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Topthema: Raumakustik mit Schallabsorbern verbessern
News Kategorie: HiFi
hifitest.de

Raumakustik verbessern: Lösungen

20.06.2018 15:48 Uhr von Dipl.-Phys. Guido Randerath

Für guten Klang muss bekanntlich die gesamte HiFi-Kette passen. Und deren letztes Glied vor den Ohren des Zuhörers ist nach den Lautsprechern noch der Hörraum. Sein Einfluss auf die Klangqualität ist beträchtlich. Durch gezielte Maßnahmen lässt sich hier viel herausholen. Das hat nichts mit Esoterik zu tun, sondern ist erbarmungslose Physik.

Der Hörraum zwingt dem Klang sozusagen seinen Fingerabdruck auf. Mit Wänden, Decke und Boden setzt er den Schallfeldern die Randbedingungen. Ein gewisses Maß an Reflexionen ist dabei erwünscht, doch zu viel sollte es nicht werden. Abhilfe schaffen gezielt eingesetzte Schallabsorber wie die speziell für hifitest.de gefertigte Serie. Um deren Funktion zu verstehen, müssen wir zunächst einen kurzen und vereinfachten (versprochen!) Ausflug in die Physik des Schalls unternehmen.

Schallschnelle und Schalldruck

Bei einer Schallwelle schwingen die einzelnen Luftteilchen um ihre jeweilige Ruhelage und schubsen sich dabei gegenseitig an, so dass sich die Welle im Raum ausbreitet. Zu unterscheiden sind dabei zwei Größen: Schallschnelle und Schalldruck. Die Schallschnelle beschreibt die momentane Geschwindigkeit der einzelnen Teilchen am jeweiligen Ort. Sie ist am größten beim Nulldurchgang des jeweiligen Luftteilchens, ganz wie bei einem Pendel bewegt es sich dort am schnellsten. Die Schallschnelle ist nicht zu verwechseln mit der Schallgeschwindigkeit, also der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle. Der Schalldruck ist die momentane Abweichung vom normalen Luftdruck am jeweiligen Punkt. Er entspricht sozusagen der potenziellen Energie der Welle und ist am größten, wenn die Luftteilchen ihre maximale Auslenkung aus der Ruhelage haben (Vergleich: Das Pendel ist maximal ausgeschlagen). Dies ist der Umkehrpunkt der Bewegung der Teilchen, ihre momentane Geschwindigkeit und somit die Schallschnelle sind dort also null. Umgekehrt ist der Schalldruck beim Nulldurchgang der Teilchen (das Pendel schwingt durch die Mitte), also bei maximaler Schallschnelle, null. Es bleibt festzuhalten, dass dort, wo der Schalldruck maximal ist, die Schallschnelle minimal ist und umgekehrt.

Feinporige Absorber

Was passiert nun an der Wand unseres Hörraums? Die Luftteilchen unmittelbar an der Wand können nicht hin und her schwingen, denn schließlich steht dort die Wand im Weg. Der Raum schreibt dem Schall sozusagen vor, dass dort die Schallschnelle null beträgt (und der Schalldruck damit ein Maximum hat). Siehe Diagramm 1. Um Reflexionen zu verhindern, muss der Schall irgendwie eingefangen werden. Feinporige Absorber bremsen hierzu die Bewegung der Luftteilchen und wirken somit dort am effektivsten, wo die Schallschnelle ihr Maximum hat. Dies ist also nicht unmittelbar an der Wand, sondern – je nach Frequenz – einige Zentimeter davor. Beispiel 1-kHz-Ton: Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt unter Normalbedingungen ca. 340 m/s. Bei 1000 Hz ergibt sich daraus eine Wellenlänge von 34 cm. Das Maximum der Schallschnelle liegt ein Viertel davon von der Wand entfernt, also bei ca. 8,5 cm (siehe Diagramm 1). Für die optimale Dämpfung dieser Frequenz sollte der Absorber dort platziert werden. Doch selbst in rund 2,8 cm Entfernung von der Wand beträgt die Schallschnelle noch 50 % des Maximums und auch hier ist bei 1000 Hz mit effektiver Wirkung des Absorbers zu rechnen.

