Phone, dB und Sone

Phon, dB und Sone

Um Lärm meßbar zu machen, kommen zwei Möglichkeiten in Betracht: die physikalische Angabe und die psychologische. Die physikalischen Angaben in Bel beziehungsweise Dezibel beschreiben zunächst einmal nur Druckveränderungen, denn Schallwellen sind Longitudinalwellen, bei denen die Information parallel zur Ausbreitungsrichtung als Kompression des Mediums Luft übertragen wird. Da das menschliche Ohr aber auf verschiedene Tonhöhen und Pegelbereiche unterschiedlich empfindlich reagiert (Frequenzgang des Ohrs), hat man zusätzlich eine Bewertung der Dezibelangaben eingeführt.

Die weltweit meistverwendete A-Bewertung bezieht sich auf leise Geräusche (zum Beispiel PCs), die B-Bewertung auf laute (Motorengeräusch im Innenraum eines Pkws), die C-Bewertung auf sehr laute (Flaschenabfüllanlage). A-bewertete Dezibelangaben geben allerdings nur für Sinustöne geringer Lautstärke die exakten Verhältnisse wieder, berücksichtigen also nicht die eher einem Rauschen ähnelnde Frequenzverteilung etwa eines PC-Lüfters. Zudem wird heute die A-Bewertung aus praktischen Erwägungen wie der Vergleichbarkeit auch für wesentlich lautere Töne verwendet, als es ihrer ursprünglichen Spezifikation entspricht.

Der Ursprung der A-Bewertung liegt in den 20er Jahren dieses Jahrhunderts, in der Forschung von Barkhausen, der Testpersonen die Lautstärke von Sinustönen verschiedener Frequenz beurteilen ließ und daraus die Lautstärke-Einheit Phon entwickelte. Ein (Sinus-)Ton von 20 Phon (Maßstab der A-Bewertung) wird also von den meisten Personen als gleich laut empfunden, egal welche Tonhöhe er hat. Anders gesagt: ein 40-Phon-Ton entspricht bei 50 Hz etwa einem Schalldruckpegel von 65 Dezibel, gegenüber 40 Dezibel bei 1000 Hz.

Als Faustregel gilt: das Hinzufügen einer zweiten gleich lauten Quelle in gleichem Ohrabstand (ein knatterndes Mofa, zwei knatternde Mofas ...) führt zu einer (gut wahrnehmbaren) Steigerung des Schalldruckpegels um 3 dB(A) = 10 * lg(2), und oberhalb von 30 dB (entspricht etwa dem eigenen Atemgeräusch) wird eine Steigerung von 10 dB (bei 1000 Hz) als doppelt so laut empfunden. Ein geschultes Ohr kann im direkten Vergleich Pegelunterschiede von bestenfalls 1 dB ausmachen.

Um den Schallempfindungen besser auf die Schliche zu kommen, stellten Psychoakustiker neue Versuche mit Testpersonen an, in denen die Lautheitsempfindung auch für breitbandigeren Schall berücksichtigt wird. Wer sich mit Audiokompression beschäftigt hat, weiß, daß das menschliche Gehör leise hohe Töne nicht wahrnehmen kann, wenn sie zeitgleich oder kurz nach einem lauten tiefen Ton liegen.

Diese und weitere psychoakustische Erkenntnisse gingen in die Lautheitsskala nach Zwicker und Stevens ein. Die Angaben erfolgen in Sone. c't gibt bereits seit geraumer Zeit die Sone-Werte zusätzlich zu den dB(A)-Werten an, denn aus dem ohnehin gemessenen Frequenzspektrum zum Beispiel einer Festplatte läßt sich der Sone-Wert mit vertretbarem Aufwand errechnen. Großer Vorteil der Sone-Skala: sie gibt das menschliche Lautstärkeempfinden linear wieder - 7 Sone sind auch tatsächlich doppelt so laut wie 3,5 Sone.

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