzeige - wie auf dieser Abbildung.

Merke - Vergleich dB und dBA:
Es gibt keine Umrechnungsformel von gemessenen
dBA-Werten in Schalldruckpegel dBSPL oder umgekehrt.

Das ist nur bei der Messung einer einzelnen Frequenz möglich.
 
Es gibt keine "dBA"-Kurve für die Hörschwelle beim menschlichen Hören.
 
Der bewertete Schallpegel ist also weder eine physiologische noch eine
physikalische Messgröße.
 
 
Audiogeräte zeigen in ihren Datenblättern häufig A-bewertete Pegel
- nicht weil das mit unserem Gehör übereinstimmen würde - sondern weil
damit beispielsweise Brummkomponenten versteckt werden können, die
sonst ein Datenblatt schlechter aussehen lassen.
 
Worte an helle Köpfe: Immer fragen, was ein Hersteller wohl zu
verbergen hat, wenn die A-Frequenzbewertung angegeben wird.
*)
 

*) http://www.google.com/search?q=Always+wonder+what+a+manufacturer+Rane&filter=0" target="_blank">

Der Pegelwert eines bewerteten oder eines unbewerteten 1 kHz-Sinustons sollte identisch sein.

Wie laut - wie schädlich?
Typische dB-A-Pegel

190 dBA  Schwere Waffen, etwa 10 m hinter der Waffe (maximaler Pegel)
180 dBA  Spielzeugpistole am Ohr abgefeuert (maximaler Pegel)
170 dBA  Ohrfeige aufs Ohr, Feuerwerksböller auf der Schulter explodiert, Handfeuerwaffen
 aus etwa 50 cm Entfernung (alles maximale Pegel)
160 dBA  Hammerschlag auf Messingrohr oder Stahlplatte aus 1 m Entfernung,
 Airbag-Entfaltung in unmittelbarer Nähe (30 cm - alles maximaler Pegel)
150 dBA  Hammerschlag in einer Schmiede aus 5 m Entfernung (maximaler Pegel)
130 dBA  Lautes Händeklatschen aus 1 m Entfernung (maximaler Pegel)
120 dBA  Trillerpfeife aus 1 m Entfernung, Probelauf von Düsenflugzeug in 15 m Entfernung
  Schmerzschwelle, ab hier Gehörschäden schon bei kurzer Einwirkung möglich
115 dBA  Startgeräusche von Flugzeugen in 10 m Entfernung
110 dBA  Martinshorn *) aus 10 m Entfernung, häufiger Schallpegel in Diskotheken und in
 der Nähe von Lautsprechern bei Rockkonzerten, Geige fast am Ohr eines
 Orchestermusikers (maximaler Pegel)
105 dBA  Kettensäge aus 1 m Entfernung, knallende Autotür aus 1 m Entfernung
 (max. Pegel), Rennwagen in 40 m Entfernung, möglicher Pegel bei Musik über
 Kopfhörer
100 dBA  Häufiger Pegel bei Musik über Kopfhörer, Presslufthammer in 10 m Entfernung
95 dBA  Lautes Schreien, Handkreissäge in 1 m Entfernung
90 dBA  Handschleifgerät im Freien in 1 m Entfernung
  Hörschaden bei Einwirkdauer von 40 Stunden pro Woche möglich
85 dBA  Motorkettensäge in 10 m Entfernung, lauter WC-Druckspüler in 1 m Entfernung
80 dBA  Sehr starker Straßenverkehrslärm, vorbei fahrender lärmender LKW in 7,5 m
 Entfernung, stark befahrene Autobahn in 25 m Entfernung
75 dBA  Vorbei fahrender PKW in 7,5 m Entfernung, nicht lärmgeminderter Gartenhäcksler
 aus 10 m Entfernung
70 dBA  Dauerschallpegel an Hauptverkehrsstraße tagsüber, leiser Haartrockner aus
 1 m Entfernung zum Ohr
65 dBA  Erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei ständiger Einwirkung
60 dBA  Lärmender Rasenmäher aus 10 m Entfernung
55 dBA  Zimmerlautstärke*) von Radio oder Fernseher aus 1 m Entfernung, lärmender
 Staubsauger aus 10 m Entfernung
50 dBA  Kühlschrank aus 1 m Entfernung, Vogelgezwitscher im Freien aus 15 m Entfernung
45 dBA  Übliche Wohngeräusche durch Sprechen oder Radio im Hintergrund
40 dBA  Lern- und Konzentrationsstörungen möglich
35 dBA  Sehr leiser Zimmerventilator bei geringer Geschwindigkeit aus 1 m Entfernung
25 dBA  Atemgeräusche aus 1 m Entfernung
0 dB    Hörschwelle
 
Laute Geräusche als A-bewerteter Schalldruckpegel in dBA
gemessen, ergeben immer zu niedrig gemessene Werte.
 
Es gibt keine Formel um die Kurven gleicher Lautstärkepegel zu berechnen
 
Merke - Vergleich dB und dBA:
               Es gibt keine Umrechnungsformel von gemessenen
               dBA-Werten in Schalldruckpegel dBSPL oder umgekehrt.

               Das ist nur bei der Messung einer einzelnen Frequenz möglich. 
 
Es gibt keine "dBA"-Kurve für die Hörschwelle beim menschlichen Hören.

Auch können keine gemessenen dBC-Werte in dBA Werte umgerechnet werden.
Die Frequenzzusammensetzung des Signals ist nicht bekannt.

*) Enger Frequenzbereich beim Martinshorn schafft hohe Lautstärke; siehe:
Lautsprecher-Wirkungsgrad im Vergleich zum Kennschalldruckpegel
 
"Amateure" fragen häufig nach den hohen dBs von einem Martinshorn. Mit jedem
genannten dB-Wert ist man zufrieden. Am wichtigen Abstand einer dB-Messung von
der Lärmquelle ist man nicht interessiert. So sind eben die "Dummies". Dumme Frage:
Wie laut ist ein Martinshorn? Je näher man mit dem Ohren dran ist, um so lauter ist es.
 
