Projekt „Lärm in der Schule“ - Fontane
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FONTANE-GYMNASIUM RANGSDORF Projekt „Lärm in der Schule“ Reflexion, Auswertung und Ergebnisbericht Yannis Herpolsheimer, Christin Maltzahn, Laura Steiner, Katrina Tiedtke 02.06.2016 Klasse 11, Seminarkurs: Sport und Gesundheit Inhalt 1 Vorbetrachtung ............................................................................................................................... 2 2 Begriffserklärungen ......................................................................................................................... 3 3 Theoretische Grundlagen ................................................................................................................ 4 3.1 4 5 6 Das Ohr und das Hören ........................................................................................................... 4 3.1.1 Hören ist mehr als die Aufnahme von Umweltgeräuschen ............................................ 4 3.1.2 Arbeitsbereich des Ohres ................................................................................................ 5 3.2 Lärm und seine gesundheitlichen Folgen ................................................................................ 5 3.3 Umgang mit Lärm im (sportlichen) Alltag ............................................................................... 6 3.4 Schullärm- ein besonderes Phänomen.................................................................................... 7 Auswertung der Umfrage ................................................................................................................ 7 4.1 Zusammenfassung der Ergebnisse .......................................................................................... 7 4.2 Interpretation ........................................................................................................................ 13 Auswertung der Messergebnisse .................................................................................................. 13 5.1 Art der Auswertung der Daten .............................................................................................. 13 5.2 Messwerte Schalldruckpegel LAFeq ......................................................................................... 14 5.2.1 Mittlerer Schalldruckpegel ............................................................................................ 14 5.2.2 Zeitabhängigkeit des Schalldruckpegels ........................................................................ 15 5.3 Messwerte Nachhallzeit Musikraum und Interpretation ...................................................... 15 5.4 Messwerte Nachhallzeit Geographieraum und Interpretation............................................. 16 Möglichkeiten zur Reduzierung der Lärmbelastung ..................................................................... 16 6.1 Geographieraum ................................................................................................................... 17 6.2 Musikraum............................................................................................................................. 18 6.3 Sporthalle .............................................................................................................................. 18 7 Auswertung der Hypothesen ........................................................................................................ 19 8 Schlussbemerkung......................................................................................................................... 20 1/20 1 Vorbetrachtung Lärm beeinflusst als Umweltfaktor das gesundheitliche Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit jedes Einzelnen. Im Rahmen des Projektes „Lärm in der Schule“ wurde sein Stellenwert am FGR näher untersucht. Um eine differenzierte Betrachtung zu ermöglichen, sind repräsentativ Umfragen bei Schülern und Lehrern zu validierten akustischen Messungen in Bezug gesetzt worden. Folgende Hypothesen stellte der Seminarkurs Sport und Gesundheit vorab auf: Unser Schulgebäude ist über 30 Jahre alt, daher entspricht es nicht den DIN-Normen hinsichtlich akustischer Standards in Räumen, Fluren, in der Bibliothek, in der Sporthalle etc. (DIN 18041). In den Räumen ist es während des Unterrichtes zu laut. Der Lärm steigt im Tageszeitverlauf. Die Sporthalle ist der lauteste Raum in der Schule. Der Schullärm belastet Schüler und Lehrer gleichermaßen. Der Schullärm am FRG macht Schüler und Lehrer krank. 