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Nachhall oder Raumkante?

"Nachhall" muss neu bewertet werden

Die Raumkante beeinflusst die Akustik eines Raumes umso stärker, je kleiner ein Raum ist. Nicht allein, aber insbesondere in den so genannt „kleinen“ Räumen (bis 250 m3) ist daher die Raumkante stets der Dominator unter den Störeinflüssen – und muss entsprechend berücksichtigt werden.

Bei akustischen Messungen hingegen werden – unter dem Oberbegriff des „Nachhalls“ und aus technischen Gründen – solche Störungen der Raumkanten und der wirkliche Nachhall als eine Einheit abgehandelt. Die so genannten „Nachhallzeiten“ bemessen tatsächlich das Abklingen des GESAMTSCHALLEREIGNISSES in einem Raum – und entwerfen somit ein Zerrbild von dem, was akustisch in einem Raum stattfindet.

Kurze „Nachhallzeiten“ gelten als DAS zentrale Kriterium, um für eine „gute Hörsamkeit“ in Räumen zu sorgen. Diese schlichte Regel wird bemerkenswert selten in Frage gestellt, während zugleich in der Akustikbranche seit Langem bekannt ist: „Eine kurze Nachhallzeit bedeutet noch lange nicht, dass in einem Raum auch eine gute Sprachverständlichkeit herrscht.“

Die Aufgabenstellung an die Forschung ist es also, die Akustik eines Raumes über andere Daten klarer zu beleuchten, als über die Nachhallzeit – und Analysemethoden zu entwickeln, die alltagstauglich sind, folglich einfach sind, mobil und nicht zu teuer, um sich ein klares Bild von den verschiedenen akustischen Antworten eines Raumes machen zu können.

Im „Prüfbericht mit Begutachtung“ der SG-Bauakustik (Institut für schalltechnische Produktoptimierung; Mülheim/Ruhr und Schornsheim) ist nicht nur die Rede von „ausgezeichneten STI-Beurteilungsergebnissen“ (Sprachverständlichkeitsindex). Sondern dort tauchen auch Messungen zum Ablenkungsabstand auf – einem Kriterium, mit dem man in Großraumbüros, nicht aber in Kommunikationsräumen arbeitet.

Da jedoch der Nachhall im geprüften Raum etwa doppelt so lang ist, wie DIN 18041 einfordert, die Klarheit von Sprache hingegen als EXTREM gut auffällt, kann der Nachhall keinen Hinweis anbieten, dass und weshalb man sich mithilfe des ReFlx®-Systems sprachlich so gut austauschen kann.

das ReFlx®-System in Raum 1002 der Gesamtschule Waltrop

Eine größere Klarheit bieten Impulsmessungen – auf die ich später noch kurz eingehen möchte. Die Berechnungen der Werte im Sprachverständlichkeitsindex (STI) nämlich beziehen die Nachhallzeiten mit ein und verschleiern somit die tatsächliche Klarheit der Sprache: Die STI-Werte stellen sich als schlechter dar, als sie sein müssten. 

Zunächst aber möchte ich auf den Ablenkungsabstand eingehen, der im Rahmen des Gutachtens mit erfasst worden ist.

Impulsmessungen offenbaren die Hebung der hohen Frequenzen durch ReFlx-System

Ablenkungsabstand fällt absurd aus dem Rahmen

Der ABLENKUNGSABSTAND soll beschreiben, ab welcher Distanz zwischen Sprachquelle und Hörort Sprache so klar erscheint, dass man unwillkürlich „abgelenkt“ wird. Tatsächlich beschreibt der Ablenkungsabstand jene räumlichen Distanz, ab der der STI-Wert unterhalb von 0,5 fällt. – Dieser Abstand beträgt für das ReFlx®-System im untersuchten Raum 49,6 m.

Diese Distanz macht stutzig und wirkt eher wie ein Falschergebnis. Denn die Luftdämpfung hätte der Klarheit des gesprochenen Wortes über diese Distanz längst den Garaus gemacht. – Die Impulsmessungen werden zeigen, weshalb dieser Wert plausibel ist: Frequenzen ab ca. 1.250 Hz aufwärts werden mithilfe des ReFlx®-Systems mit bis zu 18 dB verstärkt.

