Optimale Raumakustik / Raumakustik verbessern
Einführungsvideos Raumakustik:
Um den Ausführungen in den Videos für Raumakustik folgen zu können, benötigen Sie eine funktionierende Sprachausgabe.
Raumakustik für HIFI - Räume:
Kleine Räume für hochwertige Musikwiedergabe sind besonderen Anforderungen an die Raumakustik ausgesetzt. Mit einer einfachen Berechnung der Nachhallzeit ist es hierbei nicht getan.
Raummoden: Zum einen gibt es ein hohes Ausmaß von tieffrequenten Spektralanteilen, zum anderen sind die Räume meist relativ klein. Dies erfordert eine besondere Beachtung von Raumeigenmoden.
Hier geht es zum Raummodenrechner.
Lautsprecherpositionierung: Diese müssen je nach Modell und Raum mit einem gewissen Abstand zur Wand aufgestellt werden. Um die beste Position zu ermitteln sollte man sich etwas Zeit nehmen um zu experimentieren. Alle Lautsprecher sollten auf jeden Fall auf den Hörplatz hin ausgerichtet sein.
Die Nachhallzeit sollte im Bereich 0,35 - 0,40 Sekunden liegen, eine geringere Halligkeit stellt dabei jedoch kein Problem dar. Allerdings sollte auf die frequenzlinearität der Nachhallzeit geachtet werden. Zu viel Absorption im hohen Frequenzbereich erzeugt einen muffigen Klang.
Welche Absorber dafür erforderlich sind, kann meist ganz gut mit dem Nachhallzeitrechner ermittelt werden.
Kantenabsorber: Sind hinter den Lautsprechern mit dem Eck zur Raummitte weisend am Besten aufgestellt. Sind sehr effektive Tieffrequenzabsorber.
Positionierung Flächenabsorber: Flatterechos beachten. Um keine asymmetrische Wahrnehmung von linkem und rechtem Ohr zu erhalten, sollten die Absorberflächen jedoch links und rechts gleichmäßig verteilt werden. Gegebenenfalls eher mit schallstreuenden Elementen arbeiten.
Wenn möglich sollte man auch mit den Absorberpositionen etwas experimentieren.
Lokalisierbarkeit: Um die Räumlichkeit der Klangwahrnehmung zu erhöhen, sollte der Anteil des Direktschalls im Verhältnis zum früh reflektierten Schall hoch sein. Später Nachhall kann als Echo wahrgenommen werden, frühe Reflexionen verändern die Ortung der Schallquelle. Eine zu starke Dämpfung der frühen Reflexionen kann jedoch auch zu einer Isolierung einzelner Schallquellen führen.
Die zeitliche Verzögerung der frühen Reflexionen entscheidet auch über den Eindruck der Raumgröße. Spätes Eintreffen der ersten Reflexionen erzeugt den Eindruck eines grösseren Raumes. Wenn möglich sollte man auch mit den Absorberpositionen etwas experimentieren.
Optimale Raumakustik / Nachhallzeit:
1) Die Nachhallzeit sollte im Frequenzverlauf gleich bleiben
Je nach Nutzungsart und Gebäudegröße definieren die Ö-Norm B 8115-3 und die DIN 18041 eine optimale Nachhallzeit (wie sie für die meisten Menschen am angenehmsten empfunden wird). Diese Nachhallzeit sollte für optimale Raumakustik über den Frequenzbereich von 100 - 4000 Hz in etwa gleich bleiben. Bei Räumen für Musikdarbietungen sollte dieser Wert bei Frequenzen unter 250 Hertz etwas ansteigen. Für Musikproberäume ist jedoch die lineare Nachhallzeit besser geeignet.
Rechts stehende Bilder zeigen die Toleranzbereiche lt. Norm (die Nachhallzeit für optimale Raumakustik wird jedoch in ihrem Fall nicht bei 1 Sekunde liegen) der Toleranzbereich beträgt bei den mittleren Frequenzen +/- 20%:
2) Sie haben vielleicht schon Hochfrequenzabsorber
In vielen Räumen sind jedoch bereits Materialien vorhanden, die absorbierend wirken. Diese sind in ihrer Wirkungen zumeist Hochfrequent.
Beispiele für Hochfrequenzabsorber:
- Vorhänge
- Teppichböden
- Menschen (Kleidung)
- Polstersessel
3) Die Nachhallzeit ohne akustische Maßnahmen ist fast immer in den höheren Frequenzen niedriger
Dadurch, dass meist bereits Hochfrequenzabsorber vorhanden sind, ergibt sich eine Absorptionskurve die in etwa so aussieht:
(die Frequenzen, die am Meisten absorbiert werden, weisen natürlich die niedrigste Nachhallzeit auf)
4) Gefahr der Überabsorption der hohen Frequenzen
Einsatzbeispiel A-Klasse Absorber
(Alpha-w = 1,00).
Häufig werden bei Absorbern nur Einzahlangaben wie der αw (Alpha-w), oder die Absorberklasse angegeben, in den allermeisten Fällen ist diese Angabe jedoch ungenügend.
