belastung des Personals beim alpinen Luftrettungsdienst - Institut für ...
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Lärmexposition und -belastung des Personals beim alpinen Luftrettungsdienst – Vergleichende Untersuchung verschiedener Helikoptertypen und Konsequenzen für den präventiven Arbeitsschutz Der Medizinischen Fakultät der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule vorgelegte Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Medizin von Simone Schröder aus Lippstadt Aachen, Februar 2010
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Lärmexposition und -<strong>belastung</strong> <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> <strong>beim</strong> <strong>alpinen</strong><br />
<strong>Luftrettungsdienst</strong> – Vergleichende Untersuchung<br />
verschiedener Helikoptertypen und Konsequenzen<br />
<strong>für</strong> den präventiven Arbeitsschutz<br />
Der Medizinischen Fakultät der<br />
Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule<br />
vorgelegte Dissertation zur Erlangung <strong>des</strong> akademischen Gra<strong>des</strong> eines<br />
Doktors der Medizin<br />
von<br />
Simone Schröder<br />
aus<br />
Lippstadt<br />
Aachen, Februar 2010
Referent:<br />
Koreferent:<br />
Dekan:<br />
PD Dr. med. Th. Küpper<br />
PD Dr. med. H. J. Erli<br />
Prof. Dr. med. J. Noth
„Katzen erreichen mühelos, was uns Menschen versagt bleibt:<br />
Durchs Leben zu gehen, ohne Lärm zu machen.“<br />
E. Hemingway
Für meine Eltern Ursula und Günter Schröder<br />
In Liebe und Dankbarkeit
Inhalt<br />
1 Einleitung .............................................................................................. 1<br />
2 Grundlagen............................................................................................ 4<br />
2.1 Physiologie und Physik <strong>des</strong> Hörens...........................................................................4<br />
2.2 Aufbau <strong>des</strong> Hörapparates ........................................................................................8<br />
2.3 Die Wanderwellentheorie.......................................................................................11<br />
2.4 Lärmschwerhörigkeit.............................................................................................13<br />
2.5 Extraaurale Schallwirkung......................................................................................16<br />
2.6 Helikopterlärm......................................................................................................17<br />
3. Material & Methode............................................................................. 19<br />
3.1 Untersuchte Helikoptertypen..................................................................................19<br />
3.2 Messverfahren......................................................................................................33<br />
3.3 Einsatzdaten ........................................................................................................42<br />
3.4 Auswertung und Statistik.......................................................................................44<br />
4 Ergebnisse........................................................................................... 48<br />
4.1 Erste Studienphase ...............................................................................................48<br />
4.2 Zweite Studienphase.............................................................................................50<br />
5 Diskussion ........................................................................................... 66<br />
5.1 Fluglärmexposition und ihre Auswirkung auf das Gehör............................................66<br />
5.2 Bewertung der erhobenen Messdaten.....................................................................71<br />
5.3 Empfehlung <strong>für</strong> erforderliche, präventive Maßnahmen..............................................76<br />
6 Zusammenfassung .............................................................................. 78<br />
7 Literatur .............................................................................................. 79<br />
8 Anhang ................................................................................................ 83<br />
8.1 Abbildungsverzeichnis ..............................................................................................83<br />
8.2 Tabellenverzeichnis..................................................................................................85<br />
8.3 Danksagung............................................................................................................86<br />
8.4 Erklärung zur Datenaufbewahrung ............................................................................87
1 Einleitung<br />
Seit 1939 die ersten Untersuchungen den Zusammenhang von Fluglärm und<br />
Schwerhörigkeit bei Berufspiloten nachweisen konnten [1], ist stetig versucht<br />
worden, den Gehörschutz <strong>für</strong> Berufsflieger zu verbessern.<br />
Einer der ersten Zusammenhänge zwischen Lärm<strong>belastung</strong> und sich daraus ergebenden<br />
Hörproblemen ist datiert aus dem Jahr 1713. Ramazzini bemerkte,<br />
dass Kupferschmiede, die ständig Lärmquellen ausgesetzt waren, im Laufe der<br />
Zeit eine Schwerhörigkeit entwickelten [2]. Dies war überhaupt das erste Mal,<br />
dass „arbeitsmedizinisch“ über Lärmschwerhörigkeit berichtet wurde. Trotzdem<br />
dauerte es mehr als 200 Jahre, bevor sich konkret mit diesem Thema auseinandergesetzt<br />
wurde.<br />
Die Höhe der Lärmexposition ist bei gegebener Expositionszeit, z.B. einem Arbeitstag,<br />
der entscheidende Faktor. Deshalb wurden 1953 mehr als 90 dB als<br />
gefährdender Bereich festgelegt [3]. Aber erst 1990 wurde mit den Noise and<br />
Work Regulations [4] eine einheitliche Richtlinie geschaffen, an die sich nicht<br />
nur die Industriestaaten hielten, wie es vormals der Fall gewesen war (z.B. [5]).<br />
Die Richtlinie legt fest, dass ab einem äquivalenten Dauerschallpegel (Definition<br />
siehe unten) von 85 dB(A) Schallschutz zur Verfügung stehen muss und dass<br />
dieser ab einem Pegel von > 90 dB(A) auch verwendet werden muss. Weiterhin<br />
wird davon ausgegangen, dass bei ohrgesunden Personen ein lärmbedingter<br />
Gehörschaden unwahrscheinlich ist, wenn bei 90 dB(A) eine Expositionszeit von<br />
6 Jahren, bei 87 dB(A) von 10 Jahren und bei 85 dB(A) von 15 Jahren nicht<br />
überschritten wird (jeweils <strong>für</strong> eine 40-Stunden-Woche) [6,7,8,9].<br />
1
Abb.1.1<br />
Gehörschadenrisiko in Abhängigkeit von Dauer und Intensität der<br />
Lärm<strong>belastung</strong> (aus [12] )<br />
Trotzdem können auch schon bei Dauerschallpegeln unter 85dB(A) schwere<br />
Hörminderungen auftreten. Es müssen da<strong>für</strong> aber mehrere belastende Einflüsse<br />
gleichzeitig auftreten [10,11], wie es z.B. <strong>beim</strong> Lärm, den ein Helikopter erzeugt,<br />
der Fall ist (s.u.).<br />
In der hier vorliegenden Studie soll <strong>des</strong>halb untersucht werden, inwiefern verschiedene<br />
im <strong>alpinen</strong> Rettungsdienst eingesetzte Helikopter das Gehör <strong>des</strong> Patienten<br />
und insbesondere <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> gefährden, und inwiefern neuere Helikoptertypen<br />
(hier: EC135 mit Fenestron ® Heckrotor) diesen Umstand positiv<br />
beeinflussen. Zum Vergleich der Entwicklung werden zusätzlich ältere, heute<br />
nicht mehr im aktiven Einsatz befindliche Baumuster oder solche, die z.T. auch<br />
im außer<strong>alpinen</strong> Einsatz sind, in die Studie eingeschlossen. Auf Basis der Ergebnisse<br />
soll diskutiert werden, ob sich <strong>für</strong> die neuen, laut Hersteller leiseren Konstruktionen<br />
Konsequenzen <strong>für</strong> den präventiven Arbeitsschutz ergeben.<br />
Die Notwendigkeit einer vergleichenden Betrachtung ergibt sich vor dem Hintergrund<br />
der Entwicklung der verwendeten Fluggeräte. Traditionell sind ältere<br />
Helikoptertypen wie Alouette II („Lama“) und Alouette IIIb im Einsatz. Gegenüber<br />
anderen Typen wie Bell UH I-D oder Bell 412 haben sie den Vorteil höherer<br />
Wendigkeit, geringerer Windangriffsfläche und eines enorm hohen<br />
Leistungs-Gewichts-Verhältnisses, was <strong>beim</strong> Einsatz unter widrigen atmosphärischen<br />
Bedingungen eine Sicherheitsreserve und gute Höhentauglichkeit bedeu-<br />
2
tet. Zu Gunsten <strong>des</strong> Gewichts-Leistungsverhältnisses wurde konstruktiv auf alle<br />
nicht zwingend notwendige Ausstattung verzichtet, auch auf Schallschutz. Daher<br />
sind diese Helikopter auch im Cockpit sehr laut.<br />
Mit der Tendenz Zwei-Turbinen-Helikopter <strong>für</strong> den Rettungsdienst einzusetzen,<br />
erfolgte in den 90er Jahren sukzessive der Wechsel zu moderneren Typen wie<br />
Agusta 1000, BK 116, Ecureuil und insbesondere Eurocopter EC135. Diese weisen<br />
konstruktiv völlig neue lärmdämmende Ausstattungen auf, so dass eine<br />
Neueinschätzung der Gefährdung <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> notwendig wird.<br />
3
2 Grundlagen<br />
2.1 Physiologie und Physik <strong>des</strong> Hörens<br />
Schall ist die mechanische Schwingung von Luftmolekülen, die sich als Longitudinalwelle<br />
in einem Medium ausbreiten kann. Den so entstehenden<br />
Druck bezeichnet man als Schalldruck. Er wird in der Einheit N/m 2 (=Pa)<br />
angegeben.<br />
Der Schalldruckpegel, der in Dezibel (dB) angegeben wird, ist ein Verhältnismaß<br />
zum Schalldruck p 0 , der willkürlich auf 2 · 10 -5 N/m 2 festgelegt wurde.<br />
Die Definitionsgleichung <strong>des</strong> Schalldruckpegels L lautet:<br />
L = log<br />
p<br />
p<br />
x<br />
10⋅<br />
⋅<br />
0<br />
20<br />
p x ist die Stärke <strong>des</strong> einwirkenden Schalldruckes.<br />
Da es sich um eine logarithmische Beziehung handelt, bedeutet eine Verdopplung<br />
<strong>des</strong> Schalldrucks eine Erhöhung um 6 dB, bei einer Verzehnfachung<br />
<strong>des</strong>selben wird der Schalldruckpegel um schon 20 dB erhöht. Wenn<br />
man nun den Schalldruckpegel um 80 dB erhöht, bedeutet das eine Erhöhung<br />
<strong>des</strong> Schalldruckes um das 10.000fache. Will nun ein Patient mit einem<br />
Hörverlust von 80 dB einen Ton in derselben Lautstärke wahrnehmen wie<br />
ein normal Hörender, so wird ein 10.000fach stärkerer Schallpegeldruck benötigt.<br />
Eine Folge davon ist, dass die Gefahr, die von Lärm ausgeht, oft<br />
nicht richtig oder nur unzureichend eingeschätzt wird.<br />
Die 3dB-Verdopplungsregel besagt nämlich, dass eine Veränderung von 3<br />
dB eine Verdopplung bzw. Halbierung der Gehörgefährdung bringt, aber eine<br />
Erhöhung <strong>des</strong> Schallpegels um 10 dB nur als doppelt so laut empfunden<br />
wird. Das Risiko einer Schädigung der Haarzellen im Innenohr erhöht sich<br />
allerdings um das zehnfache (Tab.2.1) [17]. Eine genauere Erläuterung <strong>des</strong><br />
4
Pathomechanismus („energetische Erschöpfung“) ist in Kapitel 2.4 zu finden.<br />
Tab. 2.1: Vergleich der Gehörschädlichkeit unterschiedlicher Lautstärken („3 dB<br />
Verdopplungsregel“)<br />
Der Bereich zwischen 16 Hz und 20 kHz ist als menschlicher Hörbereich definiert.<br />
Tiefere Frequenzen können nur als Vibration wahrgenommen werden,<br />
wohingegen höhere Frequenzen, als Ultraschall bezeichnet, auch ohne<br />
wahrgenommen zu werden, erhebliche Schäden anrichten können. Über die<br />
Art <strong>des</strong> Schädigungsmechanismus und gefährliche Grenzwerte <strong>für</strong> Ultraschall<br />
ist Exakteres noch nicht bekannt [13]. Die Frequenz eines Schalls,<br />
der subjektiv als Tonhöhe wahrgenommen wird, wird in Hertz (Hz) angegeben.<br />
Die Schallschwelle, ist frequenzabhänging. Man findet die niedrigsten<br />
Werte und damit die höchste Schallempfindlichkeit zwischen 2 und 5 kHz.<br />
Die Hörfläche, also der vom Menschen nutzbare Hörbereich, liegt zwischen<br />
20 Hz und 16 kHz. Die Hörfläche wiederum umfasst den Hauptsprachbereich<br />
(250 Hz und 4.000 Hz und zwischen 50 dB und 80 dB) [14], siehe<br />
Abb. 2.2. Die Unbehaglichkeitsschwelle liegt bei 110dB(A) und die Schmerzschwelle<br />
liegt bei 130 dB(A).<br />
5
Abb. 2.1: Hauptsprachbereich und Hörfläche [15]<br />
Der äquivalente Dauerschallpegel ist definiert als der zwanzigfache dekadische<br />
Logarithmus <strong>des</strong> Verhältnisses eines Effektivwertes <strong>des</strong> Schalldruckes<br />
<strong>für</strong> ein bestimmtes Zeitintervall zum Bezugsschalldruck. Der Schalldruck<br />
wird mit einer genormten Frequenzbewertung ermittelt [62]. Die Einheit ist<br />
Dezibel dB. In der Formelschreibweise stellt sich der äquivalente Dauerschallpegel<br />
wie folgt dar:<br />
L<br />
1/ 2<br />
⎧ t<br />
⎫<br />
⎪⎡<br />
2 ⎤<br />
2<br />
⎪<br />
= LA<br />
T<br />
= 20lg⎨⎢( 1/ T ) ∫ pA<br />
( t)<br />
dt⎥<br />
p ⎬<br />
⎪⎩<br />
⎢⎣<br />
⎥<br />
0<br />
t1<br />
⎦ ⎪⎭<br />
AT eq<br />
wobei<br />
t = Zeitintegrationsvariable,<br />
T = Mittelungszeit<br />
p A (t) = der A-bewertete Momentanwert <strong>des</strong> Schalldrucks zum Zeitpunkt t<br />
p 0 = der Bezugsschalldruck ist.<br />
Die Empfindlichkeit <strong>des</strong> menschlichen Gehörs hängt von der Frequenz <strong>des</strong><br />
Schalles ab. Dabei werden tiefe und sehr hohe Frequenzen weniger laut<br />
wahrgenommen als mittlere Frequenzen. Dieser Gegebenheit trägt die A-<br />
Bewertung bei Lärmpegelmessungen Rechnung. Dabei werden die im Schall<br />
6
enthaltenen Frequenzen entsprechend der A-Kurve unterschiedlich gewichtet<br />
und das physiologische Hörvermögen <strong>des</strong> menschlichen Ohres nachgebildet<br />
(Abb.2.2). Die Angabe dB(A) bedeutet also, dass die Messung und<br />
Mittelung <strong>des</strong> Lärmpegels mit der „A-Bewertung“ durchgeführt wurde, die<br />
im Arbeitsschutz üblich ist. Da dieser Filter im Messgerät die menschliche<br />
Hörschwelle nachbildet, gibt er die Geräuschwirkung hinsichtlich der Gehörschädigung<br />
und der subjektiven Lästigkeit am besten wieder.<br />
Abb.2.2: Verlauf der A-bewerteten Hörkurve [16]<br />
Wie aus Tabelle 2.1 zu entnehmen ist, entsprechen 15 Minuten Einwirkung<br />
von 100 dB einem Beurteilungspegel von 85 dB über 8 Stunden. Bei 105 dB<br />
reichen sogar fünf Minuten aus, „um einen ganzen Arbeitstag gefahrvoll<br />
laut zu machen“ [17].<br />
7
2.2 Aufbau <strong>des</strong> Hörapparates<br />
Das äußere Ohr besteht aus der Ohrmuschel, und dem äußeren Gehörgang,<br />
der sich bis zum Trommelfell erstreckt. Die Ohrmuschel, die als Trichter<br />
dient, der bündelt den Schall aus der Umgebung. Schallwellen werden im<br />
äußeren Gehörgang durch die Resonanz <strong>des</strong> Ganges im Frequenzbereich<br />
von 2.000 bis 4.000 Hz verstärkt.<br />
Hinter dem Trommelfell beginnt das Mittelohr mit Paukenhöhle und den<br />
Gehörknöchelchen, die neben der Funktion als Schallbrücke auch konstruktionsbedingt<br />
Reflektionsverluste vermeiden. Dadurch wird das Hörvermögen<br />
erheblich gebessert. Außerdem beginnt dort die Tuba Eustachii, die Verbindung<br />
zum Rachenraum, wodurch eine Angleichung an den atmosphärischen<br />
Druck möglich wird. Die Gehörknöchelchen sind gelenkig miteinander verbunden.<br />
Der Hammer (Malleus) hat eine feste Bindung zum Trommelfell.<br />
Über den Amboss (Incus) überträgt er die durch Schall ausgelösten<br />
Schwingungen <strong>des</strong> Trommelfells auf den Steigbügel (Stapes). Die Fußplatte<br />
ist, wie ein Kolben beweglich, in das ovale Fenster eingepasst. Das Fenster<br />
bildet die Verbindung zum flüssigkeitsgefüllten Innerohr.<br />
Daraus ergibt sich nun das Problem, dass aus der luftgefüllten Paukenhöhle<br />
der Schall auf das flüssige Medium <strong>des</strong> Innenohres übertragen werden<br />
muss; es würde, den Regeln der Physik folgend, durch den Impedanzunterschied<br />
ein großer Schallenergieanteil verloren gehen (98%). Mit dem gesamten<br />
Apparat <strong>des</strong> Mittelohres erreicht man allerdings eine Impedanzanpassung,<br />
die je nach Hörbereich zwischen 10 und 20dB Hörvermögen gewinnt<br />
(zum Vergleich: das entspricht etwa dem Unterschied zwischen offenen<br />
und zugehaltenen Ohren). Des Weiteren ist durch den Größenunterschied<br />
zwischen Trommelfell und Stapesplatte der Druck dort erhöht und<br />
zum anderen wird durch die knöcherne Verbindung der Gehörknöchelchen<br />
eine weitere Druckerhöhung am Ende der Konstruktion erreicht. Bei<strong>des</strong> zusammen<br />
ist <strong>für</strong> die Impedanzanpassung verantwortlich [15]. Es können dadurch<br />
60% der Schallenergie in das Innenohr gelangen. Das äußere und<br />
das Mittelohr bilden den Schallleitungsapparat.<br />
8