Die beliebte Begriff "Zimmerlautstärke"
 
Wer sich in seiner Wohnung vom Lärm des Nachbarn gestört fühlt, der meint, es müsste
doch eine messbaren Wert für die Zimmerlautärke geben, die der Nachbar nicht
überschreiten darf. Da Lautstärke eine persönliche schwer messbare subjektive
Empfindung am Ohr des Gestörten ist, wurde von den Gerichten kein allgemein gültiger
Dezibelwert für die Zimmerlautstärke festgelegt. Lärm ist immer das erzeugte störende
Geräusch der Anderen.
 
Es gibt keine objektive gerichtlich anerkannte Definition der Zimmerlautstärke anhand
von Schallpegelwerten; siehe:http://de.wikipedia.org/wiki/Zimmerlautstärke
 
Bewerteter Schall wird nicht in phon, sondern immer häufiger in dB(A) angegeben.
 
Ist bei der Messung des Störschalls (Lärm) als Schalldruckpegel einer Quelle die
Entfernung zum Messmikrofon nicht angegeben, so ist diese Angabe wertlos.

Leider passiert das recht häufig.
 
Der Schallleistungspegel in dB ist nicht der Schalldruckpegel (SPL) bzw. der
Schallintensitätspegel! Die Angaben werden oft nicht verstanden und verwechselt.

Bei Schallpegelmessgeräten wird der Schalldruckpegel durch verschiedene
Einstellgeschwindigkeiten der Anzeige (Einschwingzeit t) zeitbewertet. Dabei wird
zwischen drei Einstellungen unterschieden:
Slow (S): t = 1000 ms
Fast (F): t = 125 ms
Impuls (I): tein = 35 ms, taus = 1500 ms
Mit den Bewertungskurven A, B, C, D und Z werden Frequenzbewertungen der
Schalldruckpegel durchgeführt. Dabei werden linear gemessenen Schallpegel ein wenig
an das menschliche Hörempfinden angeglichen. Die Kurven B und D werden kaum noch
verwendet. Die Z-Bewertung ist ein Frequenzverlauf im Bereich 10 Hz bis 20 kHz, bei
dem die Abweichung von der Linearität ±1,5 dB beträgt, ohne Unlinearität des
Mikrofons. Nicht bewertete Schallpegel werden als "linear" oder "lin" bezeichnet. Damit
deutlich wird, wie der Schallpegel bei der Schallmessung bewertet wurde, werden die
Pegel mit Kennbuchstaben für die Zeitbewertung (S, F, I) und die Frequenzbewertung
(A, B, C, D, Z) versehen. Handelt es sich um einen Taktmaximalpegel, so wird dieses
durch den zusätzlichen Index T angezeigt.
Mittelungspegel werden mit dem Index "eq" oder "m" bezeichnet.
 
Messungen, die mit frequenzbewertenden Filtern gemacht werden, zeigen immer deutlich
niedrigere Werte an als unbewertete Schalldruckpegelangaben. Das wird vom Marketing
recht wohlwollend betrachtet, denn die dBA-Kurve ist der subjektiven Empfindlichkeit
menschlichen Gehörs bei geringer Lautstärke einem niedrigen Pegel um 40 dB mit stark
beschnittenen tiefen Frequenzen nachgebildet, auch wenn damit weit höhere Pegel
gemessen werden.
Man darf von dB-A-Messungen keine zutreffende Beschreibung der psychoakustischen
Lautstärke oder der Lautheit erwarten.

Schallmessung Bewertungsfilter - Berechnung Frequenz f in dBA
Schmerzschwelle als Tabelle

Wo liegt die Schmerzgrenze (Schmerzschwelle)?
 
Folgende runde Werte werden in der Audio-Literatur dafür angegeben:

Schmerzschwelle
Schalldruckpegel
Lp
     Schalldruck    
p
 140 dBSPL200 Pa
 137,5 dBSPL150 Pa
 134 dBSPL100 Pa
 130 dBSPL 63 Pa
 120 dBSPL 20 Pa
 
Mit Schmerzgrenze, auch Schmerzempfindungsschwelle oder Schmerzschwelle, bezeichnet man in der
Akustik die niedrigste Stärke eines Reizes, was vom Gehör als schmerzhaft empfunden wird. Solch ein
Lärmpegel ist ganz gewiss schädlich. Wegen der unterschiedlichen Empfindlichkeit der Menschen kann
kann es eben keine genaue Wertangabe geben.


Schalldruckpegel (SPL) und zulässige Einwirkungszeit bei Lärm
− Richtlinien für Lautstärke und Einwirkdauer (Dosis) −
 
Wie lange kann jemand einen bestimmten Schallpegel aushalten, bevor ein Hörschaden eintritt?
 
 Schalldruckpegel  Schalldruck  Erlaubte Einwirkungszeit 
115 dB11,2 Pa0,46875 Minuten (~30 sec)
112 dB7,96 Pa0,9375 Minuten (~1 min)
109 dB5,64 Pa1,875 Minuten (< 2 min)
106 dB3,99 Pa3,75 Minuten (< 4 min)
103 dB2,83 Pa7,5 Minuten
100 dB2,00 Pa15 Minuten
  97 dB1,42 Pa30 Minuten
  94 dB − − − − − − −1,00 Pa − − −1 Stunde − − − − − − − − − −
  91 dB0,71 Pa2 Stunden
  88 dB0,50 Pa4 Stunden
  85 dB0,36 Pa8 Stunden
  82 dB0,25 Pa16 Stunden
 
