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| Um ein Gefühl für die Einheit der Lautheit bzw. der Lautstärke und den Schallgrößen in dB zu
bekommen, zeigt die folgende Tabelle einige Schalldruckpegel von bekannten Umgebungs-
geräuschen. Auch wird der entsprechende Schalldruck und die Schallintensität angegeben. Man erkennt, dass die Dezibel-Skala Zahlengrößen in einem praktischen Bereich angibt. Schalldruckpegel sind gemittelte Angaben ohne Bewertungsfilter, die um ±10 dB abweichen können. Mit Schalldruck 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 ist die wichtigste Größe in der Schallmesstechnik. Das Ohr (das Gehör) ist ein Schalldruckempfänger, also ein Schallsensor d. h. die Tommelfelle werden vom Schalldruck (der Schallfeldgröße) bewegt. Vergiss beim Hören die Schallintensität als Energiegröße. Der wahrgenommene (empfundene) Schall besteht aus periodischen Druckschwankungen um einen stationären Mittelwert, den atmosphärischen Gleichdruck. Dieser Schall wird mit Schallwechsel- druck oder kurz Schalldruck (Effektivwert) bezeichnet, der gemessen wird in: Pascal (Pa) ≡ 1 N/m2 ≡ 1 J / m3 ≡ 1 kg / (m·s2). Bei p ist immer der Effektivwert gemeint. |
| Tabelle der Schallpegel L (Lautheit) mit entsprechendem Schalldruck und der Schallintensität |
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| Lärm - Schallquellen Beispiele mit Abstand |
Schalldruckpegel Lp in dBSPL |
Schalldruck p in N/m2 = Pa als Schallfeldgröße |
Schallintensität I in W/m2 als Schallenergiegröße |
| Düsenflugzeug in 30 m Entfernung | 140 | 200 | 100 |
| Schmerzschwelle | 130 | 63,2 | 10 |
| Unwohlseinsschwelle | 120 | 20 | 1 |
| Kettensäge in 1 m Entfernung | 110 | 6,3 | 0,1 |
| Disco, 1 m vom Lautsprecher | 100 | 2 | 0,01 |
| Dieselmotor, 10 m entfernt | 90 | 0,63 | 0,001 |
| Rand einer Verkehrsstraße 5 m | 80 | 0,2 | 0,0001 |
| Staubsauger in 1 m Entfernung | 70 | 0,063 | 0,00001 |
| Normale Sprache in 1 m Abstand | 60 | 0,02 | 0,000001 |
| Normale Wohnung, ruhige Ecke | 50 | 0,0063 | 0,0000001 |
| Ruhige Bücherei, allgemein | 40 | 0,002 | 0,00000001 |
| Ruhiges Schlafzimmer bei Nacht | 30 | 0,00063 | 0,000000001 |
Ruhegeräusch im TV-Studio |
20 | 0,0002 | 0,0000000001 |
| Blätterrascheln in der Ferne | 10 | 0,000063 | 0,00000000001 |
| Hörschwelle | 0 | 0,00002 | 0,000000000001 |
| Der Bezugs-Schalldruckpegel = dB ist die Hörschwelle mit einem Schalldruck von p0 = 20 µPa = 20 · 10−6 Pa = 2 · 10−5 Pa = 0,00002 N/m². Die Bezugs-Schallintensität ist dementsprechend I0 = 10−12 W/m2. |
| Der Pegel des Lärms hängt von der Entfernung zwischen der Schallquelle und dem Ort der Messung, möglicherweise dem Ohr eines Hörers ab. Der Schalldruckpegel Lp in dB ist ohne den genannten Abstand r zur Schallquelle wirklich nutzlos. Leider ist dieser Fehler (unbekannter Abstand) recht beliebt. |
| 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"." |
| Annahme: Der höchstmögliche Schalldruckpegel, der nicht überschritten werden
kann (da der mittlere Luftdruck von 101325 Pa erreicht wird) ist: L = 20 · log (101325 / 0,00002) = 194 dB. 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 falsche 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 Chaos, also "stark verzerrt" 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). Die Wahnsinns-Schallpegel werden niemals 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. |
| Die gesamte abgestrahlte Schallleistung wird von der Schallquelle
emittiert. Der Schalleistungspegel und die Schallleistung ist fest mit der
Schallquelle verbunden und ist von der Entfernung wirklich unabhängig. Der Schalldruckpegel ändert sich dagegen deutlich mit der Entfernung von der Schallquelle mit 1/r. |
Schallfeldgröße
 Schalldruck, Schallschnelle, Schallauslenkung, Spannung, (Stromstärke, elektrischer Widerstand). Reziprokes Abstandsgesetz 1/r |
Schallenergiegröße Schallintensität, Schallenergiedichte, Schallenergie, Schallleistung, (elektrische Leistung). Reziprokes Quadratgesetz 1/r² |
Störquelle - Musikinstrument?