Abb. 2.3: Aufbauschema <strong>des</strong> menschlichen Ohres ( aus [18] )<br />
Das Innerohr, das durch den härtesten Knochen im menschlichen Körper<br />
geschützt wird, enthält neben dem Hörorgan (Cochlea) auch das Gleichgewichtsorgan.<br />
Die Cochlea besteht aus drei flüssigkeitsgefüllten Kanälen. Diese kann man<br />
auch in die häutige und die knöcherne Schnecke unterteilen. Die häutige<br />
Schnecke ist ein blind endender Sack (Scala media), gefüllt mit Endolymphe.<br />
Sie ist auf der einen Seite mit der Lamina ossea verbunden und auf<br />
der anderen Seite fest mit der knöchernen Wand der Schnecke verwachsen.<br />
Dadurch ergibt sich ein dreieckiger Querschnitt, der unten durch die Basilarmembran<br />
begrenzt wird und oben durch die Reissner-Membran. An die<br />
untere Membran grenzt der untere Schneckengang (Scala tympani), der eine<br />
Verbindung zum runden Fenster besitzt. An die obere Membran grenzt<br />
der obere Schneckengang (Scala vestibuli), der eine Verbindung zum ovalen<br />
Fenster besitzt. Die beiden Gänge stehen an der Spitze der Schnecke (Helicotrema)<br />
miteinander in Verbindung und sind mit Perilymphe gefüllt.<br />
9
Abb. 2.4: Querschnitt durch die Cochlea (aus [15] )<br />
In der Scala media liegt das Corti-Organ, das eigentliche Hörorgan. Es sitzt<br />
der Basilarmembran auf und besteht aus zwei Arten von Sinneszellen: den<br />
inneren und äußeren Haarzellen. Diese sind als Umwandler und Verstärker<br />
der mechanischen Energie zu betrachten. Die den Haarzellen aufsitzenden<br />
Stereovilli haben unterschiedliche Längen. Diese sind über Tip links miteinander<br />
verbunden, die wiederum in Verbindung mit Ionenkanälen stehen.<br />
Diese sorgen <strong>für</strong> die Umwandlung <strong>des</strong> Reizes in ein Rezeptorpotential. Voraussetzung<br />
da<strong>für</strong> ist das ständig vorhandene Potential (endochochleäres<br />
Potential: + 85 mV) der Scala media gegenüber dem restlichen Extrazellulärraum.<br />
Dieses Potential wird von der Stria vascularis erzeugt. Die Stria<br />
dient außerdem der Versorgung der Haarzellen und als deren Energielieferant<br />
(ATP). Den längsten Stereovilli liegt die Tektorialmembran auf. Das Innenohr<br />
ist also der Schallaufnahmeapparat.<br />
10
Abb. 2.5: Querschnitt durch das Corti-Organ (aus [18] )<br />
2.3 Die Wanderwellentheorie<br />
Durch die Schallschwingungen <strong>des</strong> Stapes wird Energie auf alle Skalen der<br />
Cochlea übertragen. Da die Flüssigkeit nicht komprimierbar ist, wird der<br />
gleiche Druck vom ovalen Fenster durch die Scala tympani, am Helicotrema<br />
vorbei und wieder durch die Scala vestibuli zurück zum runden Fenster ü-<br />
bertragen. Eine Wanderwelle ist entstanden. Die Druckwelle wirkt dabei auf<br />
die Basilarmembran und damit auf das Corti-Organ ein. Da die Rückstellkraft<br />
der Basilarmembran zur Spitze (Helicotrema) abnimmt, wird die<br />
Ausbreitungsgeschwingigkeit zunehmend geringer und damit die Wellenlänge<br />
kürzer. Das heißt, es exsistiert im Schlauch der Scala media genau ein<br />
Ort, an dem die Welle ihr Amplitudenmaximum abbildet (Abb. 2.6). Es werden<br />
niedrige Frequenzen in der Nähe <strong>des</strong> Helicotrema abgebildet, hohe<br />
Frequenzen hingegen haben ihr Amplitudenmaximum näher <strong>beim</strong> ovalen<br />
Fenster. Dieses wird als Frequenz-Ortsabbildung bezeichnet [17].<br />
11
Abb. 2.6: Frequenzdispersion ( aus [14] )<br />
Die Amplitude der Welle nimmt mit dem Schalldruckpegel zu [19].<br />
Wenn sich nun die Basilarmembran gegenüber der Tektorialmembran verschiebt,<br />
werden die Stereovilli abgeknickt. Der Prozess der Transduktion,<br />
das heißt die Umwandlung eines mechanischen Ereignisses in ein elektrischchemisches<br />
Signal, wurde ausgelöst. Es kommt zum Abscheren der äußeren<br />
Haarzellen in Erregungsrichtung (Abb. 2.7).<br />
Abb. 2.7: Bewegungen der Stereovilli ( aus [15] )<br />
Bei einer Aufwärtsbewegung werden Tip links gedehnt und es öffnen sich<br />
Inonenkanäle in der Membran der Villi. Das einströmende Kalium führt zu<br />
einer Depolarisation der Haarzellen. Es ist ein Rezeptorpotential entstanden.<br />
Das Gegenteil passiert bei einer Abwärtsbewegung der Basilarmembran. Die<br />
Tip links werden entspannt, die Ionenkanäle verschlossen und es erfolgt die<br />
Repolarisation der äußeren Haarzellen.<br />
12
Abb.2.8: Bewegung der Tip links ( aus [18] )<br />
Das eingeströmte Kalium wird nun über andere Ionenkanäle in der äußeren<br />
Haarzelle an die Umgebung abgegeben. Zusätzlich oszillieren die äußeren<br />
Haarzellen, was die Wanderwelle um den Faktor 1.000 verstärkt.<br />
Durch die Depolarisation der inneren Haarzellen werden Transmitter freigesetzt,<br />
die postsynaptische Potentiale auslösen, die wiederum zu Nervenaktionspotentialen<br />
werden. Da die Schallschwingungen mit der Intensität <strong>des</strong><br />
Schalls zusammenhängen, kann über die Aktionspotentialfolge die Intensität<br />
<strong>des</strong> Schalls kodiert werden. Die Weiterleitung zum auditorischen Kortex<br />
erfolgt über mehrere nachgeschaltete Neurone.<br />
Ein Signal, das aus mehreren Frequenzen besteht, wird nach dem oben beschriebenen<br />
Mechanismus in seine Einzelkomponenten zerlegt.<br />
2.4 Lärmschwerhörigkeit<br />
Durch Lärm werden vor allem die äußeren Haarzellen geschädigt. Dies kann<br />
auch durch verschiedene Medikamente (Aminogycosidantibiotika etc.) ausgelöst<br />
werden. Diese Schädigung <strong>des</strong> Innenohres führt zur Schallempfindungsschwerhörigkeit.<br />
Die Mechanik der Basilarmembranbewegung wird<br />
gestört, so dass die Hörschwelle ansteigt und die Frequenzselektivität abnimmt.<br />
Der Wanderwellenmechanismus funktioniert noch. Aber es fehlt die<br />
Verstärkung, und somit die Spitzenbildung. Damit wiederum fehlt die Frequenzselektivität.<br />
Die Folge dieser Störung ist, dass die Betroffenen an einer<br />
Einschränkung <strong>des</strong> Sprachverständnisses leiden. Anstieg und Abfall <strong>des</strong><br />
Amplitudenmaximums sind so flach, dass sich das Wellenmaximum <strong>für</strong> eine<br />
13
estimmte Frequenz nur breit und unscharf auf der Basilarmembran abbildet.<br />
Von Schleifendiuretika ist bekannt, dass sie die Stria vascularis blockieren,<br />
so dass keine Endolymphe mehr produziert wird. Die Schwerhörigkeit beruht<br />
dann auf einer Reizunterbrechung auf Ebene der Haarzelle.<br />
Die durch Lärm ausgelöste Schwerhörigkeit zeigt als histologisches Korrelat<br />
die Zerstörung der Haarzellen und als Folge davon die Degeneration der<br />
weiterleitenden Nervenfasern. Es ist ein langsamer, aber stetig fortschreitender<br />
Prozess unter ständiger Lärmexposition, wobei der genaue Mechanismus<br />
noch nicht geklärt ist. Die chronische Lärmschwerhörigkeit ist fast<br />
immer eine beidseitige, annährend seitengleiche, irreversible und therapieresistente<br />
Innenohrschädigung [19].<br />
Wird das Ohr dem Lärm exponiert, so kommt es zur ATP-Ausschüttung der<br />
Stria chochlearis, die damit die nötige Energie <strong>für</strong> die Funktion der Haarzellen<br />
bereit stellt [20]. Die Schallübertragung ist also ein aktiver, energieverbrauchender<br />
Prozess. Hält nun die Lärm<strong>belastung</strong> über einen längeren<br />
Zeitraum an, so kommt es zu einem Missverhältnis zwischen Energiebereitstellung<br />
und -verbrauch, da das ATP die Haarzellen durch Diffusion erreichen<br />
muss [20]. Die Haarzellen ermüden auf Grund der energetischen Erschöpfung<br />
und sind dadurch weniger empfindlich. Es kommt zu einer Verschiebung<br />
der Hörschwelle. Wenn nun die Lärmexposition trotzdem weiter<br />
andauert, bricht die zelluläre Integrität der Haarzelle zusammen. Als Folge<br />
davon degenerieren die zugehörigen Nervenfasern. Es ist zu einer irreversiblen<br />
Schädigung gekommen. Davon betroffen sind zunächst nur die äußeren<br />
Haarzellen. Erst viel später oder gar nicht setzt der Zerstörungsprozess<br />
bei den inneren Haarzellen ein.<br />
Das Ausmaß <strong>des</strong> Hörverlustes ergibt sich aus der Höhe <strong>des</strong> Schalldruckpegels,<br />
der Expositionsdauer, der Impulshaltigkeit von Geräuschen (Impulsen<br />
wird ein höheres Schädigungspotential zugeschrieben als geringen Intensitätsschwankungen<br />
[20]) und eine nicht quantifizierbare individuelle Disposition.<br />
14
In der VDI 2058 „Beurteilung von Lärm hinsichtlich Gehörgefährdung“ [21]<br />
wird als Hörminderung ein tonaudiometrisch nachweisbarer Hörverlust beschrieben,<br />
der vorzugsweise Frequenzen über 1kHz betrifft. Unter einer vorübergehenden<br />
Hörminderung versteht man laut VDI 2058 eine vorübergehende<br />
Verschiebung der Hörschwelle (temporary treshold shift, TTS), die<br />
sich nach Ende der Lärmexposition wieder zurückbildet. Bei der TTS ist die<br />
Möglichkeit der Gehörerholung gegeben. Die Regeneration wird durch längere<br />
Erholungspause und niedrige Geräuschpegel während der Erholungsphase<br />
positiv beeinflusst. Wenn der A-Schalldruckpegel während der Erholungszeit<br />
unter 70 dB(A) liegt und die Erholungszeit min<strong>des</strong>tens 10 Stunden<br />
beträgt, kann nach VDI 2058 eine ausreichende Gehörerholung einsetzen.<br />
Werden nach Lärmexposition keine Erholungspausen <strong>für</strong> das Ohr eingelegt,<br />
können sich die einzelnen TTS anhäufen und zu einer PTS führen. Bei der<br />
permanenten Hörminderung (permanent treshold shift, PTS), bei der sich<br />
die Hörschwellenverschiebung nicht wieder zurückbildet, ist im Tonaudiogramm<br />
zunächst eine Hörverschlechterung im Bereich von 4.000 Hz zu erkennen<br />
(C 5 -Senke), die sich bei anhaltender Lärm<strong>belastung</strong> auf die tieferen<br />
und auch auf die höheren Frequenzen ausweitet (Abb. 2.9).<br />
Abb. 2.9: C 5 – Senke bei Lärmschwerhörigkeit ( aus [14] )<br />
Bei hohen Schalldruckpegeln über 120 dB(A) können schon wenige Minuten<br />
ausreichen, um akute Gehörschäden hervorzurufen. Extrem hohe Schalldruckpegel<br />
über 135 dB(A) können schon durch Einzelschallereignisse (z. B.<br />
Knall, Explosion) Gehörschäden verursachen [21].<br />
15
2.5 Extraaurale Schallwirkung<br />
Durch die Verbindung <strong>des</strong> auditiven Kortex mit dem Zwischenhirn, das <strong>für</strong><br />
die vegetativen Prozesse in verschiedenen Organen/Organsystemen verantwortlich<br />
ist, können sich körperliche Reaktionen auf Lärm auch außerhalb<br />
<strong>des</strong> Hörapparates abspielen. Die folgende Tabelle gibt eine Auswahl an<br />
diesen extraauralen Reaktionen wieder:<br />
Tab. 2.2 Extraaurale Reaktionen (Beispiele)<br />
Zunahme der Herzfrequenz<br />
Zunahme <strong>des</strong> Blutdrucks<br />
Zunahme der Atmungsfrequenz<br />
Zunahme der Schweißsekretion<br />
Zunahme der Hormonsekretion der Nebenniere<br />
Abnahme der Hautdurchblutung<br />
Abnahme der Magensekretion<br />
Abnahme der Schleimsekretion<br />
Das Ausmaß der vegetativen Beeinflussung hängt unter anderem von dem<br />
Schalldruckpegel und von der Bandbreite <strong>des</strong> einwirkenden Geräusches ab,<br />
ist aber zu Gunsten <strong>des</strong> Sympathikus verschoben, also in der Art einer<br />
Sympathikotonie.<br />
Die vegetativen Reaktionen auf einen Schallreiz werden auch unbewusst<br />
wahrgenommen. Es tritt kein Gewöhnungseffekt ein [19]. Eine Gesundheitsgefährdung<br />
tritt bereits bei breitbandigen Geräuschen mit Pegeln über<br />
99 dB (A) in mehr als 1% der Beurteilungszeit ein [22].<br />
Lärm stört neben vielen anderen Komponenten <strong>des</strong> psychosozialen Bereiches<br />
(Leistung, Konzentration, Ruhe und Entspannung) vor allem auch die<br />
Kommunikation. Ab 90 dB (A) ist eine Unterhaltung nicht mehr möglich und<br />
schon bereits ab 55 dB (A) ist die Kommunikationsfähigkeit eingeschränkt.<br />
Störungen im Bereich der Erholung und Entspannung führen zu Verärgerungen<br />
und sekundären Reaktionen, die alle auf die Verminderung bzw. Be-<br />
16
seitigung <strong>des</strong> Lärms abzielen. Die Leistungsbeeinträchtigung bezieht sich<br />
vor allem auf die mentale und psychomotorische Komponente von komplexen<br />
Aufgaben.<br />
In sicherheitsrelevanten Bereichen kann diese Beeinträchtigung der Kommunikation<br />
gegebenenfalls zur akuten Gefahr <strong>für</strong> Gesundheit oder gar Leben<br />
von Personen werden, beispielsweise durch eingeschränkte Koordination<br />
“kritischer“ Arbeitsabläufe oder durch Überhören von Warnrufen / -<br />
signalen.<br />
2.6 Helikopterlärm<br />
Helikopterlärm ist ein hochgradig komplexes Spektrum aus mehren Einzelkomponenten<br />
[25]. Der Hauptrotor erzeugt einen tieffrequenten „rotational<br />
noise“. Die zweite Komponente ist stochastischer Natur: „vortex noise“ mit<br />
Frequenzen >200 Hz. Der Heckrotor erzeugt mittel-hochfrequenten Lärm<br />
und es gibt mehrere konstante hochfrequente Lärmpeaks, die vom Ölkühler,<br />
der Turbine selbst, diversen Aggregaten und dem Getriebe ausgehen<br />
(Abb. 2.10).<br />
Abb. 2.10:<br />
[25])<br />
Einzelkomponenten <strong>des</strong> Helikopterlärms (modifiziert nach<br />
17
Unter anderem dadurch, dass die Vortices von Haupt- und Heckrotor von<br />
den Blättern <strong>des</strong> jeweils anderen Rotors durchschlagen werden, tritt eine<br />
extrem impulshaltige Komponente hinzu. Die Entstehungsorte <strong>des</strong> Impulslärmes<br />
werden in Abbildung 2.11 wiedergegeben, wobei A „High speed impulsvive<br />
noise“ durch Kompressionseffekte an der Rotorblattvorderkante, B<br />
„Blade to blade vortex intersections“, d.h. das Rotorblatt durchschlägt den<br />
Vortex-Wirbel <strong>des</strong> vorangehenden Blattes und C „Main-tail rotor interactions“,<br />
der Hauptrotor durchschlägt die Vortices <strong>des</strong> Heckrotors, zeigt. Hinzu<br />
treten Impulslärm erzeugende Effekte an der Oberseite <strong>des</strong> distalen Rotorblattes<br />
auf, wenn diese Bereiche in den Überschallbereich geraten.<br />
Zusammengefasst kann man sagen, dass Helikopterlärm durch hohe Intensität,<br />
Impulshaltigkeit, Tonalität und ein breites Frequenzspektrum gekennzeichnet<br />
ist.<br />
Abb. 2.11: Entstehungsorte von Impulslärm am Helikopter (modifiziert nach<br />
[25])<br />
18
3. Material & Methode<br />
Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt bei Baumustern, die in Europa<br />
und anderen Regionen im Rettungsdienst eingesetzt werden. Zusätzlich<br />
wurden in einer Simulationsrechnung zur Darstellung der historischen Entwicklung<br />
der Lärmexposition die von Lorenz et al. [56] untersuchten Helikoptertypen<br />
betrachtet. Es sind alles Modelle, die heute in Europa nur noch<br />
historische Bedeutung haben, vereinzelt in einigen Ländern jedoch auch<br />
noch im Einsatz sind.<br />
3.1 Untersuchte Helikoptertypen<br />
3.1.1 Alouette III B<br />
Die Alouette III B wird von der Firma Aerospatiale mit Sitz in Lyon/Frankreich<br />
gebaut. Sie ist mit einer Turbine Artouste IIIb (850 PS, Fa.<br />
Turbomeca) ausgerüstet und mit einem dreiflügeligen Rotor ausgestattet<br />
(Abb. 3.1)<br />
Abb. 3.1:<br />
Alouette III B auf der Basis der Air Zermatt AG (Schweiz)<br />
19
Der Helikopter misst 10,17 m, der Hauptrotor 11 m im Durchmesser. Bei einem<br />
Leergewicht von 1,1 t ist eine maximale Gesamtzuladung <strong>des</strong> gleichen<br />
Gewichtes möglich. Die Alouette IIIB kann Außenlasten bis maximal 750 kg<br />
transportieren. Die Reisegeschwindigkeit beträgt 197 km/h bei einer maximalen<br />
Reichweite von ca. 600 km bei Vollbeladung.<br />
In der Rettungsversion finden neben dem Patienten und dem technischen<br />
Gerät hinten, der Pilot vorne rechts und neben ihm der Arzt Platz. Der Luftretter<br />
befindet sich aus Platzgründen oft in unphysiologischer Hockstellung<br />
neben/über dem Patienten im hinteren Teil <strong>des</strong> Fluggerätes.<br />
Abb. 3.2 : Platzmangel in der Alouette III (Flughelfer hockt auf der Hüfte <strong>des</strong><br />
narkotisierten und kontrolliert beatmeten Patienten)<br />
20
3.1.2 Alouette II „Lama“<br />
Die Alouette II „Lama“ wird ebenfalls von der Firma Aerospatiale in Lyon<br />
gefertigt. Auch sie verfügt in der Standardausrüstung über eine Artouste<br />
IIIb – Turbine mit 850 PS der Firma Turbomeca. Wie in Abbildung 3.3 deutlich<br />
wird, ist bei dem „Lastesel“ unter den Helikoptern im Rettungseinsatz<br />
auf jegliches Zusatzgewicht in Form von Verkleidung und natürlich auch<br />
Lärmdämmung verzichtet worden. Auch die kleinere Alouette hat einen<br />
dreiflügeligen Rotor. Sie war historisch der erste Hubschrauber, der mit einem<br />
Turbinentreibwerk ausgestattet wurde.<br />
Das extreme Verhältnis zwischen Turbinenleistung und Gewicht ermöglichte<br />
diesem Typ den Höhenweltrekord <strong>für</strong> Drehflügler mit 11.200 m.<br />