Anerkannte Richtlinien für eine empfohlene zulässige Einwirkungszeit (Einwirkdauer) bei einer
kontinuierlich zeitlich-gewichteten durchschnittlichen Lärmbelastung, nach NIOSH-AINSI und CDC.
Für alle 3 dB Schalldruckpegel (SPL) über 85 dB ist die zulässige Einwirkungszeit jeweils halbiert,
bevor Schäden am Gehör durch schädliche Lärmbelastung auftreten können.
NIOSH = National Institute for Occupational Safety and Health
CDC = Centers for Disease Control and Prevention.
OSHA = Occupational Safety and Health Administration.
NIOSH verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 85 dBA und eine
Verdopplungsrate von 3 dBA, um die Lärmdosis zu bestimmen.
OSHA verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 90 dBA und eine Verdopplungsrate
von 5 dBA, die weniger Arbeitnehmer über ihre gesamte Lebensarbeitszeit schützt.
Dieses stellt möglicherweise nicht die einzige weltweite Sicht des Themas dar.
Lärm ist ein zunehmendes Problem für die öffentliche Gesundheit und kann folgende negativen
gesundheitlichen Auswirkungen haben: Schwerhörigkeit, Schlafstörungen, Herz-Kreislauf- und
psychophysiologische Probleme, Leistungsabfall und negatives sozialen Verhalten.
Der Mensch empfindet und beurteilt Schallereignisse nach: Einwirkungsdauer, spektraler
Zusammensetzung, zeitlicher Struktur, Schallpegel, Informationsgehalt und subjektiver Einstellung.
NIOSH verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 85 dBA und eine Verdopplungsrate
von 3 dBA, um die Lärmdosis zu bestimmen.
OSHA verwendet die 8-Stunden-Einwirkung von Rauschen bei 90 dBA und eine Verdopplungsrate
von 5 dBA, die nur wenige Arbeitnehmer über ihre gesamte Lebensarbeitszeit schützt.
Die Beantwortung der Frage, ob NIOSH oder OSHA mit den dB-Werten "korrekter" ist, wird damit
zusammenhängen, ob das mehr aus der Sicht der Arbeitgeber oder der Arbeitnehmer gesehen wird.
Lärmschutz kostet immer Geld.

Einfach den Wert links oder rechts eingeben.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen desZeichens.
Bei Dezimal-Eingabe ist stets der Punkt zu verwenden.

Integrationszeit des Gehörs

Integrationszeiten des Gehörs:
ca. 100 µs bis 3 ms / 10 ms (Summenlokalisation)
ca. 5 ms bis 10 ms: Echoschwelle / Verdeckung
ca. 10 ms Kopplungsbreiten
ca. 50 ms Tonhöhenerkennung
ca. 250 ms Klangverschmierung / quasistationäre Vorgänge.

Die psychoakustische Lautstärke (Lautheit)

Merke: Welcher Erhöhung entspricht der Verdopplung des Schalls (Faktor = 2)?
Eine Erhöhung des Schallpegels um 3 dB entspricht der Verdopplung der Schallintensität.
Eine Erhöhung des Schallpegels um 6 dB entspricht der Verdopplung des Schalldrucks.
Eine Erhöhung des Schallpegels um 10 dB soll der Empfindung "doppelte Lautstärke" entsprechen.

Die subjektiv empfundene "Lautstärke" bzw. der "Lautstärkepegel" und der künstliche Begriff "Lautheit"
bzw. der "Lautheitspegel" ist als Empfindungsgröße des menschlichen Hörempfindens nicht mit der
objektiven Messgröße Schalldruck in einen Topf zu werfen.
Der Schalldruck als Schallfeldgröße ist nicht das Gleiche, wie die Schallintensität als Schallenergiegröße.
Psychoakustiker sagen uns, dass eine Pegel-Erhöhung um 10 dB den Eindruck einer
Lautheitsverdopplung ergeben soll. Hat man 6 Geigen als Anfangsquelle, dann braucht man angeblich
das 10-fache an Geigen, also 60 Geigen, um die psychoakustische Lautstärke (Lautheit) zu verdoppeln.

 
Halbe Lautstärke ≡ Pegel  −10 dBDoppelte Lautstärke ≡ Pegel              +10 dB 
Halber Schalldruck ≡ Pegel −6 dBDoppelter Schalldruck = Pegel             +6 dB
Halbe Leistung ≡ Pegel       −3 dBDoppelte Leistung ≡ Pegel                   +3 dB
Vierfache Leistung ≡ Pegel +6 dBZehnfache Leistung ≡ Pegel               +10 dB
Doppelter Abstand ≡ Pegel −6 dBDoppelte Anzahl  (Doppelte Leistung)  +3 dB
 
Merke: Um zum Beispiel bei der Beschallung mit auseinander stehenden
Lautsprechern den doppelten Schalldruck wie bei "einem" Verstärker zu erhalten,
wird davon die vierfache Leistung benötigt. Man braucht also für den doppelten
"Schalldruck"
beispielsweise vier parallel geschaltete Verstärker gleicher Bauart.
Häufig hört man die Anfängerfrage: Wie viel mehr Lautsprecherpower braucht man für
die doppelte "Lautstärke"? Dafür braucht man etwa das Zehnfache an Leistung.

Schallpegel-Vergleichstabelle und die Faktoren

Die Schallpegelabhängigkeit und die dazugehörende Änderung des Faktors bei subjektiv
empfundener Lautstärke (Lautheit), objektiv gemessenem Schalldruck (Spannung) und
berechneter Schallintensität (Leistung).

Wie viel dB Pegeländerung ist zweimal, halb oder viermal so laut?
Wie viel dB erscheinen doppelt so laut zu sein? Hier sind die unterschiedlichen Faktoren.
Faktor bedeutet "das Wievielfache", also "wie oft" ... Verdopplung der Lautstärke.
 
Pegel-
Änderung
Lautstärke
Lautheit
Spannung
Schalldruck
Schallleistung
Schallintensität
+60 dB641 000  1 000 000
+50 dB32316  100 000
+40 dB1610010 000
+30 dB8 31,61 000
+20 dB410100
+10 dB 2,0 = Verdopplung 3,16 = v1010
+6 dB1,52 fach 2,0 = Verdopplung 4,0
+3 dB1,23 fach1,414 fach = v2 2,0 = Verdopplung
- - - - ±0 dB - - - - - - - - 1,0 - - - - - - -- - - - 1,0 - - - - - - - - - - - 1,0 - - - - -
-3 dB0,816 fach0,707 fach 0,5 = Halbierung
-6 dB0,660 fach 0,5 = Halbierung0,25
10 dB 0,5 = Halbierung0,3160,1
−20 dB1/4 = 0,25      0,1000,01
−30 dB1/8 = 0,125    0,031 60,001
−40 dB1/16 = 0,062 5 0,010 00,000 1
−50 dB  1/32 = 0,031 2   0,003 2     0,000 01
−60 dB1/64 = 0,015 6  0,001 0    0,000 001
Log. GrößePsychogrößeFeldgrößeEnergiegröße
dB-
Änderung
Lautstärke-
faktor
Amplituden-
faktor
Leistungs-
faktor

Die psychoakustische Lautstärke bzw. Lautheit ist eine subjektive Empfindungsgröße.

