Einleitung

Schallpegel bleiben unter realen Bedingungen nur selten konstant. Vorbeifahrende Fahrzeuge, das Ein- und Ausschalten von Maschinen, zyklische Produktionsprozesse oder Personenbewegungen können den Geräuschpegel kontinuierlich verändern. Ein einzelner momentaner Messwert reicht deshalb häufig nicht aus, um die Geräuschsituation während eines gesamten Messzeitraums zu beschreiben.

Ein integrierender Schallpegelmesser erfasst den Schall kontinuierlich und integriert die Schallenergie über einen definierten Zeitraum. Geräte mit integrierender Mittelungsfunktion können zusätzlich den äquivalenten Dauerschallpegel Leq bestimmen und damit die gesamte während des Messzeitraums auftretende Schallenergie durch einen repräsentativen Wert beschreiben.

In der professionellen Akustik wird zwischen integrierenden Mittelungspegelmessern und integrierenden Schallpegelmessern unterschieden. Erstere bestimmen zeitlich gemittelte, frequenzbewertete Schallpegel, während Letztere unter anderem für frequenzbewertete Schallereignispegel eingesetzt werden können. IEC 61672-1 definiert die entsprechenden Gerätefunktionen und Anforderungen.

Das Wichtigste im Überblick

● Ein integrierender Schallpegelmesser zeigt nicht nur einen momentanen Dezibelwert an, sondern bewertet die während eines Messzeitraums aufgenommene Schallenergie.
● Geräte mit integrierender Mittelungsfunktion messen üblicherweise Leq; einige Modelle erfassen zusätzlich SEL, Lmax, Lmin, Peak und weitere Kenngrößen.
● Leq ist kein arithmetischer Mittelwert mehrerer Dezibelwerte, sondern basiert auf der energetischen Mittelung des quadrierten Schalldrucks.
● Die integrierende Messung eignet sich besonders für Verkehrs-, Industrie-, Umwelt- und andere zeitlich schwankende Geräusche.
● Ein integrierender Schallpegelmesser ist nicht mit einem personenbezogenen Lärmdosimeter gleichzusetzen.
● Für professionelle Messungen sind neben der Integrationsfunktion auch Frequenzbewertung, Messbereich, Dynamikbereich, Geräteklasse und Normkonformität entscheidend.

Was ist ein integrierender Schallpegelmesser?

Ein integrierender Schallpegelmesser ist ein akustisches Messgerät, das den Schalldruck über einen definierten Zeitraum kontinuierlich erfasst und die frequenzbewertete Schallenergie zeitlich integriert beziehungsweise mittelt.

Ein einfacher Schallpegelmesser wird hauptsächlich zur Anzeige des aktuellen Pegels verwendet, beispielsweise 72,5 dBA. Die Zeitbewertungen FAST und SLOW bestimmen, wie schnell die Anzeige auf Pegeländerungen reagiert, beziehen sich jedoch weiterhin auf den aktuellen beziehungsweise kurzfristigen Schallpegel.

Eine integrierende Messung betrachtet dagegen den gesamten Messzeitraum.

Bei einer 30-minütigen Messung an einer Straße können beispielsweise folgende Bedingungen auftreten:

● Über längere Zeit liegen die Pegel bei etwa 60–65 dBA;
● vorbeifahrende Pkw erhöhen den Pegel auf 70–75 dBA;
● schwere Fahrzeuge erzeugen kurzfristig Werte oberhalb von 80 dBA;
● in verkehrsarmen Phasen fällt der Pegel wieder deutlich ab.

Ein einzelner Momentanwert kann diese 30 Minuten nicht zuverlässig repräsentieren. Ein integrierender Schallpegelmesser berücksichtigt die gesamte zeitliche Verteilung der Schallenergie.

Wie funktioniert ein integrierender Schallpegelmesser?

Das Mikrofon wandelt zunächst die Schalldruckschwankungen der Luft in ein elektrisches Signal um. Dieses Signal wird anschließend unter anderem vorverstärkt, frequenzbewertet, digitalisiert und digital verarbeitet.

Während der Integrationsmessung verarbeitet das Gerät das Signal kontinuierlich und summiert über die Zeit das Quadrat des Schalldrucks, das mit der Schallenergie zusammenhängt.

Für den häufig verwendeten A-bewerteten äquivalenten Dauerschallpegel LAeq,T gilt:

$$
L_{Aeq,T}=10\log_{10}\left[\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\frac{p_A^2(t)}{p_0^2},dt\right]
$$

Dabei ist:

● (T) die gesamte Messdauer;
● (p_A(t)) der momentane A-bewertete Schalldruck;
● (p_0) der Bezugsschalldruck;
● (L_{Aeq,T}) der äquivalente A-bewertete Dauerschallpegel während der Messdauer T.

