Raumakustik und Nachhallzeit

Überblick

Die Nachhallzeit (RT60) ist die Zeit, die benötigt wird, damit der Schalldruckpegel um 60 dB abklingt, nachdem eine Quelle in einem geschlossenen Raum stoppt. Sie ist die wichtigste Kennzahl in der Raumakustik, die die Sprachverständlichkeit, musikalische Klarheit und Geräuschkomfort beeinflusst. Eine angemessene RT60 hängt vom Raumvolumen, den Oberflächenmaterialien und dem vorgesehenen Gebrauch ab.

Wichtige Formeln

Sabine'sche Nachhallzeit

$T_{60} = \frac{0.161 \, V}{A}$

Die grundlegende Gleichung, die die Nachhallzeit mit dem Raumvolumen und der Gesamtabsorption verknüpft.

Die Sabine-Formel liefert gute Ergebnisse für gewöhnliche Räume, wenn der mittlere Absorptionskoeffizient nicht größer als etwa 0,35 ist. Für Räume mit einem mittleren Absorptionskoeffizienten größer als 0,35 wird die Eyring-Gleichung bevorzugt, da die logarithmische Form stark absorbierende Räume besser darstellt.

Eyring'sche Nachhallzeit

$T_{60} = \frac{0.161 \, V}{-S \, \ln(1 - \bar{\alpha})}$

Genauer für Räume mit stark absorbierenden Oberflächen, bei denen der mittlere Absorptionskoeffizient sich der Einheit nähert.

Gesamtabsorption

$A = \sum_{i} \alpha_i \, S_i$

Die gesamten Sabine-Einheiten der Absorption entsprechen der Summe der einzelnen Oberflächen multipliziert mit ihrem Absorptionskoeffizienten bei der betreffenden Frequenz.

Raumaxialmode-Frequenz

$f = \frac{c}{2} \sqrt{\left(\frac{n_x}{L_x}\right)^2 + \left(\frac{n_y}{L_y}\right)^2 + \left(\frac{n_z}{L_z}\right)^2}$

Resonante stehende Wellenfrequenzen innerhalb eines rechteckigen Raumes, wobei $n_x, n_y, n_z$ nicht-negative ganze Zahlen sind.

Variablen

Absorptionskoeffizienten nach Material

Empfohlene Nachhallzeiten

Rechner

Sabine-Nachhallzeit

Absorption durch Materialien

Einheitenkonverter

RT60 vs. Gesamtabsorption

Planungshinweise

• Frequenzabhängigkeit. Absorptionskoeffizienten variieren erheblich mit der Frequenz. RT60 immer über die Oktavbänder von 125 Hz – 4 kHz auswerten, nicht nur bei einer einzelnen Frequenz.
• Sabine vs. Eyring. Verwenden Sie Sabine für typische Räume mit $\bar{\alpha} < 0.3$. Wechseln Sie zu Eyring für stark behandelte Räume, schalltote Räume oder wenn $\bar{\alpha}$ etwa 0.3 überschreitet, da Sabine die Absorption bei hohen Koeffizienten überschätzt.
• Publikum und Möbel. Das RT60 bei unbesetztem Raum kann 20–40 % länger sein als bei besetztem. Planen Sie für den besetzten Zustand und überprüfen Sie, dass der leere Zustand tolerierbar bleibt.
• Luftabsorption. Bei Frequenzen über 2 kHz und in sehr großen Volumen (Auditorien, Sporthallen) wird die molekulare Luftabsorption zu einem bedeutsamen zusätzlichen Abklingmechanismus und wird durch die Sabine-Formel nicht erfasst.
• Flatterechos und Fokussierung. Große parallele reflektierende Oberflächen oder konkave Wände können diskrete Echos und Fokussierung erzeugen, auch wenn RT60 nominell korrekt ist. Die Geometrie ist ebenso wichtig wie die Materialbehandlung.
• Raummoden. In kleinen Räumen (Studios, Regieräume) erzeugen niederfrequente Moden ausgeprägte Spitzen und Minima. Der Modenabstand sollte analysiert werden; weit auseinanderliegende Moden unter 300 Hz verursachen hörbare Kolorierung.

Wiederhergestellte Original-Quelltabellen

Die folgenden Tabellen wurden von der Original-Quellseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.

Schall - Nachhallzeit

Referenzen

• Originalquelle – Engineering ToolBox: Raumakustik und Nachhall