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niedriger Nachhall vs. klaren Raumklang

Kurze Nachhallzeiten sind kein Garant für gute Sprachverständlichkeit. Das ist in der Akustikbranche auch (zumindest überwiegend und seit Langem) so bekannt – und bewusst.

Dennoch spricht DIN 18041 eine andere Sprache – und pocht auf umso kürzere Nachhallzeiten, je höher der Bedarf an „guter Hörsamkeit“ eingeschätzt wird.

Zudem setzt DIN 18041 den Nachhall als Kriterium fest: „Im Sinne dieser Norm ist die frequenzabhängige Betrachtung der Nachhallzeit zwingend erforderlich.“ (DIN 18041:2016-03; 4.2.3 – Anforderungen an die Nachhallzeit)

„normale“ Sprache trägt nur 4 Meter weit

Glaubt man dem Wortlaut der Norm, dann reicht der Direktschall der Sprache aus, um in Räumen bis ca. 10 m Tiefe für eine gute Sprachverständlichkeit zu sorgen. Und laut DIN 18041 können folglich Räume bis 250 Kubikmetern Raumvolumen nie zu stark bedämpft werden.

Deshalb wird ausdrücklich empfohlen, Absorption in durchschnittlich großen Klassenräumen möglichst vollflächig über absorbierende Decken, bei Inklusion auf jeden Fall zusätzlich über eine Schall absorbierende Rückwand einzubringen. (DIN 18041:2016-03; „4.2.3 – Anforderungen an die Nachhallzeit“ und „5.2 – Volumenkennzahl“)

Nun habe ich einen solchen Raum (mit vollflächig bedämpfender Decke gemäß DIN 18041, noch in der Fassung 05/2004) mit meinem ReFlx®-System zusätzlich ausgestattet bzw. nachgerüstet. Das Resultat ist ein ruhiger Raum – in dem jetzt (trotz einer gewissen „Dumpfheit“ des Klangs) eine extrem klare Sprachverständlichkeit herrscht. – So musste man die (zu) starke Deckenbedämpfung nicht demontieren und entsorgen, um für Chancengleichheit (schülerseitig) und den optimalen Arbeitsschutz (für Lehrkräfte) zu sorgen.

Raum 222 der Städt. Realschule Waltrop – mit ReFlx®-System nachgerüstet

Solche Ratschläge der Norm werden in der Publikation „Hörsamkeit in Räumen“ von 2018 (Chr. Nocke [Hrsg.]: Hörsamkeit in Räumen – Kommentar zu DIN 18041; Beuth, 2018) bereits einleitend sogar als gesetzlich verbindlich beschrieben. Eine Anmaßung sondergleichen – insbesondere, wenn man bedenkt, dass mindestens für die 2. Novelle der Norm (Ausgabe 2016) versucht worden war, den Einfluss der Raumkanten in die Norm aufzunehmen. Tatsächlich ist dieses Engagement erfolgreich abgewehrt worden: Einzig 1 x finden Raumkanten in der Norm eine eher verwirrende Erwähnung.

„Schallabsorber mit bevorzugter Wirksamkeit im tieffrequenten Bereich sind in Schallquellennähe, in Raumecken oder -kanten besonders wirksam“, so ist in DIN 18041:2016-03 zu lesen (Ordnungspunkt 5.4 – Positionierung akustisch wirksamer Flächen; Seite 19 der Norm). Das wird dem Sachverhalt nicht im geringsten gerecht, allein schon, weil die Anspielung auf tiefe Frequenzen die Sicht auf die Raumkante verzerrt darstellt.

Auch zwei andere Räume der Städt. Realschule Waltrop weisen eine extrem gute Sprachverständlichkeit dank ReFlx-System auf. Beide Räume sind komplett schallhart belassen worden und weisen einen Nachhall deutlich über der Norm auf – bieten aber dennoch eine Klarheit von Sprache, von der auch Personen in außerordentlichem Maße provitieren, deren Hörfähigkeit bereits deutlich beeinträchtigt ist, die also so genannt „schwerhörig“ sind. – Für Raum 122 ist ein Gutachten erstellt worden, das den deutlichen Nachhall ebenso objektiviert, wie die außerordentliche Sprachdeutlichkeit (STI-Werte). Die Sprachverständlichkeit ist „ausgezeichnet“ gut – und vor allem gleichmäßig im gesamten Raum präsent.

