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Akustik

Akustik-Glossar

Expertenwissen

Begriffe zur Raumakustik und Lärmwirkung

Nachfolgend haben wir eine kleine Anzahl von Begriffen zu Beleuchtung und Licht ausgewählt. Weitere Definitionen finden Sie in den IBA-Fachschriften Nr. 8 Raumakustik und Nr. 11 Schall- und Lärmwirkung.


A-bewertete Schalldruckpegel – dB(A)
Der A-bewertete Schalldruckpegel ist der gewichtete Mittelwert des Schalldruckpegels (dB) in Abhängigkeit von der Frequenz eines Geräusches. Diese Wichtung berücksichtigt die Eigenschaft des menschlichen Gehörs, Schalldruckpegel bzw. Töne unterschiedlicher Frequenzen unterschiedlich stark wahrzunehmen. Besonders hoch ist die Empfindlichkeit im mittleren Frequenzbereich, dem Bereich der menschlichen Sprache.
Nahezu sämtliche Vorschriften und Richtlinien benennen Werte in dB(A).

Äquivalente Schallabsorptionsfläche
Die äquivalente Schallabsorptionsfläche A ergibt sich als Summe aller im Raum vorhandenen Flächen S, jeweils multipliziert mit dem zugehörigen Schallabsorptionsgrad α der jeweiligen Fläche:
A = α1S1 + α2S2 + α3S3 + … + αnSn

Auralisierung (Hörbarmachung)
Mit Hilfe der Auralisierung können im Rahmen der Gebäudeplanung die akustischen Bedingungen in einem Raum hörbar gemacht werden. Grundlage der raumakustischen Auralisierung können Simulationsrechnungen in einem Computermodell eines virtuellen Raums oder Messungen in einem realen Raum sein. So lassen sich die Hörbedingungen in Räumen vorab demonstrieren und Planungsvarianten direkter als durch Parameterwerte vergleichen.


Bauakustik
Bauakustik ist ein Gebiet der Bauphysik bzw. der Akustik, das sich mit der Auswirkung der baulichen Gegebenheiten auf die Schallausbreitung zwischen den Räumen eines Gebäudes bzw. zwischen dem Rauminneren und außerhalb des Gebäudes beschäftigt.

Beugungsschall
Trifft eine Schallwelle auf ein Hindernis, so erfährt sie an dessen Rändern eine Richtungsänderung. Ein Teil der Schallenergie gelangt dadurch in den Schattenbereich hinter dem Hindernis. Dieser quasi an der Kante „umgelenkte“ Teil des Schalls wird als Beugungsschall bezeichnet.

Beurteilungspegel (Lr)
Der Beurteilungspegel Lr (L für englisch „level” (= Pegel), r für englisch „rating“ (= beurteilen)) ist die maßgebliche Größe zur objektiven Bewertung der Lärmbelastung an einem Arbeitsplatz. Neben der Gewichtung des Schalldruckpegels in Abhängigkeit von der Frequenz (siehe A-bewerteter Schalldruckpegel) werden bei der Bestimmung des Schalldruckpegels Zu- und Abschläge je nach Charakteristik des Geräusches (z. B. Impulshaltigkeit oder deutliches Hervortreten einzelner Töne) und dessen Einwirkdauer berücksichtigt. Die Angabe des Beurteilungspegels erfolgt ebenfalls in dB(A).


Dezibel (dB)
Logarithmisch definierte Maßeinheit zur Angabe des Schalldruckpegels. Die für den Menschen relevante Skala reicht von 0 dB bis 140 dB. 0 dB bezieht sich auf einen Schalldruck von 20µPa.


Einzahlwerte der Schallabsorption
Zur vereinfachten Darstellung der frequenzabhängigen Größe des Schallabsorptionsgrades sowie zum groben Vergleich unterschiedlicher Schallabsorber werden so genannte „Einzahlwerte” genutzt. In Europa ist der „bewertete Schallabsorptionsgrad“ αw nach DIN EN ISO 11654 gebräuchlich. Im amerikanischen Raum verbreitete Einzahlwerte sind der NRC- und der SAA-Wert. Allen genannten Werten liegen Messungen der Schallabsorption in Terzen bzw. Oktaven zugrunde.

Für eine detaillierte raumakustische Planung ist die genaue Kenntnis dieser Schallabsorptionswerte in Terzen oder wenigstens in Oktaven erforderlich (siehe „Oktaven”).


