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Technik-Artikel 5 - teilweise aus einem Büchlein von 1988

Die beiden Autoren Michael Janitz und Claus Römer sind oder waren Ingenieure beim Südwestfunk Baden Baden (damals noch SWF, inzwischen SWR) und haben mehrere Aspekte der 1988 modernen Rundfunk- und Studiotechnik beschrieben. Die Didaktik ist vorbildlich und der Schreibstil ist mustergültig, darum hier ein paar Auszüge. Dies ist einer von mehreren Artikeln. Der nächste Artikel steht hier. Die Übersicht über alle diese Artikel steht hier.

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Wie arbeitet unser Gehör?

Das Gehör ist das wohl empfindlichste menschliche Sinnesorgan und ein sehr kompliziertes Gebilde mit Regelverstärker und Schallwandler, das Qualitätseinbußen unterliegen kann. So kann der Frequenzgang unbefriedigend sein (namentlich bei zunehmendem Lebensalter), und es können Verzerrungen auftreten oder Störfrequenzen den Klangeindruck schmälern.

Der sichtbare Teil des Ohres, die kunstvoll verschnörkelte Ohrmuschel, ist nur das Rudiment eines Schalltrichters, mit dem das Ohr an den freien Luftraum angepaßt ist. Das eigentliche Gehörorgan liegt im Inneren des Schädels, geschützt von massiven Knochenpartien. Lediglich das elliptische Trommelfell, das den äußeren Gehörgang abschließt, fungiert als Bindeglied zwischen Außenwelt und Mittelohr. Es nimmt die Schallschwingungen in der Luft auf und gibt sie an drei winzige knöcherne Hebel weiter, die wegen ihres Aussehens Hammer, Amboß und Steigbügel genannt werden. Im Verbund wirken sie wie ein mechanischer Transformator, denn durch die Hebelübersetzung werden die geringen Kräfte des Trommelfells um etwa 26 dB (Dezibel) erhöht.

Diese Anordnung ist außerdem mit einer Begrenzerfunktion versehen, die mit Hilfe eines Muskels die Beweglichkeit der drei Gehörknöchelchen einschränkt. Die Ansprechschwelle liegt bei etwa 80dB Schalldruck.

Die Loudness-Kennlinie

Schallpegel, die darüber liegen, werden dann nicht mehr proportional, sondern geschwächt an das Nervenzentrum weitergegeben - ein Übersteuerungs-schutz, der vor Zerstörung bewahren soll. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Begrenzerwirkung vor allem bei tiefen Frequenzen wirksam ist.

Der Mittelohrbereich, der auch Paukenhöhle genannt wird, ist ein resonanzfähiges System und besteht im wesentlichen aus einem Hohlraum, der mit einer elastischen Membran, dem Trommelfell, abgeschlossen ist. Die Resonanzfrequenz ist wegen der Kleinheit allerdings wesentlich höher als bei den Pauken eines Sinfonieorchesters; sie liegt zwischen 1 und 2 kHz. In diesen Bereich fällt auch die Eigenschwingung der drei Gehörknöchelchen. Wie man aus der Physik weiß, ist der Übertragungsfaktor eines Systems bei Resonanz am größten. Bei Frequenzen, die oberhalb und unterhalb der Resonanzfrequenz liegen, fällt das Übertragungsmaß ab, wie das nichtlineare Verhalten der Ohrempfindlichkeitskurve mit einem deutlichen Maximum im mittleren Tonbereich zeigt.

Der Körperschall

Der Mensch hört aber nicht nur mit Ohrmuschel und Trommelfell, sondern auch über die sogenannte Knochenleitung. Dabei nehmen die Schädelknochen die Luftschallschwingungen auf und leiten sie über Körperschall an das Innenohr weiter. Freilich ist diese Art des Hörens bei weitem nicht so wirkungsvoll wie die normale Schallaufnahme über das Trommelfell. Dennoch spielt die Knochenleitung eine wichtige Rolle bei den höherfrequenten Schallanteilen und vor allem dann, wenn der Hebelmechanismus im Mittelohr durch Krankheit oder Zerstörung in Mitleidenschaft gezogen worden ist.

Die eigentliche Umwandlung der mechanisch-akustischen Auslenkungen in elektrische Nervenreize geschieht im inneren Ohrbereich. Dort liegt das schneckenförmig aufgerollte Wandlersystem. Es besitzt am vorderen Ende eine Öffnung, das ovale Fenster, das von der Fußplatte des Steigbügels abgedeckt wird.

In dem lymphgefüllten Schneckengang, auch Cortisches Organ genannt, befinden sich die Basilar-Membran und vier Reihen von je 3500 feinen Haarzellen. Sie werden über die Lymphflüssigkeit vom Steigbügel, der im Rhythmus der Schwingungen an das ovale Fenster pocht, zum Mitschwingen angeregt. Dabei werden im Cortischen Organ Wechselspannungen erzeugt, die auf 30.000-50.000 Nervensträngen dem Gehörzentrum im Gehirn zugeführt werden.

