Vergleich von Maßeinheiten für die Stärke von Schall
Größenordnungen
physikalische Schallstärke | wahrgenommene Lautstärke | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
6·10−6 Pa = | −10 dB = | 10−13 W/m2 | −20 dB (A) | < 3 phon = | < 0 sone | bester schalltoter Raum (z. B. für Musikaufnahmen) |
2·10−5 Pa = | 0 dB = | 10−12 W/m2 | −5 dB (A) | 3 phon = | 0 sone | Hörschwelle |
6·10−5 Pa = | 10 dB = | 10−11 W/m2 | 5 dB (A) | 20 phon = | 0,14 sone | Blätterrascheln in der Ferne |
ruhiges Atmen (1 m entfernt?) | ||||||
2·10−4 Pa = | 20 dB = | 10−10 W/m2 | 20 dB (A) | 30 phon = | 0,4 sone | flüstern[1] (1 m entfernt?) |
6·10−4 Pa = | 30 dB = | 10−9 W/m2 | 25 dB (A) | 40 phon = | 1 sone | sehr ruhiges Zimmer |
2·10−3 Pa = | 40 dB = | 10−8 W/m2 | 32 dB (A) | 46 phon = | 1,6 sone | leistungsfähiger Computer, 50 cm entfernt |
6·10−3 Pa = | 50 dB = | 10−7 W/m2 | 38 dB (A) | 60 phon = | 4 sone | Umgebungsgeräusche im Büro |
0,02 Pa = | 60 dB = | 10−6 W/m2 | 55 dB (A) | 70 phon = | 8 sone | Fernseher in Zimmerlautstärke, 1 m entfernt |
normale Unterhaltung, 1 m entfernt | ||||||
0,06 Pa = | 70 dB = | 10−5 W/m2 | 70 dB (A) | 80 phon = | 16 sone | lautes Rufen[2] (1 m entfernt?) |
69 dB (A) | 85 phon = | 23 sone | Staubsauger, 1 m entfernt[3] | |||
Auto, 10 m entfernt | ||||||
0,2 Pa = | 80 dB = | 10−4 W/m2 | 70 dB (A) | 90 phon = | 32 sone | stark befahrene Straße, 10 m entfernt |
0,6 Pa = | 90 dB = | 10−3 W/m2 | 80 dB (A) | 100 phon = | 64 sone | stark befahrene Autobahn, 25 m entfernt |
2 Pa = | 100 dB = | 0,01 W/m2 | 95 dB (A) | 115 phon = | 181 sone | Presslufthammer, 1 m entfernt |
Diskothek | ||||||
6 Pa = | 110 dB = | 0,1 W/m2 | 100 dB (A) | 120 phon = | 256 sone | Kettensäge in 1 m Abstand |
20 Pa = | 120 dB = | 1 W/m2 | 115 dB (A) | 130 phon = | 512 sone | Schmerzschwelle |
60 Pa = | 130 dB = | 10 W/m2 | 120 dB (A) | >130 phon = | >512 sone | Düsentriebwerk (10 m entfernt?) |
Trompete in 0,5 m Entfernung | ||||||
200 Pa = | 140 dB = | 100 W/m2 | 130 dB (A) | >130 phon = | >512 sone | Gewehrschuss (für den Schützen?) |
Erstaunlicherweise habe ich in keinem Lehrbuch und nirgendwo im Internet eine derartige Tabelle gefunden. Überall wird nur eine Skala dargestellt. Aber nur jene Spalten in obiger Tabelle, zwischen denen ein Istgleich-
Bessere Schallmessgeräte können mehrere Maßeinheiten anzeigen. Ich habe die obigen Werte jedoch nicht gemessen, sondern ausgehend von den in der Tabelle angegebenen Quellen mit folgenden Faustregeln geschätzt:
Beispiele | |
---|---|
| 70 dB = 85 phon |
| 69 dB (A) = 85 phon |
| 20 dB (A) = 30 phon
55 dB (A) = 70 phon |
Da es sich um relativ freie Schätzungen handelt und auch die Quellenangaben tw. beträchtlich streuen, sodass ich eine Auswahl treffen musste, sind die Werte in meiner Tabelle wirklich nur als grobe Anhaltspunkte zu verstehen. Wenn ich konkrete Messwerte finde, werde ich diese einarbeiten. Im Großen und Ganzen sollte sich aber ein ähnliches Bild wie in meiner Tabelle ergeben.
