450 F . J . MEISTER:

35. F. J. Ml~ISTF~n-Dfisseldorf: Physikalischer Schallpegel, Laut- heirs- und Sch~idigungsbewertung bei fier~iuschbelastung des 0hres. Demonstration eines akustisch-audiologischen ~[el3wagens. (Mit 4 Text- abbildungen.)

Der Audiologe, der neben der Frfiherkennung yon Schalltraumen sich a]]gemein ffir Lgrmsch~digungen interessiert, sei es als Wissen- schaftler oder als Gutachter, wfinscht einen Beurteilungsmal~stab daffir, ob ein Arbeitsplatz gehSrschadigend ist. Die Feststellung des Sch~di-

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/ / / / / / L a u ~ n e i / ~ s a n s t i e g ffir die l~requenzen Z / / " / ----- 400 Hz~

- . . . . . oooo z ///i,/ - - - - ~ittlere]~x'equenzen folgen oberhalb do , " Adap-

//~'; r, ationsstufe 30 OBder empirischen Oleichung

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~/'i / I I I I I ZO ~0 6'0 80 l#Ophon 120

Yohallpsgel Abb. ]. LauOloitsans~ieg nach FLETeH~I%

gungsgrades eines Lgrmpegels scheiterte bisher nieht nut an dem Mangel an statistisohen Unterlagen fiber die Entwioklung yon Lgrmsohgden unter exakt gegebenen akustischen Bedingungen, darfiber existieren einige tierexperimentelle Ergebnisse, sondern mehr noch an der Proble- matik der Lautstgrkenangaben und der Definition yon Lautheit und Sohgdigungsgrad fiberhaupt, also an psychoakustischen Unzulgnglich- keiten. I)er Akustiker muff hier naeh Abhilfe suehen und hut zungchst in den USA auoh Wege dazu besehritten. Diese ffihren immer fiber die Messung der physikalisehen Laufstgrkepegel mit den zugeh6rigen Schallspektren am SfSrort. Es haben sioh besondere Bewertungsvor- schlgge herausgeschglt, yon denen ich einen am Schlul] mitteilen mSehte, weft er recht praktiseh erseheint.

Bei den heute dutch die akustisehe Mel~technik geschaffenen Mel]- mitteln ist ein Verzioht auf exakte Bestimmung der physikalisohen Ge- gebenheiten der St6rung nieht mehr m6glieh.

Schallpegel, Lautheits- und Schgdigungsbewertung des Ohres. 451

Neben der aud iomet r i schen Messung der Geh6rsch~digung soll te mindes tens eine Messung der jeweil igen Betr iebslauts t /~rken der schK- d igenden Maschinen oder des Gesamtbe t r i ebes erfolgen.

W i r s ind uns a l lerdings dar i iber k lar , dab die Lau t s t / i rkenmessung e twa naeh dem D I N - N o r m - V o r s c h l a g des Deu tschen Akus t i schen Aus- schusses v o m gahre 1938 n u t ein ers te r Schr i t t zur Er fassung der Schall- be l a s tung dars te l ] t , abe t dieser Schr i t t ist, well er exak t e Unte r ]agen l iefert , no twendig .

Allenthalben werden heute im Zuge des Kampfes gegen den L/~rm Messungen yon akustischen StSrpegeln gemacht und doch ist man sich oft nicht recht im klaren darfiber, dab eine L/~rmst6rung durch die MeBwerte yon Laut- st~rkepegeln zwar physikalisch ~b ausreichend beschrieben werden too kann, jedoch die Fixierung des Eindruckes auf den psychisch ~o Normalempfindenden dutch ein St/~rkemal~ bzw. eine Skala um ~ ~o so schwieriger wird je mehr der Charakter tier StSrung sich zeit- 7O lich andert und je mehr der so- genannte Normalempfindende 6'o an die StSrung gewShnt ist.