2/20 2 Begriffserklärungen Variablen LAFeq LAeq äquivalenter mittlerer Schalldruckpegel mit Berücksichtigung von Maximalimpulsen äquivalenter mittlerer Schalldruckpegel ohne Berücksichtigung von Maximalimpulsen Fachbegriffe/Abkürzungen Frequenz: Wird in Hertz (Hz) angegeben. Je höher die Frequenz von Schall, desto höher der Ton. Gehörknöchelchen: sind die drei kleinsten, gelenkig miteinander verbundenen Knochen des menschlichen Körpers und heißen Hammer, Amboss und Steigbügel Geräusch: komplexes Schallereignis, das aus sehr vielen verschiedenen Frequenzen zusammengesetzt ist, die in keiner harmonischen Beziehung zueinander stehen und keine Periodizität aufweisen Hintergrundgeräusche/ Störgeräusche: Sprache, schabende Stühle, brummende Belüftungen, Geräusche von Geräten und Maschinen, Laute aus dem Flur, angrenzenden Räumen und vom Schulhof Hörschwelle (Schalldruck): Minimaler Schalldruckpegel zur Wahrnehmung eines Tones, die Hörschwelle ist frequenzabhängig Knalltrauma: akustischer Gehörschaden bei Überlastung der Sinneshaarzellen durch kurzzeitige Schalldruckpegel von über 130 dB Lärm: unerwünschter Schall Nachhallzeit (Reverberation Time), T oder RT: Die Zeit in Sekunden, in der der Schalldruckpegel nach Abstellen der Schallquelle um 60 dB abnimmt. Mittels Messungen der Nachhallzeit lässt sich die totale Schallabsorption im Raum errechnen. Nutzsignal: Signal, das die gewünschte Information enthält z.B. vortragender Schüler, Anweisungen des Lehrers Ovales Fenster: Öffnung im Innenohr mit einer Membran, welche die Schwingungen des Steigbügels weitergibt Schallentstehung: Wenn eine elastische Oberfläche schwingt und die angrenzende Luft im Wechsel verdichtet und verdünnt (z.B. Schwingung der Stimmbänder gegen die Atemluft), entstehen Schallwellen, die sich in alle Richtungen des Raumes ausbreiten. Schalldruck/ Schalldruckpegel: Wird in Dezibel (dB) angegeben und beschreibt die Auswirkung des Schalls auf den Hörer. Unter Schalldruck versteht man die Druckschwankungen, die durch Schallwellen in der Luft hervorgerufen werden. Der höchste für uns erträgliche Schalldruckpegel ist die sogenannte Schmerzgrenze, die bei 120 dB liegt. Schmerzgrenze (Schalldruck): Maximaler Schalldruckpegel zur Wahrnehmung eines Tones, wird er überschritten, führt das zu unerträglichen Schmerzempfindungen, Schmerzgrenze ist frequenzabhängig SuS: Schülerinnen und Schüler 3/20 3 Theoretische Grundlagen 3.1 Das Ohr und das Hören 3.1.1 Hören ist mehr als die Aufnahme von Umweltgeräuschen Ein normales Gehör bietet uns Sicherheit, unsere Umgebung zu verstehen und mittels Kommunikation darauf zu reagieren. Zunächst werden Schallwellen aus der Umwelt durch die Ohrmuschel aufgefangen und nach dem Trichterprinzip in den Gehörgang weitergeleitet. Die so im Außenohr akustisch verstärkten Schallwellen versetzen das Trommelfell in Schwingungen, die über die Gehörknöchelchen des Mittelohrs auf die Membran des ovalen Fensters übertragen werden, welches zum Innenohr führt. Dort muss der Schall nochmals verstärkt werden, da diese Bereiche mit Flüssigkeit gefüllt sind. Das geschieht einerseits durch die Hebelwirkung der gekoppelten Gehörknöchelchen und andererseits durch die Flächentransformation vom Trommelfell zum ovalen Fenster im Verhältnis 20:1. Die Fußplatte des Steigbügels schwingt im Rhythmus der Schallwelle und versetzt damit über das ovale Fenster die Lymphflüssigkeit im Schlauch der Hörschnecke in Bewegung. Hier befindet sich das eigentliche Sinnesorgan, das Cortische Organ. Es enthält ca. 25 000 Sinneszellen mit sogenannten Sinneshärchen, die über mechanische Reizung von Membranen schließlich Botenstoffe freisetzen. Dadurch werden Nervenzellen angeregt, elektrische Impulse an das Gehörzentrum der Großhirnrinde zu senden. Der Schall erreicht unser Bewusstsein. Das Signal wird mit bereits gespeicherten Mustern verglichen und bewertet. Eine positive Beurteilung verstärkt das genaue Hinhören und kann entspannend wirken. Störende Schallsignale lösen Stressempfindungen aus. Das gleiche Geräusch kann bei verschiedenen Menschen völlig unterschiedliche Reaktionen hervorrufen. In jedem Fall prägt die individuelle Wahrnehmung den konkreten Höreindruck. Quelle: Ecophon: Mit allen Sinnen lernen. Akustische Ergonomie in Bildungsstätten. Lübeck. 2006 4/20 3.1.2 Arbeitsbereich des Ohres Für den Menschen hörbar sind Schallwellen mit einer Frequenz von 20 bis 20 000 Hz. Der wahrnehmbare Schallpegel (Hörbereich) liegt über der Hörschwelle und unter der Schmerzgrenze. Diese sind beide abhängig von der Frequenz der Schallwellen. Niedrige und hohe Frequenzen werden weniger stark wahrgenommen als der mittlere Frequenzbereich von 1 bis ca. 6 kHz, der sogenannte Sprachbereich. Das menschliche Ohr hört frequenzselektiv. Einzeltöne werden deshalb deutlicher empfunden, wenn sie merklich unterschiedliche Frequenzen haben. Zu den Schutzmechanismen bei zu starker Lärmeinwirkung gehören das Wegdrehen des Steigbügels im Mittelohr zur Verhinderung des weiteren Überschwingens zum ovalen Fenster sowie eine Hemmung der Funktion der Sinneshärchen durch Befehle des Großhirns. Die ständige Überreizung führt jedoch zum Untergang von Sinneszellen im Cortischen Organ. Quellen: http://www.beyenbach.de/physik/uhoer.htm, Stand: 15.05. 2016 Bundesärztekammer. Stellungnahme des wissenschaftlichen Beirates. Deutsches Ärzteblatt 96. Heft 16. 