Nicht in der Tabelle enthalten sind:
- Bewertung nach ITU-R (CCIR) 468-3, die für das Rauschen von Audioaufnahmen verwendet wird. Sie wurde eingeführt, weil die gängige A-Bewertung nicht mit dem subjektiven Höreindruck übereinstimmt (kleinere A-Bewertung trotz deutlicherem Rauschen möglich). Typischerweise ergibt diese CCIR-
Bewertung gut 10 dB mehr als die A-Bewertung. - C-
Bewertung, die für lauteren Schall anstatt der A-Bewertung gedacht ist, aber kaum noch verwendet wird. Zahlenmäßig liegen dB (C) meist zwischen den unbewerteten dB und dB (A). Beispiel Umgebungsgeräusche in einem Büro: 50 dB, 38 dB (A), 43 dB (C)
Änderungen von Schallstärke oder Lautstärke
Interessant ist auch, wie das menschliche Gehör Intensitätsänderungen wahrnimmt. Diese werden meistens in Dezibel angegeben. Eine Bewertung ändert da nicht viel, und auch in Phon wären die Zahlen in etwa dieselben. Bei Verwendung von Sone würden sich Prozentwerte ergeben, die dem gefühlsmäßigen Anstieg der Lautstärke entsprechen:
Unterschied | Wahrnehmung | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pegel | Lautheit (in Sone) | ||||||||||||
+0,3 dB | +7% | unter idealsten Umständen (lauter 4-kHz-+1 dB
| normalerweise gerade eben wahrnehmbar (laut Heise: bestenfalls für geschultes Ohr)
| +3 dB
| +23%
| deutlich wahrnehmbar (laut englischen Quellen: kaum wahrnehmbar[7])
| +10 dB
| +100%
| klingt "doppelt so laut"
| −10 dB
| −50%
| klingt "halb so laut"
| |
Beispiele:
- Elektroautos sind beim Stop-
and- Go- Verkehr in der Stadt (30– 50 km/h) um 3– 4 dB leiser als Autos mit Verbrennungsmotor.[8] - Gute Lärmschutzwände reduzieren die Lautstärke um typischerweise 5–
10 dB.[9]
Verwendung
Für die empfundene Lautstärke werden sowohl unbewertete Dezibel als auch bewertete Dezibel, Phon und Sone verwendet.
- Wenn es nur auf Größenordnungen oder Intensitätsänderungen ankommt, erfüllen alle diese Maßeinheiten den Zweck (wie obige Tabellen zeigen). Daher sind alle vier Maßeinheiten in der Literatur anzutreffen.
- Für maximale Genauigkeit sind Phon oder Sone zu nehmen.
- Sone ist von den vier die einzige Maßeinheit, die nicht logarithmisch ist: doppelt so viel Sone = doppelt so laut. Deswegen gilt Sone als am besten für Laien geeignete Lautstärke-
Einheit. - A-
bewertete Dezibel sind am häufigsten anzutreffen. - Die rein physikalisch gemessenen Dezibel sind für den Lautheitseindruck die unpassendste Maßeinheit.
Für die Stärke einer Schallquelle gibt es leider keine eigene Einheit:
- Sie wird meist in unbewerteten oder A-bewerteten Dezibel angegeben, obwohl die Bedeutung eine andere ist (physikalisch: Watt pro Quadratmeter, während die Stärke einer Schallquelle in Watt gemessen wird).
- Sie kann auch in Phon oder Sone gemessen werden, wobei dann aber der Messabstand entscheidend ist, und der ist weder einheitlich noch immer angegeben.
Meine Meinung
Wünschenswert wäre
- eine Einheit für die empfundene Lautstärke (mein Favorit: Sone) und
- eine eigene Einheit für die Stärke einer Schallquelle (neuer Name, Messung basierend auf Sone)
Vorbild: Maßeinheiten für Licht
Weiter
Quellen
[1] | 30 phon laut Schulbuch: Elektronik, Teil 3: Nachrichtenelektronik, Wuppertal: Europa-[2]
| 80 phon laut Schulbuch: Elektronik, Teil 3: Nachrichtenelektronik, Wuppertal: Europa- | [3]
| Sound Quality Metrics: Loudness and Sones, Figure 8 - Zwei Staubsauger haben 96 bzw. 95 dB und 95 bzw. 93 dB (A), also fast kein Unterschied zwischen dB und dB (A).
| [4]
| Umweltbundesamt: Umweltinformation Lärm: technischer Teil (PDF, 5 MB), 1994, S. 3 (im PDF S. 9)
| [5]
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|
[6]
| Messverfahren für Geräuschempfindungen (PDF), S. 4
| [7]
| San Diego Association of Governments: Final Environmental Impact Report, Kapitel 4.12: Noise and Vibration (PDF), S. 1 – "It is widely published that the average healthy ear can barely perceive changes of 3 dB"
| [8]
| VCÖ- | [9]
| San Diego Association of Governments: Final Environmental Impact Report, Kapitel 4.12: Noise and Vibration (PDF), S. 3 – "Effective noise barriers typically reduce noise levels by 5 to 10 dB"
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