Ist 10 dB oder 6 dB Schallpegeländerung eine Verdopplung oder Halbierung der Lautstärke?
Über den Zusammenhang zwischen Schallpegel und Lautheit gibt es verschiedene Theorien. Weit
verbreitet ist immer noch die Theorie des Psychoakustik-Pioniers Stanley Smith Stevens, der angibt,
dass die doppelte oder die halbe Lautheitsempfindung einer Pegeldifferenz von 10 dB entspricht.
Neuere Untersuchungen von Richard M. Warren führen dagegen zu einer Pegeldifferenz von nur 6 dB. *)
Das heißt, dass doppelter Schalldruck einer doppelten Lautheit entspricht. Der Psychologe
John G. Neuhoff fand heraus, dass das Gehör für ansteigende Pegel empfindlicher ist als für abfallende
Pegel. Bei gleicher Pegeldifferenz ist die Lautheitsänderung von leise nach laut stärker als von laut nach
leise.
Die derzeitige Skala der Sone Lautheit stellt damit keine grundlegende Beziehung zwischen Reiz und
Empfindung dar.
*) Richard M. Warren, "Elimination of Biases in Loudness Judgments for Tones", 1970, Journal
of the Acoust. Soc. Am. Volume 48, Issue 6B, pp. 1397 - 1403
and
Richard M. Warren, "Quantification of Loudness", 1973, American Journal of Psychology,
Vol 86 (4), pp. 807 - 825

 
John G. Neuhoff, "An adaptive bias in the perception of looming auditory motion", 2001,
Ecological Psychology 13 (2) pp. 87 - 110
and
John G. Neuhoff, "Perceptual Bias for Rising Tones", 1998, Nature, Volume 395,
10 September

 
 Zitat: When known experimental biases were eliminated, half loudness was equal to half sound
pressure level (−6 dB) from 45 to 90 dB.
Übersetzung: Wenn die bekannten experimentellen systematischen Fehler beseitigt wurden, dann war
die halbe Lautheit gleich dem Schalldruckpegel von (−6 dB) bei einem Pegel von 45 bis 90 dB.
Hieraus folgt, dass die Bestimmung der doppelten Lautstärke (Lautheit) nicht wie bisher so
dogmatisch festgelegt werden sollte. Wirklichkeitsnäher ist die Angabe:
 
 
Eine empfundene Verdopplung der Lautstärke entspricht
etwa einer Pegeländerung zwischen 6 dB und 10 dB.

 
 
 
 
Frage: Wie groß ist der Standard-Abstand, um den Schalldruckpegel von einer Schallquelle zu messen?
Es gibt keinen genormten Abstand. Er hängt von der Größe der Schallquelle und dem Schallpegel ab.

Schalldruck ist nicht Schallintensität
 
 
Unterscheide: Schalldruck p ist eine "Schallfeldgröße"
und Schallintensität I ist eine "Schallenergiegröße".
Selten wird dieses in der Lehre scharf genug getrennt
und bisweilen sogar unrichtig gleichgesetzt. Aber I~p2.
 

Änderung der Schallleistung mit dem Abstand ist Unsinn
 
 
Frage: Wie geht denn die Abnahme der Schallleistung mit der Entfernung?"
Antwort:" April - April. Die Schalleistung Pak nimmt nicht mit der Entfernung von
der Schallquelle ab."
 
Der Schallleistungspegel bzw. die Schallleistung ist fest an die Schallquelle
gebunden. Die Schallleistung ist von der Entfernung wirklich unabhängig.

 
Schalldruckpegel und Schallintensiätspegel verringern gleichermaßen mit der
Entfernung von der Schallquelle ihren Dezibel-Wert. Jedoch hat die Schallleistung
bzw. der Schallleistungspegel nichts (!) mit der Entfernung von der Schallquelle zu
tun.
Gedankenhilfe: Eine 100-Watt-Glühlampe hat in 1 m und in 10 m Entfernung wirklich
immer die gleichen 100 Watt, die von der Lampe ständig abgestrahlt (emittiert) wird.
Diese Watt ändern sich nicht mit der Entfernung.
 
Eine häufige Frage: "Ist die Schallleistung entfernungsabhängig oder
abstandsabhängig?" Die klare Antwort ist: "Nein, weder noch."
 
Wir betrachten Schallfelder in der Luft, die durch die skalare Größe p (Schalldruck)
und der Vektorgröße v (Schallschnelle) als Schallfeldgröße beschrieben werden.
 
 
 
Der Schalldruck (Schallwechseldruck) p in Pascal (Newton pro Quadratmeter)
ist nicht die gleiche physikalische Größe, wie die Intensität (Schallintensität) J
oder I in Watt pro Quadratmeter.
... und die Schallleistung sinkt nicht mit der Entfernung r von der Schallquelle J
oder I in Watt pro Quadratmeter.
- weder mit 1 / r noch mit 1 / r2
.
 
 
 
 
 
Als Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) braucht man die Schall-
intensität und die Schallleistung – jedoch benötigt man als Tontechniker und
Sound-Designer (Ohrenmensch) diese Schallenergiegröße kaum.
 
Daher sollte man sich eher um die Schallfeldgröße, den Schallwechseldruck
kümmern und um den Pegel (Schalldruckpegel SPL) als Wirkung an den
Trommelfellen des Gehörs und an den Membranen der Mikrofone, sowie der
entsprechenden Audiospannung bzw. dem Spannungspegel.
 