Die Anzeigegrößen 60 dB, 70 dB und 80 dB werden daher nicht einfach addiert und durch die Anzahl der Messwerte geteilt.

Da die Dezibelskala logarithmisch ist, muss zunächst eine energetische Mittelung erfolgen.

Was bedeutet Leq?

Leq steht für Equivalent Continuous Sound Level, im Deutschen üblicherweise als äquivalenter Dauerschallpegel bezeichnet.

Er entspricht dem konstanten Schallpegel, der innerhalb desselben Zeitraums die gleiche Schallenergie erzeugen würde wie das tatsächlich schwankende Geräusch.

Schwankt beispielsweise der Geräuschpegel einer Maschine während eines zehnminütigen Betriebszyklus zwischen 65 und 85 dB, beschreibt der Leq-Wert die gesamte Schallenergie dieses Zeitraums mit einem einzigen repräsentativen Pegel.

Leq eignet sich deshalb besonders zur Bewertung zeitlich veränderlicher Geräusche.

Dabei handelt es sich um eine energetische Mittelung und nicht um den arithmetischen Mittelwert einzelner Dezibelanzeigen.

Was bedeutet SEL?

SEL steht für Sound Exposure Level, auf Deutsch Schallereignispegel beziehungsweise Schallbelastungspegel.

Während Leq einen zeitlich gemittelten Pegel beschreibt, charakterisiert SEL die gesamte Schallenergie eines einzelnen Ereignisses.

Typische Beispiele sind:

● Vorbeifahrt eines Zuges;
● Start oder Landung eines Flugzeugs;
● einzelner Hub einer Presse;
● Vorbeifahrt eines Fahrzeugs;
● kurzer Maschinenbetriebszyklus.

SEL ermöglicht den Vergleich von Schallereignissen unterschiedlicher Dauer anhand einer einheitlichen Bezugszeit und wird deshalb häufig bei Verkehrs-, Flug- und ereignisbezogenen Geräuschmessungen eingesetzt.

IEC 61672-1 unterscheidet zwischen integrierend mittelnden Messungen des zeitgemittelten Schallpegels und integrierenden Messungen des Schallereignispegels.

Welche Messgrößen kann ein integrierender Schallpegelmesser erfassen?

Der Funktionsumfang hängt vom jeweiligen Gerät ab.

● Leq: Äquivalenter Dauerschallpegel über den Messzeitraum.
● LAeq: A-bewerteter äquivalenter Dauerschallpegel.
● LCeq: C-bewerteter äquivalenter Dauerschallpegel.
● SEL: Schallereignispegel zur Beschreibung der gesamten Energie eines Einzelereignisses.
● Lmax: Höchster während der Messung erfasster Schallpegel.
● Lmin: Niedrigster erfasster Schallpegel.
● Peak: Spitzenwert des Schalldrucks, insbesondere für impulsartige Geräusche.
● Statistische Pegel: Einige professionelle Geräte bestimmen zusätzlich Größen wie L10, L50 und L90.

Welche Kenngrößen tatsächlich verfügbar sind, muss anhand der technischen Spezifikation geprüft werden. Die Bezeichnung „integrierend“ bedeutet nicht automatisch, dass sämtliche genannten Funktionen vorhanden sind.

Worin unterscheidet sich ein integrierender von einem herkömmlichen Schallpegelmesser?

Der wichtigste Unterschied besteht darin, ob die während eines Zeitraums auftretende Schallenergie bewertet werden kann.

Ein herkömmlicher Schallpegelmesser eignet sich beispielsweise für:

● die Anzeige des aktuellen Geräuschpegels;
● die Messung einer laufenden Maschine;
● das Erkennen kurzfristiger Pegelerhöhungen;
● den direkten Vergleich verschiedener Messpunkte.

Ein integrierender Schallpegelmesser eignet sich dagegen insbesondere für Fragen wie:

● Wie hoch war die Gesamtgeräuschbelastung während der letzten 15 Minuten?
● Welcher Leq wurde während einer Stunde Straßenverkehr gemessen?
● Welche mittlere Schallenergie entstand während eines vollständigen Produktionszyklus?
● Welche Schallenergie verursachte eine einzelne Flugzeugvorbeifahrt?
● Wie lässt sich ein stark schwankendes Geräusch über einen definierten Zeitraum bewerten?

Es handelt sich daher nicht einfach um „einfachere“ und „höherwertige“ Geräte, sondern um unterschiedliche Messaufgaben und Auswerteverfahren.

