Schalldruck und Schalldruckpegel (dB)
Schalldruck und Schalldruckpegel sind zentrale Begriffe der Akustik. Sie beschreiben die physikalischen Druckschwankungen von Schall sowie deren technische Bewertung in Dezibel – und erklären, warum Lautstärke nicht linear wahrgenommen wird.
In der Akustik und Tontechnik sind Schalldruck und Schalldruckpegel grundlegende Größen zur Beschreibung von Schallereignissen. Sie erklären, wie sich Schall physikalisch ausbreitet und wie stark er technisch bewertet wird.
Schalldruck
Der Schalldruck beschreibt die bei der Ausbreitung von Schall auftretenden Druckschwankungen in einem Medium. Schall kann sich in jedem kompressiblen Medium ausbreiten, üblicherweise wird jedoch Luft als Übertragungsmedium betrachtet.
Diese Druckschwankungen versetzen das Trommelfell im Ohr in Bewegung und werden dort in Nervenimpulse umgewandelt. Handelt es sich um hörbaren Schall, entsteht daraus eine Hörempfindung, die wir als Geräusch oder Ton wahrnehmen.
Der Schalldruck p ist eine Wechselgröße, die dem statischen Luftdruck überlagert ist. Im Normalfall ist er um viele Größenordnungen kleiner als der atmosphärische Luftdruck.
Da absolute Schalldruckwerte sehr klein sind, wird der Schalldruck in der Praxis meist als Schalldruckpegel angegeben.
Schalldruckpegel (dB)
Der Schalldruckpegel ist ein logarithmisches Maß zur Beschreibung der Stärke eines Schallereignisses. Er wird mit der Hilfsmaßeinheit Dezibel (dB) angegeben.
Der Schalldruckpegel ist eine technische Größe, aus der sich nur eingeschränkt Rückschlüsse auf die subjektiv empfundene Lautstärke ziehen lassen. Allgemein gilt jedoch: Eine Erhöhung oder Absenkung des Schalldruckpegels wird in der Regel auch als lauter bzw. leiser wahrgenommen.
Vereinfacht kann man sagen, dass ein Unterschied von etwa 10 dB als Verdopplung oder Halbierung der Lautstärke empfunden wird. Die Wahrnehmbarkeit von Pegeländerungen hängt dabei vom jeweiligen Ausgangspegel ab.
Wahrnehmung und Belastung
Ein gleichbleibender Schalldruck wird bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich wahrgenommen. Dieses frequenzabhängige Hörempfinden wird unter anderem durch sogenannte Hörflächen beschrieben.
Hohe Schalldruckpegel können Unbehagen und Schmerzempfinden verursachen. Die Schmerzschwelle liegt – je nach Frequenzzusammensetzung – etwa zwischen 120 dB und 140 dB.
Ist das Gehör Schalldrücken im Bereich oder oberhalb dieser Grenze ausgesetzt, können bleibende Hörschäden selbst bei sehr kurzer Einwirkzeit auftreten.
„Das Gehör wird mit wachsendem Schalldruck immer empfindlicher gegen Amplitudenänderungen von Sinustönen. Bei einem niedrigen Pegel von 20 dB liegt der eben wahrnehmbare Modulationsgrad bei etwa 10 %. Bei einem Pegel von 100 dB erreicht er etwa 1 %.“
Zwicker, E. & Feldtkeller, R.: Das Ohr als Nachrichtenempfänger, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1967