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Update:  23.10.2016


Formelsammlung und Berechnungsprogramme
für Anlagenbau
Anlagenbau
Schallpegelberechnung

Schallpegelberechnung

Schallpegeländerung

Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Punktschallquelle - Theorie

Mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle wird ein Geräusch schwächer.
Bei einer Punktschallquelle und der Annahme einer kugelförmigen Schallausbreitung ergibt sich die Abnahme des Schallpegels somit zu:

Schallpegeländerung Formel
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Die Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung cei einer Punktschallquelle beträgt nach der Theorie 6 dB.

Schallpegelabnahme Bild
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Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Punktschallquelle - Praxiswert

Bei der Schallpegelabnahme im Freifeld sind weitere wesentliche Einflüsse zu berücksichtigen:
- Bodendämpfung
- Luftabsorption
- Metrologische Einflüsse (Temperatur, Wind usw.)
Um diese Einflüsse zu berücksichtigen hat sich in der Praxis gezeigt, dass mit einer Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung von 5 dB zu rechnen ist.

Schallpegeländerung Formel
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)
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Diagramm - Entfernungsbedingte Schallpegelabnahme Punktschallquelle

Die Entfernungsbedingte Pegelabnahme beträgt 5 dB(A) bei Entfernungsverdoppelung.

Schallpegelabnahme Diagramm

Beispiel:
Schallpegel von 60 dB(A) in 10 m Entfernung entspricht einem Schallpegel von 50 dB(A) in 40 m Entfernung.

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Entfernungsbedingte Pegelabnahme - Linienschallquellen

Im Gegensatz zur Punktschallquelle, bei der man von einer kugelförmigen Ausbreitung der Schallwellen ausgeht, breiten sich bei sehr langen Linienschallquellen (z. B. Eisenbahnzug, Autokolonne, Rohrleitung) die Schallwellen auf einer Zylinder-oberfläche aus.

Schallpegeländerung Linienförmig
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)
Δ L p = Schallpegelabnahme zwischen Standort 1 und 2 (dB)
L p1 = Schallpegel am Standort 1 (dB)
L p2 = Schallpegel am Standort 2 (dB)
r 1 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 1 (m)
r 2 = Entfernung zur Schallquelle am Standort 2 (m)

Die Schallpegelabnahme bei Entfernungsverdoppelung einer Linienschallquellen beträgt 3 dB.

Schallpegelabnahme Bild
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Schallpegelerhöhung bei mehreren gleichlauten Schallquellen

Wirken mehrere Schallquellen gleicher Lautstärke nebeneinander, erhöht sich der Schalldruckpegel um folgende Werte:

gleichlaute Schallquellen Formel
L pges = Schalldruckpegel gesamt (dB)
L pi = Schalldruckpegel der Einzelquellen (dB)
n = Anzahl gleichlauter Schallquellen  
Δ L p = Schallpegelerhöhung (dB)
L pges = Schalldruckpegel gesamt (dB)
L pi = Schalldruckpegel der Einzelquellen (dB)
n = Anzahl gleichlauter Schallquellen  
Δ L p = Schallpegelerhöhung (dB)

Anzahl­ Schall­quellen 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Schall­pegel­er­höhung (dB) 3,0 4,8 6,0 7,0 7,8 8,5 9,0 9,5 10,0 10,4 10,8

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Summenpegel von mehreren ungleichlauten Schallquellen

Bei der Ermittlung des Gesamtschallpegels von mehreren Schallquellen mit unterschiedlichen Schallpegeln ist der Schallpegel wie folgt zu ermitteln:

ungleichlaute Schallquellen Formel
L pges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 
L pges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 

Schallpegelerhöhung der lauteren Schallquelle , bei zwei Schallquellen mit unterschiedlichem Schallpegeln.

Schall­pegel­differenz
zweier Schall­quellen (dB)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Schall­pegel­erhöhung der
lauteren Schall­quelle(dB)
3,0 2,5 2,1 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4

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Energetische Mittelwertbildung von mehreren Schallquellen

Mittelwert Schallquellen Formel
L m = Mittelwert-Schalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 
L m = Mittelwert-Schalldruckpegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel einer Schallquelle (dB)
n = Anzahl Schallquellen 

Zulässige Überschreitung des Mitteilungspegels bei zeitlich begrenztem Betrieb

Bei einem Schallpegel treten oftmals unterschiedliche Schallpegelwerte über einen gewissen Zeitraum auf, oder die Einwirkzeit wirkt nicht über die gesamte Tages- oder Nachtzeit. Die Schallpegel werden dann nach ihren zeitlichen Anteilen nach der Energetischen Mittelwertbildung summiert, so dass eine Pegelerhöhung für einzelne Zeitintervalle möglich ist.
Die Summe aus der zeitlichen Betrachtung darf den zulässigen Schallpegel nicht überschreiten. Die Schallpegelerhöhung ist nach Tageszeit max. 16 Std. und Nachtzeit max. 8 Std. getrennt zu betrachten.

