Schriftenreihe Personal- und Organisationsentwicklung

Schriftenreihe Personal- und Organisationsentwicklung Band 7 Herausgeber: Prof. Dr. Oliver Sträter Prof. Dr. Ekkehart Frieling Institut für Arbeitswis...
Author: Falko Messner
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Schriftenreihe Personal- und Organisationsentwicklung Band 7 Herausgeber: Prof. Dr. Oliver Sträter Prof. Dr. Ekkehart Frieling Institut für Arbeitswissenschaft

Menschbezogene beeinträchtigende Effekte von Straßenverkehrslärm bei informatorischer Arbeit Eine laborexperimentelle Untersuchung

Stephan Sandrock

kassel university

press

Die vorliegende Arbeit wurde vom Fachbereich Maschinenbau der Universität Kassel als Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften (Dr. rer. pol.) angenommen. Erster Gutachter: Prof. Dr. Oliver Sträter Zweiter Gutachter: PD Dr. Martin Schütte Tag der mündlichen Prüfung

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar Zugl.: Kassel, Univ., Diss. 2010 ISBN: 978-3-89958-874-3 (Druckausgabe) ISBN: 978-3-89958-875-0 (Online-Version) URN: urn:nbn:de:0002-8758 © 2010, kassel university press GmbH, Kassel www.upress.uni-kassel.de Umschlaggestaltung: Bettina Brand Grafikdesign, München Druck und Verarbeitung: Unidruckerei der Universität Kassel Printed in Germany

21. Januar 2010

Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen des von der EU geförderten Projekts SILENCE am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der Universität Dortmund. Ich danke Frau Univ.-Prof. Dr. med. Barbara Griefahn für die freundliche Überlassung des Themas und der im Rahmen der Untersuchungen von mir erhobenen Daten. Herrn Prof. Dr. phil. habil. Oliver Sträter danke ich für die Übernahme der gutachterlichen Tätigkeit und manche Anregung zur Erhöhung des Textverständnisses. Herrn PD Dr. phil. Martin Schütte danke ich für zahlreiche Diskussionen, kritische Hinweise und seinen Einsatz und seine Ermutigungen während der Entstehung dieser Arbeit. Ohne die Mitarbeiter der Projektgruppe ‚physikalische Einwirkungen’ am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung wäre die Durchführung der Versuche so nicht möglich gewesen. Ich möchte allen, die mir dabei behilflich waren, herzlich danken. Zuletzt danke ich Yvonne Pomplun und meiner Tochter Paula für ihre Unterstützung, und ihre Geduld und Verständnis, wenn die Arbeit wieder einmal Vorrang hatte.

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Inhalt

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Einleitung ........................................................................................................................9 1.1 Schall und Lärm......................................................................................................11 1.2 Verkehrslärm ..........................................................................................................13 1.3 Lärm im Belastungs-Beanspruchungs-Konzept .....................................................15 1.3.1 Beanspruchungsfolgen .......................................................................................17 1.3.2 Messung psychischer Belastung und Beanspruchung .......................................19 1.4 Lärm und Lästigkeit ................................................................................................22 1.5 Stand der Literatur zur Lärmwirkung ......................................................................23 1.5.1 Akustische Einflussfaktoren: Leistung, Beanspruchung und Belästigung ..........24 1.5.2 Bewertung akustischer Einflussfaktoren.............................................................29 1.5.3 Individuelle und situative Einflussfaktoren ..........................................................29 1.5.3.1 Persönlichkeitseigenschaften .....................................................................30 1.5.3.1.1 Lärmempfindlichkeit ....................................................................................30 1.5.3.1.2 Extraversion und Introversion .....................................................................31 1.5.3.1.3 Kognitive Fähigkeiten..................................................................................32 1.5.3.2 Geschlecht ..................................................................................................33 1.5.3.3 Alter ............................................................................................................33 1.5.4 Bewertung individueller Einflussfaktoren ............................................................33 1.5.5 Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit ............................................................34 1.5.5.1 Lärm, Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit: Leistung...........................35 1.5.5.2 Lärm, Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit: Leistung und Beanspruchung ..........................................................................................................37 1.6 1.7

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Zusammenfassung und Schlussfolgerung..............................................................39 Fragestellungen......................................................................................................42

Methoden.......................................................................................................................43 2.1 Schallszenarien ......................................................................................................43 2.1.1 Hintergrundgeräusch ..........................................................................................44 2.1.2 Experiment 1: Variation des Anteils an Schwerlastverkehr und der zeitlichen Struktur ...........................................................................................................................44 2.1.3 Experiment 2: Variation der zeitlichen Struktur...................................................46 2.2 Verwendete Aufgaben ............................................................................................48 2.2.1 Grammatical Reasoning Task (GRT) .................................................................50 2.2.2 Mathematical Processing Task (MPT)................................................................54 2.2.3 Figuraler Logik Test (FLT) ..................................................................................59 2.3 Kontrollvariablen.....................................................................................................60 2.3.1 Lärmempfindlichkeit............................................................................................60 2.3.2 Individuelle Fertigkeiten ......................................................................................61 2.4 Abhängige Variablen ..............................................................................................61 2.4.1 Belästigung .........................................................................................................61

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2.4.2 Psychische Beanspruchung............................................................................... 61 2.4.3 Leistung.............................................................................................................. 63 2.5 Versuchsablauf ...................................................................................................... 64 2.6 Versuchsraum........................................................................................................ 65 2.7 Apparatur ............................................................................................................... 66 2.7.1 Rechner-Ausstattung ......................................................................................... 66 2.7.2 Tastatur .............................................................................................................. 66 2.8 Stichprobe.............................................................................................................. 67 2.8.1 Stichprobe Experiment 1.................................................................................... 67 2.8.2 Stichprobe Experiment 2.................................................................................... 68 2.9 Experimentelle Bedingungen ................................................................................. 68 2.10 Auswertungsstrategie ............................................................................................ 68 3

Auswertung und Ergebnisse ...................................................................................... 73 3.1

Studie 1: Variation des Anteils an Schwerlastverkehr und der zeitlichen Struktur. 73

3.1.1 Lärmempfindlichkeit ........................................................................................... 73 3.1.2 Analyse der Trainingsendleistung bei den GRT und MPT Aufgaben................. 74 3.1.3 Analyse der Kovariate: Grad der Vorbeanspruchung ........................................ 75 3.1.4 Auswertung Grammatical Reasoning Task (GRT)............................................. 76 3.1.4.1 Leistung...................................................................................................... 77 3.1.4.2 Beanspruchung .......................................................................................... 78 3.1.4.3 Belästigung ................................................................................................ 82 3.1.5 Auswertung Mental Arithmetic Task (MPT)........................................................ 83 3.1.5.1 Leistung...................................................................................................... 83 3.1.5.2 Beanspruchung .......................................................................................... 84 3.1.5.3 Belästigung ................................................................................................ 88 3.1.6 Auswertung Figural Logic Task (FLT) ................................................................ 90 3.1.6.1 Leistung...................................................................................................... 90 3.1.6.2 Beanspruchung .......................................................................................... 91 3.1.6.3 Belästigung ................................................................................................ 96 3.1.7 Zusammenfassung der Befunde von Studie 1 ................................................... 97 3.2 Studie 2: Variation der zeitlichen Struktur.............................................................. 99 3.2.1 Lärmempfindlichkeit ........................................................................................... 99 3.2.2 Analyse der Trainingsendleistung bei den GRT und MPT Aufgaben................. 99 3.2.3 Analyse der Kovariate: Grad der Vorbeanspruchung ...................................... 101 3.2.4 Auswertung Grammatical Reasoning Task (GRT)........................................... 102 3.2.4.1 Leistung.................................................................................................... 102 3.2.4.2 Beanspruchung ........................................................................................ 103 3.2.4.3 Belästigung .............................................................................................. 107 3.2.5 Auswertung Mental Arithmetic Task (MPT)...................................................... 109 3.2.5.1 Leistung.................................................................................................... 109 3.2.5.2 Beanspruchung ........................................................................................ 110 3.2.5.3 Belästigung .............................................................................................. 113

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3.2.6 Auswertung Figural Logic Task (FLT)...............................................................115 3.2.6.1 Leistung ....................................................................................................115 3.2.6.2 Beanspruchung.........................................................................................117 3.2.6.3 Belästigung ...............................................................................................120 3.2.7 Zusammenfassung der Befunde von Studie 2..................................................122 4

Diskussion ..................................................................................................................123 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Validität des statistischen Schlusses ....................................................................124 Interne Validität.....................................................................................................125 Konstruktvalidität ..................................................................................................128 Externe Validität ...................................................................................................129 Schlussfolgerungen und Ausblick.........................................................................131

Zusammenfassung.............................................................................................................136 Summary .............................................................................................................................141 Literatur...............................................................................................................................144 Tabellenverzeichnis ...........................................................................................................169 Abbildungsverzeichnis ......................................................................................................171 Anhang ................................................................................................................................174

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„Die Verbesserung der städtischen Lebensbedingungen durch die allgemeine Einführung des Motorfahrzeugs kann kaum überbewertet werden [...]. Leichte gummibereifte Fahrzeuge, die schnell und geräuschlos über den glatten Straßenbelag fahren, werden die Nervosität, die Ablenkung und den Stress der modernen Zeit größtenteils eliminieren.“ (Scientific America 1899 .zit. in DIE ZEIT 33/2001)

1 Einleitung Mobilität stellt eine Voraussetzung für die persönliche Entfaltung sowie für die Funktionsfähigkeit und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit einer Gesellschaft dar. Dementsprechend hat der Verkehr in der Vergangenheit mit dem wirtschaftlichen Wachstum erheblich zugenommen (Hautzinger et al. 1997). So entfiel im Jahr 2004 auf den Verkehrssektor ein Anteil von 3,2 % des Bruttoinlandsprodukts der Bundesrepublik Deutschland. Weiterhin arbeiteten 3,5 % aller Erwerbstätigen in diesem Bereich (Statistisches Bundesamt 2006). Durch steigende Anforderungen an die Mobilität im Arbeitsleben, wie etwa die Zunahme an Transport- und Logistikdienstleistungen (z. B. Just-in-timeFertigung), ist trotz einer bereits hohen Verkehrsdichte allgemein mit einer weiteren Zunahme des Verkehrs am Boden und in der Luft zu rechnen (Europäische Kommission 2001; Eurocontrol 2007). Nach Angaben des niedersächsischen Umweltministeriums (2008) stieg in der Bundesrepublik die Fahrleistung – d. h. die zurückgelegte Wegstrecke - aller Kraftfahrzeuge im Zeitraum von 1991 bis 2003 um annähernd 20 %. Nach der 2001 im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen erstellten Verkehrsprognose 2015 ist im Zeitraum von 1997 bis 2015 mit einer weiteren Zunahme des Personenverkehrs um bis zu 21 % zu rechnen (Mann et al. 2001). Die geschätzten Zuwachsraten des Straßengüterverkehrs liegen beim Nahverkehr bei bis zu 26 % und beim Fernverkehr bei bis zu 70 % (Statistisches Bundesamt 2006). Verkehrszählungen zeigen, dass bereits jetzt LKW-Anteile von bis zu 40 % am Gesamtverkehrsaufkommen auftreten (z. B. Faulhammer & Richter 2000). Darüber hinaus ist die Fahrleistung von LKW in der Regel doppelt so hoch wie die von PKW (Ellinghaus & Steinbrecher 2002). 9

Da Verkehr mit der Emission von Schall verbunden ist, ist mit der zu erwartenden Erhöhung der Verkehrsleistung entsprechend auch von einer steigenden Umweltbelastung durch Verkehrsgeräusche auszugehen.

Ergebnisse von Umfragen zeigen, dass Verkehrslärm eine hohe Belastung darstellt (VDI 3722 Blatt 1; BayLfU 2003; Kloepfer et al. 2006), auf die die Bevölkerung mit abnehmender Toleranz reagiert. Dabei stehen als Gründe die Störung des Wohlbefindens sowie die Furcht vor gesundheitlichen Schäden im Vordergrund. Im Rahmen einer Online-Umfrage des Umweltbundesamtes (2002) berichteten 64 % der Teilnehmer durch Straßenverkehrslärm wesentlich, und 43 % hochgradig belästigt zu sein (N = 8771). Epidemiologische Studien des Umweltbundesamtes legen die Vermutung nahe, dass Lärm langfristig zur Entwicklung chronischer, vor allem kardiovaskulärer Erkrankungen beitragen kann (Babisch 2003, 2006; Stansfeld & Matheson 2003) und möglicherweise auch zu überdauernden Verhaltensänderungen führt (Babisch 2004). Anwohner stark befahrener Straßen führen demnach z. B. kürzere Telefonate, schließen häufiger das Fenster und nutzen Balkone oder Terrassen seltener.

Mit der Ausweitung des Dienstleistungssektors, dessen Betriebe sich verstärkt in den Ballungszentren ansiedeln, ist darüber hinaus eine steigende Anzahl von Arbeitnehmern von der Einwirkung von Verkehrslärm betroffen. Daneben haben in den letzten Jahren moderne Informations- und Kommunikationstechnologien sowohl im produzierenden als auch im Dienstleistungssektor Einzug gehalten. Mit dem Einsatz dieser neuen Technologien geht eine Veränderung der Arbeitsanforderungen einher. So entstehen mit der Verbreitung neuer Technologien primär Anforderungen an die Aufnahme, Verarbeitung sowie das Umsetzen von Informationen (Ulich 1998; Schütte 1999b). Allerdings ist bislang weitgehend unklar, in welcher Weise sich emittierter Verkehrslärm bei der Bearbeitung geistiger Tätigkeiten auf Beanspruchung, Leistung und Belästigung auswirkt. Gegenstand dieser Arbeit sind Untersuchungen zur Klärung dieser Frage.

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1.1 Schall und Lärm Nach Guski (1987) kann Lärm als negativ empfundener Schall verstanden werden, der für Betroffene unerwünscht oder dazu geeignet ist, diese psychisch, physisch, [...] zu beeinträchtigen (vgl. auch VDI 2058 Blatt 3). Ob Geräusche als Lärm eingestuft werden, hängt damit nicht nur von akustischphysikalischen Parametern, sondern auch von der Situation und der Einstellung (z. B. der Lärmempfindlichkeit, vgl. Abschnitt 1.5.3.1.1) der Betroffenen ab (Lamure 1975; Schick 1997; Guski 1999; Sailer & Hassenzahl 2000; Ouis 2001; Belojević et al. 2003; Beaman 2005). Schall stellt somit die physikalische Grundlage jeder Lärmempfindung dar (Hoffmann & v. Lüpke 1986; Schaefer 1993).

Unter Hörschall werden mechanische Schwingungen in elastischen Medien im Frequenzbereich des menschlichen Gehörs (16 bis 20000 Hz) verstanden, die aus dem Hin- und Herbewegen von Masseteilchen um ihren Ruhepunkt resultieren (Hoffmann & v. Lüpke 1986). Wenn das Medium des Schalls in nur einer Frequenz schwingt, wird über das Gehör ein reiner Ton wahrgenommen. Ein Klang entsteht, wenn mehrere Töne kombiniert sind, und die einzelnen Frequenzkomponenten in einem festen definierten Verhältnis zueinander stehen. Wenn sich die Verhältnisse der einzelnen Komponenten ändern, wird dies als Geräusch bezeichnet (DIN 1320:1997; Schaefer 1993), das Franke als „aperiodisches Schallereignis mit völlig regellosem Schwingungsverlauf“ definiert (Franke 1978, S. 65, zit. in Schick 1990). Als weißes Rauschen werden Geräusche bezeichnet, die sich aus allen Frequenzen des hörbaren Bereichs, also von 16 Hz bis 20 kHz, zusammensetzen. Da hier alle Frequenzen mit dem gleichen Pegel enthalten sind, wird auch von breitbandigem Rauschen gesprochen.

Für die Stärke einer Hörempfindung ist der Schalldruck maßgeblich (MüllerLimroth 1993). Um eine Hörempfindung eines 1000-Hz-Tones auszulösen, ist ein Schalldruck von 2*10-5 N/m2 (20 μPa) notwendig. Schalldruckwerte werden logarithmiert, wobei die transformierte Skala zur Darstellung des Schalldruckpegels die Einheit Dezibel (dB) hat.

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Das menschliche Ohr empfindet Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen unterschiedlich laut, d. h. dass die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres von der Frequenz abhängt. Tiefe und sehr hohe Töne werden weniger laut wahrgenommen als Töne im mittleren Frequenzbereich (um 3 kHz). Zur Geräuschmessung werden Schallpegelmessgeräte eingesetzt, die Frequenzbewertungsfilter enthalten, welche die Frequenzempfindlichkeit des menschlichen Ohres nachzubilden versuchen. Für die Lärmbewertung ist die A-Bewertung international üblich (Schick 1990; DIN EN 60651:1994), die besonders die Frequenzempfindlichkeit im mittleren (3 kHz) Bereich widerspiegelt und die Einheit dB(A) hat. Die A-Kurve folgt ungefähr dem Verlauf der absoluten Hörschwelle (Guski 1987) und war ursprünglich nur für Pegelbereiche bis 60 dB(A) vorgesehen. Neben der A-Bewertung werden in der vorliegenden Arbeit Studien beschrieben, in denen Geräusche mit CBewertung – die eigentlich bei Pegeln im Bereich von 90 – 120 dB zur Anwendung kommen sollte – verwendet werden (z. B. Smith & Broadbent 1981, 1982, vgl. Tabelle 1). Dabei handelt es sich um eine Frequenzbewertung, bei der gegenüber der A-Bewertung tiefe Frequenzen stärker gewichtet werden. Da der Schallpegel von Umweltgeräuschen in der Regel nicht konstant ist, sondern innerhalb eines bestimmten Messzeitraumes variiert, werden weitere Beschreibungsgrößen für die Schallpegel herangezogen. So hat sich zur Messung von Schallereignissen über einen bestimmten Zeitraum der energieäquivalente Dauerschallpegel (LAeqT) durchgesetzt, bei dem es sich um eine Mittelung des Leistungsverlaufes des Schalls über ein bestimmtes Zeitintervall handelt (DIN 45641:1990). Der LAeqT berücksichtigt Pegelschwankungen, jedoch sind weder die zeitliche Struktur noch die Maximalpegel (LAmax) der einzelnen Geräusche aus diesem Wert abzuleiten (Guski 1987; Schaefer 1993). Die VDI 2058 Blatt 3 beinhaltet als weiteres Merkmal zur Bewertung von Schallen die ‚Auffälligkeit’, die dann gegeben ist, „[…] wenn sich die Geräuschimmission durch besondere Ton- oder Impulshaltigkeit auszeichnet“, oder, „[…] das allgemein vorhandene Hintergrundgeräusch insgesamt oder in einzelnen Frequenzbereichen von dem zu beurteilenden Geräusch um 10 dB(A) oder mehr überschritten wird.“ (VDI 2058 Blatt 3, S. 2).

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1.2 Verkehrslärm Die Bewertung der akustischen Belastung von Verkehrslärm erfolgt auf Grundlage des jeweiligen energieäquivalenten Dauerschallpegels (LAeqT) (DIN 45642:2004), wobei zu berücksichtigen ist, dass die menschbezogenen Reaktionen nicht allein vom Pegel, sondern auch von weiteren akustischen Parametern, wie der zeitlichen Struktur der Geräusche, der Frequenzzusammensetzung sowie von der Art der jeweiligen Geräuschquellen (z. B. PKW, LKW, Motorräder) abhängen (Notbohm, Gärtner & Schwarze 2003). Gerade Verkehrsschalle können sich hinsichtlich der Lautstärke, der Pegelanstiegszeiten sowie der Frequenzzusammensetzung erheblich unterscheiden (Burns 1973). Dies gilt zum Beispiel für die Geräuschemissionen von PKW und LKW (z. B. Genuit 2007). Gjestland (1987) konnte in einer Laborsituation zeigen, dass bei gleichem energieäquivalentem Dauerschallpegel (LAeq) Verkehrsszenarien mit einem höheren LKW-Anteil (20 %) zu einer höheren Belästigungsreaktion führten als Szenarien mit einem geringeren LKW-Anteil (5 %).

Schallemissionen werden darüber hinaus wesentlich von der Verkehrsdichte und der Häufigkeit von Schallereignissen beeinflusst. So verursachen Vorbeifahrten einzelner PKW andere Schallemissionen als dichter Verkehr; Emissionen an Ampelkreuzungen unterscheiden sich von Emissionen an Kreisverkehren z. B. durch unterschiedliche Pegelhäufigkeitsverteilungen (z. B. Jones & Waters 1981). Daneben unterscheiden sich Emissionen je nach Geschwindigkeit, Last und Fahrverhalten (Brannolte et al. 2005).

Um den mit dem zu erwartenden Verkehrsaufkommen steigenden Geräuschemissionen zu begegnen, verlangt die Umgebungslärmrichtlinie der europäischen Union eine stärkere Berücksichtigung von Lärm bei städtebaulichen und verkehrsplanerischen Gestaltungen. Zunächst sollten große Kommunen (>250000 Einwohner) bis Mitte des Jahres 2007 die Lärmbelastung der Bevölkerung erfassen, um zur Jahresmitte 2008 unter Beteiligung der Bevölkerung Aktionspläne bezüglich Maßnahmen zur Lärmreduktion zu entwickeln (Bonacker et al. 2008). So können Maßnahmen zur Reduktion von Lärm an der Schallquelle selbst ansetzen. Bei Fahrzeugen stellen die Hauptquellen Motor- und Antriebsge13

räusche, Fahrtwindgeräusche sowie Abrollgeräusche der Reifen dar (Schulte 2004). Die Lärmgrenzwerte für neu zuzulassende Kraftfahrzeuge sind in den letzten Jahren reduziert worden, wobei für PKW 1996 die letzte Absenkung von 77 dB(A) auf 74 dB(A) festgelegt wurde, was einer Halbierung des Schalldrucks entspricht.