23. April 1999 3.2 Lärm und seine gesundheitlichen Folgen Sowohl durch anhaltend hohe Dauerschallbelastung als auch durch kurze sehr hohe Schallpegelspitzen können die Haarzellen im Innenohr mit ihren feinen Härchen dauerhaft geschädigt werden. Ein lärmbedingter Hörverlust entsteht besonders bei den hohen Tönen (bei Frequenzen um 4.000 Hertz). Er beeinträchtigt das Verstehen von Sprache und damit die Kommunikation in Umgebungen mit Hintergrundgeräuschen (zum Beispiel in der Schule, im Restaurant). Bei fortdauernder Belastung nimmt auch die Hörfähigkeit für tiefere Töne ab. Zerstörte Haarzellen wachsen nicht nach, ein lärmbedingter Hörschaden ist also nicht heilbar. Wer nach hoher Lärmbelastung, zum Beispiel nach dem Hören von lauter Musik, ungewohnte Ohrgeräusche wahrnimmt (Tinnitus), sollte das in jedem Fall als Warnsignal des Körpers verstehen. Hörschäden 5/20 können aber auch entstehen, ohne dass solche Ohrgeräusche auftreten. Während Schallpegel nahe der Schmerzschwelle von 120 dB von allen Menschen als unerträglich empfunden werden, sind individuelle Schmerzgrenzen oft durch eigene Einstellung definiert. So kann auch „leiser Lärm“ (ab 60 dB) stören, vor allem in Situationen in denen Konzentration und gutes Hörverstehen erforderlich sind. Sich ständig verändernde Geräusche werden häufig als extrem störend empfunden. Außerdem erregen die Stimmen anderer Menschen unsere Aufmerksamkeit schneller als bedeutungslose Geräusche. Studien belegen, dass Lärm negative Auswirkungen auf die kognitiven Fähigkeiten der Menschen hat: auf Aufmerksamkeit, Gedächtnisleistung, Problemlösungsdenken und Entscheidungsfindung. Lärmstress erhöht die körperliche Anspannung, sodass eine leichtere Reizbarkeit, ein höherer Blutdruck und ein vermehrter Energieverbrauch des Einzelnen zu verzeichnen sind. Schnellere Ermüdbarkeit, aber auch Reizzustände oder Niedergeschlagenheit sind die Folge. Als Alarmzeichen können wiederkehrende Kopf- und Muskelschmerzen, Schlafstörungen, aber auch häufige Bauchschmerzen und eine gesteigerte Aggressivität gewertet werden. Es ist deshalb wichtig, interne Lärmquellen zu vermindern und sich gleichzeitig gegen den Lärm von außen abzuschirmen. Quellen: http://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/laermwirkung/gehoerschaeden, Stand: 15.05.2016 http://www.onmeda.de/weitere-ratgeber/laerm-folgen-von-laerm_laermschwerhoerigkeit-102293.html, Stand: 15.05. 2016 Ecophon: Mit allen Sinnen lernen. Akustische Ergonomie in Bildungsstätten. Lübeck. 2006 3.3 Umgang mit Lärm im (sportlichen) Alltag Das Risiko einer Innenohrschädigung wächst mit der Höhe des Schalldruckpegels und der Einwirkzeit (Expositionsdauer). Ab einem Schalldruckpegel von 85 dB über 40 Stunden pro Woche sind Gehörschäden zu erwarten. Der Arbeitsschutz fordert dann das Tragen eines Gehörschutzes. Oberhalb von 94 dB besteht bereits ein hohes Gehörschadenrisiko. Trotzdem setzen sich Menschen immer wieder dieser gesundheitlichen Gefährdung bewusst oder unbewusst aus. Schallpegelmessungen in Diskotheken ergaben Werte zwischen 92 und 111 dB. Mp3- Player erreichen Pegel von 110 dB. Das entspricht der Lärmbelastung durch einen Presslufthammer. In der EU vertriebene iPods werden deshalb vom Hersteller auf 100 dB begrenzt. Selbst bei einer mittleren Beschallung von 78 dB über 40 Stunden pro Woche und nur 10 % Anteil von 98 dB würde nach 10 Jahren bei 10 % der Nutzer ein nachweislicher Hörverlust von 10 dB bei 3 kHz zu befürchten sein. Das Gleiche gilt für Besuche von Stadien und Konzertveranstaltungen. Hier herrscht Lärm mit Schalldruckspitzen. Dabei haben 95 dB über 4 Stunden pro Woche den gleichen Effekt wie 101 dB in einer Stunde pro Woche. In unserem schulischen Alltag sollten wir diese Erkenntnisse nutzen und z. B. die Lautstärke des Schülerradios angemessen regulieren. Knallereignisse in der Freizeit mit Pegeln von 132 bis 173 dB, wie z. B. Kinderpistolen bei 2 cm Entfernung vom Ohr oder Silvesterböller, können einen Hörverlust durch Knalltrauma auslösen. Während bei Straßenlärm von 90 dB die meisten Menschen die Fenster schließen, lassen sich viele Sportler durch Mp3-Player mit 90 bis 100 dB beschallen, um ihren musikalischen Ansporn gegenüber anderen Umweltgeräuschen geltend zu machen. „Musik verringert signifikant das körperliche Belastungsempfinden“ und wird deshalb gezielt bei Sportveranstaltungen oder auch von unseren 6/20 Schülern im Sportunterricht eingesetzt. Gleichzeitig dient sie der Motivation der Zuschauer. Auch moderne Fitnesskurse wie Zumba, Step-Aerobic oder Hip-Hop bedienen sich lauter Musik. Doch Ohren können sich leider nicht verschließen und bei Kopfhörern wird zusätzlich die Lärmbelastung durch die Nähe der Schallquelle nicht so stark wahrgenommen. Richtwerte von höchstens 85 dB werden so schnell überschritten, denn die Lieblingsmusik löst als erwünschter Schall eine positive Empfindung im Großhirn aus. Die Ohren brauchen jedoch dringend eine Erholungsphase in der Freizeit, um sich vom Berufs- und Schullärm zu regenerieren. Zur körperlichen Fitness zählt ein gesundes Gehör, denn es bietet uns Sicherheit durch Orientierung sowie Kommunikation mit der Umwelt. Quellen: Bundesärztekammer. Stellungnahme des wissenschaftlichen Beirates. Deutsches Ärzteblatt 96. Heft 16. 