Schalldruckpegel sind nicht Sc
| Der Bezug für 0 dB Schalldruckpegel ist die Hörschwelle mit einem Schalldruck
von p0 = 20 µPa = 20 · 10−6 Pa = 2 · 10−5 Pa = 0,00002 Pa oder N/m², eine Schallfeldgröße. Pa = Pascal. Die Bezugs-Schallintensität wäre dem entsprechend I0 = 10−12 W/m2, eine Schallenergiegröße. Für fortschreitende ebene Wellen gilt I ~ p2. Diese Pegelwerte sind nicht in dBA angegeben, sondern in dBSPL, also ohne Bewertungsfilter. 
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| 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 unpassenden Ausdrücke der Schallenergiegrößen, wie Schallleistung und Schallintensität einmal beiseite zu lassen. Kümmern wir uns als Tontechniker also beim Hören allein 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. |
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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 und Abstandsgesetz:
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| 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 Flächeneinheit ist. Intensität als Energiegröße ist nicht Druck als Feldgröße. |
| dB-Skala für Feldgrößen, wie Volt und Schalldruck |
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| 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. |
| 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
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 dBA | Hörschwelle |
*) Es gibt keine objektive Definition der Zimmerlautstärke anhand von
Schallpegelwerten; siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Zimmerlautstärke
Bewerteter Schall wird nicht in phon, sondern 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. Das passiert leider recht häufig.
| 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 die linear gemessenen Schallpegel etwas an das menschliche Hörempfinden angeglichen. Die Kurven B und D werden kaum verwendet. Die Z-Bewertung ist ein Frequenzverlauf im Bereich 10 Hz − 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 des 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 Lautstärke erwarten. |
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Schallmessung Bewertungsfilter - Berechnung Frequenz f in dBA
Die Tabelle der Schmerzschwelle
Wo liegt die Schmerzschwelle (Schmerzgrenze)?
Folgende runde Werte werden in der Audio-Literatur dafür angegeben:
| Schmerzschwelle | ||
| Schalldruckpegel Lp |
Schalldruck p |
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| 140 dBSPL | 200 Pa | |
| 137,5 dBSPL | 150 Pa | |
| 134 dBSPL | 100 Pa | |
| 130 dBSPL | 63 Pa | |
| 120 dBSPL | 20 Pa | |
| Mit Schmerzschwelle, auch Schmerzempfindungsschwelle oder Schmerzgrenze, bezeichnet man in der Akustik die niedrigste Stärke eines Reizes, was vom Gehör als schmerzhaft empfunden wird. Wegen der unterschiedlichen Empfindlichkeit der Menschen kann es eben keine genaue Wertangabe geben. |
Wie lange kann jemand einen bestimmten Schallpegel hören, bevor ein Hörschaden eintritt? |
| Schalldruckpegel | Erlaubte Einwirkungszeit |
| 115 dB | 0,46875 Minuten (~30 sec) |
| 112 dB | 0,9375 Minuten (~1 min) |
| 109 dB | 1,875 Minuten (< 2 min) |
| 106 dB | 3,75 Minuten (< 4 min) |
| 103 dB | 7,5 Minuten |
| 100 dB | 15 Minuten |
| 97 dB | 30 Minuten |
| 94 dB | 1 Stunde |
