Frequenzbewertung

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Die Frequenzbewertung ist ein Verfahren zur frequenzabhängigen Anpassung von Schalldruckpegeln in der Akustik. Hierbei werden die Messgrößen durch ein bewertendes Filter gewichtet, das den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigt und somit die Messwerte dem menschlichen Hörempfinden anpasst. Die Frequenzbewertung ist ein frequenzabhängiger Abzug bzw. Zuschlag vom ermittelten Pegel und wird bewerteter Schalldruckpegel genannt. Heutzutage wird aus praktischen Gründen nur noch die A-Bewertung verwendet und teilweise in der Einheit dB(A) oder dBA angegeben.

Bewertungskurven[Bearbeiten]

Bewertungsfilter A, B, C, D und Empfindlichkeit des Gehörs

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, wie sie in nebenstehender Abbildung grafisch dargestellt sind. Dazu werden Filter mit empirisch angepassten Übertragungsfunktionen eingesetzt.

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
  • D-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei sehr hohen Schalldrücken

Bewertete Pegel werden durch den entsprechenden Buchstaben der Frequenzbewertung als Index der Messgröße gekennzeichnet. Z. B. wird ein A-bewerteter Schalldruckpegel mit LpA oder ein Schallleistungspegel mit LWA bezeichnet und in dB – in der Praxis auch häufig in dB(A) – angegeben. Dabei sollte letztere Schreibweise vermieden werden, da es sich bei dB(A) um keine andere Einheit als dB handelt.

Die vier Bewertungsfilter weisen folgende Übertragungsfunktionen GA…D(s) auf, wobei die analytische Beschreibung der Filter in der s-Ebene erfolgt: [1]


G_A(s)= {k_A \cdot s^4\over(s+129,4)^2\quad (s+676,7)\quad (s+4636)\quad (s+76655)^2}

mit kA ≈ 7,39705×109


G_B(s)= {k_B \cdot s^3\over(s+129,4)^2\quad (s+995,9)\quad (s+76655)^2}

mit kB ≈ 5,99185×109


G_C(s)= {k_C \cdot s^2\over(s+129,4)^2\quad (s+76655)^2}

mit kC ≈ 5,91797×109


G_D(s)= {k_D \cdot s \cdot (s^2 + 6532 s + 4,0975 \times 10^7)\over(s+1776,3)\quad (s+7288,5)\quad (s^2 + 21514 s + 3,8836 \times 10^8)}

mit kD ≈ 91104.32

Die angegeben Konstanten kA…D sind Faktoren, welche die Übertragungsfunktionen auf den Verstärkungsfaktor 1 (0 dB) bei 1 kHz normieren.

Verwendung[Bearbeiten]

Neue Kurven gleicher Lautstärkepegel (Isophone) nach ISO 226:2003

Besonders in der Technischen Akustik und im deutschen Rechtssystem wird überwiegend die A-Bewertung angewendet. Auch für die Bestimmung des Beurteilungspegels auf dem Gebiet des Lärmschutzes wird die A-Bewertung verwendet. Da für eine Reihe von Schallsituationen die wahrgenommene Lautstärke, die mögliche Belästigungswirkung und auch die potentielle Schädigung des Gehörs durch die Bewertungskurven jedoch nur unvollkommen wiedergegeben wird, sind bei der Geräuschbewertung noch Zuschläge für bestimmte Geräuschsituationen üblich: z. B. Zuschläge für Tonhaltigkeit („Quietschen“), Impulshaltigkeit („Hämmern“) usw. Der daraus resultierende Beurteilungspegel (Schalldruckpegel + Bewertungsfilter + Zuschläge) wird für die Überprüfung herangezogen, ob ein bestimmtes Geräuschniveau aufgrund gesetzlicher Richtlinien zulässig ist oder nicht.

Eine Alternative zur Verwendung von Bewertungskurven ist die Bestimmung der Lautheit nach DIN 45631 bzw. ISO 532 B. Hierbei wird die Lautstärkeempfindung des Gehörs besser erfasst.

Schwingungen[Bearbeiten]

Um den Wirkung von Schwingungen auf den menschliche Körper zu beurteilen, werden ähnliche Frequenzbewertungen eingesetzt. So werden Humanschwingung (Ganzkörperschwigungen und Hand-Arm-Schwigungen) zum Beispiel zur Beurteilung entsprechend der deutschen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung mit den Frequenzgängen der entsprechenden verschiedener ISO-Normen bewertet. Die wichtigsten sind:

  • Wk-Bewertung für vertikale Ganzkörperschwingungen in z-Richtung (ISO 2631-1)
  • Wd-Bewertung für horizontale Ganzkörperschwingungen in x- oder y-Richtung (ISO 2631-1)
  • Wh-Bewertung für Hand-Arm-Schwingungen (ISO 5349-1)

Es existieren aber für andere Anwendungszwecke noch weitere Kennlinien nach ISO 2631-1, ISO 2631-2 oder ISO 2631-4.

Literatur[Bearbeiten]

  • ISO/DIS 10845, Akustik – Frequenzbewertung „A“ für Geräuschmessungen. Berlin: Beuth Verlag, Ausgabe:1995-06
  • Jürgen H. Maue, Heinz Hoffmann und Arndt von Lüpke: 0 Dezibel plus 0 Dezibel gleich 3 Dezibel. Erich Schmidt Verlag, Berlin 2003, ISBN 3-503-07470-8.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Frequency weighting filter characteristics, (engl.) (Version vom 25. Februar 2013 im Internet Archive)

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]