Was ist die Definition von Akustik?
Per Definition ist die Akustik ein „Zweiggebiet der Physik und Technik“, das sich mit hörbaren Phänomenen befasst, die bei der Ausbreitung von Wellen im Raum entstehen. Der Bereich der Akustik betraf zunächst nur Wellen, die sich in der Luft ausbreiteten. Derzeit ist es viel umfassender und umfasst auch unhörbare Phänomene wie Infra- oder Ultraschall oder Vibrationen, die auf den menschlichen Körper und Gebäude einwirken.
Was leistet die Akustik heute?
Zur Akustik gehören Messungen an Arbeitsplätzen und in der Umwelt, die Erstellung akustischer Karten von Städten, aber auch das sehr umfangreiche Thema der Schwingungsmessung. Nicht nur hörbare Geräusche können unangenehme Folgen für unsere Gesundheit haben. Die Akustik beschäftigt sich auch mit der Analyse von Schwingungen in der Umgebung. Dies betrifft vor allem den Schutz der Gesundheit von Menschen, die in ihrem Arbeitsumfeld Vibrationen ausgesetzt sind, aber auch den Schutz von Gebäuden und den akustischen Komfort in Räumen. Die Wellen, die sich in den Zentren ausbreiten, können für uns angenehm, wie Musik, oder unwillkommen sein.
Was ist Lärm und welche Folgen hat er?
Per Definition sind „Lärm“ „laute und störende Geräusche“. Das sind Geräusche, die wir als unerwünscht erachten. Produktionshallen, Autobahnen, Musikclubs, Flugzeuge, Züge und Industriemaschinen sind nur einige der vielen möglichen Lärmquellen in der Umgebung. Beim Bau neuer Produktionshallen, neuer Straßen oder Flughafenanbindungen müssen die Folgen des steigenden Lärmpegels in Städten berücksichtigt werden. Mit dem Lärmpegel in Städten wächst auch das Bewusstsein der Menschen für die Akustik. Wenn Lärm zu einer Belastung für unseren Alltag wird, suchen wir nach wirksamen Lösungen. Die Folgen einer dauerhaften Belastung durch Lärm und Vibrationen sind Hörprobleme, Schlafstörungen, Reizbarkeit und das sogenannte Vibrationssyndrom.
Zwei Arten von Lärm in der Akustik
Schallpegel
Die erste Art von Lärm ist akustischer Lärm. Dieser Lärm ist alles, was wir hören und was uns stört. Dabei handelt es sich vor allem um Luftschall, also um Geräusche, die durch die Luft übertragen werden. Diese Art von Lärm ist für unser Gehör am schädlichsten. Akustische Lärmmessungen können mit einem Schallpegelmesser mit Mikrofon durchgeführt werden.
Vibration
Die zweite Geräuschart ist Vibrationsgeräusch. Vibrationen können die Bausubstanz beschädigen. Bei Schwingungen, die auf den Menschen einwirken, spüren wir diese auf unterschiedliche Weise. Wir können es hören, aber auch fühlen, wenn wir eine bestimmte Oberfläche berühren oder uns in einer vibrierenden Struktur befinden. Die Auswirkungen einer übermäßigen Belastung durch diesen Lärm sind unter anderem Vibrationskrankheiten und Probleme mit dem Kreislaufsystem oder dem Nervensystem. Zur Messung von Schwingungsgeräuschen verwenden wir Schallmessgeräte und daran angeschlossene Schwingungsaufnehmer.
Wie misst man den Geräuschpegel?
Der Geräuschpegel wird mit Schallpegelmessern oder Vibrationsmessern gemessen. Akustische Lärmmessungen bestehen aus der Bestimmung der Werte akustischer Parameter oder Indikatoren mit einer bestimmten Unsicherheit. Bei Messungen der akustischen Parameter von Räumen sind dies vor allem die Dämmung von Wänden und Decken, die Nachhallzeit und die Sprachverständlichkeit für Gebäude wie Theater oder Opern.