Zur Reduktion der durch die Interaktion von Straßenbelag und Reifen entstehenden Abrollgeräusche können Maßnahmen einmal in Geschwindigkeitsbegrenzungen bestehen, da Abrollgeräusche erst ab ca. 50 km/h prominent werden (Steven 2005). Daneben existieren Möglichkeiten in der Gestaltung der Reifen (Profil, Material) sowie in der Gestaltung des Bodenbelags (Golebiewski et al. 2003; Hübelt et al. 2006). Darüber hinaus wurde eine EU-weite Geräuschvorschrift für alle in den Handel kommenden Reifen als wichtige Voraussetzung zur Senkung der Reifen-/Fahrbahngeräusche erlassen (Europäisches Parlament 2007).

Ein weiterer Ansatz zur Pegelreduktion besteht in der Gestaltung der Verkehrsführung, bzw. in der Einflussnahme auf das individuelle Fahrverhalten. Nach Auffassung von Kloepfer et al. (2006) können Geräuschminderungspotentiale optimierter Fahrweisen durch eine Straßenraumgestaltung (z. B. Straßenverengungen, Berliner Kissen etc.) erreicht werden. Neben Reduktionen im Bereich der Mittelungspegel sind so vor allem Verringerungen von Pegelspitzen erzielbar. Allerdings gelingt der rechnerische Nachweis der akustischen Wirksamkeit mit der in Deutschland eingeführten Rechenvorschrift nicht, da der Parameter ‚Verkehrsfluss’ im Berechnungsverfahren nicht vorgesehen ist (Kloepfer et al. 2006). Eine zuverlässige Quantifizierung der Effekte ist demnach nur post hoc durch Messung oder Befragung möglich.

Darüber hinaus existieren Ansätze, Pegel durch ein verändertes Verkehrsmanagement zu reduzieren. Burt stellte bereits 1971 fest, dass Pegelspitzen durch eher gleichmäßigen Verkehr vermieden werden können. Beispielsweise weisen Ampelkreuzungen höhere Lärmspitzen mit größerer Häufigkeit auf als Kreisverkehre (Mehra 2003; Rey 2007). Nach Angaben der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden14

Württemberg (2007) führte der Umbau von Ampelkreuzungen zu Kreisverkehren zwar nur zu geringen Pegelreduktionen, aber zu deutlichen Änderungen von Pegelhäufigkeitsverteilungen, wobei sich durch die Reduktion der Häufigkeit der Spitzenpegel eine Verringerung der Belästigung der Anwohner ergab. Da diese Messungen allerdings nur post hoc vorgenommen wurden und zudem keine wirkliche Bedingungsvariation erfolgte, sind die Aussagen derartiger Befragungen nicht eindeutig interpretierbar. So fehlen bisher systematische Untersuchungen zu den menschbezogenen Auswirkungen von Maßnahmen, die die zeitliche Struktur von Verkehrsgeräuschen oder die Zusammensetzung des Verkehrs (LKW, PKW) beeinflussen. Derartige Studien könnten die Planung, d. h. die Auswahl von Verkehrsmanagementmaßnahmen, möglicherweise erleichtern. Dabei dürfen vor dem Hintergrund der Zunahme mentaler Anforderungen bei informatorischer Arbeit tätigkeitsbezogene Aspekte nicht unberücksichtigt bleiben. Studien, die die Auswirkungen von Verkehrslärm bei der Durchführung informatorisch belastender Tätigkeiten untersuchen, sind daher hilfreich. Die vorgesehenen Experimente zielen demzufolge auf die Erfassung und Evaluation der Wirkungen von Straßenverkehrslärm auf die Belästigung, die Beeinträchtigung kognitiver Leistungen und die damit verbundene Beanspruchung.

1.3 Lärm im Belastungs-Beanspruchungs-Konzept Die vorliegende Arbeit verwendet die Terminologie des BelastungsBeanspruchungs-Konzepts (Rohmert 1984), wonach die Belastung eine Einwirkgröße und die Beanspruchung eine Auswirkungsgröße darstellt. Dementsprechend stellt Schall bzw. Lärm eine Umgebungsbelastung dar. Die begriffliche Unterscheidung von Belastung und Beanspruchung kommt auch in der internationalen Norm zur Erfassung mentaler Beanspruchung (ISO 10075-1:1991) zur Anwendung. So wird hier die psychische Belastung als „[…] die Gesamtheit aller erfassbaren Einflüsse, die von außen auf den Menschen zukommen und psychisch auf ihn einwirken“ definiert. Dabei ist der Begriff der Belastung in der arbeitspsychologischen Konnotation neutral anzusehen (z. B. Nachreiner 2001). In der ISO 10075-1 werden Beispiele für verschiedene Einflussgrößen genannt. So wird hier konzeptuell in die vier Bereiche a) Arbeitsaufgabe und den damit verbundenen Anforderun15

gen, b) physikalische Umgebung, c) soziale und organisationale Faktoren und schließlich d) gesellschaftliche Faktoren unterschieden (vgl. ISO 100751:1991; Nachreiner & Schultetus 2002). Für die vorliegende Arbeit von Bedeutung ist der Bereich der physikalischen Umgebung, wobei hier besonders die beanspruchungsbezogenen Auswirkungen von Lärm relevant sind. Weiterhin werden die Arbeitsaufgabe und die damit verbundenen Anforderungen fokussiert.

Psychische Beanspruchung hingegen ist „[…] die unmittelbare (nicht die langfristige) Auswirkung der psychischen Belastung im Individuum in Abhängigkeit von seinen jeweiligen überdauernden und augenblicklichen Vorraussetzungen, einschließlich der individuellen Bewältigungsstrategien“ (ISO 10075-1:1991). Die Erbringung einer Arbeitsleistung beinhaltet eine vorwiegend bei motorischen Tätigkeiten auftretende physische und bei primär mentalen Aufgaben entstehende psychische Beanspruchung. Diese wird von den jeweiligen Aufgabenanforderungen und den individuellen Leistungsvoraussetzungen determiniert, welche entsprechend auch Einfluss auf die Leistungsergebnisse haben (z. B. Wieland-Eckelmann 1992). Umgebungsfaktoren wie Lärm können diese Interaktion beeinflussen, da sie als äußere Arbeitsbedingungen die jeweiligen Verwirklichungsbedingungen von Aufgabenanforderungen mitdefinieren (Smith & Ottmann 1987; Smith 1990; Ising et al. 1996).

Die der Belastung folgende Beanspruchung führt nach ISO 10075-1 zu unterschiedlichen Folgen. Einerseits können anregende Effekte entstehen, die sich in Aufwärmungseffekten oder Aktivierungseffekten manifestieren, anderseits kann die Beanspruchung aber auch Beeinträchtigungen, so genannte Fehlbeanspruchungen, nach sich ziehen. Abbildung 1 zeigt den postulierten Zusammenhang.

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Abbildung 1: schematischer Zusammenhang zwischen psychischer Belastung und Beanspruchung (in Anlehnung an ISO 10075-1)

Im Folgenden wird auf kurzfristige Beanspruchungsfolgen und deren Entstehung eingegangen.

1.3.1 Beanspruchungsfolgen Eine häufige Folge psychischer Beanspruchung stellen Aufwärmungseffekte dar, die dazu führen, dass kurz nach Aufnahme einer Tätigkeit diese mit geringer Anstrengung ausgeführt wird. Die Aktivierung als weitere förderliche Beanspruchungsfolge stellt einen inneren Zustand mit verschieden hoher psychischer und körperlicher Funktionstüchtigkeit dar. Die Beeinträchtigungswirkungen andererseits können in drei Bereiche eingeteilt werden, die nach Hacker und Richter (1984) allerdings unterschiedlich gut voneinander zu differenzieren sind. Obwohl die Beanspruchungsfolgen funktionell von einander unabhängig sind, überschneiden sich jedoch teilweise die Symptome, so dass eine genaue Analyse der Belastungssitua17

tion, wie sie in den Abschnitten 2.1 und 2.2 vorgenommen wird, notwendig ist, um die jeweiligen Auswirkungen interpretieren und zuordnen zu können.

Bei der psychischen Ermüdung handelt es sich um eine vorübergehende Beeinträchtigung der psychischen und körperlichen Leistungsfähigkeit eines Menschen, die von der Dauer, der Stärke und dem Verlauf der vorangegangen Beanspruchung abhängt. Sie kann bei Überforderungen der Leistungsvoraussetzungen zeitlich beschleunigt eintreten. Erlebensmäßig kann sich ein Gefühl der Erschöpfung oder ein Müdigkeitsgefühl ohne Langeweile einstellen (Hacker und Richter 1984). Entsprechend können mehr Zeitbedarf für Handlungen, Fehlhandlungen oder das Vergessen von Informationen resultieren. Ermüdung ist ein reversibler Zustand, der durch Pausen, also zeitliche Unterbrechungen der Tätigkeit, abbaubar ist.

Von der psychischen Ermüdung sind ermüdungsähnliche Zustände abzugrenzen. Diese können zwar auch mit einem Müdigkeitsgefühl einhergehen, haben aber andere Ursachen und erfordern unterschiedliche Maßnahmen zu ihrer Beseitigung.

Nach Bartenwerfer (1957) kann Monotonie als eine spezifische Beanspruchungsfolge bezeichnet werden, die sich als Zustand herabgesetzter Aktiviertheit ausdrückt. Monotonie tritt besonders in reizarmen Situationen bei längerer Ausführung repetitiver und einförmiger Tätigkeiten auf und ist hauptsächlich mit Schläfrigkeit, Müdigkeit, Leistungsabnahme und -schwankungen sowie Verminderung der Umstellung- und Reaktionsfähigkeit verbunden (ISO 10075-1:1991; Ulich 1998). Dem Zustand der Monotonie kann mit einem Tätigkeitswechsel begegnet werden. Abgegrenzt werden kann der Begriff der Monotonie von dem Zustand herabgesetzter Vigilanz (Wachsamkeit) sowie der psychischen Sättigung.

Bei der herabgesetzten Vigilanz handelt es sich um einen bei abwechslungsarmen Beobachtungstätigkeiten langsam entstehenden Zustand mit herabgesetzter Signalentdeckungsleistung, auftretend z. B. bei Überwachungstätigkeiten. Damit unterscheidet sich dieser Zustand in den Entste18

hungsbedingungen vom Zustand der Monotonie, nicht aber in den Auswirkungen.

Der Zustand der psychischen Sättigung kann durch das Erleben fehlender Sinnhaftigkeit der Tätigkeit entstehen, der sich in einer stark affektbetonten Ablehnung der jeweiligen Situation manifestiert. Als weitere Symptome können Ärger, Leistungsabfall, aber auch Müdigkeitsempfinden auftreten. Im Gegensatz zu den eben genannten Zuständen ist die psychische Sättigung durch ein unverändertes oder gesteigertes Aktivierungsniveau gekennzeichnet, welches mit negativer Erlebnisqualität einhergeht. Um dem Phänomen der psychischen Sättigung zu begegnen, können als Gestaltungsmaßnahmen ein Wechsel der Tätigkeit sowie individuelle Sinn- und Zielbildung vorgenommen werden (z. B. Job-Enlargement, Job-Enrichment etc.).

Stress bzw. die Stressreaktion stellt eine weitere negative Beanspruchungsfolge dar. Als Auslöser wird hier die objektive Überforderung ohne Ausweichmöglichkeit, bzw. das Erleben von durch die Überforderung ausgelösten negativen Emotionen gesehen (Plath & Richter 1984a). Stress geht einher mit erregt-ängstlicher Gespanntheit, Unruhe und der Sorge um die Erfüllbarkeit der Aufgabe.

1.3.2 Messung psychischer Belastung und Beanspruchung Die Belastung konstituiert sich aus den Anforderungen und der Arbeitsumgebung der jeweiligen Tätigkeit. Schmidtke konstatiert, dass es „[…] für die verschiedensten informatorischen Belastungsgrößen bzw. –faktoren kein einheitliches Dimensions- oder Maßsystem und keine eigene Metrik gibt“ (Schmidtke 1993, S.144). Da verschiedene Tätigkeiten mit unterschiedlichen Belastungsfaktoren, wie Anforderungsart und –höhe sowie Umgebungsfaktoren, assoziiert sind, kann es allerdings ein einzelnes Maß für Belastung nicht geben (vgl. Nachreiner 2002). Darüber existieren zur Erfassung physischer Belastung und Beanspruchung auch verschiedene Kriterien bzw. Dimensionen. Im Folgenden werden Ansätze zur Erfassung psychischer Belastung und Beanspruchung exemplarisch dargestellt. 19

Als Konstrukt kann psychische Beanspruchung nicht direkt gemessen, sondern muss über Indikatoren erschlossen werden (Jex 1988; Hart & Staveland 1988; Schmidtke 1993). Dabei ist ein singulärer Indikator nicht ausreichend und auch nicht sinnvoll, da Belastung sich in der Regel aus mehreren Faktoren konstituiert (Nachreiner 2002; Schmidtke 2002) und es die psychische Beanspruchung nicht gibt. Um psychische Beanspruchung zu quantifizieren, wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Ansätze verfolgt. Zum einen wurde versucht, über physiologische Kenngrößen auf die mentale Beanspruchung zu schließen. Als Indikatoren wurden dabei okulomotorische Kenngrößen, wie die Lidschlussfrequenz (Luczak 1987), oder das Elektrookulogramm (Schmidtke 1993) herangezogen, die aber teilweise nur unter definierten Laborbedingungen auf eine Belastung ansprechen (Schmidtke 2002). Zum anderen wurden als weitere Indikatoren aus dem Elektroenzephalogramm abgeleitete Kenngrößen sowie kreislaufphysiologische Parameter, wie Herzfrequenz und Herzratenvariabilität (Miyake 2001; Backs 2001), untersucht. Die Befunde hierzu lassen allerdings vermuten, dass diese Parameter u. a. aufgrund der hohen intra- und interindividuellen Variabilität nicht geeignet sind, mentale Beanspruchung zuverlässig und valide abzubilden (Moray 1988; Schmidtke 2002; Nickel & Nachreiner 2000; Schütte & Nickel 2002).

Die Sachleistung kann einen weiteren Beanspruchungsindikator darstellen (Hacker 1974), wobei hier sowohl die Leistungsgüte als auch die Leistungsmenge in Betracht gezogen werden können. Dabei ist nach Schmidtke (1993) sicherzustellen, dass einerseits der erforderliche Ablauf für die jeweilige Tätigkeit erfasst wird, und zum anderen der Übungsgrad der untersuchten Personen zu berücksichtigen ist, da bei geringem Übungsniveau das gleiche Belastungsniveau zu unterschiedlicher Beanspruchung führen könnte und die Beanspruchung von interindividuellen Fertigkeiten bzw. Fähigkeiten abhängt. Hinzu kommt die Erfassung des Gewöhnungsgrades an die Untersuchungssituation.

Die Messung des subjektiven Beanspruchungserlebens über Fragebögen stellt schließlich eine weitere Möglichkeit der Erfassung dar (Schütte 1986; Reid & Nygren 1988; Wierwille & Eggemeier 1993; Rubio et al. 2004; 20

Embrey et al. 2006). Übersichten über subjektive Verfahren zur Messung psychischer Beanspruchung und deren Einsatzmöglichkeiten finden sich z. B. bei Hacker und Richter (1984), O’Donnell und Eggemeier (1986), Hancock und Meshkati (1988), oder bei Luczak (1998). Hacker (1974) geht davon aus, dass Befragungsdaten, insbesondere in Form skalierter Erfassungssysteme, eine effiziente Möglichkeit zur Beanspruchungserfassung darstellen. Subjektive Ratingverfahren sind in der Regel leicht anwendbar, zeitökonomisch durchführbar und zeichnen sich durch Akzeptanz bei den Befragten aus (z. B. Haarmann 2007). Die Erhebung des Beanspruchungserlebens kann dabei ein- oder mehrdimensional erfolgen. Dabei wird beim eindimensionalen Messansatz davon ausgegangen, dass sich die Komplexität des Beanspruchungserlebens über eine einzige Dimension abbilden lässt (Bartenwerfer 1978; Schütte 1986; Pickup et al. 2005). Ein Beispiel für ein eindimensionales Erfassungsverfahren stellt die AZA-Skala dar (Bartenwerfer 1969), wobei der erforderliche Grad der erlebbaren psychischen Anspannung (= Intensität der Zuwendung zu beliebigen inneren und äußeren Beachtungsgegenständen, Bartenwerfer 1960) auf einer für alle Tätigkeiten gültigen Dimension allgemeine zentrale Aktiviertheit ermittelbar sein soll (dazu kritisch: Udris 1976). Ein weiteres eindimensionales Verfahren stellt die Anstrengungsskala dar, mit der der subjektiv erlebte Leistungsaufwand bezogen auf aktuell durchzuführende Tätigkeiten erfasst werden kann (Eilers 1985; Schütte 1999a, 1999b, 2002).

Mehrdimensionale Verfahren zielen auf die Erfassung verschiedener, für das Beanspruchungserleben relevanter Dimensionen (Nygren 1991; Pickup et al. 2005), wobei im deutschsprachigen Raum vor allem die Eigenzustandsskala (EZ-Skala) von Nitsch (1976) und der BMS II von Plath und Richter (1984a; 1984b) Verbreitung gefunden haben. Die EZ-Skala besteht aus einer Liste von 40 Adjektiven, die von den (Arbeits-)Personen auf einer sechsstufigen Ratingskala danach einzuschätzen sind, in welchem Maße diese auf die aktuelle Befindenslage zutreffen. Mit dem Verfahren sollen anforderungsunspezifisch beanspruchungsbedingte Erlebensqualitäten – nämlich Motivation und Beanspruchung - erfasst werden können. Die ermittelten Daten geben Informationen über antriebs- und ausführungsregulatorische Erlebensqualitäten, die den Ausgangspunkt für verhaltenspräventive Maßnahmen sein können, die auf Veränderungen der Motivation oder des Be21

anspruchungserlebens abzielen. Die bipolaren Schätzskalen des BMS II bestehen aus 15 Items und sind daher im Vergleich zur EZ-Skala in der Durchführung sehr zeitökonomisch. Das Verfahren erlaubt die Erfassung kurzfristiger Fehlbeanspruchungsfolgen und ist für den wiederholten Einsatz – also für Verlaufsuntersuchungen – geeignet.

1.4 Lärm und Lästigkeit Das Konzept der Belästigung wird vor allem in der Umweltdiskussion verwendet und mit der physikalischen Belastung in Zusammenhang gebracht (Schönpflug 1987). Belästigung bezeichnet ein Gefühl des Missfallens, der Verärgerung oder des Unbehagens, das dann auftreten kann, wenn aktuell durchzuführende Tätigkeiten gestört werden (Guski et al. 1999; Ramirez et al. 2004). Darüber hinaus werden mit dem Konzept der Belästigung Angst und Hilflosigkeit in Zusammenhang gebracht (Flindell & Stallen 1999; Smith 1991).

Prinzipiell lassen sich in der Lärmwirkungsforschung zwei Bereiche unterscheiden: Ein eher umwelt- und sozialpsychologischer Forschungsbereich untersucht in der Regel in Feldstudien, mittels Befragungen, die Belästigung durch verschiedene Arten von Verkehrslärm (Miedema & Vos 1998, 1999; Öhrström et al. 2006) oder auch anderer Lärmquellen, wie etwa Windenergieanlagen (z. B. van den Berg 2004), bezogen auf alltägliche Situationen (z. B. häusliche Tätigkeiten, Freizeit). In verschiedenen Metaanalysen wurden die Ergebnisse derartiger Untersuchungen zur Belästigung durch verschiedene Verkehrsmittel ausgewertet: Demzufolge wirkt Flugzeuglärm, gefolgt von Straßenverkehrslärm am meisten belästigend; Schienenverkehrslärm führt danach zur geringsten Belästigung. Daneben ist die Belästigungsreaktion vom Pegel beeinflusst, d. h. mit höheren Pegeln steigt die Anzahl der durch Lärm belästigten Personen (z. B. Miedema & Oudshoorn 2001; Ouis 2001). Ein weiterer, eher laborexperimentell ausgerichteter Forschungsbereich beschäftigt sich primär mit den Auswirkungen von Lärm auf (standardisierte) Arbeitstätigkeiten. Zwar fanden in den Anfängen dieser Forschung auch Un22

tersuchungen im Feld statt, die aber u. a. wegen nicht konstant zu haltender Variablen und Erwartungshaltungen der untersuchten Teilnehmer zu inkonsistenten Ergebnissen führten (Broadbent & Little 1960; Burns 1973). Laboruntersuchungen haben den Vorteil, die Auswirkungen verschiedener Lärmarten auch in unterschiedlichen Konstellationen sowie deren Interaktionen mit aktuell durchzuführenden Tätigkeiten untersuchen zu können (Smith & Jones 1992). Neben leistungsbezogenen Untersuchungen existieren Studien, in denen die Belästigung, bzw. Lästigkeit von Geräuschen, analysiert wurde (z. B. Izumi 1988), wobei festzustellen ist, dass das Gefühl der Belästigung nicht zwingend mit Leistungseinbußen einhergehen muss (Broadbent 1979; Schönpflug 1987).

