DGUV Information 209-023 - Lärm am Arbeitsplatz (DGUV Information 209-023)

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Abschnitt 3.5, 3.5 Rechnen mit Schallpegeln
Abschnitt 3.5
Lärm am Arbeitsplatz (DGUV Information 209-023)
Titel: Lärm am Arbeitsplatz (DGUV Information 209-023)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 209-023
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.5 – 3.5 Rechnen mit Schallpegeln

Schon während der Geräuschmessung mit einem nicht integrierenden Schallpegelmesser stellt sich die Frage, wie Momentanwerte zu äquivalenten Dauerschallpegeln zusammengefasst werden und welchen Einfluss Störgeräusche auf den Gesamtschallpegel haben.

Gleichermaßen können Lärmminderungen in der Regel nur begonnen und beurteilt werden, wenn die Pegeladdition geläufig ist. Komplizierte Rechnungen sind meistens nicht erforderlich, oftmals reichen "Rezepte" zur Lösung der Aufgabenstellung aus.

3.5.1
Mittelung von Schallpegeln

Schallpegel werden nach DIN 45641 gemittelt. Sie lassen sich einfach mitteln, wenn die Schwankungsbreite des Geräusches nicht mehr als 10 dB beträgt und der Pegelverlauf im Schwankungsbereich statistisch gleichmäßig verteilt ist.

  1. 1.

    Schwankungsbereich bis zu 5 dB:

    Für Schallvorgänge mit Pegelschwankungen bis zu etwa 5 dB kann im Allgemeinen die Mitte des Schwankungsbereiches als äquivalenter Dauerschallpegel gelten.

Beispiel:

Der Schallpegel schwankt zwischen 90 und 94 dB(A). Die Mitte zwischen beiden Werten ist der äquivalente Dauerschallpegel LAeq = 92 dB(A).

  1. 2.

    Schwankungsbereich bis zu 10 dB:

    Wenn der Schwankungsbereich der Messwerte kleiner als etwa 10 dB ist, so liegt der Mittelungspegel um etwa 1/3 des Schwankungsbereiches unterhalb der oberen Grenze.

Beispiel:

Der Schallpegel schwankt zwischen 90 und 99 dB(A).

Schwankungsbereich:
9 dB(A); 1/3 davon = 3 dB(A)
Also: LAeq = 99 - 3 = 96 dB(A)

An diesem Beispiel erkennt man schon, dass hohe Pegel stärker zu Buche schlagen als niedrige Pegel.

  1. 3.

    Mittelung mit Taschenrechnern:

    Für die rechnerische Mittelung von Schallpegeln in unterschiedlichen Zeitintervallen gilt folgende Formel:

TM = T1 + T2 + Tn

= betrachtetes gesamtes Zeitintervall (Messzeit)

T1, T2, … Tn = einzelne Zeitintervalle

L1, L2, … Ln = Schallpegel in dB(A) zur Zeit T1, T2, … Tn

Beispiel:

LAeq1=85 dB(A) T1=5 min
LAeq2=90 dB(A) T2=10 min
LAeq3=95 dB(A) T3=15 min
TM=T1 + T2 + T3 TM=30 min
LAeq=10 lg [1/30(108,5 5 + 109,0 10 + 109,5 15)] dB(A)
LAeq== 92,9 dB(A) ≈ 93 dB(A)

In diesem Beispiel wurde über 30 Minuten gemittelt, es wurde nicht der Tages-Lärmexpositionspegel gebildet. Eine Mittelung wie im zweiten Beispiel ist hier nicht möglich, da wir es hier mit unterschiedlichen Zeitintervallen zu tun haben. Bei Geräuschimmissionsmessungen in der Genauigkeitsklasse 2 ist es wegen der Unsicherheiten nicht sinnvoll, dB-Werte mit Dezimalstellen anzugeben, deswegen wird auf- oder abgerundet.

  1. 4.

    Mittelung nach Tabellen:

    Die Mittelung nach Tabellen ist eine sichere und einfache Methode, wenn beim Umgang mit einem Taschenrechner die Routine oder am Taschenrechner die Logarithmus-Rechenfunktion fehlt.

In der folgenden Berechnung werden die Zahlenwerte aus Beispiel "3. Mittelung mit Taschenrechnern" übernommen.

Diese Rechnung wiederholt sich prinzipiell auch bei der Pegeladdition und bei der Bestimmung des Tages-Lärmexpositionspegels, dem äquivalenten Dauerschallpegel über acht Stunden.

Insofern ist diese Art der Rechnung für die Praxis zu empfehlen. Die in der Tabelle (Bild 3-7) enthaltenen Zahlenrundungen liefern im Allgemeinen ein hinreichend genaues Ergebnis (vgl. Rechnung unter 3.).

