Schall + Raum

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Nerven schonen…

Zentrum eines Raumes sind – akustisch betrachtet – die Raumkanten: Weil man in der Raumakustik wegen des besonderen Störpotenzials der Raumkanten zuerst auf diese schauen muss.

… statt Absorption auf Teufel-komm‘-raus

Was in der Raumakustik als „Stand der Technik“ und was als „Stand der Wissenschaften“ gilt, wäre böswillig, wenn es nicht schlicht ein Irrtum wäre:

Es ist sachlich nicht richtig, dass der Nachhall für die Klarheit von Raumklang vorrangig maßgeblich sei – sondern der Nachhall ist allein ein subjektiv sehr unterschiedlich empfundenes Kriterium für so etwas wie akustischen Komfort.

Und über diesen Komfort hinaus: In der Musik prägt so etwas wie Nachhall maßgeblich Klangbild, Charakter und Ausdruck – ist also ein zentrales Gestaltungsmittel. Aber auch für die Musik gilt: Nicht der Nachhall wirkt sich störend oder zerstörend aus, sondern wiederum das besondere Störpotenzial der Raumkante.

das ReFlx-System  während der Montage
eine Variante des ReFlx®-Systems: Montage-Zwischenschritt zeigt das Trägerelement

Auch ist nicht richtig, dass die Senkung des Nachhalls für Klangqualität und Komfortgefühl sorgt. Sondern ein geringer Nachhall verschlingt die mittleren und höheren Frequenzen, und ein Raum klingt muffig, dumpf und beengt. – Das liegt wiederum maßgeblich daran, dass bisher Absorption IMMER auch für ein Missverhältnis zwischen den Schallenergien in den unterschiedlichen Frequenzen gesorgt hat. – Und ich sage „bisher“, weil es seit erst kurzer Zeit einen (ebenfalls schallharten) Absorber gibt, der all diese negativen Eigenschafen NICHT besitzt, obwohl er eindeutig ein „Absorber“ ist!

All das – bis auf diesen neuartigen Absorber – ist aber gar nicht neu. Sondern bereits seit Jahrzehnten ist bekannt, was die meisten in der Akustikbranche Tätigen auch gern, mit Amüsement und offen einräumen:

„Ist die Nachhallzeit kurz, dann ist die Sprachverständlichkeit noch lange nicht gut. … ist der Raumklang nicht zwangsläufig klar und rein.“

Auch die kritischen Betrachtungen, die Wallace C. Sabine schon vor über 100 Jahren gegenüber der Absorption beigetragen hatte, könnten für die Wissenschaft Ansporn genug sein, der Absorption von Schallenergie die ungeteilte Anerkennung zu entziehen – und eine deutlich verstärkte Aufmerksamkeit zu schenken.

Maßgeblich für die Klarheit oder Reinheit von Klang ist das Ausmaß der Bewältigung von Störeinflüssen der Raumkanten UND zugleich das Ausmaß des Ausgleichs von tatsächlicher Schallenergie in den unterschiedlichen Frequenzen. Es geht dabei um nichts weiter als die Energie, denn es gilt, die sehr unterschiedliche Auswirkung der sog. Luftdämpfung auf unterschiedliche Frequenzen (man spricht irreführend und fehlerhaft von „Wellenlängen“) wirksam in einer solchen Weise auszugleichen, dass ein natürliches Empfinden von Klangereignissen im Raum wiedererlangt wird.

Das ReFlx®-System macht beides in einem Zuge.

entspanntes Sprechen und Hören schont die Nerven

Die Installation des ReFlx®-Systems bewirkt, dass ruhig gesprochen werden kann. Mittlere und höhere Frequenzen – die allein durch die Luftdämpfung ab ca. 4 Metern Entfernung zu originär Sprechenden bzw. zu einer Lautsprecherquelle bereits zu stark abgeschwächt sind – werden durch die Reflexion so deutlich verstärkt, dass in durchschnittlich großen und größeren Klassenräumen oder Besprechungsräumen das Verstehen von Sprache an JEDEM Hörort im Raum gleich gut gelingt.

Und umgekehrt kann von jedem beliebigen Ort in einem solchen Klassenraum oder Besprechungsraum ein Einwurf oder ein Beitrag geleistet und wiederum an jedem anderen Hörort im Raum einwandfrei verstanden werden.

gute Hörsamkeit = entspannte Atmosphäre

Das – nun auf eine Schulklasse bezogen – führt dazu, dass Lehrkräfte eine deutliche Entlastung verspüren… und entspannt unterrichten. Die Nerven von Lehrkräften zu schonen UND zugleich Schülerinnen und Schülern das Verstehen und die Teilnahme am sprachlichen Austausch zu erleichtern, führt ganz automatisch zu einer effektiveren Unterrichtung. – Und zu einer Chancengleichheit für Kinder und Jugendliche, die man so in Klassenräumen bisher nicht gekannt hat.

Oder, auf Unternehmen oder Verwaltungen bezogen, führt eine gute Raumakustik zu einer entspannten Atmosphäre bei Besprechungen, Verhandlungen, Seminaren…

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gern komplett schallhart

Unter Fachleuten kostet es einige wenige kaum ein Schulterzucken. Andere aber reagieren irgendwo mit Erstaunen, gar mit brüsker Zurückweisung: Der negative Einfluss der Raumkanten auf die Raumakustik lässt sich auch schallhart ausschalten?

Einmal ganz abgesehen davon, dass man vielfach meinen Ansatz zwar höflich respektiert… als einen weiteren von bereits vielen vorhandenen Kantenabsorbern. – Aber man vertritt auch gern die Ansicht, ich bewertete für die Raumakustik den Einfluss der Raumkanten völlig über. Und SCHALLHART sei einem Raum schon gar nicht beizukommen.