1.5 Stand der Literatur zur Lärmwirkung Die Auswirkungen von Lärm lassen sich in aurale und extra-aurale Lärmwirkungen differenzieren. Dabei sind bei den auralen Lärmwirkungen die durch Geräusche höherer Intensität (> 85 dB(A)) ausgelösten vorübergehenden oder dauerhaften Hörverluste und reversible Vertäubungen des Gehörs und die Lärmschwerhörigkeit zu nennen. Bei den kurzfristigen, extra-auralen Lärmwirkungen sind nach Griefahn (2006) primäre und sekundäre Lärmwirkungen zu unterscheiden. Als primäre Lärmwirkungen werden Störungen der Kommunikation durch Maskierung des Kommunikationsschalls und Ablenkung von der aktuellen Tätigkeit sowie Störungen des Schlafes genannt. Sust (1987) führt weiterhin als unmittelbare Wirkung von Geräuschen höherer Intensität eine erhöhte Unfallgefährdung an, die durch Verdeckung bzw. Maskierung von Warnsignalen entstehen kann. Sekundärreaktionen sind Folge der Primärreaktionen und setzen zeitlich verzögert, in der Regel aber noch während der Lärmexposition, ein. Dazu gehören Beeinträchtigungen der Leistung, die durch Kommunikationsstörungen oder Ablenkung von der Arbeitsaufgabe entstehen sowie die Belästigung. Reaktionen auf Lärm, wie Belästigung, Leistungsveränderungen und Beanspruchung, können prinzipiell von mehreren Faktoren beeinflusst werden. 23

Dabei werden die Art des Schalls, wie Geräusche unterschiedlicher Quellen oder Pegelunterschiede, situative Faktoren, wie die Art der Tätigkeit sowie die Schwierigkeit von Aufgaben und interindividuelle Unterschiede, als wesentliche Größen angesehen (Smith & Ottmann 1987; Smith & Jones 1992).

1.5.1 Akustische Einflussfaktoren: Leistung, Beanspruchung und Belästigung In den frühen Studien zur Wirkung von Lärm auf kognitive Leistungen wurden die Probanden teilweise Schallen mit Pegeln über 115 dB(A) exponiert (Stevens 1972; Broadbent 1979; Koelega & Brinkman 1986; Smith & Jones 1992). Aufgrund der davon ausgehenden Gesundheitsgefährdungen finden heute deutlich niedrigere Pegel Verwendung. Um den Einfluss von Lärm auf verschiedene Tätigkeiten zu überprüfen, wurden in vielen Experimenten künstliche Geräusche, wie weißes Rauschen oder ähnlicher breitbandiger Lärm, verwendet (z. B. Hockey 1970, 1972; Klotzbücher 1976; Hughes & Jones 2001). Tabelle 1 stellt eine Übersicht von Experimenten dar, in denen Auswirkungen von Lärm untersucht wurden. Es werden dort sowohl Experimente mit Schallpegeln zwischen 80 und 90 dB(A) aufgeführt, als auch Studien, in denen die Auswirkungen von Geräuschen mittlerer Intensität (45 bis 80 dB(A), vgl. Sust 1987) untersucht wurden und Studien, die der Auswirkung realistischerer Geräusche, wie Straßenverkehr auf Tätigkeiten, nachgingen. Im Folgenden wird auf die Wirkungen lauter Geräusche (≤ 90 dB(A)) eingegangen. Eine detaillierte Tabelle, die auch Experimente enthält, in denen Pegel von mehr als 90 dB(A) verwendet wurden, befindet sich im Anhang.

24

Tabelle 1: Auswahl an Studien zur Wirkung von Lärm auf kognitive Leistung (RT = Bearbeitungszeit; KG = Kontrollbedingung; k.A.= keine Angabe; + = Zunahme, - = Abnahme; Auflistung in alphabetischer Reihenfolge der Autoren) Autoren

Geräuschart/ Pegel

Lärmwirkung

Baker & Holding 1993

Straßenverkehr 90dB(A) Breitband 90 dB(A) Sprache 85 dB(A), KG 55 dB(A)

Schnellere RT, + Interaktion Lärm x Geschlecht

Baker 1984

Weißes Rauschen/Ruhe 95 dB vs 55 dB(A)

Interaktion von Lärm x Tageszeit x Geschlecht

Battmann & Schönpflug 1986

Verkehrslärm, synchron u. asynchron/KG 64 dB vs 45 dB(A)

verlängerte Entscheidungszeiten, kürzerer RT unter Lärm

Becker et al. 1995

Flugzeugläm/KG 70, 95 dB(A) / KG (k.A.)

weniger Treffer unter Lärm, höhere Beanspruchung unter Lärm

Belojević et al. 1992

Straßenverkehr / KG 75, 55 vs. 30 dB(A)

Lärmempf:: STM / MPT: Fehler +, Belästigung höher bei Lärmempf.

Belojević et al. 1999

Straßenverkehr / KG 60 / 42 dB(A)

Keine

Belojević et al. 2001

Straßenverkehr / KG, 88, 42 dB(A)

Extravertierte: RT+ unter Lärm, Introvertierte unter Lärm: Müdigkeit +, Konzentration-

Boman et al. 2005

Verkehrslärm, Sprache, KG 66, 66, 38 dB(A)

unter Lärm: Fehler +, bei jüngeren RT-

Dornic et al. 1990

Weißes Rauschen 80 dB/ Ruhe

Keine

Dornic et al. 1991

Weißes Rauschen (80 dB(A))/Ruhe

Keine

Forster & Grierson 1978

Breitbandlärm /Ruhe92 dB vs 70 dB(A)

Keine

Frankenhaeuser & Lundberg, 1974

aperiodische Signalfolgen 65-85 dB(A)

Stresserleben unter Lärm höher als unter Ruhe

Gulian & Thomas 1986

Breitbandlärm

RT niedriger unter Lärm, Frauen unter Lärm weniger richtige Lösungen

50 vs 85 dB(A) Hamilton et al. 1972

Breitbandlärm /KG 85/55 dB(C)

Keine

Hillier et al. 2006

Weißes Rauschen/Ruhe 90 dB / k.A.

unter Lärm weniger Lösungen, längere RT (nur CRA)

Kjellberg & Sköldström 1991

Breitbandlärm KG, 69 ,46 dB

Keine

Breitbandlärm KG, 80, 46 dB(A)

Bei Korrekturleseaufgabe unter Lärm mehr Tippfehler entdeckt

Breitbandlärm, 80 vs 46 dB(A)

Belästigung bei GRT am höchsten

25

Fortsetzung Tabelle 1 Klotzbücher & Fichtel 1978

Weißes Rauschen 55, 70, 85 dB (A) / Ruhe (k.A)

Leistungsverbesserung unter 70 und 85 dB

Klotzbücher 1976

Weißes Rauschen 55, 70, 85 dB (A) / Ruhe (k.A)

Zunahme der Standardabweichungen der RT bei 85 dB

Koelega et al. 1986

Intermit. Rauschen 66,5 /34 dB(A)

Unterstützender Effekt des Lärms

Lienert & Jansen 1964

Straßen / Maschinenlärm vs Ruhe 75, 25 dB (B)

In einigen Untertests Leistungsminderungen, in anderen Leistungssteigerungen

Ljungberg, & Neely, 2007

Traktorgeräusche/ KG 78, 45 dB(A)

Stressrating unter Lärm höher als unter Ruhe

Ma & Yano 2004

Straßen-, und Schienenverkehr 55, 65, 75 dB(A)

Unter 75 dB durch Maskierung bei akustisch präsentierten Aufgaben Leistungseinbußen

Saeki et al. 2004

Kontinuierlicher Lärm, Sprache, 40, 45, 50, 55 dB(A)

Leistungsabnahme, unter Lärm Zunahme der Konzentration

Sandrock et al. 2008

Verkehrslärm (Bus/ Straßenbahn) /KG, 55 dB(A)/ 44 dB(A)

Belästigung höher in BusBedingung

Schulz & Battmann 1980

Straßenverkehr 68,4 dB(A), KG

Interaktion Lärm * Fertigkeiten, RT erhöht unter Lärm

Schütte et al. 2006

Straßen-, und Schienenverkehr 45, 55dB(A)

Keine

Smith & Broadbent 1981

Rauschen/KG 85/55 dB(C)

Keine

Smith & Broadbent1982

Weißes Rauschen/KG 80dB(C)/k.A.

Keine

Rauschen/KG 78/42 dB(A)

weniger Lösungen unter Lärm

Rauschen/KG 80dB(C)/k.A.

Keine

Smith 1985

Kontinuierlicher Breitbandlärm /KG 85 db(C), 55 dB(C)

Keine

Smith 1987

Rauschen /KG 78 / 42 dB(A)

Keine

Strasser & Müller-Limroth 1973

Straßenlärm/Ruhe 80 dB/k.A.

Keine

Stubb 2004

Lüftung, Straßenverkehr 35, 45, 55, 65 dB(A)

Keine

Tafalla & Evans 1997

Aperiodische Signalfolgen /KG 90 vs 45 dB(A)

RT erhöht unter Lärm bei geringer Anstrengung

Taylor et al. 2004

(dis)kontinuierlicher Lärm /KG (einzelne/ mehrere Quellen) 80 / 40 dB(A)

Einfache Aufgaben (A): weniger Treffer bei Diskont. Lärm, Schwere A: mehr Treffer unter Lärm als unter Ruhe

26

Klotzbücher (1976) sowie Klotzbücher und Fichtel (1978) exponierten Mathematikaufgaben bearbeitende Versuchspersonen mit weißem Rauschen unter Pegeln von 55 bis 85 dB(A). Die Befunde auf die Leistung sind widersprüchlich. So berichtet Klotzbücher (1976) nur von einer Zunahme der Variabilität der Leistung bei 85 dB(A). Zwei Jahre später berichten Klotzbücher und Fichtel dagegen über eine Leistungsverbesserung unter Lärm (75 und 85 dB(A)).

Hamilton et al. (1972) ließen Probanden unter Breitbandlärm (85 dB(C)) oder Ruhe (55dB(C)) eine Behaltensaufgabe bearbeiten und fanden keine lärmbedingten Effekte auf die Leistung. Die Autoren schlussfolgern, dass Lärm das Aktiviertheitsniveau steigern soll und somit Kapazität für die Bewältigung weiterer Aufgaben zur Verfügung gestellt werde.

Hillier et al. (2006) ließen Probanden unter weißem Rauschen mit 90 dB(A) oder unter Ruhe an einer Assoziationsaufgabe und zwei Behaltensaufgaben arbeiten. Unter Lärm zeigten die Probanden geringere Leistungen in der Assoziationsaufgabe. Die Leistungen in den Behaltensaufgaben waren nicht beeinflusst.

Wenn auch Broadbent (1979) postulierte, dass Lärm nur dann leistungsbeeinträchtigend wirken soll, wenn er sehr laut (> 90 dB(A)) und nicht vorhersagbar sei, lassen die bislang geschilderten heterogenen Befunde vermuten, dass solche generellen Aussagen den unterschiedlichen Wirkungen nicht gerecht werden.

Neben weißem Rauschen und ähnlichen artifiziell generierten Geräuschen wurde auch die Auswirkung von Straßenverkehrslärm auf die Leistung bei der Durchführung verschiedener Tätigkeiten (z. B. Tracking-Aufgaben, Arithmetikaufgaben) untersucht. Strasser und Müller-Limroth (1973) ließen Probanden unter Straßenverkehr (80 dB(A)) oder Ruhe eine TrackingAufgabe durchführen und konnten keine leistungsbezogene Wirkung von Lärm feststellen.

27

Schulz und Battmann (1980) ließen Probanden mehrere sich an Verwaltungstätigkeiten orientierende Aufgaben unter Straßenverkehrslärm (68,4 dB(A)) oder Ruhe bearbeiten. Unter Lärm waren die für die Aufgaben benötigten Bearbeitungszeiten höher.

Battmann und Schönpflug (1986) ließen 72 Versuchspersonen eine sich an dem traveling-salesman Problem anlehnende Aufgabe entweder unter Ruhe (45 dB(A)) oder unter jeweils zwei Verkehrslärmbedingungen (64 dB(A)) bearbeiten. Die Autoren variierten den Schall derart, dass in einer Bedingung vermehrt Schall bei informatorisch belastenden Tätigkeiten eingespielt wurde, in der anderen bei Tätigkeiten mit geringerem Anforderungscharakter. Die Autoren fanden Belastungswirkungen auf Leistung und Befinden dann, wenn der Schall synchron zur jeweiligen Tätigkeit eingespielt wurde. Bei komplexeren Tätigkeiten fanden die Autoren längere Entscheidungszeiten, bei einfacheren Aufgabenbereichen waren die Bearbeitungszeiten unter Lärm kürzer. Keine Unterschiede ergaben sich bei der eingeschätzten Lärmstörung, wohl aber bei der Beurteilung der Aufgabenschwierigkeit. Im Mittel wurden im Vergleich zu den beiden anderen Bedingungen in der Bedingung mit synchron appliziertem Schall die Aufgaben als schwieriger bewertet. Die Autoren schließen aufgrund der beobachteten Beeinträchtigungen, dass die zeitliche Verteilung von Schallen bei Lärmbewertungsverfahren berücksichtigt werden sollte.

Ljungberg und Neely (2007) untersuchten den Einfluss von Lärm und Vibrationen auf die Leistung und das Stress-Erleben bei einem Grammatical Reasoning Test. In der Lärmbedingung wurde das Geräusch eines traktorähnlichen Fahrzeuges mit einem Pegel von 78 dB(A) verwendet. Die Autoren fanden keinen signifikanten Unterschied in der Leistung zwischen der Lärm- und einer Kontrollbedingung, allerdings berichteten die Probanden in den Lärmbedingungen ein höheres Stresserleben, welches mit einer Borg CR-10 Skala erfasst wurde.

Stubb (2004) ließ 48 Probanden entweder unter Lüftungs- oder Straßenverkehrsgeräuschen (35 bis 65 dB(A)) an einer Behaltensaufgabe arbeiten und fand keine Unterschiede in der Leistung. 28

1.5.2 Bewertung akustischer Einflussfaktoren Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Veränderungen des Schallpegels zu inkonsistenten Befunden führten, die von Leistungsverbesserungen über eine Zunahme der Variabilität der Leistung bis hin zu Leistungseinbußen unter Lärm reichten. Dabei ist festzustellen, dass prinzipiell nur der verwendete Schallpegel variiert wurde, die zeitliche Struktur der Schalle aber weitgehend unberücksichtigt blieb. Die heterogenen Befunde zur Wirkung von Lärm auf Leistungsparameter führten dazu, dass neben akustischphysikalischen Faktoren weitere Variablen zur Erklärung mit herangezogen wurden. Aufgrund der unterschiedlichen abhängigen Variablen, Aufgaben und Schallexpositionen sowie teilweise fehlenden Angaben zu Kontrollbedingungen konnte über die vorliegenden Studien keine Metaanalyse gerechnet werden. In den in der Tabelle vorgestellten 38 Studien ließen sich in 14 keine schallbezogenen Wirkungen nachweisen, in 21 waren Änderungen der Leistung (Verschlechterungen oder Verbesserungen) zu beobachten. In fünf Studien wurden beanspruchungsbezogene und in drei Studien lästigkeitsbezogene Schallwirkungen beobachtet. Damit weist der größte Teil der Studien einen Lärmeffekt nach, so dass die Annahme eines Zusammenhangs von Lärm und Beanspruchung begründet ist.

1.5.3 Individuelle und situative Einflussfaktoren Als Ursache für die unterschiedlichen Belastungswirkungen von Schall auf Leistung und Lästigkeit, werden neben den Tätigkeits- bzw. Aufgabenanforderungen individuelle Eigenschaften, wie Persönlichkeitsmerkmale, diskutiert, z. B. die individuelle Lärmsensitivität (z. B. Schick 1979; Matthews et al. 2004), der Grad der Introversion bzw. Extraversion (z. B. Belojević et al. 2001), kognitive Fähigkeiten (z. B. Battmann & Schönpflug 1986) und das Geschlecht (z. B. Baker 1984).

29

1.5.3.1 Persönlichkeitseigenschaften 1.5.3.1.1

Lärmempfindlichkeit

Die individuelle Lärmempfindlichkeit kann als eine über die Zeit relativ stabile Persönlichkeitseigenschaft angesehen werden, die sich in Einstellungen gegenüber unterschiedlichen Geräuschen widerspiegeln (Weinstein 1978; Stansfeld 1992) sowie eine Moderatorvariable darstellen soll (Jones et al 1981; Belojević et al. 2003; Miedema & Vos 2003). Damit leistet die Lärmempfindlichkeit einen Beitrag zur Erklärung der interindividuellen Varianz in bewertenden Reaktionen auf Lärm bei objektiv gleichen Schallexpositionen (Guski 1999; Job 1996, 1999; Kjellberg et al. 1996; Smith 2003; Stallen 1999; van Kamp et al. 2004; Zimmer & Ellermeier 1998). Laborexperimentelle Untersuchungen stützen diese Annahmen teilweise. So fanden Belojević et al. (1992) bei lärmempfindlichen Probanden, die unter verschiedenen Verkehrslärmbedingungen (55 und 75 dB(A)) oder einer Ruhebedingung an verschiedenen Aufgaben (Behaltensaufgabe, Vigilanzaufgabe, räumliches Denken, Mentale Arithmetik) arbeiteten, Leistungsdefizite in der Behaltensaufgabe und in der Mentalen-Arithmetik-Aufgabe. Zudem schätzten Lärmempfindliche den Lärm belästigender ein als Lärmunempfindliche. Dagegen fanden Dornic et al. (1990) zwischen niedrig und hoch Lärmempfindlichen, die unter Ruhe oder weißem Rauschen (80 dB(A)) an Mentalen-Arithmetik-Aufgaben arbeiteten, keine Unterschiede in der Leistung. Dudek et al. (1991) konnten bei Probanden, die unter Ruhe oder zwei Lärmbedingungen (75 und 95 dB(A)) eine Reaktionsaufgabe bearbeiteten, zeigen, dass lärmunempfindliche Personen unter Lärm zwar langsamer reagierten, dabei aber weniger Fehler machten. Die Leistung lärmempfindlicher Personen war von Lärm nicht beeinflusst.

Ljungberg und Neely (2007) untersuchten den Einfluss von Lärm und Vibrationen auf die Leistung und das Stress-Erleben bei einer GrammaticalReasoning-Aufgabe. In der Lärmbedingung wurde das Geräusch eines traktorähnlichen Fahrzeuges mit einem Pegel von 78 dB(A) verwendet. Die Autoren berichten über ein höheres subjektives Stresserleben bei Lärmempfindlichen im Vergleich zu Lärmunempfindlichen. Zudem wurde die Aufgabenschwierigkeit von Lärmempfindlichen subjektiv höher eingeschätzt. Lärmbezogene Effekte auf die Leistung fanden sich nicht. 30

Sandrock et al. (2008a) ließen lärmempfindliche und lärmunempfindliche Probanden unter Bus – bzw. Straßenbahngeräuschen (55 dB(A)) oder einer Kontrollbedingung (44 dB(A)) an informatorisch belastenden Aufgaben arbeiten. Die Autoren fanden keine Lärmeffekte auf die Leistung, jedoch schätzten Lärmempfindliche die Lästigkeit höher ein als Lärmunempfindliche.

Die Befunde zur leistungsbezogenen Wirkung der Lärmempfindlichkeit auf Leistung unter Lärm sind somit ebenfalls heterogen. Ein klareres Bild ergibt sich jedoch bei Betrachtung subjektiver Bewertungen wie der Belästigung. Lärmempfindliche neigen offenbar dazu, Schallbelastungen negativer zu bewerten als Lärmunempfindliche. Bei der Untersuchung von Lärmwirkungen sollte diese Persönlichkeitseigenschaft daher mit berücksichtigt werden.

1.5.3.1.2

Extraversion und Introversion

Als weitere Persönlichkeitsdimensionen, die die Wirkung von Geräuschen moderieren sollen, wurden die Konstrukte Introversion und Extraversion diskutiert (Stephens 1972). Belojević et al. (2001) ließen 123 Probanden, die auf Basis des Eysenck-Persönlichkeits-Inventars in introvertiert und extravertiert eingeteilt waren, entweder unter einer Verkehrslärm- (88 dB(A)) oder einer Ruhebedingung (42 dB(A)) an einer Mentalen Arithmetik-Aufgabe arbeiten. Neben den Leistungsparametern erfassten die Autoren als subjektive Parameter die selbst eingeschätzte Belästigung, Konzentrationsfähigkeit und Müdigkeit. Die Autoren konnten keinen Haupteffekt für den Faktor Lärm bezogen auf die Leistungsgüte feststellen, allerdings arbeiteten die Extravertierten unter Lärm schneller, bzw. blieb die Leistung der Introvertierten unter Lärm stabil. Eine Abnahme der Konzentration und Zunahme der Müdigkeit fand sich unter Lärm bei beiden Gruppen, der Effekt wurde allerdings nur bei den als introvertiert eingestuften Personen statistisch bedeutsam. Als Erklärung wird vermutet, dass extravertierte Personen höherer Stimulusintensitäten bedürfen, um ein vergleichbares psychophysiologisches Erregungsniveau, das so genannte Arousal, zu erreichen (Matthews et al. 2004).

31

Smith (1987) berichtet über eine Serie von Experimenten, die er zur Wirkung von Lärm und unterschiedlichen Arousalniveaus (Erregungszuständen) der Probanden durchgeführt hat. Dabei mussten die Probanden unter Lärm oder Ruhe Aufgaben zur semantischen Verarbeitung bearbeiten. Weder waren hier Effekte des Lärms auf die Leistung noch Interaktionen von Lärm und Erregungszustand zu beobachten. Dies gilt gleichermaßen für den Zusammenhang zwischen der Bewertung von Lärm und Extraversion und Neurotizimus, wie Befunde von Dornic und Laaksonen wahrscheinlich machen (1989). Insgesamt legen diese Befunde nahe, dass die hier genannten Persönlichkeitsvariablen eher eine geringe Wirkung haben und somit bei der Untersuchung von Lärmwirkungen unberücksichtigt bleiben können.