Schalldruck und Schallleistung − Wirkung und Ursache

Verhältnisgrößen und Pegel

Das Dezibel ist definiert als der 20-fache Zehner-Logarithmus eines Verhältnisse
linearer Größen zueinander und als 10-facher Zehner-Logarithmus eines Verhältnisses
quadratischer Größen zueinander.
Verhältnisse von elektrischen oder akustischen Größen, wie elektrische Spannung und
den Schalldruck bezeichnet man als Faktoren; z. B. Reflexionsfaktor.
Verhältnisse von quadratischen Größen zueinander, wie Leistung und Energie heißen
Grade; z. B. Wirkungsgrad.
Drückt man Verhältnisse von elektrischen oder akustischen Größen gleicher Einheit
zueinander logarithmisch aus, so erhält man Maße, z. B.Übertragungsmaß oder auch
Pegel; z. B. Schalldruckpegel.

Schallpegelberechnung

Schallpegeländerung

Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Punktschallquelle - Theorie

Mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle wird ein Geräusch schwächer.
Bei einer Punktschallquelle und der Annahme einer kugelförmigen Schallausbreitung ergibt sich die Abnahme des Schallpegels somit zu:

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Die Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung bei einer Punktschallquelle beträgt nach der Theorie 6 dB.

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Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Punktschallquelle - Praxiswert

Bei der Schallpegelabnahme im Freifeld sind weitere wesentliche Einflüsse zu berücksichtigen:
- Bodendämpfung
- Luftabsorption
- Metrologische Einflüsse (Temperatur, Wind usw.)
Um diese Einflüsse zu berücksichtigen hat sich in der Praxis gezeigt, dass mit einer Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung von 5 dB zu rechnen ist.

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

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Diagramm - Entfernungsbedingte Schallpegelabnahme Punktschallquelle

Die Entfernungsbedingte Pegelabnahme beträgt 5 dB(A) bei Entfernungsverdoppelung.

Beispiel:
Schallpegel von 60 dB(A) in 10 m Entfernung entspricht einem Schallpegel von 50 dB(A) in 40 m Entfernung.

Berechnungsprogramm

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Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Linienschallquellen

Im Gegensatz zur Punktschallquelle, bei der man von einer kugelförmigen Ausbreitung der Schallwellen ausgeht, breiten sich bei sehr langen Linienschallquellen (z. B. Eisenbahnzug, Autokolonne, Rohrleitung) die Schallwellen auf einer Zylinder-oberfläche aus.

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Die Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung einer Linienschallquellen beträgt 3 dB.

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Schallpegelerhöhung bei mehreren gleichlauten Schallquellen

Wirken mehrere Schallquellen gleicher Lautstärke nebeneinander, erhöht sich der Schalldruckpegel um folgende Werte:

L pges = Schalldruckpegel gesamt (dB)
L pi = Schalldruckpegel der Einzelquellen (dB)
n = Anzahl gleichlauter Schallquellen  
Δ L p = Schallpegelerhöhung (dB)

L pges = Schalldruckpegel gesamt (dB)
L pi = Schalldruckpegel der Einzelquellen (dB)
n = Anzahl gleichlauter Schallquellen  
Δ L p = Schallpegelerhöhung (dB)


Anzahl­ Schall­quellen 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Schall­pegel­er­höhung (dB) 3,0 4,8 6,0 7,0 7,8 8,5 9,0 9,5 10,0 10,4 10,8

Berechnungsprogramm

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Summenpegel von mehreren ungleichlauten Schallquellen

Bei der Ermittlung des Gesamtschallpegels von mehreren Schallquellen mit unterschiedlichen Schallpegeln ist der Schallpegel wie folgt zu ermitteln:

L pges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 

L pges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 

Schallpegelerhöhung der lauteren Schallquelle , bei zwei Schallquellen mit unterschiedlichem Schallpegeln.

Schall­pegel­differenz
zweier Schall­quellen (dB)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Schall­pegel­erhöhung der
lauteren Schall­quelle(dB)
3,0 2,5 2,1 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4

Berechnungsprogramm

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Energetische Mittelwertbildung von mehreren Schallquellen

L m = Mittelwert-Schalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 

L m = Mittelwert-Schalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 


Zulässige Überschreitung des Mitteilungspegels bei zeitlich begrenztem Betrieb

Bei einem Schallpegel treten oftmals unterschiedliche Schallpegelwerte über einen gewissen Zeitraum auf, oder die Einwirkzeit wirkt nicht über die gesamte Tages- oder Nachtzeit. Die Schallpegel werden dann nach ihren zeitlichen Anteilen nach der Energetischen Mittelwertbildung summiert, so dass eine Pegelerhöhung für einzelne Zeitintervalle möglich ist.
Die Summe aus der zeitlichen Betrachtung darf den zulässigen Schallpegel nicht überschreiten. Die Schallpegelerhöhung ist nach Tageszeit max. 16 Std. und Nachtzeit max. 8 Std. getrennt zu betrachten.

L p ges = Mitteilungspegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel während des Zeitintervalls t i (dB)
ΔL p = Schallpegelüberschreitung (dB)
T ges = zu betrachtende Gesamtzeit (Std.)
t i = Zeitintervall für Schalldruckpegel L pi (Std).
n = Anzahl Zeitintervalle (-) 

L p ges = Mitteilungspegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel während des Zeitintervalls t i (dB)
ΔL p = Schallpegelüberschreitung (dB)
T ges = zu betrachtende Gesamtzeit (Std.)
t i = Zeitintervall für Schalldruckpegel L pi (Std).
n = Anzahl Zeitintervalle (-) 

Überschreitung des Schallpegels bei zeitlich begrenztem Betrieb.

Zeit­inter­vall von L pi (Std.) 16 12 10 8 6 5 4 3 2 1
Über­schreitung (dB) tags 0 1 2 3 4 5 6 7 9 12
Über­schreitung (dB) nachts 0 1 2 3 4 6 9

Faustformel: Eine Halbierung (Verdoppelung) der Einwirkungszeit eines Geräusches vermindert (erhöht) seinen Mittelungspegel um ca. 3 dB.