Absorber dieser Klasse werden oft auch als Breitbandabsorber bezeichnet, obwohl diese Mitten- und Hochfrequenzabsorber sind.
Im Beispiel wird die gesamte Deckenfläche mit diesem Absorber ausgestattet.
Ergebnis:
- Falsche Absorptionsverteilung der Frequenzen
- für die Sprachverständlichkeit relevante Frequenzen werden überabsorbiert, während die Frequenzen für die Grundtöne zu wenig absorbiert werden
- mit Absorbern dieser Wirkungsart ist eine optimale Raumakustik nicht erzielbar
5) Gefahr zu geringer Absorption im Tieftonbereich
Die tiefen Frequenzen sind wesentlich schwieriger zu absorbieren als die höheren Frequenzen, deshalb werden diese häufig ignoriert.
Doch - wie wichtig sind diese tiefen Frequenzen für die gute Raumakustik überhaupt?
Dazu muss man etwas in die Tiefe gehen.
Frequenzverteilung Sprache:
In welchen Frequenzen findet die Informationsübertragung statt?
Die hauptsächliche Informationsübertragung in der Sprache findet in den Konsonanten statt. Diese liegen im Frequenzband im Bereich über 1000Hz
(siehe Diagramm rechts - Quelle Diagramm: H.V. Fuchs (2007) Schallabsorber und Schalldämpfer - Springer Verlag)
Dies wird häufig als Argument gesehen, warum die tiefen Frequenzen für Sprachverständlichkeit in der Raumakustik wenig Bedeutung haben.
Zu beachten ist jedoch folgendes:
In welchen Frequenzen findet am Meisten Schallabstrahlung statt?
Die Frequenzverteilung der Schallabstrahlung in der Sprache wird in diesem Diagramm angegeben (Quelle:. H.V. Fuchs (2007) Schallabsorber und Schalldämpfer - Springer Verlag).
Somit werden bei einer Konzentration auf die mittleren und hohen Frequenzen, die wichtigen "Informationsfrequenzen" geschluckt und die Störfrequenzen ignoriert. Die tiefen Frequenzen haben dabei sehr stark die Tendenz die höheren Frequenzen zu überlagen - denken Sie dabei nur an einen tieffrequent brummenden LKW! Eine reine Dämmung im Mittel - und Hochfrequenzbereich mit dem Argument, dass dies ohnehin die Informationsübertragsungsfrequenzen sind, wäre völlig an den Anforderungen vorbei.
Neuere Forschungen deuten sogar darauf hin, daß die Absorption im Frequenzbereich von 50 bis 500 Hz in der Raumakustik für eine gute Sprachverständlichkeit am Wichtisten ist. Studien** zeigen, daß die Silbenverständlichkeit am größten bleibt, wenn mit Absorbern bedämpft wird, die ihr Wirkungungsmaximum zwischen 50 und 500 Hz aufweisen und zwar gleichermaßen für eine Gruppe von 20 bis 50-jährigen, von über 50-jährigen, Nicht-Muttersprachlern und Hörgeschädigten. Von nahezu allen Probanden wurde die Testumgebung mit einer Bedämpfung vor allem unterhalb von 250 Hz als die angenehmste empfunden **.
"Im Hinblick auf die Sprachverständlichkeit ist gerade der Bereich unter 250Hz, der mit über die akustische Qualität eines Raumes entscheidet."
Ehemaliger Leiter IBP-Fraunhoferinstitut:
H.V.Fuchs - Schallabsorber und Schalldämpfer - Springer Verlag
** = Rau C (2004) Einfluss tieffrequenter Störgeräusche auf die Sprachverständlichkeit - Diplomarbeit am Fraunhofer IBP, Stuttgart
Um diesen Forschungsergebnissen Rechnung zu tragen, haben wir unsere Produktentwicklung im tieffrequenten Bereich vorangetrieben.
Hier unsere Ergebnisse:
- mikroperforierte Tieftonabsorber bmit einem Leistungsmaximum von 100 - 315 Hertz
-> Produkte 1, 2 und 3 und Produkte 4, 5 und 6 - mikroperforierte Tieftonabsorber mit einem Leistungsmaximum von 50 - 100 Hertz (diese Frequenzen werden meist nicht mehr angegeben, da die Absorption bei konventionellen Absorbern in diesem Bereich sehr niedrig ist)
-> Produkt 1 - weiteres Ergebnis: Tieftonabsorber in der Ausführung Plattenschwinger zeigen keine ausreichend stabilen Absorptionsleistungen
6) Prüfen Sie mit dem Rechner, wie Sie optimal die Raumakustik verbessern:
- Ihr Vorteil - Sie müssen die Details nicht unbedingt wissen, prüfen Sie einfach mit dem Nachhallzeitrechner welche Absorber(kombinationen) für Ihr Bauvorhaben optimal sind
- Die DIN 18041 bzw. die Ö-Norm B 8115-3 und der Akustikrechner (der nach diesen beiden Normen bewertet) nehmen ihnen die Arbeit ab !