Raum 122 der Städt. Realschule Waltrop – mit dem ReFlx®-System ausgestattet

Was macht gute Sprachverständlichkeit aus?

Sprache trägt nur über eine Distanz von 3 bis 4 Metern wirklich gut und klar, nämlich mit hinreichender Energie – weil die höheren Frequenzen überproportional der Luftdämpfung erliegen. Bei größeren Distanzen leiden die höheren Frequenzen am stärksten – und damit genau jene Frequenzen, die Sprachkodierung tragen. Die Stimmhaftigkeit von Sprache ist ein Hilfsmittel, aber kein Charakteristikum für Sprache.

Fände nicht im Mundraum eine dezidierte Lautbildung statt, so könnten auch die Vokale – die so genannt „Stimmhaften“ – gar nicht voneinander unterschieden werden. Die Stimmlippen bringen allein das Fundament hervor, den Grundton der Stimme. Sie modulieren hingegen den sprachlichen Kodierungsinhalt in keiner Weise.

Nun geht aber ein geringer Nachhall zwangsläufig einher mit starker Absorption – insbesondere der mittleren und höheren Frequenzen, und damit genau der Sprachkodierung. Je schwächer der Nachhall, je kürzer die Nachhallzeiten, desto mehr leidet die Sprachverständlichkeit. Das ist genau das Gegenteil von dem, was die Norm – DIN 18041 – mit so genannter „Bedämpfung“ verspricht.

Bereits Wallace C. Sabine hatte – nicht nur einmal, aber bereits erstmalig in einer Publikation im Jahre 1906 – darauf hingewiesen, dass mit zunehmender Tonhöhe die Obertöne umso mehr in Mitleidenschaft gezogen wurden, je mehr Schall absorbierende Objekte oder Körper in einen Raum gebracht wurden. Seien das nun Stuhlpolsterungen oder Vorhänge gewesen, oder schließlich ein zahlreiches Publikum.

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Verdeckte Kante ist die neue KLARE KANTE

Klare Kante – das ist das neue Konzept für Innenarchitketur und Raumgestaltung. Klare Kante durch verdeckte Kante. Denn Raumkanten zu verdecken mit dem ReFlx®-System von Raumakustik Premium bedeuetet: eine klare Raumakustik – und zugleich eine neue Ästhetik.

Mit dem neuen akustischen Konzept – dem ReFlx®-System – lässt sich Lärm in allen Räumlichkeiten bewältigen.

Gleichzeitig kommt die Ästhetik nicht zu kurz: Die nicht bündig bis in die Raumkanten hineinreichenden Reflektorschilde lassen sich spielend an die Raumumgebung anpassen bzw. mit ihnen können bewusst eigenständige Akzente gesetzt werden. Schlussendlich lassen sich zum Beispiel spannende indirekte Beleuchtungskonzepte integrieren, die die Räumlichkeiten zurückhaltend ausleuchten.

Entwurf für die Umrüstung eines Treppenflures

Vor allem aber wird so den Räumen die Großzügigkeit und Weite bewahrt, die man auch visuell wahrnimmt: Hören und Sehen ergibt einen übereinstimmenden Gesamteindruck. Zugleich ist „Lärm“ in jeglichen Räumen „Schnee von gestern“:

Laut bleibt laut. So etwa eine Horde schreiender und quiekender Grundschulkinder, die die Treppe ausgelassen zur Pause hinunter stürmen – oder wenn in einem Klassenraum die Freude über einen bevorstehenden Wandertag ungebremst ist.

Kabelkanäle werden verdeckt, bleiben aber zugänglich: R 1002 der Gesamtschule Waltrop

Unerträglich lärmend aber wird diese Woge der Begeisterung nicht mehr. Weil die Raumkanten die Kinderstimmen nicht mehr verstärken – trotz einer Halligkeit, die noch immer dem betreffenden Raum eine angenehme großzügige Weite verleiht.

Gleichsam „in einem Abwasch“ kann die Innenarchitektur hier neues Potenzial heben und zukunftsweisende Gestaltungsmöglichkeiten aufgreifen, die bisher tabu schienen – nun aber als innovative Impulse in Wettbewerben hervorstechen können.