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Störpegel

Subtraktion von Schallpegeln - Berechnung des Schallpegels ohne Störpegel

Die Subtraktion von Schallpegeln wird bei folgenden Auswertungen bzw. Berechnungen angewendet:
Messung einer Schallquelle
Bei der Messung einer Schallquelle wird ein Gesamtpegel gemessen der sich aus der zu messenden Schallquelle und einem Umgebungsgeräusch (Störpegel) ergibt. Um eine Aussage über den absoluten Schallpegel (L Nutz) der zu messenden Schallquelle machen zu können, ist die Subtraktion von Schallpegeln anzuwenden. In Abhängigkeit der Differenz zwischen Gesamt- und Störpegel ist der unten aufgeführte Korrekturpegel vom Gesamtpegel abzuziehen. Das Ergebnis ist der Schallpegel der zu messenden Schallquelle. Beträgt die Differenz zwischen Gesamt- und Störpegel mehr als 10 dB, kann die Pegelsubtraktion entfallen, da der Gesamtpegel dem Schallpegel der zu messenden Schallquelle entspricht.

Berechnung des Nutzpegels
Bei der Auslegung von Schalldämpfern ist eine zulässige Schallforderung gegeben (L ges). Sind mehrere Schallquellen zu berücksichtigen (L Stör), so kann mit der Schallpegelsubtraktion der zulässige Nutzpegel der letzten Schallquelle berechnet werden, so dass der Gesamtschallpegel nicht überschritten wird.

L Stör = Störpegel (dB)
L Nutz = Nutzpegel (dB)
L ges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L Kor = Korrekturpegel (dB)

L Stör = Störpegel (dB)
L Nutz = Nutzpegel (dB)
L ges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L Kor = Korrekturpegel (dB)

Bei einer Pegeldifferenz zwischen Gesamt- und Störpegel ist folgender Korrekturschallpegel vom Gesamtschallpegel abzuziehen.

L ges - L Stör (dB) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
L kor (dB) 6,87 4,33 3,02 2,20 1,65 1,26 0,97 0,75 0,58 0,46 0,36

Korrekturschallpegel bei Messungen mit Störpegel

Bei Schallpegelmessungen wird ein Gesamtpegel gemessen der sich aus der zu messenden Schallquelle und einem Umgebungsgeräusch (Störpegel) ergibt. Um die zu messende Schallquelle beurteilen zu können, ist der der unten dargestellte Korrekturschallpegel vom Gesamtpegel zu Subtraktieren. Beträgt die Differenz zwischen Nutzpegel und Störpegel mehr als 10 dB, kann die Pegelsubtraktion entfallen. L ges = Gesamtschallpegel (dB)  -  L Stör = Störpegel (dB)  -  L Kor = Korrekturschallpegel (dB) L Mess = Messpegel der zu messenden Schallquelle (dB)  -  L Mess = L ges - L Kor

Beispiel:
L ges = Gesamtschallpegel = 60 (dB)
L Stör = Störpegel = 56 (dB)
Differenz L ges - L Stör = 60 - 56 = 4 (dB)
L Kor = Korrekturschallpegel nach Diagramm = 2,2 (dB)
L Mess = Messpegel der zu messenden Schallquelle (dB)  -  L Mess = L ges - L Kor = 60 - 2,2 = 57,8 (dB)

Berechnungsprogramm

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Die Bezugswerte sind die Hörschwelle für das menschliche Gehör, sie entsprechen einem Schalldruckpegel von 0 dB.


Schalldruckpegel

Eine der zentralen Größen in der Akustik ist der Schalldruckpegel, der zur Beschreibung der Lautstärke benötigt wird.
Dieser ist als logarithmisches Maß für das Verhältnis zwischen dem gemessenen Schalldruck und einem Bezugsschalldruck definiert.

Schalldruck

Bezugs-Schalldruck

Schalldruckpegel

p = Schalldruck (Pa)
p 0 = Bezugs-Schalldruck (Pa)
L p = Schalldruckpegel (dB)

p = Schalldruck (Pa)
p 0 = Bezugs-Schalldruck (Pa)
L p = Schalldruckpegel (dB)

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Schallintensitätspegel

Die Schallintensität, die zu den Schallenergiegrößen gehört, bezeichnet die Schallleistung, die je Flächeneinheit durch eine durchschallte Fläche tritt.
Die zugehörige logarithmische Größe ist der Schallintensitätspegel.
Zwei inkohärente Schallquellen ergeben eine Schallintensitätspegel-Zunahme um 3 dB gegenüber einer Schallquelle.

Schallintensität

Bezugs-Schallintensität

Schallintensitätspegel

I = Schallintensität (W/m²)
I 0 = Bezugs-Schallintensität (W/m²)
L I = Schallintensitätspegel (dB)

I = Schallintensität (W/m²)
I 0 = Bezugs-Schallintensität (W/m²)
L I = Schallintensitätspegel (dB)

Schallschnellepegel

Die Schallschnelle v ist die zeitliche Ableitung der Schallauslenkung. Im Schallfeld ist sie eine vektorielle Größe. Sie gibt die Wechselgeschwindigkeit des schwingenden Teilchens im Medium an. Im europäischen Raum wird für die Schallschnelle ein Bezugswert v0 = 5·10-8 m/s beim Schalldruck von 20 µPa verwendet.
Die Schallschnelle in Luft bei einem Schalldruck von 0,1 Pa gleich einem Schalldruckpegel von 74 dB errechnet sich zu 0,25 mm/s, wobei die Schallgeschwindigkeit rund 340 m/s beträgt.

