Psychoakustik: Untersuchung zu technischen Lärmschutzmaßnahmen

Die Lärmbelastung vieler Beschäftigten nimmt trotz technischer Innovationen aufgrund der steigenden Anzahl von Lärmquellen ständig zu, gleichzeitig wird diese Lärmbelastung mit steigenden Ansprüchen an die Lebensqualität von immer weniger Beschäftigten akzeptiert. Daher müssen auch Anlagen, Maschinen und Geräte (nachträglich) lärmoptimiert werden, wenn sie zur Lärmbelastung beitragen. Ingenieure der Thyssenkrupp AG haben daher technische Maßnahmen zur maschinenakustischen Verbesserung von Standmixern erarbeitet. Die Wirksamkeit der konzipierten Maßnahmen wurde im Rahmen von psychophysiologischen Geräuschbeanspruchungstests an Beschäftigten in Großküchen überprüft.

Psychoakustik

Die Psychoakustik befasst sich mit den Eigenschaften eines Schallereignisses und der daraus resultierenden Wahrnehmung des Menschen. Diese Herangehensweise ist notwendig, da der Mensch ein Schallereignis nicht nur aufgrund der Intensität bzw. des Pegels, sondern auch nach der Einwirkzeit, der spektralen Zusammensetzung, der zeitlichen Struktur, dem Informationsgehalt und seiner subjektiven Einstellung beurteilt – und möglicherweise auch deshalb darunter leidet.

Auswahl von Standmixern

Dabei wurden vom Forschungsteam drei besonders laute Standmixer ausgesucht. Nach der Auswahl wurden die Lärmquellen an den Geräten, die alle mit Wasser als Füllmedium gefüllt wurden, analysiert und darauf aufbauend Maßnahmen zur Geräuschreduktion konzipiert. Aus den Lärmquellen wurden wiederum Geräuschvarianten ausgewählt und in einer Geräuschmatrix dargestellt, die 20 vergleichbaren Versuchspersonen (hörgesund, männlich, 21-27 Jahre, rechtshändig) vorgespielt wurde. Während der Beschallung wurde das Leistungsniveau der Beschäftigten mittels EEG- und EKG-Messungen erfasst.

EEG-Untersuchungen

Mittels spontaner EEG-Untersuchungen wurden während der Beschallung der Gehirn-Scheitellappen der Probanden untersucht. Der Scheitellappen ist zuständig für Aufmerksamkeitsprozesse, sensorische Empfindungen und geistige und körperliche „Leistung“. Ziel war die Feststellung von Änderungen in der Leistungsdichteverteilung des Scheitellappens. Dabei fand man heraus, dass während der Beschallung die Leistungsdichteverteilungen sehr unterschiedlich ausgeprägt waren. Mit einer zunehmend „leiseren“ Geräuschvariante näherte sich Leistungsdichteverteilung an einen entspannten Wachzustand. Die Analyse der Leistungsdichteverteilung im Scheitellappen erwies sich somit als eine wirksame Methode, um die Effizienz von Maßnahmen zur Geräuschreduzierung im Gehirn von Probanden nachweisen zu können.

EKG-Messungen und Befragungen

Im Rahmen der EKG-Messungen wiederum wurde ein signifikanter Anstieg der Herzfrequenz der Beschäftigten während der Beschallungen festgestellt und damit eine psychophysiologische Beanspruchung in Folge der Geräuschbeanspruchung nachgewiesen. Signifikante Unterschiede hinsichtlich der Geräuschqualität ließen sich allerdings daraus nicht ableiten. Im Anschluss an die Beschallung erfolgte eine Befragung der Versuchspersonen, um die subjektive Wahrnehmung der Probanden zu ermitteln. Die Ergebnisse der Befragung deckten sich dabei weitgehend mit den Ergebnissen der EEG-Untersuchungen.

Technische Anpassungen

Das Ingenieursteam konnte aus diesen Untersuchungen Handlungsempfehlungen für die betriebliche Praxis ableiten. Als effiziente technische Maßnahmen zur Lärmreduktion bieten sich, so die Forscher, insbesondere eine (Voll-) Kapselung (Schallreduzierung) oder eine Kombination aus Bedämpfung (Abfangen von Schwingungen) und Entkopplung (Entkopplung vom Untergrund durch zum Beispiel Metallplatten) des Standmixers an. Allein eine Entkopplung erzielte eine subjektiv wahrnehmbare Reduktion des Schallleistungspegels von etwa 3 dB. Die Modifikationsmaßnahmen könnten dabei „lokal“ auf den Ständer konzentriert sein, da dieser mit dem Elektromotor eine dominante Geräuschquelle darstellt. Empfehlenswert sind in diesem Zusammenhang vor allem eine Entkopplung des Elektromotors vom Ständergehäuse, eine Bedämpfung der Innenflächen des Ständers oder eine vollständige oder partielle Kapselung des Elektromotors im Ständer.

Quelle:

Martin Fischer: Psychophysiologische Optimierung der akustischen Emissionen von Lebensmittel verarbeitenden Geräten, Dissertation an der Technischen Universität Ilmenau.