„verdeckte Kante“ in R 1002 der Gesamtschule Waltrop: extreme Sprachdeutlichkeit + weniger auffällige Heizungsrohre dank ReFlx®-System
Prototyp in Klarglas auf Stahltragern
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Gutachten: herausragende Sprachverständlichkeit durch ReFlx®

Im April 2022 wurde erstmalig durch unabhängigen Gutachter ein Klassenraum erfasst und bewertet, der mit dem ReFlx®-System ausgestattet ist.

Die Messwerte zeigen anschaulich, dass lange Nachhallzeiten einem klaren Raumklang und einer hervorragenden Sprachverständlichkeit keineswegs im Wege stehen.

Der Raum ist lediglich mit dem ReFlx®-System in den Raumkanten ausgestattet – bei schallharter Decke und schallharten Wänden, Fußboden mit Hart-PVC ausgelegt. Weitergehende akustisch wirksame Maßnahmen sind nicht ergriffen worden.

Trotz des langen Nachhalls: „ausgezeichnete“ STI-Werte dank ReFlx®

Seit der Raum mit dem ReFlx®-System ausgestattet ist, gibt es im gesamten Raum nur noch praktisch gleichwertige Schülerarbeitsplätze – im Hinblick auf die Sprachdeutlichkeit.

Wer ganz hinten sitzt, ist nicht mehr benachteiligt.

Nicht nur als „subjektiv“ empfunden, sondern nun auch durch objektive Messungen belegt, sind die Hörbedingungen ganz hinten in der Klasse ebenso gut wie ganz vorn.

Dennoch sind die STI-Werte nicht ganz „ehrlich“. Denn die Berechnung der STI-Werte beruht auch auf der Einbeziehung der Nachhallzeiten – die in Wahrheit die Abklingphase des Gesamtschalls sind. Somit aber ergibt sich auch ein verzerrtes Bild vom so genannten „Nachhall“ – und eine fehlerhaft Gewichtung im Hinblick auf die Sprachverständlichkeit bzw. die Berechnung der STI-Wert. – Erst…

Impulsmessungen bringen Licht ins bisherige Dunkel:

Die Impulsmessungen vom Mai 2023 machen verständlich und gut „sichtbar“, was das ReFlx®-System bewirkt. Die Hebung der oberen Mitten und hohen Frequenzen auf ein gleichmäßig hohes Niveau sorgt für exquisite Transparenz des Raumklangs – und somit zugleich außerordentliche Klarheit von Sprache.

Die ausgezeichnete Sprachverständlichkeit sackt auf der Werteskala „STI“ (speech transmission index) allein an Messpunkt X4 in den nur „guten“ Bereich – nämlich, wo unmittelbar neben dem Messpunkt eine tiefe Wandnische mit stillgelegter Tür die Akustik im unmittelbaren Umfeld auch messtechnisch deutlich beeinträchtigt.

Die stillgelegte Tür ist nur abgeschossen, nicht gedämmt oder abgeschirmt.

Die unmittelbare Kombination der ruhig gestellten Raumkanten mit den Reflektoren genau in den Raumkanten, zudem in günstiger Neigung in den Raum hineingerichtet, ist das ausschlaggebende Moment, weshalb das ReFlx®-System ein extrem ausgewogenes Verhältnis zwischen tiefen Frequenzen einerseits, den mittleren bis höheren Frequenzen andererseits, im gesamten Raum gleichmäßig gewährleistet.

ReFlx®-System sorgt für extreme Sprachverständlichkeit
ReFlx®: extreme Klarheit des Raumklangs sorgt auch für extreme Sprachdeutlichkeit

Für die Klarheit von Sprache und hohe akustische Transparenz müssen die höheren Frequenzen verstärkt werden, um allein schon der ganz natürlichen stärkeren Dämpfung der höheren Frequenzen ausgewogen entgegen zu wirken. – Das können bisherige Verfahren, die allein auf Bedämpfung setzen, nicht leisten.

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Akustikdecken: „Ruhe“ ohne Segen

Klassische Akustikdecken bringen Ruhe. Paradox, aber wahr: Solange Ruhe herrscht. Denn wenn Stimmengewirr oder lautes Sprechen, gar Durcheinander und Rufe den Raum anregen, dann überdecken dennoch die Raumkanten nicht nur die Sprache, sondern lärmen chaotisch. Stechend, scharf und unerträglich.

