Öffentlicher Fachartikel

Schallpegel und Reichweite im Freien

Berechnungsgrundlagen für geometrische Pegelabnahme, Luftabsorption und meteorologische Planungsreserven im erweiterten Sprachbereich von 300 bis 5000 Hz.

AV000032Version 1.0Stand 23.08.2026

Kurzinformation

Ingenieurmässige Berechnungs- und Beurteilungsgrundlage. Die vereinfachten Ansätze dienen der Vorplanung; für Abnahme, Immissionsprognose oder kritische Beschallung sind bandbezogene Simulation und Messung erforderlich.

SchallpegelReichweiteFreifeldLuftabsorptionSprachverständlichkeitWindPA

1. Berechnungsmodell im Freien

Für eine kompakte Quelle im Fernfeld und einen Messpunkt innerhalb der betrachteten Abstrahlrichtung gilt:

Lp,2(f) = Lp,1(f) − 20 log10(r2/r1) − α(f)·(r2−r1)/1000 − AReserve

GrösseBedeutungEinheit
Lp,1, Lp,2Schalldruckpegel am Referenz- und EmpfangspunktdB SPL
r1, r2Referenz- und Hörerentfernungm
α(f)frequenzabhängiger atmosphärischer AbsorptionskoeffizientdB/km
AReservePlanungsreserve für Meteorologie, Toleranzen und PegelschwankungendB

Die Richtwirkung ist im gemessenen oder spezifizierten Achspegel enthalten. Ein hoher Directivity Index erhöht den Pegel in der Hauptabstrahlrichtung, ändert bei einer endlichen Quelle im Fernfeld jedoch nicht automatisch den geometrischen 1/r-Abfall des Schalldrucks.

EntfernungDämpfung gegenüber 1 mbei 122 dB SPL @ 1 m
2 m6,0 dB116,0 dB
4 m12,0 dB110,0 dB
8 m18,1 dB103,9 dB
16 m24,1 dB97,9 dB
32 m30,1 dB91,9 dB
40 m32,0 dB90,0 dB

2. Luftabsorption im Sprachbereich 300–5000 Hz

Die molekulare Luftabsorption ist frequenzabhängig und wird zusätzlich zur geometrischen Ausbreitungsdämpfung angesetzt. Für etwa 20 °C und 50–70 % relative Feuchte gelten folgende Grössenordnungen:

Frequenzα ungefährZusatzverlust auf 40 m
300 Hz1,5–1,7 dB/km≈ 0,06 dB
500 Hz2,7–2,8 dB/km≈ 0,11 dB
1 kHz4,7–5,0 dB/km≈ 0,20 dB
2 kHz9–10 dB/km≈ 0,4 dB
4 kHz23–30 dB/km≈ 0,9–1,2 dB
5 kHz33–44 dB/km≈ 1,3–1,8 dB
Faustwert für Sprachverständlichkeit: Für die obere Sprachinformation bis 5 kHz kann unter normalen Bedingungen mit 0,04 dB/m zusätzlicher Luftdämpfung gerechnet werden. Für warme, trockene Luft ist 0,07 dB/m eine konservativere Annahme. Es handelt sich nicht um normative Konstanten.

3. Wind, Temperaturgradient und Turbulenz

Wind absorbiert den Schall nicht wie ein poröser Absorber. Relevanter sind vertikale Wind- und Temperaturgradienten: Mitwind kann Schallstrahlen zum Boden zurückbiegen, Gegenwind kann sie anheben und Schattenzonen erzeugen. Eine konstante Winddämpfung in dB/m ist deshalb fachlich nicht belastbar.

SituationÜberschlägige ReserveBewertung
Kurze Strecke, schwacher Wind0–1 dBGeometrische Rechnung meist ausreichend
Normale Outdoor-Planung3 dBSinnvolle Basisreserve
Wechselnder oder leichter Gegenwind6 dBRisikozuschlag, kein Windgesetz
Deutlicher Gegenwind, lange bodennahe Streckekeine PauschaleSimulation, Messung oder Delay-Lautsprecher erforderlich

Bodenreflexionen können zusätzlich frequenzselektive Einbrüche verursachen. Diese lassen sich mit einem einzigen Breitbandzuschlag nicht zuverlässig erfassen.

4. Beispiel: 122 dB SPL bei 1 m, Ziel 90 dB

Ideales Freifeld: 32 dB zulässige Dämpfung; r = 1032/20 ≈ 39,8 m.

Mit 0,04 dB/m Luftdämpfung: 90-dB-Grenze ungefähr bei 35 m.

Mit Luftdämpfung und 3 dB Planungsreserve: 90-dB-Grenze ungefähr bei 27 m.

Der Ausgangswert muss ein für die Anwendung nutzbarer breitbandiger Dauer- oder Langzeitpegel sein. Ein Peakwert beschreibt kurze Signalspitzen und ist kein belastbarer Zielwert für kontinuierliche Sprachversorgung. Power Compression kann den realen Pegel im längeren Betrieb zusätzlich reduzieren.

5. Schnellrechner

6. Grenzen und korrekte Anwendung

  • Die Rechnung gilt auf der betrachteten Achse und im Fernfeld der Quelle.
  • Maximalpegel, Bezugsentfernung, Messsignal und Frequenzbereich müssen zusammenpassen.
  • Sprachverständlichkeit hängt zusätzlich von Signal-Rausch-Abstand, Verzerrung, Frequenzgang und Reflexionen ab.
  • Bei grösseren Distanzen sind Oktav- oder Terzbandrechnungen einem einzigen Summenpegel vorzuziehen.
  • Die Pegelverteilung ist nach der Vorplanung an mehreren Hörerpositionen zu messen.

7. Quellen und Normen

  • ISO 9613-1:1993: Acoustics — Attenuation of sound during propagation outdoors — Part 1.
  • ISO 9613-2:2024: Acoustics — Attenuation of sound during propagation outdoors — Part 2.
  • IEC 60268-16:2020: objektive Beurteilung der Sprachverständlichkeit mit STI.
  • ETH Zürich, R. Pieren: Lehrunterlagen zur Schallausbreitung im Freien.

Änderungslog

  • Version 1.0 (23.08.2026): Neuer öffentlicher Fachartikel mit Berechnungsgrundlagen, Praxisbeispielen und Quellenhinweisen.

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