Die Absorber

Die hifitest.de-Absorber bestehen aus einem Holzrahmen, der ein alterungsbeständiges Dämmvlies der Güteklasse G3 trägt. Der Begriff G3 stammt aus der Luftfiltertechnik und steht für die Feinporigkeit. Das Dämmvlies füllt nicht die komplette Tiefe des Rahmens von 6,5 cm, sondern die vorderen rund 5 cm, was nach den obigen Überlegungen äußerst sinnvoll ist, denn erst in einigen Zentimetern Abstand zur Wand kann die Schallschnelle effektiv gesenkt werden. Bezogen ist die ganze Konstruktion mit hochwertigem, schalldurchlässigem Stoff, lieferbar in zwölf verschiedenen Farben. So fügen sich die Absorber auch optisch attraktiv in jeden Wohnraum ein. Lieferbar sind die Module in drei Größen mit 0,34, 0,67 und 0,9 qm Fläche.

Praxistests

Um die Absorber in der Praxis zu testen, haben wir kurzerhand einen gerade leer stehenden Büroraum in unserem Verlagsgebäude vorübergehend zum neuen Hörraum erklärt. Ca. 25 qm Laminatboden, kahle Wände, zwei Fenster ohne Vorhänge, minimale Möblierung – akustisch also denkbar ungünstige Voraussetzungen. Zum Einsatz kamen uns wohlbekannte, neutral und ausgewogen spielende Standlautsprecher. Die erste Hörprobe im „unbehandelten“ Raum brachte das erwartete Resultat: viel zu viel Hall, aggressiver bis nerviger Hochton, unpräzise Wiedergabe im Mitteltonbereich. Sukzessive haben wir an den Wänden insgesamt elf Absorber verschiedener Größen mit einer Gesamtfläche von knapp 7 qm montiert. Und tatsächlich: Mit zunehmender Absorptionsfläche verbesserte sich der Klang stetig, bis die Lautsprecher schließlich ihre gewohnte, hochwertige Performance erzielen konnten. Ihren Härtetest mussten die Absorber dann im Proberaum meines Sohnes absolvieren. Hierbei handelt es sich um einen ca. 20 qm großen Kellerraum, PVC-Boden, ca, 2,10 m Deckenhöhe. Trotz bereits vorhandener akustischer Maßnahmen empfiehlt sich dort das Tragen von Ohrenschützern, sobald der Drummer richtig losrockt. Insbesondere scharfe Anschläge von Snare und Becken sind sonst nur von äußerst hartgesottenen Zuhörern zu ertragen. Gezielte Montage einiger Dämmpaneele an der Decke über dem Drumset brachte hier eine deutliche Verbesserung und nahm dem Sound von Snare und Becken ein gehöriges Maß an Aggressivität. Gewollter Nebeneffekt: Auch die übrigen Hausbewohner bekommen seither etwas weniger von den Schlagzeug-Soli mit. Diese praktischen Erfahrungen bestätigen Messungen des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik: Bei einer Montage mit 20 cm Abstand (Oberfläche zu Hallraumboden) wurde dort ein praktischer Schallabsorptionsgrad von 100 % bis hinab zu 250 Hertz ermittelt.

Fazit

Ob in Wohnzimmer, Heimkino oder Büro: Mit den hifitest.de- Schallabsorbern lässt sich die Raumakustik merklich verbessern. Dies ermöglicht, das klangliche Potenzial von HiFi- und Heimkino-Anlagen auszuschöpfen, reduziert den Schallaustritt nach draußen und schafft insgesamt eine angenehme, hallfreie Klangatmosphäre im Raum. Durch den farbigen Bezugsstoff sehen sie zudem gut aus. Bezugsquelle.

Die Akustikelemente gibt es auch als Akustikbilder in einer Art Edition.

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Dipl.-Phys. Guido Randerath
Autor Dipl.-Phys. Guido Randerath
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Datum 20.06.2018, 15:48 Uhr
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