Schon die Aufgabe, so Lau the i t s e ind r i i cke zahlen- m/~Big zu definieren oder meBtechnisch zu erfassen, war dem yon der psycholo-

-- "'---.. ~ ..... .. --. ,//

~0 700 ~00 gO0 800 1gO0 J2OO GqO01~5

Abb. 2. Bewerbungskurven nach t I . G. Jc[ARDY m i t den Spektren yon 3 charak te r i s t i schen Indus t r ieger / iuschen. 1 Auspuffger/ iusch. 2 Schleifscheibe. 3 Mo~orenhalle.

gisch-mediz in ischen SeRe an das P rob l em h e r a n t r e t e n d e n For sche r immer e twas fragwiirdig, und zweifellos wiirde eine solehe Aufgabens te l lung eine rein akademische E rS r t e rung gebl ieben sein, wenn n ich t alas bedrohl iche Anwachsen technischen L~rms dazu gezwungen ha t t e , den psychischen E i n d r u c k ,laut" mi t den physikal isch-akus~ischen Mel3grSSen in eine de- f inier te Beziehung zu setzen.

F i i r d ie reine Tonempf indung h a t t e n FL~TCR~R und Mv~csoN schon vor 20 J a h r e n eine MSglichkei t des Lau the i t sverg le iches gefunden und (lurch sehr i t tweise S tu fung yon Lau the i t swer t en , die i m m e r im Ver- h~l tnis 1 : 2 s tanden , die Sone-Ska la der L a u t h e i t aufgebaut .

Wenn auch die Grundlage dieser Skala, namlich, da$ man ausLautheitswerten 1:1 und 1:2 grS$ere Verhaltniszahlen dutch Aneinunderreihen yon Stufen er- schlieBen kann, lange auf gegenteilige Meinungen stie$, so hat doch die jiingste Zeit dutch mancherlei Unfersuchungen die grundsatzliche Richtigkeit des Weges gezeigt, wenn Vorgeschichte der Ohrbelastung und Schallspektrum berticksichtigt werden und tier Lautheitsbereich nicht zu ~usgedehnt is~.

I~LV, TCH~R versuch~e bere i t s ffir das gleichfSrmige the rmische Rau- sehen seine Schr i t t ska l a zu e rp roben ; er h a t t e ffir zei t l ich homogene

452 F . J . MEISTER:

TSne und Ger~usehe d u t c h Lau tve rg le i eh eine einfache Abh~ngigke i t der Empf indungsmaBe yon den phys ika l i schen Sehal lwer ten gefunden u n d du rch eine Gleichung beschrieben. Der Anst ieg der L a u t h e i t in Sone- W e r t e n m i t dem phys ika l i schen Schal lpegel wird nach dieser F o r m e l be- kann t l i ch durch zwei Geraden verschiedener Ste i lhe i t darges te l l t , und zwar du tch eine steile Gerade un t e rha lb des Sehal lpegels yon 30 dB und eine weniger stei le oberha lb 40 d B (Abb. 1).

Fiir den praktisch wiehtigen Fail der physikalischen Schallpegel oberhalb 40 dB fiber 2 �9 10 - t #B l~l~t sich eine einfache Beziehung zwischen Schalldruckverhglt- nis und Lautheitsempfindung finden. Es ist die Lautheitsempfindung naeh den Mittelwerten (also nieht streng beim einzehaen Mensehen) proportional der 3. Wurzel des quadratisehen Schalldruekverh~ltnisses. Diese ideelle Gerade wurde in die Abb. 1 als gestriehelte Linie eingezeiehnet. Sie gilt im mittleren Tonfrequenzbereieh fiir nieht zu kurze und nicht zu lange Belastungsdauer.

Man 'weiB, dal3 fiir eine ganze Reihe yon Schal lvorg~ngen dieser ein- faehe funkt ione l le Z u s a m m e n h a n g sich e twas ~ndert , so z. B. fi ir t iefe Frequenzen , wie vor a l lem v. B~x~sY deu t l i ch zeigte, abe r aueh fi ir kurze Impulse , insbesondere wenn diese den Cha rak te r yon K n a c k e n u n d Kna l l en haben, was wohl STRUDEL zuers t nachwies, ohne al lerdings den phys io logischen Grund angeben zu kSnnen.

