Teil 2 - Raumakustik für Wohnzimmer und Heimkino


Jürgen Bürtsch, Experte bei HEIMKINORAUM

Lesen Sieunser "Special" zum Thema Raumakustik für Wohnzimmer und Heimkino. In diesem Teil geht es um Physik. Die weiteren Teile finden Sie unter Beratung und Test oder unter den unten angegebenen Links.

Teil 1 - „Das subjektive Hören“

Teil 2 - Raumakustik ist Physik - muss ich jetzt Sheldon Cooper heißen?

Teil 3 - Der ideale Raum - der Norm Raum - die Realität

Teil 4 - Praktikable Lösungen für reale Probleme.

Teil 5 - Fazit und Lösungsbeispiele. 

Teil 2 - Raumakustik ist Physik - muss ich jetzt Sheldon Cooper heißen?

Natürlich sollte man von Akustik etwas verstehen. Aber Physiker wie Sheldon Cooper muss man nicht sein, denn Akustik ist eigentlich ein einfaches physikalisches Gebiet. Wer sich damit näher beschäftigen will, dem empfehle ich einschlägige Literatur und eine Sabine`sche Formel ist für technische interessierte Laien durchaus zu verstehen. Trotzdem sollte man doch einiges wissen, um es Kunden auch entsprechend vermitteln zu können. Denn meist die der „visuelle Kunde“ aus Teil 1 ohne das Argument, dass Physik eben Physik ist, nur schwer davon zu überzeugen von seinen puristischen Gedanken etwas Abstand zu nehmen.

Zunächst unterscheidet man Bau- und Raumakustik. In der Bauakustik geht es darum z.B. Schallübertragungen zu minimieren. Ein Beispiel ist der Trittschall aus oberen Stockwerken oder den Schall, den der Straßenverkehr erzeugt, aus dem Gebäude zu halten. Auch für unsere Anwendungen kommen solche Fragen ab und zu vor, wenn man den umgekehrten Weg sieht. Also Schall aus einem Raum vom restlichen Gebäude fern zu halten. Der typische Fall ist der Nachbar, der sich über den zu lauten Bass beklagt oder die Familie die Heimkino Filme sehen will, ohne dass das schlafende Kind im Nebenraum aufwacht.

 

Messung der Raumakustik
Messaufbau für eine Profi Messung der Raumakustik

Luftschall und Körperschall

In unserem Spezial wollen wir uns jedoch zunächst ausschließlich auf die Raumakustik konzentrieren. Schall ist eigentlich wahrnehmbare Bewegung von Teilchen. Luftschall, die wir mit unseren Ohren wahrnehmen, ist bewegte Luft, die sich in Wellenbewegungen von der Schallquelle (meist ein Lautsprecher) zur Schallsenke, den Ohren, bewegt. Unsere Ohren sind dabei fantastische Sensoren, die sowohl Druckunterschiede von wenigen Millipascal (ein normales Gespräch erzeugt Luftdruck Schwankungen von 0,05 Pa was 1:2.000.000 des atmosphärischen Luftdrucks ausmacht), als auch Frequenz Unterschiede von 20 Hz bis 20.000 Hz wahrnehmen können. Mit dem Alter nimmt das Spektrum zwar ab, aber ist immer noch hoch genug hochwertigen Klang zu hören.

Neben dem Luftschall gibt es auch noch Körperschall, den wir zum Teil anders wahrnehmen. Zwei Beispiele hierfür: Wenn wir an einem beschrankten Bahnübergang stehen und ein Zug vorbeifährt, „hören“ wir den Zug mit den Füssen, da wir die Vibrationen fühlen. Wenn wir ohrschließende InEar Kopfhörer tragen, „hören“ wir trotzdem den Knochenschall, der über unsere Schädeldecke und Wangenknochen zum Gehörgang übertragen wird. Manchmal kann uns dieser „Körperschall“ bei der Bewältigung von realen Problemen bei der Klangoptimierung sogar helfen, doch dazu später mehr.

 

Körper und Luftschall
Körperschall wird über feste Körper z.B. den Boden übertragen.

Die Wellenlänge und die Energie

In der Physik werden die Schwingungen im hörbaren Frequenzbereich in einzelne Funktionen zerlegt. Die Frequenz gibt an viele Wellenlängen in einer Sekunde durchlaufen werden. Dabei beträgt die Schallgeschwindigkeit in der Luft ca. 340 m pro Sekunde. Die Amplitude gibt Auskunft über den Schalldruck und damit auch wesentlich über die Lautstärke der Frequenz. Hohe Töne haben also eine hohe Frequenz und eine „niedrige“ Energie - umgekehrt haben niedrige Töne, also zum Beispiel ein Bass, eine niedrige Frequenz und hohe Energie. Wichtig für die Raumakustik ist sowohl die Wellenlänge, denn Töne die kurze Wellenlängen haben, müssen anderes betrachtet werden, als Töne mit langen Wellenlängen. Aber auch die Energie. Zum Beispiel ist im Lautsprecherbau ein Problem, dass man hohe präzise Töne mit niedriger Energie und gleichzeitig tiefe energiereiche Töne nur sehr schwer mit einer einzigen schwingenden Membran erzeugen kann. Aber wir wollen nicht vom Thema abkommen.