Abb. 3.3: Alouette II „Lama“ im Schwebeflug an der Capanna Regina Margherita<br />
(4.559m)<br />
Die Alouette II ist mit 9,70 m Länge etwas kürzer als die Alouette IIIB und<br />
auch der Hauptrotordurchmesser ist etwas geringer (10,20 m). Mit einem<br />
maximalen Startgewicht von 1,6 t ist der Helikopter in der Lage eine Nutz-<br />
21
last von nahezu seinem eigenen Gewicht zu transportieren bei weiterhin<br />
sehr guter Lenkbarkeit und Stabilität. Die Reichweite bei Vollbeladung, zu<br />
der in der Regel neben technischem Gerät ein Pilot, ein Arzt, ein Flughelfer<br />
(Windenmann) und der Patient gehören, beträgt 560 km, die mit einer Reisegeschwindigkeit<br />
von 175 km/h zurückgelegt werden.<br />
3.1.3 BK 117<br />
Die BK 117 stand in der Ambulanzhubschrauberversion zur Verfügung. Sie<br />
wird von der Firma MBB (Messerschmidt-Bölkow-Blohm) in München vertrieben<br />
und von Eurocopter in Donauwörth gebaut. Dem Fluggerät sind<br />
zwei Turbinen mit je 430 PS maximaler Dauerleistung eingebaut. Sie entspricht<br />
damit dem Konzept der moderneren Rettungshubschrauber mit<br />
Doppelturbine. Die Turbinen wurden bei der Firma Lycoming gefertigt. Der<br />
Rotor dieses Hubschraubers ist vierflügelig (Abb. 3.4).<br />
Abb. 3.4: BK117<br />
10,60 m misst dieser Helikopter (Länge über alles). Sein Hauptrotor streckt<br />
sich auf einen Durchmesser von 11 m. Das Leergewicht beträgt 1,7 t, und<br />
auch dieser Helikopter kann in geringer Höhe nahezu sein Eigengewicht als<br />
Nutzlast an Bord nehmen. Der Vorteil dieses Fluggerätes liegt eindeutig in<br />
der höheren Geschwindigkeit (250 km/h) und im größeren Platzangebot <strong>für</strong><br />
Retter und Patienten. Mit einer maximalen Reichweite von 550 km liegt er<br />
im Bereich der bereits zuvor beschriebenen Modelle.<br />
22
Aus technischen wie auch aus einsatztaktischen Gründen (vor allem der<br />
größeren Windanfälligkeit aufgrund der Fläche <strong>des</strong> großen Chassis) zwar<br />
seltener in der <strong>alpinen</strong> Luftrettung eingesetzt, ist er jedoch im Vergleich zu<br />
den Alouette-Hubschraubern wesentlich besser lärmgedämmt.<br />
3.1.4 AS 350 B Ecureuil<br />
Von der Firma Aerospatiale in Lyon/Frankreich hergestellt, findet die Ecureuil<br />
ihren Einsatz sowohl im zivilen als auch militärischen Bereich. Die Turbine<br />
Turbomeca Arriel 1D1 mit 743 PS treibt den Helikopter mit einer Gesamtlänge<br />
von 12,94 m auf eine Höchstgeschwindigkeit von 266 km/h. Die<br />
Ecureuil kann bei einem Leergewicht von ca. 1,2 t nahezu ihr eigenes Gewicht<br />
als Nutzlast an Bord nehmen (1,03 t). Die maximale Reichweite beträgt<br />
760 km. Damit ist die Ecureuil der Helikopter, der von den hier beschriebenen<br />
die größte Reichweite hat.<br />
Der dreiflüglige Rotor hat einen Durchmesser von 10,69 m.<br />
Abb. 3.5: AS350 B Ecureuil auf der Basis der Air Zermatt AG (Schweiz)<br />
Das Platzangebot in diesen Helikopter ist etwas größer als das in den anderen<br />
beiden der Firma Aerospartiale, die hier betrachtet werden.<br />
Ebenso wurde hier, wie auch schon bei der oben beschrieben BK117 mehr<br />
Wert auf Lärmschutz gelegt als bei den älteren Alouette-Modellen.<br />
23
3.1.5 Bell UH 1D<br />
Dieser von Bell Helicopter in Fort Worth, Texas USA, ursprünglich <strong>für</strong> den<br />
Vietnamkrieg hergestellte Helikopter, darf als echter Klassiker bezeichnet<br />
werden (Abb. 3.6). Angetrieben wird er von einem Lycoming Wellentriebwerk<br />
mit 1420 PS. Durch die hohe Drehzahl <strong>des</strong> Rotors wird ein <strong>für</strong> diesen<br />
Hubschrauber markantes Klopfgeräusch erzeugt, wodurch die UH-1D in der<br />
Bevölkerung gerne auch als „Teppichklopfer“ bezeichnet wird. Das Geräusch<br />
entsteht durch Vakuumphänomene an den Enden der sich mit Überschallgeschwindigkeit<br />
bewegenden Rotorblätter. Dieser Helikopter hat einen<br />
nur zweiflügeligen Rotor.<br />
Abb. 3.6: Bell UH 1D<br />
Die UH 1 D ist von ihren Abmessungen der Riese unter den betrachteten<br />
Fluggeräten (Länge: 17,50 m; Rotordurchmesser: 14,63 m; Leergewicht:<br />
2,1 t). Das schlägt sich auch in der Reisegeschwindigkeit von nur 165 km/h<br />
sowie im <strong>alpinen</strong> Rettungseinsatz in der Windanfälligkeit <strong>des</strong> großen Chassis<br />
nieder. Auch die maximale Reichweite von nur 500 km ist deutlich geringer<br />
als bei den bisher beschriebenen Modellen. Allerdings kann dieser Drehflügler<br />
mehr als sein eigenes Gewicht als Last aufnehmen und ist dabei nach<br />
wie vor mit sehr guten Flug- und Stabilitätseigenschaften ausgestattet.<br />
24
Bei Ausfall <strong>des</strong> Antriebs kann der Hubschrauber trotz seines Gewichtes im<br />
Leerlauf, der so genannten Autorotation, gelandet werden, wie die anderen<br />
hier beschriebenen Helikopter auch. Durch die Ausstattung mit Metallrotorblättern<br />
sind auch enge Landeplätze mit kleinen Bäumen im Notfall möglich,<br />
denn diese kann der Rotor schlimmstenfalls durchschlagen, ohne dass es<br />
zum Blattbruch und damit zum Totalverlust <strong>des</strong> Fluggerätes kommt.<br />
Neben einem Piloten (normalerweise 2 Piloten im Militäreinsatz) finden ein<br />
Arzt, ein Luftretter und der Patient bequem Platz. Im Notfall können bis zu<br />
sechs Verwundete mit einer Begleitperson transportiert werden.<br />
Ursprünglich sollte sie als einfacher Truppentransporter (1 Pilot, 12 Soldaten)<br />
mit kurzer Nutzungszeit eingesetzt werden und hat sich bis heute zu<br />
einer der zuverlässigsten und am meisten geflogenen Maschinen erwiesen,<br />
die je gefertigt wurden.<br />
3.1.6 EC 135 P2<br />
Die EC 135 wird von der Firma Eurocopter in Donauwörth hergestellt<br />
(Abb.3.7). Sie besitzt zwei Turbinen der Firma Pratt & Whitney mit jeweils<br />
570 PS maximaler Dauerleistung. Diese beiden Turbinen sind so geschaltet,<br />
dass der Hubschrauber auch bei Ausfall einer Turbine noch sicher gelandet<br />
werden kann. Die EC 135 hat einen vierflügeligen Hauptrotor.<br />
25
Abb. 3.7:<br />
EC 135 P2 „Christoph Europa 1“ in Merzbrück bei Aachen<br />
Abb. 3.8:<br />
Detail: Fan-in-Fin Fenestron ® Heckrotor<br />
Das Besondere an diesem Helikopter Typ ist sein Fan-in-fin Fenestron ®<br />
Heckrotor. Durch die ungleiche räumliche Anordnung der beiden Rotoranteile<br />
wird über eine Phasenmodulation eine enorme Lärmminderung erzeugt<br />
(Abb. 3.7). Auch durch ein verändertes Design der Rotorblattspitzen - sie<br />
sind dünner geworden - konnte eine deutliche Lärmreduktion erreicht<br />
werden. Daneben führt das Design der Heckkonstruktion mit dem komplett<br />
umbauten Rotor zu einer erheblichen Lärmreduktion insbesondere der Im-<br />
26
pulsspitzen, die dadurch entstehen, dass frei drehende Heckrotoren die Vortex-Schleppen<br />
der Hauptrotorspitzen „zerhacken“ (Siehe Abbildung 2.11)<br />
Die EC 135 ist 10,20 m lang, der Hauptrotor misst ebenfalls 10,20 m im<br />
Durchmesser. Mit einem Leergewicht von 1,46 t ist dieser Helikopter der<br />
leichteste unter den Doppelturbinenhelikoptern. Er kann exakt sein Eigengewicht<br />
als Nutzlast tragen.<br />
3.1.7 Mi-4<br />
Der Helikopter wurde von der Sowjetischen Armee in Moskau als Antwort<br />
auf den amerikanischen H-19 Chickasaw <strong>für</strong> den Koreakrieg gebaut und<br />
1952 in Dienst gestellt.<br />
Technische Details: Länge: 26,8 m<br />
Rotordurchmesser: 21,0 m<br />
Leergewicht:<br />
5,1 t<br />
Nutzlast:<br />
1,6 t<br />
Reichweite:<br />
500 km<br />
Höchstgeschwindigkeit: 185 km/h<br />
Turbine:<br />
Shvetsov ASh-82V<br />
Leistung:<br />
1700 PS<br />
Er wird heute noch in der Indischen und Pakistanischen Armee u.a. auch <strong>für</strong><br />
Search and Rescue (SAR) Missionen genutzt, hat aber bis heute nie seinen<br />
Einzug in die zivile Nutzung gefunden. Im Vergleich zu den anderen betrachteten<br />
Helikoptern ist er der größte, kann sich aber weder in puncto<br />
Reichweite, Nutzlast in Relation zum Eigengewicht noch Lärmdämmung<br />
dem Vergleich mit den anderen stellen.<br />
27
Abb. 3.9: MI-4 im Prager Militär Museum<br />
3.1.8 H-23, auch UH12<br />
Dieser von der US Army und Navy eingesetzte Schulungshubschrauber<br />
wurde Anfang der fünfziger Jahre entwickelt und erst in den sechziger Jahren<br />
der zivilen Nutzung zugänglich gemacht. Das Besondere dieses sehr<br />
kleinen (12,4 m Länge über alles) und leichten (807 kg) Fluggerätes ist seine<br />
einmalige Konstruktion der Kabine aus Plexiglas, weshalb er such<br />
scherzhaft als Goldfischglas bezeichnet wird ( Abbildung 3.10). Der Vorteil<br />
dieser Bauart ist die sehr gute Rundumsicht, der Nachteil natürlich, dass<br />
keinerlei Lärmdämmung vorhanden ist und die Piloten praktisch direkt neben<br />
der Turbine Marke Lycoming VO-540-1B mit 320 PS sitzen. Mit seinem<br />
vierflügligen Rotor von nur 10,8 m Durchmesser erweist sich die H-23 allerdings<br />
als extrem wendig. Der „Zwerg“ unter den hier betrachteten Helikoptern<br />
fliegt bei einer Höchstgeschwindigkeit von 154 km/h 360 km weit.<br />
In der historischen Betrachtung ist dies einer der ersten Hubschrauber, die<br />
zu Rettungszwecken eingesetzt wurden. Damals mußte der Patient auf einer<br />
speziellen Tragenkonstruktion, die auf die Kufe <strong>des</strong> Fluggerätes montiert<br />
wurde, außen transportiert werden. Während <strong>des</strong> gesamten Transportes<br />
bestand somit ausschließlich Sichtkontakt, jedliche weitere Überwachung<br />
war technisch unmöglich. Aus Platz- wie Leistungsgründen war wäh-<br />
28
end <strong>des</strong> Transportes neben dem Pilot im Übrigen kein weiteres (medizinisches)<br />
Personal an Bord.<br />
Abb. 3.10:<br />
H-23 D der US Army im Schwebeflug<br />
3.1.9 H-34<br />
Dieser Helikopter wurde Anfang der fünfziger Jahre <strong>für</strong> die US Army von der<br />
Firma Sikorsky zur U-Boot-Bekämpfung entwickelt. Mit seinen Abmessungen<br />
von 17,28 m Länge, Rotordurchmesser von 17,07 m und Leergewicht von<br />
ca. 3,6 t schafft der H-34 es, nahezu sein Eigengewicht als Nutzlast zu tragen,<br />
was die Nasa ausnutzte, um die Mercury Kapseln zu bergen.<br />
Der Wright R-1820-84 Sternmotor (ein Kolbenmotor) beschleunigt den<br />
Drehflügler mit einem vierflügligen Hauptrotor auf eine Maximalgeschwindigkeit<br />
von 209 km/h bei einer Reichweite von 535 km. Damit ist er ideal<br />
geeignet um schwere Lasten (Nutzlast 1,3 t) über kurze Distanzen zu transportieren.<br />
Das Besondere in der Konstruktion dieses Helikopters liegt darin, dass sich<br />
der Motor im Bug praktisch zu den Füßen <strong>des</strong> Piloten befindet.<br />
In der Zeit von 1959-1962 stand diese Maschine bei der U.S. Coast Guard<br />
im Dienst.<br />
29
Abb. 3.11:<br />
Sikorsky H-34 im Museum Sinsheim<br />
3.1.10 H-37 Mojave<br />
Dieser Drehflügler ist Mitte der fünfziger Jahre ebenfalls <strong>für</strong> die US Armee<br />
entwickelt worden. Zum Auslieferungszeitpunkt war er der größte Helikopter<br />
der Welt. Mit 26,6 m Länge war er groß genug um 26 voll ausgerüstete<br />
Soldaten zu transportieren, zusätzlich zu den 3 Mann Crew.<br />
Er war der erste Zwillingsmotorhelikopter der Firma Sikorsky (zwei Pratt &<br />
Whitney R-2800-54 "Double Wasp" Sternmotoren mit jeweils 2100 PS, an<br />
Auslegern rechts und links <strong>des</strong> Rumpfes montiert, Abb. 3.13). Insgesamt<br />
konnte dieser Helikopter damit auf 210 km/h beschleunigen und 400 km<br />
weit fliegen.<br />
Der Hauptrotor ist ungewöhnlicherweise fünfflügelig und war so konstruiert,<br />
dass er weiterhin funktionierte, wenn ein Flügel im Kampf weggeschossen<br />
werden sollte.<br />
Der Rumpf <strong>des</strong> Transporthubschraubers blieb so weitgehend frei von Einbauten<br />
und man konnte darin viel Ladung unterbringen. Das impliziert aber<br />
nun auch, dass es keinerlei Lärmdämmung oder ähnliches vorhanden war.<br />
Zum Be- und Entladen wurden zwei große Tore in der Rumpfnase geöffnet<br />
30
(Abb. 3.14). Bei SAR-Operationen wurde dieser Hubschrauber vor allem zu<br />
Massenevakuationen eingesetzt.<br />
Abb. 3.12:<br />
H-37 (National Museum of Naval Aviation, NAS Pensacola, FL)<br />
31
Abb. 3.13: H-37 Frontansicht zur Darstellung der Montage der Motoren (National<br />
Museum of Naval Aviation, NAS Pensacola, FL)<br />
Abb. 3.14:<br />
Beladen <strong>des</strong> H-37 (Bückeburg, Deutschland)<br />
32
3.2 Messverfahren<br />
3.2.1 Messanordnung<br />
Die Lärmexposition <strong>beim</strong> Einsatz mit den verschiedenen Helikoptertypen<br />
wurde ermittelt, indem an repräsentativen Messpunkten das Geräusch während<br />
<strong>des</strong> Fluges oder bei Tätigkeiten am Boden (z.B. Tanken) mittels einer<br />
kalibrierten Messeinheit <strong>für</strong> jeweils eine Minute registriert und später offline<br />
ausgewertet wurde. Für jeden Messort liegen min<strong>des</strong>tens 3 voneinander<br />
unabhängige Einzelmessungen vor. Damit wird über die Min<strong>des</strong>tanforderungen,<br />
die z.B. in der VDI-Richtlinie 2574 vorgegeben werden, weit hinausgegangen<br />
[23]. Die Messpunkte waren jeweils so positioniert, dass sie<br />
in der unmittelbaren Ohrnähe der Crewmitglieder bzw. <strong>des</strong> Patienten lagen.<br />
Die Messungen bei geöffneter Kabinentür (Windeneinsatz) erfolgten offground<br />
bei 30m bis 200m Flughöhe über Grund, um den systematischen<br />
Fehler einer Lärmverstärkung durch Bodenechos zu eliminieren.<br />
Bei den Außenmessungen im Langsam- bzw. Schwebeflug war das Mikrophon<br />
war gegen Luftströmung (Downwash <strong>des</strong> Rotors) mit dem zugehörigen<br />
Mikrophonschutz abgeschirmt. Die Innenmessungen erfolgten <strong>beim</strong><br />
gleichförmigen Geradeausflug.<br />
3.2.2 Messgerät<br />
Das vollständige Schallmesssystem besteht aus einem Mikrofon, Datenaufzeichnungs-<br />
und Datenanalysiergeräten (Verstärker, Integrator, Frequenzbewertungsfilter),<br />
einer Anzeigevorrichtung <strong>für</strong> den Schalldruckpegel, einer<br />
Batterie- oder netzgespeisten Stromversorgung und einem Schallkalibrator<br />
zur Feststellung <strong>des</strong> Übertragungsfaktors <strong>des</strong> Messsystems (Abb. 3.15).<br />
33
Abb. 3.15:<br />
Messgerät, Kondensatormikrofon und Sound Level Calibrator<br />
Type 4230<br />
Als Mikrophon wurde ein Kondensatormikrophon der Firma Brüel & Kjær<br />
verwendet. Die Kennlinie <strong>des</strong> Mikrofons wird in Abbildung 3.16 wiedergegeben.<br />
Das Signal (Schalldruckpegel) wurde mittels Messverstärker und A/D-<br />
Wandler in der Einstellung „fast“ aufgenommen und nach „A“ gemäß<br />
DIN/IEC 651 bewertet [24]. Wenn die Einstellung „fast“ vorgewählt wird,<br />
reagiert das Gerät schnell auf Pegeländerungen, um kurze und höhere Pegel<br />
zu erfassen [16].<br />
Abb. 3.16: Kennlinie <strong>des</strong> Kondensatormikrofons Typ 4135<br />
34
Es erfolgte eine digitale Speicherung (Sony TDC-D10). Die Messanordnung<br />
entspricht Klasse 2 mit linearem Signalausgang gemäß DIN/IEC 651 [24].<br />
Die Kalibrierung erfolgte mit einem Sound Level Calibrator Type 4230,<br />
ebenfalls von der Firma Brüel & Kjær hergestellt. Auch damit wird wieder<br />
DIN/IEC 651 entsprochen [24].<br />
Da die in DIN/IEC 651 geforderte Kalibrierung bei 20°C, relativer Luftfeuchte<br />
von 65% und einem statischen Luftdruck von 101,3 hPa (1013 mbar) im<br />
Feldversuch nicht möglich war, erfolgte die Kalibrierung der Geräte vor jeder<br />
Messung, nachdem mit der herrschenden Umgebungstemperatur ein<br />
Temperaturausgleich eingetreten war. Gemäß Herstellerangaben ist der dadurch<br />
eintretende Messfehler vernachlässigbar: -0,002 dB/°C, -0,007<br />
dB/kPa,
Die jeweiligen Messpunkte werden <strong>für</strong> die verschiedenen Helikoptertypen in<br />
den Abbildungen 3.17-3.21 gezeigt. Da es unter Studienbedingungen nicht<br />
möglich war, reale Windeneinsätze mit der Bell UH-1D und der EC135 zu<br />
fliegen, wird bei diesen beiden Helikoptertypen auf die Darstellung <strong>des</strong><br />
Messpunktes „Arzt und Patient an Winde unter Helikopter“ verzichtet.<br />
36
Abb. 3.17: Messpunkte an der Alouette III<br />
A: Kopf <strong>des</strong> Arztes / Luftretters an der Winde; B: Patient im Bergesack an der<br />
Winde, Kopf in Position seitlich-außen; C: Patient im Bergesack an der Winde,<br />
Kopf unterhalb <strong>des</strong> Kabinenbodens (Stellung zu B um 180° gedreht); D: Personal<br />
/ Patient im Cockpit bei geschlossener Kabinentür; E: Kopf <strong>des</strong> Windenmannes<br />
in Arbeitsposition bei geöffneter Kabinentür; F: Materialverladung am Vorderende<br />
<strong>des</strong> Skikorbes; G: Materialverladung am Hinterende <strong>des</strong> Skikorbes; H:<br />
Betanken <strong>des</strong> Helikopters;<br />
X: Bezugspunkt an der Turbine<br />
37
Abb. 3.18: Messpunkte bei der Alouette II „Lama“<br />
