Schall breitet sich in Form von Schwingungen aus, die als Schallwellen bezeichnet werden (Ronner, n.d.). Die Schallwellen stimulieren das Trommelfell und werden vom Gehirn als Klang wahrgenommen. Schallwellen können sich in Amplitude und Frequenz unterscheiden. Die Amplitude beschreibt die Ausbreitung der Schwingungen einer Schallwelle und bestimmt damit die Lautstärke (dB) eines Geräusches.  Ein niedriger Schalldruckpegel entspricht einer leisen, ein hoher Pegel einer lauten Geräuschumgebung (Dr. Antwerpes et al., 2019). Die Tiefe oder Höhe eines Tones wird von der Frequenz (Hz) eines Geräusches bestimmt, das ist die Anzahl der Schwingungen einer Schallwelle pro Sekunde. Das menschliche Gehör ist besonders empfindlich für Geräusche im Bereich von 3’000 – 4’000 Hz.

Zur Orientierung einige Beispiele für Geräusche mit ihrer Lautstärke in Schalldruckpegel (dB) und ihrer Frequenz in Hertz (Hz):

Schalldruckpegel – Einflussfaktoren

Wie wir die Lautstärke eines Tons oder einer Schallquelle empfinden, hängt neben der Frequenzcharakteristik auch von der Umgebungsbedingungen und der Art der Schallquelle ab. Die Beschaffenheit der Umgebung, insbesondere das Vorhandensein von Hindernissen, hat einen grossen Einfluss auf die Schallausbreitung. In einem geschlossenen Raum kann der Schall reflektiert und verstärkt werden, während er im Freien abgestrahlt und gedämpft werden kann. Trifft der Schall auf ein Hindernis wie eine Wand, ein Gebäude oder einen Hügel, kann er absorbiert, reflektiert oder gebeugt werden.

Die Richtung der Schallausbreitung (Richtcharakteristik) ist ebenfalls entscheidend für die Wahrnehmung der Lautstärke. Einige Lautsprecher oder Sirenen verfügen über eine gerichtete Schallabstrahlung, d.h. der Schall wird gebündelt und auf die gerichtete Fläche übertragen. Im Bevölkerungsschutz ist in der Regel eine flächendeckende Alarmierung erwünscht. Qualitativ hochwertige Sirenen strahlen omnidirektional.

Die Entfernung zum Schallerzeuger hat ebenso einen grossen Einfluss auf den Schalldruckpegel einer Schallwelle. Je grösser der Abstand zum Schallerzeuger ist, desto geringer ist der Schalldruckpegel der Schallwelle, d.h. die Lautstärke des Geräusches nimmt ab. Der Grund dafür ist, dass Schall die Moleküle von Stoffen, aber auch von Luft, in Bewegung versetzt. Dabei wird die Energie der Schallwelle abgegeben und nach und nach absorbiert (Tontechnik-Seminar, n.d.). Niederfrequente Schallwellen verlieren deutlich weniger an Schalldruck als hochfrequente. Man kennt das im Alltag, Töne mit niedriger Frequenz wie Bässe sind von einer viel grösseren Distanz wahrnehmbar als Töne mit hohen Frequenzen wie Obertöne.

Schalldruckpegel und irrtümliche Annahmen

Beim Thema Schalldruckpegel kommt es oft zu fehlerhaften Annahmen, deshalb stellen wir hier einige Punkte bezüglich subjektiv empfundener Lautstärke klar:

• Eine Verdopplung der Leistung (in Watt) des Schallgebers führt zu einer Zunahme des Schalldruckpegels um ca. 3 dB. Eine Steigerung von 3 dB wird vom menschlichen Gehör nur als geringfügige Änderung der Lautstärke empfunden. Um die wahrgenommene Lautstärke zu verdoppeln, muss die Leistung eines Schallgebers verzehnfacht werden!

• Pneumatischen Sirenen erscheinen zwar vielen Menschen lauter als elektronischen Sirenen, tatsächlich liefern moderne elektronische Sirenen aber mehr Schalldruckpegel. Der Unterschied besteht darin, dass pneumatische Sirenen verstärkt auch Obertöne, auf die das menschliche Gehör empfindlich ist, abstrahlen.

• Elektronische Sirenen liefern mehr Schalldruckpegel als Motorsirenen, wie z.B. die E57. Manchen Menschen kommt eine Motorsirene dennoch lauter vor. Das liegt daran, dass der Schall der E57, aufgrund des pilzförmigen Sirenen Schutzdaches (siehe Bild unten), stärker in Richtung Boden abgestrahlt wird – vor allem im unmittelbaren Bereich der Sirene.

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Quellen Informationen:

Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft. (n.d.). Frequenzen, Schalldruck und Lautstärken. Abgerufen am 25. Juli, 2023 auf:  https://www.bgbau.de/themen/sicherheit-und-gesundheit/laerm-und-vibrationen/frequenzen-schalldruck-und-lautstaerken

Dr. Antwerpes, F.; Dr.Michel, O; Krüger, T.; Herzberg, M. (2019, Juni 1). Schalldruckpegel. DocCheck Flexikon. https://flexikon.doccheck.com/de/Schalldruckpegel

Dr.-Ing. Maue, J. H. (n.d.). Akustische Grundbegriffe. https://www.arbeitsplatz-laerm.de/fachinfos/akustische-grundbegriffe/

International Organization for Standardization. (2023). ISO 226:2023 Acoustics – Normal Equal-Loudness-Level Contours. Abgerufen am 26. Juli, 2023 auf:  https://www.iso.org/standard/83117.html

Reitemeyer, D. (n.d.). Allgemeine Begriffe der Akustik. Driesen-Kern. https://www.driesen-kern.de/produkte/schallpegelmesser/allgemeine-begriffe-der-akustik.php

Ronner, M. (n.d.). Frequenz – Physikalische Einheit für Schwingungen pro Sekunde. Audiosana. https://www.audisana.ch/blog/frequenz

Sengpielaudio. (n.d.).  Abnahme (Dämpfung) des Schallpegels in Dezibel (dB) in Abhängigkeit von der Änderung der Entfernung. Abgerufen am 27. Juli, 2023 auf: http://www.sengpielaudio.com/Rechner-entfernung.htm

Tontechnik-Seminar. (n.d.). Raumakustik. Abgerufen am 27. Juli, 2023 auf: https://www.tontechnik-seminar.de/exkurse/raumakustik/

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