Überschreitung Mitteilungspegels Formel
L p ges = Mitteilungspegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel während des Zeitintervalls t i (dB)
ΔL p = Schallpegelüberschreitung (dB)
T ges = zu betrachtende Gesamtzeit (Std.)
t i = Zeitintervall für Schalldruckpegel L pi (Std).
n = Anzahl Zeitintervalle (-) 
L p ges = Mitteilungspegel (dB)
L pi = Schalldruckpegel während des Zeitintervalls t i (dB)
ΔL p = Schallpegelüberschreitung (dB)
T ges = zu betrachtende Gesamtzeit (Std.)
t i = Zeitintervall für Schalldruckpegel L pi (Std).
n = Anzahl Zeitintervalle (-) 

Überschreitung des Schallpegels bei zeitlich begrenztem Betrieb.

Zeit­inter­vall von L pi (Std.) 16 12 10 8 6 5 4 3 2 1
Über­schreitung (dB) tags 0 1 2 3 4 5 6 7 9 12
Über­schreitung (dB) nachts 0 1 2 3 4 6 9

Faustformel: Eine Halbierung (Verdoppelung) der Einwirkungszeit eines Geräusches vermindert (erhöht) seinen Mittelungspegel um ca. 3 dB.

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Störpegel

Subtraktion von Schallpegeln - Berechnung des Schallpegels ohne Störpegel

Die Subtraktion von Schallpegeln wird bei folgenden Auswertungen bzw. Berechnungen angewendet:
Messung einer Schallquelle
Bei der Messung einer Schallquelle wird ein Gesamtpegel gemessen der sich aus der zu messenden Schallquelle und einem Umgebungsgeräusch (Störpegel) ergibt. Um eine Aussage über den absoluten Schallpegel (L Nutz) der zu messenden Schallquelle machen zu können, ist die Subtraktion von Schallpegeln anzuwenden. In Abhängigkeit der Differenz zwischen Gesamt- und Störpegel ist der unten aufgeführte Korrekturpegel vom Gesamtpegel abzuziehen. Das Ergebnis ist der Schallpegel der zu messenden Schallquelle. Beträgt die Differenz zwischen Gesamt- und Störpegel mehr als 10 dB, kann die Pegelsubtraktion entfallen, da der Gesamtpegel dem Schallpegel der zu messenden Schallquelle entspricht.

Berechnung des Nutzpegels
Bei der Auslegung von Schalldämpfern ist eine zulässige Schallforderung gegeben (L ges). Sind mehrere Schallquellen zu berücksichtigen (L Stör), so kann mit der Schallpegelsubtraktion der zulässige Nutzpegel der letzten Schallquelle berechnet werden, so dass der Gesamtschallpegel nicht überschritten wird.

Nutzpegel Formel
L Stör = Störpegel (dB)
L Nutz = Nutzpegel (dB)
L ges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L Kor = Korrekturpegel (dB)
L Stör = Störpegel (dB)
L Nutz = Nutzpegel (dB)
L ges = Gesamtschalldruckpegel (dB)
L Kor = Korrekturpegel (dB)

Bei einer Pegeldifferenz zwischen Gesamt- und Störpegel ist folgender Korrekturschallpegel vom Gesamtschallpegel abzuziehen.

L ges - L Stör (dB) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
L kor (dB) 6,87 4,33 3,02 2,20 1,65 1,26 0,97 0,75 0,58 0,46 0,36

Korrekturschallpegel bei Messungen mit Störpegel

Bei Schallpegelmessungen wird ein Gesamtpegel gemessen der sich aus der zu messenden Schallquelle und einem Umgebungsgeräusch (Störpegel) ergibt. Um die zu messende Schallquelle beurteilen zu können, ist der der unten dargestellte Korrekturschallpegel vom Gesamtpegel zu Subtraktieren. Beträgt die Differenz zwischen Nutzpegel und Störpegel mehr als 10 dB, kann die Pegelsubtraktion entfallen. L ges = Gesamtschallpegel (dB)  -  L Stör = Störpegel (dB)  -  L Kor = Korrekturschallpegel (dB) L Mess = Messpegel der zu messenden Schallquelle (dB)  -  L Mess = L ges - L Kor

Korrekturschallpegel Diagramm

Beispiel:
L ges = Gesamtschallpegel = 60 (dB)
L Stör = Störpegel = 56 (dB)
Differenz L ges - L Stör = 60 - 56 = 4 (dB)
L Kor = Korrekturschallpegel nach Diagramm = 2,2 (dB)
L Mess = Messpegel der zu messenden Schallquelle (dB)  -  L Mess = L ges - L Kor = 60 - 2,2 = 57,8 (dB)

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