A: Kopf <strong>des</strong> Arztes / Luftretters an der Winde; B: Patient im Bergesack an der<br />
Winde, Kopf in Position seitlich-außen; C: Patient im Bergesack an der Winde,<br />
Kopf unterhalb <strong>des</strong> Kabinenbodens (Stellung zu B um 180° gedreht); D: Personal<br />
/ Patient im Cockpit bei geschlossener Kabinentür; E: Kopf <strong>des</strong> Windenmannes<br />
in Arbeitsposition bei geöffneter Kabinentür; F: Materialverladung am Vorderende<br />
<strong>des</strong> Skikorbes; G: Materialverladung am Hinterende <strong>des</strong> Skikorbes; H:<br />
Betanken <strong>des</strong> Helikopters;<br />
X: Bezugspunkt an der Turbine<br />
38
Abb. 3.19:<br />
Messpunkte an der BK117<br />
A: Kopf <strong>des</strong> Arztes / Luftretters an der Winde; B: Personal / Patient im Cockpit bei<br />
geschlossener Kabinentür; C: Kopf <strong>des</strong> Patienten während <strong>des</strong> Transportes<br />
39
Abb. 3.20:<br />
Messpunkte an der Bell UH-1D<br />
A: Kopf <strong>des</strong> Arztes; B: Kopf <strong>des</strong> Luftretters bei geschlossener Kabinentür; C: Patient;<br />
D: Kopf <strong>des</strong> Piloten im Cockpit bei geschlossener Kabinentür; E: Kopf <strong>des</strong> Windenmannes<br />
in Arbeitsposition bei geöffneter Kabinentür; F: Materialverladung am Skikorb;<br />
G: Leerlauf bei offener Kabinentür; H: Betanken <strong>des</strong> Helikopters<br />
40
Abb. 3.21:<br />
Messpunkte an der EC135<br />
A: Kopf <strong>des</strong> Arztes; B: Kopf <strong>des</strong> Luftretters bei geschlossener Kabinentür; C: Patient;<br />
D: Kopf <strong>des</strong> Piloten im Cockpit bei geschlossener Kabinentür; E: Kopf <strong>des</strong> Windenmannes<br />
in Arbeitsposition bei geöffneter Kabinentür; F: Materialverladung am Skikorb;<br />
G: Leerlauf bei offener Kabinentür; H: Betanken <strong>des</strong> Helikopters<br />
41
Die Auswertung erfolgte mit dem Dat-Recorder DTC 1000 ES (Fa. Sony) und<br />
dem BAS-System Version 3.30 (Fa. Head Acoustics, Aachen). Dieses System<br />
wurde speziell <strong>für</strong> die biaurale Analyse von Geräuschen zu psychoakustischen<br />
Untersuchungen entwickelt. In der vorliegenden Untersuchung sind Pegelund<br />
Frequenzanalysen von primärem Interesse. Dies erfolgte <strong>für</strong> den Frequenzbereich<br />
von 20 Hz bis 20 kHz. Die Software ermittelt nach DIN 45631<br />
bzw. ISO 532 aus Terzpegeln ein spezifisches Lautheitsmuster, die Lautheit<br />
und den Lautstärkepegel, wobei die Pegel der Übertragungscharakteristik <strong>des</strong><br />
Ohres entsprechend <strong>für</strong> diffuses bzw. freies Schallfeld korrigiert werden.<br />
3.3 Einsatzdaten<br />
Es werden die Einsatzzeiten aus zwei verschiedenen Ländern (Schweiz und<br />
Österreich) und vier verschiedenen Rettungsbasen, von denen jeweils zwei in<br />
der Schweiz (Zermatt und Raron) und zwei in Österreich (Landeck und Innsbruck)<br />
liegen, zu Grunde gelegt [totale Anzahl der Einsätze: 2726; Schweiz,<br />
Zermatt (n = 622) und Raron (n = 457); Österreich, Landeck (n = 836) und<br />
Innsbruck (n = 811)].<br />
Für die Basis Raron ergibt sich <strong>für</strong> den Untersuchungszeitraum ein Anteil<br />
lärmfreier (= einsatzfreier) Tage von 168 (42,3%), <strong>für</strong> Zermatt 144 (36,3%),<br />
<strong>für</strong> Landeck 114 (31,1%) und <strong>für</strong> Innsbruck 58 (15,8%). Damit ist die Zahl<br />
der Expositionstage in Zermatt nicht signifikant sondern allenfalls tendenziell<br />
höher als in Raron (p
sen, Nachrüstung, Verwaltung und ähnliches umfasst. Für die erstgenannten<br />
Zeiten wurden die Werte wie oben beschrieben ermittelt. Für die Zeiten zwischen<br />
den Einsätzen wurde der Lautstärkepegel eines Gespräches angenommen,<br />
der bei 60 dB(A) liegt. Die Zeit außerhalb der Einsätze wird als<br />
„Lärmpause“ betrachtet. Wie bereits erwähnt, ist man aber in seiner Umwelt<br />
nie in völliger Ruhe. Des Weiteren sollte beachtet werden, dass es viele Aktivitäten<br />
außerhalb der beruflichen Umgebung gibt, bei der man einer nicht<br />
unerheblichen Lärm<strong>belastung</strong> ausgesetzt ist.<br />
Um die Lärmexposition so realistisch wie möglich zu erfassen, wurden die<br />
Berechnungen <strong>des</strong> L eq gemäß Kapitel 3.3 aus den Teilzeiten aller Einsätze <strong>für</strong><br />
jeden Einsatz und <strong>für</strong> jeden Messpunkt (Abbildung 3.19 – 3.23) durchgeführt.<br />
Somit lag <strong>für</strong> jeden Helikoptertyp ein „Einsatzjahr“ vor, auf <strong>des</strong>sen Basis<br />
der spätere Expositionsvergleich im Rahmen der Simulationsrechnungen<br />
<strong>für</strong> die älteren Helikoptertypen durchgeführt wurde. Durch die Idealisierung<br />
dass die analysierten Einsätze alle mit dem gleichen Helikoptertyp geflogen<br />
wurden, wurde ein unmittelbarer Vergleich der Gesamtexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
möglich.<br />
Außerdem ist zu berücksichtigen, dass <strong>für</strong> die Impulshaltigkeit <strong>des</strong> Helikopterlärmes<br />
bei Pegeln bis 85 dB(A) ein Zuschlag von +6 dB(A) vorgesehen ist<br />
[26]. Allerdings ist dies ein rein deutsches Vorgehen, das im internationalen<br />
Vergleich und in der EU-Richtlinie „Lärm“ keinen Niederschlag findet [64,65].<br />
Deshalb, und weil die gemessenen Pegel ohne Ausnahme höher als 85 dB(A)<br />
liegen, werden die Daten ohne Zuschlag ausgewertet.<br />
Der gleiche Zuschlag müsste, nach hergebrachtem deutschen Vorgehen,<br />
auch noch einmal <strong>für</strong> das durch die Turbine erzeugte Geräusch gegeben<br />
werden, wenn die Lärmanalyse Hinweise auf Tonalität gibt. Aber auch hier ist<br />
diese Vorschrift nur in der deutschen DIN 45645 zu finden. Da sich auch dieses<br />
Mal auf Pegel unter 85 dB(A) bezogen wird, kann auch dieser Zuschlag<br />
vernachlässigt werden, was auch den Reglementen der EU-Richtlinie „Lärm“<br />
[64,65] und damit internationalem Vorgehen entspricht.<br />
Die Auswertung der vorliegenden Studie entspricht damit vollumfänglich der<br />
neuen EU-Richtlinie [64,65].<br />
43
3.4 Auswertung und Statistik<br />
Der Mittelungspegel genannte L eq , ein Maß <strong>für</strong> die durchschnittliche Lärm<strong>belastung</strong>,<br />
wird aus den erhobenen Daten ermittelt. In ihn gehen alle Werte<br />
gemäß ihrer Dauer, Stäke und Häufigkeit ein. Der Wert gibt die durchschnittliche<br />
Schallenergie über den Zeitraum T wieder. Als die Energie unter der<br />
Kurve würde der L eq dargestellt, wenn man den Momentanpegel fortlaufend<br />
graphisch darstellen würde. In vielen Vorschriften ist der Mittelungspegel als<br />
Grenzwert enthalten, so z.B. als Basis <strong>für</strong> die Festlegung von Lärmschutzbereichen<br />
nach dem Fluglärmgesetz.<br />
Die Gleichung zu dem in dieser Studie ermittelten L eq lautet:<br />
L<br />
eq<br />
T<br />
⎡ 1<br />
= 10 log⎢<br />
⎣T<br />
∫<br />
0<br />
2<br />
p<br />
p<br />
() t<br />
2<br />
0<br />
⎤<br />
dt⎥dB<br />
⎦<br />
T = Mittelungszeit<br />
p = Druck<br />
Er entspricht dem über eine Minute gemittelten Lärmpegel.<br />
Des Weiteren werden das Maximum, das Minimum, sowie der arithmetische<br />
Mittelwert, die Standardabweichung und die Varianz angegeben.<br />
Die einzelnen Kenngrößen errechnen sich wie folgt:<br />
‣ Maximum: höchster Wert unter den Einzelmesswerten<br />
‣ Minimum: niedrigster Wert unter den Einzelmessungen<br />
‣ arithmetisches Mittel/Mittelwert: Die Summe der Einzelmesswerte geteilt<br />
durch die Anzahl der Einzelmessungen<br />
Formel:<br />
X<br />
1<br />
=<br />
n<br />
n<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
xi<br />
44
‣ Varianz: Summe der Quadrate der Differenzen zum Mittelwert<br />
Formel:<br />
~ s<br />
2<br />
1<br />
=<br />
n<br />
n<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
( xi − x)<br />
2<br />
‣ Standardabweichung: Sie ist die Wurzel aus der Varianz. Sie wird als<br />
absolute und als relative Standardabweichung angegeben. Ihr zweifacher<br />
Wert überdeckt in normalverteilten Stichproben 75% der Werte.<br />
Sie gibt an, wie sehr die Einzelmesswerte um den Mittelwert streuen.<br />
Da sie die gleiche Dimension wie die Ausgangswerte besitzt, wird die<br />
Standardabweichung gerne verwendet, um die Messgüte zu beschreiben.<br />
Sie sollte < 2 sein [41,42]. Die Formel <strong>für</strong> die absolute Standardabweichung<br />
ist aus der o.g. Beschreibung zu entnehmen. Die relative<br />
Standardabweichung errechnet sich wie folgt:<br />
~<br />
~ s ⋅100<br />
s % =<br />
X<br />
Der hier benutzte Wilcoxon Rangsummentest ist der gebräuchlichste<br />
nicht-parametrische verteilungsfreie Test <strong>für</strong> das Lokationsproblem in der<br />
mathematischen Statistik und somit <strong>für</strong> den Vergleich der Mediane zweier<br />
unabhängiger Zufallsgrößen geeignet. Ein äquivalenter Test ist der<br />
Mann-Whitney-U-Test. Der Begriff nicht-parametrisch bedeutet, dass generelle<br />
Charakteristika (Median und Quantile) im Vordergrund stehen.<br />
Der Begriff verteilungsfrei beschreibt die Eigenschaft <strong>des</strong> Verfahrens,<br />
dass die Verteilung der Teststatistik unter Nullhypothese nicht von der<br />
Verteilung <strong>des</strong> zu Grunde liegenden Merkmals abhängt. Die Voraussetzungen<br />
<strong>für</strong> diesen Test sind, dass die Stichproben unabhängig voneinander<br />
und die Differenzen min<strong>des</strong>tens auf Rangskalenniveau sind, aber<br />
nicht notwendigerweise normalverteilt. Er wird zum Vergleich zweier paariger,<br />
abhängiger Stichproben benutzt, um Unterschiede in der zentralen<br />
Tendenz festzustellen. Der Wilcoxon Rangsummentest ist eine Methode,<br />
die nicht mit den absoluten Werten, sondern mit der Rangordnung der<br />
Daten arbeitet. Es wird die Information über die relative Größe der beo-<br />
45
achteten Werte genutzt, ohne sich auf bestimmte Annahmen zur<br />
Grundgesamtheit festzulegen. Der Wilcoxon Rangsummentest setzt voraus,<br />
dass die Messwerte/Stichproben aus einer Grundgesamtheit mit<br />
derselben Verteilung stammen.<br />
Wenn ein Unterschied signifikant ist, bedeutet dies, dass er mit einer bestimmten<br />
Wahrscheinlichkeit nicht durch Zufall zustande gekommen ist.<br />
Die Überprüfung einer statistischen Signifikanz geschieht mit Hilfe einer<br />
Nullhypothese, die verworfen wird, wenn das zufällige Zustandekommen<br />
<strong>des</strong> Unterschie<strong>des</strong> sehr unwahrscheinlich ist. Der Grad der zu prüfenden<br />
Unwahrscheinlichkeit wird vorher festgelegt und mit α bezeichnet. Bei<br />
den hier durchgeführten Messungen wurde p mit 0,05 festgelegt, d.h. die<br />
Irrtumswahrscheinlichkeit liegt bei 5 %. Die statistische Signifikanz bezeichnet<br />
folglich den Informationsgehalt eines Ereignisses bzw. einer<br />
Messung [41], [42].<br />
Der Wilcoxon Rangsummentest wird in der vorliegenden Studie dem t-<br />
Test vorgezogen, da er sich besser <strong>für</strong> Studien mit geringer Fallzahl eignet<br />
und robuster ist. Er ist das verteilungsfreie Analogon zum t-Test <strong>für</strong><br />
paarige Stichproben.<br />
Wie oben bereits erwähnt, werden die Einzelzeiträume der unterschiedlichen<br />
Lärmexposition gemäß DIN 45645 [26] zu einem Summenwert<br />
nach folgender Gleichung zusammengefasst:<br />
L =<br />
n<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
Ti ⋅<br />
0,1⋅L i<br />
10<br />
(dB)<br />
Der Beurteilungspegel L r wird folgendermaßen berechnet:<br />
L r = 10 lg<br />
n<br />
1 0,1⋅<br />
Li<br />
⎡<br />
⎢<br />
⎣T<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
Ti ⋅10<br />
⎥ ⎦<br />
⎤<br />
(dB)<br />
Für die Tagesschicht von acht Stunden vereinfacht sich die Formel zu:<br />
46
L r = 10 lg<br />
⎡<br />
⎢<br />
⎣<br />
1<br />
480<br />
⎤<br />
⋅ L⎥<br />
⎦<br />
(dB)<br />
Es entsprechen L dem zeitgewichteten Pegel (Intervallsumme), L r dem<br />
Beurteilungspegel und L i dem Lärmpegel <strong>des</strong> Zeitintervalls i. Entsprechend<br />
ist T i die Teilzeit und T der Beurteilungszeitraum, der hier acht<br />
Stunden umfasst.<br />
Auch <strong>für</strong> die Beurteilung der Lärmexposition <strong>des</strong> Patienten wurde analog<br />
zum Personal unabhängig von der Länge <strong>des</strong> Einsatzes die Expositionshöhe<br />
auf einen Zeitraum von acht Stunden bezogen. Die Zeiten ohne<br />
Fluglärm<strong>belastung</strong> wurden als Lärmpausen betrachtet.<br />
Wenn sich <strong>für</strong> Messpunkte kein signifikanter Pegelunterschied ergab,<br />
wurden diese dann zur weiteren Bewertung zusammengefasst betrachtet<br />
(„innen“ / „außen“ am Helikopter).<br />
47
4 Ergebnisse<br />
Zusammenfassend kann zunächst festgestellt werden, dass die verwendete<br />
Messanordnung trotz der ungewöhnlichen Messsituation im <strong>alpinen</strong> Realeinsatz<br />
sehr gut reproduzierbare Ergebnisse ergeben hat, deren Schwankungsbreite<br />
unter 4% lag. Ähnliches gilt <strong>für</strong> die außer<strong>alpinen</strong> Messsituationen<br />
bei EC 135 und UH 1D.<br />
4.1 Erste Studienphase<br />
In einer ersten Phase wurden die Helikoptertypen Alouette II, Alouette III,<br />
Ecureuil und BK 117 untersucht [63]. Dabei ergab sich folgen<strong>des</strong>:<br />
Bei der Alouette III lagen alle außen gemessenen, A-bewerteten Pegel zwischen<br />
114,9 und 120,8 dB(A). Dabei wurden wegen der geringsten Entfernung<br />
zur Turbine erwartungsgemäß an den Meßpunkten „Betanken“ und<br />
„Beladen am Hinterende <strong>des</strong> Skikorbes“ (Messpunkte G, H, Abb. 3.19) die<br />
höchsten Pegel gemessen. Der niedrigste Pegel fand sich am Messpunkt<br />
„Beladen am Vorderende <strong>des</strong> Skikorbes“ (Messpunkt F, Abb. 3.19). Die anderen<br />
Messpunkte „PAX einladen“ und „Winde“ lagen dazwischen im Bereich<br />
von 117 – 118 dB(A). Zwischen der Position <strong>des</strong> Rettungssackes an<br />
der Winde „Kopf außen“ und „Kopf innen“ (Messpunkte B, C, Abb. 3.19) bestand<br />
ein Pegelunterschied von 6 dB(A). Da die einzelnen Tätigkeiten im<br />
Außenlärmbereich <strong>beim</strong> <strong>alpinen</strong> Realeinsatz nicht exakt quantitativ im Zeitverlauf<br />
erfassbar sind und abhängig von der Einsatzsituation erheblich<br />
schwanken, wird aufgrund der im Berechnungsmodell <strong>des</strong> Gesamtpegels<br />
überproportional maßgeblichen hohen Pegel <strong>für</strong> die Berechnung der Beurteilungspegel<br />
von einem Außenpegel an der Alouette III von 120 dB(A)<br />
ausgegangen. Dabei ist berücksichtigt, dass das Personal beispielsweise<br />
<strong>beim</strong> „hot loading“ (Verladung <strong>des</strong> Patienten in den schwebenden Hubschrauber,<br />
d.h. unter fast voller Turbinenleistung) mehrere Minuten den<br />
genannten Maximalpegeln ausgesetzt ist.<br />
48
Innen unterschieden sich, solange die Cockpittür geschlossen ist, die Pegel<br />
der verschiedenen Messpunkte noch geringer voneinander als außen. Alle<br />
gemessenen Pegel lagen zwischen 104,6 und 106,5 dB(A) (n.s.) und werden<br />
daher <strong>für</strong> die Berechnung der Lärm<strong>belastung</strong> unter Berücksichtigung<br />
der im Berechnungsmodell überproportional relevanten hohen Pegel zu 106<br />
dB(A) zusammengefasst. Sobald der Flughelfer jedoch die Cockpittür zum<br />
Beginn einer Windenrettung aufschiebt, steigt der Pegel im Kabineninneren<br />
auf 113 dB(A) an. In dem Moment, in dem der Notarzt bzw. Luftretter am<br />
Windenhaken die Kabine verlässt, ist er unmittelbar Maximalpegeln um 120<br />
dB(A) ausgesetzt. Diese Lärmpegel lassen nach, sobald das Stahlseil der<br />
Winde ausgefahren wird und die Person dadurch auf schließlich etwa 20 m<br />
Entfernung zur Lärmquelle kommt. Da dieses Manöver <strong>des</strong> Absetzens normalerweise<br />
mit großem Bodenabstand begonnen wird (100 - >1.000 m), ist<br />
nicht mit schallverstärkenden Groundeffekten zu rechnen. Das umgekehrte<br />
Manöver, nämlich der Wiederaufnahme <strong>des</strong> Notarztes bzw. Luftretters (und<br />
<strong>des</strong> Patienten) wird dagegen in Bodennähe begonnen. Aus Sicherheitsgründen<br />
geht der Pilot jedoch sobald wie möglich auf Abstand zum Gelände. Da<br />
die Groundeffekte zudem während nur sehr kurzer Momente dieses speziellen<br />
Einzelmanövers eines Rettungseinsatzes auftreten und als eigener Anteil<br />
am Gesamtschall mit der verwendeten Messapparatur aufgrund der jeweils<br />
extrem kurzen Messzeit während solcher Manöver nicht ausreichend exakt<br />
erfassbar waren, wurde auf eine differenzierte Betrachtung dieses Anteils<br />
am Gesamtschall eines Windenmanövers in der vorliegenden Studie verzichtet.<br />
Die Ergebnisse der Außenmessungen waren bei der Alouette II Lama praktisch<br />
identisch zu denen der Alouette III. Entsprechend wird auch hier <strong>für</strong><br />
