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Phon/dB(A)

Das Geräusch ist vor allem im Beiwagen immer wieder ein Gesprächsthema, vor allem wenn es um Kinder im Beiwagen geht, daher dieser Lexikoneintrag. Er geht im wesentlichen auf Michael Hölscher zurück, der darüber in MG 19 eine kurze Orientierung verfasst hat.

Empfehlung für der Praxis

Kinder nicht neben einen lauten Motor setzten. Ohrenstöpsel aus Schaumstoff sind gut, besser ist ein Gehörschutz der vom Hörakustiker angefertigt wird. Gegebenenfalls gibt es die Profi-Ohrschützer auch beim Ohrenarzt auf Rezept.

Das Geräusch soll gemessen werden

Phon, Dezibel, dB(A), µbar, Sone – bei Geräuschmessungen scheint jeder sein eigenes Messverfahren zu verwenden. Für Laien ist die Verwirrung perfekt. Was steckt hinter den verschiedenen Einheiten und Verfahren?

Schall ist nichts anderes als eine Druckschwankung, die sich durch Luft oder andere Medien ausbreitet und im menschlichen Ohr das Trommelfell in Schwingung versetzt. Es liegt daher nahe, diese Druckschwankungen auch zur Messung zu nutzen. Das geschieht in Messinstrumenten über ein Mikrofon, das den Schalldruck in ein entsprechendes Spannungssignal umwandelt.

In der Natur treten jedoch sehr unterschiedliche Schalldrücke auf: Leises Blätterrauschen im Wald liegt bei etwa 0,5 nbar (Nanobar), während ein Presslufthammer ungefähr 100.000 nbar erreicht, also das 200.000-Fache. Da sich das Ohr an diese enorme Spannweite anpassen kann, empfinden wir den Presslufthammer allerdings nicht als 200.000-mal so laut.

Der Schalldruck beschreibt also das physikalische Geschehen, eignet sich jedoch nicht direkt dazu, die menschliche Hörempfindung wiederzugeben. Diese wurde als Lautstärke definiert; die dazugehörige Einheit heißt Phon.
Als 0 Phon wurde die Hörschwelle eines gesunden Hörvermögens festgelegt. Durch umfangreiche Versuchsreihen entstand ein Maßstab, bei dem eine Erhöhung um 8 bis 10 Phon einer Verdoppelung der subjektiv empfundenen Lautstärke entspricht.

Dieses Verfahren funktioniert gut bei Geräuschen mit nur einer Frequenz – etwa Pfeiftönen oder einzelnen Musiktönen. Bei komplexen Geräuschmischungen, wie sie in Fahrzeugen grundsätzlich auftreten, liefert es jedoch unbefriedigende Ergebnisse und wurde daher wieder verworfen.

Dezibel = Schalldruckpegel

Beim heute gebräuchlichen Verfahren greift man erneut auf die Schalldruckmessung zurück, nutzt jedoch zusätzlich die mathematische Operation des Logarithmus. Um Verwechslungen mit dem physikalischen Schalldruck zu vermeiden, spricht man nun vom Schalldruckpegel, gemessen in Dezibel (dB).

Da der Logarithmus nur die Skalierung verändert, jedoch nicht die zugrunde liegende physikalische Größe, ist das Dezibel keine physikalische Einheit, sondern eine Pseudoeinheit. Es zeigt an, dass die Messung auf einer logarithmischen Skala erfolgt.

Das bedeutet: Eine Verzehnfachung des Schalldrucks erhöht den Pegel um 20 dB, eine Hundertfachung um 40 dB. Diese Abstufung entspricht der Wahrnehmung des menschlichen Ohres bereits recht gut.

Wären nun alle Geräusche in ihrer Frequenzzusammensetzung identisch, wäre dieses Verfahren völlig ausreichend. Allerdings unterscheiden sich reale Geräusche stark in ihren Frequenzen. Zudem führen gleiche Schalldrücke bei verschiedenen Frequenzen zu unterschiedlichen Lautstärke-Empfindungen:

Tiefe Töne, z. B. 100 Hz, werden leiser wahrgenommen, ein Ton mit 1000 Hz erscheint bei gleichem Schalldruck deutlich lauter, bei sehr hohen Frequenzen (über 10.000 Hz) sinkt die Lautstärkeempfindung ebenfalls wieder.

Um dies auszugleichen, braucht man eine Frequenzbewertungskurve, die der Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs entspricht und dem Frequenzspektrum des gemessenen Geräusches überlagert wird. Da diese Kurven auch vom Lautstärkeniveau abhängen, wurden gleich mehrere Varianten definiert: A-, B-, C- und D-Kurve.

Für Messungen an und in Fahrzeugen hat sich die A-Kurve durchgesetzt. Der Schalldruckpegel wird dann als dB(A) angegeben. Alle gesetzlichen Grenzwerte und sonstigen Vergleichswerte beziehen sich auf diese Bewertung.

Auch die „Lautheit“ wird gemessen – Einheit: Sone

Trotzdem ist auch das A-bewertete Dezibel nicht das perfekte Maß. Es berücksichtigt beispielsweise nicht, dass Geräusche mit stark dominanten Einzelfrequenzen als besonders lästig empfunden werden. Solche Aspekte erfasst die sogenannte Lautheit nach Prof. Dr. Zwicker, deren Einheit Sone lautet. Diese Verfahren sind jedoch sehr komplex und werden selbst von Messtechnikern nicht immer vollständig verstanden.

Der A-bewertete Schalldruckpegel [dB(A)] wird daher auf absehbare Zeit der beste praktikable Kompromiss für die Bewertung von Geräuschen bleiben.