1.5.3.1.3

Kognitive Fähigkeiten

Als eine weitere Persönlichkeitseigenschaft wurden intellektuelle Fähigkeiten untersucht. Battmann und Schönpflug (1986, s.o.) konnten bei einer komplexen Arithmetik-Aufgabe zeigen, dass bei hoher Tätigkeitsanforderung unter Schallbelastung Personen mit höherem IQ dazu neigen, die Lärmstörung durch Nachbearbeitung zu kompensieren, während Personen mit niedrigerem IQ versuchten, die Tätigkeit während der Belastung zu vermeiden. Einen ähnlichen Befund berichten Schulz und Battmann (1980, vgl. auch Schönpflug 1983). Die Lärmbelastung führte in den von den Autoren geschilderten Aufgaben (Rechnungen prüfen, Anträge bearbeiten) zu längeren Suchzeiten unter Lärm, dies vor allem bei den Personen mit niedrigerem IQ. Weniger Zeit wurde auf Verarbeitungsoperationen verwandt, dies desto mehr, je schwieriger die Aufgaben waren. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass kognitive Fähigkeiten die Wirkungen von Lärm auf mentale Tätigkeiten moderieren können. Daher scheint es sinnvoll, diese bei weiteren Untersuchungen zu Lärmwirkungen mit zu berücksichtigen.

32

1.5.3.2 Geschlecht Neben Persönlichkeitseigenschaften wurde in verschiedenen Studien der Einfluss des Geschlechts bei der Bearbeitung von Aufgaben unter Lärm untersucht. Baker und Holding (1993) berichten von einem geschlechtsabhängigen Lärmeffekt bei einer Sortieraufgabe, in der weibliche Probanden unter Lärmbelastung Leistungseinbußen zeigten, männliche Probanden jedoch nicht. Einen ähnlichen Befund berichten Gulian und Thomas (1986) bei Mathematikaufgaben. Weibliche Probanden lösten hier unter weißem Rauschen (85 dB dB(A)) weniger Aufgaben korrekt als in Ruhe (50 dB dB(A)). Die männlichen Probanden zeigten keine Leistungsunterschiede. Die Autoren erklären die Unterschiede mit einer höheren Lärmempfindlichkeit der weiblichen Probanden, die allerdings nicht weiter spezifiziert wurde. Boman (2004) fand dagegen bei Teenagern, die unter Lärmeinwirkung an verschiedenen Gedächtnisaufgaben arbeiteten, höhere Leistungen bei Mädchen, die allerdings in keinem Zusammenhang mit den präsentierten Geräuschen standen. Die Befunde zur geschlechtsspezifischen Wirkung von Lärm sind offenbar nicht reliabel und differieren in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabe (vgl. auch Matthews et al. 2004).

1.5.3.3 Alter Der Zusammenhang zwischen Alter und Lärm bei der Bearbeitung mentaler Aufgaben ist bislang kaum untersucht worden. In den wenigen dazu vorliegenden Studien zeigt sich allerdings kein Alterseffekt auf die Leistung (Boman et al. 2005; Enmarker 2006).

1.5.4 Bewertung individueller Einflussfaktoren Die in Abschnitt 1.5.3 genannten Befunde zu personbezogenen Einflussfaktoren lassen für künftige Untersuchungen zur Wirkung von Lärm mehrere Schlussfolgerungen zu. Da lärmempfindliche Personen sich eher durch Lärm gestört fühlen als lärmunempfindliche Personen scheint die individuelle Lärmempfindlichkeit bei der Bewertung von Lärm eine wesentliche Größe 33

zu sein und sollte daher in künftigen Studien berücksichtigt werden. Auf der anderen Seite deuten die Befunde z. B. von Smith (1987) zu den Persönlichkeitsvariablen Introversion und Extraversion darauf hin, dass diese für die Leistung eher eine untergeordnete Rolle spielen, so dass die Erfassung dieser Variablen unterbleiben kann.

Die Studien von Schulz und Battmann (1980), bzw. Battmann und Schönpflug (1986) haben gezeigt, dass abhängig vom jeweiligen kognitiven Fähigkeitsniveau verschiedene Strategien bei der Aufgabenbearbeitung unter Lärm eingesetzt werden. Folglich sollte diese Variable bei der Untersuchung von Lärmwirkungen auf Leistung und Beanspruchung berücksichtigt werden.

Die Befunde zur Wirkung des Geschlechts deuten auf uneinheitliche Effekte hin, die zudem nicht stabil sind. Auch Feldstudien weisen darauf hin, dass geschlechtsspezifische Einflüsse ebenso wie Alterseinflüsse zumindest bei Lästigkeitsbewertungen von Verkehrslärm eher eine untergeordnete Rolle spielen (z. B. Osada 1991) und damit vernachlässigbar sind.

1.5.5 Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit In den nächsten beiden Abschnitten werden Befunde zur Wirkung von Lärm in Abhängigkeit unterschiedlicher Tätigkeiten dargestellt. Im folgenden Abschnitt wird auf leistungsbezogene Kriterien eingegangen, der anschließende Abschnitt beinhaltet darüber hinaus auch beanspruchungsbezogene Größen.

34

1.5.5.1 Lärm, Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit: Leistung Um die Wirkung von Lärm bei unterschiedlichen Belastungsarten zu untersuchen, wurden u. a. folgende Aufgaben und Tests eingesetzt (z. B. Smith 1985; Jones 1990; Smith & Broadbent 1991): • Konzentrationsleistungstests entnommene Rechenaufgaben (Konzentrationsleistungstest (KLT), Mental Arithmetic (nicht weiter erläuterte Kopfrechenaufgaben), Mathematical Processing Task (MPT), • Aufgaben, die Anforderungen an das Arbeitsgedächtnis stellen (semantische, verbale, figurale Behaltensaufgaben), • Aufgaben zur Interferenz (Stroop-Aufgaben), • komplexere Aufgaben (Schecks prüfen, Rechnungen ausstellen), • Aufgaben mit Anforderungen an logisches Denkvermögen (Intelligenztest (IST), Grammatical Reasoning (GRT)).

Allein beim Einsatz von Rechenaufgaben - hier wurden beispielsweise der Konzentrationsleistungstest (KLT) von Düker und Lienert (1965) oder sich an der Norinder-Aufgabe (dem KLT vergleichbar) anlehnende Aufgaben verwendet - sind die Befunde zur Lärmwirkung auf die Leistung uneinheitlich (z. B. Holding & Baker 1987). So fanden Lienert und Jansen (1964) keine Unterschiede in der Leistung bei einer Rechenaufgabe zwischen einer Lärm- und einer Ruhebedingung. Klotzbücher (1976) berichtet über eine Zunahme der Variabilität in den Bearbeitungszeiten unter Lärm, Klotzbücher und Fichtel (1976) beschreiben dagegen eine Leistungsverbesserung unter Lärmeinwirkung. Gulian und Thomas (1986) fanden unter Lärm (85 dB(A)) kürzere Bearbeitungszeiten in einer Mentalen-Arithmetik-Aufgabe (MPT). Frankenhaeuser und Lundberg (1974) präsentierten Probanden unter aperiodischen Signalfolgen (85 dB(A)) oder Ruhe Mentale-Arithmetik-Aufgaben und konnten keine Leistungsunterschiede zwischen den Schallbedingungen nachweisen. Dornic (1990) und Dornic et al. (1991) ließen Probanden entweder unter Ruhe oder unter der Einwirkung von weißem Rauschen (80 35

dB(A)) an MPT-Aufgaben arbeiten und konnten ebenfalls keine Leistungsunterschiede zwischen den Bedingungen nachweisen. Belojević (2001) präsentierte Probanden entweder Verkehrslärm (88 dB(A)) oder Ruhe und fand bei einer MPT-Aufgabe keine lärmbedingten Effekte auf die Leistung. Ma und Yano (2004), die Probanden unter verschiedenen Verkehrslärmarten (Straßen- und Schienenverkehrslärm mit 55, 65 oder 75 dB(A)) an MPTAufgaben arbeiten ließen, konnten ebenfalls keine lärmbezogenen Effekte auf die Leistung nachweisen. Bei einer auditiv dargebotenen Aufgabe zum Sprachverständnis fanden dieselben Autoren Leistungseinbußen unter 75 dB(A), was von ihnen auf eine Maskierung der Information zurückgeführt wird.

Tafalla und Evans (1997) ließen Probanden entweder unter Ruhe (45 dB(A)) oder unter der Exposition aperiodischer Signalfolgen (90 dB(A)) an einer Mentalen-Arithmetik-Aufgabe arbeiten und fanden Leistungseinbußen unter Lärm bei Personen, die keine Ergebnisrückmeldung bekamen. Neben den genannten Mentalen-Artihmetik-Aufgaben wurde der Einfluss von Lärm auch auf die Bearbeitung verschiedener anderer Aufgabentypen untersucht. So ließen z. B. Smith und Broadbent (1982) Probanden entweder unter der Einwirkung von weißem Rauschen (78 dB(A)) oder einer Kontrollbedingung semantische Behaltensaufgaben bearbeiten und fanden unter Lärmeinwirkung einen geringeren Anteil korrekter Lösungen. Allerdings konnte das Ergebnis in einer Folgestudie nicht repliziert werden. In einem weiteren Experiment von Smith (1985), in dem er die Auswirkungen von Lärm auf Aufgaben zur semantischen Verarbeitung, bzw. GRT-Aufgaben untersuchte, konnte er ebenfalls keine lärmbezogenen Effekte auf die Leistung feststellen.

Schütte et al. (2006) untersuchten die Auswirkung verschiedener Verkehrsgeräusche (45 und 55 dB(A)) auf die Bearbeitung von GrammaticalReasoning-Aufgaben. Einen Einfluss des Lärms auf die Leistung fanden die Autoren nicht.

Koelega et al. (1986) ließen 53 Probanden unter regelmäßigen oder aperiodischen Signalfolgen an einer Vigilanzaufgabe (Mackworth Clock Task) ar36

beiten. Die Autoren berichten, dass der Schall, unabhängig von der Regelmäßigkeit, einen unterstützenden Effekt auf die Trefferrate haben soll, wenn er kurz vor einem Signal auftritt. Taylor et al. (2004) ließen 15 Probanden entweder unter kontinuierlichem oder unregelmäßigen Lärm (je 80 dB(A)) und einer Ruhebedingung (40 dB(A)) an einer Vigilanzaufgabe (visuelle Suchaufgabe), die in zwei Schwierigkeitsvarianten präsentiert wurde, arbeiten. Bei den einfachen Aufgaben wurden unter diskontinuierlichem Lärm weniger Treffer erzielt als in den beiden anderen Bedingungen, bei schwierigen Aufgaben wurden unter Lärm mehr Treffer erzielt als in der Ruhebedingung.

1.5.5.2 Lärm, Aufgabenart und Aufgabenschwierigkeit: Leistung und Beanspruchung Frankenhaeuser und Lundberg (1974) exponierten Probanden mit aperiodischen Signalfolgen und erfassten neben der Leistung in einer MentalenArithmetik-Aufgabe das subjektive Stresserleben, welches nach Aufgabenbearbeitung unter Lärm im Vergleich zur Ruhebedingung höher ausgeprägt war. Zu einem ähnlichen Befund kamen Saeki et al. (2004), die acht Probanden unter zwei Arten von Lärm (weißes Rauschen, Sprache: je 40, 45, 50, 55 dB(A)) entweder akustisch oder visuell präsentierte Behaltensaufgaben bearbeiten ließen. Die Autoren beschreiben Leistungseinbußen nur in der Bedingung, in der akustisch präsentierte Stimuli unter Sprachschall präsentiert wurden. Bei den darüber hinaus mit erhobenen Beanspruchungsindikatoren, wie die subjektiv eingeschätzte Müdigkeit und Konzentration sowie physiologische Störungen, war unter Lärm eine Zunahme der Konzentrationsanforderung zu beobachten.

Becker et al. (1995) erfassten die Leistung und das subjektive Beanspruchungserleben von Probanden bei der Bearbeitung von Überwachungsaufgaben (mit und ohne Leistungsrückmeldung) unter verschiedenen Fluglärmbedingungen (70 und 95 dB(A)) und einer Kontrollbedingung. Zur Messung der Beanspruchung wurde der NASA Task Load Index (NASA-TLX) 37

verwendet. Die Autoren fanden in der Bedingung mit dem höchsten Pegel eine höhere Beanspruchung als in den beiden anderen Bedingungen. Weiterhin resultierte unter den Bedingungen, in denen die Probanden eine Rückmeldung über ihre Leistungsgüte erhielten, eine geringere Beanspruchung. Leistungsbeeinträchtigungen fanden die Autoren unter Lärm nur in der Bedingung, in denen eine Rückmeldung über die Ergebnisse erfolgte. In den Bedingungen, in denen die Probanden keine Rückmeldung über die Treffer bekamen, fand offenbar keine Beeinflussung durch den Lärm statt. Die Autoren schlussfolgern, dass die Interaktion aus Ressourcen fordernden Aufgaben und Lärm den Nutzen der Rückmeldung beeinträchtigt.

Tafalla und Evans (1997) ließen 33 Personen entweder unter Lärm (Signalfolgen von 1,5-3 s Dauer, 90 dB(A)) oder unter Ruhe (45 dB(A)) MentaleArithmetik-Aufgaben lösen. Darüber hinaus erfolgte entweder eine Rückmeldung über die Leistungsgüte oder nicht. Die wahrgenommene Anstrengung - erfasst über eine 10-stufige Borg-Skala - war in den Bedingungen, in denen eine Ergebnisrückmeldung erfolgte, höher als in den Bedingungen ohne Feedback. Die Autoren beschreiben einen leistungsbezogenen Effekt (hier die Bearbeitungsdauer) nur in den Bedingungen ohne Rückmeldung, hier arbeiteten die Probanden in der Lärmbedingung langsamer als die Probanden ohne Lärmexposition. Die Autoren folgern, dass subjektive Anstrengung den Einfluss externer Belastungen moderieren soll. Smith (1982) schlägt vor, dass Lärm zu einer Allokation von Anstrengung zu den Aufgaben führt, bei denen sich ein erhöhter Aufwand lohnen soll.

Kjellberg und Sköldström (1991) untersuchten bei 18 Personen die Wirkung von breitbandigem Lärm (46 und 69 dB(A)) auf die Durchführung einer Korrekturleseaufgabe, einer manuellen Geschicklichkeitsaufgabe und einer Reaktionszeitaufgabe und fanden - bezogen auf die Leistung - keine durch Lärm bedingten Effekte. Die Bedingungen mit höheren Pegeln wurden allerdings als belästigender bewertet. In einem weiteren Experiment verwendeten die Autoren einen höheren Pegel (89 dB(A)). In der Korrekturleseaufgabe wurden bei höheren Pegeln mehr Tippfehler entdeckt. Bezogen auf die ebenfalls erhobene Lästigkeit und die subjektive Anstrengung fand sich ein Effekt des Faktors Lärm in der Hinsicht, dass die Ratings mit höheren 38

Pegeln anstiegen. Einen aufgabenspezifischen Effekt bezogen auf die Lästigkeit und die Anstrengung fanden die Autoren nicht. In einem dritten Experiment verwendeten die Autoren ein Breitbandgeräusch (44 und 65 dB(A)) sowie gesprochenen Text (65 dB(A)). Die Autoren untersuchten hier die Auswirkung auf einen einfachen Reaktionszeittest, eine Stroop-Aufgabe und einen Grammatical-Reasoning-Test. Ein Einfluss von Lärm auf die Leistung konnte nicht nachgewiesen werden; ein aufgabenspezifischer Effekt ließ sich nur bezogen auf ein Lästigkeitsrating nachweisen. Bei den von den Autoren als einfach beschriebenen Aufgaben war das Rating niedriger als bei den komplexeren Aufgaben. Der Sprachschall störte am meisten bei der Korrekturleseaufgabe. Einen lärmbezogenen Effekt auf die Anstrengung fanden die Autoren nicht. Die Autoren argumentieren, dass sich aus den gefundenen Ergebnissen keine generellen Schlussfolgerungen über Aufgabencharakteristika ziehen lassen, jedoch Anforderungen an verbale Verarbeitungsprozesse offenbar von Bedeutung für die Einschätzung der Lästigkeit sind.

1.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerung Die geschilderten Befunde machen deutlich, dass die Auswirkungen von Lärm auf geistige Arbeit nicht monokausal zu beurteilen sind. Zunächst ist festzustellen, dass Auswirkungen auf die Leistung auch bei hohen Pegeln nicht einheitlich ausfallen. Die heterogene Befundlage ist möglicherweise dadurch bedingt, dass in der überwiegenden Zahl der beschriebenen Studien nur Variationen der Schalldruckpegel vorgenommen und weitere Schallmerkmale, wie zeitliche Aspekte von Geräuschereignissen, nicht kontrolliert wurden. Daneben fand in vielen Untersuchungen weißes Rauschen als Lärmbelastung Verwendung, wobei Broadbent (1979) allerdings zu bedenken gibt, dass künstlicher Lärm in Kombination mit realitätsfremden Tätigkeiten von geringer praktischer Relevanz sei. Entsprechend gehen Koelega & Brinkman (1986) von einer unzureichenden ökologischen Validität dieser Experimente aus. Bezieht man die genannte Entwicklung des Verkehrs in diese Überlegungen mit ein, ist die in dieser Arbeit vorgesehene Untersuchung 39

der (Stör-)Wirkung von Verkehrsschallen unterschiedlicher zeitlicher Struktur und Zusammensetzung folgerichtig, zumal systematische Untersuchungen hierzu bislang noch nicht durchgeführt worden sind, die Befunde von Battmann und Schönpflug (1986) jedoch schon andeuten, dass unregelmäßige Geräusche teilweise zu anderen Reaktionen führen können als gleichmäßige Geräusche. Darüber hinaus existieren nur wenige Studien, in denen gleichzeitig auch die Art des Verkehrsschalls berücksichtigt wurde, obwohl die mit der Zunahme von Transportdienstleistungen verbundene Erhöhung des Schwerlastverkehrs systematische Studien mit variierenden Schwerlastverkehranteilen nahe legt.

Die Wirkung von Störschallen ausschließlich auf einen singulären Parameter, wie die Leistung oder die Belästigung, bzw. Beanspruchung zu beziehen, erscheint bei Betrachtung der gesichteten Literaturbefunde nicht ausreichend, da Lärm offenbar auf unterschiedlichen Ebenen wirkt, wie die Ergebnisse zeigen (z. B. Becker et al. 1995; Tafalla & Evans 1997; Saeki et al. 2004), und damit mechanistische Erklärungen von Lärm und dessen Wirkung unzulänglich sind (z. B. Nachreiner 1984). Um umfassende Informationen über die Wirkung von Verkehrslärm bei der Durchführung mental belastender Tätigkeiten zu erhalten, sollte vielmehr ein multidimensionaler Ansatz gewählt werden, bei dem Leistung, Beanspruchung und Belästigung gemeinsam betrachtet werden.

Darüber hinaus haben die Befunde gezeigt, dass individuelle Fähigkeiten die Wirkung von Lärm auf die Arbeitsleistung bei spezifischen Tätigkeiten moderieren. Weiterhin kann der individuellen Lärmempfindlichkeit zumindest bei Bewertungsprozessen (Lästigkeit, Stresserleben) von Lärm eine wesentliche Funktion beigemessen werden. Zwar sind die Befunde bezogen auf kognitive Leistungseinbußen lärmsensitiver Personen unter Lärmbelastung nicht einheitlich, dennoch lässt sich nicht ausschließen, dass diese Disposition affektive und kognitive Bewertungen beeinflusst (Job 1999), so dass diese Moderatorvariable in weiteren Studien zu Lärmwirkungen mit erhoben werden sollte. Da die intellektuellen Fähigkeiten – wie die vorhandenen Ergebnisse belegen – ebenfalls moderierend wirken – sollte diese Variable ebenfalls nicht unberücksichtigt bleiben. Vor dem Hintergrund der Befunde 40

von Smith (1987) erscheint es gerechtfertigt, das Konstrukt ExtraversionIntroversion in weiteren Studien zu vernachlässigen. Die Störwirkung von Geräuschen soll nach Schönpflug (1984) tätigkeitsspezifisch sein, womit sich die Lästigkeit aus der jeweiligen Störwirkung und diese Störwirkung aus der jeweiligen ‚Störanfälligkeit’ einer Tätigkeit ergeben sollen. Werden nun aber die heterogenen Befunde allein bei MentalenArithmetik-Aufgaben betrachtet, ist festzustellen, dass diese Erklärung von Lärmwirkungen offenbar nicht ausreicht. So postuliert Broadbent (1979) dann das Auftreten leistungsbezogener Wirkungen, wenn die gestellten Aufgaben schwierig sind. Ähnliche Hypothesen bestehen bezüglich der subjektiven Einschätzung der Lästigkeit von Schallereignissen (z. B. Kjellberg & Sköldström 1991). Um diese Annahmen zu überprüfen, wurden aber fast ausschließlich Aufgaben unterschiedlicher Art gewählt, wobei der Schwierigkeitsgrad der Aufgaben nicht angegeben wurde und somit unklar bleibt. Um zu überprüfen, ob das Ausmaß von Beeinträchtigungen tatsächlich auch von der Belastungshöhe abhängt, erscheint es sinnvoller, Aufgaben gleicher Art in unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden zu verwenden. Die Aufgaben des Criterion-Task-Set (CTS, Shingledecker 1984), bzw. der AGARD-STRES-Batterie (AGARD 1989) existieren in verschiedenen Belastungshöhen, sind standardisiert und haben darüber hinaus den Vorteil, dass Angaben zur subjektiv wahrgenommenen Belastungshöhe vorliegen, die über die ‚Subjective Workload Assessment Technique’ (SWAT) erfasst wurden (Schlegel & Gilliland 1990). Da die Aufgabenbearbeitung generell auch von individuellen Fähigkeiten und Fertigkeiten determiniert wird (Wetherell 1996), ist es notwendig, die zu verwendenden Aufgaben vor einer Experimentalphase ausreichend trainieren zu lassen (z. B. Schmidtke 1993; Colle & Reid 2005), um Lern- und Trainingseffekte zu reduzieren.