Was wird bei Messungen ermittelt?
Der am häufigsten gemessene Parameter ist LAeq. Es handelt sich um den mit der A-Kennlinie ermittelten äquivalenten Schallpegel. Bei Umgebungslärmmessungen werden gesetzlich streng definierte Parameter ermittelt, beispielsweise der Langzeit-A-Schallpegel für bestimmte Tages-, Nacht- und Abendzeiten oder Tag-/Nachtzeiten. Zu den durchgeführten Messungen werden entsprechende Berichte bzw. Berichte erstellt.
Lärm in der Umgebung
Die Akustik in der Umgebung wird durch ein Umweltschutzgesetz geregelt. Dank dieser Vorschriften ist es möglich, den Lärm in Städten zu bekämpfen und den Bewohnern akustischen Komfort zu bieten. Normalerweise werden die Anforderungen des Umweltschutzgesetzes von den nationalen Umweltschutzbehörden (EPA) umgesetzt. Bei dieser Inspektion werden einmal im Jahr geplante Tätigkeiten und außerplanmäßige Tätigkeiten im Zusammenhang mit Anträgen durchgeführt, die aus Anträgen öffentlicher Verwaltungsbehörden hervorgehen können. Beispiele für Lärmmessungen zugunsten der EPA sind Umgebungslärm durch Verkehr und Industrielärm.
Industrielärm
Der von Anlagen erzeugte Lärm sollte kontinuierlich oder regelmäßig überwacht werden. Bei Industrielärm wird am häufigsten die Schallleistung von Geräten gemessen. Industrielärm ist im Hinblick auf die Umwelt gefährlich, stellt aber auch eine große Gefahr für Menschen dar, die laute Maschinen bedienen.
Maschinendiagnose
Von Maschinen und Geräten erzeugte Schwingungen können zur Diagnose dieser Maschinen genutzt werden. Durch die Kenntnis der entsprechenden Parameter dieser Schwingungen ist es möglich, den technischen Zustand zu bestimmen. Effiziente Geräte erzeugen in der Regel weniger Lärm als beschädigte. Indem wir den von der Maschine erzeugten Lärm verändern, können wir beschädigte Elemente diagnostizieren und entsprechende Änderungen einleiten.
Lärm am Arbeitsplatz
Die Werte der Betriebsgrenzwerte für Vibrationen und Lärm am Arbeitsplatz werden durch örtliche Vorschriften festgelegt. In Polen (gemäß EU-Vorschriften) beträgt der Grenzwert für Lärm am Arbeitsplatz 80 dB – das ist der Lärmbelastungspegel bezogen auf 8 Stunden Arbeitszeit oder bezogen auf die Arbeitswoche. Für Hand-Arm-Vibrationen liegt der Grenzwert bei 2,5 m/s2 und für Ganzkörpervibrationen bei 0,5 m/s2. Ist ein Arbeitnehmer an seinem Arbeitsplatz Lärm und Vibrationen ausgesetzt, ist der Arbeitgeber verpflichtet zu überwachen, ob die zulässigen Werte nicht überschritten werden. Menschen, die Lärm und Vibrationen ausgesetzt sind, können dann eine Entschädigung oder Veränderungen am Arbeitsplatz fordern.
Akustischer Komfort am Arbeitsplatz
Bei der Analyse von Arbeitsplätzen lohnt es sich auch, die immer beliebter werdenden Großraumbüros zu berücksichtigen. Während der Lärm in solchen Büros in der Regel den Anforderungen der Verordnung entspricht, beeinträchtigen Störungen aus anderen Positionen die Sprachverständlichkeit erheblich. Die beliebtesten Lösungen für das Lärmproblem in offenen Räumen sind schallabsorbierende Decken und Akustikpaneele, die Trennwände zwischen Arbeitsplätzen bilden.
