Lautstärke
Die Lautstärke eines Schalls ist ein Maß dafür, wie laut er vom Menschen als Hörereignis empfunden wird.
Grundlagen
Die Lautstärke stellt der physikalisch messbaren Amplitude oder Stärke des Schalls (z. B. als Schalldruck bzw. als Schalldruckpegel) die vom Menschen wahrgenommene Lautheit als Lautheitsempfinden gegenüber. Die wahrgenommene Lautstärke ist eine psychoakustische Größe, die von mehreren Faktoren abhängt: dem Schalldruckpegel, dem Frequenzspektrum, sowie dem Zeitverhalten des Schalls. [1]
Akustik
Größen zur Beschreibung der Lautstärke sind
Der Lautstärkepegel ist ein psychoakustisches Vergleichsmaß, das beschreibt, welchen Schalldruckpegel ein Sinuston mit einer Frequenz von 1000 Hz haben müsste, damit dieser Ton genauso laut empfunden wird, wie das betrachtete Hörereignis. Bei einer Schall-Frequenz von 1000 Hz stimmen Schalldruckpegel, gemessen in Dezibel, und Lautstärkepegel, gemessen in Phon, überein. Für Sinustöne anderer Frequenzen sowie für komplexe Schallereignisse sind dagegen andere Schalldruckpegel erforderlich, um den gleichen Lautstärkeeindruck zu erzielen. Welcher Schalldruckpegel für einen Einzelton bei welcher Frequenz erforderlich ist, um jeweils den gleichen Lautstärkeeindruck zu erzielen, ist in den "Kurven gleicher Lautstärkepegel" (Isophone) beschrieben. Die Kurven gleicher Lautstärkepegel sind festgehalten in DIN 45630 Blatt 2 und der ISO R 226 von 1961; siehe auch ältere Abbildung. Im Jahr 2003 wurde eine überarbeitete Version der Norm (ISO 226:2003) vorgelegt, in der die Kurven auf Basis der Forschungsergebnisse der vergangenen 20 Jahre neu festgelegt wurden; siehe Weblinks.
Während der Lautstärkepegel die empfundenen Lautstärken mit der Lautstärke eines Referenzsignals vergleicht, macht die Lautheit in Sone eine direkte Aussage darüber, wie laut ein Mensch den Schall empfindet. Nicht aber eine direkte Aussage darüber, wie "angenehm" und/oder "unangenehm" ein Schallereignis von einer Person individuell wahrgenommen wird. Hierfür sind weitere Parameter wie Schärfe und Rauhigkeit usw. notwendig. Die Lautheit in Sone ist eine psychoakustische Größe. Ein Schall mit dem Lautstärkepegel von 40 phon erhält die Lautheit 1 sone. Ein doppelt so laut empfundener Schall erhält den doppelten Lautheitswert, ein halb so laut empfundener Schall den halben Lautheitswert. DIN 45631 bzw. ISO 532 B beschreiben Messverfahren für die Lautheitsmessung breitbandiger Signale.
Lautstärkepegel in Phon und Lautheit in Sone lassen sich ineinander umrechnen, aber nicht in dB als bewertete Schalldruckpegel.
Die Richtlinien zur Schallmessung und -bewertung benutzen bewertete Schalldruckpegel, welche die empfundene Lautstärke weniger genau als Lautheitsmessungen wiedergeben, dafür aber wesentlich einfacher zu handhaben sind.
Musik
In der Musik ist die Lautstärke einer der musikalischen Parameter des Einzeltons; eine genauere Bezeichnung wäre „psychoakustische Tonstärke“.