Insgesamt deuten die Literaturbefunde darauf hin, dass Lärm zu einer erhöhten Beanspruchung führen kann, die sich in unterschiedlichen Verhaltensweisen manifestiert. Bezogen auf die Wirkung von Verkehrslärm existieren hierzu allerdings noch keine systematischen Befunde. Dementsprechend wird in der vorliegenden Arbeit der Schritt unternommen, Lärmwirkungen auf mehreren Ebenen zu erfassen. Daher soll in den geplanten Experimenten die Belästigung und die mentale Beanspruchung mit standardisierten Instrumenten ermittelt sowie darüber hinaus die Leistungsmenge 41

und -güte erfasst werden. Als moderierende Variablen sind die individuelle Lärmsensitivität und persönliche Fähigkeiten der Probanden zu berücksichtigen.

1.7 Fragestellungen Die Zunahme des Straßenverkehrs legt die Frage nach einer Evaluation des Einflusses unterschiedlicher Verkehrsmanagementmaßnahmen zur Gestaltung des Verkehrsflusses nahe, da Feldstudien zu der Schlussfolgerung berechtigen, dass der emittierte Lärm in der Nähe von Straßen arbeitende und wohnende Personen beeinflusst (z. B. Ising et al. 1996). Dabei ist der wachsende Anteil an Schwerlastverkehr ebenfalls zu berücksichtigen. Darüber hinaus konnte Mehra (2003) zeigen, dass die durch Umbauten von Ampelkreuzungen zu Kreisverkehren reduzierten Pegelspitzen zu einer Verringerung der Belästigung der Anwohner führten. Systematische Untersuchungen zur Problematik variierenden Verkehrsschalls und zur Problematik variabler Anteile von Schwerlastverkehr unter der Berücksichtigung psychischer Belastung und Beanspruchung bei informatorischer Arbeit wurden bisher - wie die Literaturübersicht zeigt - allerdings noch nicht vorgenommen. Ausgehend von der Befundlage zu unterschiedlichen Aufgabentypen bzw. der jeweiligen Schwierigkeit, wird die Wirkung der Schallszenarien auf standardisierte Aufgaben mit definierten Belastungshöhen untersucht. Da – wie die Literaturanalyse zeigt – sich unter Lärmeinwirkung sowohl Leistungsverbesserungen als auch -verschlechterungen einstellen, lässt sich keine gerichtete Hypothese für die Wirkung von Lärm auf Beanspruchung, Belästigung und Leistung ableiten. Dementsprechend wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern bei den im Folgenden detailliert zu beschreibenden Bedingungsvariationen überhaupt Änderungen in den abhängigen Variablen auftreten. Dabei wird in der ersten laborexperimentellen Untersuchung (Studie 1) geprüft, 1) mit welchen Wirkungen Variationen des Schwerlastverkehranteils – mit Schwerlastverkehranteilen von 0, 20 und 40 % - sowie Veränderungen der zeitlichen Struktur von Verkehrsszenarien – gebündelter und gleichmäßig fließender Verkehr, auf Belästigung, Beanspruchung 42

und Leistung bei Durchführung informatorisch belastender Tätigkeiten verbunden sind. In einem weiteren Experiment (Studie 2) wird untersucht, 2) mit welchen Wirkungen stochastische Variationen von Fahrzeugvorbeifahrten mit unterschiedlicher Verkehrsdichte - auf Belästigung, Beanspruchung und Leistung bei Durchführung informatorisch belastender Tätigkeiten verbunden sind.

Die Literaturstudie zeigt, dass neben akustisch-physikalischen Parametern weitere Faktoren - individuelle Voraussetzungen, wie z. B. die individuelle Lärmempfindlichkeit und Übungsgrad sowie situative Parameter, wie die Art und Schwierigkeit der während der Schallexposition durchzuführenden Tätigkeit - beachtet werden müssen.

2 Methoden Dieser Teil umfasst die Beschreibung der experimentellen Bedingungen, der verwendeten Aufgaben, des Versuchsaufbaus, der eingesetzten Verfahren und der Stichprobe des experimentellen Vorgehens. Darüber hinaus wird das Vorgehen zur inferenzstatistischen Auswertung dargestellt.

2.1 Schallszenarien Die Erstellung der Schallszenarien erfolgte einerseits mit dem Ziel, realistische Verkehrsbedingungen abzubilden, andererseits sollten die Geräuschpräsentationen derart vorgenommen werden, dass mögliche Effekte eindeutig interpretierbar, d. h. nicht auf den Schallpegel, sondern auf die experimentelle Variation der zeitlichen Struktur, bzw. der Anteile des Schwerlastverkehrs zurückzuführen sind. Für die Schallszenarien – die typische Innenraumsituationen bei gekipptem Fenster simulieren sollten - wurde der nach VDI 2058-3 für geistige Tätigkeiten empfohlene durchschnittliche Pegel von 55 dB(A) gewählt. Als Kontrollbedingung wurde eine Schallbedingung mit 43

44 dB(A) verwendet, da dies zum einen einer Halbierung der wahrgenommenen Lautstärke von 55 dB(A) entspricht, andererseits die Applikation von Stille, z. B. in einer schalltoten Kammer, artifiziell und unrealistisch ist.

2.1.1 Hintergrundgeräusch Zunächst wurden Tonaufnahmen einzeln vorbei fahrender PKW erstellt. Die Schalldruckpegel dieser Geräusche wurden stochastisch um ± 3 dB(A) variiert, anschließend wurden die Geräusche zu zehnminütigen Szenarien zusammen geschnitten, wobei das Intervall zwischen den einzelnen Geräuschen im Mittel bei 5 ± 2 s lag. Einige dieser Sequenzen wurden so übereinander gemischt, dass einzelne Vorbeifahrten nicht mehr hörbar waren. Danach wurde die Sequenz vervielfältigt und zu einem zweistündigen Szenario editiert. Das resultierende Geräusch wurde in den Vorversuchen und in der Kontrollbedingung abgespielt. Darüber hinaus wurde es den im Folgenden zu beschreibenden Geräuschkulissen als Hintergrund beigemischt, um einen realitätsnahen Höreindruck zu schaffen.

2.1.2 Experiment 1: Variation des Anteils an Schwerlastverkehr und der zeitlichen Struktur Ziel der ersten Untersuchung ist es, Effekte von gleichmäßigem (z. B. Kreisverkehre) und gebündeltem Verkehr (z. B. Ampelsituationen) sowie unterschiedlichen Anteilen von Scherlastverkehr zu untersuchen. Um Situationen aus fließendem, eher gleichmäßig auftretendem Verkehr, der der Verkehrssituationen auf innerstädtischen Straßen, bzw. an Kreisverkehren, entspricht sowie Situationen, die aus gehäuft auftretenden Fahrgeräuschen, wie sie beispielsweise an Ampelkreuzungen entstehen können, zu simulieren, wurden im Folgenden dargestellte Szenarien generiert. Um dem steigenden Schwerlastverkehr Rechnung zu tragen, wurde der LKW-Anteil ebenfalls systematisch variiert (0 %, 20 % und 40 %). Zunächst wurden Vorbeifahrten einzelner PKW und LKW aufgenommen. Die Pegel der einzelnen Geräusche wurden im Weiteren adjustiert, so dass jedes Ereignis denselben Maximalpegel aufwies. Im Anschluss wurden die Pegel in einem Bereich von 44

± 3 dB variiert, die durchschnittliche Differenz zwischen PKW und LKW betrug 8 dB. Aus den Einzelgeräuschen wurden zunächst drei zehnminütige Geräuschsequenzen mit jeweils 120 Vorbeifahrten generiert. Dabei betrug der Anteil an Schwerlastverkehr (LKW) entweder 0 %, 20 % oder 40 %. Aus den Einzelgeräuschen wurden Geräuschsequenzen mit gleichmäßig auftretendem Verkehr (Gleichmäßig) erstellt. Die Einzelgeräusche wurden so editiert, dass durchschnittlich eine Vorbeifahrt alle 5 Sekunden auftrat. Das zeitliche Intervall zwischen zwei Maximalpegeln variierte zwischen 2 s und 8 s bei einem Mittelwert von 5 ± 3 s. Aus den zehnminütigen Geräuschsequenzen wurden zweistündige Szenarien editiert, so dass drei Geräuschszenarien mit gleichmäßigem Verkehr und variierendem Schwerlastverkehranteil (0, 20, 40 %) resultierten. Den Szenarien wurde - zur Erzeugung eines realistischeren Hörgefühls - ein um 15 dB(A) niedrigeres Hintergrundgeräusch hinzugefügt. Abbildung 2 zeigt beispielhaft eine zehnminütige Sequenz mit gleichmäßigem Verkehr. 80 70

SPL dB(A)

60 50 40 30 20 10 0 0

100

200

300

400

500

600

t [s]

Abbildung 2: Schalldruckpegelverlauf über die Zeit für die Bedingung gleichmäßiger Verkehr ohne Schwerlastverkehranteil (Gleichmäßig_20%_LKW)

Die Herstellung der Szenarien mit gebündeltem Verkehr (Gruppiert) basiert auf denselben adjustierten Einzelgeräuschen. Zunächst wurden je Bedingung drei zehnminütige Sequenzen mit 120 Fahrzeugvorbeifahrten (20 bzw. 40 % Schwerlastverkehr) gebildet, welche auf jeweils zehn gleichmäßige Cluster verteilt wurden. Aus den drei jeweiligen Sequenzen wurden ebenfalls zweistündige Geräuschszenarien zusammengestellt. Den Szenarien wurde ebenfalls – zur Erzeugung eines realistischen Höreindrucks – das um 45

15 dB(A) niedrigere Hintergrundgeräusch hinzugefügt. In Abbildung 3 ist der Schallpegelverlauf eines zehnminütigen Szenarios für eine Experimentalbedingung mit gebündeltem Verkehr dargestellt. 80 70

SPL dB(A)

60 50 40 30 20 10 0 0

100

200

300

400

500

600

t [s]

Abbildung 3: Schalldruckpegelverlauf über die Zeit für die Bedingung gebündelter Verkehr mit 20 % Schwerlastverkehranteil (Gruppiert_20%_LKW)

Tabelle 2 zeigt eine Übersicht der im ersten Experiment verwendeten Schallszenarien. Die Schallszenarien wurden mit vergleichbarem LAeqT präsentiert. Tabelle 2: Energieäquivalente Dauerschallpegel und Maximalpegel der in Studie 1 verwendeten Szenarien

Schallszenario

Dauer

LAeqT

LAmax

Gleichmäßig_ohne_LKW

2h

53.3 dB(A)

63.6 dB(A)

Gleichmäßig_20%_LKW

2h

53.2 dB(A)

66.1 dB(A)

Gleichmäßig_40%_LKW

2h

53.1 dB(A)

64.6 dB(A)

Gruppiert_20%_LKW

2h

53.6 dB(A)

71.0 dB(A)

Gruppiert_40%_LKW

2h

52.6 dB(A)

70.7 dB(A)

Kontrollbedingung

2h

43,6 dB(A)

48,7 dB(A)

2.1.3 Experiment 2: Variation der zeitlichen Struktur Für das zweite Experiment wurden Schallszenarien generiert, die unterschiedliche Formen des Verkehrsflusses (z. B. Zuflussregelungen) nachbilden sollen, wozu stochastische Fahrzeugfolgen mit unterschiedlicher Ver46

kehrsdichte erzeugt wurden. Die Zusammenstellung der zweistündigen Szenarien erfolgte ebenfalls aus je drei zehnminütigen Einzelszenarien. Aus den Aufnahmen einzeln vorbei fahrender PKW wurden zunächst fünf Cluster mit je 24 Einzelgeräuschen erstellt, wobei die Maximalpegel im Mittel alle 0,5 s auftraten. Diese fünf Cluster wurden in drei zehnminütigen Sequenzen stochastisch verteilt (s. Abbildung 4a). Aus den Sequenzen wurde ein zweistündiges Geräuschszenario zusammengestellt. Anschließend wurde das Hintergrundgeräusch dazugeschnitten.

Abbildung 4: Schalldruckpegelverlauf über die Zeit für zehnminütige Szenarien

Die übrigen Szenarien wurden nach dem gleichen Muster entwickelt, so dass im Folgenden nur die Herstellung der zehnminütigen Sequenzen beschrieben wird. Ausgehend von dem ersten Szenario wurden die Intervalle innerhalb eines Clusters stochastisch auf durchschnittlich 2 s verlängert (Abbildung 4 b). Dies führt zu einer zeitlichen Ausdehnung jedes Clusters und verkürzt die Abschnitte, in denen nur das Hintergrundgeräusch zu hören ist. Für die Herstellung eines weiteren Szenarios wurden die Abstände der Geräusche innerhalb eines Clusters auf durchschnittlich 4 s erhöht. Entsprechend kürzer sind die Intervalle zwischen den Clustern (Abbildung 4 c). 47

Für das nächste Szenario wurde der Abstand zwischen einzelnen Ereignissen auf durchschnittlich 5 s angehoben, die einzelnen Geräusche sind damit gleichmäßig über 10 min verteilt (Abbildung 4 d). Die zweistündigen Szenarien wurden mit vergleichbarem LAeqT präsentiert. Tabelle 3 zeigt eine Übersicht der verwendeten Pegel. Tabelle 3: energieäquivalente Dauerschallpegel und Maximalpegel der in Studie 2 verwendeten Szenarien

Schallszenario

Dauer

LAeqT

LAmax

Abstand_Lmax_0.5s

2h

54,6 dB(A)

72,1 dB(A)

Abstand_Lmax_2s

2h

54,6 dB(A)

67,8 dB(A)

Abstand_Lmax_4s

2h

54,7 dB(A)

65,7 dB(A)

Abstand_Lmax_5s

2h

54,6 dB(A)

65,5 dB(A)

Kontrollbedingung

2h

43,6 dB(A)

48,7 dB(A)

2.2 Verwendete Aufgaben Aus den bisher vorgestellten Studien ist nicht abzuleiten, ob Lärm in Abhängigkeit von der Aufgabenschwierigkeit zu unterschiedlichen Beeinträchtigungen führt. Um dieser Fragestellung detailliert nachzugehen, werden in den hier durchgeführten Experimenten standardisierte Aufgaben der AGARD-STRES, bzw. des Criterion Task Set (CTS) verwendet. Um eher geistige Routinetätigkeiten - wie sie bei informatorischer Tätigkeit vorkommen können – abzubilden, wurden Kopfrechenaufgaben (Mental Processing Task, MPT) und Aufgaben zum sprachlich-logischen Schlussfolgern (Grammatical Reasoning Task, GRT) eingesetzt. Da es sich bei beiden um Aufgaben mit eher repetitivem Charakter handelt, sollte eine weitere Aufgabe, die sich durch den Neuheitswert der einzelnen Teilaufgaben sowie unterschiedlichste Aufgabenanforderungen kennzeichnet, untersucht werden. Hier ließen sich ebenfalls Aufgaben mit aus Voruntersuchungen (z. B. Schütte 1999b) bekanntem Belastungsniveau nutzen. Zur Beanspruchungsevaluation bei mentalen Tätigkeiten ist nach Kuhmann (1994) zu spezifizieren, welche Organ- und Funktionssysteme durch die auszuführende Tätigkeit in Anspruch genommen werden. Zunächst wird daher kurz das 48

Modell skizziert, auf dem die dem CTS entnommenen Aufgaben basieren; danach werden die jeweiligen Aufgaben und die damit verbundenen Tätigkeiten beschrieben. Dem CTS liegt ein Modell zugrunde, das sich sowohl auf die Multiplen-Ressourcen-Theorien (Wickens 1984, 2002) als auch die Stufenmodelle der Informationsverarbeitung (Sternberg 1969; Craik & Tulving 1975) bezieht.

Abbildung 5: Theoretisches Modell des Criterion Task Set (nach Shingledecker 1984)

Das Modell unterstellt drei primäre Verarbeitungsebenen (vgl. Abbildung 5), nämlich die Wahrnehmung, Verarbeitung und sprachliche oder manuelle Reaktion, mit denen verschiedene Ressourcen korrespondieren, die mit dem Input (visuell/ auditiv), der zentralen Verarbeitung (räumlich bildlich / abstrakt symbolisch) und der Art der zu gebenden Antwort (manuell / verbal) verknüpft sind. Die zentrale Verarbeitungsebene schließlich kann in Bereiche des Arbeitsgedächtnisses und in die spezifischen Arten der Verarbeitung, die für unterschiedliche Aufgaben benötigt werden, aufgeteilt werden (Shingledecker 1984; Eggemeier 1988). Die hier verwendeten GRT und MPT Aufgaben verlangen danach visuelle Wahrnehmung, symbolische Verarbeitung sowie unterschiedliche Anforderungen der zentralen Verarbeitung und eine manuelle Reaktion. Für die GRT und MPT Aufgaben existieren Normen zu Bearbeitungszeiten und zu Lösungswahrscheinlichkeiten sowie zu subjektiven Beanspruchungseinstufungen (SWAT-Ratings, Schle49

gel & Gilliland 1990). Die über die SWAT-Skala, welche auf einen Bereich von 0 bis 100 skaliert ist, ermittelten Beanspruchungswerte liegen bei den GRT-Aufgaben bei einem Wert von 21 für einfache Aufgaben und für schwierige Aufgaben etwa doppelt so hoch bei 43. Für die MPT-Aufgaben ermittelten die Autoren einen Wert von 5 für einfache und ein Rating von 33 für die schwierigen Aufgaben.

2.2.1 Grammatical Reasoning Task (GRT) Der eingesetzte Grammatical Reasoning Task (GRT) stellt unterschiedliche Anforderungen an kognitive Ressourcen, die unter anderen mit dem logischen Denken verbunden sind. Der GRT basiert prinzipiell auf einer von Baddeley entwickelten Aufgabe (Baddeley 1968) und bestand dort aus Sätzen (z. B. A folgt B; B folgt nicht A), welche von zwei Buchstaben (AB oder BA) gefolgt wurden. Die Sätze beschreiben die Reihenfolge der beiden Buchstaben, und die Probanden haben zu entscheiden, ob die Beschreibungen zutreffen oder falsch sind. Die hier eingesetzte Variante wurde von Shingledecker (Shingledecker et al. 1982; Shingledecker 1984) entwickelt und verwendet die Symbole & # *. Die Satzbildung erfolgt über die Präpositionen ‚vor’, ‚nach’, ‚nicht vor’ und ‚nicht nach’. Der Grad der Belastung wird variiert, indem entweder die Aussagen von einem oder von zwei Sätzen bezogen auf die Reihenfolge der Symbole zu überprüfen sind. In der Bedingung, in der nur eine Aussage zu überprüfen ist, muss der Proband entscheiden, ob der Satz die Folge richtig beschreibt oder nicht und eine entsprechende Reaktionstaste betätigen. Aus der Kombination von 24 möglichen Aussagen und den sechs möglichen Symbolfolgen ergeben sich 144 unterschiedliche Aufgaben. In der Variante, in der zwei Sätze präsentiert werden, besteht die Aufgabe in der Überprüfung der Aussagen beider Sätze bezogen auf die Symbolfolge. Wenn beide Aussagen zutreffen oder beide nicht zutreffen, ist von dem Probanden die Taste ‚gleich’ zu wählen; trifft einer der Sätze nicht auf die Symbolfolge zu, so hat der Proband die Taste ‚verschieden’ zu betätigen. Aus der Kombination von 144 Satzpaaren und sechs möglichen Symbolfolgen ergeben sich 864 theoretisch mögliche Aufgaben. Zwar werden den Probanden Entscheidungen abverlangt, die Art der Aufgaben und deren 50

Präsentation sind jedoch immer identisch, so dass es sich bei den Aufgaben um eine repetitive Tätigkeit mit geringen Abwechslungsmöglichkeiten handelt. Abbildung 6 veranschaulicht Beispielaufgaben der beiden Aufgabenvarianten.

Abbildung 6: Beispielaufgaben GRT (links einfache, rechts schwierige Variante)

Eine Beschreibung der Belastung der GRT-Aufgaben lässt sich über eine algorithmische Darstellung der Aufgabenbearbeitung vornehmen. Als einfaches, die Belastungshöhe beschreibendes Maß, kann dabei die Anzahl der auftretenden Entscheidungen und Operationen herangezogen werden (z. B. Matern 1983, 1984). Bezogen auf das dem CTS zugrunde liegenden Informationsverarbeitungsmodell können die GRT-Aufgaben mit den in Abbildung 7 und 8 dargestellten Algorithmen bearbeitet werden. Dabei ist allerdings festzustellen, dass es sich hier nur um eine mögliche, eher heuristische Lösung handelt, da der tatsächliche Weg der Aufgabenbearbeitung der Probanden nicht bekannt ist. Abbildung 7 zeigt einen Algorithmus für einfache GRT-Aufgaben.

