Frequenzbewertung

Da das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen (d. h. Frequenzen) unterschiedlich laut empfindet, werden Frequenzbewertungskurven verwendet, wie sie in folgender Abbildung dargestellt sind. Dazu werden Filter mit empirisch angepassten Übertragungsfunktionen eingesetzt.

Da die Krümmung der Kurven gleicher Lautstärkepegel und damit der Frequenzgang des Gehörs vom Schalldruckpegel abhängt, wurden für unterschiedlich hohe Schalldruckpegel unterschiedliche Bewertungskurven definiert:

Bewertungsfilter A, B, C, D und Empfindlichkeit des Gehörs

• A-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 20–40 phon
• B-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 50–70 phon
• C-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 80–90 phon
• D-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei sehr hohen Schalldrücken
• G-Bewertung: wird im Infraschallbereich von 8 Hz bis etwa 40 Hz verwendet.[1]

Bewertete Pegel werden durch den entsprechenden Buchstaben der Frequenzbewertung als Index der Messgröße gekennzeichnet, z. B.:

• ein A-bewerteter Schalldruckpegel mit L_pA
• ein A-bewerteter Schallleistungspegel mit L_WA

und in dB – in der Praxis auch häufig in dB_A oder dB(A) – angegeben.

Der Verweis auf die A-Bewertung sollte nur einmal angegeben werden, also beispielsweise für den Emissions-Schalldruckpegel einer Maschine als Angabe in den technischen Daten: L_pAd = 70 dB oder L_pd = 70 dB(A).[2])

Die vier Bewertungsfilter weisen folgende Übertragungsfunktionen G_A…D(s) auf, wobei die analytische Beschreibung der Filter in der s-Ebene erfolgt:[3]

${\displaystyle G_{A}(s)={\frac {k_{A}\cdot s^{4}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+676{,}7)\;(s+4636)\;(s+76617)^{2}}}}$

mit k_A ≈ 7,39705×10⁹

${\displaystyle G_{B}(s)={\frac {k_{B}\cdot s^{3}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+995{,}9)\;(s+76617)^{2}}}}$

mit k_B ≈ 5,99185×10⁹

${\displaystyle G_{C}(s)={\frac {k_{C}\cdot s^{2}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+76617)^{2}}}}$

mit k_C ≈ 5,91797×10⁹

${\displaystyle G_{D}(s)={\frac {k_{D}\cdot s\cdot (s^{2}+6532s+4{,}0975\times 10^{7})}{(s+1776{,}3)\;(s+7288{,}5)\;(s^{2}+21514s+3{,}8836\times 10^{8})}}}$

mit k_D ≈ 91104,32

Die angegebenen Konstanten k_A…D sind Faktoren, welche die Übertragungsfunktionen auf den Verstärkungsfaktor 1 (0 dB) bei 1 kHz normieren.

Neue Kurven gleicher Lautstärkepegel (Isophone) nach ISO 226:2003

Besonders in der Technischen Akustik und im deutschen Rechtssystem wird überwiegend die A-Bewertung angewendet. Auch für die Bestimmung des Beurteilungspegels auf dem Gebiet des Lärmschutzes werden die A-Bewertung und die C-Bewertung verwendet (DIN EN ISO 9612).

Da für einige Schallsituationen die wahrgenommene Lautstärke, die mögliche Belästigungswirkung und auch die potenzielle Schädigung des Gehörs durch die Bewertungskurven jedoch nur unvollkommen wiedergegeben wird, sind bei der Geräuschbewertung noch Zuschläge für bestimmte Geräuschsituationen üblich: z. B. gemäß der TA Lärm Zuschläge für Tonhaltigkeit („Quietschen“), Impulshaltigkeit („Hämmern“) usw.[4] Der daraus resultierende Beurteilungspegel (Schalldruckpegel + Bewertungsfilter + Zuschläge) wird für die Überprüfung herangezogen, ob ein bestimmtes Geräuschniveau aufgrund gesetzlicher Richtlinien zulässig ist oder nicht. Diese Zuschläge sind nur bei Lautstärkepegeln unterhalb 80 dB anzuwenden (Stand 2015) und dürfen in Summe 6 dB nicht überschreiten (siehe DIN 45645-2).

Eine Alternative zur Verwendung von Bewertungskurven ist die Bestimmung der Lautheit nach DIN 45631 bzw. ISO 532 B. Hierbei wird die Lautstärkeempfindung des Gehörs besser erfasst.

Um die Wirkung von Schwingungen auf den menschlichen Körper zu beurteilen, werden ähnliche Frequenzbewertungen eingesetzt. So werden Humanschwingungen (Ganzkörperschwingungen und Hand-Arm-Schwingungen) z. B. zur Beurteilung entsprechend der deutschen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung mit den Frequenzgängen der entsprechenden ISO-Normen bewertet. Die wichtigsten sind:

• Wk-Bewertung für vertikale Ganzkörperschwingungen in z-Richtung (ISO 2631-1)
• Wd-Bewertung für horizontale Ganzkörperschwingungen in x- oder y-Richtung (ISO 2631-1)
• Wh-Bewertung für Hand-Arm-Schwingungen (ISO 5349-1).

Für andere Anwendungszwecke existieren weitere Kennlinien nach ISO 2631-1, -2 oder -4.

• ISO/DIS 10845, Akustik – Frequenzbewertung „A“ für Geräuschmessungen. Berlin: Beuth Verlag, Ausgabe:1995-06
• Jürgen H. Maue, Heinz Hoffmann und Arndt von Lüpke: 0 Dezibel plus 0 Dezibel gleich 3 Dezibel. Erich Schmidt Verlag, Berlin 2003, ISBN 3-503-07470-8.

1. Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen, Seite 90. Website der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, abgerufen am 13. Juni 2021
2. IFA Institut für Arbeitsschutz: Geräuschemissions-Kennwerte und Normen zu ihrer Bestimmung. In: www.dguv.de. Deutsche gesetzliche Unfallversicherung DGUV, S. 3, abgerufen am 13. Juni 2021.
3. Frequency weighting filter characteristics, (engl.) (Memento vom 25. Februar 2013 im Internet Archive)
4. siehe TA Lärm, 2.10 Beurteilungspegel]

• Liste von Audio-Fachbegriffen

• Berechnungsprogramm zur frequenzabhängigen Bestimmung der Pegelkorrekturen bei A- und C-Bewertung
• Bewertungsfiltervergleich der 40-phon-Kurve, der A-Bewertungskurve und der Kurve ITU-R 468 (CCIR 468) (PDF-Datei; 50 kB)
• A-weighting in detail and the new ISO 226:2003
• ITU-R 468-Weighting in Detail (CCIR 468)
• Normempfehlung ITU-R zu bewerteter und unbewerteter Messung (alt CCIR 468) (auch 22-22k)