Was auf den ersten Blick paradox klingen mag, erscheint nur deshalb widersprüchlich, weil man uns seit Jahrzehnten eingeschworen hat auf die (vermeintlich) positive Kraft der Absorption: nicht zuletzt – wenn nicht gar maßgeblich – vermittels und Kraft DIN 18041.

Das muss man erst einmal hinter sich lassen…

Um die „Hypothese“ zu überprüfen, hatte ich in 2020 diverse Versuche mit schallharten Materialien durchgeführt, u. a. mit Feinsteinzeugen (weil diese günstiger verfügbar sind als Glas, bei fast gleicher spezifischer Dichte).

Versuche mit verzinktem Stahlblech

Raumakustik schallhart optimieren

Für Versuche mit Stahl habe ich 1 mm dünnes, verzinktes Stahlblech auf nur 8 mm dünne, rohe Spanplatten geklebt und geschraubt. Die Klebung vermied dabei partielle Schwingungen des Stahlblechs. Und der dünnen Spanplatte nahm ich die Eigenresonanz, indem ich rückwärtig partiell „STEICO base“ in nur 20 mm Stärke aufleimte. – Weder habe ich hierbei einen zweiten, innen liegenden Reflektor, noch weiteres Absorbermaterial am Träger eingesetzt.

zur Versuchsanordnung: schwach gedämpfter Reflektor mit Frontseite aus Stahlblech

Resultat all dieser unterschiedlichen Versuche war, dass auch ein einzelner Reflektor den negativen Einfluss der Raumkanten bereits weitreichend unterdrückt.

Dabei muss man aber berücksichtigen, dass ich in dieser Anordnung nur die sich gegenüberliegenden Raumkanten mit den Reflektoren ausgestattet hatte, nicht hingegen die kürzeren Seiten, so dass insgesamt die Versuchsanordnung noch nicht einmal ideal war.

C-Cases bereits hoch effektiv

Erst nach Abschluss zahlreicher Versuche mit verschiedenen Materialien und unterschiedlicher Anordnung von zusätzlichem innenliegendem Reflektor resp. zusätzlicher innenliegender Anordnung von Absorbermaterial (auf der Rückseite des Reflektors oder an der Trägerkomponente) und nach einem Versuchsaufbau mit prototypisch hergestellten C-Cases habe ich den ersten Klassenraum mit den C-Cases ausgestattet – und die Entwicklung des ReFlx®-System bereits einfließen lassen:

Raum 116 der Städtischen Realschule Waltrop ist mit 27 C-Cases und 17 von mir so benannten „Brückenstücken“ ausgestattet (letztere keinen Resonanzkörper mehr haben, sondern als reine Reflektoren mit Resonanzdämpfung jeweils zwischen zwei C-Cases hängen).

R 116 der Städt. Realschule Waltrop, ausgestattet mit C-Cases

Diese Vorgehensweise konnte ich auch Kosten reduzierend an den Schulträger weiterreichen – und zugleich das Konzept des ReFlx®-Systems in der praktischen Anwendung als richtig belegen.

Trotz Frontflächen von „nur“ 312 mm Höhe ist hier für die Raumakustik bereits der bedeutende Sprung nach vorn gelungen: Resultat ist auch schon hier eine außerordentlich gute Sprachverständlichkeit. – Dennoch habe ich die Erfahrungen aus diesem Raum genutzt, um das ReFlx®-System weiter zu optimieren, ehe ich es in weiteren Räumen eingesetzt habe.

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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) 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.

„normale“ Sprache trägt nur 4 Meter weit

Glaubt man einer DIN 18041 – und jenen, die diese Norm engagiert vertreten – 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 aber auch (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 Verlag GmbH, 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 ein Mal 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 ein anderer Raum der Städt. Realschule Waltrop weist nun eine extrem gute Sprachverständlichkeit auf. Raum 122 hatte zuvor noch keinerlei akustische Ausstattungen erfahren. Nicht nur subjektiv empfunden, sondern sogar ausweislich des Gutachtens ist der Nachhall dort noch immer sehr deutlich präsent. Dennoch ist die Sprachverständlichkeit überragend 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 3 bis 4 Meter Distanz wirklich gut und klar, nämlich mit hinreichender Energie – weil die höheren Frequenzen überproportional der Luftdämpfung erliegen. Bei größeren Distanzen leiden folglich am stärksten die höheren Frequenzen – und damit genau jene Frequenzen, die Sprachkodierung tragen. Die Stimmhaftigkeit von Sprache ist ein Hilfsmittel, aber kein Charakteristikum für Sprache.

Fände nicht eine Lautbildung im Mundraum statt, dann 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.

Ein geringer Nachhall geht regelmäßig 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 gilt für alle – aber gerade für Personen, die unter Beeinträchtigungen ihres Hörsinnes leiden. Wer richtig „spitze“ Ohren hat, kann schlechte Sprachverständlichkeit zumindest besser kompensieren.

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 aber 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 aber 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.

Unerträglich lärmend aber sind dieselben Kinder fortan nicht mehr. Weil die Raumkanten die Kinderstimmen nicht mehr verstärken – trotz einer Halligkeit, die noch immer dem betreffenden Raum eine großzügige Weite verleiht.

Gleichsam „in einem Abwasch“ kann die Innenarchitektur hier Impulse und innovative Gestaltungsmöglichkeiten aufgreifen, die bisher tabu scheinen – nun aber Entwürfe im Wettbewerb hervorstechen lassen.

„verdeckte Kante“ in R 1002 der Gesamtschule Waltrop: extreme Sprachdeutlichkeit + weniger auffällige Heizungsrohre dank ReFlx®-System