Raumakustik

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Die Raumakustik ist ein Gebiet der Akustik, das sich mit der Auswirkung der baulichen Gegebenheiten eines Raumes auf die in ihm stattfindenden Schallereignisse beschäftigt. Hauptsächlich ist es das Forschen im Hinblick auf die Hörsamkeit von Konzertsälen, Theatern, Versammlungssälen, Schulzimmern, Fernseh- und Rundfunkstudios, Kirchen und anderen Räumen, in denen akustische Darbietungen vielen Zuhörern zugänglich gemacht werden.

Soweit sie nicht der Lärmbekämpfung dient, muss sie die Eigenschaften des menschlichen Gehörs, die Besonderheiten der Sprachperzeption sowie subjektive Hörgewohnheiten und auch die Musikästhetik mit berücksichtigen.

[Bearbeiten] Raumakustisches Design

Direktschall, frühe Reflexionen und Nachhall

Der akustische Eindruck eines Raumes wird bestimmt von

Anteil des Direktschalls am Gesamt-Schallpegel
Zeitverzögerung und Richtung von frühen Reflexionen, sowie deren Anteil am Gesamt-Schallpegel
Einsatzverzögerung und räumliche Verteilung des Nachhalls, sowie dessen Anteil am Gesamt-Schallpegel und dessen zeitlicher Verlauf (Nachhallzeit)

Aufgabe der Raumakustik ist es, diese Größen durch Raumgestaltung so zu beeinflussen, dass die akustischen Eigenschaften des Raumes möglichst gut zu seinem Bestimmungszweck passen. Ziele raumakustischen Designs können sein:

Möglichst kein Einfluss des Raumes bei Tonstudios. Das heißt der Raum sollte möglichst reflexionsarm sein, so dass der aufgenommene Klang nur von Direktschall bestimmt wird und der akustische Charakter des Aufnahmeraums möglichst keinen Einfluss auf die Aufnahme bekommt.
Möglichst hohe Sprachverständlichkeit bei Unterrichtsräumen, Vorlesungssälen und Theatern. Das heißt: Der Anteil des Direktschalls sollte hoch sein. Frühe Reflexionen sollten mit relativ geringer Einsatzverzögerung vor allem aus der Richtung des Sprechers kommen, um die Lautstärke des Sprechers anzuheben und die Lokalisation des Sprechers zu unterstützen. Der Nachhall sollte ebenfalls früh einsetzen, aber relativ schnell wieder abklingen (Nachhallzeit < 1 Sekunde), damit auch er die Lautstärke des Sprechers anhebt, ohne die Sprachverständlichkeit zu mindern.
Ein möglichst räumliches Musikerlebnis bei Konzertsälen. Das heißt: Der Anteil des Direktschalls sollte gegenüber den Reflexionen ausgewogen sein, groß genug, um die Musik noch klar und transparent wahrzunehmen, aber nicht zu groß, um den räumlichen Eindruck nicht zu mindern. Die frühen Reflexionen sollten einen hohen Anteil am Gesamtschall haben und möglichst gut richtungsmäßig verteilt sein, damit ein möglichst räumlicher Eindruck entsteht. Der Nachhall sollte räumlich gut verteilt sein, einen merklichen Anteil am Gesamtschall haben und nicht zu kurz sein, um den Hörer möglichst gut von der Musik zu umhüllen (Nachhallzeiten 1,5 bis 2 Sekunden).

Da die raumakustischen Eigenschaften für unterschiedliche Anwendungsfälle praktisch nicht vereinbar sind, ist es kaum möglich, einen Universalraum zu schaffen, der gute Sprachverständlichkeit und ein gutes räumliches Musikerlebnis vereint. Ist dieses trotzdem gefordert, muss entweder der Raum je nach Anwendungsfall umgestaltet werden (z. B. Aufziehen von schweren Vorhängen im Konzertsaal bei Sprachdarbietung, Schaffen zusätzlicher Reflexionsflächen im Vortragssaal bei Musikdarbietung), oder die Eigenschaften des Raumes müssen elektroakustisch verändert werden (z. B. Verteilen von Lautsprechern im Vortragssaal, die über entsprechende Effektgeräte angesteuert werden und so Wandreflexionen und Nachhall simulieren).

[Bearbeiten] Nachhallzeit

Die bekannteste Kenngröße der Raumakustik ist die Nachhallzeit als die Zeitspanne in welcher der Schalldruckpegel eines Schallereignisses in einem Raum um 60 dB, also auf den tausendsten Teil des Anfangsschalldrucks abgenommen hat. Die Nachhallzeit wird im Allgemeinen in Oktavbändern oder in Terzbändern bestimmt. Wird nur ein Nachhallzeitwert angegeben, dann handelt es sich um die Nachhallzeit bei 1000 Hz oder bei 500 Hz.

Ziel der Raumakustik ist es, einen Raum optimal auf seinen Bestimmungszweck abzustimmen. So benötigen Räume in denen vor allem Sprache übertragen werden soll, z. B. Vortragsräume oder Klassenzimmer, aber auch Büroräume eine eher kurze Nachhallzeit von 0,3 bis 1 Sekunde, die Darbietung von Kirchenmusik verlangt typischerweise nach längeren Nachhallzeiten von mehr als 2 Sekunden. Räume mit extrem kurzen Nachhallzeiten (unter 0,3 Sekunden) wie z. B. ein reflexionsarmer Raum werden von einigen Menschen als sehr unangenehm empfunden. Professionelle Regieräume haben eine Nachhallzeit um 0,3 Sekunden.

Die Raumakustik (Nachhallzeit) eines gegebenen Raumes lässt sich in gewissem Umfang durch das Hinzufügen oder Entfernen von Absorbern oder reflektierenden Körpern beeinflussen.