23. April 1999 Stellungnahme Prof. Alexander Ferrauti, Ruhr- Universität Bochum 3.4 Schullärm- ein besonderes Phänomen Während das von Maschinen ausgehende Geräusch am gewerblichen Arbeitsplatz in der Regel als Störgeräusch einzustufen ist, muss der in Bildungsstätten anzutreffende Geräuschpegel als Nutzsignal mit einem stark schwankenden Anteil Störsignal betrachtet werden und ist dabei abhängig vom Unterrichtsprozess. Von einer fehlerfreien Verständigung kann man ausgehen, wenn das Nutzsignal etwa 9 dB lauter ist als das Störgeräusch. Befinden sich mehrere, gleichzeitig sprechende Arbeitsgruppen im Raum, wird das Nutzsignal der einen Gruppe zum Störgeräusch für die anderen Gruppen. Deshalb versuchen diese die Beeinträchtigung durch eine Erhöhung der Sprechlautstärke zu kompensieren. Das führt zum Anstieg des Geräuschpegels im Klassenraum bei zunehmender Unterrichtsdauer, obwohl die Anzahl der kommunizierenden Gruppen gleich bleibt. Dieses Phänomen wird als Lombard-Effekt bezeichnet und tritt bei langen Nachhallzeiten verstärkt auf. Quelle: Ecophon: Mit allen Sinnen lernen. Akustische Ergonomie in Bildungsstätten. Lübeck. 2006 4 Auswertung der Umfrage 4.1 Zusammenfassung der Ergebnisse Wie bereits vorab beschrieben, kann Lärm auf Dauer krank machen. Wie stark jedoch störende Umweltgeräusche unser Wohlbefinden beeinflussen, hängt zum Großteil von der individuellen Wahrnehmung ab. Denn jeder Mensch empfindet Geräusche unterschiedlich, den einen stören sie nicht, den anderen schon. Je lauter und stärker ein Geräusch ist, desto mehr Menschen empfinden es als unangenehmen Lärm. Um eine Einschätzung über die Lärmbelastung am Fontane Gymnasium Rangsdorf zu gewinnen, hat der Seminarkurs eine Umfrage zu dieser Problemstellung erstellt und durchgeführt. 124 Schüler und 14 Lehrer, also je ein Fünftel, wurden befragt und stellen somit eine repräsentative Grundlage für den Vergleich mit den Messergebnissen des Akustikbüros Dahms dar. Davor soll jedoch die Umfrage ausgewertet werden. Die Schüler wurden zu folgenden Schwerpunkten befragt: 7/20 Zeiten und Fächer (Mehrfachnennungen möglich), in denen eine hohe Lärmbelastung festzustellen ist Geräusche, die als Lärm im Schulalltag empfunden werden (Mehrfachnennungen möglich) Auswirkungen des Schullärms auf das Leistungsvermögen und Veränderung des Schullärmes im Tagesverlauf. Dabei wurden die Teilnehmer der Umfrage nach Jahrgangsstufe und Geschlecht unterschieden. Zeiten Fächer Belastung männlich störende Geräusche Steigerung konstant sinkend unterschiedlich sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark in den Pausen im Unterricht gar nicht beim Essen sonstiges J/M Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissensch… Sport Jahrgangsstufe 7 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Auswirkungen Tagesverlauf weiblich In der Klassenstufe 7 nahmen 9 Schüler und 16 Schülerinnen repräsentativ an der Umfrage teil. 68% der SuS empfinden die Pausen als Lärmbelastung, 12% den Unterricht. Naturwissenschaftliche Fächer werden mit 50% von den Schülerinnen als am lautesten eingeschätzt. An zweiter Stelle sind die Sprachen mit 25% und an dritter Stelle die Gesellschaftswissenschaften mit 19% aufgeführt. Im Gegensatz dazu fassen die Schüler der siebenten Klassen den Sportunterricht mit 56% als lautesten auf. Danach folgen die Sprachen und der Musikunterricht mit je 23%. Beide Geschlechter schätzen die Lärmbelastung in den eben genannten Fächergruppen, die am lautesten seien, mit 76% mittelmäßig ein, 20% wenig bis gar nicht. Schülerinnen und Schüler nehmen gleichermaßen gleichzeitiges Reden im Unterricht mit 92%, 24% der Schüler ebenfalls auch noch andere Nebengeräusche, als störend war. Die Auswirkungen auf die schulischen Leistungen werden von beiden Geschlechtern als gering (52%) bis mittelmäßig (44%) beschrieben. Die Veränderung der Lautstärke im Tagesverlauf wird von 40% der Jungen und Mädchen als konstant empfunden, 28% fassen es morgens leiser als nachmittags auf und 24% nehmen es morgens lauter als nachmittags war. 8/20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 J/M Zeiten Fächer Belastung männlich stör. Geräusche Auswirkungen Steigerung konstant sinkend sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissensch… Sport in den Pausen im Unterricht gar nicht sonstiges Jahrgangsstufe 8 T.verlauf weiblich In der Klassenstufe 8 wurden ebenfalls 9 Schüler und 16 Schülerinnen befragt. 60% der SuS bezeichnen den Geräuschpegel im Unterricht als Lärm, 44% die Pausen. 48% der SuS schätzen die Lautstärke in naturwissenschaftlichen Fächern und 20% die in den Sprachen als höchste Lärmbelästigung ein. Die Schülerinnen empfinden ebenfalls den Sportunterricht mit 50% als am lautesten. Die Lärmbelastung in diesen Fächergruppen wird von 72% als mittelmäßig eingestuft. Störende Geräusche seien unteranderem gleichzeitiges Reden (76%), Gemurmel (44%), Nebengeräusche (44%), was Jungen und Mädchen gleichermaßen in dieser Abstufung als Lärmbelästigungen empfinden. 