Flatterecho
Ein Flatterecho kommt dadurch zustande, dass sich ein Schallsignal zwischen wenigstens zwei stark reflektierenden Flächen mehrfach hin- und herbewegt. Ein Flatterecho kann subjektiv wahrgenommen werden: ein Schuss oder Händeklatschen klingt dann wie ein schwächer werdendes Maschinengewehrfeuer. Flatterechos werden in der Regel als störend empfunden und sollten vermieden werden. Das kann durch die geometrische Raumgestaltung und/oder durch teilweises Belegen reflektierender Flächen mit absorbierendem Material erreicht werden.

Frequenz
Die Frequenz bezeichnet die Anzahl von Schalldruckänderungen pro Sekunde. Schallereignisse mit einer hohen Frequenz werden vom menschlichen Ohr als hohe Töne wahrgenommen, Schallereignisse mit niedriger Frequenz als tiefe Töne. Geräusche wie Rauschen, Straßenverkehr usw. beinhalten in der Regel eine Vielzahl von Frequenzen. Die Maßeinheit der Frequenz ist Hertz (Hz), 1 Hz = 1/s. Menschliche Sprache bewegt sich im Bereich von 250 Hz bis 2.000 Hz. Der Hörbereich des Menschen liegt zwischen 20 Hz und 20.000 Hz.


Hallraum
Hallräume sind spezielle Laborräume, deren Wände die auftreffenden Schallwellen zu einem sehr hohen Anteil reflektieren. Hallräume verfügen über besonders lange Nachhallzeiten im gesamten Frequenzbereich.

Hallraumverfahren
Das Hallraumverfahren dient zur Bestimmung des frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrades. Hierbei wird eine Probe des zu testenden Materials in einen Hallraum eingebracht. Aus der Veränderung der Nachhallzeit im Raum lässt sich die Schallabsorption eines Materials rechnerisch ermitteln.

Hintergrundgeräuschpegel
Als Hintergrundgeräusche werden in der Regel informationsarme Geräusche (z. B. der Klimaanlage oder des Straßenverkehrs) bezeichnet. Die Messung des Hintergrundgeräuschpegels erfolgt in dB oder unter Gewichtung ihrer Frequenzen entsprechend dem menschlichen Gehör in dB(A).
Er hat direkte Auswirkungen auf die Verständlichkeit von Sprache.

Hörsamkeit
Die Hörsamkeit eines Raumes bezeichnet dessen Eignung für bestimmte Nutzungen. Einfluss auf die Hörsamkeit hat die Beschaffenheit der Raumbegrenzungsflächen (Wand, Decke, Boden), der Einrichtungsgegenstände und der anwesenden Personen.


Isophone
Isophone sind „Kurven gleicher Lautstärke“. Durch sie wird beschrieben, welcher Schalldruckpegel für einen Einzelton bei welcher Frequenz erforderlich ist, um jeweils den gleichen Lautstärkeeindruck bei Menschen zu erzielen.


Kugelschallquellen
Kugelschallquellen sind grundsätzlich solche Schallquellen, die in alle drei Raumrichtungen gleichmäßig abstrahlen. Da kaum ein Lautsprecher in seinem Nahfeld über eine Kugelcharakteristik verfügt, gibt es für bestimmte Anwendungen in der akustischen Messtechnik spezielle Messlautsprecher, sogenannte Dodekaederlautsprecher, in denen zwölf Einzellautsprecher nahezu kugelförmig angeordnet sind und somit zwischen 100 Hz und 4.000 Hz annähernd eine Kugelschallquelle bilden.


Lärm
Als Lärm werden Geräusche bezeichnet, die durch ihre Lautstärke und Struktur für den Menschen und die Umwelt gesundheitsschädigend oder störend bzw. belastend wirken. Dabei hängt es von der Verfassung, den Vorlieben und der Stimmung eines Menschen ab, ob Geräusche als Lärm wahrgenommen werden. Die Wahrnehmung von Geräuschen als Lärm und die Lärmwirkung auf den Menschen hängen zum einen von physikalisch messbaren Größen ab, z. B. dem Schalldruckpegel, der Tonhöhe, der Tonhaltigkeit und der Impulshaltigkeit. Zum anderen sind subjektive Faktoren maßgebend: Während der Schlafenszeit wirkt Lärm extrem störend. Gleiches gilt bei Tätigkeiten, die hohe Konzentration erfordern. Geräusche, die jemand mag, werden auch bei hohen Lautstärken nicht als störend empfunden, Geräusche, die man nicht mag, gelten schon bei kleinen Lautstärken als störend (z. B. bestimmte Musik). Ferner beeinflusst die persönliche Befindlichkeit die Lärmempfindlichkeit. Von Lärmbelästigung wird dann gesprochen, wenn aufgrund eines oder mehrerer auftretender Geräusche eine Aktivität unterbrochen bzw. behindert wird. Besonders lärmempfindlich reagieren Personen, wenn die sprachliche Kommunikation gestört wird; z. B. ein lautes Gespräch am Nachbartisch das Zuhören erschwert, wenn sie Denkleistungen erbringen oder wenn sie schlafen wollen.


