Im Bereich des
akustischen Umweltschutzes gehört das Schallpegelmessgerät zu den
wichtigsten Hilfsmitteln zur korrekten Beurteilung von Schallereignissen.
Ohne ein entsprechendes Schallpegelmessgerät ist eine objektive Beurteilung von
Schall nicht möglich.
Damit Schall überhaupt
entstehen kann, ist eine Schallquelle und ein elastisches Medium (z. B.
Luft) erforderlich, in dem sich die von der Schallquelle ausgehenden
Schwingungen ausbreiten können. Die Schallquelle erzeugt Zonen mit
Verdichtungen und Verdünnungen der Luftmoleküle und somit
Luftdruckschwankungen, die dem immer vorhandenen Luftdruck überlagert
sind. Da die Ausbreitung wellenförmig erfolgt, spricht man von
Schallwellen. Sinusförmige Schwingungen erzeugen reine Töne, während
Geräusche aus einer Vielzahl von überlagerten Sinusschwingungen
bestehen. Der Schalldruck, bzw. die Amplitude der Druckänderungen im
elastischen Medium bestimmt die Lautstärke und die Frequenz die Tonhöhe.
Als Schallquelle kann
jeder feste Körper dienen, der zu elastischen Schwingungen angeregt wird.
Wenn dieser Körper von Luft umgeben ist, hat man bereits eine
Schallquelle.
Neben den zur
Schallerzeugung konzipierten Lautsprechern gibt es sehr viele unerwünschte
Schallquellen, deren Schallerzeugung häufig mit viel Aufwand unterdrückt
werden muss. Unerwünschter Schall, als Lärm bezeichnet, wird unter
anderem von Motoren, Maschinen oder dem Straßenverkehr hervorgerufen und
kann bei großer Belastung die Gesundheit gefährden.
Um die
akustische Umweltverschmutzung durch Lärm in Grenzen zu halten, gibt es
gesetzliche Regelungen, Vorschriften und Richtlinien. Zur Überprüfung
der Grenzwerte sind dann entsprechende Schallpegelmessgeräte erforderlich, an die je
nach Aufgabe unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen gestellt werden.
Da die Schallpegel häufig
sehr stark schwanken, sollte eine möglichst große Anzeigedynamik
vorhanden sein und verschiedene Messbereiche müssen sich hinreichend
überlappen. Des Weiteren sollten Schallpegelmessgeräte Anzeigen für Übersteuerung
und die Messbereichsunterschreitung haben. Da das Schallfeld durch den
Schallpegelmesser möglichst wenig beeinflusst werden soll, werden auch an
die mechanische Konstruktion gewisse Anforderungen gestellt.
Das menschliche
Gehör kann nur Schallschwingungen aufnehmen und verarbeiten, die
innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs liegen. So unterscheidet man
Infraschall (unterhalb des Hörbereichs), Hörschall und Ultraschall
(Schallschwingungen oberhalb des Hörbereichs).
Für
die Schallpegelmessung und insbesondere auch für Lärmschutzmaßnahmen
interessiert in erster Linie der Hörschall in einem Frequenzbereich von
16 Hz bis 16 kHz. Aber auch innerhalb des Hörbereichs ist das Hörvermögen
des Menschen über den Frequenzbereich keineswegs linear und nimmt mit
steigendem Alter stark ab. Daher ist es bei vielen Messungen sinnvoll, die
frequenzabhängige Pegelverteilung zu ermitteln. Als Sensor wird bei
einem Schallpegelmesser ein Elektret-Mikrofon eingesetzt. Ein
Elektret-Mikrofon besitzt einen weitgehend linearen Frequenzgang und
bietet sich somit als Messsensor für Schallpegel an.
Der
Gesetzgeber hat Grenzwerte für die Lärmimmission angegeben. Die Messung
der Werte soll 0,5 m außerhalb eines geöffneten Fensters erfolgen. Die
richtwerte sind bei Tag und Nacht unterschiedlich. Die Nachtzeit beginnt
um 22:00 Uhr und endet morgens um 6:00 Uhr. Bei der Nachtmessung wird nur
die lauteste Stunde in der Nacht beurteilt, am Tage wird der
Immissionswert auf 16 Stunden Messzeit bezogen.
Die Skala
der Schallpegelmessgeräte ist
so ausgelegt, das bei 0 dB die Hörschwelle
liegt
und bei 130 dB die Schmerzgrenze erreicht
wird.
Nach
der IEC-Norm wird der Schallpegel nach einer Bewertungskurve gemessen. Der
Lautstärkedruck bei gleichem Schalldruck wird dem Frequenzverlauf des
menschlichen Ohres angepaßt. Dazu befindet sich hinter dem
Messverstärker ein Filter mit der entsprechenden Durchlasskurve. Für Geräuschmessungen
in der Umwelt wird das Filter mir der Bewertungskurve A
herangezogen, daher ist die Einheit dB(A).
Schalldruck
Unter Schalldruck versteht man die in einer Schallwelle auftretenden
maximalen Druckabweichungen (Über-oder Unterdruck; Druckamplitude)
Die Empfindlichkeit des menschlichen
Ohres hängt von der Frequenz ab. Tiefe und sehr hohe Töne werden weniger
laut wahrgenommen als mittlere Töne. Unsere Schallmessgeräte berücksichtigen
dies, indem die im Schall enthaltenen Frequenzen entsprechend der A-Kurve
unterschiedlich gewichten.
Die mittels der Schallpegelmessgeräte erfassten Werte werden dann als
dB(A) angegeben. Im Umweltbereich ist die A-Bewertung die am häufigsten
vorkommende Frequenz-Bewertung.