51

Abbildung 7: Algorithmus für die einfachen GRT-Aufgaben

Der Input, also die Wahrnehmung der Aufgabe, erfolgt visuell. Hier wird davon ausgegangen, dass zunächst der beschreibende Satz gelesen wird, der anschließend im Arbeitsgedächtnis enkodiert und gespeichert wird. Danach wird die Symbolsequenz gelesen, enkodiert und mit dem gespeicherten Satz verglichen (zentrale Verarbeitung). Dann wird die Entscheidung darüber getroffen, ob der Satz mit der Symbolfolge übereinstimmt oder nicht, woran sich der Output, also die manuelle Eingabe der Lösung, anschließt. Abbildung 8 stellt den Algorithmus für die Bearbeitung schwieriger GRTAufgaben dar. 52

Abbildung 8: Algorithmus für die schwierigen GRT-Aufgaben

Beginnend mit dem Lesen von Satz 1 erfolgt zunächst ein der Bearbeitung der einfachen Aufgaben vergleichbarer Schritt. Das Ergebnis des ersten Entscheidungsprozesses muss dann behalten werden und anschließend muss der zweite Satz gelesen, behalten und danach mit der Sequenz ver53

glichen werden. Das Ergebnis wird gespeichert und im Folgenden werden die beiden Sätze miteinander verglichen. Zuletzt erfolgen die dritte Entscheidung (Sätze gleich / ungleich) und die manuelle Eingabe.

Der Vergleich der beiden Schwierigkeitsstufen zeigt, dass bei schwierigen Aufgaben mit 12 Operationen und drei Entscheidungen doppelt so viele Bearbeitungsschritte durchzuführen sind wie bei der leichten Version (sechs Operationen mit einer Entscheidung).

Ausgehend von 5 s Bearbeitungszeit sind in der leichten Variante mindestens 168 Aufgaben zu bearbeiten; da nur 124 Aufgaben existieren, kann es hier bei entsprechender Bearbeitungsgeschwindigkeit zu Wiederholungen einzelner Aufgaben kommen. Ausgehend von 10 s Bearbeitungszeit sind in der schwierigen Variante mindestens 84 Aufgaben zu bearbeiten.

In der Übungsphase werden die Aufgaben in je sieben dreiminütigen Blöcken präsentiert. Das Zeitintervall beträgt 20 s für beide Schwierigkeitsniveaus, die Probanden erhalten nach jeder einzelnen Aufgabe eine Rückmeldung über ihre Leistungsgüte. Im Hauptversuch dauert ein Aufgabenblock je 14 min. Die Probanden haben die leichten Aufgaben in einem Zeitintervall von 5 s und die schwierigen Aufgaben in einem Zeitintervall von 10 s zu bearbeiten, und erhalten keine Rückmeldung. Unmittelbar nach Eingabe der Lösung einer Aufgabe wird die nächste Aufgabe präsentiert. Die Stimuluspräsentation erfolgt in Bildschirmmitte in Symbolhöhe 15 mm (Schriftgröße 60 in Schriftart Times, Sehabstand ca. 70 cm, Sehwinkel 72 arcmin).

2.2.2 Mathematical Processing Task (MPT) Bei der in der vorliegenden Untersuchung verwendeten mentalen Arithmetik-Aufgabe (MPT) handelt es sich um eine standardisierte Rechenaufgabe, die dem Criterion-Task-Set (CTS, Shingledecker 1984), bzw. der AGARDSTRES (1989) entnommen ist. Der MPT stellt unterschiedliche Anforderungen an informationsverarbeitende Ressourcen und beinhaltet primär den 54

Umgang mit und den Vergleich von numerischen Reizen. Die Aufgabe des Probanden besteht in der Durchführung einer oder mehrerer einfacher arithmetischer Operationen, nämlich Additionen bzw. Subtraktionen von einzelnen Ziffern. Anschließend ist zu unterscheiden, ob das Ergebnis einen vorher spezifizierten Wert, in diesem Fall 5 [fünf] unter- oder überschreitet. Die Komplexität der Aufgabe wird durch die Anzahl sowie die Kombinationen der durchzuführenden Rechenschritte bestimmt. Geringe Anforderungen durch die Aufgabe werden durch eine jeweils nur eine Operation beinhaltende Berechnung (Addition oder Subtraktion einstelliger Zahlen) hergestellt, deren Ergebnis im Anschluss mit der Zahl 5 zu vergleichen ist. Eine hohe Aufgabenanforderung wird durch eine drei Operatoren beinhaltende Berechnung mit den Kombinationen ++-, +-- sowie -+- simuliert.

Prinzipiell kann der MPT in vier verschiedene Verarbeitungsschritte eingeteilt werden (z. B. Wetherell 1996). Nach dem Lesen der Zeichen ist das Abfragen gespeicherter arithmetischer Informationen aus dem Langzeitgedächtnis erforderlich; in einem nächsten Schritt müssen die Informationen im Arbeitsgedächtnis aktualisiert werden (Yuan et al. 2006). Es folgen das sequentielle Durchführen arithmetischer Operationen sowie im Anschluss numerische Vergleiche. Dabei ist davon auszugehen, dass die Personen sich nicht auf einfaches Zählen stützen, sondern vielmehr organisierte Gedächtnisstrukturen (prozedurales Wissen, wie spezifische Ausführungsroutinen von Algorithmen; arithmetisches Faktenwissen) verwenden (Ashcraft & Stazyk 1981; Ashcraft 1987).

In der AGARD-STRES werden die Ziffern und die Operanden mit einer Verzögerung von 50 ms von links nach rechts auf dem Bildschirm präsentiert, um zu gewährleisten, dass die Probanden nicht mit negativen Zahlen rechnen und die Aufgaben auch sequenziell bearbeiten. Eine vergleichbare Vorgehensweise stellt die sukzessive Präsentation in der Bildschirmmitte dar, welche hier mit einer Symbolgröße von 15 mm (Schriftgröße 60 in der Schriftart Times, Sehabstand ca. 65 cm, Sehwinkel 72 arcmin) erfolgt. Dabei wurden hier die Zeichen nach ihrer Präsentation wieder überschrieben. Um zu gewährleisten, dass durch Lidschluss oder Blickbewegungen keine Stimuli ausgelassen werden, beträgt die Präsentationsdauer der Zahlen 55

sowie der jeweiligen Operanden 750 ms, die Interstimulusdauer liegt bei 500 ms. Die Antworten werden über eine spezielle Tastatur gegeben (s. Abschnitt Hardware). Nach vollständigem Aufbau des Gleichsymbols wird die Zeit zum Drücken einer Taste gemessen. Unmittelbar nach der Reaktion auf eine Aufgabe erfolgt die Präsentation der nächsten. Es werden nur solche Aufgaben generiert, die folgenden Kriterien entsprechen: Das Endergebnis darf nicht gleich der Zahl fünf sein; das Endergebnis darf nicht negativ sein; bei den Aufgaben mit drei Operanden dürfen keine negativen Zwischenergebnisse entstehen. Bei der einfachen und der schwierigen Variante handelt es sich um repetitive Tätigkeiten, die einen geringen Abwechslungsgrad aufweisen und formal immer einen vergleichbaren Ablauf haben. Abbildung 9 stellt einen Algorithmus dar, nach dem die Bearbeitung einer einfachen Aufgabe ablaufen könnte. Demnach erfordert die Durchführung einer einfachen MPT-Aufgabe acht Bearbeitungsschritte, wobei eine manuelle Operation durchzuführen und eine Entscheidung zu treffen ist. Da die Ziffern, bzw. der Operand, sukzessive präsentiert werden, sind vier Wahrnehmungsschritte und zwei Speicherschritte durchzuführen.

56

Abbildung 9: Algorithmus für die einfachen MPT- Aufgaben

Die Bearbeitung einer komplexen MPT-Aufgabe erfordert dagegen 17 Teilschritte, wovon vier Speicheroperationen darstellen. Es sind drei Rechenoperationen durchzuführen sowie eine Entscheidung zu treffen (vgl. Abbildung 10).

57

Abbildung 10: Algorithmus für die schwierigen MPT-Aufgaben

Durch die Präsentationsdauer der Ziffern und der Operanden sowie der maximalen Bearbeitungszeit ergibt sich eine Anzahl von mindestens 116 zu bearbeitenden Aufgaben in der leichten Variante und mindestens 52 Aufgaben in der komplexen Variante. 58

In der Übungsphase beträgt die maximale Bearbeitungsdauer für die Reaktionen bei den einfachen Aufgaben 8 s und bei den komplexen Aufgaben 16 s. Die Aufgaben werden in Anlehnung an Schlegel und Gilliland (1990) in Blöcken zu je drei min präsentiert. Die Probanden erhalten in der Übungsphase nach jeder Aufgabe eine Rückmeldung über ihr Ergebnis. Zunächst werden die einfachen Aufgaben präsentiert und trainiert, im Anschluss die komplexen. Die Anzahl der Übungsblöcke beträgt bei den einfachen Aufgaben drei und bei den komplexen Aufgaben sechs. In der Hauptphase wird die maximale Bearbeitungsdauer jeweils um die Hälfte der Zeit verkürzt (4 s für die einfachen, 8 s für die schwierigen Aufgaben). Ein Aufgabenblock mit je einer der beiden Schwierigkeitsvarianten dauert 14 min.

2.2.3 Figuraler Logik Test (FLT) Bei den hier verwendeten Aufgaben des Figuralen Logik-Tests (FLT) handelt es sich um Matrizenaufgaben, die den Standard und Advanced Progressive Matrices von Raven (Raven 1938; Raven et al. 2003) sowie dem Figure Reasoning Test von Daniels (1962) entnommen sind. Die Aufgaben zielen auf sprachfreies logisches Denken. Das Prinzip der Aufgaben besteht in dem Erkennen und Anwenden logischer Regeln. Eine Aufgabe besteht aus drei Zeilen mit grafischen Abbildungen, die ersten beiden enthalten je drei Abbildungen, die dritte enthält zwei. Die logische Regel, nach der die ersten beiden Zeilen aufgebaut sind, ist identisch. Diese Regel muss gefunden und auf die dritte Zeile angewendet werden. Aus einer Auswahl von acht möglichen Lösungsalternativen muss dann die die dritte Zeile korrekt ergänzende Alternative ausgewählt werden. Da nur wenige Aufgaben zur Verfügung stehen, wurden den Probanden in der Übungsphase nur vier Aufgaben präsentiert, damit sie sich mit der grafischen Anordnung und dem Umgang mit der Tastatur für die Lösungseingabe vertraut machen konnten. Die maximalen Bearbeitungszeiten für die Aufgabenbeantwortung wurden auf 40 s für leichte und auf 90 s für schwierige Aufgaben festgelegt. Die jeweilige Durchführungsdauer umfasst das Zeitintervall von der Aufgabenpräsentation bis zur Bestätigung der gefundenen Lösung über die Tastatur. Prinzipiell kann für die Bearbeitung der FLT-Aufgaben kein allgemeingültiger Algorithmus erstellt werden. Vielmehr werden an dieser Stelle die po59

tenziellen Aufgabentypen genannt, die vorkommen können. Die einfachste Aufgabenart besteht in der Wiederholung von Mustern, hierbei sind die ersten Zeilen jeweils identisch. Weitere Aufgabentypen bestehen in Addition und Subtraktion einzelner Elemente sowie Kombinationen aus beiden. Andere Aufgaben bestehen aus Rotationen von einzelnen oder mehreren Elementen, Negationen und doppelten Negationen sowie Analogien. Die Aufgaben wurden aufgrund von in Vorexperimenten (Schütte & Jordan 1996) ermittelten Lösungszeiten in die Belastungshöhen leicht und schwierig unterteilt. Die Bearbeitungsdauer der leichten Aufgaben variierte dort zwischen 8 und 23 s (Md = 15 s), die Bearbeitungszeiten der schwierigen Aufgaben lagen zwischen 47 und 149 s (Md = 88 s). Von den einfachen Aufgaben existieren 38, von den schwierigen 31, so dass bei den einfachen Aufgaben Wiederholungen auftreten können.

2.3 Kontrollvariablen 2.3.1 Lärmempfindlichkeit Die subjektive Lärmempfindlichkeit wurde mit dem Noise Sensitivity Questionnaire (NoiSeQ, Schütte et al. 2007a) erhoben, der aus 35 Items besteht und neben der Erfassung der globalen Lärmempfindlichkeit auch die Sensitivität gegenüber Geräuschen aus fünf Alltagsbereichen – Wohnumgebung, Kommunikation, Schlaf, Arbeit und Freizeit – , die jeweils sieben Items umfassen, zuverlässig zu bestimmen erlaubt. Die Kennwerte der einzelnen Skalen werden durch Mittelung über die jeweiligen sieben Items berechnet; der globale Kennwert ergibt sich durch Mittelung über alle Items. Für die aktuelle Untersuchung wurde die Subskala Arbeit herangezogen, deren relative und absolute Messgenauigkeit mit einem Wert von 0,77, bzw. 0,70 den von ISO 10075-3 geforderten Mindestwert von 0,7 erreicht resp. überschreitet (Schütte et al. 2007b).

60

2.3.2 Individuelle Fertigkeiten Da abhängig von den individuell jeweils vorhandenen Fähigkeiten bei der Aufgabendurchführung mit unterschiedlicher Leistung zu rechnen ist, müssen die zu bearbeitenden Aufgaben trainiert werden, um ein interindividuell vergleichbares Leistungsniveau herzustellen.

2.4 Abhängige Variablen 2.4.1 Belästigung Die subjektive Belästigung durch den Lärm wurde mit einer fünfstufigen verbal verankerten Ratingskala (sog. ICBEN-Belästigung (International Commission on the Biological Effects of Noise); Fields et al. 2001; ISO/TS 15666:2003) mit den Urteilsankern überhaupt nicht, etwas, mittelmäßig, stark, äußerst erfasst, die zusätzlich durch eine feinere, sich an dem sogenannten Kategorienunterteilungsverfahren orientierende Abstufung, unterteilt ist. Das Kategorienunterteilungsverfahren wurde ursprünglich im Bereich der Lautheitsskalierung verwendet (Heller 1985; Hellbrück 1996) und wurde hier ebenfalls angewendet, da es sich im Bereich der subjektiven Bewertung von Umweltgeräuschen bewährt hat (Schütte et al. 2006). Die von den Probanden zu beantwortende Frage lautet: Wie stark haben Sie sich durch die Geräuschkulisse im Hintergrund insgesamt gestört oder belästigt gefühlt?

2.4.2 Psychische Beanspruchung Die aufgabenbezogene Belastungsanalyse lässt erwarten, dass im Verlauf der Experimente Veränderungen des subjektiven Beanspruchungserlebens auftreten. Bedingt vor allem durch die repetitiven Tätigkeiten – insbesondere bei den GRT- und MPT-Aufgaben - ist dabei nicht auszuschließen, dass ermüdungsähnliche Zustände, wie z. B. Monotonieerleben, auftreten können. Bei den FLT-Aufgaben, die durch die unterschiedlichen Aufgabentypen Strategiewechsel bei der Bearbeitung verlangender und damit jeweils Neu61

heitswert haben, ist vor allem bei den schwierigen Aufgaben, die zu einer Leistungsüberforderung führen können, eher mit psychischer Ermüdung zu rechnen. Da der BMS II derartige Beanspruchungsfolgen zu erfassen erlaubt, wurden zur Messung der psychischen Beanspruchung die bipolaren Schätzskalen zur Analyse des Beanspruchungserlebens des BMS-II (Ermüdung – Monotonie – Sättigung – Stress, Plath & Richter 1984a) verwendet. Dabei handelt es sich um 15 Adjektivpaare (vgl. Tabelle 4), die relevante Komponenten des Beanspruchungserlebens abbilden sollen. Die Items erfassen dabei die Befindensmerkmale des psychophysischen Zustands – Anstrengung bzw. Aufwand - (Items 1,4,6,10,15), der Sachzuwendung und Konzentration (Items 2,7), des willentlichen Einsatzes und der Motivation (Items 3,5,9,12,13) sowie der emotionalen und affektiven Lage (Items 8,11,14). Ausgehend von den in Abschnitt 1.3.1 dargestellten spezifischen Beanspruchungsfolgen, ist davon auszugehen, dass sich Monotonieerleben, das mit Schläfrigkeit, herabgesetzter Aktiviertheit sowie Leistungsschwankungen einhergeht, über die Items der Dimensionen ‚psychophysischer Zustand’ und ‚Konzentration’ abbilden lässt. Ermüdung sollte sich eher über die Items der Skala ‚psychophysischer Zustand’ abbilden lassen. Das Verfahren kann als valide gelten (Plath & Richter 1984b; Hacker & Richter 1984). Die Schätzskalen haben sich in kurz dauernden Studien als zuverlässig gezeigt und eignen sich wegen der Kürze der Skalen auch für Messwiederholungen (Plath & Richter 1984a). Für die Experimente wurde eine computergestützte Variante verwendet, wobei die Probanden mit einer speziellen Tastatur (s. u.) einen virtuellen Schieberegler an die Stelle platzieren müssen, die ihrer Meinung nach ihr aktuelles Befinden am besten abbildet. Um Urteilsstereotypien vorzubeugen, werden die Items zu den jeweiligen Erhebungszeitpunkten in permutierter Reihenfolge präsentiert. Um eine einheitliche Dimensionierung zu ermöglichen und die beanspruchungsbezogenen Daten mit den lästigkeitsbezogenen Daten vergleichen zu können, wurde eine Skalierung von 1 bis 50 gewählt. Da hohe Werte einer hohen Beanspruchungsbewertung entsprechen, musste der Schieberegler immer von der jeweils positiven Ausprägung ausgehend bewegt werden. Eine Variation der die Position der Pole der Ratingskalen beschreibenden Items erfolgte nicht.

62

Tabelle 4: Items der bipolaren Schätzskalen zur Analyse des Beanspruchungserlebens 1

Geistig frisch

-------------------------------

Geistig müde

2

Konzentration fällt schwer

-------------------------------

Konzentration fällt leicht

3

Interessiert

-------------------------------

Gelangweilt

4

Angespannt

-------------------------------

Entspannt

5

Arbeitswillig

-------------------------------

Gegen das Arbeiten widerwillig

6

Energiegeladen

-------------------------------

Verausgabt

7

Aufmerksam

-------------------------------

Unaufmerksam

8

Gut gelaunt

-------------------------------

Verstimmt

9

Tätigkeit kann nur mit größter Anstrengung fort- ------------------------------gesetzt werden

Tätigkeit kann ohne größere Anstrengung verrichtet (fortgesetzt) werden

10

Zustand Frische

-------------------------------

Zustand Erschöpfung

11

Reizbar

-------------------------------

Gelassen

12

Keine Lust zur (Fortfüh------------------------------rung der) Tätigkeit

Lust zur (Fortführung der) Tätigkeit

13

Tätigkeit kann nur mit größter Mühe verrichtet ------------------------------werden

Tätigkeit verrichtet werden

14

Ruhig

-------------------------------

Nervös

15

Abgespannt

-------------------------------

Ausgeruht

körperlicher

körperlicher

kann mühelos (fortgesetzt)

2.4.3 Leistung Als Leistungsindikatoren wurden die durchschnittliche Bearbeitungsdauer und der prozentuale Anteil richtig gelöster Aufgaben an den insgesamt bearbeiteten Aufgaben gewählt.

63

2.5 Versuchsablauf Nachdem die Probanden ins Leibniz-Institut für Arbeitsforschung gekommen waren, wurden sie vom Versuchsleiter in die so genannte Probandenvorbereitung geführt und dort mittels standardisierter Erklärung über das Versuchsvorhaben informiert. Den Versuchspersonen wurde erläutert, dass von ihnen unter der Exposition verschiedener Verkehrsgeräusche unterschiedliche Aufgaben am PC zu bearbeiten, diese anschließend zu bewerten sowie einige kurze Fragebögen zu ihrem aktuell wahrgenommenen Befinden zu beantworten seien. Nach Abgabe einer entsprechenden Einverständniserklärung wurden die Probanden in den Experimentalraum gebracht und ihren jeweiligen Arbeitsplätzen zugewiesen. Im Anschluss hatten sie die Kopfhörer aufzusetzen, da während der sich anschließenden Übungsphase allen Probanden das Geräusch der Kontrollbedingung (LAeq = 43,6 dB) eingespielt wurde, um vergleichbare Bedingungen herzustellen. Die Geräusche wurden über einen Behringer 4-Kanal Kopfhörer Verstärker Typ HA 4700 verstärkt und über offene Kopfhörer (AKG 501) präsentiert. Die Schalldruckpegel der verwendeten Geräuschszenarien wurden an der den Ohren zugewandten Seite der Kopfhörer mit einem Schallpegelmesser von Brüel & Kjær (Typ 2238) gemessen. Der Versuch verlief vollständig rechnergesteuert und der Vorversuch startete mit der Bearbeitung des Lärmempfindlichkeitsfragebogens NoiSeQ. Im Anschluss wurde den Probanden Gelegenheit gegeben, sich mit den im Hauptversuch eingesetzten Rating-Skalen vertraut zu machen und den Umgang mit der Eingabetastatur zu üben. Daran schlossen sich die Erklärungen der Aufgaben sowie die Trainingsphasen an (s. Abschnitt Aufgaben). Zunächst wurden vier der figuralen Aufgaben (FLT) präsentiert. Danach wurden die GRT-Aufgaben erst in der einfachen und dann in der schwierigen Variante eingeführt und trainiert. Anschließend erfolgte in gleicher Weise die Übung der MPT-Aufgaben. Nach der Bearbeitung der letzten Aufgabe folgte eine Pause von ca. 15 min. Im anschließenden Hauptversuch wurden die Probanden gebeten, die Kopfhörer aufzusetzen und dann den Versuch durch Druck auf eine beliebige Taste zu starten. Die Aufgabenblöcke wurden in zufälliger Reihenfolge präsentiert, mit der Maßgabe, dass Aufgaben derselben Art, also z. B. der GRT in der leichten und der schwierigen Variante nicht aufeinander folgen durften. Nach jedem 14minütigen Aufgabenblock wurden die abhängigen Variablen erhoben. Zu64

nächst waren von den Versuchsteilnehmern das Lästigkeitsrating und die Bewertung der Aufgabenschwierigkeit vorzunehmen. Daran schloss sich die Bearbeitung der bipolaren Schätzskalen des BMS an, dessen Items in zufälliger Reihenfolge dargeboten wurden. Für die Erhebung der abhängigen Variablen stand ein Zeitfenster von 6 min zur Verfügung. Der Zeitbedarf war in Vorversuchen ermittelt und relativ großzügig bemessen worden. Am Ende des insgesamt vierstündigen Versuchs erhielten die Probanden eine Rückmeldung über ihre Leistungsgüte und abschließend eine Aufwandsentschädigung.