Nachhallzeit
Sie gibt vereinfacht ausgedrückt die Zeitdauer an, die ein Schallereignis benötigt, um unhörbar zu werden. Technisch wurde die Zeitdauer für eine Abnahme des Schalldruckpegels im Raum um 60 dB als Nachhallzeit T definiert.


Oktaven
Akustische Kenngrößen wie der Schalldruckpegel oder der Schallabsorptionsgrad werden in der Regel in Schrittweiten von Oktaven und Terzen angegeben. Die präzise Kenntnis akustischer Eigenschaften in möglichst kleinen Frequenzschritten des Schalls ist Voraussetzung für eine genaue akustische Planung.
Relevante Oktavfrequenzen in der Raumakustik sind 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz sowie 4.000 Hz. Die Oktavschritte ergeben sich jeweils durch Verdopplung der vorhergehenden Frequenz. Jede Oktave beinhaltet drei Terzwerte (siehe auch „Einzahlwerte”).


Poröse Absorber
Zu den porösen Absorbern zählen beispielsweise Mineralfasern, Schäume, Teppiche, Stoffe etc. Die Wirkungsweise der porösen Absorber beruht darauf, dass der Schall in die offenen Strukturen des Materials eindringen kann, wo dann die Schallenergie in Wärmeenergie an der Oberfläche der Poren durch Reibung der Luftteilchen umgewandelt wird. Poröse Absorber haben ihre Absorptionswirkung in erster Linie bei den mittleren und hohen Frequenzen.

Psychoakustik
Teilgebiet der Akustik bzw. der Lärmwirkungsforschung, das sich mit der subjektiven Wahrnehmung objektiv vorhandener Schallsignale beschäftigt. Sie betrachtet ferner den Einfluss persönlicher Einstellungen und Erwartungen des Hörers auf die Wahrnehmung von Schallereignissen.


Raumakustik
Die Raumakustik ist das Gebiet der Akustik, das sich mit der Auswirkung der baulichen Gegebenheiten eines Raums auf die in ihm stattfindenden Schallereignisse beschäftigt. Hierbei kann es sich um Konzertsäle, Theater, Klassenräume, Studios, Kirchen, aber auch um Büros, Call Center oder Konferenzräume handeln, in denen akustische Darbietungen (Sprache oder Musik) oder Kommunikation allgemein stattfinden. Zentrale Frage der Raumakustik ist, welche Oberflächen eingesetzt werden können, um optimale Hörbedingungen im Raum zu schaffen. Die entscheidende Eigenschaft der Materialien ist in diesem Zusammenhang die Schallabsorption.

Resonanzabsorber
Der Begriff umfasst alle Arten von Absorbern, die einen Resonanzmechanismus wie z. B. ein eingeschlossenes Luftvolumen oder eine schwingende Oberfläche nutzen. Sie eignen sich in erster Linie zur Absorption von Schall mittlerer bis tiefer Frequenzen. Die Wirkung der Resonanzabsorber ist im Maximum meist auf einen Frequenzbereich beschränkt (siehe auch „poröse Absorber”).


Sabinesche Nachhallformel
Bei Kenntnis des Raumvolumens und der gesamten in einem Raum vorhandenen äquivalenten Absorptionsfläche lässt sich anhand der Sabineschen Formel die Nachhallzeit abschätzen, wobei T die Nachhallzeit, V das Raumvolumen und A die gesamte äquivalente Schallabsorptionsfläche bezeichnet.
Die Entdeckung der engen Beziehung zwischen dem Volumen eines Raums, der Schallabsorption der im Raum vorhandenen Oberflächen und der Nachhallzeit geht auf den Physiker Sabine (1868-1919) zurück. Sabine fand heraus, dass sich die Nachhallzeit T proportional zum Raumvolumen V und umgekehrt proportional zu der äquivalenten Absorptionsfläche A verhält:
T = 0,163 x V / A

Schallabsorber
Schallabsorber sind Materialien, die auftreffenden Schall dämpfen bzw. in andere Energieformen umwandeln. Zu unterscheiden sind poröse Absorber und Resonanzabsorber bzw. Kombinationen dieser Absorbertypen.

Schallabsorptionsgrad α
Der Schallabsorptionsgrad α eines Materials gibt an, wie groß der absorbierte Anteil des gesamten einfallenden Schalls ist. α = 0 bedeutet, es findet keine Absorption statt, der gesamte einfallende Schall wird reflektiert. Bei α = 0,5 wird 50 % der Schallenergie absorbiert und 50% reflektiert. Bei α = 1 wird der komplette einfallende Schall absorbiert, eine Reflexion findet nicht mehr statt.

