Gehörschutz für jedes Alter
Etwa fünf Millionen Beschäftigte sind in Deutschland immer noch gehörgefährdendem Lärm am Arbeitsplatz ausgesetzt (Ifa 2019; s. „Weitere Infos“). Die Arbeitswelt kennt das Schädigungspotenzial lauter Schallereignisse und geht heutzutage sensibel genug mit dem Thema Lärm um. Entsprechende Schutzbestimmungen durch Verordnungen wurden bereits vor Jahrzehnten geschaffen (z. B. Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung 2007). Im Gegensatz zum Industrie- und Gewerbelärm wird der Freizeitlärm eher selten durch behördliche Genehmigungen oder Verordnungen reguliert, obwohl hier sowohl Erwachsene als auch Kinder zum Teil erheblich hohen Schallbelastungen ausgesetzt sind beziehungsweise sich diesen freiwillig aussetzen. Kinderspielzeug, das laute synthetische Geräusche erzeugt, steht deshalb immer wieder in der Kritik. Zum Freizeitlärm zählen aber auch Besuche von Musik- oder Motorsportveranstaltungen, die immer mehr zum Familienevent werden, und natürlich auch Renovierungs- oder Gartenarbeiten. Der Hinweis zum Tragen von Gehörschutzmitteln in all diesen Fällen gilt aber nicht nur für Erwachsene. Die sich noch in der körperlichen Entwicklung befindlichen Kinderohren müssen ebenso gut geschützt werden.
Die Vollentwicklung und die Funktionsfähigkeit des Hörsinns beginnen bereits vor der Geburt. Trotzdem müssen Kinder nach der Geburt lernen, damit umzugehen. Das Gehör eines Neugeborenen hört anfänglich, im Gegensatz zu dem eines Erwachsenen, alles leiser und gedämpfter. Mit etwa zwei Jahren sind Kinder in der Lage, nahezu gleich zu hören. Für die Entwicklung des kindlichen Gehörs sind aus diesem Grund frühe akustische Erfahrungen förderlich (Spitzer 2013), nur zu laut sollten sie nicht sein. Im Laufe der Jahre lernen die Kinder durch Zuhören und Nachahmen dann die Sprache der Eltern. Das Erwerben der wichtigsten Regeln der Zielsprache geschieht mit etwa drei Jahren (Ebersbach et al. 2019). Kommt es sehr früh im Leben zu einer Beeinträchtigung des Hörens, können Kinder bestimmte Buchstaben wie „t“ und „d“ oder „b“ und „p“ nur noch sehr schlecht unterscheiden und haben neben einer Leseschwierigkeit auch eine Verständnisschwierigkeit bei der gesprochenen Sprache (Spitzer 2014).
Die Hersteller von Gehörschutzmitteln haben darauf reagiert und bieten speziell für Kinder entwickelte Produkte für jede Altersklasse an, die nach den gleichen Standards vermessen werden wie die Produkte für Erwachsene. Dabei vermitteln sie mit den auf den Verpackungen angegebenen Schalldämmwerten den Eindruck, dass die Produkte einen für Kinder ausreichenden Schutz des Gehörs bieten. Dies galt es zu prüfen.
Dämmwertangaben
Kapselgehörschützer mit einem Kopfbügel können bereits ab dem 12. Monat getragen werden. Empfohlen wird jedoch die Benutzung dieses Gehörschutzes erst ab 2 Jahren, da der Schädel bis zu diesem Alter noch weich und flexibel sowie noch nicht ausreichend zusammengewachsen ist. Um die Passform eines Gehörschützers für Kinder zu gewährleisten, wurden Kapselgehörschützer extra für den Kinderkopf etwas kleiner und mit verstellbaren Bügeln entwickelt. Letztere ermöglichen es, dass sie einige Jahre mit dem Kind „mitwachsen“ können. Insgesamt wurden fünf aktuell auf dem Markt erhältliche Kapselgehörschützer für Kinder in die Tests einbezogen. ➥ Abbildung 1 zeigt die getesteten Kinder-Kapselgehörschützer mit den vom herstellenden Unternehmen ausgewiesenen Dämmwerten.