Was ist der Unterschied zwischen FAST, SLOW und Integration?

Diese Begriffe werden häufig verwechselt.

FAST und SLOW sind Zeitbewertungen. Sie bestimmen, wie schnell die Anzeige auf Pegeländerungen reagiert.

FAST reagiert schneller und eignet sich zur Beobachtung rascher Pegeländerungen. SLOW reagiert langsamer und stabilisiert die Anzeige bei stark schwankenden Geräuschen.

Die Integration bewertet dagegen die Schallenergie über den gesamten Messzeitraum.

Daher gilt:

● FAST entspricht keiner Kurzzeitintegration;
● SLOW entspricht keiner Langzeitmittelung;
● Leq ist nicht der arithmetische Mittelwert der im SLOW-Modus angezeigten Werte.

Beim integrierenden Mittelungsverfahren basiert Leq auf der energetischen Integration über das gesamte Messintervall.

Welche Vorteile bietet ein integrierender Schallpegelmesser?

Bei einem konstanten Geräusch können Momentanwert und Zeitmittel relativ ähnlich sein. Bei schwankenden Geräuschen bietet die Integrationsmessung jedoch deutliche Vorteile.

● Bewertung schwankender Geräusche: Der gesamte Messzeitraum wird berücksichtigt.
● Repräsentativere Ergebnisse: Leq fasst komplexe Pegeländerungen in einer aussagekräftigen Kenngröße zusammen.
● Geeignet für Langzeitmessungen: Je nach Gerät sind Messungen über Minuten, Stunden oder längere Zeiträume möglich.
● Vergleich unterschiedlicher Betriebszustände: Maschinen, Messorte oder Zeiträume können unter definierten Bedingungen verglichen werden.
● Geeignet für Umweltlärm: Verkehrs-, Industrie- und Baulärm schwanken häufig stark.
● Bewertung einzelner Schallereignisse: Geräte mit SEL-Funktion können die Gesamtenergie definierter Ereignisse bestimmen.

Wo werden integrierende Schallpegelmesser eingesetzt?

● Industrie: Maschinen, Ventilatoren, Kompressoren, Pressen und komplette Produktionslinien.
● Umweltlärmmessung: Straßenverkehr, Industriegebiete, Gewerbegebiete und andere Umweltgeräusche.
● Baustellen: Baumaschinen, Fahrzeuge und verschiedene Bauphasen.
● Verkehrslärm: Straßen-, Schienen- und weitere Verkehrsquellen.
● Maschinengeräuschbewertung: Vergleich verschiedener Betriebszustände anhand von Leq.
● Arbeitsplatzmessungen: Integrationsparameter liefern wichtige Informationen zur Beurteilung von Arbeitsplatzgeräuschen. Die eigentliche Bewertung der persönlichen Lärmexposition muss jedoch nach den jeweils geltenden Verfahren und Kriterien erfolgen.

Ist ein integrierender Schallpegelmesser dasselbe wie ein Lärmdosimeter?

Nein.

Ein integrierender Schallpegelmesser wird normalerweise an einem definierten Messpunkt aufgestellt oder dort gehalten und beschreibt die Geräuschsituation an diesem Ort.

Ein personenbezogenes Lärmdosimeter wird dagegen von einer Person getragen. Das Mikrofon befindet sich in der Nähe des Ohrbereichs und erfasst die während der Arbeitszeit tatsächlich auf diese Person einwirkende Lärmexposition.

Kenngrößen wie TWA oder Noise Dose können außerdem von definierten Austauschparametern, Schwellenpegeln und Bezugszeiten abhängen. Leq darf deshalb nicht automatisch mit der persönlichen Lärmdosis oder einem TWA-Wert gleichgesetzt werden.

Vereinfacht:

● Der integrierende Schallpegelmesser beantwortet: „Wie hoch war der Geräuschpegel an diesem Ort während dieses Zeitraums?“
● Das Lärmdosimeter beantwortet: „Welcher persönlichen Lärmexposition war diese Person während der Arbeitszeit ausgesetzt?“

Was ist bei der Verwendung zu beachten?

