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 welcher als dB(X) oder mit dBX angegeben wird. Das Symbol X steht dabei für den im jeweiligen Fall konkret eingesetzten Bewertungsfilter. In praktischen Anwendungen üblich sind die A-Bewertung, ausgedrückt in dB(A), und bei hohen Schalldruckpegel eine C-Bewertung in dB(C). Die B- und D-Bewertung sind aus der zugrundeliegenden Norm für Schallpegelmessgeräte IEC 61672:2003 entfernt worden und besitzen nur noch eine historische Bedeutung.

Bewertungskurven[Bearbeiten | Quelltext 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 dBA oder 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]

mit kA ≈ 7,39705×109

mit kB ≈ 5,99185×109

mit kC ≈ 5,91797×109

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 | Quelltext 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 werden die A-Bewertung und die C-Bewertung verwendet (DIN EN ISO 9612). 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. Diese Zuschläge sind nur bei Lautstärkepegeln unterhalb 80 dB (Stand 2015) anzuwenden und dürfen in der Summe 6 dB nicht überschreiten. (DIN 45645-2)

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 | Quelltext bearbeiten]

Um die Wirkung von Schwingungen auf den menschlichen Körper zu beurteilen, werden ähnliche Frequenzbewertungen eingesetzt. So werden Humanschwingung (Ganzkörperschwingungen und Hand-Arm-Schwingungen) 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 | Quelltext 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 | Quelltext bearbeiten]

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

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]