Jedes dieser Unternehmen ist verpflichtet, die berechneten Werte der Dämmleistung auf den Verpackungen des Gehörschutzes zu deklarieren. Für die Spezifizierung der Dämmleistung stehen die folgenden vier Verfahren zur Verfügung:
Das möglicherweise genaueste, aber auch aufwändigste Berechnungsverfahren ist die Oktavband-Methode. Sie wird auch als NIOSH-Methode1 oder die „lange“ Methode bezeichnet. Für die Berechnung setzt das Verfahren die Kenntnis von einzelnen Oktavband-Schalldruckpegeln sowie auch die Oktavband-Schalldämmwerte des verwendeten Gehörschutzes voraus. Dadurch wird das gesamte Schallspektrum und das gesamte Dämpfungsspektrum des Gehörschützers in der Berechnung berücksichtigt (Berger et al. 2003).
Das HML-Verfahren ist eine vereinfachte Methode zur Berechnung der Schalldämmung. Diese Methode wurde 1986 von Rune Lundin, einem Gehörschutzhersteller in Schweden, entwickelt. Die Rechnung beruht auf drei Schalldämmwerten im hochfrequenten (H: 2000 bis 8000 Hz), mittelfrequenten (M: 1000 bis 2000 Hz) und niederfrequenten (L: 63 bis 1000 Hz) Bereich. Die Werte werden aus den Oktavband-Schalldämmwerten nach DIN EN ISO 4869-2 bestimmt. Das HML-Verfahren bietet, aufgrund der etwas höheren Vorhersagegenauigkeit als das SNR- und NRR-Verfahren, eine bessere Annäherung an die Oktavband-Berechnungen (Berger et al. 2003).
Das SNR-Verfahren basiert auf einem gemittelten Dämmwert über alle relevanten Frequenzen (DIN EN 4869-2). Für die Berechnung werden das Referenzspektrum des rosa Rauschens und die Einzelwerte der Schalldämmung durch den Gehörschützer verwendet. Das eigentliche Geräuschspektrum, worauf dieser Wert angewendet wird, findet keine Berücksichtigung. Dadurch gibt der auf jeder Gehörschutzmittelverpackung zu findende SNR-Wert die Schalldämmung, bezogen auf das real existierende Geräusch, oftmals nur angenähert wieder.
Die Abkürzung NRR bedeutet Noise Reduction Rating und wurde im September 1979 von der Environmental Protection Agency (EPA) als der in den Vereinigten Staaten zu verwendende Dämmwert anerkannt. Auch der NRR-Wert ist ein Einzahlwert und wird von den Herstellern auf der Produktverpackung angegeben. Viele Studien haben allerdings gezeigt, dass der im Labor erzeugte NRR-Wert sich deutlich von den realen Werten unterscheidet. Berger und Royster (1996) fanden heraus, dass der Labor-NRR-Wert die realen Werte um 140–2000 % überschätzt. Sie zeigten damit, dass die Angaben des Herstellers von geringem Wert sein können. Aber auch einzelne in Europa käuflich zu erwerbende Kapselgehörschützer weisen den NRR-Wert aus, in seltenen Fällen sogar als einzigen Geräuschdämmwert.
Heutzutage ist bekannt, dass die tatsächlichen akustischen Dämmwerte der Kapselgehörschützer von den gemessenen Werten im Labor abweichen. Ein entscheidender Grund für diese Abweichungen liegt in der Ermittlung der Eingangsdaten (Trompette u. Kusy 2013). Als Referenzgeräusch wird im Labor ein weißes oder rosa Rauschen verwendet, das sich aber deutlich von den Lärmbelastungen der realen Umgebung unterscheidet, da die synthetisch generierten Geräusche nicht die pegel- und frequenzmäßige Realität wiedergeben. Das für Erwachsenen-Kapselgehörschützer bekannte Problem war auch bei den Kinder-Kapselgehörschützern zu erwarten, da die Dämmwerte von den herstellenden Unternehmen nach den Standards der Erwachsenen gemessen werden.
Kunstkopfmessung zur Dämmwertermittlung
Für einen möglichen Nachweis wurden in einem „schallarmen Raum“ standardisierte Messungen durchgeführt. Um die bestmögliche Beschallung der Versuchsobjekte zu gewährleisten, wurde der in ➥ Abb. 2 gezeigte Versuchsaufbau in einem gleichschenkligen Dreieck im Raum aufgestellt. Für die Regulierung der Lautstärke und das Abspielen von Audiodateien mit zuvor aufgenommenen Realgeräuschen wurden ein Verstärker der Firma JVC vom Typ AX-Z711 sowie ein handelsüblicher CD-Player der Firma Technics SL-PG590 verwendet. Mit Hilfe beider Geräte wurden die Geräusche an zwei Lautsprecher PAB-280 der Firma Stageline übermittelt. Zur Schallaufnahme diente der Kunstkopf HSU III.2 der Firma HEAD acoustics. Ihm wurden insgesamt fünf verschiedene Kinder-Gehörschützer zur Ermittlung der jeweiligen Schalldämmung aufgesetzt. Angesichts der Nachbildung der menschlichen Ohren konnten die getesteten Gehörschützer vor jeder Messung in gleicher Position platziert werden. Für die Messung der Dämmwerte wurde der Kunstkopf mit dem Aufnahme- und Wiedergabesystem SQuadriga II der Firma HEAD acoustics verbunden. Die Auswertung der gespeicherten Daten erfolgte mit der Software ArtemiS suite 11 dieser Firma.