2.6 Versuchsraum Alle Versuche fanden im selben Raum, dem so genannten ErgometrieRaum am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung in Dortmund statt. Um durch andere Versuchsteilnehmer sowie durch Abstrahlungen aus Fremdkopfhörern entstehende Ablenkungen zu vermeiden, waren zwischen den Probanden Schall isolierende Begrenzungen aufgebaut. Der Raum war mit vier Arbeitsplätzen ausgestattet, so dass bis zu vier Probanden gleichzeitig am Versuch teilnehmen konnten. Die Beleuchtungsstärke betrug an jedem Arbeitsplatz 600 Lux. Die Raumtemperatur lag zwischen 22 und 23 Grad Celsius. Abbildung 11 zeigt eine schematische Darstellung der Arbeitsplatzanordnung.

Abbildung 11: Schematische Darstellung der Versuchsanordnung

65

2.7 Apparatur 2.7.1 Rechner-Ausstattung Alle Versuchsrechner hatten eine identische Hardwareausstattung mit Intel Pentium 4 Prozessoren mit einer Taktung von 2,8 GHz, und 512 MB RAM. Weiterhin wurden Grafikkarten Radeon 9200 SE AGP mit 128 MB RAM verwendet. Die Aufgabenpräsentation erfolgte auf iiyama-LCD-Monitoren vom Typ Prolite E431S mit einer Bildschirmdiagonale von 43 cm. Die Bildschirmauflösung lag bei 1280 * 1024 dpi, die Bildwiederholfrequenz betrug 60 Hz. Die Aufzeichnung der Reaktionszeiten erfolgte über DT 340 TimerKarten (Data Translation Inc. 2006). Als Betriebssystem war Microsoft Windows XP SP1 installiert. Die Versuchssteuerung wurde in der Programmiersprache Delphi programmiert.

2.7.2 Tastatur Zur Eingabe der Antworten stand eine 17,8 cm * 12,7 cm große Tastatur zur Verfügung (vgl. Abbildung 12).

Abbildung 12: Ratingtastatur

66

2.8 Stichprobe Die Rekrutierung des Probandenkollektivs erfolgte über Aushänge bzw. Mitteilungen im Internet. In einem telefonischen Vorgespräch wurden die Probanden mit einem bereits in anderen Versuchen (z. B. Schütte et al. 2006) verwendeten Screening-Fragebogen über ihr Hörvermögen und über etwaigen Drogenkonsum befragt, wobei letzterer, wenn positiv beantwortet, zum Ausschluss vom Versuch führte. Die Probanden wurden gebeten, sich am Vorabend nicht lauten Geräuschen (Konzerten oder Diskobesuch) zu exponieren. Bei einem Probanden, der über wiederholte Mittelohrentzündungen in der Kindheit berichtete, wurde vor dem Versuchsbeginn eine Audiometrie durchgeführt (DIN ISO 8253-1:1992), mit der ihm normales Hörvermögen attestiert werden konnte.

2.8.1 Stichprobe Experiment 1 An der Untersuchung nahmen 124 – 62 weibliche und 62 männliche - Studenten unterschiedlicher Fachrichtungen der Universitäten Dortmund und Bochum sowie der Fachhochschule Dortmund teil. Die Probanden waren gesund und verfügten über normales Hörvermögen. Sie waren im Alter von 18 bis 31 Jahren (MW 23,76; SD 2,98). Die Zuteilung zu den Experimentalbedingungen erfolgte nach Zufall mit der Maßgabe, eine annähernd gleiche Zellenbesetzung mit weiblichen und männlichen Probanden zu erreichen. Tabelle 5: Stichprobenbeschreibung Studie 1

Szenario

N

Alter MW

Lärmempfindlichkeit Skala Arbeit

SD

MW

SD

Gleichmäßig_ohne_LKW 22 23,36 2,84

1,47

0,53

Gleichmäßig_20%_LKW 20 23,65 2,94

1,59

0,33

Gleichmäßig_40%_LKW 21 24,33 2,97

1,82

0,41

Gruppiert_20%_LKW

20 23,55 3,76

1,79

0,42

Gruppiert_40_LKW

20 23,95 2,54

1,75

0,49

Kontrollbedingung

21 23,71 3,00

1,63

0,56 67

2.8.2 Stichprobe Experiment 2 An der zweiten Untersuchung nahmen 105 – davon 52 weibliche und 53 männliche - Studenten unterschiedlicher Fachrichtungen der Universitäten Dortmund und Bochum sowie der Fachhochschule Dortmund teil. Die Probanden waren gesund, verfügten über normales Hörvermögen und waren zwischen 18 und 33 Jahre alt (MW 23,20, SD 2,72). Die Zuteilung zu den Experimentalbedingungen geschah nach den gleichen Kriterien wie im ersten Experiment. Tabelle 6: Stichprobenbeschreibung Studie 2

Szenario

N

Alter MW

Lärmempfindlichkeit Skala Arbeit

SD

MW

SD

Abstand_Lmax_0.5s 22 22,73 2,55

1,69

0,43

Abstand_Lmax_2s

20 23,00 2,73

1,59

0,36

Abstand_Lmax_4s

22 23,27 2,37

1,88

0,42

Abstand_Lmax_5s

20 23,80 3,02

1,69

0,45

Kontrollbedingung

21 23,71 3,00

1,63

0,56

2.9 Experimentelle Bedingungen In beiden Studien wird das Beanspruchungserleben in Abhängigkeit von den Schallbedingungen, der Aufgabenschwierigkeit (einfach; schwierig) und den Beanspruchungsdimensionen (psychophysischer Zustand; Sachzuwendung/Konzentration; emotionale Lage) untersucht. Die abhängigen Variablen ‚Anteil korrekter Lösungen’ und ‚Belästigung’ werden in Abhängigkeit von den Schallbedingungen und der Aufgabenschwierigkeit analysiert.

2.10 Auswertungsstrategie Da die Lärmempfindlichkeit die lästigkeitsbezogene Bewertung von Schallereignissen nicht unerheblich beeinflusst, erschien es sinnvoll, diese Variab68

le als unabhängigen Faktor mit in die vorgesehene varianzanalytische Auswertung einzubeziehen. Allerdings führte eine Aufteilung der Stichprobe am 50. Perzentil der für die Normstichprobe ermittelten Lärmempfindlichkeitswerte zu Zellenbesetzungen (N = 6), die eine gruppenbezogene inferenzstatistische Auswertungen nicht rechtfertigen würden. Dementsprechend ließ sich nur ein Äquivalenztest durchführen (z. B. Schwarzer & Schumacher 2007), der Auskunft darüber gibt, ob die Versuchsgruppen in ihrer Lärmempfindlichkeit als vergleichbar gelten können (die Ergebnisse sind in Abschnitt 3 dargestellt). Ausgehend vom realisierten Versuchsdesign sollen die abhängigen beanspruchungsbezogenen Variablen kovarianzanalytisch – mit den jeweiligen Vormesswerten als Kovariate, um die Nachmesswerte vom jeweiligen Ausgangszustand unabhängig zu machen - und die lästigkeitsbezogenen Variablen varianzanalytisch ausgewertet werden, wobei die Prüfung auf Signifikanz allerdings bestimmte Anforderungen an die Daten stellt (Bortz 1999). Da der F-Test im Allgemeinen gegen Ausreißer in den untersuchten Zellen anfällig ist (Tabachnick & Fidell 2007), werden die Daten in einem ersten Schritt einer explorativen Datenanalyse unterzogen, um solche Extremwerte zu identifizieren. Ausreißer sind Beobachtungen, die in auffälliger Weise weit entfernt vom zentralen Bereich der Messungen liegen. Ausreißer können z. B. durch Messfehler zustande kommen und damit für das zu untersuchende Konstrukt uninformativ sein (z. B. Steland 2007). Als Kriterium, Messwerte als Ausreißer zu definieren, wird hier der 1,5-fache Interquartilabstand verwendet (Garson 2007), d. h. Messwerte, die sich oberhalb des zum dritten Quartil addierten 1,5-fachen Interquartilabstands sowie unterhalb des vom ersten Quartil subtrahierten 1,5-fachen Interquartilabstands befinden, werden von der weiteren entsprechenden Auswertung ausgeschlossen. Im nächsten Schritt ist zu prüfen, ob die Daten innerhalb jeder der Zellen des Versuchsplans einer Normalverteilung folgen, da varianzanalytische Verfahren voraussetzen, dass die Mittelwerte und Residuen normalverteilt sind, wobei die erste Annahme nur indirekt zu prüfen ist. In welchem Maß die Daten einer Normalverteilung folgen, kann nach Tabachnik und Fidell (2007) über das Verhältnis von Schiefe und Kurtosis zu deren jeweiligem Standardfehler beurteilt werden, wobei ein Wertebereich von -7 und +7 bei der Kurtosis (Curran et al. 1996) und von -2 und +2 bei der Schiefe als Hin69

weis für das Vorliegen einer Normalverteilung gilt (Garson 2007). Wenn Verletzungen der Verteilungsannahmen auftreten, können normalisierende Transformationen vorgenommen werden (Garson 2007), wobei z. B. Wurzeltransformationen den Vorteil haben, ebenfalls Varianz stabilisierend zu wirken. Die Ergebnisinterpretation wird durch eine Wurzeltransformation nicht erschwert, da der Zusammenhang zwischen Rohdaten und transformierten Werten in grober Nährung linear ist (vgl. Abbildung 13). Allerdings muss bei der Interpretation radizierter Mittelwertdifferenzen berücksichtigt werden, dass diese in den Rohdaten höher ausfallen würden. Führt eine Transformation nicht zu einer Normalisierung der Datenstruktur, werden bei der Auswertung der belästigungsbezogenen Daten parameterfreie Verfahren verwendet. 7

6

radizierte Werte

5

4

3

2

1

0 0

10

20

30

40

50

Originalwerte

Abbildung 13: Exemplarische Anpassung von Rohwerten und radizierten Werten

Eine weitere Voraussetzung stellt die Varianzhomogenität dar. Mittels eines Box-Cox-Plots kann zunächst die Beziehung zwischen den Mittelwerten der einzelnen Zellen und den jeweils korrespondierenden Standardabweichungen wiedergegeben werden. Dieses Verfahren hat damit, neben der Verteilungsunabhängigkeit den Vorteil, sowohl Informationen über die unabhängigen Faktoren als auch über die abhängigen Faktoren zu geben. Über die Bestimmung der Korrelation zwischen Mittelwerten und den dazugehörigen Standardabweichungen lassen sich dann Hinweise auf potenziell Varianz 70

stabilisierende Transformationen gewinnen (Box & Cox 1964), die auch zur Normalisierung der Daten führen können (z. B. Garson 2007). Bei Verletzungen der Varianzstabilitätsannahme werden entsprechend der Empfehlungen von Box und Cox (1964) stabilisierende Transformationen vorgenommen. Bei Varianzanalysen mit Messwiederholungen ist die wesentliche Voraussetzung die Homogenität der Korrelationen der Stufen der abhängigen Messungen, die so genannte Sphärizität, deren Verletzung zu progressiven Entscheidungen führen kann (Bortz 1999). Diese Annahme kann mit dem Mauchly-Test überprüft werden. Wenn dieser zu einem signifikanten Ergebnis führt, ist die Sphärizitätsannahme verletzt und eine Korrektur der Freiheitsgrade notwendig, die hier nach Greenhouse-Geisser (Greenhouse & Geisser 1959) vorgenommen wird. Danach sind die Freiheitsgrade mit dem Faktor Epsilon (ε) zu gewichten, wobei ε nicht kleiner als 0,7 sein sollte (z. B. Girden 1992). In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss des im Anschluss an eine kurze Pause zum Ende der Trainingsphase erhobenen Grads der Vorbeanspruchung aus den Daten herauspartialisiert, um potenzielle Unterschiede, die möglicherweise schon vorher zwischen den Gruppen bestanden zu eliminieren (Cribbie & Jamieson 2004). Bei Kovarianzanalysen muss neben den beschriebenen Anforderungen zusätzlich die Voraussetzung der Homogenität der Regressionssteigungen erfüllt sein (Hamilton 1977; Tabachnick & Fidell 2007). Wenn diese Annahme verletzt ist, neigt der Signifikanztest zu konservativen Entscheidungen. Diese Voraussetzung kann über eine veränderte Modellspezifikation geprüft werden, indem neben den unabhängigen Faktoren die Interaktion der Kovariate(n) mit den unabhängigen Faktoren in das varianzanalytische Modell mit eingeführt wird. Wenn die Steigungen parallel sind, lässt sich diese Interaktion nicht gegen den Zufall sichern und das Modell kann dem Untersuchungsdesign folgend spezifiziert werden (z. B. De Shon & Alexander 1996). Die Prüfung dieser Voraussetzung erfolgt jeweils getrennt für alle Faktorstufen der abhängigen Faktoren. Wenn eine statistisch bedeutsame Interaktion zwischen Kovariate und unabhängigem Faktor vorliegt, können die Regressionssteigungen für die einzelnen Zellen des Designs überprüft werden. Haben die Steigungen das gleiche Vorzeichen und sind die Stichprobengrößen vergleichbar, wird in der Regel das Alpha-Fehler-Risiko nicht beeinflusst (z. B. Hamilton 1977; Bortz 1999). 71

Da das zur Beanspruchungsermittlung eingesetzte Befragungsinstrument dem Kriterium der Zuverlässigkeit genügt, lässt sich weiterhin davon ausgehen, dass die Kovariaten reliabel gemessen worden sind. Erfüllen die Daten die Voraussetzungen einer Kovarianzanalyse nicht, besteht allerdings nicht die Möglichkeit, auf ein parameterfreies Verfahren auszuweichen, so dass – trotz der beschriebenen Einschränkungen - die entsprechenden parametrischen statistischen Tests vorzunehmen sind. Neben dem Ausmaß der Vorbeanspruchung ist davon auszugehen, dass der Ausgangstrainingszustand ebenfalls die entstehende Beanspruchung im Hauptversuch beeinflusst (z. B. Schmidtke 1993). Daher wird zunächst überprüft, ob die Versuchsgruppen sich in der Ausgangsleistung, d. h. nach den Trainingseinheiten, in der Leistungsgüte und der Bearbeitungsdauer unterscheiden. Da Leistungsdaten wie prozentuale Anteile am Gesamtanteil bearbeiteter Aufgaben sowie Reaktionszeiten in der Regel die Anforderungen für parametrische Verfahren nicht erfüllen (Lienert 1973; Bortz et al. 1990; Bortz 1999), werden die leistungsbezogenen Daten mit parameterfreien Rangvarianzanalysen ausgewertet. Die Analyse des nach Abschluss der Übungsphasen jeweils erreichten Leistungsniveaus erfolgt ebenfalls über einfache Rangvarianzanalysen, wobei als Prüfgröße Bhapkar’s V verwendet wird, da dieser Test sensibler als der H-Test auf Lageunterschiede anspricht. Die Überprüfung der Homomerität, welche eine Voraussetzung für die Zufallsprüfung der einfachen Rangvarianzanalyse darstellt, erfolgt mit einem Dispersionstest (Prüfgröße H), wobei bei statistischer Signifikanz der Bhapkar-Test zu progressiven Entscheidungen führen kann. Entsprechend üblichen Konventionen werden in der vorliegenden Arbeit pWerte ≤ 0,05 als statistisch bedeutsam erachtet.

72

3 Auswertung und Ergebnisse Im Folgenden werden die Auswertungen und Ergebnisse der beiden Experimente dargestellt. Zunächst erfolgt die Darstellung der ersten Studie, beginnend mit der Prüfung der Äquivalenz der arbeitsbezogenen Lärmsensitivität der Gruppen sowie der Vergleichbarkeit der jeweils erreichten Trainingsendleistungen. Danach erfolgt die Ausreißer- und Verteilungsanalyse für die Kovariate. Anschließend werden die Ergebnisse der leistungs-, beanspruchungs- und lästigkeitsbezogenen Auswertungen vorgestellt. Die Ergebnisdarstellung der zweiten Studie erfolgt analog. In beiden Studien werden die Analysen in der Reihenfolge GRT, MPT, FLT durchgeführt. Je Aufgabenart erfolgte eine Variation des Schwierigkeitsniveaus. Allerdings sind die Schwierigkeitsniveaus zwischen den Aufgabenarten nicht vergleichbar, womit Aufgabentyp und Aufgabenschwierigkeit miteinander konfundiert sind. Daher werden die Auswertungen für die Aufgabenarten getrennt vorgenommen.

3.1 Studie 1: Variation des Anteils an Schwerlastverkehr und der zeitlichen Struktur 3.1.1 Lärmempfindlichkeit Um zu überprüfen, ob die einzelnen Versuchsbedingungen bezogen auf die arbeitsbezogene Lärmempfindlichkeit vergleichbar sind, wurde als Äquivalenztest der sogenannte Test der standardisierten Mittelwertdifferenzen verwendet (z. B. Wellek 1994) und zwar für die beiden Gruppen, deren Mittelwerte die größte Distanz zueinander aufwiesen. Der Test verlangt zunächst eine sogenannte kritische Differenz festzulegen, wobei die jeweiligen Gruppenmittelwerte dann als äquivalent angesehen werden, wenn die Abweichungen zwischen den Gruppen die vorgegebene Differenz unterschreiten. Als kritische Differenz wurde daher das zweifache des für Messwerte der Subskala Arbeit geltenden 95 % Konfidenzintervalls (± 0,56) herangezogen. Der Äquivalenztest berechnet einen Z-Wert, der bei Überschreitung eines kritischen Z-Wertes (1,64 bei p > 0,05) für Äquivalenz der Gruppen spricht. Da die hier resultierende Prüfgröße Z (5,36) über dem kritischen 73

Z-Wert von 1,64 lag, konnte von einer Äquivalenz der Lärmsensitivität der Gruppen ausgegangen werden.

