Typische Apparatur zur Abgabe von lauten Schallwellen © Stihl024/PIXELIO
Erklärt: Was ist Schall?
Schall in verschiedenen Umgebungen
Schall, der sich in Luft ausbreitet (Sprechen, Musik etc.), wird gemäß DIN 4109 als Luftschall bezeichnet. Schall, der in festen Körpern verläuft (Betondecken, Bohrarbeiten in Mauerwerk usw.), wird Körperschall genannt. Durch Begehen von Treppen und Fußböden wird nicht nur Körperschall, sondern auch eine Schwingung dieser Bauteile in ihrer Eigenfrequenz ausgelöst, wodurch wiederum Luftschall entsteht. Luftschall, der durch Begehen von Bauteilen hervorgerufen wird, heißt Trittschall.
Charakteristische Parameter für den Schall sind dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit, Frequenz und Intensität/Pegel. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in Luft bei 20°C beträgt 343 m/s, was etwa 1235 km/h ergibt. Mit veränderter Lufttemperatur verändert sich auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit. Bei 0°C beträgt sie z. B. nur noch 331,5 m/s, was etwa 1193 km/h ergibt.
Übrigens: wenn keine Luft vorhanden ist, wir uns also im luftleeren Raum, z. B. dem Weltraum, befinden, gibt es auch keinen Schall. Das bedeutet, dass wahrscheinlich 99% aller Science-Fiction-Filme, die im Weltraum spielen, Blödsinn sind (zumindest in dieser Hinsicht!).
In Seewasser beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit dagegen ca. 1480 m/s (=5328 km/h) und hängt stark von Salzgehalt, Tiefe (Druck) und Temperatur ab. In z. B. 5000m Tiefe (und entsprechender Temperatur und Druck), legt der Schall im Atlantik etwa 1545 m pro Sekunde zurück.
Schallferquenz und Schalldruck
Die Schallfrequenz, gleichbedeutend mit der Tonhöhe, wird in Schwingungen pro Sekunde angegeben, was äquivalent mit der Maßeinheit „Hertz“ (Hz) ist. Das menschliche Gehör nimmt Töne im Bereich von 16 bis 20.000 Hz wahr. Mit zunehmendem Lebensalter nimmt die Hörempfindlichkeit für hohe Töne ab. Fledermäuse haben zum Beutefang ein raffiniertes Echolotsystem im Frequenzbereich von 20.000 bis 150.000 Hz (= Ultraschall) entwickelt, das von Menschen nicht mehr wahrgenommen werden kann, sehr wohl aber von anderen Tieren wie Hunden und Katzen.
Der Schalldruckpegel ist ein Maß für die Stärke eines Geräusches und wird in Dezibel (dB) angegeben. Um ein Gefühl für dieses Maß zu entwickeln, hier einige Angaben für Schalldruckpegel:
- Wahrnehmungsgrenze: 0dB
- Atmen: 10 dB
- ruhiger Raum, nachts: 15 dB
- Zimmerlautstärke: 60 dB
- Verkehrslärm: 75 dB
- Presslufthammer: 100 dB
- Disco: 110 dB
- Flugzeug: 120 dB
Die Wahrnehmungsgrenze für den Menschen wurde auf 0 dB festgelegt, was einem absoluten Schalldruck von 0,000000002 N/mm² entspricht. Die Schmerzgrenze von 120 dB entspricht einem Schalldruck von 0,00002 N/mm². Das bedeutet, dass am Trommelfell mit einer Kraft von 0,00002 N/mm² gestoßen bzw. gezogen wird. Zum Vergleich: der Haftverbund mit einer Fliese mit dem Untergrund beträgt etwa 1 N/mm². Pro Flächeneinheit muss also etwa 50.000 mal stärker gezogen werden, um die Fliese vom Untergrund zu lösen. Das bedeutet also, dass selbst bei extrem lauter Musik die Fliesen nicht von den Wänden fallen 😉
Bei langfristiger Einwirkung von Schalldruckpegeln über 90 dB können Gehörschäden auftreten, bei über 120 dB bereits bei kurzer Einwirkung. Differenzen von 10 dB im Schalldruck werden vom Gehör übrigens als eine Halbierung/Verdopplung der Lautstärke wahrgenommen.
Quellen: baustofftechnik 2/2007 und wikipedia.de