Verkehrslärm
Der Hauptbestandteil des Umgebungslärms sind Verkehrswege. Unter „Verkehrswegen“ versteht man den Lärm, der durch die Durchfahrt von Zügen, Straßenbahnen und Autos entsteht; Flüge, Landungen und Starts; und Bewegungen in Wasserhäfen. Durch diese Phänomene entsteht eine sehr große Energiemenge, die wir als hörbaren Lärm verstehen. Gleichzeitig entstehen auch Vibrationen, die zu Schäden an der Bausubstanz führen können. Akustikschirme werden sehr häufig zur Isolierung von Geräuschen beispielsweise von Autobahnen oder Schnellstraßen eingesetzt.
Wie können Lärmschutzwände den Lärm reduzieren?
Akustische Barrieren werden als künstliche oder natürliche Hindernisse für den Lärm von Verkehrswegen eingesetzt. Die Barrieren isolieren bebaute Räume und Wohnräume von einer lauten Straße und können auch Schall reflektieren. Hinter der Barriere entsteht ein akustischer Schattenbereich, der sich durch reduzierten Lärm auszeichnet.
Natürliche akustische Barrieren
Der Einsatz natürlicher akustischer Barrieren erfreut sich großer Beliebtheit. Dabei handelt es sich um Barrieren durch entlang von Kommunikationswegen wachsende Baumreihen, Wälder oder natürliche Erdwälle. Akustische Barrieren sind ein sehr wirksames Mittel zur Bekämpfung von übermäßigem Lärm, der durch vorbeifahrende Fahrzeuge entsteht.
Ökoakustik
Durch die Analyse des Schalls in der Umgebung wurde auch ein Teilbereich der Akustik namens Ökoakustik unterschieden. Es handelt sich um einen Abschnitt, der sich mit Fragen im Zusammenhang mit der Nutzung von Schall in Meeren, Ozeanen und in der natürlichen Umwelt befasst. Ökoakustiker untersuchen die Auswirkungen von Lärm auf die Tierwelt, die Rolle von Geräuschen in der natürlichen Umwelt und schaffen Klanglandschaften in Städten.
Auswirkungen von Lärm auf Gebäude
Der Lärm von Verkehrswegen kann zu einer großen Bedrohung für Gebäude in der Umgebung werden. Auch Bau- und Renovierungsarbeiten stellen eine solche Bedrohung dar. Um eine solche Auswirkung beurteilen zu können, ist es notwendig, die Werte der auf Gebäude übertragenen Vibrationen zu messen. Üblicherweise liegen die gemessenen schädlichen Schwingungen im Bereich bis zu 100 Hz.
Bauakustik – Lärm im Gebäudeinneren
Auch bei Wohngebäuden ist die Dämmung von Trennwänden und Decken normativ festgelegt. Neue Technologien im Bauwesen ermöglichen eine leichtere Bauweise von Gebäuden. Dadurch werden die Wände leider deutlich transparenter für den Schall. Als Reaktion auf diese Veränderungen wurde ein Baugesetz geschaffen, das Mindestdämmwerte für Wände, Türen und Fenster festlegte. Dies verpflichtet Entwickler dazu, diese Parameter zu kontrollieren und damit mindestens die niedrigsten, in diesem Gesetz definierten Richtlinien einzuhalten. Neben der konstruktiven Gestaltung ist es notwendig, die Schalldämmung gegen Luft- und Trittschall zu kontrollieren. Allerdings berücksichtigen die normativen Indikatoren nicht die individuelle Wahrnehmung gesunder Menschen. Mit der Analyse hiervon beschäftigt sich die Psychoakustik.
Was ist Psychoakustik?
Geräusche können von jedem Menschen unterschiedlich wahrgenommen werden. Per Definition ist Psychoakustik „ein Zweig der Wissenschaft, der sich mit der Untersuchung und Beschreibung der Beziehung zwischen einer Schallwelle, die die Ohren des Zuhörers erreicht, und der subjektiven Empfindung, die sie hervorruft, befasst.“ Daher können die Geräusche, die wir hören, für einige angenehm und für andere irritierend sein.