50% der Schülerinnen stellen eine geringe Auswirkung auf ihre Leistung fest, 31% eine mittelmäßige. Die Schüler nehmen mit 56% eine mittelmäßige, 23% eine geringe Auswirkung auf ihre Leistung war. Weiterhin bewerten die Schülerinnen mit 56% den Lärm im Tagesverlauf als konstant, 38% als steigernd. Im Gegensatz dazu sehen 56% der Schüler den Lärm als steigend an und nur 34% als konstant. 9/20 J/M Zeiten Fächer Steigerung konstant sinkend sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend enthalten gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark in den Pausen im Unterricht sonstiges 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissen… Sport Jahrgangsstufe 9 Belastung störende Geräusche Auswirkungen Tagesverlauf männlich weiblich In der Klassenstufe 9 wurden Ergebnisse von 6 Schülern und 15 Schülerinnen evaluiert. 74% der Schülerinnen empfinden die Pausen als Lärmbelästigung, 40% den Unterricht. Je 50% der Schüler fassen Unterricht und die Pausen als Lärmbelästigung auf. Beide Geschlechter werten mit 76% die Sprachen als lautesten Unterricht, gefolgt von den Gesellschaftswissenschaften mit 38%. 48% der SuS schätzen die Lautstärke in diesen Fächern als wenig belastend ein, 43% als stark. Störende Geräusche seien gleichzeitiges Reden (95%) und Gemurmel (76%). Dies habe mittelmäßige Auswirkungen auf die Leistungen mit 52%, was bei den Schülern sowie bei den Mädchen als erstes genannt wurde. 33% der Mädchen beschreiben die Auswirkungen als gering. Wiederrum sind sich beide Geschlechter einig, dass sich der Lärm im Tagesverlauf steigere (57%). 47% der Mädchen verweisen auf die Abhängigkeit vom Lehrer und somit die Unterschiedlichkeit. Anzahl Zeiten Fächer Steigerung konstant sinkend sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend enthalten gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark in den Pausen im Unterricht sonstiges 14 12 10 8 6 4 2 0 Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissen… Sport Jahrgangsstufe 10 Belastung störende Geräusche Auswirkungen Tagesverlauf männlich weiblich 10/20 In der Klassenstufe 10 wurden 7 Schüler und 10 Schülerinnen befragt. 77% der Schülerinnen fühlen sich besonders in den Pausen gestört, nur 23% im Unterricht. 43% der Schüler schätzen den Unterricht als Lärmbelästigung ein, 57% die Pausen. So werden auch die Fächer Musik und Sport mit je 43% als am lautesten bezeichnet, wobei die Mädchen Sport (69%) und die Gesellschaftswissenschaften (38%) als Unterricht mit höchster Lärmbelastung bewerten. Die SuS schätzen gleichermaßen die Lärmbelastung als mittelmäßig mit 60% ein. Dabei sei vor allem das gleichzeitige Reden (85%) störend. Die Schüler empfinden ebenfalls das Gemurmel (57%) als Belastung und bemerken eine mittelmäßige Auswirkung (57%) auf ihre Leistung, wobei die Schülerinnen eine geringe (46%) feststellen. 30% der Mädchen tendieren zu einer hohen Auswirkung auf ihre Leistung. Die SuS stellen vor allem eine Steigerung (65%) des Lärms im Tagesverlauf fest. 30% meinen, dass der Lärmpegel konstant sei. J/M Zeiten Fächer Belastung männlich Steigerung konstant sinkend sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend enthalten gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark enthalten in den Pausen im Unterricht sonstiges enthalten 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissen… Sport enthalten Jahrgangsstufe 11 störende GeräuscheAuswirkungen Tagesverlauf weiblich In der Jahrgangsstufe 11 nahmen 5 Schüler und 14 Schülerinnen teil. 80% der Schüler empfinden die Pausen zu laut, 29% der Schülerinnen. Diese bemerken eine höhere Lärmbelästigung im Unterricht mit 57%. Vor allem bemerken die SuS, dass die Gesellschaftswissenschaften mit 50% am lautesten seien. Die Mädchen sprachen sich ebenfalls für die Naturwissenschaften (36%) und Sport (29%) aus. In diesen Fächern wird die Lärmbelastung als wenig (J: 60%, M:36%) bis mittelmäßig (J:40% M:43%) eingeschätzt. Die Schüler empfinden gleichzeitiges Reden, Geräusche im Sportunterricht und Nebengeräusche als gleich störend mit je 60%. 71% der Schülerinnen beanstanden gleichzeitiges Reden und weiterhin Nebengeräusche mit 54%. Die Auswirkungen auf die Leistungen seien bei beiden Geschlechtern gering (58%). Die Mädchen stellten außerdem eine Steigerung im Lärmpegel über den Tag fest (64%). 