● Repräsentative Messdauer wählen: Der Messzeitraum sollte typische Betriebszyklen oder Umweltbedingungen erfassen.
● Geeignete Frequenzbewertung wählen: Die A-Bewertung wird für viele Anwendungen genutzt; die richtige Auswahl hängt jedoch vom Messziel ab.
● Messposition konstant halten: Mikrofonposition, Höhe und Ausrichtung sollten bei Vergleichsmessungen gleich bleiben.
● Einfluss des Bedieners minimieren: Körperreflexionen, Sprache und temporäre Geräusche können das Ergebnis beeinflussen.
● Windgeräusche beachten: Bei Außenmessungen kann ein geeigneter Windschutz erforderlich sein.
● Übersteuerung vermeiden: Überschreitungen des Messbereichs können die Integrationsmessung ungültig machen.
● Kalibrierzustand prüfen: Für professionelle Messungen sollte die Funktion vor und nach der Messung mit einem akustischen Kalibrator überprüft werden.
● Messbedingungen dokumentieren: Zeit, Ort, Frequenzbewertung, Betriebszustand, Wetter und weitere relevante Faktoren sollten aufgezeichnet werden.

Wie wählt man einen integrierenden Schallpegelmesser aus?

Wenn nicht nur Momentanwerte, sondern Umwelt-, Industrie- oder Langzeitgeräusche bewertet werden sollen, muss geprüft werden, ob das Gerät echte Integrationsfunktionen bietet.

Wichtige Kriterien sind:

● Leq-Unterstützung;
● SEL-Unterstützung;
● Frequenzbewertungen A, C und gegebenenfalls Z;
● geeigneter Mess- und Dynamikbereich;
● Lmax-, Lmin- und Peak-Funktionen;
● Datenaufzeichnung;
● maximale Aufzeichnungsdauer und Speicherkapazität;
● PC- oder Mobilgeräteanbindung und Datenexport;
● Geräteklasse 1 oder 2 und Übereinstimmung mit den relevanten Schallpegelmessernormen;
● Möglichkeit zur akustischen Kalibrierung und eindeutige Statusanzeigen.

IEC 61672-1 definiert Schallpegelmesser der Klassen 1 und 2 mit unterschiedlichen zulässigen Toleranzen. Für technische Messungen, dokumentationspflichtige Prüfungen oder regulatorische Anwendungen ist die jeweils erforderliche Geräteklasse entsprechend der Messaufgabe zu wählen.

FAQ

Ist ein integrierender Schallpegelmesser lediglich ein normaler Schallpegelmesser mit Mittelwertfunktion?

Nein. Eine echte Integrationsmessung verarbeitet das Schalldrucksignal kontinuierlich und führt eine energetische Integration über die Zeit durch.

Ist Leq ein durchschnittlicher Dezibelwert?

Leq beschreibt einen äquivalenten Mittelungspegel, ist jedoch kein einfacher arithmetischer Mittelwert einzelner dB-Werte.

Steigt Leq automatisch, wenn länger gemessen wird?

Nein. Wird überwiegend eine ruhigere Phase zusätzlich gemessen, kann Leq sinken. Treten dagegen hohe Pegel auf, kann er steigen.

Können FAST und SLOW die Integrationsfunktion ersetzen?

Nein. FAST und SLOW sind Zeitbewertungen; die Integration bewertet die gesamte Schallenergie des Messzeitraums.

Kann ein integrierender Schallpegelmesser auch Momentanwerte messen?

In der Regel ja. Viele professionelle Geräte kombinieren normale Pegelanzeige, Maximum, Minimum, Peak und Integrationsfunktionen.

Kann jeder integrierende Schallpegelmesser SEL messen?

Nein. Einige Geräte bieten nur Leq und weitere Mittelungsparameter, andere zusätzlich SEL.

Kann ein integrierender Schallpegelmesser ein Lärmdosimeter ersetzen?

Nicht ohne Weiteres. Beide Geräte sind für unterschiedliche Messaufgaben und Messpositionen konzipiert.

Fazit

Ein integrierender Schallpegelmesser erweitert die Fragestellung von „Wie hoch ist der Schallpegel in diesem Moment?“ zu „Welche Schallenergie ist während des gesamten Messzeitraums aufgetreten?“

Durch kontinuierliche Integration und Mittelung können Kenngrößen wie Leq bestimmt werden. Geräte mit weitergehenden Integrationsfunktionen können zusätzlich SEL für die Bewertung einzelner Schallereignisse bereitstellen.

Für Verkehrs-, Industrie- und Umweltgeräusche sowie andere stark schwankende Schallquellen sind integrierende Messungen in der Regel deutlich repräsentativer als einzelne Momentanwerte.

Der Begriff „integrierender Schallpegelmesser“ umfasst jedoch unterschiedliche Funktionsumfänge. Vor der Auswahl sollte deshalb geprüft werden, ob Zeitmittelungspegel, Schallereignispegel oder beide Größen benötigt werden und welche Anforderungen an Messbereich, Frequenzbewertung, Geräteklasse und Datenaufzeichnung bestehen.