Akustik in der Medizin
Auch im medizinischen Bereich hat die Akustik eine sehr breite Anwendung gefunden. Anhand von Messungen der Kehlkopfschwingungen ist es möglich, Erkrankungen des Stimmorgans zu diagnostizieren. Dank der Akustik können wir auch Ultraschalluntersuchungen durchführen. Der Betrieb eines Ultraschallscanners basiert auf dem Aussenden und Empfangen einer Ultraschallwelle. Auch bei der Diagnose von Lungenerkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wird Akustik eingesetzt.
Elektroakustik
Ein weiterer Zweig der Akustik ist die Elektroakustik. Es ist eine Kombination aus Elektronik und Akustik. Per Definition bezeichnen wir Elektroakustik als „das Gebiet der Wissenschaft und Technik, das sich mit Fragen der Verarbeitung akustischer Schwingungen in elektrische Signale und umgekehrt beschäftigt“. Eine solche Schallverarbeitung ist durch den Einsatz von Mikrofonen und Vibrationswandlern möglich. Darüber hinaus umfasst es auch die Prozesse des Aufnehmens, Abspielens und Übertragens von Tönen.
Akustik in der Musik
Bei akustischen Themen sollte man den sehr umfangreichen Bereich der Aufnahme, Wiedergabe und Tonverstärkung nicht außer Acht lassen. Akustische Messungen werden hauptsächlich in der Phase der Gründung von Aufnahmestudios, Theatern und Opern durchgeführt. Zur Abstimmung der Beschallungsanlage vor Konzerten werden auch akustische Messungen durchgeführt.
Akustik bei Konzerten
Die akustische Analyse ist auch bei der Bühnenvorbereitung für das Konzert wichtig. Die richtige Platzierung einer Bühne im Raum oder eines Beschallungssystems erfordert oft die Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen oder die Durchführung geeigneter Messungen. Ein bewusster Umgang mit der Organisation von Konzerten im Kontext von Klang ermöglicht Komfort und angenehme Erlebnisse für die Teilnehmer der Veranstaltung.
Die Rolle der Akustik in Tonstudios
Schon sehr früh wird in Tonstudios die richtige Akustik konzipiert. Mit guten akustischen Parametern können Sie den Ton steuern, der in einem bestimmten Raum aufgenommen oder abgespielt wird. Neben einer guten Akustik ist es auch wichtig, mit dem Mikrofon richtig zu arbeiten. Akustik wird heute nicht nur für professionelle Anwendungen eingesetzt. Architekten nutzen bei der Gestaltung von Innenräumen zunehmend die Dienste der Akustik.
Wie kann Akustik den Bewohnern helfen?
Bei der Gestaltung des Innenraums sollten Sie zunächst die passende Anordnung der Räume analysieren. Räume wie Badezimmer sollten ordnungsgemäß akustisch von anderen Teilen des Hauses getrennt sein. Dank der Akustik ist es möglich, den Lärmpegel zu reduzieren, der durch Belüftung, Wasserführung oder Heizkörper entsteht. Durch den Einsatz entsprechender Akustiksysteme ist es zudem möglich, die Nachhallzeit zu reduzieren. Dies ist besonders wichtig in Räumen mit großem Kubikvolumen.
Warum akustische Systeme verwenden?
Akustiksysteme eignen sich sehr gut, um die Akustik in Räumen zu steuern. Dank der entsprechenden Paneele ist es möglich, die Nachhallzeit in einem Raum zu reduzieren oder den Geräuschpegel zu senken. Auf diese Weise können wir auch das laute Gerät im Raum isolieren. Akustikplatten geben uns die Möglichkeit, die Akustik im Raum zu verändern, ohne große Eingriffe in die Gebäudestruktur.