Schallschnelle

Bezugs-Schallschnelle

Schallschnellepegel

ν = Schallschnelle (m/s)
ν 0 = Bezugs-Schallschnelle (m/s)
L ν = Schallschnellepegel (dB)

ν = Schallschnelle (m/s)
ν 0 = Bezugs-Schallschnelle (m/s)
L ν = Schallschnellepegel (dB)

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Schallenergie

Die Schallenergie ist als Schallenergiegröße die Summe der in einem Schallfeld enthaltenen potentiellen und kinetischen Energie.
Die Schallwellen transportieren die Schallenergie von der Schallquelle weg in den umgebenden Raum. Die gesamte Energie, die von einer Schallquelle innerhalb von einer Sekunde abgestrahlt wird, heißt Schallleistung, die in Watt gemessen wird,

Schallenergie

Bezugs-Schallenergie

Schallenergiepegel

W = Schallenergie (J)
W 0 = Bezugs-Schallenergie (J)
L W = Schallenergiepegel (dB)

W = Schallenergie (J)
W 0 = Bezugs-Schallenergie (J)
L W = Schallenergiepegel (dB)


Schallenergiedichte

Die Schallenergiedichte (Formelzeichen E oder w) ist ein Maß zur Beschreibung der an einem bestimmten Ort des Schallfelds vorhandenen Schallenergie.
Sie ist eine Schallenergiegröße. Die zugehörige logarithmische Größe ist der Schallenergiedichtepegel.

Schallenergiedichte

Bezugs-Schallenergiedichte

Schallenergiedichtepegel

W = Schallenergiedichte (J/m³)
W 0 = Bezugs-Schallenergiedichte (J/m³)
L W = Schallenergiedichtepegel (dB)

W = Schallenergiedichte (J/m³)
W 0 = Bezugs-Schallenergiedichte (J/m³)
L W = Schallenergiedichtepegel (dB)

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Frequenz

Die Frequenz f bezeichnet die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde, stellt also eine Wiederholungshäufigkeit dar (Hertz: Hz = Schwingung/s).


f = Frequenz (1/s - Hz)
T = Periodendauer (s)

Infraschall < 16 Hz nicht hörbar
Hörschall von 16 Hz bis 20 kHz hörbar
Ultraschall von 20 kHz bis 1,6 GHz nicht hörbar
Hyperschall > 1 GHz nicht hörbar

f = Frequenz (1/s - Hz)
T = Periodendauer (s)

Infraschall < 16 Hz nicht hörbar
Hörschall von 16 Hz bis 20 kHz hörbar
Ultraschall von 20 kHz bis 1,6 GHz nicht hörbar
Hyperschall > 1 GHz nicht hörbar

Wellenlänge

Die Wellenlänge λ ist in einer sich ausbreitenden Welle der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Punkten des gleichen Schwingungszustandes, also z. B. zwischen zwei Maxima oder zwei Minima.
Eine Periode ist die zeitliche Dauer eines vollständigen Bewegungszyklus, nach dem wieder der gleiche Bewegungszustand erreicht wird.

Wellenlänge

Periodendauer

λ = Wellenlänge (m)
c = Schallgeschwindigkeit (m/s)
f = Frequenz (1/s - Hz)
T = Periodendauer (s)

λ = Wellenlänge (m)
c = Schallgeschwindigkeit (m/s)
f = Frequenz (1/s - Hz)
T = Periodendauer (s)

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Schallgeschwindigkeit

Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Schallwelle ausbreitet, sie ist abhängig von Art und Zustand des Mediums.

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Einfügungsdämmmaß eines Schalldämpfers

Das Einfügungsdämmmaß De ist die durch Vergleichsmessung mit und ohne Schalldämpfer ermittelte Pegelminderung.

D e = Einfügungsdämmmaß (dB) 
L po = Schalldruckpegel ohne Schalldämpfer (dB)
L pm = Schalldruckpegel mit Schalldämpfer (dB)

D e = Einfügungsdämmmaß (dB) 
L po = Schalldruckpegel ohne Schalldämpfer (dB)
L pm = Schalldruckpegel mit Schalldämpfer (dB)


Beurteilungspegel

Der Beurteilungspegel ist auf einen Bezugszeitraum (z.B. Tag oder Nacht) umgerechneter mittlerer Schallpegel, bei dem durch Pegelkorrekturen einzelne Besonderheiten der Geräusche (Tonhaltigkeit, Impulshaltigkeit) zusätzlich berücksichtigt werden können. Treten während einer Beurteilungszeit unterschiedliche Emissionen auf oder sind unterschiedliche Zuschläge für Ton- und Impulshaltigkeit oder Tageszeiten mit erhöhter Empfindlichkeit erforderlich, so ist zur Ermittlung der Geräuschimmission während der gesamten Beurteilungszeit diese in geeigneter Weise in Teilzeiten T j aufzuteilen, in denen die Emissionen im Wesentlichen gleichartig und die Zuschläge konstant sind. Der Beurteilungspegel wird für die Beurteilungszeiten tags und nachts getrennt ermittelt.

L r = Beurteilungspegel (dB)
T r = tags 16 Std. nachts 8 oder 1 Std.
T j = Teilzeit j (Std.)
N = Anzahl der gewählten Teilzeiten 
L Aeq,j = Mittelungspegel während der Teilzeit Tj (dB)
C met = meteorologische Korrektur (dB)
K T,j = Zuschlag für Ton- und Informationshaltigkeit in der Teilzeit Tj (dB)
K I,j = Zuschlag für Impulshaltigkeit in der Teilzeit Tj (dB)
K R,j = Zuschlag für Tageszeiten mit erhöhter Empfindlichkeit in der Teilzeit Tj (dB)

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Strömungsrauschen in Luftkanälen nach VDI 2081

Bei der Durchströmung von Luft in Rohrleitungen treten Strömungsgeräusche auf, die Abhängig sind von der Strömungsgeschwindigkeit, von dem Querschnitt des Kanals und dem Turbulenzgrad. Die nachfolgenden Formeln können nur als Näherungswerte angesehen werden, da fertigungstechnische Einflüsse einen großen Einfluss auf das Strömungsrauschen nehmen.
Das Strömungsrauschen sollte ca. 10 dB niedriger liegen als der Hauptschallpegel, da andernfalls sich der Hauptschallpegel erhöht.
In der Literatur werden unterschiedliche Formeln für das Strömungsrauschen genannt die nachfolgend aufgeführt werden.