die weiteren Abschätzungen der Expositionshöhe von einem Pegel von 120<br />
dB(A) ausgegangen. Die Innenpegel liegen tendenziell – ebenfalls nicht signifikant<br />
– etwas höher als bei der Alouette III. Die Einzelmessungen<br />
schwanken zwischen 106 und vereinzelt 109 dB(A). Für die Abschätzung<br />
der Expositionshöhe wird von einem Innenpegel von 108 dB(A) ausgegangen.<br />
49
Bei der Ecureuil ergaben sich folgende Werte: Im Inneren <strong>des</strong> Fluggerätes<br />
wurden Lärmpegel zwischen 99 und 101 dB(A), außen 109-111 dB(A) gemessen.<br />
Daraus ergeben sich <strong>für</strong> die Expositionsabschätzung Pegel von 100<br />
dB(A) innen und und 110 dB(A) außen.<br />
Für die BK 117, die wesentlich lärmgedämmter ist als die beiden erstgenannten,<br />
wurde aus zahlreichen Einzelmessungen <strong>für</strong> den Innenraum (Arzt,<br />
Patient, Pilot) ein Pegel von 94,0 dB(A), <strong>für</strong> Außenarbeiten (Winde, Hot loading)<br />
ein solcher von 108,0 dB(A) gemittelt (die an den verschiedenen Meßorten<br />
innen bzw. außen gemessenen Werte unterscheiden sich nicht signifikant<br />
voneinander).<br />
Aufgrund der Konstruktionsform weicht das Lärmspektrum der Bk117 deutlich<br />
von dem der Alouette ab, ohne jedoch die typische Impulshaltigkeit und<br />
auch die Tonalität, letztere insbesondere im Hochtonbereich, durch Turbine<br />
und Getriebe zu verlieren.<br />
4.2 Zweite Studienphase<br />
Die in Tabelle 4.1 zusammengefassten Ergebnisse wurden in dieser zweiten<br />
(außer<strong>alpinen</strong>) Studienphase durch die Messung der Helikoptertypen UH-1D<br />
und EC 135 ergänzt.<br />
Die Bell UH-1D zeigte auch recht hohe Lärmpegel. Es lassen sich aus den<br />
vorliegenden Daten, wie bei der BK 117, <strong>für</strong> den Innenbereich (Arzt, Luftretter,<br />
Pilot und Patient, siehe Abb. 3.22, Differenzen zwischen den Meßorten<br />
n.s.) der Pegel auf 95,0 dB(A) zusammenfassen. Der entsprechende<br />
Pegel <strong>für</strong> die Messungen im Außenbereich liegt bei 105,0 dB(A).<br />
Bei der EC135 wurden außen A-gewichtete Pegel zwischen 100,1 dB(A)<br />
und 107,8 dB(A) gemessen, wobei die Pegel insgesamt <strong>beim</strong> Tanken (Punkt<br />
H in der Abb. 3.23) am höchsten waren, was sich wiederum durch den geringen<br />
Abstand zur Turbine erklären lässt. Im Innenbereich lagen die Pegel<br />
50
zwischen 86,1 dB(A) und maximal 94,8 dB(A). Sobald nun die Cockpittür<br />
geöffnet wird, erhöhen sich die Pegel auf maximal 98,4 dB(A).<br />
Für die EC 135 wurden die Außenmessungen gruppiert, da sich keine signifikanten<br />
Unterschiede ergaben. In den weiteren Berechnungen wurde <strong>des</strong>halb<br />
unter Berücksichtigung <strong>des</strong> Messfehlers und der überproportionalen<br />
Wichtung hoher Pegel ein Wert von 104,0 dB(A) zu Grunde gelegt.<br />
Für den Innenbereich wurden folgende Überlegungen angestellt:<br />
Beim Notarzt und Patient gibt es keinen signifikant großen Unterschied, so<br />
dass diese Positionen als „innen hinten“ zusammengefasst werden und mit<br />
94 dB(A) in die Rechnungen eingehen.<br />
Da der Luftretter seine Position wechselt – er sitzt während <strong>des</strong> Fluges vorne,<br />
steigt dann mit aus (Leerlauf bei offener Kabinentür), übernimmt anschließend<br />
zusammen mit dem Notarzt die Versorgung <strong>des</strong> Patienten im<br />
hinteren Bereich <strong>des</strong> Helikopters – wird dieser mit dem Notarzt und Patienten<br />
gruppiert <strong>für</strong> einen Berechnungspegel von 93 dB(A).<br />
Die folgende Tabelle gibt die Kenngrößen (Minima, Maxima, Mittelwerte,<br />
Standardabweichungen und Varianzen) <strong>für</strong> die einzelnen Messpunkte exemplarisch<br />
bei der EC 135 an:<br />
Tab. 4.1: Exemplarische Darstellung der Messpunkt Kenngrößen EC135<br />
Notarzt Patient Pilot Luftretter<br />
Tanken<br />
Winde Skikorb Leerlauf<br />
Minimum<br />
[dB(A)]<br />
Maximum<br />
[dB(A)]<br />
Mittelwert<br />
[dB(A)]<br />
91,4 92,7 86,1 88,2 100,1 100,4 102,6 93,6<br />
94,8 96,3 90,8 91,6 106,7 107,8 105,1 97,3<br />
93,1 94,1 88,1 93,1 104,0 103,6 103,8 96,2<br />
Standardabweichung<br />
1,03 0,85 1,08 1,03 2,50 2,57 0,91 1,36<br />
Varianz<br />
1,11 0,9 1,23 1,11 2,41 2,48 0,88 1,41<br />
51
Unter Berücksichtigung der jeweils bei den Einsätzen benutzten Helikoptertypen<br />
(Alouette IIIB & Alouette II „Lama“), der Flugzeiten und der oben<br />
dargestellten Pegel ergeben sich <strong>für</strong> das Personal <strong>für</strong> das real geflogene<br />
Einsatzjahr die in Tabelle 4.2 zusammengestellten äquivalenten Dauerschallpegel.<br />
Der Unterschied zwischen Wallis und Tirol ist signifikant<br />
(p
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
A louette IIIB & A louette II "Lama"<br />
40%<br />
35%<br />
Anteil der Tage<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
10%<br />
5%<br />
W allis<br />
Tirol<br />
0%<br />
80-84 85-89 90-94 95-99 100-104 105-109 110-114 115-119<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.1: Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> Alouette IIIB & Alouette II „Lama“<br />
Würden die o.g. Einsätze nun alle mit der lärmgedämmteren BK117 geflogen,<br />
ergibt sich <strong>für</strong> die äquivalenten Dauerschallpegel folgende Tabelle 4.3.<br />
Insgesamt liegen die Pegel signifikant niedriger als bei der bereits dargestellten<br />
Alouette II und II, die regionalen Unterschiede bleiben natürlich wie<br />
zuvor schon signifikant (p
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
BK 117<br />
40%<br />
Anteil der Tage<br />
35%<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
10%<br />
5%<br />
W allis<br />
Tirol<br />
0%<br />
70-74 75-79 80-84 85-89 90-94 95-99<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.2: Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> BK117<br />
Für die AS350 B Ecureuil ergibt sich analog zur bisherigen Darstellung mit<br />
der Annahme, daß das Einsatzjahr ausschließlich mit diesem Baumuster geflogen<br />
wurde, folgen<strong>des</strong> (Tabelle 4.4 und Abbildung 4.3):<br />
Tab. 4.4: Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage, differenziert<br />
nach Regionen bzw. Einsatzbasen (AS350 B)<br />
Äquivalenter Dau-<br />
Wallis<br />
Tirol<br />
Zermatt<br />
Raron<br />
Landeck<br />
Innsbruck<br />
erschallpegel<br />
(%)<br />
(%)<br />
(%)<br />
(%)<br />
(%)<br />
(%)<br />
dB(A)<br />
45%<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
AS 350 Ecureuil<br />
Anteil der Tage<br />
40%<br />
35%<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
10%<br />
5%<br />
Wallis<br />
Tirol<br />
0%<br />
80-84 85-89 90-94 95-99 100-104<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.3: Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> Ecureuil AS 350B<br />
Für die Bell UH-1D werden die Berechnungen in Tabelle 4.5 zusammengefasst<br />
und in Abbildung 4.4 dargestellt:<br />
Tab. 4.5: Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage, differenziert<br />
nach Regionen bzw. Einsatzbasen (Bell UH-1D)<br />
Äquivalenter<br />
Dauerschallpegel<br />
Wallis<br />
(%)<br />
Tirol<br />
(%)<br />
Zermatt<br />
(%)<br />
Raron<br />
(%)<br />
Landeck<br />
(%)<br />
Innsbruck<br />
(%)<br />
dB(A)<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
Bell UH-1D<br />
40%<br />
35%<br />
Anteil der Tage<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
10%<br />
Wallis<br />
Tirol<br />
5%<br />
0%<br />
70-74 75-79 80-84 85-89 90-94 95-99<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.4:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> Bell UH-1D<br />
Beim ausschließlichen Einsatz mit der EC135 ergeben sich <strong>für</strong> das Personal<br />
die in der Tabelle 4.6 zusammengefassten und in Abbildung 4.5 dargestellten<br />
äquivalenten Dauerschallpegel:<br />
Tab. 4.6: Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage, differenziert<br />
nach Regionen bzw. Einsatzbasen (EC 135)<br />
Äquivalenter<br />
Dauerschallpegel<br />
Wallis<br />
(%)<br />
Tirol<br />
(%)<br />
Zermatt<br />
(%)<br />
Raron<br />
(%)<br />
Landeck<br />
(%)<br />
Innsbruck<br />
(%)<br />
dB(A)<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
EC 135<br />
40%<br />
35%<br />
30%<br />
Anteil der Tage<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
10%<br />
Wallis<br />
Tirol<br />
5%<br />
0%<br />
70-74 75-79 80-84 85-89 90-94 95-99<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.5: Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> EC 135<br />
Es kann nun Folgen<strong>des</strong> zusammengefasst zu den Daten gesagt werden:<br />
‣ An nahezu jedem Einsatztag wird unabhängig von der Helikopterbasis<br />
der Grenzwert <strong>des</strong> äquivalenten Lärmpegels von 85 dB(A) überschritten,<br />
wenn die Einsätze mit den beiden Standardhelikoptern Alouette<br />
IIIB und Alouette II geflogen wurden. Bei der Ecureuil ergab sich eine<br />
erhöhte Lärmexposition an 59% der Tage im Wallis und 74,6% in Tirol.<br />
Bei der BK 117 waren es nur 28,4% der Einsatztage in Tirol und<br />
23% im Wallis. In 58,6 % der Einsatztage, die mit der Bell UH-1D in<br />
Tirol geflogen wurden und in 36,6 % der Tage im Wallis waren die<br />
Mitarbeiter dem erhöhten Lärmpegel über 85 dB(A) ausgesetzt. Für<br />
den Eurocopter EC135 waren es in Tirol 28,3 % und im Wallis 22,5%.<br />
‣ Die Mitarbeiter wurden an der Alouette IIIB und Alouette II fast immer<br />
Pegeln zwischen 90 und 105 dB(A) ausgesetzt. An einigen Tagen<br />
war die Exposition sogar höher als 105 dB(A) als Dauerschall.<br />
‣ Die übrigen Helikoptertypen sind so weit lärmgedämmt, dass sie an<br />
einen großen Anteil der Tage den Grenzwert nicht überschreiten.<br />
‣ Insgesamt ist die Lärmexposition <strong>beim</strong> moderneren EC135 am niedrigsten<br />
(p
ge <strong>des</strong> Lärmschutzes, insbesondere bei Außenarbeiten (Verladung/Windeneinsatz),<br />
bei denen regelmäßig eine Grenzwertüberschreitung<br />
vorliegt.<br />
Die genaueren Expositionswerte sind der folgenden Tabelle 4.7 bzw. Abbildung<br />
4.6 zu entnehmen. Sie sind nach Helikoptertyp aufgeschlüsselt<br />
und nach Regionen zusammengefasst.<br />
58
Tab. 4.7:<br />
Zusammenfassung Lärmexposition (Tage mit Leq8h in %, differenziert<br />
nach Helikoptertypen)<br />
Leq8h [dB(A)] Alouette III & AS 350 BK 117 Bell UH-1D EC135<br />
Alouette II Ecureil<br />
%<br />
der Einsatztage<br />
Wallis 65 bis 84 0 1,8 37,8 22,2 37,9<br />
Wallis 85-104 52,8 59,0 23,0 38,0 22,5<br />
Wallis >105 5,2 0 0 0 0<br />
Tirol 65 bis 84 0,1 1,8 48,2 17,9 48,2<br />
Tirol 85-104 62,5 74,6 28,3 58,6 28,3<br />
Tirol >105 10,7 0 0 0 0<br />
Lärmexposition im Vergleich<br />
Anteil der Tage<br />
70%<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
0%<br />
Wallis 65-84 Tirol 65-84 Wallis 85-104 Tirol 85-104 Wallis >105 Tirol >105<br />
äquivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
A lo uette IIIB<br />
AS 350 Ecureil BK 117 Bell UH-1D EC135<br />
& Alouette II<br />
Abb. 4.6: Lärmexposition im Vergleich (Tage mit Leq8h in %, differenziert nach<br />
Helikoptertypen)<br />
Abschließend sollen nun noch die oben genannten „historischen“ Helikoptermodelle<br />
betrachtet werden. Da diese Modelle alle aus den fünfziger und sechziger<br />
Jahren stammen, aber vereinzelt lokal nach wie vor in Gebrauch sind, muss davon<br />
ausgegangen werden, dass der persönliche Lärmschutz <strong>für</strong> das Personal<br />
und die Passagiere damals gering bis gar nicht vorhanden war.<br />
59
Es werden nacheinander die Berechnungen mit den zugehörigen Graphiken gezeigt<br />
<strong>für</strong> die Modelle Mi-4, H23, H34 und H37 Mojave (Tabellen 4.8-4.11 und<br />
Abbildungen 4.7-4.10).<br />
Mi-4:<br />
Tab. 4.8: Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage, diffrenziert<br />
nach Regionen bzw. Einsatzbasen (Mi-4)<br />
Äquivalenter<br />
Dauerschallpegel<br />
Wallis<br />
(%)<br />
Tirol<br />
(%)<br />
Zermatt<br />
(%)<br />
Raron<br />
(%)<br />
Landeck<br />
(%)<br />
Innsbruck<br />
(%)<br />
dB(A)<br />
H34:<br />
Tab. 4.10: Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage, differenziert<br />
nach Regionen bzw. Einsatzbasen (H34)<br />
Äquivalenter<br />
Dauerschallpegel<br />
Wallis<br />
(%)<br />
Tirol<br />
(%)<br />
Zermatt<br />
(%)<br />
Raron<br />
(%)<br />
Landeck<br />
(%)<br />
Innsbruck<br />
(%)<br />
dB(A)<br />
Die zugehörigen Graphiken zeigen folgen<strong>des</strong>:<br />
Mi-4:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
Mi-4<br />
50%<br />
45%<br />
40%<br />
Anteil der Tag e<br />
35%<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
W allis<br />
Tirol<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
Abb. 4.7:<br />
100-104 105-109 110-114 115-119 120-124<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> Mi-4<br />
H23:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
H23<br />
45%<br />
40%<br />
35%<br />
Anteil der Tage<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
Wallis<br />
Tirol<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
85-89 90-94 95-99 100-104 105-109<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.8:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> H23<br />
62
H34:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
H34<br />
45%<br />
40%<br />
35%<br />
Anteil der Tag e<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
W allis<br />
Tirol<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
Abb. 4.9:<br />
95-99 100-104 105-109 110-114 115-119<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> H34<br />
H37 Mojave:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
H37 Mojave<br />
50%<br />
45%<br />
40%<br />
Anteil der Tag e<br />
35%<br />
30%<br />
25%<br />
20%<br />
15%<br />
W allis<br />
Tirol<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
95-99 100-104 105-109 110-114 115-119<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB (A)<br />
Abb. 4.10:<br />
Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> H37 Mojave<br />
63
Auch hier zum bessern Vergleich noch einmal die Expositionswerte nach Helikoptertypen<br />
zusammengefasst (Tabelle 4.12 und Abbildung 4.11):<br />
Tab. 4.12: Zusammenfassung Lärmexposition nach „historischen“ Helikoptertypen<br />
(Tage mit Leq8h in %, differenziert nach Helikoptertypen)<br />
Leq8h [dB(A)]<br />
Mi-4 H23 H34 H37<br />
%<br />
der Einsatztage<br />
Wallis 65 bis 84 0 0 0 0<br />
Wallis 85-104 1,8 58,8 11,9 2,9<br />
Wallis >105 58,9 2,0 48,9 57,8<br />
Tirol 65 bis 84 0 0 0 0<br />
Tirol 85-104 1,8 75,4 9,6 3,5<br />
Tirol >105 75,6 1,1 66,9 72,9<br />
Lärmexposition im Vergleich<br />
Anteil der Tag e<br />
80,0%<br />
70,0%<br />
60,0%<br />
50,0%<br />
40,0%<br />
30,0%<br />
20,0%<br />
10,0%<br />
0,0%<br />
Wallis 65 bis 84 Tirol 65 bis 84 Wallis 85-104 Tirol 85-104 Wallis >105 Tirol >105<br />
equivalenter Dauerschallpegel dB(A)<br />
Mi-4 H23 H34 H37<br />
Abb. 4.11: Lärmexposition bei „historischen“ Helikoptertypen im Vergleich (Tage<br />
mit Leq8h in %, differenziert nach Helikoptertypen)<br />
64
Zusammengefasst fällt bei diesen Drehflüglern wie schon vermutet auf, dass die<br />
Lärmexposition deutlich höher liegt als bei den modernen Helikoptertypen. So<br />
zeigt sich, dass der untere Grenzwert (85 dB(A)) immer und an allen Tagen mit<br />
Flugbetrieb überschritten wird.<br />
Die kritische Grenze von 105 dB(A) würden in dieser Simulationsbetrachtung bei<br />
allen Helikoptern in 58,9 % der Einsatztage im Wallis und 75,5 % der Einsatztage<br />
in Tirol überschritten.<br />
65
5 Diskussion<br />
Sind Personen mit normaler Hörfähigkeit über einen längeren Zeitraum<br />
Lärmpegeln, die an die zulässige Lärm<strong>belastung</strong> (PNE = permissible noise<br />
exposure) heranreichen oder diese überschreiten, so kann es zu einer Verschiebung<br />
der Hörschwelle der betreffenden Person kommen. Unter einer<br />
Hörschwellenverschiebung versteht man dabei laut OSHA (Occupational Safety<br />
and Health Act) eine durchschnittliche Verschlechterung der Hörfähigkeit<br />
um 10 dB(A) oder mehr in den Frequenzbereichen 2.000, 3.000 und<br />
4.000 Hz in beiden Ohren [43]. Laut USASI (United States of America Standards<br />
<strong>Institut</strong>e) bzw. ISO (International Standards Organization) handelt es<br />
sich um eine Verschlechterung <strong>des</strong> Hörens in den Frequenzen 500, 1.000,<br />
2.000 Hz um 15 bzw. 26 dB(A) in beiden Ohren [44]. Diese Verschlechterung<br />
kann bei begrenzter Exposition von vorübergehender Art sein (Temporary<br />
treshold shift, TTS), oder bei sehr hoher, länger andauernder Exposition<br />
oder zu kurzer Lärmpause zwischen den Expositionszeiten zu einer dauerhaften<br />
Hörschwellenverschiebung führen (Permanent treshold shift, PTS).<br />