11/20 J/M Zeiten Fächer Belastung männlich Steigerung konstant sinkend sonstiges gering mittelmäßig hoch krankmachend gleichzeitiges Reden Gemurmel Sportunterricht Musik Nebengeräusche nicht wenig mittelmäßig stark sehr stark in den Pausen im Unterricht sonstiges 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Naturwissenschaften Sprachen Musik Gesellschaftswissen… Sport keine Jahrgangsstufe 12 störende Geräusche Auswirkungen Tagesverlauf weiblich In der Klassenstufe 12 wurden Ergebnisse von 6 Schülern und 7 Schülerinnen evaluiert. Die SuS sind sich einig, dass in den Pausen ein hoher Lärmpegel herrscht (74%).Die Schülerinnen empfinden besonders die Sprachen als zu laut (57%), die Schüler mit je 50% ebenfalls die Sprachen und den Sportunterricht. Die Lärmbelastung wird von den SuS als mittelmäßig (54%) bis stark (38%) eingeschätzt. Die Schüler empfinden besonders Nebengeräusche (83%), Gemurmel und Musik mit je 64% als störend, die Schülerinnen gleichzeitiges Reden (100%). Die Auswirkungen des Lärmpegels auf die Leistungen seien bei den Schülerinnen mittelmäßig (71%), bei den Schülern zu je 26% hoch bis krankmachend. Auch in der Betrachtung des Lärms im Tagesverlauf unterscheiden sich beide Geschlechter. 71% der Mädchen sprechen sich für eine Steigerung des Lärmpegels aus, 67% der Jungen für eine konstante Lärmbelastung. 14 Lehrer 12 10 8 6 4 2 Unterricht Alter J.stufen Belastung morgens leiser morgens lauter leise, laut, leise gar nicht keine Angabe Sek. 1 Sek. 2 keine Angabe ja nein manchmal ja teilweise nein stark mittel gar nicht stark mittel gar nicht ja nein zum Teil keine Angabe 7.,8. 9.,10. 11.,12. alle unter 30 30-39 40-49 50-59 älter männlich weiblich keine Angabe 0 Pausen Belastung Unterbrechung Radio Lautstärke Veränderung 12/20 Auch die Lehrer wurden in einer Umfrage befragt. Insgesamt nahmen 14 teil, wobei in allen Klassenstufen unterrichtet wird. 50% der Lehrer sind 50-59, 29% 40-49. 50% der Lehrer sehen den Schullärm als Belastung an, 21% nicht und 14% zum Teil. 50% der Lehrer schätzen die Lärmbelastung im Unterricht als nicht vorhanden ein und 43% mittel. 57% der Lehrer müssen ihren nicht wegen Lärm unterbrechen, 43% teilweise. 79% der Lehrer sprechen sich dafür aus, dass die Sek. 1 lauter ist. In den Pausen sei die Lärmbelastung ebenfalls zu 57% mittel, wobei andere 29% sie als stark empfinden. Das Schülerradio wird von 43% als keine Belastung angesehen, von je 29% als teilweise oder „ganze“ Belastung. Der Lärmpegel im Tagesverlauf ist laut 43% der Lehrer morgens geringer und steigert sich. 36% sprachen sich für einen Lärmpegelhöhepunkt um die Mittagszeit aus. 4.2 Interpretation Wenn man sich die Umfrageergebnisse über alle befragten Personen anschaut, ergibt sich folgendes Bild. Hauptsächlich werden die Pausen als hohe Lärmbelastung sowohl von den Schülern als auch von den Lehrern wahrgenommen. Eine Ursache könnte das Schülerradio sein. Vor allem in der 8. Klasse wird die Lärmbelastung im Unterricht mit 60% am höchsten eingeschätzt. In den folgenden Klassenstufen nehmen die Prozentzahlen in diesem Punkt immer weiter ab mit Ausnahme in der Elften. Auch die Lehrer stellen in der Sek.1 eine höhere Lärmbelastung fest. Allgemein stufen sie die Lärmbelastung im Unterricht mittel bis gar nicht vorhanden ein, weshalb der Unterricht auch nicht oft unterbrochen werden muss. Weiterhin ist auffällig, dass besonders die Mädchen die Lautstärke im Unterricht als störend einschätzen. In der siebten und achten Klassenstufe werden besonders naturwissenschaftliche Fächer und der Sportunterricht als zu laut eingeschätzt, in der zehnten und elften Sport und Gesellschaftswissenschaften. Die Lärmbelastung und die Auswirkung auf die Leistungen werden von allen als mittelmäßig eingestuft. Die Lehrer empfinden diese Belastung des Schullärms ebenfalls. Als störende Geräusche werden vor allem das gleichzeitige Reden, Gemurmel und Nebengeräusche wahrgenommen. Wenn man den Lärm im Tagesverlauf betrachtet, wird vor allem bei den Schülern eine Steigerung empfunden. Die Lehrer bekunden ebenfalls eine Steigerung am Vormittag. 5 Auswertung der Messergebnisse 5.1 Art der Auswertung der Daten Grundsätzlich störend für den Schulunterricht sind sowohl hohe Schallpegel als auch große Nachhallzeiten. Hohe Nachhallzeiten sind aber eine Hauptursache für steigende Schallpegel (Lombard-Effekt etc.). Deshalb beschäftigt sich die DIN18041 ebenfalls hauptsächlich mit der Nachhallzeit und schlägt für diese Zeiten Sollgrenzen für Schulräume vor. Diese Sollgrenzwerte und die optimale Verteilung von Nachhall-Dämmelementen hängen von der Größe und Nutzung des Unterrichtsraumes ab, Beispiele u.a. 13/20 Gruppenarbeit/Stillbeschäftigung o Direkten Schall unterdrücken o Reflektion/Nachhall unterdrücken Kommunikationsunterricht: o Direkten Schall nicht unterdrücken o Reflektion/Nachhall unterdrücken Sportunterricht o Große Räume mit anderen Grenzwerten Wir konzentrieren uns nachfolgend damit auf die Bestimmung und Reduzierung der Nachallzeiten. Die Grenzen sind dabei aus der Analyse des Akustik-Ingenieurbüros Dahms entnommen. Quellen: Akustik-Ingenieurbüro Dahms, Vortrag Schulprojekt „Lärm in der Schule“ FontaneGymnasium Rangsdorf, 2016-04-21 Ecophon: Mit allen Sinnen lernen. Akustische Ergonomie in Bildungsstätten. Lübeck. 