Frequenzbewertung
# Frequenzbewertung

Die Frequenzbewertung ist ein Verfahren zur frequenzabhängigen Anpassung von Schalldruckpegeln in der Akustik. Hierbei werden die Messgrößen durch ein bewertendes Filter gewichtet, das den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigt und somit die Messwerte dem menschlichen Hörempfinden anpasst.

Die Frequenzbewertung ist ein frequenzabhängiger Abzug bzw. Zuschlag vom ermittelten Pegel und wird bewerteter Schalldruckpegel genannt, welcher als dB(X) oder $dB_X$ angegeben wird; das Symbol X steht dabei für den jeweils konkret eingesetzten Bewertungsfilter. In praktischen Anwendungen üblich sind

* die A-Bewertung, ausgedrückt in dB(A)
* bei hohem Schalldruckpegel die C-Bewertung in dB(C).

Die B- und D-Bewertung wurden aus der zugrundeliegenden Norm IEC 61672:2003 für Schallpegelmessgeräte entfernt und sind nur noch historisch bedeutsam.

## Bewertungskurven

Da das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen (d. h. Frequenzen) unterschiedlich laut empfindet, werden Frequenzbewertungskurven verwendet, wie sie in folgender Abbildung dargestellt sind. Dazu werden Filter mit empirisch angepassten Übertragungsfunktionen eingesetzt.

Da die Krümmung der Kurven gleicher Lautstärkepegel und damit der Frequenzgang des Gehörs vom Schalldruckpegel abhängt, wurden für unterschiedlich hohe Schalldruckpegel unterschiedliche Bewertungskurven definiert:

* A-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 20–40 phon
* B-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 50–70 phon
* C-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 80–90 phon
* D-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei sehr hohen Schalldrücken
* G-Bewertung: wird im Infraschallbereich von 8 Hz bis etwa 40 Hz verwendet.

Bewertete Pegel werden durch den entsprechenden Buchstaben der Frequenzbewertung als Index der Messgröße gekennzeichnet, z. B.:

* ein A-bewerteter Schalldruckpegel mit $L_{pA}$
* ein A-bewerteter Schallleistungspegel mit $L_{WA}$

und in dB – in der Praxis auch häufig in $dB_A$ oder dB(A) – angegeben.

Der Verweis auf die A-Bewertung sollte nur einmal angegeben werden, also beispielsweise für den Emissions-Schalldruckpegel einer Maschine als Angabe in den technischen Daten: $L_{pAd}$ = 70 dB oder $L_{pd}$ = 70 dB(A).)

Die vier Bewertungsfilter weisen folgende Übertragungsfunktionen $G_{A…D}(s)$ auf, wobei die analytische Beschreibung der Filter in der s-Ebene erfolgt:

    $G_{A}(s)={\frac {k_{A}\cdot s^{4}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+676{,}7)\;(s+4636)\;(s+76617)^{2}}}$

mit $k_A$ ≈ $7,39705×10^9$

    $G_{B}(s)={\frac {k_{B}\cdot s^{3}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+995{,}9)\;(s+76617)^{2}}}$

mit $k_B$ ≈ $5,99185×10^9$

    $G_{C}(s)={\frac {k_{C}\cdot s^{2}}{(s+129{,}4)^{2}\;(s+76617)^{2}}}$

mit $k_C$ ≈ $5,91797×10^9$

    $G_{D}(s)={\frac {k_{D}\cdot s\cdot (s^{2}+6532s+4{,}0975\times 10^{7})}{(s+1776{,}3)\;(s+7288{,}5)\;(s^{2}+21514s+3{,}8836\times 10^{8})}}$

mit $k_D$ ≈ 91104,32

Die angegebenen Konstanten $k_{A…D}$ sind Faktoren, welche die Übertragungsfunktionen auf den Verstärkungsfaktor 1 (0 dB) bei 1 kHz normieren.

## Verwendung

Besonders in der Technischen Akustik und im deutschen Rechtssystem wird überwiegend die A-Bewertung angewendet. Auch für die Bestimmung des Beurteilungspegels auf dem Gebiet des Lärmschutzes werden die A-Bewertung und die C-Bewertung verwendet (DIN EN ISO 9612).

Da für einige Schallsituationen die wahrgenommene Lautstärke, die mögliche Belästigungswirkung und auch die potenzielle Schädigung des Gehörs durch die Bewertungskurven jedoch nur unvollkommen wiedergegeben wird, sind bei der Geräuschbewertung noch Zuschläge für bestimmte Geräuschsituationen üblich: z. B. gemäß der TA Lärm Zuschläge für Tonhaltigkeit („Quietschen“), Impulshaltigkeit („Hämmern“) usw. Der daraus resultierende Beurteilungspegel (Schalldruckpegel + Bewertungsfilter + Zuschläge) wird für die Überprüfung herangezogen, ob ein bestimmtes Geräuschniveau aufgrund gesetzlicher Richtlinien zulässig ist oder nicht. Diese Zuschläge sind nur bei Lautstärkepegeln unterhalb 80 dB anzuwenden (Stand 2015) und dürfen in Summe 6 dB nicht überschreiten (siehe DIN 45645-2).

Eine Alternative zur Verwendung von Bewertungskurven ist die Bestimmung der Lautheit nach DIN 45631 bzw. ISO 532 B. Hierbei wird die Lautstärkeempfindung des Gehörs besser erfasst.

## Schwingungen

Um die Wirkung von Schwingungen auf den menschlichen Körper zu beurteilen, werden ähnliche Frequenzbewertungen eingesetzt. So werden Humanschwingungen (Ganzkörperschwingungen und Hand-Arm-Schwingungen) z. B. zur Beurteilung entsprechend der deutschen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung mit den Frequenzgängen der entsprechenden ISO-Normen bewertet. Die wichtigsten sind:

* Wk-Bewertung für vertikale Ganzkörperschwingungen in z-Richtung (ISO 2631-1)
* Wd-Bewertung für horizontale Ganzkörperschwingungen in x- oder y-Richtung (ISO 2631-1)
* Wh-Bewertung für Hand-Arm-Schwingungen (ISO 5349-1).

Für andere Anwendungszwecke existieren weitere Kennlinien nach ISO 2631-1, -2 oder -4.

