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Grundlagen der Raumakustik

Inhaltsverzeichnis

  1. 1 Grundlagen der Raumakustik

November 2013 / Nick Mavridis

Es gibt einen eigentlich totzitierten Spruch, der jedoch wahrer nicht sein könnte, wenn es um hochklassigen HiFi-Genuss geht: „Die Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied“ fällt besonders dann auf, wenn etwa edelste Komponenten mit billiger Baumarkt-Litze verbunden werden, ein freches kleines Staubkorn die Nadel am schnellen und genauen Nachvollziehen der Furchen im Vinyl hindert oder die gehörte Musikproduktion qualitativ schon den zur Wiedergabe notwendigen Energieaufwand nicht wert ist. Ein nicht zu unterschätzender Teil diese Kette ist bekanntlich der Lautsprecher, in welchem die Wandlung von Wechselspannung zu Luftschall vollzogen wird.

Doch mit den Boxen ist die Kette nicht zu Ende: Auf dem Weg von den Lautsprechermembranen zu den Trommelfellen des HiFi-Connaisseurs gibt es die ein oder andere Unwegsamkeit, die den Hörgenuss deutlich trüben kann. Anders als von der Signalquelle bis zum Lautsprecher fällt die Möglichkeit komplett aus, einfach mit etwas Geld in der Tasche in das Fachgeschäft des Vertrauens hineinzuspazieren, um kurz darauf mit irgendeinem Produkt in den Händen wieder herauszukommen, dieses zuhause zu installieren und prompt mit hochwertigerem Klang belohnt zu werden.

Das letztendliche Klangergebnis am Hörort ist ein hochkomplexes Zusammenspiel äußerst vieler Faktoren und muss immer individuell behandelt werden. Will man, und das wollen wir Klang-Enthusiasten nun mal, das Maximum aus der Anlage herausholen, muss der Raum in die Optimierungsbemühungen – gegebenfalls auch mit Hilfe von Akustikelementen beziehungsweise Schallabsorbern (beispielsweise www.design-heimkino.de) – mit einbezogen werden. Selbst Anlagen im Gegenwert eines hochwertigen Fahrzeuges können nur einen Bruchteil ihrer klanglichen Kompetenzen zeigen, wenn der Hörraum extreme Probleme bereitet – und mal ganz ehrlich: Wer wirft schon gerne Geld zum Fenster raus?

Schall – eine banale Angelegenheit?

Eine schlechte Nachricht will ich direkt zu Beginn verkünden: Nach dem Lesen eines Artikels kann man kein Raumakustik-Profi werden. Doch mit sensibilisiertem Gehör und etwas Grundverständnis lassen sich Probleme konkretisieren und teilweise auch ausreichend beheben. Und die Grundlagen sind keine Raketenwissenschaft:

Luftschall ist im Grunde nichts weiter als eine Änderung des Luftdrucks. Die Hin- und Herbewegungen einer Lautsprechermembran folgen den Spannungsänderungen in der analogen Zuleitung, was die umgebende Luft im absolut wörtlichen Sinne nicht unbeeindruckt lässt: Die in Ruheposition gleichmäßig verteilten Luftmoleküle werden durch die sich bewegende Fläche geradezu zusammengepresst und auseinandergezogen. Diese Kompression und Expansion pflanzt sich als (longitudinale) Welle fort, ist allerdings mit etwa 340 Metern in der Sekunde recht langsam. Treffen diese Luftdruckänderungen irgendwann auf ein Ohr, kann in diesem das Trommelfell die Luftbewegungen aufnehmen.

Schall als longitudinale Welle

Luftmoleküle in Ruheposition (oben) sowie in Anregung (unten)

Eine Voraussetzung ist jedoch, dass diese Änderungen sich in einem gewissen Geschwindigkeitsfenster bewegen. Grob gesprochen können wir nur Schall wahrnehmen, dessen Druckperiodenwechsel sich innerhalb einer Sekunde mindestens 20 und maximal 20.000 mal vollziehen. Diese Wechselgeschwindigkeit nennt man Frequenz, die Angabe erfolgt in Hertz (1 Hz = 1/s) beziehungsweise in Kilohertz (kHz). Je höher die Frequenz, desto höher ist auch unser Sinneseindruck vom jeweiligen Ton.

Wird die Schallgeschwindigkeit durch die Frequenz geteilt, erhält man die Wellenlänge einer Frequenz. Die zwei Druckmaxima einer Frequenz von 440 Hz (Kammerton a1) liegen also 77 Zentimeter auseinander, weil 340/440 ≈ 0,77 m ist. Besonders im Bassbereich sind die Dimensionen erheblich, die Wellenlänge von 20 Hz beträgt 17 Meter! Trifft Schall auf ein anderes Medium, passieren einige Dinge, die für uns interessant sind. Je nach Beschaffenheit wird ein Teil der Schallenergie absorbiert (also durch Reibung in Wärme umgewandelt), wandert in diesem Medium weiter, wird reflektiert wie bei einem Spiegel oder diffundiert, also in verschiedene Richtungen zerstreut.

Wellenlänge von Schall

Unterschiedliche Wellenlängen/Frequenzen (longitudinal)

Akustik: Grundlagen der Raumakustik

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