Es ist wahrscheinlich, dab kurzdauernde Knall- und Knaekbelastungen aucb unterhalb 90 dB zu voriibergehenden Verschiebungen der ttSrsehwelle mit oft melt- barer Unterschiedssehwellenverringerung im Frequenzgebiet 3000-6000 Hz ffihren. Von der neuen Schwellenlage aus finder man dann eine Versteilerung des Lautheits- anstieges, wenn aueh nach einiger Zeit wieder normale Lautheitsempfindung erwar- tet werden kann.

Bei Bre i tbandgerguschen , und das is t in der I ndus t r i e die i ibl iehe akus t i sche Belas tung, t r e t en merkl iche ~mderungen des Empf indungs- wer tes auf, wenn sich die Lage des I n t e n s i t ~ t s m a x i m u m s innerha lb des Ger~uschspek t rums verschiebt , und zwar u m so s ta rker , je mehr de r Energ iegeha l t der hSheren F requenzen bzw. bes~immter Bereiche zu- nimm~ 1.

Benutzt man ffir die Bestimmung des Lautheitseindruekes die Methode yon BERANEK, SO kSnnen solche Lautheitsgnderungen, die dureh spektrale Verschie- bung der Energie zustandekommen, nicht durch nacheinander ver~nderte Filter- breiten des Analysators erfal~t werden. Doch l ~ t sich grundsatzlieh fiir station~re Breitbandger~usehe, wie Qurrsc~ zeigte, durch diese Methode eine additive Laut- heitsbestimmung durehffihren.

Sehon vor der Ver6ffentliehung der QuITSC~sehen Ergebnisse hatte ieh auf einem anderen Wege versueht eine der Ohrbewertung entsprechende Analysier- anordnung ffir Breitbandgergusche zu finden. Allgemein weiB man zungchst, da~ die Lautheit eines sehmalen Gerguschfreqenzbandes sieh gnder~ wenn entweder

a) bei konstant gehaltener Bandbreite die effektive Rausehspannung vergnder~ wird, oder

Im allgemeinen bestimmt der Frequenzbereieh mit den gr6Bten Sehalldrficken auch den Lautheitseindruek.

Schallpegel, Lautheits- und Schi~digungsbewertung des 0hres. 453

b) bei konstanter Rauschspannung die Bandbreite variiert wird. Fiir die Laut- heitsempfindung sind beide Kennzeichen erforderlich. Nun verandert sich aber fiir eine feste kleine Intensit/~tsstufe yon 10 dB die ]3andbreite eines gleichlaut blei- benden Schmalbandgerausches l~ngs der Tonska]a stark. Diese Breite ist durch die Analysiereigenschaften des Ohres, und zwar vermutlich durch die Unterschieds- schwellen, festgelegt. Fiir die schmale Intensit/~tssparme yon 10 dB kann man unter Benutzung der Werte yon DAvis fiir kleine Areale der HSrfl~che yon 1/~ Okt. Breite und 10 dB ttShe, die dieser aus den Unterschiedsschwellen nach Sc~ow~.I~, BID- D ~ s ~ u. RXESZ errechnete, Relativwerte ffir die gfinstigen Fflterbreiten bestimmen. Es ergib$ sich dann f/ir die Lautheitsaddition ]/~ngs der basilaren Strecke folgendes Bandbreitenschema (s. Tab. 1).

110 Tabelle 1.

d_B 100

90

80 . . . .

7 0 - - - -

6O

50

4oi 313

~,18!1,9291,82~ !,, ~ 11,25_66 0,898 ').,38 2,14 1,55q,55 1,23 0,977

~ ' ~ 1 1 ~ ~ s 1,o 2 ~ 1~11~ '1 ,32 1,04

2-~ ' 2 ~ 1 1 ~ I,,30 0,97 - -

2 ~ 2,2 1,77, i,41 1,07

- - 2 ~ 1 ~ 1 ~ 1,18

' - - - - 2,24 1,8 1,27

0,614 0,58 0,5 0,403 0,32 0,345 0,5 0,73 0,93. 0,75 0,58 0,510,403 0,32 0,345 0,5 . ~,E10,931 . . . .

