Physikalische Grundlagen

Schallemissionen werden von Schallquellen abgestrahlt und wirken als Schallimmissionen auf Menschen ein. Ab einer gewissen subjektiven Belastung wird dieser Schall zum Lärm. Dies geschieht in der Regel immer dann, wenn einwirkender Schall das körperliche, seelische oder soziale Wohlbefinden des Betroffenen beeinträchtigt. Lärm ist somit störender, belästigender oder sogar die Gesundheit gefährdender Schall.

Er ist keine rein physikalisch beschreibbare Größe, denn neben der Lautstärke entscheiden auch empfängerspezifische Faktoren über das Ausmaß der Belästigung, wie beispielsweise:

• die Einstellung des Empfängers gegenüber dem Schallereignis,
• die während der »Beschallung« ausgeübte Tätigkeit,
• die momentane psychische und physische Situation.

Der hohe Anteil subjektiver Merkmale gestaltet die objektive Beurteilung einer Störwirkung schwierig. Daher wurden Richtlinien und technische Regelwerke geschaffen, die eine für alle Beteiligten neutrale und sachliche Beurteilung von Lärmproblemen ermöglichen sollen.

Allerdings decken diese nicht alle Konfliktsituationen und Geräuschquellen vollständig ab. Bei der Entscheidung über die Zumutbarkeit von Geräuschen ist deshalb eine angemessene Abwägung zwischen den Bedürfnissen der Betroffenen einerseits und den Interessen der Geräuschverursacher andererseits erforderlich.

Schall entsteht durch Schwingungen einer Schallquelle (wie eine Lautsprechermembran oder menschliche Stimmbänder), die sich in einem elastischen Medium wellenförmig ausbreiten. Schall kann je nach Art des Mediums übertragen werden:

• über die Luft (als Luftschall),
• über Gegenstände (als Körperschall),
• über Wasser (als Wasserschall).

Beim Luftschall entstehen durch das periodische Schwingen der Luftteilchen Schwankungen der Luftdichte. Dieser so genannte Schalldruck ist dem atmosphärischen Luftdruck überlagert und wird vom empfindlichen menschlichen Gehör als Schallsignal wahrgenommen.

Die Gesamtheit dessen, was der Mensch hört, wird bestimmt durch die Lautstärke und die Tonhöhe. Während die Lautstärke auf die Stärke der Druckschwankungen zurückzuführen ist, hängt die Tonhöhe von der Häufigkeit der Druckschwankungen ab. Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde wird als Frequenz bezeichnet und in Hertz (Hz) angegeben. Das menschliche Gehör nimmt Frequenzen im Bereich zwischen etwa 16 Hz (tiefes Brummen) und 16.000 Hz (extrem hoher Pfeifton) auf. Diese Spanne wird als der Hör-(frequenz)bereich bezeichnet.

Besteht ein Schallsignal aus einem Gemisch mehrerer Frequenzen, die in keinem festen zahlenmäßigen oder zeitlichen Verhältnis zueinander stehen, so spricht man nicht mehr von »Ton« sondern von »Geräusch«. In der Regel bestehen Umweltgeräusche aus einer Vielzahl lauter und leiser, hoher und tiefer Frequenzen.

Da das menschliche Gehör Schalldrücke in einem sehr großen Wertebereich verarbeiten kann, hat man ein logarithmisches Maß, den Schalldruckpegel in Dezibel (dB), eingeführt. Der menschliche Hörbereich erstreckt sich etwa zwischen 0 (Hörschwelle) und 130 dB (Schmerzschwelle). Da die Dezibelskala eine logarithmische Skala ist, gelten hier besondere Regeln. Zur Verdeutlichung: Eine Erhöhung der Schallleistung einer Maschine um 10 dB bedeutet eine Verzehnfachung, eine Erhöhung um 20 dB eine hundertfach und um 30 dB eine tausendfach vergrößerte Schallintensität. Zehn gleich laute Maschinen mit einem Pegel von jeweils 100 dB ergeben zusammen einen Schallpegel von 110 dB. Eine Addition von 100 dB + 100 dB ergibt 103 dB.

Das menschliche Ohr ist nicht gegenüber allen Frequenzen gleich empfindlich. Töne unter 1.000 Hz und Töne über 4.000 Hz nehmen wir bei gleichem Schalldruck in Abhängigkeit von der Frequenz zum Teil wesentlich leiser wahr. Zusätzlich beeinflusst werden diese Empfindlichkeitsunterschiede auch noch von der Höhe des Schalldruckpgels. Zur Beurteilung wurden daher verschiedene Frequenzbewertungsfilter eingeführt, mittels derer je nach Höhe des Schalldruckpegels das Lautstärkeempfinden des menschlichen Ohres nachgebildet wird. Für die Beurteilung von Umweltlärm ist in der Regel die A-Bewertung gebräuchlich. Die Frequenzbewertung wird bei Pegelangaben durch einen Zusatz in Klammern hinter der Einheit dB angegeben (z.B. dB(A)).

In ihrer Lautstärke und Frequenzzusammensetzung schwankende Geräusche werden durch einen zeitlichen Mittelwert, nämlich den äquivalenten Dauerschallpegel L_eq, beschrieben. Dieser Mittelungspegel beinhaltet den über die Einwirkzeit energetisch gemittelten Schalldruckpegel. Er genügt allerdings alleine noch nicht, um das Geräusch zu beurteilen. Je nach Beschaffenheit des Geräusches ist unter Umständen eine erhöhte Störwirkung durch Zuschläge für bestimmte Geräuscheigenschaften (Impuls-, Ton- und/oder Informationshaltigkeit) zu berücksichtigen, gleiches gilt für die Einwirkung zu definierten Zeiten mit erhöhtem Ruhebedürfnis. Ebenfalls in die Bewertung mit ein fließen Einwirkdauer sowie die zulässige Beurteilungszeit am Tag bzw. während der Nacht.  Im Ergebnis dieser Bewertung steht der Beurteilungspegel, welcher mit dem geltenden Immissionsricht- oder -grenzwert für die entsprechende Gebietskategorie nach Baunutzungsverordnung (z.B. reines/ allgemeines Wohngebiet, Mischgebiet, Industriegebiet) zu vergleichen ist.