Schalldämpfung
Die Schalldämpfung beschreibt die Fähigkeit von Materialien, Schall zu absorbieren bzw. die auftretende Schallenergie in andere Energieformen, letztendlich in Wärmeenergie, umzuwandeln (siehe auch „Schalldämmung“).

Schalldämmung
Schalldämmung bezeichnet die Einschränkung der Schallausbreitung durch Raumbegrenzungen. Die Schalldämmung ist somit eine Maßnahme zur akustischen Trennung von Räumen gegen nicht erwünschten Schall von Nachbarräumen oder von draußen. Dieses hat nichts mit der benötigten akustischen Schalldämpfung im Raum zu tun (siehe auch „Schallabsorption”). Die Schalldämmung ist eine grundlegende Größe der Bauakustik.
Unterschieden werden die Luftschalldämmung und die Trittschalldämmung. Luftschall entsteht durch Schallquellen im Raum, die keine unmittelbare Anbindung an die Raumbegrenzungen haben, z. B. sprechende Menschen. Trittschall entsteht dagegen durch Körperschall (Schritte, Klopfen), der seinerseits Wände oder Decken zur Abstrahlung von Luftschall anregt. Sowohl für die Luftschalldämmung als auch für die Trittschalldämmung existieren baurechtlich eingeführte Anforderungen an Gebäude.

Schalldruck
Allen Schallereignissen ist gemeinsam, dass sie kleine Schwankungen des Luftdrucks auslösen, die sich in elastischen Medien wie Luft oder auch Wasser ausbreiten können. Daher spricht man vom Schalldruck eines Tons. Je stärker die Druckschwankungen ausfallen, desto lauter ist das Schallereignis. Je schneller sich die Schwankungen vollziehen, desto höher ist die Frequenz.

Schalldruckpegel (Lp)
Der Schalldruckpegel (L von engl. level: „Pegel“ und p von engl. pressure: „Druck“) ist eine logarithmische Größe zur Beschreibung der Stärke eines Schallereignisses. Häufig wird der Schalldruckpegel – nicht ganz korrekt – als „Schallpegel“ bezeichnet. Der Schalldruckpegel wird mit der Maßeinheit Dezibel (Abkürzung dB) gekennzeichnet.
Die Messung von Schalldrücken erfolgt mit Mikrofonen. Der messbare Pegelbereich beginnt nicht wesentlich unter 0 dB und endet bei einer Größenordnung von ca. 150 bis 160 dB.

Schallereignisse
Zusammenfassende Bezeichnung für Töne, Musik, Knalle, Rauschen, Knistern, etc.

Schallschirmung
Grundsätzlich ist ein Schallschirm ein Hindernis, das die direkte Ausbreitung des Schalls von einer Quelle zu einem Empfänger unterbricht. Dies kann eine Stellwand oder ein Aufsatz auf einen Schreibtisch sein. Auch Schränke und andere großflächige Einrichtungselemente können die Funktion eines Schallschirms übernehmen. Schallschirme können mit einer schallabsorbierenden Oberfläche ausgestattet sein, die die Schallausbreitung zusätzlich reduziert.

Schallspektrum
Das Schallspektrum beschreibt die Frequenzzusammensetzung des Schalls. Reine Töne sind Schallereignisse mit einer einzelnen Frequenz. Eine Überlagerung von Tönen mit unterschiedlicher Frequenz wird als Geräusch oder Klang bezeichnet.

Schallwellen
Schwankungen des Luftdrucks, die durch Schallereignisse ausgelöst werden, werden Schallwellen genannt. Die Länge der Schallwellen definiert die Frequenz, die Höhe der Schallwellen den Pegel. Lange Schallwellen haben eine geringe Frequenz und werden als tiefe Töne wahrgenommen. Kurze Schallwellen haben eine hohe Frequenz und werden als hohe Töne wahrgenommen.
Eine 100 Hz-Welle hat in der Luft eine Ausdehnung von 3,40 Metern, eine 5.000 Hz-Welle eine Ausdehnung von ca. 7 Zentimetern.

Sound masking
Beim Sound masking werden gezielt natürliche (z. B. Vogelgezwitscher) oder künstliche (z. B. Rauschen) Geräusche genutzt, um andere Geräusche zu überlagern. Diese Methode kann beispielsweise zur Verdeckung von informationshaltigen Geräuschen genutzt werden, wenn die sonstigen Hintergrundgeräusche zu gering sind, um diesen zu maskieren.


Terzen
Siehe Oktaven.