Als Referenzgeräusch diente weißes Rauschen, das auf 94 dB kalibriert wurde. Es erfolgte dann das Abspielen der Geräusche eines Kompressors, Bohrhammers, Heavy-Metal-Konzerts, Autorennens und zweier unterschiedlicher Autobahngeräusche. Es wurde darauf geachtet, dass die Ohrnachbildung des Kunstkopfes vollständig umschlossen war, die Dichtungskissen keine Lücken aufwiesen und am Kunstkopf dichtend anlagen. Der Kopfbügel wurde gleichmäßig zusammengezogen, so dass er die Prüfvorrichtung berührte. Gemäß DIN EN ISO 4869-3 musste der Kapselgehörschützer nach dem Aufsetzen und vor Testbeginn 30 Sekunden positioniert bleiben, damit die Dichtungskissen sich für einen dauerhaft gleichmäßigen Sitz entspannen konnten. Jeder Gehörschützer wurde drei Testdurchläufen unterzogen, um die Wiederholbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten.
Messergebnisse
Beispielhaft sollen für zwei der Geräuschsituationen die Ergebnisse etwas detaillierter angegeben werden. Die dabei feststellbaren Trends für die einzelnen Kapselgehörschützer sind aber auf die anderen Geräuschsituationen übertragbar.
Bohrhämmer werden gern auch im häuslichen Bereich bei Abriss- und Renovierungsarbeiten verwendet. Da Kinder ihren Eltern oft bei diesen Tätigkeiten „helfen“, stellt das Bohrhammergeräusch ein in der akustischen Umgebung der Kinder zu findendes Geräusch dar. Bei der Aufnahme des Realgeräusches wurde für das linke Ohr ein durchschnittlicher Pegel von 100,4 dB ermittelt und für das rechte Ohr von 101,9 dB. Die Messzeit betrug 122 s.
Der Kapselgehörschutz A zeigte bei den Frequenzen 125 Hz, 4000 Hz und 8000 Hz negative Abweichungen in Höhe von –0,9 dB bis –13,3 dB auf, das heißt, die Dämmwerte waren schlechter als vom herstellenden Unternehmen angegeben. Die positiven Abweichungen also die Dämmwerte waren besser als vom Unternehmen ausgewiesen, reichten in den anderen Frequenzen bis 6,6 dB. Negative Differenzen zu den offiziellen Angaben sind beim Kapselgehörschutz B in den Frequenzbereichen 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz und 8000 Hz mit den Werten –0,2 dB bis –18,4 dB festzustellen. Bessere Dämmwerte waren in den übrigen Frequenzen bis zu 10,4 dB messbar. Mit den Werten von –0,1 dB bis –5,2 dB sind die negativen Differenzen für den Kapselgehörschutz C in den Bereichen 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz und 8000 Hz aufgezeigt. Bis zu 8,9 dB ergeben sich die positiven Abweichungen für die anderen Frequenzen. Beim Kapselgehörschutz D befinden sich die negativen Differenzen in den Bereichen 63 Hz, 125 Hz, 4000 Hz und 8000 Hz. Die Werte bewegen sich zwischen –0,5 dB und –9,2 dB, wobei die besseren Dämmwerte in den anderen Frequenzen mit bis zu 14,9 dB erzielt werden konnten. Der Kapselgehörschutz E hat nur in den Frequenzbereichen um 63 Hz und 125 Hz negative Differenzen von –0,7 dB bis –5,7 dB. Die ansonsten positiven Abweichungen liegen bei bis zu 15,3 dB.