| 91 dB | 2 Stunden |
| 88 dB | 4 Stunden |
| 85 dB | 8 Stunden |
| 82 dB | 16 Stunden |
| Anerkannte Richtlinien für empfohlene zulässige Einwirkungszeit für eine kontinuierliche zeitlich gewichtete durchschnittliche Lärmbelastung, nach NIOSH und CDC - 2002. Für alle 3 dB über 85 dB ist die zulässige Einwirkungszeit jeweils halbiert, bevor mögliche Schäden auftreten können. |
Die psychoakustische Lautstärke (Lautheit)
| Merke: Welcher Erhöhung entspricht der Verdopplung des Schalls?. Eine Erhöhung des Schallpegels um 3 dB entspricht der Verdopplung (Faktor = 2) 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 dB | Doppelte Lautstärke ≡ Pegel +10 dB |
| Halber Schalldruck ≡ Pegel –6 dB | Doppelter Schalldruck ≡ Pegel +6 dB |
| Halbe Leistung ≡ Pegel –3 dB | Doppelte Leistung ≡ Pegel +3 dB |
| Vierfache Leistung ≡ Pegel +6 dB | Zehnfache Leistung ≡ Pegel +10 dB |
| Doppelter Abstand ≡ Pegel –6 dB | Doppelte 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: Wieviel mehr Lautsprecherpower brauche ich 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). Wieviel dB Pegeländerung ist zweimal, halb oder viermal so laut? Wieviel 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 |
| +40 dB | 16 | 100 | 10000 |
| +30 dB | 8 | 31,6 | 1000 |
| +20 dB | 4 | 10 | 100 |
| +10 dB | 2,0 = Verdopplung | 3,16 = √10 | 10 |
| +6 dB | 1,52 fach | 2,0 = Verdopplung | 4,0 |
| +3 dB | 1,23 fach | 1,414 fach = √2 | 2,0 = Verdopplung |
| - - - - ±0 dB - - - - | - - - - 1,0 - - - - - - - | - - - - 1,0 - - - - - - - | - - - - 1,0 - - - - - |
| −3 dB | 0,816 fach | 0,707 fach | 0,5 = Halbierung |
| −6 dB | 0,660 fach | 0,5 = Halbierung | 0,25 |
| −10 dB | 0,5 = Halbierung | 0,316 | 0,1 |
| −20 dB | 0,25 | 0,100 | 0,01 |
| −30 dB | 0,125 | 0,0316 | 0,001 |
| −40 dB | 0,0625 | 0,0100 | 0,0001 |
| Log. Größe | Psychogröße | Feldgröße | Energiegröße |
| 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" 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. |
| Subjektiv empfundene Lautstärke (Lautheit), objektiv gemessener Schalldruck (Spannung) und theoretisch berechnete Schallintensität (Schallleistung) Psychoakustik: Zusammenhang zwischen sone und phon |
| Umrechnung von Schalleinheiten (Pegel) Berechnungen von Schallgrößen und ihrer Pegel Umrechnung von Spannung U in dBm, dBu und dBV |
| Die gesamte abgestrahlte Schallleistung wird von der Schallquelle emittiert. Der Schalleistungspegel und die Schallleistung ist fest mit Schallquelle verbunden. Die Schallleistung ist von der Entfernung wirklich unabhängig. Dagegen ändert sich der Schalldruckpegel deutlich mit der Entfernung von der Schallquelle. |
| 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. |
| 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. |
| Oft wird der Schalldruck als Schallfeldgröße mit der Schallintensität als Schallenergiegröße verwechselt. Aber I ~ p2. |
| Merke: Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache - und der Schalldruck ist die Wirkung. Die Schallwirkung interessiert insbesondere den Tontechniker. Die Wirkung der Temperatur und des Schalldrucks. |