Es gibt noch Geheimnisse

Was im einzelnen in der Schnecke abläuft, ist immer noch nicht ganz geklärt. Man weiß jedoch, daß nicht nur mechanische und elektrische Vorgänge daran beteiligt sind, sondern auch chemische Prozesse.

Das Hören vollzieht sich weniger im Ohr als vielmehr im Gehirn, denn dort werden die angelieferten Informationen verarbeitet und in akustische Empfindungen umgesetzt. Ständig nimmt das Gehirn unendlich viele Schallreize auf, die Ohren können nicht abgeschaltet werden, selbst im Schlaf bleiben sie aktiv.

Bei absoluter Stille wird ein leises Rauschen wahrnehmbar. Es sind Strömungsgeräusche des Blutes in den Gefäßen, die den Ohrbereich versorgen und die sogenannte Hörschwelle markieren. Töne, die leiser als dieses Rauschen sind, können nicht mehr erkannt werden, weil sie darin untergehen.

Natürlich gibt es auch eine obere Grenze. Sehr laute Schallpegel verursachen heftige Ohrenschmerzen und können bleibende Schäden verursachen; man spricht von der Schmerzschwelle. Der gesamte Dynamikbereich des Ohres beträgt etwa 120 dB, das ist ein Wert, der in der Elektroakustik auch mit digitalen Mitteln noch nicht erreicht werden konnte.

Über die Empfindlichkeit

Unser Ohr kann 620 verschiedene Tonhöhen unterscheiden, wobei die Differenzierungsfähigkeit nicht konstant über den Hörbereich verteilt ist. Bei mittleren Tönen kann man bereits eine Erequenzveränderung von +0,35 % wahrnehmen.

Im Gegensatz zu den Tonhöhenschwankungen ist die Empfindlichkeit für Lautstärkeunterschiede weniger ausgeprägt. Das Ohr reagiert aber unterschiedlich, je nachdem, bei welcher Frequenz, bei welcher Lautstärke und mit welcher zeitlichen Abfolge die Pegeldifferenzen gehört werden. Schließlich hängt es auch von der Art des Signals selbst ab, denn das Gehör unterscheidet hier noch einmal zwischen reinen Sinustönen und breitbandigen Rauschsignalen. Ganz allgemein kann man sagen, daß Pegelsprünge von 2 bis 3 dB im direkten Vergleich gerade noch wahrnehmbar sind. In diesem Zusammenhang muß eine weitere Eigenart des Ohres, der Verdeckungseffekt, erwähnt werden. Durch Hörtests hat man herausgefunden, daß hohe und leise Töne durch tiefe, laute Töne verdeckt werden, also nicht mehr hörbar sind. Tiefe, leise Töne werden durch laute und hohe Töne aber nicht verdeckt. Deshalb werden z.B. die Baßstimmen in Chören und Orchestern schwächer besetzt als der Diskant.

Einschwingvorgänge

Musikinstrumente erkennt man bekanntlich an ihrer Klangfarbe. Physikalisch gesehen heißt das nichts anderes, als daß sie sich durch ihren Anteil an Obertönen voneinander unterscheiden. Instrumente mit einem reichhaltigen Obertonspektrum sind beispielsweise alle Streichinstrumente. Dabei hängt die Intensität der Obertöne bei ihnen stark von den verwendeten Materialien, also vom Holz und vom Lack ab. Demgegenüber weist die Flöte sehr viel weniger Obertöne auf, vor allem, wenn sie nur leise geblasen wird. Das Obertonspektrum eines Instrumentes ist also eine Art Visitenkarte, an der man es erkennen kann.

Allerdings reicht das noch nicht aus. Auch die Zeitfunktion der Tonbildung ist für die Kennzeichnung eines Musikinstrumentes von Bedeutung. Typisch für die einzelnen Instrumente ist der Einschwingvorgang, der Zeitraum also, in dem sich ein Ton oder Klang aufbaut. Häufig sind dabei auch Fremdgeräusche mit im Spiel, z.B. das harte Anschlagen des Klavierhammers auf die Saite, Kratzgeräusche beim Bogenansatz oder Anblasgeräusche bei Orgelpfeifen oder Blasinstrumenten.

Über den Klangeindruck

Im vorigen Jahrhundert, als man sich intensiv mit den physikalischen Disziplinen zu beschäftigen begann, stellte Georg Simon Ohm (1789-1854) die These auf, daß Grund- und Obertöne in ihrer zeitlichen Beziehung zueinander, also die Phasenlage, variabel sein dürfen, ohne daß dies vom Ohr bemerkt werden kann. Hermann von Helmholtz (1821-1894) bestätigte später diese Annahme. Für den Klangeindruck ist es tatsächlich völlig gleichgültig, wie Grund-und Oberwellen zueinander auf der Zeitachse positioniert sind.

Allerdings - und das weiß man erst, seit man genauere Forschungsmethoden kennt - gilt diese These nur für den stationären, also den eingeschwungenen Zustand. Während des einleitenden Einschwingvorganges reagiert das Ohr dagegen sehr empfindlich auf Phasenlagen innerhalb des Klanggemisches, vor allem bei impulshaltigem Klangmaterial wie bei Schlagzeugperkussion, beim Pistolenknall und natürlich auch bei der Sprache, die in ganz besonderem Maße impulsiv ist. Bei all diesen Klängen und Geräuschen ist im Einsatzpunkt eine genaue und starre Phasenbeziehung gegeben.