Berücksichtigt man auch noch, dass die STI-Werte gemäß Gutachten in der größten und in der kleinsten Distanz am höchsten sind (ca. 2,5 m und ca. 7,5 m), während die Werte in der mittleren Distanz von ca. 4 bis 6 m zumindest in analytischen Zahlenwerten tendenziell geringer ausfallen, so wird deutlich, wie ausgewogen die Klarheit von Sprache im gesamten Raum durch den Einsatz des ReFlx®-Systems ist.

erst Impulsmessungen bringen Klarheit

Die Impulsmessungen zeigen sehr deutlich, wie ab ca. 1.250 Hz – und bis hinauf zu 12.500 Hz – die Schalldruckpegel verstärkt und auf ein recht gleichmäßiges Niveau gehoben werden (siehe Abbildung oben). Im Zusammenhang mit dem Gutachten zeigen die Impulsmessungen auf, weshalb es zu einer so hohen Klarheit von Sprache kommt – obgleich nach Maß und Auffassung von DIN 18041 die Sprachverständlichkeit höchstens mäßig, eher schlecht sein müsste aufgrund der langen Nachhallzeiten.

Schwächen in der Analyse

Da jedoch in Wahrheit gar nicht der eigentliche Nachhall gemessen wird, sondern undifferenziert das ABKLINGEN des GESAMTSCHALLEREIGNISSES im Raum, deshalb sind auch die Nachhallzeiten kein aussagekräftiges Kriterium – sondern lediglich eine ergänzende Information, die wiederum nur sehr unspezifische Hinweise bietet.

Dennoch erhebt die Norm das Kriterium des Nachhalls zum Kern der Betrachtungen: „Im Sinne dieser Norm ist die frequenzabhängige Betrachtung der Nachhallzeit zwingend erforderlich„, so DIN 18041:2016-03 auf Seite 12 (Unterordnung 4.2.3 – „Anforderungen an die Nachhallzeit“).

der Nachhall im Kölner Wasserspeicher beträgt 26 Sekunden
Repro (Ausschnitt) vom Innencover der LP „Vor der Flut“ (Publikation 1985): Der Kölner Wasserspeicher, hier nach Sanierung und bei beginnender Flutung.

Die Nachhallzeit wird durch die Entstörung der Raumkanten nur geringfügig gesenkt, während zugleich die Entstörung der Raumkanten den größten Einfluss nimmt auf die Klarheit von Raumklang. – Folglich bleibt auch die Aussagekraft der STI-Werte schwach und bietet sich, ähnlich den Nachhallzeiten, nur als ergänzende Information an.

Aber was istNachhall“?

Der Nachhall ist EIN Detail des Gesamtschallereignisses – das jedoch physikalisch bisher nicht explizit erfasst werden kann.

Nachhall im Kölner Wasserspeicher hebt die Obertöne

Ein sehr eindrucksvoller Nachhall hatte sich im unterirdisch angelegten Kölner Wasserspeicher „Severin“ gezeigt, als dieser 1984 zwecks Sanierungsarbeiten trockengelegt worden war. Die niedrige Deckenhöhe, die regelmäßigen Wandprofile und die eckigen Säulen (siehe obige Abbildung) lassen regelmäßige Rückwürfe zu – während im Gegensatz dazu etwa die runden Stützsäulen in Kirchenhallen zusätzlich für Diffusion sorgen.

R 1002 der Gesamtschule Waltrop mit dem ReFlx®-System

Die gegenwärtige Physik versucht nun bisweilen gern, den Effekt in den Raumkanten den so genannten „Raummoden“ zuzuordnen. Diese Phänomene sind zwar sehr wohl vorhanden – sind jedoch nicht identisch mit jenem störenden Einfluss der Raumkanten, sondern ein andersartiges und eigenständiges Phänomen, das auch anderen Gesetzmäßigkeiten unterworfen ist.

Das ReFlx®-System gleicht die Mängel und Unausgewogenheiten des Schalls im geschlossenen Raum aus: Das Störpotenzial der Raumkanten wird ausgeschaltet – und zugleich in ein und demselben System werden die oberen Mitten- und die hohen Frequenzen optimal verstärkt.