0,73 0,54 0,5 0,375 0,285 0,33

0,42 0,6210,81

0,88 10,66 0,~ 0,285 0,1810,24 0,40 0,601,0 o ~ i 0~1~ 0 , ~ ~,~ ~ 0,41 0,7 1,19

125 250 . 500 1000 2000 4000 8000Hz

Okt.

Praktisch sind diese sogenannten natiirlichen relativen Filterbreiten bei der Ger/iuschanalyse schwer einstellbar. Man kann aber Mittelwerte ftir den r wichtigen Bereich der Lautst/~rken 50--100 dB nehmen und kommt dann auf die Filterbreiten der Tab. 2 fiir das Frequenzgebiet 62~10000 Hz.

Tabelle 2. Mittelwerte der Bandbreiten inOktaven [i~r dieLautstdrken zwischen gO und 90 dB.

Frequenz 62 125 250 500 1000 2000 4000 8000 ttz j ] '

J I 1,3 1,0 0,75 0,5 0,50,375 0,3 0,3 0,5 0,7 1,00k~.

Mit solchen Filterbreiten, an Stelle der Oktave oder Terze, wiirde die BERANEK- Methode wahrscheinlich bessere Lautheitsbestimmungen fiir Breitbandger/~usche ermSglichen.

I n La rmbe t r i eben spielt bei der Lau the i t sempf indung neben , ,den rein psychischen Effekten der GewShnung" die Ver/ inderung des Adap- t a t ionsn iveaus u n d die Verdeckung eine wichtige Rolle.

Die Veranderung des Adaptationsniveaus kann bis zu 35 dB betragen, dar/iber wurde in einem Beitrag in den Beiheften der Acustica bereits berichtet. Die Frage spiel~ ffir Lastigkeits- aber auch s die Lautheitsempfindung sicher eine grSllere Rolle als bisher angenommen wurde.

454 F.J.~/[EISTER: Schallpegel, Lautheits- und Schi~digungsbewertung des Ohres.

Der Einflul] der Verdeckung yon TSnen durch Sehmalbandger~iusche auf die Lautheitsempfindung wurde in jfingster Zeit untersueht, wobei festgestellt werden konnte, dal] der Lautheitseindruck yon der soge- nannten Kopplungsbreite abh~ngt, also dem Frequenzabstand der wirk- samen Komponenten. Diese Breite ist nicht intensit~tsunabhangig. Der EinfluI~ der Dauer der Belastung, insbesondere sines vorangegangenen l~ngeren Belastungszustandes, seheint ebenfalls vermindernd auf den Lautheitseindruck zu wirken und zwar durch Ermfidung (v. B~Kfisr).

Aus diesen erw~ihnten Grfinden stSl~t die Methode der Lautheits- addition nach BE~A~EK bzw. nach MI~Tz-TYssER fiir die Bewertung

Abb. 3. SchnRtbilder des akustisch-audiologischen ~WIel3wagens der Med: Akademie Dfissel4off.

1 Arbeitsplatz ffir ~][agnetbandaufn~hme, Frequenzanalyse und Lautst~irkemessung. 2 Arbeitsplatz fiir audiometrische Messungen. 3 Batter ien (Hausnetz). 4 Umformer (Hausnetz). 5 Schalt~afel

(Hal~suetz). 6 Pegelschreiber. 7 Hilfsger~i~e.

yon Industrie-Breitbandger~uschen bei Physiologen und Akustikern zun~ehst auf Hemmungen.

Ieh kann auf diese Dinge hier im einzelnen nicht eingehen. Die akustische For- sohungsarbeit hat hier eines ihrer Kernprobleme.

Es diirfte noch einige Zeit vergehen, bis Klarheit geschaffen ist. Fiir die Beurteilung yon Betriebslautst~rken, insbesondere bei Gut-

achten, muB man auf Sicherheit gehen. Es hat sich vorerst als ausrei- ehend erwiesen, die dB-Werte pro 0ktave eines StSrpegels zu bestimmen. I)ieser physikalische Bewertungsmal~stab erfal~t auch die wesentlichen physikalischen Kennzeichen des Sch~digungsgrades eines Larmpegels, wie dies z. B. amerikanische Vorschlage erkennen lassen.