3.1.2 Analyse der Trainingsendleistung bei den GRT und MPT Aufgaben Zunächst wurde überprüft, ob die sechs Versuchsgruppen ein vergleichbares Trainingsniveau aufwiesen. Tabelle 7 zeigt die deskriptiven Statistiken der Ausgangstrainingsleistungen. Insgesamt fällt auf, dass aufgabenübergreifend mehr richtige Lösungen bei leichten als bei schwierigen Aufgaben vorkommen. Bei leichten GRT-Aufgaben variiert der Anteil richtiger Lösungen zwischen 88 % und 94,5 %, bei den schwierigen GRT-Aufgaben werden zwischen 75 % und 81,5 % korrekt gelöst. Die zwischen 5,23 s und 5,87 s variierenden Bearbeitungszeiten bei schwierigen GRT-Aufgaben sind mehr als doppelt so hoch wie bei leichten (Variation von 2,35 s bis 2,63 s). Tabelle 7: Mediane der Leistungsdaten der Vormesswerte (% = Anteil richtiger Lösungen, RT = mittlere Bearbeitungszeit in s, L = leicht, S = schwierig,)

Schallszenario

N

GRT L %

RT

GRT S %

RT

MPT L %

RT

MPT S %

RT

Gleichmäßig_ 20%_LKW

20 94,50

2,35 81,50

5,23 97,00 0,37 91,00

0,53

Gleichmäßig_ 40%_LKW

21 91,00

2,63 76,00

5,54 97,00 0,39 91,00

0,57

Gleichmäßig_ ohne_LKW

22 88,00

2,42 75,00

5,69 97,00 0,46 88,00

0,53

Gruppiert_ 40%_LKW

20 89,00

2,63 75,00

5,87 96,50 0,44 89,00

0,49

Gruppiert_ 20%_LKW

17 88,00

2,53 76,00

5,79 96,00 0,52 89,00

0,64

Kontrollbedingung

20 88,50

2,55 76,50

5,36 97,00 0,39 90,00

0,55

Bei den MPT-Aufgaben erreichen die Probanden im Mittel höhere Anteile an richtigen Lösungen; bei den einfachen Aufgaben werden hier zwischen 96 % und 97 % korrekt gelöst, bei den schwierigen Aufgaben variiert der entsprechende Anteil zwischen 88 % und 91 %. Die Bearbeitungszeiten der 74

leichten MPT-Aufgaben variieren zwischen 0,37 s und 0,52 s und sind damit niedriger als bei schwierigen MPT-Aufgaben (0,53 s bis 0,64 s). Die teststatistische Überprüfung erfolgte getrennt für die Bearbeitungszeiten und den Anteil korrekter Lösungen der beiden Schwierigkeitsstufen über einfaktorielle Rangvarianzanalysen, deren Ergebnisse in Tabelle 8 dargestellt sind. Die Homomerität, die eine Voraussetzung der Gültigkeit der Signifikanzprüfung der Rangvarianzanalyse darstellt, wurde mit dem sogenannten Dispersionstest untersucht (Lienert 1973). Insgesamt sind die ermittelten p-Werte für den Bhapkar-Test (Prüfgröße V) nicht signifikant (p > 0,05), womit davon auszugehen ist, dass bedeutsame Unterschiede in der Trainingsendleistung zwischen den Versuchsgruppen nicht bestehen. Der signifikante Dispersionstest (Prüfgröße H) beim Anteil korrekter Lösungen der schwierigen GRT-Aufgaben deutet auf unterschiedliche Streuungen in den Gruppen hin, die mittleren Rangsummen der Gruppen sind jedoch vergleichbar. Tabelle 8: Ergebnisse der teststatistischen Überprüfung der Vormesswerte (L = leicht, S = schwierig, % = Anteil richtiger Lösungen, RT = mittlere Bearbeitungszeit in s)

Test

Kenngröße

GRT L %

Dispersionstest

Bhapkar-Test

GRT S

RT

%

RT

Prüfgröße H 2,16 3,66 11,13 2,61

3,01 3,91

4,63

4,71

p

0,83 0,59 0,05

0,76

0,69 0,56

0,46

0,45

df

5

5

5

5

5

Prüfgröße V 2,83 1,98 4,21

2,10

2,63 10,14 2,88

3,52

p

0,83

0,76 0,07

0,62

5

0,73 0,85 0,52

RT

%

MPT S

RT

5

%

MPT L

5

0,72

3.1.3 Analyse der Kovariate: Grad der Vorbeanspruchung Da der Grad der Vorbeanspruchung als Kovariate in die Analyse der beanspruchungsbezogenen Daten eingeht, wurden die Vormesswerte zunächst auf statistische Ausreißer überprüft. Dabei zeigte sich beim ‚psychophysischen Aufwand’ in Bedingung ‚Gleichmäßig_20%_LKW’ ein Ausreißer. Die Daten dieses Probanden wurden daher in der weiteren Analyse nicht be75

rücksichtigt. Die in einem nächsten Schritt über die Ermittlung des Verhältnisses von Schiefe und Kurtosis zu deren jeweiligen Standardfehlern vorgenommene Überprüfung der Daten auf Normalverteilung zeigte keine Auffälligkeiten (-0,71 ≤ Schiefe/SE ≤ 1,80; -1,57 ≤ Kurtosis/SE ≤ 0,55). Die über einen Box-Cox-Plot (Abbildung 14), bzw. über die Korrelation der Mittelwerte mit den korrespondierenden Standardabweichungen (R = 0,22, p = 0,3) vorgenommene Überprüfung der Stabilität der Varianzen belegt eine Unabhängigkeit zwischen den Gruppenmittelwerten und den entsprechenden Standardabweichungen, so dass Varianzstabilität anzunehmen ist. Damit können für die Auswertung der beanspruchungsbezogenen Daten untransformierte Daten verwendet werden. 2,5

logarithmierte Standardabweichungen

2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

logarithmierte Mittelwerte

Abbildung 14: Box-Cox-Plot der logarithmierten Mittelwerte und Standardabweichungen der Kovariate

3.1.4 Auswertung Grammatical Reasoning Task (GRT) Eine erste Inspektion der Daten zeigte, dass bei einem Probanden nicht sichergestellt werden konnte, ob dieser die Bearbeitung der Aufgaben anweisungskonform vorgenommen hatte, da dessen Bearbeitungszeiten das Ni76

veau von Reaktionszeiten annahmen. Daher blieben die Daten bei der weiteren Analyse der GRT Aufgaben unberücksichtigt.

3.1.4.1 Leistung Die Leistungsdaten, operationalisiert über Leistungsgüte und durchschnittliche Bearbeitungsdauer, wurden mit zweifaktoriellen Rangvarianzanalysen ausgewertet. Dabei gingen die Schallbedingungen als unabhängiger Faktor und die Aufgabenschwierigkeit als abhängiger Faktor in die Analysen ein. Tabelle 9 zeigt die Mediane der Bearbeitungszeiten sowie die Anteile richtiger Lösungen. Bei den einfachen Aufgaben variieren die Anteile richtiger Lösungen zwischen den Bedingungen von 87 % bis 90 %, bei den schwierigen Aufgaben ist der Variationsbereich bei insgesamt niedrigeren Werten größer (74 % bis 87 %). Die Bearbeitungszeiten sind bei schwierigen Aufgaben höher (5,79 s bis 6,83 s) als bei leichten Aufgaben (2,61 s bis 2,82 s). Tabelle 9: Mediane der Leistungsdaten des Hauptversuches (% = Anteil richtiger Lösungen, RT = mittlere Bearbeitungszeit in s, L = leicht, S = schwierig)

GRT L

GRT S

Schallszenario

N

Gleichmäßig_20%_LKW

20 91,50

2,70

87,00

5,79

Gleichmäßig_40%_LKW

21 92,00

2,82

74,00

6,14

Gleichmäßig_ohne_LKW

22 89,50

2,61

77,50

5,97

Gruppiert_20%_LKW

17 87,00

2,83

74,00

6,83

Gruppiert_40%_LKW

20 89,50

2,69

79,50

6,43

Kontrollbedingung

20 92,00

2,70

83,00

6,05

%

RT

%

RT

Tabellen 10 und 11 zeigen die rangvarianzanalytischen Ergebnisse jeweils für den Anteil korrekter Lösungen an der Gesamtmenge bearbeiteter Aufgaben sowie für die durchschnittliche Bearbeitungsdauer. Danach bestehen keine statistisch bedeutsamen Unterschiede zwischen den Gruppen. Die Niveauunterschiede zwischen einfachen und schwierigen Aufgaben lassen sich jedoch gegen den Zufall sichern. 77

Tabelle 10: Ergebnisse der Rangvarianzanalyse für den Anteil korrekter GRT-Aufgaben

Rangvarianzanalyse für den abhängigen Faktor Variation

Df

Zwischen Zellen

chi2

p

11

66,28

0,00

Aufgabenschwierigkeit (D)

1

64,69

0,00

C*D

5

11,67

0,90

Kruskal-Wallis Test für den unabhängigen Faktor Variation

Df

Schallbedingung (C)

H-Wert 5

p

4,33

0,50

Tabelle 11: Ergebnisse der Rangvarianzanalyse für die Bearbeitungszeit (GRT)

Rangvarianzanalyse für den abhängigen Faktor Variation Zwischen Zellen

Df

chi2

p

11

108,94

0,00

Aufgabenschwierigkeit (D)

1

108,30

0,00

C*D

5

0,64

0,99

Kruskal-Wallis Test für den unabhängigen Faktor Variation Schallbedingung (C)

Df 5

H-Wert 4,25

p 0,51

3.1.4.2 Beanspruchung Abbildung 15 zeigt die auf Basis der Rohdaten ermittelten Mittelwerte und dazugehörigen Standardfehler nach Durchführung einfacher und schwieriger GRT-Aufgaben in Abhängigkeit der Schallszenarien und der Beanspruchungsdimensionen. Die Daten weisen auf Unterschiede zwischen den Beanspruchungsdimensionen hin.

78

35

mittlere Beanspruchung

30 25 20 15 10

psychophysischer Zustand Sachzuwendung/Konzentration Emotionale Beanspruchung

5

leicht

Gruppiert_40%LKW

Gruppiert_20%LKW

Gleichmäßig_40%LKW

Gleichmäßig_20%LKW

Gleichmäßig_0%LKW

Kontrollbedingung

Gruppiert_40%LKW

Gruppiert_20%LKW

Gleichmäßig_40%LKW

Gleichmäßig_20%LKW

Gleichmäßig_0%LKW

Kontrollbedingung

0

schwierig

Abbildung 15: Mittelwerte und Standardfehler der beanspruchungsbezogenen Messungen nach GRT-Aufgaben in Abhängigkeit von Schallbedingung, Aufgabenschwierigkeit und Beanspruchungsdimension (Rohdaten)

In einem ersten Schritt erfolgte eine Überprüfung der Daten auf statistisch bedeutsame Ausreißer. Danach blieben vier Fälle von der weiteren Analyse der GRT-Aufgaben ausgenommen. Betroffen waren bei der emotionalen Beanspruchung nach leichten Aufgaben ein Proband der Bedingung ‚Gruppiert_40%_LKW’ und zwei Probanden der Bedingung ‚Gleichmäßig_ohne_LKW’ sowie beim psychophysischen Aufwand nach schwierigen Aufgaben ein Proband der Bedingung ‚Gruppiert_20%_LKW’. Die auf Basis des reduzierten Datensatzes (N = 118) vorgenommene Überprüfung auf Normalverteilung zeigte keine Auffälligkeiten (-0,52 ≤ Schiefe/SE ≤ 2,29; -1,61 ≤ Kurtosis/SE ≤ 0,93). Dagegen existiert, wie die Korrelationen belegen (Abbildung 16), ein statistisch bedeutsamer Zusammenhang zwischen den logarithmierten Mittelwerten und den dazugehörenden Standardabweichungen (r = 0,34, p = 0,04).

79

logarithmierte Standardabweichungen

3

2,5

2

1,5 2

2,5

3

3,5

logarithmierte Mittelwerte

Abbildung 16: Box-Cox-Plot der logarithmierten Mittelwerte und Standardabweichungen der Beanspruchungsdimensionen bei Bearbeitung der GRT-Aufgaben

Da der Steigungskoeffizient einen Wert nahe 0,5 annimmt, kann zur Varianzstabilisierung eine Wurzeltransformation vorgenommen werden (Box & Cox 1964; Garson 2007). Eine Überprüfung der transformierten Daten führte allerdings nicht zu einer Stabilisierung der Varianzen, so dass die weitere varianzanalytische Auswertung auf Basis der Originaldaten vorgenommen werden musste. Die im Folgenden vorgenommene Überprüfung auf Homogenität der Regressionen zeigte keine Auffälligkeiten, d. h. alle modellierten Interaktionen zwischen unabhängigen Faktoren und der Kovariaten waren nicht gegen den Zufall zu sichern. Entsprechend dem experimentellen Design wurden die Daten in einem dreifaktoriellen kovarianzanalytischen Modell mit den Schallbedingungen als unabhängigem Faktor und den Faktoren Aufgabenschwierigkeit und Beanspruchungsdimension (Item) als Messwiederholungsfaktoren sowie den Ausgangsbeanspruchungswerten als Kovariate ausgewertet (Tabelle 12). Da der Mauchly-Test ein signifikantes Ergebnis aufweist und somit nicht von Sphärizität ausgegangen werden kann, erfolgte eine Adjustierung der Freiheitsgrade nach Greenhouse-Geisser (ε = 0,82 (Item), ε = 0,77 (D*I)).

80

Tabelle 12: Ergebnisse der ANCOVA der Beanspruchung bei den GRT- Aufgaben

Varianzquelle Schallbedingung (C)

df

MQS

F-Wert

p

5

138,94

0,55

0,74

1

27452,81

109,37

< 0,01

111

251,01

Aufgabenschwierigkeit (D)

1

373,16

4,89

0,03

D*C

5

92,26

1,21

0,31

112

76,26

2

379,40

10,65

< 0,01

10

19,37

0,54

0,83

1

2373,36

66,60

< 0,01

223

35,64

2

0,81

0,07

0,89

10

8,12

0,65

0,73

224

12,47

Kovariate (Ausgangsbeanspruchung) Fehler

Fehler (D) Beanspruchungsdimension (I) I*C Kovariate (Ausgangsbeanspruchung) Fehler (I) D*I D*I*C Fehler (D*I)

Nach Adjustierung durch die Kovariate (gepoolter Regressionskoeffizient (b) = 0,56), deren Einfluss ebenfalls statistisch bedeutsam ist, zeigen sich in der Analyse gegen den Zufall zu sichernde Haupteffekte für die Faktoren Aufgabenschwierigkeit und Beanspruchungsdimension. So ergibt sich bei schwierigen Aufgaben eine höhere Beanspruchung (adj. MW 23,21) als bei leichten (adj. MW 21,76). Abbildung 17 zeigt den Haupteffekt für den Faktor Beanspruchungsdimension, wobei die emotionale Beanspruchung die geringste Ausprägung hat. Effekte, an denen die Schallbedingungen beteiligt waren, ließen sich nicht beobachten. Da die in der Analyse statistisch bedeutsamen Signifikanzniveaus ein Niveau von p = 0,05 deutlich unterschreiten, sind die Ergebnisse trotz der Verletzung der Annahme der Varianzstabilität, die zu einer Alpha-Fehler-Erhöhung führen kann (vgl. Tabachnick & Fidell 2007), zu interpretieren.

81

mittlere Beanspruchung

35 30 25 20 15 10 5 0

psychophysische Beanspruchung

Sachzuwendung / Konzentration

emotionale Beanspruchung

Abbildung 17: Adjustierte Mittelwerte der einzelnen Beanspruchungsdimensionen nach Bearbeitung der GRT-Aufgaben

3.1.4.3 Belästigung Die explorative Datenanalyse wies keine statistisch relevanten Ausreißer auf, so dass die weitere Analyse auf den Daten von 123 Probanden basierte. Allerdings zeigte die im Folgenden vorgenommene Überprüfung auf Normalverteilung eine Auffälligkeit in der Schiefe (-3,32 ≤ Schiefe/SE ≤ 1,26; -1,26 ≤ Kurtosis/SE ≤ 3,91), die sich auch durch eine Transformation nicht veränderte. Daher wurden die Daten mit einer zweifaktoriellen Rangvarianzanalyse mit dem unabhängigen Faktor Schallbedingung und dem Messwiederholungsfaktor Aufgabenschwierigkeit ausgewertet. Die Schallbedingungen unterscheiden sich – wie der durchgeführte Kruskal-WallisTest belegt - nicht signifikant voneinander (H = 10,02, p = 0,07). Die für den abhängigen Faktor durchgeführte Rangvarianzanalyse zeigte ebenfalls keine statistisch bedeutsamen Effekte (s. Tabelle 13). Tabelle 13: Ergebnisse der Rangvarianzanalyse für die GRT-Aufgaben (Belästigung)

χ2

df

p

12,29

11

0,34

Aufgabenschwierigkeit (D)

2,56

1

0,11

Schallbedingung (C) * D

9,73

5

0,08

Variation Zwischen Zellen

82

3.1.5 Auswertung Mental Arithmetic Task (MPT) 3.1.5.1 Leistung Nachdem bei den MPT-Aufgaben Störeffekte durch unterschiedliche Trainingsendleistungen ausgeschlossen werden können (vgl. Abschnitt 3.1.2, alle p-Werte des Bhapkar-Tests > 0.05), gingen in die weitere Auswertung der Anteil richtiger Lösungen an den insgesamt bearbeiteten Aufgaben sowie die durchschnittliche Bearbeitungsdauer ein. Tabelle 14 gibt eine Übersicht über die Leistungsvariablen. Der Anteil richtiger Lösungen liegt bei beiden Schwierigkeitsstufen über 90 %, wobei bei den einfachen Aufgaben der Anteil richtiger Lösungen mit 98 % bzw. 99 % insgesamt höher ist als bei den schwierigen (92,5 % bis 95 %). Die mittleren Bearbeitungszeiten (Mediane) liegen bei den einfachen Aufgaben zwischen 0,3 s und 0,4 s und sind damit kürzer als die sich bei den schwierigen Aufgaben einstellenden Zeiten (0,54 s bis 0,71 s). Tabelle 14: Mediane der Leistungsdaten des Hauptversuchs (% = Anteil richtiger Lösungen, RT = mittlere Bearbeitungszeit in s, L = leicht, S = schwierig)

MPT L Bedingung

MPT S

N

%

Kontrollgruppe

20

98,00

0,30 94,50

0,57

Gruppiert_40%_LKW

20

98,00

0,34 92,50

0,61

Gleichmäßig_20%_LKW

20

99,00

0,34 94,00

0,54

Gleichmäßig_40%_LKW

21

98,00

0,40 93,00

0,71

Gleichmäßig_0%_LKW

22

98,00

0,33 95,00

0,60

Gruppiert_20%_LKW

17

98,00

0,33 93,00

0,71

RT

%

RT

Die inferenzstatistische Auswertung erfolgte analog zu den GRT-Aufgaben mit zwei Rangvarianzanalysen, deren Ergebnisse keine statistisch bedeutsamen Unterschiede zwischen den Schallbedingungen ausweisen (vgl. Tabellen 15 und 16). Daneben zeigen sich aber signifikante Haupteffekte für den Faktor Aufgabenschwierigkeit.

83

Tabelle 15: Ergebnisse der Rangvarianzanalyse für den Anteil korrekter MPT-Aufgaben

Rangvarianzanalyse für den abhängigen Faktor Variation

df

Zwischen Zellen

chi2

p

11

83,70

0,00

Aufgabenschwierigkeit (D)

1

82,80

0,00

C*D

5

0,90

0,97

Kruskal-Wallis Test für unabhängigen Faktor Variation

df

Schallbedingung (C)

H-Wert 5

p

3,76

0,58

Tabelle 16: Ergebnisse der Rangvarianzanalyse für die Bearbeitungszeit (MPT)

Rangvarianzanalyse für den abhängigen Faktor Variation

Df

chi2

11

110,54

0,00

Aufgabenschwierigkeit (D)

1

110,14

0,00

C*D

5

0,40

1,00

Zwischen Zellen

p

Kruskal-Wallis Test für unabhängigen Faktor Variation Schallbedingung (C)

Df

H-Wert

5

3,57

p 0,61

3.1.5.2 Beanspruchung In Abbildung 18 sind die Mittelwerte und dazugehörenden Standardfehler der Beanspruchungsratings nach Durchführung einfacher und schwieriger MPT-Aufgaben in Abhängigkeit der Schallszenarien und der Beanspruchungsdimensionen dargestellt. Die Werte deuten auf Unterschiede in den Beanspruchungsdimensionen sowie in den Schallbedingungen hin.

84

35

mittlere Beanspruchung

30 25 20 15 10 psychophysischer Zustand Sachzuwendung/Konzentration Emotionale Beanspruchung

5

leicht

Gruppiert_40%LKW

Gruppiert_20%LKW

Gleichmäßig_40%LKW

Gleichmäßig_20%LKW

Gleichmäßig_0%LKW

Kontrollbedingung

Gruppiert_40%LKW

Gruppiert_20%LKW

Gleichmäßig_40%LKW

Gleichmäßig_20%LKW

Gleichmäßig_0%LKW

Kontrollbedingung

0

schwierig

Abbildung 18: Mittelwerte und Standardfehler der beanspruchungsbezogenen Messungen nach MPT-Aufgaben in Abhängigkeit von Schallbedingung, Aufgabenschwierigkeit und Beanspruchungsdimension (Rohdaten)

Die explorative Datenanalyse zeigte zwei Extremwerte, die von der weiteren Analyse der bei Bearbeitung der MPT-Aufgaben auftretenden Beanspruchung unberücksichtigt blieben. Es handelte sich um einen Probanden der Bedingung ‚Gleichmäßig_40%_LKW’ und einen Probanden der Bedingung ‚Gleichmäßig_ohne_LKW’, jeweils bezogen auf die Dimension ‚emotionale Lage’ nach Durchführung einfacher MPT-Aufgaben. Die folgenden Analysen basieren somit auf den Daten von 121 Personen. Die Überprüfung auf Normalverteilung zeigte eine Abweichung in der Schiefe (-0,83 ≤ Schiefe/SE ≤ 2,46; -1,54 ≤ Kurtosis/SE ≤ 2,37). Die im Folgenden vorgenommene Überprüfung der Stabilität der Varianzen zeigte einen substanziellen Zusammenhang zwischen Mittelwerten und Standardabweichungen (r = 0,57 (p < 0,01)). Daher wurden die Daten einer Wurzeltransformation unterzogen, durch die sich die Varianzen stabilisieren ließen und die Daten normalisiert wurden, wie Abbildung 19 belegt, die den Zusammenhang der radizierten (logarithmierten) Mittelwerte und Standardabweichungen (r = -0,2, p = 0,3) zeigt. 85

0,5

logarithmierte Standardabweichungen

0,4 0,3 0,2 0,1 0 1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

-0,1 -0,2 -0,3 -0,4 logarithmierte radizierte Mittelwerte

Abbildung 19: Box-Cox-Plot der logarithmierten radizierten Mittelwerte und Standardabweichungen der Beanspruchungsdimensionen bei der Bearbeitung der MPT-Aufgaben

Bei der Überprüfung auf Homogenität der Regressionen wurden keine Auffälligkeiten festgestellt. Die im Folgenden durchgeführte Kovarianzanalyse basiert entsprechend auf den wurzeltransformierten Daten. Tabelle 17 zeigt die Ergebnisse der ANCOVA. Da der Mauchly-Test statistisch signifikant wurde, war erneut eine Adjustierung der Freiheitsgrade nach GreenhouseGeisser erforderlich (ε = 0,82 (Item), ε = 0,91 (D*I)). Nachdem die Daten von den Ausgangswerten unabhängig gemacht wurden (b = 0,07), zeigen sich in der Analyse gegen den Zufall zu sichernde Haupteffekte für die Messwiederholungsfaktoren Aufgabenschwierigkeit und Beanspruchungsdimension. Schallbezogene Effekte lassen sich nicht nachweisen. Der Effekt des Faktors Aufgabenschwierigkeit ist durch eine höhere Beanspruchung bei schwierigen Aufgaben (adj. MW 4,67) als bei leichten Aufgaben (adj. MW 4,45) zu erklären.

86

Tabelle 17: Ergebnisse der ANCOVA der Beanspruchung bei den MPT-Aufgaben

Varianzquelle Schallbedingung (C)

Df

MQS

F-Wert

p

5

2,27

0,90

0,48

1

364,30

145,36