Darüber hinaus aber stören sprechende Personen sich sozusagen selbst: Die Raumkanten erzeugen weiterhin eine Störkulisse, die das reine, direkte Sprachsignal überdeckt – und das Hören somit erschwert.

Oder wenn Musik den Raum anregt, etwa bei musikalischen Untermalungen in Videos, so trumpfen die Raumkanten auf, stören durch unreinen und dröhnenden Klang, passagenweise durch schrillen Lärm – und überdecken das Nutzsignal der Sprache. Die reine Musik wird unsauber, stumpf und ist frei von Energie – auch dann, wenn es laut wird.

klarer Raumklang durch ReFlx®-System

Nicht so, wenn das ReFlx®-System zum Einsatz kommt: ReFlx® nötigt einem Raum nicht pauschal Ruhe auf, sondern klärt den Raumklang in einer bisher so nicht gekannten Weise. Das ReFlx®-System ist die „2-in-1„-Lösung: Es beseitigt das Störpotenzial der Raumkanten UND bietet konstruktiv die Verstärkung von Nutzsignalen – in ein und demselben Element.

Eine Montage, zwei Wirkungsweisen und mehr als nur drei Nutzen.

In Raum 222 der Städt. Realschule Waltrop hat die Ausrüstung mit einer Variante des ReFlx®-Systems zu einer außerordentlichen Sprachverständlichkeit geführt. Zuvor klang der Raum dumpf, hatte mit nur 0,38 Sekunden durchschn. Nachhalls (wie ein unabhängiges Gutachten belegt) einen deutlich zu geringen Nachhall – und DIN 18041 (noch) innerhalb der Toleranzen faktisch übererfüllt – so dass Hören und Sprechen unnötig anstrengend waren.

Nach der Ausstattung mit dem ReFlx®-System weist der Raum eine durchschn. Nachhallzeit von 0,44 Sekunden auf – und bewegt sich damit normativ im Optimum. Darüber hinaus ist es aber die Besonderheit des ReFlx®-Systems, insbesondere die hohen Mitten und die hohen Frequenzen zu unterstützen – und damit die Silben- und Konsonantenverständlichkeit außerordentlich anzuheben.

fehlerhaftes Grundverständnis stützt DIN 18041

So ist nun auch für den durch vollflächig bedämpfende Akustikdecke an sich überdämpften Raum – zusammen mit dem ReFlx®-System – eine herausragende Klarheit von Sprache erlangt worden.

Ob in Ausführungen in Holz oder komplett schallharte Ausführungen – also sogar mit Reflektoren aus Glas oder Feinsteinzeug: Der Einsatz in praktisch jeder Umgebung ist problemlos möglich. Und bleibt zugleich ästhetisch zurückhaltend.

Das ReFlx®-System wird zum riesigen Pluspunkt für jeden Raum, weil der Raumkanteneffekt – die massivste Störung in vor allem jedem kleinen, aber auch in mittelgroßen Räumen – ausgeschaltet wird. Das zweite Plus für Kommunikationsräume: Die bisher so nicht gekannte Klarheit des Raumklanges – und damit einhergehend eine außerordentliche Sprachdeutlichkeit.

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Praktische Anwendungen im Schulalltag

Wenn im Video zu Raum 116 der Städt. Realschule Waltrop die Rede ist von „C-Cases und C-Case-Brückenstücken“, dann bleibt aber die Frage offen: Was ist das? Was sind diese C-Case-Brückenstücke?

Raum 116 der Städt. Realschule Waltrop – mit C-Cases ausgestattet

Diese Brückenstücke sind im Grunde bereits die Vorstufe zum ReFlx®-System – das ganz ohne Resonanzkörper auskommt. Ein Brückenstück wird von den jeweils nebenliegenden C-Cases getragen, so dass im Raum 116 schlussendlich 27 C-Cases und 17 Brückenstücke installiert wurden.