In der vorliegenden Studie wurde anhand eines realen Einsatzjahres und<br />
daran angestellter Simulationsrechnungen untersucht, wie groß die typenspezifischen<br />
Unterschiede gängiger Rettungshubschrauber in der Lärmexposition<br />
<strong>des</strong> <strong>Personals</strong> bei <strong>alpinen</strong> Helikopterrettungseinsätzen (Primärrettung)<br />
sind und ob sich hieraus arbeitsmedizinische Konsequenzen ergeben.<br />
Insbesondere war von Interesse, wie groß der expositionsminderende Effekt<br />
moderner Konstruktionen (EC 135) auf das Personal sind.<br />
5.1 Fluglärmexposition und ihre Auswirkung auf das Gehör<br />
Bis zur industriellen Revolution im 19. Jh. wurde immer wieder ignoriert,<br />
dass Lärm Gehörschäden induziert, obwohl dies schon seit Plinius d.Ä., also<br />
seit fast 3.000 Jahren, bekannt ist [46]. Ebenfalls seit längerem bekannt ist<br />
ein Zusammenhang zwischen einer Gehörschädigung von Flugzeug- bzw.<br />
66
Helikopterpersonal und dem im Flugzeug bzw. Helikopter herrschenden<br />
Lärm.<br />
In verschiedenen Studien wurden nicht nur dieser Zusammenhang, sondern<br />
auch unterschiedliche Einflussgrößen identifiziert, die ursächlich <strong>für</strong> einen<br />
TTS bzw. PTS von Flugpersonal sind. Tabelle 5.1 gibt einen Überblick:<br />
Tab. 5.1: Einige der durchgeführte Studien zur Untersuchung der Korrelation<br />
zwischen Fluglärm und Gehörschaden [46]<br />
Jahr<br />
Quelle<br />
(nur<br />
Erstautor)<br />
1982 Edgington<br />
[47]<br />
1983 Peters<br />
[48]<br />
1985 Ribak<br />
[53]<br />
1988 Fitzpatrick<br />
[49]<br />
1988 Jones<br />
[50]<br />
Anzahl<br />
der<br />
Probanden<br />
Mittleres<br />
Alter<br />
(Jahre)<br />
200 31 1000<br />
-<br />
1500<br />
145 32 2000<br />
-<br />
3000<br />
777<br />
*<br />
27 1000<br />
-<br />
1500<br />
178 32 1000<br />
-<br />
1500<br />
0<br />
184<br />
*,$<br />
1000<br />
-<br />
1500<br />
Alter<br />
Korrelation von Gehörschäden<br />
und<br />
Durchschnittliche<br />
Flugstunden<br />
Flugjahren<br />
gesamte<br />
Flugstunden<br />
Flugzeugtyp<br />
+ + - -<br />
- +<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
/<br />
-<br />
+/- +<br />
/-<br />
+++ -<br />
- + -<br />
* Helikopter- und Starrflügelflugzeugcrew<br />
$ Beinhaltet Piloten, Aircrew, Untersucher, Fotografen und Maintainers<br />
+++ Starke Assoziation + Geringfügige Assoziation +/- Minimale Assoziation - Keine<br />
Assoziation<br />
1971 führte Pierson eine Studie an acht männlichen Freiwilligen durch, die<br />
er acht Stunden lang einem Lärmpegel von 100 dB(A) aussetzte. Er führte<br />
audiometrische Tests vor und nach der Lärmexposition durch, neben anderen<br />
Untersuchungen, die sich mit dem geistigen Urteilsvermögen und der<br />
Wahrnehmung beschäftigten. Es zeigte sich bei allen Probanden ein signifikanter<br />
TTS in allen Frequenzen unmittelbar nach dem Test. Außerdem erholte<br />
sich das Gehör erst nach 48 Stunden wieder vollständig. Er stellte<br />
67
fest, dass es keine Korrelation zwischen der Intensität <strong>des</strong> Lärms in einer<br />
bestimmten Frequenz und dem TTS-Ausmaß in dieser Frequenz gibt. Zwei<br />
Personen mussten den Versuch abbrechen, da sie durch den Lärm<br />
schmerzhafte Veränderungen <strong>des</strong> Gehörganges bekommen hatten [45].<br />
Es wurde ebenfalls gezeigt, dass es einen Zusammenhang zwischen Anzahl<br />
der Flugstunden und dem Ausmaß <strong>des</strong> Hörverlustes bei Helikoptercrews aus<br />
dem Militärbereich gibt:<br />
1982 untersuchten Edgington & Oelman in der englischen Armee 200 Personen<br />
<strong>des</strong> Flugpersonals mit einem mittleren Alter von 31 Jahren. Im Mittel<br />
hatte jeder von ihnen 1.000-1.500 Flugstunden absolviert. Die Autoren<br />
brachten die dort aufgetretenen Fälle von Hörschäden in Verbindung mit<br />
dem Fluglärm. Dabei korrelierte der Hörschaden mit dem Alter der Personen<br />
und der Anzahl der geflogenen Jahre [47].<br />
1983 untersuchten Peters & Ford 145 Armee-Piloten mit einem mittleren<br />
Lebensalter von 32 Jahren. Die mittlere Flugstundenzahl betrug in dieser<br />
Studie 2.000-3.000 Stunden. Auch sie konnten bei den Piloten einen Hörschaden<br />
feststellen und fanden einen Zusammenhang von diesen und den<br />
totalen Flugstunden eines jeden Piloten [48]. Obwohl diese Studie nur<br />
Starrflüglerpiloten umfasste, soll sie hier der Vollständigkeit halber dennoch<br />
angeführt werden.<br />
Fitzpatrick untersuchte 1988 den Lärm induzierten Gehörverlust von 178<br />
Helikopterpiloten in der U.S. Army. Das mittlere Alter dieser Probanden lag<br />
bei 31,7 Jahren mit einer durchschnittlichen Flugstundenzahl von 1.484<br />
Stunden. Er kam zu dem Ergebnis, dass der Hörverlust der Armee-Piloten<br />
hauptsächlich eine Konsequenz <strong>des</strong> Helikopterlärms ist und mit der Gesamtflugstundenzahl<br />
korreliert. Aber ein ebenso mitwirkender Faktor an dem<br />
Hörverlust sei das Alter [49]. Außerberuflicher Lärm, z. B. Walkmanhören<br />
oder Disco-Besuche, wurde in dieser wie auch in allen anderen Studien<br />
nicht berücksichtigt.<br />
Die Probanden (n=184), die Jones ebenfalls 1988 untersuchte, flogen entweder<br />
Helikopter oder Flugzeuge. Er bezog sowohl Piloten als auch Flugpersonal<br />
mit ein. Die geflogenen Stunden lagen zwischen 1.000-1.500<br />
68
Stunden. Jones stellte dabei eine Korrelation zwischen Gehörverlust und<br />
Gesamtflugstundenzahl fest [50].<br />
1989 untersuchten Wu et al. 20 junge Männer im Alter von 18-22 Jahre vor<br />
und nach einer Lärmexposition durch den Fighter-6 (ground running-up<br />
noise). Der Lärm lag zwischen 117-128 dB(A). Der lärminduzierte TTS lag<br />
bei mehr als 13 dB(A) im Frequenzbereich von 4 kHz. Weiterhin fanden sie<br />
nicht nur eine V-Repression bei 4 kHz, sondern auch bei 6 kHz. Das Gehör<br />
erholte sich im niedrigeren und mittleren Frequenzbereich (500, 1.000,<br />
2.000 Hz) schneller (30 min. nach Lärmexposition) als in den höheren Frequenzbereichen<br />
(ab 3.000 Hz). Eine Stunde nach Lärmexposition erholten<br />
sich auch die höheren Frequenzbereiche, aber erst nach 24 Stunden hatten<br />
sie den Ausgangswert wieder erreicht [51]. Daraus lässt sich schließen,<br />
dass die minimale Lärmpause, die dieses Kollektiv nach einem Einsatz benötigt,<br />
min<strong>des</strong>tens 24 Stunden beträgt.<br />
1987 untersuchte Matschke in einer Studie die Lärmschwerhörigkeit von<br />
Hubschrauberpiloten im Einsatz mit der „Sea King“ und Piloten von Propellermaschinen<br />
„Do 28“ der Bun<strong>des</strong>marine, ein zweimotoriges Transport- und<br />
Verbindungsflugzeug. Die mittleren A-bewerteten Schallpegel lagen im Horizontalflug<br />
bei der „Sea King“ bei 90 dB(A). Es wurden 14 Piloten (mittleres<br />
Alter 36 Jahre), acht Search and Rescue Operation Officer (SAROO) (Durchschnittsalter<br />
42 Jahre) und acht Bordmechaniker (Durchschnittsalter 45<br />
Jahre) untersucht, die auf der „Sea King“ flogen. Nach einem 90-minütigem<br />
Routineflug zeigte sich neben einer geringen Hochtoninnenohrschwerhörigkeit<br />
eine Verschiebung der TTS, die sich erst nach einer Stunde wieder zurückbildete<br />
[52].<br />
1965 machten sich Lorenz & Demus darüber Gedanken, ob bei Krankentransporten<br />
mit Helikoptern der Lärm ein Problem darstellt. Da ein Sekundärtransport<br />
mit einem Helikopter meist 1-2 Stunden dauert, ist der Patient<br />
über diesen Zeitraum einem sehr hohen Lärmpegel ausgesetzt. Diesem<br />
Lärmpegel ist die Rettungscrew über einen noch längeren Zeitraum ausgesetzt<br />
(An- und Rückflug). Bei dem von Lorenz & Demus untersuchten Helikopter<br />
handelt es sich um eine Mi-4. Bei Außenmessungen an dem Helikopter<br />
wurden im Mittel Werte zwischen 114-121 dB(A) gemessen. In der Ka-<br />
69
ine wurde während <strong>des</strong> Schwebefluges in einer Höhe von 10 m gemessen.<br />
Als Gesamtlärmpegel ergab sich ein Wert von 118 dB(A). Diese hohen<br />
Messwerte kommen dadurch zustande, dass die Kabine der hier gemessenen<br />
Mi-4 unverkleidet ist und somit kaum eine Schallabsorption vorhanden<br />
ist. In unserer vergleichenden Betrachtung der Lärmexposition <strong>für</strong> das alpine<br />
Luftrettungspersonal würden sich damit die in Tabelle 4.8 bzw. Abbildung<br />
4.7 dargestellten Werte ergeben. Bei einigen anderen Helikoptertypen<br />
finden sich ähnlich hohe Werte, die aber wiederum ebenfalls auf die mangelnde<br />
Schallisolierung zurückzuführen sind. So liegen die Pegel bei einem<br />
H-23 zwischen 90 und 108 dB(A), je nach Flugsituation (Ergebnisse der<br />
Modellrechnung in Tabelle 4.9; Abbildung 4.8). Bei dem H-34 liegen sie<br />
zwischen 108 und 117 dB(A) (Ergebnisse der Modellrechnung in Tabelle<br />
4.10; Abbildung 4.9) und bei dem H 37 zwischen 104 und 120 dB(A) (Ergebnisse<br />
der Modellrechnung in Tabelle 4.11; Abbildung 4.10) [56].<br />
Im Gegensatz zu diesen Studien weist die folgende Untersuchung keinen<br />
Zusammenhang zwischen der Lärmexposition in Helikoptern bzw. Flugzeugen<br />
und einem Gehörverlust auf:<br />
Die Studie von Ribak et al. (1985) untersucht die Beziehung zwischen Gehörverlust<br />
und dem Alter, der Flugstundenzahl und dem Flugzeugtyp. Da<strong>für</strong><br />
wurden 777 Mitglieder <strong>des</strong> Flugpersonals der israelischen Air Force untersucht<br />
(Piloten und Navigatoren). Im Durchschnitt beträgt das Alter der Probanden<br />
27,2 Jahre und die geflogenen Stunden 1.000-1.500. Der Lärmpegel,<br />
dem die Probanden ausgesetzt wurden, wird mit 95-105 dB angegeben.<br />
Untersucht wurden sowohl Piloten von Helikoptern als auch von<br />
Kampffliegern und Transportmaschinen. Aus ihren Ergebnissen schlossen<br />
die Autoren, dass der Hörschaden bzw. -verlust bei den Piloten weniger ein<br />
Ergebnis der Lärmexposition ist, als eine Folge <strong>des</strong> Alters im Sinne einer<br />
Pressbyakusis [53].<br />
Das Ergebnis dieser Studie muss jedoch kritisch beurteilt werden. Zum einen<br />
handelt es sich um eine Studie etwas jüngeren Datums (1985). Zu diesem<br />
Zeitpunkt wurden die Präventionsvorschläge zum Umgang in lärmexponierten<br />
Bereichen lange umgesetzt und die Schutzmaßnahmen werden<br />
ihre Wirkung zeigen. Auf der anderen Seite ist auch das Kollektiv dieser<br />
70
Studie recht jung und weist eine begrenzte Zahl an Flugstunden auf. Eventuelle<br />
Schäden durch die Lärmexposition kommen hier wohl noch nicht im<br />
vollen Ausmaß zum Tragen. Außerdem schreiben die Autoren, dass die Piloten<br />
hoch motiviert sind, einen Gehörschutz zu tragen. Daher kann man von<br />
einer Lärmreduktion am Ohr von 30-35 dB ausgehen (z. B. -33,4 dB <strong>beim</strong><br />
Typ MK 4 [54]). Es herrscht also eigentlich nur ein Lärmpegel von ca. 65-75<br />
dB(A) am Ohr der Probanden.<br />
Wie bereits Owen ausführte, zeigt der Vergleich von Studien zahlreiche<br />
Schwierigkeiten, denen auch alle Untersuchungen zum Thema „Hörrisiko<br />
durch Helikopter- oder Flugzeuglärm“ unterworfen sind, vor allem durch die<br />
zahlreichen Confounder. Neben der natürlichen altersbedingten Tendenz<br />
zur Pressbyakusis, führt Owen den individuell sehr unterschiedlichen persönlichen<br />
Lärmschutz (sowohl technischer Art als auch hinsichtlich der Regelmäßigkeit<br />
der Benutzung) und wechselnde Einsatzhäufigkeiten auf [46].<br />
Gasaway berechnete auch die Differenz zwischen A- und C-Pegel. Mit dieser<br />
Differenz lässt sich eine Aussage über die Zusammenstellung <strong>des</strong> Lärmspektrums<br />
treffen. Wenn die Differenz größer als 10 dB(A) ist, wird das<br />
Lärmspektrum von tieffrequenten Komponenten <strong>des</strong> Lärms dominiert.<br />
Helikopter mit zwei Rotoren weisen einen Lärmpegel von 105 dB(A) auf,<br />
unabhängig davon, ob sie einen Kolbenantrieb oder einen mit Turboshaft<br />
besitzen. Nur bei denen mit einem Rotor zeigt sich ein Unterschied zwischen<br />
Kolbenmotor und Turboshaftantrieb (101,8 dB(A) zu 97,6 dB(A)). Bei<br />
den Helikoptern hat man dagegen eher kein tief-frequentlastiges Lärmspektrum<br />
(C-minus-A Diff. zwischen 5,0 und 9,6 dB(A)) [55].<br />
5.2 Bewertung der erhobenen Messdaten<br />
Wie man aus der Tabelle 4.7 und Abbildung 4.6 entnehmen kann, scheint<br />
die EC 135 ihrem Ruf als leisester Helikopter der Welt gerecht zu werden,<br />
da sie den höchsten Anteil an Einsatztagen aufweist, an dem der äquivalen-<br />
71
te Dauerschallpegel <strong>für</strong> die Crews unterhalb <strong>des</strong> Grenzwertes von 85 dB(A)<br />
liegt.<br />
Trotz aller Bemühungen um Lärmreduktion in Helikoptern zeigt sich jedoch,<br />
dass der Rettungseinsatz und der Krankentransport mit einem Helikopter<br />
ein Lärm-Problem bleibt. Bei den in dieser Studie untersuchten Helikoptern<br />
zeigt sich dies vor allem bei der Alouette ΙΙΙ und der Alouette ΙΙ (Lama): innerhalb<br />
der Kabine der Alouette ΙΙΙ wurden Lärmpegel zwischen 104,6 und<br />
106,5 dB(A) gemessen. Bei der Alouette ΙΙ lagen sie zwischen 99 und 101<br />
dB(A). Ähnlich hohe Werte finden sich auch bei der Ecureuil AS 350B. Die<br />
BK 117 darf dagegen, genau wie die Bell UH-1D, als etwas besser lärmgedämmt<br />
bezeichnet werden.<br />
Bei der EC 135 fällt, neben der o.g. Tatsache auf, dass außerdem der<br />
durchschnittliche Lärmpegel innerhalb <strong>des</strong> Cockpits noch einmal deutlich<br />
niedriger, nämlich bei 91 dB(A), liegt.<br />
Eine noch größere Belastung <strong>für</strong> die Crew als die hohen Lärmpegel in der<br />
Kabine stellen Sonderformen <strong>des</strong> Helikoptereinsatzes dar. Hier sollten in<br />
erster Linie die Winden-Operationen Erwähnung finden. Dabei wird der Patient<br />
mit einer Begleitperson an der Winde unterhalb <strong>des</strong> Helikopters transportiert,<br />
bis eine Möglichkeit besteht, sie an einem Zwischenlandeplatz in<br />
den Helikopter zu holen (Al II. AL III, Ecureuil u.a.), bzw. in einem längeren<br />
Prozeß vollständig im Schwebeflug aufgewinscht und in das Fluggerät verbracht<br />
(z.B. UH 1D). Da es <strong>für</strong> den Patienten meist eine einmalige Situation<br />
bleibt, ist mehr das Rettungspersonal betroffen, da immer wieder mehrere<br />
solcher Einsätze pro Tag geflogen werden. Auch hier zeigen die beiden Alouette<br />
Helikopter wieder Spitzenwerte bis zu 120,8 dB(A).<br />
Bemerkenswert ist, dass allein die Kopflage <strong>des</strong> an der Winde transportierten<br />
Patienten (unter dem Helikopter vs. außen neben dem Helikopter) einen<br />
Expo-sitionsunterschied von +/- 6 dB(A) zur Folge hat. Dem Personal<br />
sollte somit empfohlen werden, vor dem Beginn <strong>des</strong> Geradeausfluges (danach<br />
ist dies aus aerodynamischen Gründen nicht mehr möglich) den Bergesack<br />
so zu drehen, dass sich der Kopf <strong>des</strong> Patienten unterhalb <strong>des</strong> Helikopters<br />
befindet.<br />
72
Damit liegen alle Helikopter trotz konstruktiver Maßnahmen regelmäßig<br />
oberhalb der festgelegten Grenze von 85 dB(A). Dies war aber auf Grund<br />
der Konstruktion der Rotationsflügler und der Art <strong>des</strong> Lärmspektrums (s.o.)<br />
zu erwarten. Aus arbeitsmedizinischer Sicht ist also unabhängig vom Typ<br />
<strong>des</strong> Fluggerätes konsequenter persönlicher Lärmschutz indiziert, insbesondere<br />
bei Außenarbeiten bzw. geöffneter Cockpittür bei laufenden Turbinen.<br />
Liegt die Lärmexposition bei 90 dB(A) unter 6 Jahren, bei 87 dB(A) unter 10<br />
Jahren und bei 85 dB(A) unter 15 Jahren, ist bei ohrgesunden Menschen<br />
nicht davon auszugehen, dass sie einen Gehörschaden entwickeln [7]. Die<br />
ISO 1999 beschreibt ein empirisches Hörverlust-Modell, nach dem die<br />
Wahrscheinlichkeit <strong>des</strong> Hörverlustes <strong>für</strong> eine einheitlich lärmexponierte Population<br />
berechnet werden kann. Damit die Risikoabschätzung von Crewmitgliedern<br />
möglich ist, ist das Modell an Rahmenbedingungen geknüpft<br />
(Lebensalter > 18, Expositionsdauer maximal 40 Jahre und die Begrenzung<br />
<strong>des</strong> äquivalenten Dauerschallpegel auf 75-100 dB) [7], [12]. Diese Pegellimitierung<br />
wird <strong>beim</strong> hier betrachteten Kollektiv regelmäßig überschritten,<br />
so dass allein dadurch eine höhere Gefährdung be<strong>für</strong>chtet werden muß.<br />
Außerdem bezieht sich das Modell auf eine Population ohne außerberuflich<br />
bedingte Hörminderung [12], was, wie schon beschrieben, nur bedingt realistisch<br />
ist. Darüber hinaus liefert das Modell lediglich Wahrscheinlichkeitsaussagen<br />
über den Eintritt einer Hörgefährdung. Auch sei nochmals betont,<br />
dass sich all diese Reglemente nur auf die berufliche Exposition beziehen.<br />
Die oben genannten Rahmenbedingungen werden in der hier durchgeführten<br />
Studie eingehalten.<br />
