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| Um ein Gefühl für die gehörten Schallgrößen in 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 |
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| 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? |
| Schalldruck p (Effektivwert) als Schallfeldgröße: Die Hörschwelle wurde als Bezugsschalldruck p0 = 20 µPa = 2 · 10−5 Pa festgelegt. Sie entspricht bei f = 1 kHz dem Schalldruckpegel Lp = 0 dB. Schallintensität I als Schallenergiegröße: Die Hörschwelle wurde auch als Bezugsschallintensität I0 = 10−12 W/m2 berechnet. Sie entspricht bei f = 1 kHz dem Schallintensitätspegel LW = 0 dB. Schalldruck p = √ (I × Z0) Schallintensität I = p2 / Z0 Schallkennimpedanz Z0 = 400 N·s/m3 |
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.
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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. |
| Es gibt keine Lärmabnahme oder Schallverminderung pro Meter. Die Schallpegelabnahme ist 6 dB pro Abstandsverdopplung. |
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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 |
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
| Der folgende Rechner zeigt die häufig gewünschte direkte Umrechnung von Schalldruck in Schallintensität und zurück mit der Schallkennimpedanz von Luft Z0 = 400 N·s/m3. |
| Einfach den Wert links oder rechts eingeben. Der Rechner arbeitet in beide Richtungen des ↔ Zeichens. |
| 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 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 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. |
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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 Fächeneinheit 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. |
Wie wird der Schalldruck gemessen?
Schall(druck)pegelmesser - SPL = Sound Pressure Level
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| 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 |
| 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. 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 |
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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 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. |
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| 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 dB | 11,2 Pa | 0,46875 Minuten (~30 sec) |
| 112 dB | 7,96 Pa | 0,9375 Minuten (~1 min) |
| 109 dB | 5,64 Pa | 1,875 Minuten (< 2 min) |
| 106 dB | 3,99 Pa | 3,75 Minuten (< 4 min) |
| 103 dB | 2,83 Pa | 7,5 Minuten |
| 100 dB | 2,00 Pa | 15 Minuten |
| 97 dB | 1,42 Pa | 30 Minuten |
| 94 dB − − − − − − − | 1,00 Pa − − − | 1 Stunde − − − − − − − − − − |
| 91 dB | 0,71 Pa | 2 Stunden |
| 88 dB | 0,50 Pa | 4 Stunden |
| 85 dB | 0,36 Pa | 8 Stunden |
| 82 dB | 0,25 Pa | 16 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 des ↔ Zeichens. |
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)? |
| 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: 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 dB | 64 | 1 000 | 1 000 000 |
| +50 dB | 32 | 316 | 100 000 |
| +40 dB | 16 | 100 | 10 000 |
| +30 dB | 8 | 31,6 | 1 000 |
| +20 dB | 4 | 10 | 100 |
| +10 dB | 2,0 = Verdopplung | 3,16 = v10 | 10 |
| +6 dB | 1,52 fach | 2,0 = Verdopplung | 4,0 |
| +3 dB | 1,23 fach | 1,414 fach = v2 | 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 | 1/4 = 0,25 | 0,100 | 0,01 |
| −30 dB | 1/8 = 0,125 | 0,031 6 | 0,001 |
| −40 dB | 1/16 = 0,062 5 | 0,010 0 | 0,000 1 |
| −50 dB | 1/32 = 0,031 2 | 0,003 2 | 0,000 01 |
| −60 dB | 1/64 = 0,015 6 | 0,001 0 | 0,000 001 |
| 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", 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: |
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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 |
| 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. |
| 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. |
| 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. |
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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. |
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Merke: Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache und der Schalldruck ist die Wirkung oder der Effekt. Wobei besonders den Tontechniker die Schallwirkung interessiert. Die Wirkung der Temperatur und des Schalldrucks: Schalldruck und Schallleistung – Wirkung (Effekt) und Ursache. |
| 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. Pegel werden in Dezibel - Kurzzeichen dB - gemessen und angegeben. |
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Ist der Ausgangsspannungspegel 0 dB, also 100%, dann ist der Pegel −3 dB entsprechend 70,7% und der Pegel −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 der Pegel −3 dB entsprechend 50% und der Pegel −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 · Ain Watt Schallintensität I = peff2 / Z0 = Pak / Ain W/m2 Durchströmte Fläche A = 4 · p · 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 · p · 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
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| Es gibt eine ständige Unsicherheit bei der Antwort der Frage: "Wie viel dB ist denn eine Schallverdopplung"? oder "Was ist der doppelte Schall?" 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. Doppelte Leistung = Faktor 2 ist 3 dB mehr berechneter Leistungspegel (Schallintensitätspegel). Doppelte Spannung = Faktor 2 ist 6 dB mehrgemessener Spannungspegel (Schalldruckpegel) ● Doppelte Lautheit = Faktor 2 ist 10 dB mehr empfundener Lautheitspegel (Psychoakustik). |
| Einfache Faustregel: Bei Arbeiten mit Leistung ist 3 dB das Doppelte und 10 dB das 10-fache. Beim Arbeiten mit Spannung oder Strom ist 6 dB das Doppelte und 20 dB das 10-fache. |
| Information über den Hörpegel - Hearing Level (HL) Audiometrische Schwellen von Sinustönen werden in "dB HL" ausgedrückt. |
| Frequenz | dB SPL | dB HL |
| 250 Hz | +15.0 | 0.0 |
| 500 Hz | +9.0 | 0.0 |
| 1000 Hz | +3.0 | 0.0 |
| 2000 Hz | −3.0 | 0.0 |
| 4000 Hz | −4.0 | 0.0 |
| 8000 Hz | +13.0 | 0.0 |
| In der analogen Tonstudiotechnik gibt es keine Leistungsanpassung. In Audio verwenden wir alleine Spannungsanpassung. Lies dazu bitte unbedingt sorgfältig folgende Information: "8-Ohm-Ausgang" und "200-Ohm-Eingang" − Was ist das? |
| Schwelle | Schalldruckpegel bei einer Frequenz von | ||||
| Frequenz | 8 Hz | 10 Hz | 12,5 Hz | 16 Hz | 20 Hz |
| Hörschwelle | 103 dB | 95 dB | 87 dB | 79 dB | 71 dB |
| Wahrnehmbarkeitsschwelle | 100 dB | 92 dB | 84 dB | 76 dB | 68 dB |
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