L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Rohrquerschnitt (m²)  

L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Rohrquerschnitt (m²)  

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Strömungsrauschen in Abgasleitungen

L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Rohrquerschnitt (m²)  

L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
v = Strömungsgeschwindigkeit (m/s) 
A = Rohrquerschnitt (m²)  

Änderung des Strömungsrauschens bei Änderung des Volumenstroms

Δ L w = Änderung Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
V 1 = Ausgangs Volumenstrom (m³/s)
V 2 = geänderter Volumenstrom (m³/s)

Δ L w = Änderung Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
V 1 = Ausgangs Volumenstrom (m³/s)
V 2 = geänderter Volumenstrom (m³/s)

Volumenstromänderung der Luft bei Temperaturänderung

Δ V = Volumenstromänderung der Luft (m³/s) 
V 0 = Ausgangs Volumenstrom (m³/s)
T 1 = Ausgangs Temperatur (K)
T 2 = geänderte Temperatur (K)

Δ V = Volumenstromänderung der Luft (m³/s) 
V 0 = Ausgangs Volumenstrom (m³/s)
T 1 = Ausgangs Temperatur (K)
T 2 = geänderte Temperatur (K)

Oktavspektrum des Strömungsrauschens in Leitungen

Die Verteilung der Schallleistungspegel über die Oktavfrequenzen kann Näherungsweise nach folgendem Diagramm bestimmt werden. Dort sind auf der Abszisse, aus Oktav-Mittenfrequenz und Strömungsgeschwindigkeit, die jeweiligen Korrekturwerte aufgetragen. Diese sind zum oben ermittelten Gesamt-Schallleistungspegel zu addieren. Diese Zuordnung ist als Näherungswert zu betrachten.

L w Okt = Oktav-Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB) − Gesamtwert s. oben
ΔL w = Korrekturwert für Oktav-Schallleistungspegel (dB)

L w Okt = Oktav-Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB)
L w = Schallleistungspegel Strömungsrauschen (dB) − Gesamtwert s. oben
ΔL w = Korrekturwert für Oktav-Schallleistungspegel (dB)

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Gesamtschallpegel

Berechnung des mittleren Gesamtschallpegels, aus den einzelnen Schallpegelwerten der einzelnen Frequenzen.

L pg = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L p = Schalldruckpegel der einzelnen Frequenzen (dB)
n = Anzahl der Frequenzen 

L pg = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L p = Schalldruckpegel der einzelnen Frequenzen (dB)
n = Anzahl der Frequenzen 

Berechnungsprogramm


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Bewertungsfaktoren von Schallpegeln

Um die Lautstärkeempfindlichkeit des Menschen zu berücksichtigen, werden die Messwerte bei den einzelnen Frequenzen mit Bewertungsfaktoren beaufschlagt. Diese Werte entsprechen dem Empfinden des menschlichen Gehörs.
Die wichtigsten Bewertungsfaktoren sind die sogenannten A-Frequenzbewertungsfaktoren.

L pA = Schalldruck mit Bewertung (dB(A))
L p = Schalldruckpegel ohne Bewertung (dB)
BF = Bewertungsfaktor (dB) 

L pA = Schalldruck mit Bewertung (dB(A))
L p = Schalldruckpegel ohne Bewertung (dB)
BF = Bewertungsfaktor (dB) 


Bewertungsfaktoren bei den einzelnen Frequenzen:

Frequenz (Hz) 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
A - Bewertung (dB) -39,52 -26,21 -16,18 -8,67 -3,25 0,00 1,20 0,96 -1,15 -6,71
B - Bewertung (dB) -17,12 -9,36 -4,23 -1,36 -0,28 0,00 -0,09 -0,72 -2,94 -8,53
C - Bewertung (dB) -3,03 -0,82 -0,17 0,00 0,03 0,00 -0,17 -0,83 -3,05 -8,64
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Berechnung der Bewertungskurven A, B und C von Schallpegeln in Abhängigkeit der Frequenz

Um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen unterschiedlich laut empfindet, werden so genannte Frequenzbewertungskurven verwendet.
Da die Krümmung der Kurven gleicher Lautstärkepegel und damit der Frequenzgang des Gehörs vom Schalldruckpegel abhängig ist, wurden für unterschiedlich hohe Schalldruckpegel unterschiedliche Bewertungskurven definiert:
A-Bewertung: Entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 20-40 phon
B-Bewertung: Entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 50-70 phon
C-Bewertung: Entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 80-90 phon
Bewertete Pegel werden durch den entsprechenden Buchstaben der Frequenzbewertung als Index der Messgröße gekennzeichnet.

A (f) = A-Bewertungsfaktor (dB)
B (f) = B-Bewertungsfaktor (dB)
C (f) = C-Bewertungsfaktor (dB)
f = Frequenz (Hz) 

Berechnungsprogramm

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Oktav- und Terzbandfrequenzen

Bei der Breite der Frequenzbänder verhält sich die obere Grenzfrequenz des Spektrums zur unteren Grenzfrequenz wie folgt:

f o = obere Grenzfrequenz (Hz)
f u = untere Grenzfrequenz (Hz)

f o = obere Grenzfrequenz (Hz)
f u = untere Grenzfrequenz (Hz)

Frequenzwerte für Terz- und Oktavband:

Oktave 31,5 63 125 250
Terz 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315
Oktave 500 1000 2000 4000
Terz 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
Oktave 8000 16000
Terz 6300 8000 10000 12500 16000 20000

Umrechnung von Terz- in Oktavspektren

Der Schalldruckpegel für das Oktavspektrum ist aus dem Pegel auf der Oktavfrequenz und dem links und rechts liegenden Pegel der Terzfrequenz zu ermitteln.

L okt = Schalldruckpegel Oktavspektrum (dB)
L Terz = Schalldruckpegel Terzspektrum (dB)

L okt = Schalldruckpegel Oktavspektrum (dB)
L Terz = Schalldruckpegel Terzspektrum (dB)

Eine Berechnung von Oktav- in Terzwerte ist nicht möglich.

Berechnungsprogramm

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One thought on “Schalldruckpegel Berechnen Beispiel Essay

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