Ich habe hier in das Fe]d der Bewertungstinien nach HA~D:f (siehe Abb. 2) die Spektren yon 3 Industriegerauschen hineingezeichnet, die gleichgro•e mittlere physikalische SchaUpege] haben. Die Beurteilungslinien nach H~DY richten sich night nur naeh der empfundenen Schallstiirke, sondern aueh naeh gewissen Erfah- rtmgen fiber Sehallschadigungen in der Industrie. Bei Betraehten und Vergleich der drei Gerauschspek~ren mit dem Verlauf dieser Bewertungslinien erkennt man sofor~, welche Gerausche fiber die Grenz]inien h~nA.usgehem

Wenn man fiir die Beurteilung yon Latin, besonders in Zusammen- hang mit Einwirkung auf das GehSr, Unterlagen sammeln will, so has

Diskussion zu Vortrag 35. 455

m a n neben der aud iomet r i schen Seite eine ganze Reihe yon mel]tech- nischen Aufgaben zu ]Ssen:

1. Messung der mi~t]eren Betr iebslauts t~irke,

2. A u f n a h m e des F r e q u e n z s p e k t r u m s oder der Ok tavpege l und deren zei t l iche Anderung ,

3. Messung der L a u t s t a r k e s p i t z e n und ihrer Dauer ,

4. Fes t s te l ]ung des n iedr igs ten Adap ta t i onsn iveaus ,

5. Fes t s t e l l en der m i t t l e r en Verdeekungsbetr i~ge und deren ~ n d e r u n g .

Un te r suchungen dieser A r t s ind in die I-Iiinde yon Akus t i - ke rn zu legen. Der Otologe k a n n d a n n die F r a g e der Schi idigung an H a n d yon gleichzei t ig vorge- nommenen audiologischen Un- t e r suchungen und aus seiner K e n n t n i s der pa thologisch- ph~nomenologischen Zusam- menh~nge kl~iren.

Ffir solche Arbe i t en is t eine umfangre iche technische A p p a - r a t u r erforderl ich, die wir in e inem Me~wagen zusammen- ges te l l t haben. Die Mi t te l ffir

Abb. 4. Arbeitskabine des Wagens ftir audiome~rische diese Mei]e inr iehtung wurden Messung hergerich~et. du t ch das Verkehr smin i s t e r ium yon Nord rhe in -Wes t f a l en H e r r n Prof. M ~ u zvM GO~T~SBERa~ a u f Grund tier vo rangegangenen Arbe i t en des Akus t i schen L a b o r a t o r i u m s seiner Ohrenkl in ik in dankenswer t e r Weise zur Verff igung gestel l t .

Abb. 3 bringt zwei Schnittbilder des F~hrzeuges und seiner Einrichtung. Der Wagen enth~tlt ein st~bilisierbares I~etz ffir 220 Volt Wechselspannung, aus dem insgesamt bis zu 250 Watt Leistung entnommen werden kSnnen. Es sind Einrich- tungen fiir Lautstarkemessung, Frequenzanalyse und audiometrische Messung an das l~etz anzuschlie~en.

Abb. 4 zeigt einen Blick in das geSffnete Fahrzeug wi~hrend der audiometrischen Untersuchung eines Arbeiters.

Diskussion zu Vortrag 35.