Der Besuch von Musikkonzerten – auch der etwas lauteren Art – wird immer mehr zu einem Familienhighlight, bei dem Kinder ihre Eltern begleiten. Heavy Metal ist eine Musikrichtung, die ihren Ursprung im Blues Rock und Hard Rock findet. Hier finden Instrumente wie E-Gitarre, E-Bass, Keyboard und Schlagzeug ihren Einsatz. Sie zeichnen sich durch eine gitarren- und schlagzeuglastige Klangfarbe aus. Die für die Versuche verwendete Aufnahme erfolgte während eines Livekonzertes der Band High Reeper. Die durchschnittlichen Pegel für das linke Ohr lagen bei 105,0 dB und für das rechte bei 105,3 dB. Die Messzeit wies eine Länge von 246 Sekunden auf.
Beim Kapselgehörschutz A lagen die negativen Differenzen in den Frequenzbereichen 125 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz und 8000 Hz mit Werten von –1,4 dB bis –11,6 dB. Bessere Dämmwerte als die Angaben wurden von bis zu 6,2 dB gemessen. In den Frequenzbereichen 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz und 8000 Hz erreichte der Kapselgehörschutz B negative Differenzen von –1,9 dB bis –18,1 dB. Die anderen Bereiche wiesen einen positiven Differenzwert bis zu 11,7 dB auf. Der Kapselgehörschutz C konnte in den Bereichen um 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz und 8000 Hz nicht überzeugen. Die negativen Abweichungen bewegten sich im Bereich von –2,3 dB bis –5,5 dB, alle anderen Frequenzen zeigten Dämmwerte von bis zu 8,8 dB über den Angaben. Weniger überzeugend waren beim Kapselgehörschutz D die Frequenzen 63 Hz, 125 Hz, 4000 Hz und 8000 Hz mit Werten von –0,2 dB bis –13,4 dB. Die positiven Abweichungen in den anderen Frequenzen reichten dagegen bis zu 11,2 dB. Der Kapselgehörschutz E zeigte lediglich in den Frequenzbereichen 63 Hz und 125 Hz negative Abweichungen. Dabei bewegten sich die Werte von –1,1 dB bis –5,6 dB. Auf bis zu 13,6 dB belaufen sich die von der Herstellerangabe positiven Abweichungen der anderen Bereiche. Der über die angeführten Beispiele festzustellende Trend konnte für alle fünf Kinder-Kapselgehörschützer auch für die anderen Messbeispiele dokumentiert werden.
Ergebnisbeurteilung
Kinder besitzen ein empfindsameres Gehör im Vergleich zu dem eines erwachsenen Menschen. Allerdings verstehen Kinder in der Regel nicht, dass ihre Umgebung zu geräuschintensiv für ihr Gehör ist. Sie fühlen sich womöglich überanstrengt und angespannt, aber sie können den Grund dafür noch nicht erkennen. Somit ist es nicht überraschend, dass in medizinischen Studien festgestellt wurde, dass durchschnittlich jede/jeder achte Jugendliche zwischen 8 und 14 Jahren bei mindestens einer Testfrequenz einen Hörverlust von 20 Dezibel hatte (N.N. 2020). Gehörschutzmittel für Kinder sind daher die einfachste und beste Möglichkeit, die Ohren der Kinder zu schützen, wenn sie einer lauten Schallsituation nicht aus dem Weg gehen können oder wollen.
Doch kann der von den herstellenden Unternehmen von Kinder-Kapselgehörschützern in den technischen Daten der Produkte versprochene Schutz den hochgesteckten Erwartungen von Eltern, die ihre Kinder schützen möchten, auch wirklich standhalten?
Bereits nach dem ersten Testgeräusch wurde dokumentiert, was sich dann nach Ende der Versuchsreihe bestätigt hatte: Die angegebenen Dämmwerte der herstellenden Unternehmen für Kinder-Kapselgehörschützer entsprechen in Teilen nicht den Messergebnissen. Sowohl geringere als auch bessere Dämmwerte als im Produktdatenblatt veröffentlicht, sind in Abhängigkeit vom einzelnen Kapselgehörschützer in verschiedenen Frequenzbereichen festzustellen. Es ist deutlich zu erkennen, dass alle verwendeten Kapselgehörschützer – unabhängig vom Geräusch – in den gleichen Frequenzbereichen negative Differenzen aufweisen. Besonders auffällig ist der Kapselgehörschutz B mit seinen hohen negativen Abweichungen in den Frequenzbereichen 63 Hz und 125 Hz. Im direkten Vergleich mit den anderen Gehörschützern ist der Wert nahezu doppelt so hoch. Mitverantwortlich dafür ist das Messverfahren zur Ermittlung des NRR-Wertes. Die besten Werte weist der Kapselgehörschutz E auf. Dieser besitzt lediglich in den Frequenzbereichen 63 Hz und 125 Hz ebenfalls negative Abweichungen von den angegebenen Dämmwerten. Sie sind aber im Vergleich zu den anderen Kapselgehörschützern geringer.