Frequenzen und Magnituden
Messung von Frequenzen und deren zugehörigen Lautstärken

Jetzt könnte man der Vorstellung erliegen, warum setzen wir uns nicht einen guten Stereo Kopfhörer auf und alles ist erledigt. Leider hat die Natur das für unsere Ohren nicht vorgesehen und damit kommt der Raum ins Spiel. Unser Ohren-Gehirn Kombination braucht offensichtlich die Rauminformation, um den Klang „richtig“ wahrnehmen zu können. Und die erhält das Ohr über Reflexionen aus dem Raum. Die Schallquelle im Raum - meist ein Lautsprecher - könnte ja in einem schalltoten Raum stehen. Hier hören wir nur den Direktschall und keine Reflexionen. Die meisten Menschen finden solche Räume beklemmend und unangenehm. Aber was ist denn jetzt die richtige Reflexion. Und da wird es kniffelig. Zumal uns unser Gehirn so manchen Streich spielt.

Heimkino Wohnzimmer Kopfhörer
Oppo Kopfhörer System für Stereo

Ein Beispiel: Der Haas-Effekt

Nur eines von vielen Beispielen ist der Haas Effekt. Zwei ähnliche Signale, die aus unterschiedlichen Richtungen kommen (z.B. Direktschall und seine Reflexion) werden nur aus der Einfallsrichtung wahrgenommen, aus der die erste Wellenfront kommt. Wenn jedoch die Zeitdauer eine gewisse Schwelle überschreitet nimmt man das zweite Signal als Echo wahr. Verblüffend was unser Gehirn so alles berechnet - ganz ohne unser Zutun.

Doch genug mit der Grundlagen Physik und hin zum konkreten Raum. Meist sind die Raumakustik Probleme in einige wesentliche Gruppen zu unterteilen, die dann einer jeweiligen Lösung zugeführt werden müssen.

A. Hall und Reflexionen

Natürlich können Sie sich einen Frequenzgenerator beschaffen, doch auch Sie selbst können mit einfachen Mitteln schon sehr viel heraus finden. Klatschen Sie einfach in die Hände, schnalzen Sie mit der Zunge oder schnippen Sie mit dem Finger. Zumindest für die hohen hörbaren Frequenzen sind Sie selbst ein einfacher Frequenzgenerator. Und in den meisten Räumen können Sie mit diesen einfachen Mitteln die Probleme mit Reflexionen und Hall beurteilen. Ein Raum, der nur aus Glasflächen - also Flächen die Schall nicht absorbieren - besteht, hat zu viele Reflexionen und ist zu hallig. 

offene Akustikelemente
Einbaulautsprecher neben Akustik Absorber n im Heimkino "Joker Palace" made by Heimkinoraum

B. Nachhallzeit

Unter Nachhallzeit versteht man den Zeitraum, in dem der Schalldruck auf ein tausendsten Teil seines Ursprungswertes (Pegelabnahme von 60dB) abfällt. In Abhängigkeit der Frequenz schluckt also ein Raum die Energie der Schallwellen. Je schallhärter ein Raum ist desto länger ist die Nachhallzeit. Es gibt für die Berechnung einfache Nachhallzeiten Rechner im Internet. Und man kann die Nachhallzeit im Raum auch messtechnsich erfassen.

C. Raummoden

Da der Schall sich wellenförmig ausdehnt und reflektiert wird, können sich im Raum Positionen befinden, in dem sich der Schalldruck eines oder mehreren Wellen vervielfachen, weil Wellenberge oder Wellentäler zusammentreffen. Bei energiereichen Frequenzen wie einem Bass, kann dies zu sehr unangenehmen Effekten wie Dröhnen führen.

Finaler Zustand mit Ambiente
Im fertigen Heimkino "Joker Palace" sind die Elemente zur Verbesserung der Raumakustik nicht mehr zu sehen ... made by Heimkinoraum.

Die Aufgabe der Raumakustik ist es nun den Raum so zu gestalten, geometrisch und auch in der Ausstattung, das Hall, Reflexionen, Nachhallzeit optimal sind und wo möglich Raummoden verhindert werden. Was optimal bedeutet und warum optimal nicht überall das gleiche ist, behandeln wir im nächsten Teil.

Haben Sie weitere Fragen? Wenden Sie sich einfach an den nächsten Heimkinoraum in Ihrer Nähe.

Zum vorherigen Teil: Das subjektive Hören

Zum nächsten Teil: Der ideale Raum - der Norm Raum - die Realität

Standorte

Heimkino Shop



Kommentare

Super
Von am 17. Februar 2015

Ich hab noch einige Fragen, kann man euch auch eine Email schicken?

Kommentieren
Hilfreich
Von am 16. Februar 2015

Vielen Dank für die Hilfe...

Kommentieren
Kostenloser Rückruf Service

Bitte füllen Sie alle Felder aus und bestätigen Sie, dass Sie ein Mensch sind.


Termin vereinbaren

Bitte füllen Sie alle Felder aus und bestätigen Sie, dass Sie ein Mensch sind.


5 Sterne
4 Sterne
3 Sterne
2 Sterne
1 Sterne
Alle Bewertungen ansehen