| Als Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) braucht man die Schall- intensität - jedoch benötigt man diese als Sound-Designer (Tontechniker) kaum. Die Trommelfelle unserer Ohren und auch die Mikrofonmembranen reagieren wirklich nur auf den Schalldruck und werden dadurch wirkungsvoll bewegt. Das tut eben nicht die Intensität, die Leistung oder gar die Energie. Wer in der Tontechnik mit der gestaltenden Tonaufnahme befasst ist, der kümmere sich weniger um die Ursache als Intensität, Leistung und Energie, sondern der achte eher auf die Wirkung von Schallwechseldruck und Schallpegel (Schalldruckpegel) an den Ohren und den Mikrofonen, sowie der diesem allen entsprechenden Audiospannung bzw. seinem 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. Pegel werden in Dezibel - Kurzzeichen dB - gemessen und angegeben. |
| Ist der Ausgangsspannungspegel 0 dB, also 100%, dann ist −3 dB entsprechend 70,7% und −6 dB entsprechend 50% der anfänglichen Ausgangsspannung. Das gilt für alle Feldgrößen, wie z. B. den Schalldruck. Ist der Ausgangsleistungspegel 0 dB, also 100%, dann ist −3 dB entsprechend 50% und −6 dB entsprechend 25% der anfänglichen Ausgangsleistung. Das gilt für alle Energiegrößen, wie z. B. die Schallintensität. Dieses ist häufig unklar. |
Umrechnung von Schalldruck in Schallleistung und umgekehrt
| Der Schalldruck ändert sich je nach Räumlichkeit und Abstand (Entfernung)
von der Schallquelle. Dagegen ist die Schallleistung einer Schallquelle
ortsunabhängig und raumunabhängig. Formeln zur Umrechnung: Schallleistung Pak = I · A in Watt Schallintensität I = peff2 / Z0 = Pak / A in W/m2 Durchströmte Fläche A = 4 · π · r2 in m2 (Kugel) Entfernung des Messpunkts von der Schallquelle r Hat nur beim Schalldruck Bedeutung - nicht bei der Schallleistung. Schallkennimpedanz von Luft Z0 = 413 N·s/m3 bei 20 °C Schalldruck peff in Pa = N/m2 Bei punktförmigen Schallquellen ist eine kugelförmige Fläche A anzusetzen. Je nach Anordnung im Raum sind folgende Kugelabschnitte zu berücksichtigen: Vollkugel - Schallquelle frei im Raum, Q = 1 Halbkugel - Schallquelle auf dem Boden, Q = 2 Viertelkugel - Schallquelle an der Wand, Q = 4 Achtelkugel - Schallquelle in der Ecke, Q = 8 Q = Richtungsfaktor und Fläche A = (4 · π · r2) / Q |
| Schalldruck und Schalleistung - Was ist Schallintensität? B&K |
| Wie nimmt der Schall mit der Entfernung ab? Wie hängt der Lärm von der Entfernung zur Schallquelle ab? Wie laut hören wir den Schall und wie misst man den Schall? |
Vergleiche Schallleistungspegel und Schalldruckpegel
im Abstand von der Quelle
| Eine typische Frage: "Wie groß ist die Lautstärke in dB bei einem Symphonieorchester?"
Antwort: "Das hängt wirklich sehr vom Abstand des Hörers vom Orchester ab." Diese Entfernungsangabe wird oft "vergessen". Man will nur eine dB-Zahl hören. Aber allein eine dB-Angabe ist wirklich sinnos. |
| Die ständige Unsicherheit bei der Antwort der Frage: "Wieviel dB ist denn eine Schallverdopplung"? Antwort: Verdopplung heißt "Faktor 2". Was soll denn beim "Schall" doppelt sein? Die doppelte (Schall)-Intensität ergibt sich bei einer (Schallintensitäts-)Pegelerhöhung von 3 dB. Der doppelte Schalldruck ergibt sich bei einer (Schalldruck-)Pegelerhöhung von 6 dB. Die doppelte Lautstärkeempfindung ergibt sich bei einer (Lautstärke-)Pegelerhöhung von etwa 10 dB. |
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