Grundlagen der Schallpegelmessung

Die Brummtonsuche setzt eine qualifizierte Schallpegelmessung voraus. Dafür ist eine hochwertige Messausrüstung sehr hilfreich. Besonders die tieffrequenten Geräusche kleiner 90 Hertz (Hz) müssen sauber erfasst werden. Das verwendete Schallpegelmessgerät sollte eine frequenzselektive Schallpegelmessung ermöglichen. Standardmäßig wird das Terzspektrum abgespeichert. Der A- und C-bewertete Pegel steht in einem Messgang zur Verfügung. Ein weiteres Qualitätskriterium für die Geräteauswahl ist die Fähigkeit, Audiodaten aufzeichnen zu können. Die aufgenommenen Geräusche können im Nachgang mit einer speziellen Software am Computer hörbar gemacht und genauer analysiert werden.

Tieffrequenter Schall

Liegt die höchste Schallintensität im Frequenzbereich unter 90 Hertz, spricht man von tieffrequentem Schall. Dies ist üblicherweise dann der Fall, wenn die Differenz zwischen der Bewertung nach LCeq- und LAeq-Pegel größer 20 Dezibel (dB) beträgt. Tieffrequente Geräusche mit hervortretenden tonalen Komponenten werden nach der DIN-Norm 45680 Beiblatt 1:1997-3 bewertet. Die Messung erfolgt in Innenräumen bei geschlossenen Fenstern.

Infraschall

Als Infraschall werden Geräusche unterhalb einer Frequenz von 20 Hz definiert, die für Menschen normalerweise nicht hörbar sind. Die Schallpegel werden überwiegend als Pulsationen und Vibrationen wahrgenommen. Sekundäreffekte sind häufig Ursache starker Belästigungen, z.B. Rütteln von Fenstern und Türen oder Gläserklirren, spürbare Vibrationen von Gebäudeteilen und Gegenständen. Die Messdatenaufnahme erfolgt bei Vibrationen als Ergänzung zur Mikrofonmessung mit einem Beschleunigungsaufnehmer für Körperschall.

Sehr niedrige Schallpegel messen

Standardmessgeräte oder Apps für das Smartphone sind oft auf eine Messgrenze von 30 dB limitiert. Sehr niedrige Schallpegel lassen sich mit einfachen Mikrofonen nicht erfassen. Die Firma Umweltmesstechnik Bayreuth setzt Mikrofone mit einem geringen Eigenrauschen ein (siehe Foto links). Dies schafft die Möglichkeit, auch sehr leise Geräusche mit dem Messgerät noch zu dokumentieren.

Erfolgreiche Quellensuche bei tief frequenten Geräuschen erfordert hohe Anstrengungen

Tieffrequente Geräusche im Hörschallbereich liegen erfahrungsgemäß in einem Radius von 500 Hundert Metern Entfernung. In diesem Fall kann eine Quellensuche erfolgreich sein, wobei der Aufwand für ein Messbüro im voraus nur schwer kalkulierbar ist. Wird Körperschall von den Betroffenen über Vibrationen aufgenommen, befindet sich die Schallquelle möglicherweise in einer größeren Entfernung als 500 Meter. Eine Erfolgsgarantie für das Auffinden der Ursachen für den Brummton kann nach unserer Auffassung von seriösen Messtechnikern im Vorfeld nicht gegeben werden.

Besonderheiten der Schallwahrnehmung

Das Phänomen der Schwebung

Eine Schwebung entsteht, wenn zwei Töne mit sehr ähnlichen, aber nicht identischen Frequenzen gleichzeitig erklingen. Beispiel: Ton 1: 40 Hz / Ton 2: 43 Hz
Das Ohr oder ein Messgerät nimmt nicht zwei getrennten Töne, sondern ein Tonhöhenmischmasch mit einer wellenförmigen Lautstärkeschwankung wahr. Die Lautstärke ist pulsierend, mit einer Frequenz, die der Differenz der beiden Töne entspricht, im Beispiel bei 3 Hz. Das Geräusch wird lauter – leiser – lauter – leiser im Takt der Schwebungsfrequenz. Im Tieftonbereich klingt es oft wie ein pulsierender Brummton, fast wie das Wummern eines Hubschraubers in der Ferne.

Oberwellen spielen eine wichtige Rolle bei der Quellensuche

Oberwellen sind Vielfache einer Grundfrequenz, die zusätzlich zum ursprünglichen Ton entstehen.Wenn zum Beispiel ein Lüftungsgerät mit einer Grundfrequenz von 40 Hz schwingt, können Oberwellen bei 2×40 = 80 Hz oder 3×40 = 120 Hz oder 4×40 = 160 Hz, usw. entstehen. Diese Vorgang nennt man auch 2. Harmonische, 3. Harmonische, usw.
Oberwellen an einem Lüftungsgerät können verschieden Ursachen haben, z.B. durch

mechanische Nichtlinearitäten durch Lager, Ventilatoren, Aufhängungen oder schiefe Wellen, wenn die Bewegung nicht perfekt sinusförmig verläuft

Strömungsgeräusche, wenn Luftverwirbelungen an Kanten, Gittern, Ventilatoren turbulente, impulsartige Druckänderungen erzeugen

Unwucht oder Asymmetrie, wenn Rotoren unsauber laufen