Inhalt der Untersuchung war auch die Beurteilung der vom herstellenden Unternehmen angegebenen SNR-, HML- und NRR-Werte. Hierfür wurden aus den ermittelten Dämmwerten die jeweiligen Einzelwerte berechnet und einem Vergleich unterzogen. ➥ Tabelle 1 zeigt die über alle Geräuschsituationen gemittelten Ergebnisse mit Bezug auf die einzelnen Messverfahren.
Bei Kapselgehörschutz A zeigt der Vergleich zwischen den Herstellerwerten und den gemessenen Werten, dass dieses Produkt in den SNR-, M- und L-Werten Defizite aufweist. Die ermittelten Dämmwerte sind niedriger als die angegeben Werte. Im hochfrequenten Bereich hingegen ist der Versuchswert höher. Der Kapselgehörschutz B umfasst die gleichen Vergleichsresultate wie Gehörschutz A. Zusätzlich weist das Ergebnis der Messung für den danach berechneten NRR-Wert einen deutlich schlechteren Wert aus. Aber es gibt auch bessere Messergebnisse. Bis auf den L-Wert
sind die ermittelten Dämmwerte bei den Kapselgehörschützern C und D höher als die Herstellerwerte. Die Untersuchungsergebnisse des Kapselgehörschutzes E ergeben, dass dieser sogar bei allen Einzelwerten gegenüber den Angaben des Unternehmens deutlich besser ausfällt, allerdings fehlt wie bei den Modellen A und C der NRR-Wert des Unternehmens.
Zusammenfassend lässt sich herausstellen, dass die von den herstellenden Unternehmen nach Normbedingungen ermittelten Dämmwerte kaum eine sinnvoll nutzbare Alternative zu den mit realen Geräuschen ermittelten Dämmwerten darstellen, da die Messergebnisse im Vergleich zu große Abweichungen voneinander aufweisen. Als Grund kann die Verwendung von weißem oder rosa Rauschen als Testgeräusch bei den standardisierten, normgerechten Labortests benannt werden. Nicht jeder geprüfte Kapselgehörschützer stellt deshalb einen guten Schutz für Kinder dar. Doch leider haben Eltern keine Möglichkeit, gute von weniger guten Gehörschützern zu unterscheiden, denn ihnen bleiben zum Vergleich nur die nach Normverfahren ermittelten Angaben auf der Produktverpackung. Doch in allen Fällen gilt auch: Ein weniger guter Gehörschützer auf den Kinderohren ist immer noch besser als gar keinen Gehörschutz zu verwenden.
Interessenkonflikt: Der Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.
Literatur
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Ebersbach M, Schuhrke B, Kienbaum J: Entwicklungspsychologie der Kindheit. Von der Geburt bis zum 12. Lebensjahr. Stuttgart: Kohlhammer, 2019.
DIN EN 4869-2: Akustik-Gehörschützer Teil 2: Abschätzung der beim Tragen von Gehörschützern wirksamen A-bewerteten Schalldruckpegel. Berlin: Beuth, 2015.
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N.N.: Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV). BGBl. I 2007: 261.
N.N.: Lärm. https://www.dguv.de/ifa/fachinfos/laerm/index.jsp (Stand 08.11.2019)
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Spitzer M: Musik im Kopf. Hören, musizieren, verstehen und erleben im neuronalen Netzwerk. Stuttgart: Schattauer, 2013.
Spitzer M: Lernen. Gehirnforschung und die Schule des Lebens. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 2014.
Trompette N, Kusy A: Suitability of commercially available systems for individual fit tests of hearing protectors. INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings 2013; 7: 247.
Weitere Infos
Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA): Praxishilfen Gehörschutz
https://www.dguv.de/ifa/praxishilfen/praxishilfen-laerm/gehoerschutz/in…
Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA): Fachinfos Lärm. 2019
https://www.dguv.de/ifa/fachinfos/laerm/index.jsp
Umweltbundesamt: Gehörgefährdung durch laute Musik und Freizeitlärm
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/gehoergefaehrdung-durch-la…
Verbraucherzentrale: Was Eltern gegen zu viel Lärm tun können
https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/umwelt-haushalt/umweltschutz-…
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