Die gemessenen Pegel werden durch weitere Faktoren beeinflusst, wie z.B.<br />
die Gespräche über die Intercomanlage. Durch die Benutzung der Intercomanlage<br />
muss auf den im Cockpit gemessenen Lärmpegel noch mal +3-6<br />
dB(A) aufgeschlagen werden [46], [57], [58]. Das würde <strong>für</strong> das in der vorliegenden<br />
Studie betrachtete Kollektiv einen Rechtsshift der in den Tabellen<br />
4.2 - 4.12 bzw. Abbildungen 4.1-4.11 dargestellten Werte um 3-6 dB(A)<br />
und somit eine Verdopplung bzw. Vervierfachung <strong>des</strong> Schalldrucks bzw. eine<br />
entsprechende Verkürzung der „schadensfreien Zeitspanne“ gemäß Ta-<br />
73
elle 2.1 (3dB-Verdopplungsregel) bedeuten. Matschke vermutet sogar,<br />
dass die Lärmdämmung durch Kopfhörer oder Helm durch die Intercomanlage<br />
und den Sprechfunk komplett aufgehoben wird [52]. Außerdem würden<br />
die Intercomanlage und der Sprechfunkverkehr eine zusätzliche Belastung<br />
<strong>für</strong> das Ohr darstellen, deren Stärke sogar über das Maß der Triebwerksgeräusche<br />
hinausgeht [52]. Wenn man aber die Dämmfähigkeit moderner<br />
Flughelme bzw. Headsets betrachtet (Dämmung 25-35 dB(A)) erscheint<br />
dies jedoch eher unwahrscheinlich. In einer seiner anderen Studien<br />
zeigt Matschke eine Steigerung <strong>des</strong> L eq bei Benutzung von Intercom und<br />
Sprechfunkverkehr zwischen 5 und 8 dB(A) auf [59]. Die Problematik dieser<br />
Lärmquelle liegt allerdings darin, sie zu quantifizieren, denn die Kommunikationsintensität<br />
schwankt während der unterschiedlichen Flugphasen wesentlich.<br />
Während sie bei Start und Landung sowie insbesondere bei Windeneinsätzen<br />
sehr hoch ist, kann man <strong>beim</strong> Reiseflug von geringerer Intensität<br />
ausgehen. Da auch die aktuelle Studie diese Lärmquelle nicht berücksichtigt,<br />
ist die aktuell festgestellte bzw. <strong>für</strong> andere Helikoptertypen in Simulationsrechnungen<br />
abgeschätzte Expositionshöhe unter diesen Umständen<br />
eher als untere Grenze der Gesamtexposition zu betrachten.<br />
Es sollte ebenso berücksichtigt werden, dass die eigentlichen „Lärmpausen“<br />
keine echten Pausen sind, da man ständig einem gewissen Lärmpegel oder<br />
sogar Freizeitlärm (Walkman, Konzerte) ausgesetzt ist. Jede einzelne der<br />
Belastungen außerhalb der Einsatzzeiten könnte schon <strong>für</strong> sich betrachtet<br />
eine min<strong>des</strong>tens temporäre, möglicherweise auch dauerhafte Hörschwellenverschiebung<br />
zur Folge haben [27]. So wird z.B. durch regelmäßige „Walkman“<br />
- Benutzung von einer beträchtlichen Belastung <strong>des</strong> Gehörs ausgegangen<br />
[28], [29], [30], [31]. Es wurden laut [27] Pegel zwischen 95 und<br />
122 dB(A) ermittelt. In Einzelfällen wurden sogar bei Märchenkassetten Pegel<br />
bis 106 dB(A) gemessen [27]. Bei Rock- und Popkonzerten ist der Besucher<br />
noch höheren Pegeln, und das unter Umständen über Stunden, ausgesetzt<br />
(100-110 dB(A)) [27]. Dem soll nun entgegengewirkt werden, indem<br />
ab dem ersten März 2008 die EU-Richtlinie „Lärm“ auch auf Rock und Pop-<br />
Konzerte anzuwenden sei. Ebenso soll der Lärmschutz innerhalb klassischer<br />
Orchester verbessert werden, vor allen <strong>für</strong> diejenigen Musiker, die sich im<br />
74
Bereich der Blech- und Holzblasinstrumente bzw. der Schlagzeuger befinden.<br />
Auch muss von Seiten <strong>des</strong> Arbeitgebers überprüft werden, ob andere<br />
Mitglieder eines Ensembles, wie z.B. Chorsänger, einer erhöhten Lärm<strong>belastung</strong><br />
ausgesetzt sind [40]. Ähnliche Beschreibungen gibt es zum Disco-<br />
Besuch [32], [33], [34]. Ein Kuss auf das Ohr entsprechen iener kurzfristigen<br />
Exposition von 110-120 dB(A).<br />
Die Folgen dieser Lärm<strong>belastung</strong>en in der Freizeit sind schon in der Altersgruppe<br />
der 15-20-jährigen nachweisbar. Bei 2% traten schon Hörverluste<br />
von mehr als 30 dB auf. Ein länger dauern<strong>des</strong> Ohrgeräusch als erstes Zeichen<br />
einer Innenohrschädigung wurde von etwa 12% angegeben [32],<br />
[33]. Der internationale Vergleich zeigt ein weitgehend identisches Bild<br />
[35], [36], [37]. Auch Fahrzeuglärm kann eine nicht unerhebliche außerberufliche<br />
Lärm<strong>belastung</strong> darstellen. Im Falle von Motorrädern betragen innerhalb<br />
<strong>des</strong> Helms, also am Ohr, die Dauerschallpegel 90-120 dB(A), die<br />
Spitzenpegel liegen deutlich höher [38], [39]. Die Crew <strong>des</strong> Rettungsdienstes<br />
ist sicherlich min<strong>des</strong>tens einer dieser Lärmquellen in der eigentlichen<br />
„Ruhepause“ <strong>des</strong> Ohres ausgesetzt, so dass von einer wirklichen „Lärmpause“<br />
zwischen den Einsätzen oder Diensteinheiten keine Rede sein kann.<br />
Nur eine individuelle Lärmmessung über einen längeren Zeitraum und innerhalb<br />
<strong>des</strong> benutzten Lärmschutzes könnte gewährleisten, dass noch genauere<br />
Daten über die Lärmexposition einzelner Crewmitglieder erhoben<br />
werden können. Dies ist aber aus einsatztechnischen, logistischen (und finanziellen)<br />
Gründen äußerst schwierig.<br />
Weitere Schwierigkeiten ergeben sich aus der Dauer der Lärmpausen, die<br />
wie von Wu et al. Dargestellt, min<strong>des</strong>tens 24 Stunden betragen sollten<br />
[51]. Während es bei wechselnden Crews leicht möglich ist, z.B. durch entsprechende<br />
Dienstpläne eine ausreichende Pausezeit zu ermöglichen, ist<br />
dies mit festen Crews, wie z.B. im Wallis üblich, ein hochgradig kritischer<br />
Punkt, vor allem, weil im Wallis im Gegensatz zu den meisten anderen Gebieten<br />
auch Nachteinsätze durch die gleichen Crews geflogen werden.<br />
75
5.3 Empfehlung <strong>für</strong> erforderliche, präventive Maßnahmen<br />
Hier steht vor allem die Frage <strong>des</strong> Schallschutzes im Vordergrund. Gute<br />
Dienste leisten den Crewmitgliedern Helme. Der vom ADAC in der EC 135<br />
benutze Helm, der gleichzeitig das Headset der Intercomanlage beinhaltet,<br />
wird von der Firma Sennheiser hergestellt. Er steht z.B. <strong>beim</strong> ADAC-<br />
Standort Merzbrück bei Aachen <strong>für</strong> die Benutzung in/an dem EC 135 „Christoph<br />
1 Europa“ allen Besatzungsmitgliedern zur Verfügung. Das Modell<br />
HDHC 22 reduziert den Lärm frequenzabhängig aktiv und passiv um 25-40<br />
dB [60].<br />
Selbst Wegwerf-Ohrstöpsel (wie z.B. Oropax) reduzieren den Lärmpegel um<br />
3-5 dB. Diese könnten dem Patienten während <strong>des</strong> Fluges zur Verfügung<br />
gestellt, und anschließend leicht entsorgt werden. Das Problem besteht hier<br />
allerdings darin, dass diese Produkte okklusiv sind und somit den Druckausgleich<br />
beidseits der Trommelfelle massiv – unter Umständen sogar gefährlich<br />
- beeinträchtigen können. Sie wären somit allenfalls <strong>für</strong> den Einsatz im<br />
Flachland geeignet. Für den <strong>alpinen</strong> Einsatz müsste der Stopsel bauartbedingt<br />
einen passiven Druckausgleich ermöglichen. Derartige Produkte sind<br />
<strong>für</strong> Flugpassagiere im Handel und weisen eine Dämmung von etwa 5 dB(A)<br />
auf. Einfacher wäre im Rettungseinsatz die Benutzung von Kapselgehörschützern,<br />
wenn die Hygiene beachtet wird (Oberflächen<strong>des</strong>infektion der<br />
Muschel nach Benutzung). Sie weisen Dämmwerte von 20-28 dB(A) auf.<br />
Die einfachste Methode <strong>für</strong> die Besatzung von Rettungshubschraubern, zu<br />
hohen Lärmpegeln zu entgehen, besteht aber darin, dass sie die Cockpittüre<br />
geschlossen halten, solange die Turbine noch läuft. Dass dies im Einsatz<br />
nicht zu jedem Zeitpunkt möglich ist, kann man nachvollziehen, aber bei allen<br />
anderen Tätigkeiten, insbesondere, wenn der Helikopter nach einem<br />
Einsatz an der Basis gelandet ist, sollte die Crew diese paar Sekunden Geduld<br />
aufbringen. Was <strong>für</strong> einen enormen Vorteil dies hätte, ist oben gezeigt<br />
worden (Pegelreduktion um 15 dB(A) und mehr, siehe Kapitel 4).<br />
Ein neueres System stellt das der Firma Bose dar. Das von den Ingenieuren<br />
entwickelte BOSE® Acoustic Noise Reduction® Headset stellt ein aktives<br />
Lärmreduktionssystem dar und wird seit 1991 vom US Militär im <strong>für</strong> Panzer-<br />
76
esatzungen und Piloten der U.S. Air Force genutzt. Die Technologie soll im<br />
Folgenden kurz erläutert werden:<br />
Active Noise Reduction® Headsets sind mit einem Lautsprecher, Mikrophon<br />
und gewissen elektronischen Elementen im Inneren <strong>des</strong> Headsets<br />
ausstattet. Das Mikrophon erfasst die tieffrequenten Geräusche innerhalb<br />
der Ohrschale. Über die Elektronik wird ein äquivalentes, entgegengesetztes<br />
Signal erzeugt. Dieses ist um 180° phasenverschoben, so dass die Lärmwelle<br />
mit Hilfe dieses über den Lautsprecher geschickten Signals neutralisiert<br />
wird. Außerdem wird durch die Konstruktion <strong>des</strong> Kopfhörers gewährleistet,<br />
dass insgesamt tieffrequente Pegel gedämpft und hochfrequente nicht bis<br />
zur Ohrmuschel durchgelassen werden.<br />
Insgesamt erzeugt dies damit eine erhebliche Reduktion <strong>des</strong> Schallpegels<br />
[61].<br />
Trotzdem muss gesagt werden, dass es durch die stochastische Lärmkomponente<br />
und die Impulshaltigkeit <strong>des</strong> Helikopterlärmes extrem schwierig<br />
ist, aktive Lärmreduktionssysteme zu entwickeln.<br />
Trotz der erheblich verbesserten Situation in der EC135 muss weiterhin die<br />
arbeitsmedizinische Überwachung G 20 erfolgen. Ebenso sollte <strong>für</strong> alle Mitarbeiter<br />
Lärmschutz zur Verfügung stehen, zu <strong>des</strong>sen Tragen die Arbeitnehmer<br />
per Betriebsanweisung verpflichtet werden sollten. Die Unterweisung<br />
der Mitarbeiter sollte das Thema „außerberuflichen Lärm“ explizit einschließen<br />
und die Wichtigkeit effektiver Lärmpausen betonen. Die Mitarbeiter<br />
sollten darauf hingewiesen werden, dass der Helikopterlärm im Aussenbereich<br />
<strong>des</strong> Fluggerätes Pegel erreicht, bei der auch kurze Einzelexpositionen<br />
dauerhafte Gehörschäden verursachen können und <strong>des</strong>halb in jedem<br />
Falle persönlicher Lärmschutz zu tragen ist.<br />
77
6 Zusammenfassung<br />
Die Crews jeglicher Helikoptertypen, die <strong>für</strong> den Einsatz in der <strong>alpinen</strong> Luftrettung<br />
gebraucht werden, sind ein höchst lärmexponiertes Kollektiv.<br />
Durch die Entwicklung besser Lärmdämmung, wie in der BK117 und der<br />
Bell UH-1D, wurde die Situation <strong>für</strong> das Personal und insbesondere deren<br />
Hörvermögen zunächst schon einmal wesentlich verbessert.<br />
Zu einer enormen Verbesserung führte die neue Konstruktion, die die EC<br />
135 aufweist. Sie stellt den mit Abstand leisesten Helikopter aller hier betrachteten<br />
Typen dar. Das Personal ist in diesem Helikoptertyp den geringsten<br />
Lärm<strong>belastung</strong>en ausgesetzt, die aber trotzdem immer noch recht hoch<br />
(>85 dB(A) L eq ) sind, besonders bei Außenoperationen.<br />
Somit stellt sich nach wie vor die Notwendigkeit der arbeitsmedizinischen<br />
Überwachung gemäß G20 und der konsequenten Anwendung von persönlichem<br />
Lärmschutz, sowie die bestmögliche Nutzung einsatztaktischer Möglichkeiten<br />
zur Lärmreduktion. Dies umfasst insbesondere so wenig Arbeiten<br />
wie möglich außerhalb <strong>des</strong> Helikopters bzw. bei geöffneter Cockpittür, solange<br />
die Turbine nicht zum Stillstand gekommen ist. Des Weiteren sollten<br />
die Betroffenen dringend angehalten werden, in ihrer Freizeit auf ausreichende<br />
(„echte“) Lärmpausen zu achten. Da<strong>für</strong> ist eine intelligente Arbeitszeitgestaltung<br />
(Dienstpläne) eine wesentliche äußere Voraussetzung.<br />
78
7 Literatur<br />
1. Dickson, E.D.D., A.W.G. Ewing, and T.S. Littler, The effect of aeroplane<br />
noise on the auditory acuity of aviators. J Laryngol Otol, 1939. 54: p. 531-<br />
543.<br />
2. Ramazzini, B., ed. De Morbis Artificum Diatriba. , ed. W.C.Ü. Wright. 1713,<br />
University of Chicago Press, 1940: Chicago.<br />
3. Dickson, E.D.D., Some effects of intense sound and ultrasound on the ear.<br />
Proc R Soc Med, 1953. 46: p. 139-146.<br />
4. N.N., Noise at work regulations, 1989, HMSO: London.<br />
5. N.N., Occupational noise exposure. Code of Federal Regulations, 1983b.<br />
29(1910.95): p. 176-193.<br />
6. N.N., Berufsgenossenschaftliche Grundsätze <strong>für</strong> arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen,<br />
G20 "Lärm". 2. Aufl. ed. 1989b, St. Augustin:<br />
Hauptverband der Gewerblichen Berufsgenossenschaften.<br />
7. N.N., VDI 2058 Blatt 2: Beurteilung von Lärm hinsichtlich Gehörgefährdung.<br />
1988, Berlin: Beuth Verlag.<br />
8. Pasic, T.B. and T.J. Poulton, The hospital-based helicopter - a threat to<br />
hearing? Arch Otolaryngol, 1985. 111: p. 507-508.<br />
9. Gierke, v.H.E. and D.L. Johnson, Summary of present risk criteria, in Effects<br />
of noise on hearing, D. Henderson, R. Hamernik, and D.S. Dorshan,<br />
Editors. 1976, Raven Press: New York.<br />
10. Guski, R., Fluglärmwirkungen: Der psychologische Untersuchungsteil,<br />
1974, DFG Forschungsbericht: Boppard. p. Bd. 1 Kap. 5.<br />
11. Jansen, G., Fluglärmwirkungen: Der arbeitsphysiologische Untersuchungsteil,<br />
1974, DFG Forschungsbericht: Boppart. p. Bd.1 Kap.6.<br />
12. N.N., ISO 1999. o.J., Berlin: Beuth Verlag.<br />
13. Dieroff, H. G., Lärmschwerhörigkeit, 2. Auflage 1979, München Wien Baltimore:Urban<br />
& Schwarzenberg.<br />
14. Hick, C., Hick A., Merker, R., Kurzlehrbuch Physiologie. 3. Auflage 2000,<br />
München Jena: Urban und Fischer Verlag.<br />
15. Klinke, R., Silbernagel S., Lehrbuch der Physiologie. 3. Auflage 2001,<br />
Stuttgart, New York: Thieme Verlag.<br />
16. N.N.. Ausgewählte Fachbegriffe der Lärm-Messtechnik, Cirrus Research<br />
plc, Acoustic House. 2004, North Yorkshire.<br />
17. Knoch, Neugebauer, Lärm Teil 1, Der Mensch im Lärm. 7. Auflage 2003,<br />
Bochum: Verlag Technik & Information e.K.<br />
18. Schmidt, R. F., Thews, G., Physiologie <strong>des</strong> Menschen. 27. Auflage 1997,<br />
Berlin Heidelberg: Springer Verlag.<br />
79
19. Heckl, M., Müller, H. A., Taschenbuch der technischen Akustik. 2. Auflage<br />
1994, Berlin Heidelberg New York: Springer Verlag.<br />
20. Munoz, D.J., et al., Vesicular storage of adenosine triphosphate in the<br />
guinea-pig cochlear lateral wall and concentrations of ATP in the endolymph<br />
during sound exposure and hypoxia. Acta Otolaryngol, 2001.<br />
121(1): p. 10-15.<br />
21. N.N., VDI 2058 Blatt 2: Beurteilung von Lärm hinsichtlich Gehörgefährdung.<br />
1988, Berlin: Beuth Verlag.<br />
22. Jansen, G., Zur nervösen Belastung durch Lärm. Darmstadt: Steinkopf<br />
1967<br />
23. N.N., VDI 2574 Hinweise <strong>für</strong> die Bewertung der Innengräusche von Kraftfahrzeugen.<br />
1981, Berlin: Beuth Verlag<br />
24. N.N., DIN / EN 60651; IEC 651: Schallpegelmesser. 1994, Berlin: Beuth<br />
Verlag<br />
25. Laudien E. und Huber H., Impulsive helicopter rotor noise,in 2. GARTEur-5<br />
Specialist Meeting on „Propeller and Helicopter Noise“, 1977, Paris<br />
26. N.N., DIN 45645 Teil 1: Einheitliche Ermittlung <strong>des</strong> Beurteilungspegels <strong>für</strong><br />
Geräuschimmissionen. 1977, Berlin: Beuth Verlag; Teil 2: Geräuschimmissionen<br />
am Arbeitsplatz. 1980, Berlin: Beuth Verlag.<br />
27. Matschke, R.G., Gehörschäden durch nichtberuflichen Lärm. Dtsch Ärztebl,<br />
1993. 90(34/35):p. A1 2240-2242.<br />
28. Becher, S., et al., Prävention der Hörgefährdung durch Walkman. Sozialpädiatrie<br />
Kinderärztl Prax, 1995. 17(4): p. 230-235.<br />
29. Struwe, F., et al., Untersuchung von Hörgewohnheiten und möglichen Gehörrisiken<br />
durch Schalleinwirkungen in der Freizeit unter besonderer Berücksichtigung<br />
<strong>des</strong> Walkman-Hörens. 1995, Inst. f. Arbeitsmedizin, Heinrich-Heine-Universität:<br />
Düsseldorf.<br />
30. Ising, H., et al., Hörschäden bei jugendlichen Berufsanfängern aufgrund<br />
von Freizeitlärm und Musik. Z Lärmbekämpf, 1988. 35: p. 35-41.<br />
31. Krähenbühl, D., et al., Hörschäden durch Walkman? Laryng Rhinol Otol,<br />
1988. 66: p. 286-289.<br />
32. Babisch, W., H. Ising, and D. Dziombowski, Einfluß von Diskothekenbesuchen<br />
und Musikgewohnheiten auf die Hörfähigkeit von Jugendlichen. Z<br />
Lärmbekämpf, 1988. 35: p. 1-9.<br />
33. Babisch, W. and H. Ising, Zum Einfluß von Musik in Diskotheken auf die<br />
Hörfähigkeit. Soz Präventivmed, 1989. 34: p. 239-242.<br />
34. Esser, L., Da geht die Post ab - Lärm<strong>belastung</strong> Jugendlicher in Beruf und<br />
Freizeit. Hörakustik, 1992. 27: p. 4-14.<br />