Bild 3-7: Schallpegelmittelung; Beispiel mit ungleichen Teilzeiten

Bild 3-8: Hilfsgröße gi, und ΔLm für gm

3.5.2
Pegeladdition

Sind die Immissionsschallpegel einzelner Schallquellen bekannt, können diese durch eine einfache Rechnung zu einem Gesamtschallpegel addiert werden.

1. Überschlägige Pegeladdition nach Tabelle:

ΔL in dB01234 ÷ 9≥ 10
S in dB332210

Lges = L1 + S in dB, wenn L1 ≥ L2

L1 = Schallpegel Lärmquelle 1 in dB(A)

L2 = Schallpegel Lärmquelle 2 in dB(A)

S = Zuschlag nach Tabelle für ΔL in dB(A)

1. Beispiel: (L1 > L2)

L1=95 dB(A)
L2=90 dB(A)
ΔL=L1 - L2 = 5 dB(A) mit S = 1 dB(A)
Lges=L1 + S = 95 + 1 = 96 dB(A)

2. Beispiel: (L1 = L2)

L1=L2 = 90 dB(A)
ΔL=0 dB(A) mit S = 3 dB(A)
Lges=90 + 3 = 93 dB(A)

3. Beispiel: (L1 > L2 > L3)

L1=95 dB(A)
L2=90 dB(A)
L3=85 dB(A)
Addition in 2 Schritten: 1. Schritt
ΔL=L1 - L2 = 5 dB(A) mit S1 = 1 dB(A)
Lges1=L1 + S1 = 95 + 1 = 96 dB(A)
2. Schritt
ΔL=Lges1 - L3 = 11 dB(A) mit S2 = 0 dB(A)
Lges=Lges1 + S2 = 96 + 0 = 96 dB(A)

Bild 3-9: Pegeladdition

Aus diesen einfachen Rechnungen nach der Tabelle kann Folgendes nachvollzogen werden:

  • Eine Verdoppelung des Schallpegels ergibt einen Anstieg um 3 dB (auch 0 dB + 0 dB = 3 dB).

  • Beträgt die Differenz zweier Schallpegel

    ≥ 10 dB, wird der Gesamtschallpegel nur durch den lautesten Pegel der Einzelschallquelle bestimmt.

  • Bei der Addition zehn gleicher Schallquellen erhöht sich der Gesamtschallpegel um 10 dB (wie 3. Beispiel zu rechnen).

2. Pegeladdition nach Diagramm: Die Anwendung des Diagramms wird aus den Beispielen deutlich.

1. Beispiel: Addition (L1 > L2)

L1=95 dB(A)
L2=90 dB(A)
ΔL=5 dB(A) auf ΔL-Achse aufsuchen und auf S-Achse Zuschlag S ablesen
S=1 dB (A) (gerundet)
Lges=L1 + S = 96 dB(A)

2. Beispiel: Addition (L1 > L2)

L1=100 dB(A)
L2=90 dB(A)
ΔL=10 dB(A) auf ΔL-Achse aufsuchen und auf S-Achse Zuschlag S ablesen
S=0 dB(A) (abgerundet)
Lges=L1 + S = 100 dB(A)

Bild 3-10: Grafische Addition von Schallpegeln

3. Pegeladdition mit Taschenrechner:

L1, L2 … Ln = Schallpegel in dB(A)

Beispiel:

L1=85 dB(A)
L2=90 dB(A)
L3=95 dB(A)
Lges=10 lg (108,5 + 109,0+ 109,5) in dB(A)
Lges=96,5 dB(A) ≈ 97 dB(A)

Dieses Beispiel zeigt die Grenzen bzw. die Ungenauigkeit der überschlägigen Pegeladdition nach der Tabelle und nach dem Diagramm auf. Lges ist nach dieser Rechnung 1 dB größer als bei der überschlägigen Pegeladdition nach Bild 3-7 auf Seite 18, 1. Beispiel.

4. Pegeladdition nach Tabellen (Bild 3-11 auf Seite 20):

Die Pegeladdition nach Tabellen erfolgt prinzipiell nach dem gleichen Schema wie die Pegelmittelung.

Diese Tabellen ersparen letztlich das Rechnen mit Logarithmen.

Ein Vergleich der Ergebnisse mit gleichen Schallquellen zeigt unterschiedliche Gesamtschallpegel:

FürL1=85 dB(A)
 L2=90 dB(A)
 L3=95 dB(A)
"Überschlägige Pegeladdition nach Tabelle":Lges=96 dB(A)
"Pegeladdition mit Taschenrechner":Lges=97 dB(A)
"Pegeladdition nach Tabellen":Lges=97 dB(A)

Bild 3-11: Pegeladdition - Beispiel

Die Abweichungen kommen durch Rundungen in den Tabellen zustande. In Zweifelsfällen gilt die formelmäßige Rechnung.