Akustik

In welche Bereiche wird die Akustik unterteilt?

Es gibt dutzende Disziplinen, wo Schallereignisse und die Akustik im Allgemeinen eine wichtige Rolle spielen. Ohne dass wir es merken, wurde vermutlich ein Großteil unserer Haushaltsgeräte, jedes Auto, viele Häuser u.a.m. einer akustischen Planung unterworfen. Sogar der Straßenbelag hat akustische Eigenschaften, um das Abrollgeräusch der Reifen so leise wie möglich zu halten. Neben der Bauakustik, Aeroakustik, Phonetik und einigen Dutzend weiteren Teilbereichen, hat die Raumakustik einen gewichtigen Stellenwert, weil sie die meisten Menschen in irgendeiner Weise direkt oder indirekt betrifft.

Was ist der Unterschied zwischen Schallisolierungsgrad und Absorptionsgrad?

Der Schallisolierungsgrad oder Schalldämmung („R“ oder „Rw“) gibt an, wie hoch die isolierende Wirkung eines Trennbauteils, also Wand, Boden, Decke, Fenster oder Tür, ist. Die Schalldämmung erzielt man einerseits durch Masse, also schwere Hindernisse wie z.B. eine massiv aufgebaute Trennwand, und andererseits durch das Zusammenspiel von biegeweichen Elementen (Holz- oder Gipskartonplatten) und Hohlzwischenräumen und deren Resonanzfrequenz (Trockenbau).
Der Schallabsorptionsgrad (meist mit „α“ 0 bis 1 bezeichnet) gibt an, wie stark ein Material Schallwellen absorbieren, also vernichten kann. α=0 bedeutet keine Absorption, die Schallwelle wird von einem Material nahezu 100% wieder in den Raum zurück reflektiert. α=1 bedeutet 100% Absorption, die Schallwelle wird vollständig von einem Material absorbiert und kehrt nicht wieder in den Raum zurück. Beispiel: ein mittelschwerer Vorhang mit einem Schallabsorptionsgrad von α=0,6 wird 60% der Schallenergie absorbieren, 40% werden in den Raum zurück reflektiert.
Eine Betonwand mit α=0,01 wird 99% wieder reflektieren. Hier gilt der Grundsatz: je größer der Reflexionsfaktor, desto stärker die schalldämmende Wirkung.

Was sind die Voraussetzungen für eine gute Akustik?

Eine gute Akustik hängt vor allem von der jeweiligen Nutzung eines Raumes ab. Räume welche für die Kommunikation gedacht sind, also Schulen, Sitzungsräume, Theater, Restaurants/Bars, etc., benötigen beispielsweise eine relativ kurze Nachhallzeit und ein adäquates Klarheitsmaß, um eine gute Sprachverständlichkeit zu gewährleisten und vor allem auch größtmögliche Ruhe zu erzielen. Räume für Musik benötigen hingegen eine längere Nachhallzeit und einen möglichst hohen Anteil an Reflexion um, ggf. auch Lautstärke zu erzeugen und leise Instrumente zu verstärken. Generell wichtig ist auch die Abklingzeit der einzelnen Frequenzbereiche des vorhandenen Nachhalls, welche möglichst homogen, also zeitgleich, über dem gesamten Hörbereich des Menschen verlaufen sollte. Dann nämlich klingt es annähernd natürlich und wir fühlen uns wohl. Man spricht dann landläufig von einer guten Raumakustik.

Was sind die optimalen Nachhallzeiten bei den verschiedenen Einsatzgebieten wie Besprechungsraum, Wohnräume oder Konzertsäle?

Bei Wohnräumen geht man in der Regel von einem Idealwert von ca. 0,5 sek. aus. Schulklassen erfordern 0,4 – 0,5 Sekunden, Turnhallen ca. 1,2 – 1,6 Sekunden, großer Vortragssaal ca. 0,6 – 1,0 Sek., Oper ca. 1,3 – 1,6 Sek. Konzerthaus ca. 2,0 Sek. Die Idealwerte lassen sich sehr genau mittels der existierenden Normen und den entsprechenden Berechnungsformeln berechnen. Zudem existieren umfangreiche Tabellen von unterschiedlichen Räumen, welche nach ihrem jeweiligen Einsatzzweck klassifiziert sind.

Welche Messgeräte werden für Akustikmessungen benutzt – wie erfolgt die Berechnung?

Akustikmessungen, egal ob Nachhallzeit oder Dämmwert, werden in der Regel mit einer spezifischen Schallquelle und einem Schallpegelmessgerät durchgeführt. Als Schallquelle wird zumeist ein omnidirektional abstrahlender Messlautsprecher mit geeigneten Messsignalen in Form von Rauschen oder Sinustönen eingesetzt. Bei einer Messung des Schallisolationsgrades (z.B. der Dämmwert einer Trennwand zwischen zwei Wohneinheiten) wird die Schallquelle in Wohnung 1 aufgestellt. In Wohnung 2 wird dann der Restschall gemessen. Eine Auswertung des Schallisolationsgrades „R_w“ erfolgt im Anschluss mittels entsprechender Programme. Bei Messungen der Nachhallzeit „RT₆₀“ befinden sich der Messlautsprecher und das Messgerät im selben Raum. Bei Trittschallmessungen wird als Schallquelle ein sog. Normhammerwerk benötigt. Dabei handelt es sich um eine Maschine, welche mit fünf 500g Gewichten (Hammer) ausgestattet ist, welche innerhalb von 1 Sekunde nacheinander aus 40mm Höhe gegen den Boden schlagen (hämmern). Der verbleibende Restschall wird dann in einem Nachbarraum, daneben oder darunter, gemessen, anschließend ausgewertet und als Trittschallnormwert „L‘_n,w“ bezeichnet. Sofern keine Messung möglich ist (z.B. bei einem Neubau in der Planungsphase), kann man die Raumakustik auch anhand der geplanten baulichen Gegebenheiten und der vorgesehenen Materialien berechnen. Dazu gibt es Absorptionsdaten der meisten Materialien, welche eine zuverlässige Berechnung ermöglichen.

Foto: Quellenhof, Acqua Family Parc

Auf was kommt es bei einer Akustikperforation an?

Perforierte Materialen, mit Löchern oder Schlitzen ausgestattet, sind genaugenommen Helmholtzresonatoren, welche einem Raum Schallenergie eines bestimmten Frequenzbereichs entziehen. Die in den Öffnungen der perforierten Materialien befindliche Luft erzeugt bei Auftreffen einer Schallwelle eine Gegenbewegung, wodurch eine Minderung von bestimmten Frequenzbereichen erfolgt. Da es sich dabei also um einen Resonanzabsorber handelt, haben die Art der Perforation, die Materialdicke, die Rasterung und der dahinter befindliche Hohlraum einen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Die Wahl der Perforation sollte also nicht nur aus ästhetischen Gründen erfolgen, sondern aufgrund der akustischen Gegebenheiten und der Absorptionskurve des jeweiligen Materials.