35. Fattori, B. et al.: L'inquinamento acustico nelle discoteche e gli eventuali<br />
danni a carico dell'apparato uditivo. Riv.-Ital ORL Audiol Foniatrica, 1989.<br />
9: p. 147-150<br />
36. Hughes, E. et al.: Damage to hearing from leisure noise. Brit J Audiol,<br />
1986. 20: p. 157-164.<br />
80
37. Paschier-Vermeer, W.: Noise exposure and hearing impairment in young<br />
people. Audiology Practice, 1991. VII(4): p. 2-5.<br />
38. Hüttenbrink, K.-B., Lärm<strong>belastung</strong> unter Motorradhelmen. Z Lärmbekämpf,<br />
1982. 29: p. 182-187.<br />
39. Maue, J.H.: Lärm<strong>belastung</strong> <strong>für</strong> Motorradfahrer - Messergebnisse und<br />
Schutzmaßnahmen. Z Lärmbekämpf, 1990. 37: p. 15-19<br />
40. N.N.: Lärmschutz <strong>für</strong> Musiker Der Patriot – Lippstädter Zeitung vom 16.<br />
Februar 2008, Titelseite<br />
41. Fahrmmeir, L., Künstler, R., Pigeot, I., Tutz, G.: Statistik – Der Weg zur<br />
Datenanalyse, 3. Auflage 2001, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.<br />
42. Bortz, J., Lienert, G. A.: Kurzgefaßte Statistik <strong>für</strong> die klinische Forschung -<br />
Leitfaden <strong>für</strong> die verteilungsfreie Analyse kleiner Stichproben. 2. Auflage<br />
2003, Berlin: Springerverlag<br />
43. McReynolds, M.C., Noise-Induced Hearing Loss, Air Medical Journal, 2005.<br />
24 (2): pp. 73-78.<br />
44. Kronoveter, K. J., Somerville, G. W.: Airplane Cockpit Noise Levels and<br />
Pilot Hearing Sensitivity. Arch. Environ. Health, 1970, 20: pp. 495-499.<br />
45. Pierson, W. R.: Noise and Aircrew Effectiveness. Aerospace Medicine,<br />
1971. 42(8): pp. 861-864<br />
46. Owen, J.P., Noise induced hearing loss in military helicopter aircrew - a<br />
review of the evidence. J R Army Med Corps, 1995. 141: p. 98-101<br />
47. Edgington, K., Oelman, B. J.: An Audiometric Survey of Army Aircrew. Internal<br />
Report. HQ Director Army Air Corps, Middle Wallop, England, 1982.<br />
48. Peters, L. J., Ford, H.: Extent of Hearing Loss Among Army Aviators at<br />
Fort Rucker, Alabama. US Army Aeromedical Research Laboratories, Fort<br />
Rucker, Alabama. Report No. 83-12, 1983.<br />
49. Fitzpatrick, D. T.: An Analysis of Noise-Induced Hearing Loss in Army Helicopter<br />
Pilots. Aviat. Space Environ. Med., 1988. 59(10): pp. 937-941.<br />
50. Jones, D. G.: An Audiological Survey of Aircrew. J. R. Nav. Med. Sev.,<br />
1988. 74: pp. 44-50.<br />
51. Wu, Y-X., Liu, X-L., Wang, B-G., Wang, X-Y.: Aircraft Noise-Induced Temporary<br />
Treshold Shift. Aviat. Space Environ. Med., 1989. 60: pp. 268-270.<br />
52. Matschke, R. G.: Lärmschwerhörigkeitsrisiko durch Sprechfunkverkehr?<br />
HNO, 1987. 35: pp. 496-502.<br />
53. Ribak, J., Hornung, S., Kark, J., Froom, P., Wolfstein, A, Ashkenazi, I. E.:<br />
The Association of Age, Flying Time and Aircraft Type with Hearing Loss of<br />
Aircrew in the Israeli Air Force. Aviat. Space Environ. Med., 1985. 56(4):<br />
pp. 322-327.<br />
54. James, S.H. and K.M.T. Harpur, In-flight assessment of a helmet mounted<br />
active noise reduction system in Sea Harrier FRS1, 1990. Royal Aerospace<br />
Establishment, HMSO: London.<br />
81
55. Gasaway, D. C.: Noise Levels in Cockpits of Aircraft during Normal Cruise<br />
and Considerations of Auditory Risk. Aviat. Space Environ. Med., 1986. 57:<br />
pp. 103-112.<br />
56. Lorenz, W., Demus, H. G.: Lärmprobleme <strong>beim</strong> Hubschrauberkrankentransport.<br />
1965.<br />
57. Glen, M. C., Moorse, S. A.: The contribution of communication signals to<br />
noise exposure.1977, HMSO: London.<br />
58. Wolf, Ch., Ebm, W., Cichini, G., Die Lärm<strong>belastung</strong> von Fluglehrern und<br />
Privatpiloten, Arbeitsmedizin, Sozialmedizin, Präventivmedizin, 1988. 23<br />
(4): pp. 88-90.<br />
59. Matschke, R. G., Pösselt, Ch.: Schallmessungen am Arbeitsplatz bei Piloten<br />
der Bun<strong>des</strong>marine. Z Lärmbekämpfung, 1987. 34: pp. 67-74.<br />
60. N.N. Sennheiser Corp. Produktbeschreibung<br />
61. N.N. Homepage der Firma Bose; Abruf vom 2008-02-21<br />
62. N.N., DIN / EN 61672-1;Schallpegelmesser. 2003, Berlin: Beuth Verlag<br />
63. Küpper, T. E. A. H., Steffgen, J., Jansing, P.: Noise Exposure During Alpine<br />
Helicopter Rescue Operations. Ann. occup. Hyg, 2004. 48(5): pp. 475-481.<br />
64. N.N. Richtlinie 2003/10/EG Amtsblatt, 2003<br />
65. N.N. Umsetzung Lärmrichtlinie Fachausschuss Info 4, 2004<br />
82
8 Anhang<br />
8.1 Abbildungsverzeichnis<br />
Nummer Titel Seite<br />
Abb. 1.1: Gehörschadenrisiko in Abhängigkeit von Dauer und Intensität 2<br />
der Lärm<strong>belastung</strong> (aus [12])<br />
Abb. 2.1: Hauptsprachbereich und Hörfläche [15] 6<br />
Abb. 2.2: Verlauf der A-bewerteten Hörkurve [16] 7<br />
Abb. 2.3: Aufbauschema <strong>des</strong> menschlichen Ohres (aus [18]) 9<br />
Abb. 2.4: Querschnitt durch die Cochlea (aus [15]) 10<br />
Abb. 2.5: Querschnitt durch das Corti-Organ (aus [18]) 11<br />
Abb. 2.6: Frequenzdispersion (aus [14]) 12<br />
Abb. 2.7: Bewegungen der Stereovilli (aus [15]) 12<br />
Abb. 2.8: Bewegung der Tip links (aus [18]) 13<br />
Abb. 2.9: C 5 – Senke bei Lärmschwerhörigkeit (aus [14]) 15<br />
Abb. 2.10: Einzelkomponenten <strong>des</strong> Helikopterlärms (modifiziert nach [25]) 17<br />
Abb. 2.11: Entstehungsorte von Impulslärm am Helikopter (modifiziert 18<br />
nach [25])<br />
Abb. 3.1: Alouette III B auf der Basis der Air Zermatt AG (Schweiz) 19<br />
Abb. 3.2: Platzmangel in der Alouette III (Flughelfer hockt auf der Hüfte 20<br />
<strong>des</strong> narkotosierten und kontrolliert beatmeten Patienten)<br />
Abb. 3.3:<br />
Alouette II „Lama“ im Schwebeflug an der Capanna Regina<br />
Margherita<br />
Abb. 3.4: BK117 22<br />
Abb. 3.5: AS350 B Ecureuil auf der Basis der Air Zermatt AG (Schweiz) 23<br />
Abb. 3.6: Bell UH 1D 24<br />
Abb. 3.7: EC 135 P2 „Christoph Europa 1“ in Merzbrück bei Aachen 26<br />
Abb. 3.8: Detail: Fan-in-Fin Fenestron ® Heckrotor 26<br />
Abb. 3.9: Mil MI-4 im Prager Militär Museum 28<br />
Abb. 3.10: H-23 D der US Army im Schwebeflug 29<br />
Abb. 3.11: Sikorsky H-34 im Museum Sinsheim 30<br />
Abb. 3.12: H-37 (National Museum of Naval Aviation, NAS Pensacola, FL) 31<br />
Abb. 3.13: H-37 Frontansicht zur Darstellung der Montage der Motoren<br />
(National Museum of Naval Aviation, NAS Pensacola, FL)<br />
32<br />
Abb. 3.14: Beladen <strong>des</strong> H-37 (Bückeburg, Deutschland) 32<br />
Abb. 3.15: Messgerät, Kondensatormikrofon und Sound Level Calibrator 34<br />
Type 4230<br />
Abb. 3.16: Kennlinie <strong>des</strong> Kondensatormikrofons Typ 4135 34<br />
Abb. 3.17: Messpunkte an der Alouette III 37<br />
21<br />
83
Abb. 3.18: Messpunkte an der Alouette II „Lama“ 38<br />
Abb. 3.19: Messpunkte an der BK117 39<br />
Abb. 3.20: Messpunkte an der Bell UH-1D 40<br />
Abb. 3.21: Messpunkte an der EC135 41<br />
Abb. 4.1: Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal 53<br />
der Alouette IIIB und Alouette II „Lama“<br />
Abb. 4.2:<br />
Abb. 4.3:<br />
Abb. 4.4:<br />
Abb. 4.5:<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der BK117<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>des</strong> <strong>Personals</strong><br />
AS350 B Ecureuil<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der Bell UH-1D<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der EC135<br />
Abb. 4.6: Graphische Darstellung der Lärmexposition im Vergleich 59<br />
Abb. 4.7: Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal 62<br />
der Mi-4<br />
Abb. 4.8:<br />
Abb. 4.9:<br />
Abb. 4.10:<br />
Abb. 4.11:<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der H23<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der H34<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition <strong>für</strong> das Personal<br />
der H37<br />
Graphische Darstellung der Lärmexposition im Vergleich (historische<br />
Modelle)<br />
54<br />
55<br />
56<br />
57<br />
62<br />
63<br />
63<br />
64<br />
84
8.2 Tabellenverzeichnis<br />
Nummer Titel Seite<br />
Tab. 2.1: Vergleich der Gehörschädlichkeit unterschiedlicher<br />
Lautstärken („3 dB Verdopplungsregel“)<br />
5<br />
Tab. 2.2: Extraaurale Reaktionen (Beispiele) 16<br />
Tab. 4.1:<br />
Tab. 4.2:<br />
Tab. 4.3:<br />
Tab. 4.4:<br />
Tab. 4.5:<br />
Tab. 4.6:<br />
Tab. 4.7:<br />
Tab. 4.8:<br />
Tab. 4.9:<br />
Tab. 4.10:<br />
Tab. 4.11:<br />
Tab. 4.12:<br />
Tab. 5.1:<br />
Exemplarische Darstellung der Messpunkt Kenngrößen<br />
EC135<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(Alouette IIIB & Alouette II „Lama“)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(BK117)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(AS350 B)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(Bell UH-1D)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(EC 135)<br />
Zusammenfassung Lärmexposition nach Helikoptertypen<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(Mi-4)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(H23)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(H34)<br />
Äquivalente Dauerschallpegel und Anteil der Expositionstage,<br />
differenziert nach Regionen bzw. Einsatzbasen<br />
(H37)<br />
Zusammenfassung Lärmexposition nach „historischen“<br />
Helikoptertypen<br />
Einige der durchgeführte Studien zur Untersuchung der<br />
Korrelation zwischen Fluglärm und Gehörschaden<br />
51<br />
52<br />
53<br />
54<br />
55<br />
56<br />
59<br />
60<br />
60<br />
61<br />
61<br />
64<br />
67<br />
85
8.3 Danksagung<br />
Eine Studie dieser Art wäre nicht durchführbar, wenn die Untersucherin<br />
nicht die Unterstützung einiger Personen gehabt hätte, die nun hier zu nennen<br />
wären:<br />
Zunächst einmal möchte ich Herrn Priv.Doz. Dr. med. Thomas Küpper<br />
danken. Ohne seine Idee, wäre es nicht möglich gewesen diese Dissertation<br />
überhaupt zu beginnen. Er hat sich im Laufe der Studie als ein sehr kompetenter<br />
und zuverlässiger Ratgeber erwiesen, dem keine Frage zu viel und<br />
keine Besprechung zu lang war, obwohl er selbst manchmal sehr unter Zeitdruck<br />
stand. Danke <strong>für</strong> die Geduld!<br />
Herrn Carsten Zillgen, seines Zeichens Pilot <strong>des</strong> Christoph 1 „Europa“ in<br />
Merzbrück, mit dem ich die meisten der Einsätze mit der EC135 geflogen<br />
bin. Natürlich auch an alle anderen Mitglieder der Basis in Merzbrück, insbesondere<br />
an deren Leiter Herr Sven Mainz, der die Genehmigung <strong>für</strong> die<br />
Messungen erteilt hat.<br />
Herrn Oberfeldwebel Mark Birkelbach, der Zugang zur Nato-Airbase in<br />
Geilenkirchen und der Bell UH-1d gewährte. Und <strong>für</strong> seine Unterstützung bei<br />
der Messungen.<br />
Herr Priv.Doz. Dr.med. Peter Jansing, Lan<strong>des</strong>institut <strong>für</strong> Gesundheit<br />
und Arbeit <strong>des</strong> Lan<strong>des</strong> NRW, der mir das Messequipment zur Verfügung gestellt<br />
hat.<br />
Herrn Lutz Richter, Mitarbeiter <strong>des</strong> <strong>Institut</strong>es <strong>für</strong> Arbeits- und Sozialmedizin<br />
der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Er hat die Umwandlung der<br />
Messergebnisse in Zahlen durchgeführt.<br />
Frau Susanne Schröder, Int. Betriebswirtin, die mir wertvolle Tipps <strong>für</strong><br />
die Erstellung einiger Graphiken gab und diese Studie Korrektur gelesen hat.<br />
Für die vielen Anregungen und Kommentare und nicht zuletzt die wunderbare<br />
moralische Unterstützung ein herzliches Dankeschön.<br />
Meine Eltern, Ursula & Günter Schröder. Es macht mich unendlich<br />
stolz, zwei so wunderbare Menschen wie sie, meine Eltern zu nennen. Ohne<br />
die Kraft, die sie mir immer wieder gegeben haben und den Mut, den nächsten<br />
Schritt auch noch zu tun, hätte ich so manche Sache nicht geschafft.<br />
Danke.<br />
86
8.4 Erklärung zur Datenaufbewahrung<br />
Erklärung § 5 Abs. 1 zur Datenaufbewahrung<br />
Hiermit erkläre ich, dass die dieser Dissertation zu Grunde liegenden Originaldaten<br />
- bei mir, Simone Schröder, Muffeter Weg 52,52074 Aachen,<br />
und<br />
- bei meinem Betreuer, Priv.Doz. Dr.med. Th. Küpper, <strong>Institut</strong> <strong>für</strong><br />
Arbeits- und Sozialmedizin, <strong>des</strong> Universitätsklinikums Aachen,<br />
hinterlegt sind.<br />
87
Curriculum Vitae<br />
Persönliche Daten<br />
Name:<br />
Simone Schröder<br />
Geburtsdatum: 01. Februar 1976<br />
Geburtsort:<br />
Lippstadt<br />
Anschrift: Muffeter Weg 52<br />
52074 Aachen<br />
Telefon: +49-241-46823142<br />
+49-179-6868370<br />
E-Mail:<br />
simoneschroeder33@googlemail.com<br />
Staatsangehörigkeit:<br />
deutsch<br />
Familienstand:<br />
ledig<br />
Schulbildung<br />
1982-1986 Grundschule „Schmeddingschule“ , Langenberg-Benteler<br />
1986-1995 Gymnasium Marienschule, Lippstadt<br />
1995 Abitur (Gesamtnote: 2,0); Leistungskurse: Deutsch und<br />
Biologie<br />
Hochschule<br />
seit September 1995 RWTH Aachen: Studium der Medizin (bis voraussichtlich<br />
Herbst 2010)<br />
Frühjahr 1999: Ärztliche Vorprüfung<br />
seit September 2004 Fernuniversität Hagen: Studium der Betriebswirtschaftslehre<br />
auf Universitätsdiplom<br />
Erfahrungen<br />
1992-1995 Jugendarbeit in der Pfarre St. Josef in Lippstadt-Bad Waldliesborn:<br />
Organisation von Jugendtreffs, Besinnungsfahrten und<br />
Ferienaktiviäten, Lagerfahrten an die französische Atlantikküste<br />
2001-2006 Mitarbeit im IZKF Biomat. (Interdisziplinäres Zentrum <strong>für</strong> Klinische<br />
Forschung) am Universitätsklinikum Aachen<br />
2006-2008 Mitarbeit in der Forschungsgruppe “ MR Neuroimaging-<br />
Kognitive Neuropsychiatrie“ der Klinik <strong>für</strong> Psychiatrie und<br />
Psychotherapie <strong>des</strong> Universitätsklinikums Aachen<br />
02-11/2009 Mitarbeiterin bei MAIX Marktforschungs- GmbH (1995 aus<br />
Spin-off <strong>des</strong> Lehrstuhls <strong>für</strong> Unternehmenspolitik und Marketing der<br />
RWTH Aachen gegründet)<br />
03/2005 Famulatur in der Allgemeinarztpraxis Dres. Mayer Langenberg<br />
88
07-09/2005 Famulatur im <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> Flug und Reisemedizin der RWTH<br />
Aachen<br />
03/2006 Famulatur in der Universitätsfrauenklinik der RWTH Aachen<br />
03-04/2008 Mitglied der ADEMED Expedition nach Nepal<br />
07-08/2009 Forschungsaufenthalt in den Ostalpen anlässlich <strong>des</strong> Projektes<br />
„Verletzungsrisiko bei Klettersteig-Begehung“<br />
12/09-03/10 PJ-Chirurgie-Tertial im Spital Zimmerberg, Horgen, Schweiz<br />
Wissenschaftliche Arbeiten<br />
Oktober 2008<br />
“Noise exposure during alpine helicopter rescue operations”<br />
Vortrag auf der Jahrestagung der Union Internationale <strong>des</strong> associations<br />
d’Alpinisme (UIAA) / 19th Pelikan Conference,<br />
Teplice nad Metuji / Tschechien, 10/2008<br />
März 2009<br />
„Vergleichende Untersuchung zur Lärm<strong>belastung</strong> bei <strong>alpinen</strong><br />
Helikopterrettungseinsätzen“<br />
Posterpräsentation anlässlich der 49. wissenschaftlichen Jahrestagung<br />
der Deutschen Gesellschaft <strong>für</strong> Arbeitsmedizin und<br />
Umweltmedizin e.V.<br />
in Preparation • S. Schröder, A. Lückhoff, V. Schöffl, U. Gieseler, T. Küpper -<br />
Pacemaker failure caused by traveller's diarrhoea, J Trav Med<br />
(submitted for publication)<br />
• S. Schröder, S. Pickhardt, V. Schoeffl, K. Roeber, S. Ruetten ,T.<br />
Küpper: Fatigue Break of Collum femoris During Sport Climbing,<br />
Medicina Sportiva (submitted for publication)<br />
• T. Küpper, P. Jansing, S. Schröder: Noise exposure during<br />
helicopter rescue operations – A significant benefit for the<br />
crews by use of advanced constructions?, in preparation<br />
• M. Hettlich, K. Lechner, C. Scharfenberg, S.Schröder, T. Küpper:<br />
Dental Status of Trekkers, in preparation<br />
• K. Lechner, M. Hettlich, C. Scharfenberg, S.Schröder, T. Küpper:<br />
Risk Management in trekking, in preparation<br />
• C. Scharfenberg, M. Hettlich, K. Lechner, S.Schröder, T. Küpper:<br />
First Aid knowledge in trekkers, in preparation<br />
Dissertation:<br />
„Lärm<strong>belastung</strong> <strong>des</strong> <strong>Personals</strong> <strong>beim</strong> <strong>alpinen</strong> Luftrettungs-dienst<br />
– Vergleichende Untersuchung verschiedener Heli-koptertypen<br />
und Konsequenzen <strong>für</strong> den präventiven Arbeitsschutz“<br />
Sprachkenntnisse<br />
Muttersprache:<br />
deutsch<br />
Fremdsprachen: Englisch: Fließend in Wort und Schrift<br />
Französisch: Grundkenntnisse<br />
Spanisch: Grundkenntnisse<br />
Italienisch: Grundkenntnisse<br />
EDV-Kenntnisse:<br />
Windows 98/2000/XP<br />
Microsoft Office Produkte<br />
TeX<br />
Interessenschwerpunkte<br />
Hobbies:<br />
Klettern, Skitouren, Laufen, Rennrad- und Mountainbikefahren,<br />
Lesen, Nähen und Patchwork/Quilting<br />
Aachen, den 26. Februar 2010<br />
89