2006 5.2 Messwerte Schalldruckpegel LAFeq 5.2.1 Mittlerer Schalldruckpegel FGR Sporthalle FGR Geographieraum Vergleichswerte unbehandelte Klassenräume Vergleichswerte behandelte Klassenräume 76,4 dB(A) 71,8 dB(A) 60…80 dB(A) 50…65 dB(A) Der Messwert im Geographieraum liegt im mittleren Bereich von unbehandelten Räumen Der Messwert in der Sporthalle ist noch einmal deutlich höher Wenn man als Grenzwert den oberen Vergleichswert von behandelten Klassenräumen annimmt (65dB) sollten beide Räume schallschutztechnisch signifikant überarbeitet werden. 14/20 5.2.2 Zeitabhängigkeit des Schalldruckpegels Schalldruckpegel in Abhängigkeit von der Tageszeit Schalldruckpegel LAFeq in dB(A) 85 80 75 70 65 60 0 1 2 3 4 5 6 Unterrichtsblock Geographieraum Sporthalle Es zeigt sich, dass der Schalldruckpegel in Block 4 noch einmal leicht erhöht ist. 5.3 Messwerte Nachhallzeit Musikraum und Interpretation Musikraum – Container Nachhallzeit, berechnet Max. für „Unterricht / Kommunikation inklusiv“ Min. für „Unterricht / Kommunikation inklusiv“ Nachhallzeit, gemessen 0,8 0,7 0,6 0,5 T in s 0,4 0,3 0,2 0,1 0 125 250 500 1.000 2.000 4.000 f in Hz Die Nachhallzeit liegt etwa um eine Breite des Toleranzschlauches (0,15 s) außerhalb der Toleranz, eine leichte Verringerung der Nachhallzeit durch bauliche Maßnahmen wäre damit zu empfehlen. 15/20 5.4 Messwerte Nachhallzeit Geographieraum und Interpretation Georaum – Altbau Nachhallzeit, berechnet Max. für „Unterricht / Kommunikation inklusiv“ Min. für „Unterricht / Kommunikation inklusiv“ Nachhallzeit, gemessen 1,8 1,6 1,4 1,2 1 T in s 0,8 0,6 0,4 0,2 0 125 250 500 1.000 2.000 4.000 f in Hz Die Nachhallzeit liegt extrem weit außerhalb der Toleranz, eine deutliche Verringerung der Nachhallzeit durch bauliche Maßnahmen ist zwingend notwendig. 6 Möglichkeiten zur Reduzierung der Lärmbelastung Die Nachhallzeit kann hauptsächlich durch das Einbringen akustischer Dämmelemente in die jeweiligen Unterrichtsräume reduziert werden. Hierbei sollte wie auch grundsätzlich darauf geachtet werden, nur den Nachhall und nicht die direkte Schallübertragung/Kommunikation zu unterdrücken. Nach Auswertung der Messungen ist die Schallreduzierung im Altbau (Geographieraum) besonders notwendig. Bei differenzierten Arbeitsformen, wie Partner-, Gruppen- oder Projektarbeitsphasen, tritt durch veränderte Kommunikationsszenarien im Vergleich zum herkömmlichen Frontalunterricht ein verstärkter Lombard-Effekt auf. Um diesen vorrübergehend zu verringern, wäre eine Verteilung der Arbeitsgruppen auf mehrere Räume anzuraten. Quelle: Ecophon: Mit allen Sinnen lernen. Akustische Ergonomie in Bildungsstätten. Lübeck. 2006 16/20 6.1 Geographieraum Der Fußboden (Lenoleum) und die Tische mit Schülern wirken schallabsorbierend, folglich wird der meiste Schall an der Decke und den Wänden reflektiert. Wir vermuten auch, dass die Vorder- und Rückwand des Raumes mehr reflektiert als die Seitenwand/die Fensterfront. Unsere Vorschläge wären deshalb: Bekleben der Decke mit Schallschutzelementen o Nur in der Nähe der Wände und nicht über den Schülern und Lehrern, um den direkten Schall nicht zu unterdrücken Flächiges Dämmen der Vorder- (hinter dem Lehrer) und Hinterseite (hinter den Schülern) des Raumes o vorrangig den Bereich mit direktem Schallkontakt, damit waren der Tafelbereich und die Schränke ausgenommen o Die Schränke sollten auf die gegenüberliegende Wand des Fensters verschoben werden. o Das Dämmen kann mit professionellen Dämmmaterialien erfolgen. Materiallagerung nicht in Schränken sondern Regalen 17/20 o Bücher etc. haben eine deutliche Schalldämpfung, die Holz-Schranktüren so gut wie keine. 6.2 Musikraum Hier gelten besondere akustische Anforderungen, die fachmännisch realisiert werden müssen. Wir würden auf jeden Fall eine Regelung der Begrenzung des Schalldruckpegels der Mikrophone und Tonverstärker bis zu einem Bereich von höchstens 80 dB empfehlen. 6.3 Sporthalle Schallreflektionen erfolgen in der Sporthalle überall, da sowohl Holzpanele, Holzparkett, Mauerstein und Metall-Deckenverkleidung nur gering Schall absorbieren. Die Geometrie des Raumes legt nahe, dass die meisten Schallreflektionen an Parkett und Decke stattfinden, da diese die mit Abstand größten Reflexionsflächen sind. Ein Verändern des Parketts (unterfüttern o.a.) fällt wegen des großen technischen Aufwandes und der wahrscheinlich eher geringen Wirkung aus. Die Decke könnte man allerdings schon etwas abdämpfen. Deshalb unser Vorschlag: Aufhängen von Schallabsorbern an der Decke (z.B. Schalldämpfer in dreiseitiger Prismaform an Seilen mit der Spitze nach oben an die Decke anbringen) geringer Aufwand Selbst wenn Schallabsorber nur in gewissen Abstand hängen, dämpfen sie die Mehrzahl der schräg an die Decke laufenden Schallwellen und einen Großteil des noch die Decke erreichenden und dort gestreuten Schalls. Die Optimierung von Größe und Aufhängepunkten müsste sicher durch einen Akustiker unter Berücksichtigung der Traglast der Decke erfolgen. 