(]. ZIERAu-Karlsruhe. Ich m6chte hier nochmals - - wie auch schon bei frii- heren Gespr~chen mit LANGEI~BECK und Z6LL~E~ - - darauf hinweisen, da~ die yon uns jetzt durchgefiihrte Form der HSrmessung (Camera sil., mit Weir- und Schmal-

456 K. SCHUBERT:

bandgerausehen) eine zu ide~le Form der Untersuchung darstellt, die meines Er- aehtens in der Praxis und Umwelt nieht vorkommt. Wir mfissen die Umgebungs- ger/~usehe beriieksichtigen. Wie LANGENBECK riehtig geschrieben hat, ,,mug die junge Maus trotz des rauschenden Kornfeldes den Pfiff ihrer Mutter hSren", so miissen aueh wir bei unseren HSrmessungen den entsprechenden umgebungs- typisehen Geri~uschpegel beriieksichtigen (Bandaufnahmen der ffir verschiedene Be- rule typischen Individualger~usche wie z. B. : klappernder Webstiihle im Websaal fiir den Weber, Maschinenl/~rm einer Fabrik fiir den Arbeiter, Stra[tenl/~rm fiir den Verkehrspolizisten, Stimmengewirr einer Gastst~tte fiir den Kellner usw.), t taben wir dann das ttSrvermSgen festzustellen, so mfissen wir bei der spraehaudiome- trischen Messung das entspreehende Umgebungsger~usch mit ablaufen lassen und mit beriicksiehtigen. Erst dann kSnnen wir ein zuverli~ssiges Urteil abgeben, was der H5rgestSrte tatsaehlich noch mit seinem GehSr anfangen kann.

36. K. SCHUBERT-Bonn: t~ber die Abh~ngigkei t des Spraehverstehens yon den Raumeigenschaf ten mi t Demons t ra t ionen an Hand des neuen selb s tschreibenden Sprach - und Tonaudiometers . (Mit 19 Tex tabb i ldungen . )

Bei den j e t z t in K l i n i k und P rax i s fiblichen HSrpr f i fme thoden wird das Lau the i t s empf inden un te r such t . Dagegen ist die TonhShendifferenzie- rung ers t in den le tz ten J a h r e n einer fo r t schre i tenden E r p r o b u n g unterzo- gen worden .Besonders das TonhShenunte r sche idungsvermSgen scheint mi r ffir die K l i n i k sehr f ruch tba r . Die yon mi r 3 darf iber gefundenen Ergeb- nisse wurden inzwischen yon FOVR~IER, AZZI, VERSTEEGI:[ und M~Vl~- MAN~ 1 bes t~t ig t . D u t c h die TonhShenuntersch iedsschwel lenmessungen (d / -Messungen) werden Eigenschaf ten des Ohres geprfift , die m i t den Lau the i t smeBmethoden n ich t zu erfassen sind, abe t fiir das Sprachver - s tehen genau so wich~ig erscheinen. Eine Methode, die nun sowohl das Lau the i t sempf inden , als auch die TonhShendif ferenzierung prfift , also dem re inen SprachhSren a m n~chs ten k o m m t , is t die Ha l l aud iomet r i e , fiber die ich 3 kfirzl ich ber ichte te .

Hierbei wird der Direktschall, wie er am Mund entsteht, dutch den reflektierten Schall denaturiert. Es kommt sowohl zu Uberlagerungs- als auch zu Verdeckungs- erscheinungen. Durch die langen Laufzeiten der reflektierten Frequenzen ist Schall- energie yore ersten Wort noch im l~aum, w/~hrend bereits das letzte Wort der Test- wortgruppe verklungen ist. Die Dauer einer Testwortgruppe liegt bei ungef~hr 2 sec, die lqachhallzeit betr~gt aber in dem yon mir benutzten Hallraum 5 sec. Dadurch entsteht eine Mischung yon gleichzeitigen Uberlagerungs- und Ver- deckungseffekten, die an den 1-IOrapparat die hSchsten Anforderungen stellt, die beim praktischen HSren fiberhaupt auftreten.

K i t dieser Methode werden e r s tmal ig auch die akus t i schen Eigen- schaf ten des R a u m e s in eine ob j ek t iv reproduz ie rba re Prf i fung einbe- zogen. F t i r die HSrger i i t eanpassung ist das yon en t sche idender Be- deu tung , wie ich s fr i iher zeigte. N u n sind ja die akus t i schen Eigenschaf- t en der f iblichen Wohnr / iume sehr verschieden, was die Verg le ichbarke i t