Tontechnik
Im Bereich der Tontechnik kommen unterschiedliche Arten von Pegelmessern zum Einsatz. Als Aussteuerungsmesser in der Produktion werden meistens schnell reagierende Peakmeter (QPPM, Quasi Peak Programme Meter) mit definierter Integrationszeit nach DIN 45406 (IEC 268-10, ARD Pf 3/6) eingesetzt. Sie stellen einen Kompromiss zwischen schnellem Ansprechen (~ 10ms) zum Schutz des elektrischen Systems und einer näherungsweise gehörbezogenen Pegelmessung dar. Zur Kontrolle der Lautheit kommen meistens nach ITU BS.1770 normierte Lautheitsmesser mit LKFS-Anzeige (Lautheit, K-bewertet, bezogen auf Digital Full-Scale) zum Einsatz. Vereinzelt finden sich auch noch VU-Meter (VU, Volume Units) mit einer Integrationszeit von etwa 300 ms (nach ANSI C 16.5 oder IEC 268-17).
Zur Schallpegelmessung im Bereich der Tontechnik, beispielsweise zur Einmessung von Studiomonitoren oder zur Überwachung von Beschallungsystemen, kommen Schallpegelmesser mit A- oder C-Bewertung zum Einsatz; siehe Bewertungskurven.
Beispiele
Vergleich Schalldruck in Pascal, unbewerteter Schalldruckpegel in dB und Lautheit in Sone (Schallimmissionswerte):
| Situation und Schallquelle |
Schalldruck p Pascal |
Schalldruck- pegel Lp dB re 20 µPa |
Lautheit sone |
|---|---|---|---|
| Schmerzschwelle | 100 Pa | 134 dB | ~ 676 sone |
| Gehörschäden bei kurzfristiger Einwirkung |
20 Pa | ab 120 dB | ~ 256 sone |
| Düsenflugzeug 100 m entfernt |
6,3–200 Pa | 110–140 dB | ~ 128–1024 sone |
| Presslufthammer, 1 m entfernt / Diskothek |
2 Pa | ~ 100 dB | ~ 64 sone |
| Gehörschäden bei langfristiger Einwirkung |
0,36 Pa | ab 85 dB | ~ 22 sone |
| Hauptverkehrsstraße, 10 m entfernt |
0,2–0,63 Pa | 80–90 dB | ~ 16–32 sone |
| Pkw, 10 m entfernt | 0,02–0,2 Pa | 60–80 dB | ~ 4–16 sone |
| Fernseher in 1 m Zimmerlautstärke |
0,02 Pa | ca. 60 dB | ~ 4 sone |
| Normale Unterhaltung, 1 m entfernt |
2 · 10-3–6,3 · 10-3 Pa | 40–50 dB | ~ 1–2 sone |
| Sehr ruhiges Zimmer | 2 · 10-4–6,3 · 10-4 Pa | 20–30 dB | ~ 0,15–0,4 sone |
| Blätterrauschen, ruhiges Atmen |
6,3 · 10-5 Pa | 10 dB | ~ 0,02 sone |
| Hörschwelle bei 2 kHz | 2 · 10-5 Pa | 0 dB | 0 sone |
| sone | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 | 512 | 1024 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| phon | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 |
Literatur
- Michael Dickreiter, Volker Dittel, Wolfgang Hoeg, Martin Wöhr, "Handbuch der Tonstudiotechnik", 7. völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage, Herausgegeben von der ARD.ZDF medienakademie, Nürnberg, 2 Bände, Verlag: K G Saur, München, 2008, ISBN 3-598-11765-5 oder ISBN 978-3-598-11765-7
- Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9
- Gustav Büscher, A. Wiegemann: Kleines ABC der Elektroakustik. 6. Auflage, Franzis Verlag, München, 1972, ISBN 3-7723-0296-3
Siehe auch
- Lautstärkeregler
- Gehörrichtige Lautstärke
- Hörschwelle
- Schmerzschwelle
- Zimmerlautstärke
Einzelnachweise
Weblinks
- Die neuen 'Kurven gleicher Lautstärkepegel' nach ISO 226:2003 (en.wikipedia) mit steileren Tiefen - engl.
- A-weighting in detail and the new ISO 226:2003 - engl.
- Schallpegeländerung und die Änderung des jeweiligen Faktors bei Lautstärke bzw. Lautheit - Was ist dreimal so laut?
- Zusammenhang von Lautstärkepegel in Phon und Lautheit in Sone und die Umrechnung
- Lautstärke macht attraktiv - science.ORF.at