Identifikation und Modifikation leistungsbeeinträchtigender Lärmparameter

Identification and modification of performance disturbing noise parameters

Lärmschutz besteht meist aus einer globalen Forderung nach Pegelreduktion. Dies stellt jedoch nicht immer die effektivste Modifikationsmöglichkeit für Störschalle dar. Aus der kognitionspsychologischen Forschung und ihren Modellen können Hypothesen abgeleitet werden, welche Spezifikationen oder Variationen im Schallsignal entscheidend für eine Störwirkung auf geistige Leistung sind. Es werden neun Experimente vorgestellt. Diese haben zum Ziel mit Hilfe kognitionspsychologischer Modelle die Auswirkungen der Variation von Schallparametern wie Zeitstruktur, Lautheit und Frequenzzusammensetzung auf einige grundlegende kognitive Funktionen zu spezifizieren. Damit sollten über eine reine Pegelreduktion hinausgehende Modifikationsmöglichkeiten von Störschallen im Hinblick auf fundierten Schallschutz ableitbar werden. Die Auswirkung der spektral-temporalen Struktur eines Schallsignals zeigt sich in der Forschung zum so genannten Irrelevant Sound Effect, einem gut untersuchten leistungsbeeinträchtigenden Effekt spektral-temporal stark variable
Lärmschutz besteht meist aus einer globalen Forderung nach Pegelreduktion. Dies stellt jedoch nicht immer die effektivste Modifikationsmöglichkeit für Störschalle dar. Aus der kognitionspsychologischen Forschung und ihren Modellen können Hypothesen abgeleitet werden, welche Spezifikationen oder Variationen im Schallsignal entscheidend für eine Störwirkung auf geistige Leistung sind. Es werden neun Experimente vorgestellt. Diese haben zum Ziel mit Hilfe kognitionspsychologischer Modelle die Auswirkungen der Variation von Schallparametern wie Zeitstruktur, Lautheit und Frequenzzusammensetzung auf einige grundlegende kognitive Funktionen zu spezifizieren. Damit sollten über eine reine Pegelreduktion hinausgehende Modifikationsmöglichkeiten von Störschallen im Hinblick auf fundierten Schallschutz ableitbar werden. Die Auswirkung der spektral-temporalen Struktur eines Schallsignals zeigt sich in der Forschung zum so genannten Irrelevant Sound Effect, einem gut untersuchten leistungsbeeinträchtigenden Effekt spektral-temporal stark variabler Schalle (unter anderem Sprache) auf das Memorieren serieller Informationen (Klatte, Kilcher, & Hellbrück, 1995). Dieser Effekt wird als präattentiv angenommen und im Rahmen des Working Memory Modells (Baddeley, 2000a) als eine Interferenz des Schalls mit den gemerkten Inhalten in einem Subsystem dieses Modells, der so genannten phonologischen Schleife, erklärt. Die Auswirkungen von hoher Lautheit und bestimmter Frequenzzusammensetzung von Schallen hingegen werden meist über eine Steigerung des Arousal erklärt. Eine Steigerung des Arousal kann, vermittelt über eine steigende Selektivität (Easterbrook, 1959) und Ablenkbarkeit des Aufmerksamkeitsfokus (Kahneman, 1973), zu einer Beeinträchtigung der Lösung von Aufgaben führen, die die so genannte zentrale Exekutive, das überwachende und kontrollierende Subsystem des Working Memory Modells erfordern. In Fragestellung I (3 Experimente) werden diese beiden unterschiedlichen Wirkungen von Parametern der Hintergrundschalle auf drei Aufgaben untersucht, die selektiv Ansprüche an die beiden genannten Systeme des Arbeitsgedächtnisses stellen. Aufgaben, die vor allem die phonologische Schleife fordern (Serial Recall und KLTM, ein modifizierter Konzentrations-Leistungstest (Düker & Lienert, 1965)), werden erwartungsgemäß durch spektral-temporal stark variable Schalle (Sprachschall) gestört. Ein lautes und tieffrequent dominiertes Straßenverkehrslärmgeräusch (L(A)eq=70 dB(A)) beeinträchtigt hingegen Aufgaben, welche die Funktion der zentralen Exekutive beanspruchen (Stroop Test (Stroop, 1935) und KLTM). In Fragestellung II (4 Experimente) werden Modifikationen der Verkehrsschalle untersucht (Reduktion in der Lautheit und/oder im tieffrequenten Bereich). Hierbei kann mit Einschränkungen eine geringere Störwirkung durch eine kombinierte Modifikation beider Parameter gezeigt werden (KLTM; Stroop Test; Grammatical Reasoning, das vergleichbar zum KLTM beide Systeme beansprucht). In einem weiteren Experiment (KLTM) wird ein möglicher Einfluss der Darbietungsart (Lautsprecher vs. Kopfhörer) ausgeschlossen. In Fragestellung III (2 Experimente) wird die Relevanz der Semantik für die Störwirkung des Sprachschalls untersucht, sowie Schienen- statt Straßenverkehrslärm verwendet (KLTM; Grammatical Reasoning). Es lässt sich eine teilweise Unabhängigkeit des Sprachschalleffektes von seiner Semantik zeigen (nur im KLTM). Für den Schienenverkehrsschall ergeben sich jedoch keine Effekte in derselben Größenordnung wie für den Straßenverkehr. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf Schallschutzmaßnahmen in beruflichen Umwelten sowie eventueller Implikationen für die modelltheoretische Basis diskutiert.
