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Document type:
Bachelorarbeit 
Author(s):
Schwab, Korbinian 
Title:
Ein kritischer Vergleich von Messgrößen zur Beurteilung der Schallbelastung in Sinfonieorchestern anhand systematischer Literaturrecherche und Messungen 
Translated title:
A Critical Comparison of Measured Variables for the Assessment of Sound Exposure in Symphony Orchestras Based on Systematic Literature Review and Measurements 
Abstract:
Die gesetzliche Verordnung zum Lärmschutz (LärmVibrationsArbSchV - Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen) gilt für alle Beschäftigten. Seit 2008 ist diese auch in der Musikbranche und somit im Sinfonieorchester anzuwenden. Die klassischen Lärmschutzmaßnahmen am Arbeitsplatz, wie Dämpfung der Quelle, sind weitestgehend nicht mit dem Orchesteralltag vereinbar. Da Schallschutzmaßnahmen eine geeignete Untersuchungsmethode voraussetzen, gibt die Verordnung pegelbasierte Verfahren und Grenzwerte vor. Um die große Relevanz der Schallcharakteristika und der individuellen Faktoren bei der Wahrnehmung zu berücksichtigen (Maschke & Fastl, 2018), ist eine geeignete Methode entscheidend. Aufgrund seit Jahren bestehender Kritik an der Qualität der vorgeschriebenen Messgrößen (Maschke & Jakob, 2018), diskutiert vorliegende Arbeit die Verwendung psychoakustischer Lautheitsmodelle. Derartige Modelle versuchen durch Approximation der gehörbezogenen Physiologie die Lautheit von Schallereignissen wahrnehmungsgetreuer abzubilden. Vor diesem thematischen Hintergrund stellt sich die Forschungsfrage vorliegender Bachelorthesis: Eignet sich die psychoakustische Messgröße der Lautheit in sone mit dem Verfahren nach Zwicker bzw. DIN 45631/A1 besser als der Schalldruckpegel in dB für die Bewertung der Schallbelastung sowie der Lautstärke bzw. der Lautheit in Sinfonieorchestern? Gleichzeitig ergibt sich die These, dass frühere Studien zur Untersuchung der Schallbelastung im Sinfonieorchester überwiegend die weitverbreiteten pegelbasierten Messgrößen verwendeten. Mithilfe theoretischer Betrachtungen und eigener Messungen in zwei sinfonischen Orchestern sowie in einer individuellen Unterrichtstunde wird die Forschungsfrage beantwortet. Ferner wird zur Bearbeitung der These eine explorative Literaturrecherche verwendet, die auf die Messmethoden der orchestralen Schallbelastung limitiert ist. Im Rahmen der Literaturrecherche wurden insgesamt 41 Publikationen nach Messdesign und verwendeten Verfahren untersucht. Die Auswertungsergebnisse zeigen, dass jede betrachtete Studie, die nach aktuellem technischen Stand vorging, pegelbasierte Messgrößen angibt. Keine dieser Studien nennt Daten, die mit psychoakustischen Methoden erhoben wurden. Die These ist somit eindeutig belegt. Darüber hinaus werden die Ergebnisse von Fachartikeln präsentiert, die Evaluierungen zu pegelbasierten und psychoakustischen Verfahren durchführten. Aufgrund dieser Ergebnisse und der Diskussion der eigenen Messdaten kann die Forschungsfrage positiv beantwortet werden. Mit Verweis auf eventuell besser geeignete Modelle, bildet das Lautheitsmodell nach E. Zwicker die Lautheit im Sinfonieorchester besser ab als pegelbasierte Messgrößen. Eine Anpassung der gesetzlichen Verordnung ist und sollte nicht Ziel vorliegender Arbeit sein. Die vorgeschriebenen Grenzwerte sind zweifelsohne berechtigt, doch vermögen deren Messverfahren Musik nicht adäquat abzubilden. So wären Untersuchungen, die an gewonnene Ergebnisse anknüpfen, empfehlenswert. Ein unterstützender Einsatz psychoakustischer Lautheitsmodelle wäre demnach sinnvoll. 
Translated abstract:
The statutory regulation (german regulation: LärmVibrationsArbSchV - Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen) on noise protection applies to all employees. Since 2008 this has also been stipulated in the music industry and thus in the symphony orchestra. The common noise protection measures at the workplace, such as attenuation of the source, are largely incompatible with the orchestra’s daily routine. Since sound insulation measures require an appropriate investigation method, the regulation specifies level-based procedures and limit values. In order to consider the great relevance of sound characteristics and individual factors in sound perception (Maschke & Fastl, 2018), an adequate method is important. Due to existing criticism of the prescribed measurands (Maschke & Jakob, 2018), this thesis discusses the use of psychoacoustic loudness models. Such models try to represent sound events more perceptually accurate by approximating the human auditory physiology. This leads to the research question of the present bachelor’s thesis: Is the psychoacoustic measurement of loudness in sone using the method according to Zwicker or DIN 45631/A1 more appropriately than the sound pressure level in dB for the evaluation of sound exposure and loudness in symphony orchestras? This leads to the hypothesis that earlier studies mainly used level-based measurements to investigate sound exposure in symphony orchestras. The reseach question is answered with the help of theoretical considerations and own measurements in two orchestras as well as in an individual music lesson. Furthermore, an explorative literature research is used to verify the hypothesis, which is limited to the measurement methods of orchestral sound exposure. For the literature search, a total of 41 publications were examined according to measurement design and methods. The evaluation results demonstrate that each study, which measured according to the current state of the art, gives level-based quantities. None of these studies mention data collected with psychoacoustic methods. The hypothesis is therefore clearly proven. In addition, the results of articles that evaluated level-based versus psychoacoustic procedures are presented. In combination with these results and the discussion of the own measurement data the research question can be answered positively. With reference to potentially more suitable models, the loudness model according to E. Zwicker represents the perceived volume in a symphony orchestra better than level-based measurements. An adaptation of the statutory regulation is not the aim of the present work. The prescribed limit values are undoubtedly justified, even though their methods are not able to adequately reflect music. Subsequent investigations would be recommended. A supportive use of psychoacoustic loudness models might be conceivable. 
Keywords:
Psychoakustik, Sinfonieorchester, Lärmbelastung, Lautheitsmessung, Schalldruckpegelmessung, Lautheitsmodelle 
Subject:
BAU Bauingenieurwesen, Vermessungswesen 
DDC:
620 Ingenieurwissenschaften 
Advisor:
Nguyen, Mai-Khanh 
Referee:
Sedlbauer, Klaus (Prof. Dr.) 
Date of acceptation:
28.04.2020 
Date of publication:
28.10.2020 
Year:
2020 
Pages:
112 
Language:
de 
Language from translation:
en 
University:
Technische Universität München 
Faculty:
Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt 
Presentation date:
03.03.2020