Raum 122 der Städt. Realschule Waltrop – mit ReFlx-System

Mit um ein Drittel größeren Reflektorflächen ausgestattet, reflektiert das ReFlx®-System nicht nur MEHR der nützlichen Frequenzen und Signale (als dieses für die C-Cases gilt) und greift dabei auch MEHR zu den mittleren Frequenzen hin günstig in das Frequenzband ein, sondern schirmt auch mehr Kantenvolumen ab. Das heißt: Beruhigt mehr Kantenvolumen. Das Resultat können Sie sich im Video anschauen – und ein wenig auch anhören; auch ist die extrem positive Wirksamkeit für die Sprachverständlichkeit durch ein Gutachten zu Raum 122 belegt worden.

Raum 222 der Städt. Realschule Waltrop – zusätzlich mit ReFlx-System nachgerüstet

Im Zusammenhang mit dem Gutachten darf ich es nicht auslassen, auf Raum 222 der Städt. Realschule Waltrop hinzuweisen (siehe auch hierzu: Video): In diesem Raum war in der Vorzeit eine vollflächig bedämpfende, abgehängte Decke nachgerüstet worden. Das Resultat war mit einem durchschnittlichen Nachhall von nur 0,38 Sekunden eine recht deutliche Überdämpfung, die die Sprachverständlichkeit im praktischen Alltag maßgeblich beeinträchtigt hatte. Durch Installation des ReFlx®-Systems wurde der Nachhall auf durchschnittlich 0,44 sec. gehoben; zusätzlich jedoch ist durch die Begünstigung der höheren Frequenzen eine extreme Sprachklarheit erlangt worden – obwohl der Raum noch immer vergleichsweise dumpf anmutet.

R 1002 der Gesamtschule Waltrop mit inklusiver Anforderung

Neben den „normalen“ Klassenräumen bewährt sich das ReFlx®-System aber auch inklusiv: Ohne besondere Anpassungen erfüllt das ReFlx®-System die Anforderung, die beiden Schüler mit Hörgeräten vollumfänglich zu unterstützen, ohne dass ergänzende elektroakustische Ausrüstungen erforderlich sind.

Das ReFlx-System stellt eine rein „passive“ Maßnahme dar, die keine Elektroakustik einbezieht – und auch nicht erfordert! Das ReFlx®-System gewährleistet permanent und zeitlich unbegrenzt eine bisher so nicht gekannte Klarheit von Raumklang und extreme Sprachverständlichkeit – verschleißfrei, wartungsfrei, immerwährend.

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PrimOrdium – zurück zum Ursprung: neue Dimension der Raumakustik

Anlass, meine zweite und ergänzende Publikation zu verfassen, bot die DAGA 2022 in Stuttgart: Dort war ich mit einem Poster vertreten – das aber meines Erachtens weitergehende Informationen gut vertragen konnte.

So entstand quasi das „Buch zum Poster“: Ich gewähre unter anderem Einblicke in meine Entwicklungsarbeit. Aber auch biete ich Abwägungen zu guter Raumakustik, nicht zuletzt vor dem Hintergrund der Beobachtungen von Wallace C. Sabine (1868 – 1919), jenem Physiker, der die wesentlichsten Grundlagen für die heutige Handhabung der Raumakustik beigetragen hat.

So hatte Sabine etwa geschrieben: „Es war offensichtlich, dass […] das Maß, in dem sich der Nachhall verflüchtigen würde, proportional war zu dem Ausmaß, in dem der Schall absorbiert wurde.“ (Sabine, Wallace C.; Collected Papers on Acoustics; Forgotten Books 2012 – Seite 221)

Aber bereits eine Seite zuvor schreibt Sabine auch: „Man muss beachten, dass sich der Nachhall im allgemeinen aus einer Vielzahl von Klängen ergibt, die den gesamten Raum erfüllen und für eine Analyse nach den unterschiedlichen Reflexionen nicht taugen.“

die sog. Sabine’sche Formel: das Verhältnis zwischen Raumvolumen und Schallabsorption

Das man sich trotz der Einwände, die Sabine selbst – und mehrfach – formuliert hatte, auf dessen einfache Grundformel stützt, um der Raumakustik Herr zu werden, darf nicht nur, sondern muss sogar die Aufmerksamkeit wecken, Fragen hervorlocken… und mindestens ein Unbehagen hervorrufen.

Den einen oder anderen Blick „über den Tellerrand“ konnte ich auch hier nicht auslassen.

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