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Noise protection mostly contains only a global demand of level reduction. Yet this is not the most effective sort of modificating disturbing noise. From the cognitive psychology and its models hypotheses can be derived, which specifications or variations in the noise signal are crucious for a disturbance of cognitive performance. In the following, nine experiments are described. Their aim was to specify - based on models of cognitive psychology - the effects of variations of noise parameters such as time structure, loudness and frequency compound to some basic cognitive functions. This should render a modification of disturbing noises possible that goes further than only level reduction. The effects of the spectral-temporal structure of a noise signal have been examined in the research tradition of the so called irrelevant sound effect. This means the disturbing effect of highly spectral-temporal structured sounds (often but not exclusivly speech) to the memorising of serial information (Klatte, Kilcher & Hellbrück, 1995). This effect
Noise protection mostly contains only a global demand of level reduction. Yet this is not the most effective sort of modificating disturbing noise. From the cognitive psychology and its models hypotheses can be derived, which specifications or variations in the noise signal are crucious for a disturbance of cognitive performance. In the following, nine experiments are described. Their aim was to specify - based on models of cognitive psychology - the effects of variations of noise parameters such as time structure, loudness and frequency compound to some basic cognitive functions. This should render a modification of disturbing noises possible that goes further than only level reduction. The effects of the spectral-temporal structure of a noise signal have been examined in the research tradition of the so called irrelevant sound effect. This means the disturbing effect of highly spectral-temporal structured sounds (often but not exclusivly speech) to the memorising of serial information (Klatte, Kilcher & Hellbrück, 1995). This effect is described in the frame of the Working Memory Model (Baddeley, 2000a) as an interference of the sound with the memorised contents in a subsystem of the model, the so called Phonological Loop. On the other hand, the effects of high sound level and special frequency compound are mostly explained in terms of an increase in arousal. An increase in arousal can cause an impairement in the performance in tasks that need the so called Central Executive, the supervising and controlling system of the Working Memory Model. This effect is mediated by an increasing selectivity (Easterbrook, 1959) and divertion (Kahneman, 1973) of the attentional focus. In the empirical part I (3 experiments) these two different effects of sound parameters were investigated. Therfore three tasks were used, that lay different claims to the described subsystems of the working memory model. The performance in tasks, that demand first of all the Phonological Loop (Serial Recall and KLTM, a modified Konzentrations-Leistungstest (Düker & Lienert, 1965)), is - as expected - disturbed by spectral-temporal highly structured sounds (e.g. speech). A loud road traffic noise with dominant low frequencies (L(A)eq=70 dB(A)) on the other hand impaires the performance in tasks that need the functioning of the Central Executive (KLTM and Stroop Test (Stroop, 1935)). In part II (4 experiments) modifications of the traffic sounds were examined (level reduction in the overall sound level and/or in the low frequency scope). It could be shown that the impairement of performance is reduced under a combined modification of both parameters (KLTM; Stroop Test; Grammatical Reasoning, that needs both subsystems like the KLTM). In a further experiment (KLTM) a possible effect of the presenting mode (loudspeaker vs. headphone) could be excluded. In part III (2 experiments) the relevance of the semantic understandability of the background speech is examined. Furthermore rail traffic instead of road traffic noise is used (KLTM; Grammtical Reasoning). A partly independence of the speech sound effect from its semantic could be shown (only in the KLTM). For the rail traffic noise, no effects in the same quantity as for the road traffic noise could be found. The results are discussed in hinsight of noise protection measures in working areas and possible implications for the theoretical basis.
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Metadaten
Author:Feil, Alexandra
URN:urn:nbn:de:bvb:824-opus-377
Advisor:Prof. Dr. Hellbrück, Jürgen
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2006/11/09
Publishing Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt
Granting Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Philosophisch-Pädagogische Fakultät
Date of final exam:2006/10/19
Release Date:2006/11/09
Tag:Hintergrundsprache; Irrelevant Sound Effect
background speech; irrelevant sound effect; traffic noise
GND Keyword:Denkleistung; Farbe-Wort-Interferenztest; Kopfrechnen; Lärm; Schlussfolgern; Verkehrslärm
Institutes:Psychologie
Dewey Decimal Classification:150 Psychologie