18/20 Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, die Endwände mit schwereren Stoffdecken abzuhängen, die auch als Ballfang dienen können. Außerdem sollte der Einsatz von Musik zur Motivationssteigerung während des Sportunterrichts gezielt erfolgen und Schalldruckpegel von 80 dB im Maximum nicht überschreiten. Weiterhin kann man für die gesamte Sporthalle einheitliche Pausen zur Kommunikation vereinbaren, um den Lombard- Effekt zu verringern. 7 Auswertung der Hypothesen Unser Schulgebäude ist über 30 Jahre alt, daher entspricht es nicht den DIN-Normen hinsichtlich akustischer Standards in Räumen, Fluren, in der Bibliothek, in der Sporthalle etc. (DIN 18041). Diese Aussage ist für alle untersuchten Räume richtig, allerdings ist die Qualität der Schallreduzierung/Nachhallzeitreduzierung in den untersuchten Räumen unterschiedlich. Trotzdem lagen die Nachhallzeiten teilweise deutlich über den Anforderungen und sollten dringend verbessert werden. In den Räumen ist es während des Unterrichtes zu laut. Die Schüler und Lehrer schätzen die Lärmbelastung mittelmäßig ein, was jedoch subjektiv ist. Durch die Messungen wurde bewiesen, dass der Dauerschallpegel sowie die Nachhallzeit in den Räumen deutlich zu hoch sind und der Unterricht in den Räumen objektiv zu laut ist. So empfinden SuS gleichzeitiges Reden bei Gruppenarbeiten beispielsweise als Belastung. Behandelte Klassenräume sind um 3-10 dB leiser. Der Lärm steigt im Tageszeitverlauf. Diese Aussage ist eigentlich nicht ganz korrekt. Der größte Schalldruckpegel herrschte bei den Messungen zwar in Block4, allerdings gibt es sowohl einen Abfall des Schalldruckpegels hin zur Mittagszeit als auch am Tagesende. Den angenommenen kontinuierlichen Anstieg konnten wir nicht nachweisen. Die Sporthalle ist der lauteste Raum in der Schule. Die Aussage ist richtig. Die Turnhalle hat einen Schalldruckpegel von 76,4 dB(A). Der Schullärm belastet Schüler und Lehrer gleichermaßen. Da Angaben über das Befinden immer subjektiv sind, kann diese Frage nur schwer beantwortet werden. Bei den Schülern fällt besonders auf, dass vor allem in der Sek. 1 eine Lärmbelastung im Unterricht beklagt wird, die sich ebenfalls auf die Leistungen auswirkt. 50% der Lehrer bezeichnen ebenfalls den Schullärm als Belastung. Der Schullärm am FRG macht Schüler und Lehrer krank. Die Aussage ist allein anhand von Messungen und Umfragen nicht zu beweisen. Hier müsste man Fehlzeiten von Schülern und Lehrern, die nur auf die Lärmbelastung zurückzuführen sind, evaluieren. Allerdings deuten die Messwerte auf eine Lärmbelastung hin, die teilweise 19/20 deutlich über die in der DIN18041 festgelegten Grenzwerte für gesundes Arbeiten hinausgehen. 8 Schlussbemerkung In dieser Arbeit sind einige Vorschläge zur Schallreduzierung für die jeweiligen getesteten Räume aufgeführt. Detaillierte Vorschläge, zu verwendende Materialarten/-mengen und die damit verbundenen Umbaukosten sollten von Spezialisten für Schallschutz erstellt und von der Schule auf bautechnische und finanzielle Realisierbarkeit überprüft werden. Eine Umsetzung von Schallschutzmaßnahmen ist aus unserer Sicht allerdings für eine effizienten Unterricht dringend erforderlich. Beispielsweise sehen Schüler besonders das gleichzeitige Reden als Belastung an. Da dies aber immer wieder in Gruppenarbeiten erforderlich ist, hilft hier nur eine Verbesserung der Akustik der Räume. Ein wichtiger Punkt bei der Lärmbekämpfung ist neben der Unterdrückung von bereits erzeugtem und störendem Schall auch die Verringerung der Lärmerzeugung. Die Ausrichtung der Unterrichtsgrunddisziplin auf möglichst geringe Erzeugung störenden Lärms sollte mit ein Hauptthema bei der Verringerung der Lärmbelastung sein. Nur in Kombination damit kann eine räumliche Umgestaltung insgesamt Erfolg haben. Die Belastungen, die beispielsweise durch Gemurmel oder Nebengeräusche entstehen, können reduziert und das Lernklima somit weiter verbessert werden. Die Schüler sollten sich bewusst werden, dass sie sich und anderen durch zu wenig Lärmdisziplin schaden. Wir empfehlen deshalb eine Beschäftigung mit dem Thema „Gehör und Lärm“ während des Unterrichts. Jährliche Schulungen durch Fachpersonal und periodische Messungen des Geräuschpegels sowie deren Auswertung unterstreichen die tiefgründige Auseinandersetzung mit diesem wichtigen Problem. Wenn es technisch machbar ist, kann auch eine optische Lärmpegelanzeige in Echtzeit während des Unterrichts erfolgen(Lärmampel). Damit würden Lehrer und Schüler sofort auf zu hohe Lärmpegel hingewiesen und könnten gegensteuern. Der Lautstärkepegel in den Pausen muss deutlich reduziert werden. Denn Ziel einer Pause ist es, sich in kurzer Zeit zu erholen, nicht noch mehr belastet oder gestresst zu werden. Hier sollten störende Lärmeinflüsse überprüft und gegebenenfalls verringert werden, z.B. das Rennen und Schreien auf den Fluren und die Anpassung der Lautstärke des Schülerradios. Zu beachten ist auch, dass nicht nur die Lernqualität und die Gesundheit der Schüler im Fokus steht, sondern auch das Wohlbefinden der Lehrer. Durch Senkung des Lärmpegels wird die Notwendigkeit für ein Lauterwerden der Lehrerstimme gesenkt und damit die langfristige Stimmgesundheit verbessert. 20/20