Die Übertragungsanlagen

Elektroakustische Übertragungsanlagen sollten in der Lage sein, impulshaltige Klangstrukturen ohne merkliche Phasenverzerrungen zu übertragen, was nicht einfach ist, denn jeder Verstärker, jedes Klangregel-Netzwerk oder auch jeder Lautsprecher hat die Eigenschaft, Phasendrehungen vorzunehmen.

Dieses Phasenverhalten ist frequenzabhängig und wirkt sich vor allem im unteren und oberen Grenzbereich des Frequenzganges aus. Zur Abhilfe hat man die Grenzfrequenzen bei hochqualitativen Verstärkern weit über den Hörbereich hinausgeschoben, um die Phasenfehler möglichst weit weg zu verbannen. Manche Stereoanlagen reichen bis 30 oder 40 kHz, obwohl das menschliche Ohr in diesem Bereich völlig unempfindlich ist.

Bei Übertragungen per Kabel oder über Luft ist dieses Verfahren aus ökonomischen Gründen allerdings nicht praktizierbar. Hier hilft die Digitaltechnik, denn sie ermöglicht auch bei Phasenverzerrungen eine entscheidende Verbesserung und gewinnt so wachsende Bedeutung in der Nachrichtentechnik.

Bei den geplanten Satelliten-Hörfunkprogrammen wird die gesamte Übertragungskette digital aufgebaut sein. Der Empfang wird nicht nur rausch- und verzerrungsfrei sein, sondern sich darüber hinaus durch eine hervorragende Wiedergabe impulshaltiger Klänge auszeichnen, wie man es von der CD-Platte bereits gewohnt ist.

Räumliche Schallanteile bei Musikaufnahmen

Wenn eine Platteneinspielung aus dem vielfältigen Angebot herausragt, dann verdankt sie es in der Regel dem Musikensemble und dem Aufnahmeteam. Große Bedeutung hat darüber hinaus aber auch der Aufnahmeraum, denn auch der Konzertsaal oder das Musikstudio trägt wesentlich zum Gelingen einer Aufnahme bei.

Das war nicht immer so, denn in den Anfangsjahren der Elektroakustik ging es nur darum, ein Schallereignis mit den damaligen Möglichkeiten - so gut es ging - zu übermitteln oder auch zu konservieren. Im Laufe der Zeit kam man allmählich zu einer technisch einwandfreien Schallübertragung und -speicherung. Man sprach bereits von "High-Fidelity". Die akustische Abbildung des Aufnahmeraumes fehlte allerdings.
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Reflexionen und Nachhall

Wer häufig Konzerte besucht, weiß daß der Schall nicht nur vom Podium aus ans Ohr gelangt. Von allen Seiten treffen Reflexionen und Nachhallkomponenten ein, die letztlich die akustischen Eigenschaften des Saales bestimmen. Man befindet sich inmitten eines großen Klanggeschehens. Davon war bei einer Musikübertragung, wie sie lange Zeit üblich war, nichts zu spüren, denn der Schall trat aus einem einzigen Lautsprecher wie aus einem Loch heraus. Selbst mitaufgenommene Nachhallanteile kamen nur aus diesem Loch und nicht wie im Konzertsaal von allen Seiten.

Natürlich entstehen auch im Wiedergaberaum, also im allgemeinen im Wohnzimmer, Wandreflexionen. Jedoch treffen sie wegen der kleinen Abmessungen so schnell an das Ohr, daß sie als solche gar nicht wahrgenommen werden. Auch Nachhallvorgänge können sich in einem Wohnraum nicht aufbauen, da durch Polstermöbel und Vorhänge ein Großteil dieser indirekten Schallanteile geschluckt wird. Mit einer monofonen Übertragung ist also eigentlich nur eine Information des Bühnengeschehens zu übertragen, die dreidimensionale Akustik des Saales wird unterdrückt.

Die neue Stereofonie und die Quadrofonie

Mit Einführung der Stereofonie ergaben sich neue Aspekte. Der Klangkörper gewann an Ausdehnung, und zwar sowohl in seiner Breite als auch in seiner Tiefenstaffelung. Damit konnte die Durchsichtigkeit ganz erheblich gesteigert werden. Die Investitionen, die die Schallplattenfirmen, der Rundfunk und natürlich der Konsument aufzuwenden hatten, haben sich, wie man weiß, gelohnt.

Die Stereofonie hat die Schallaufnahmetechnik um einen großen Schritt weitergebracht. Allerdings kann die Rauminformation auch durch die Stereofonie nicht übermittelt werden. Man hat zwar eine gestaffelte Vonvorne-Beschallung, aber alle seitlichen und rückwärtigen Schalleinfallsrichtungen bleiben stumm.

Mitte der 70er Jahre erschien als Neuheit die Quadrofonie auf dem Markt, und das sicher nicht nur, weil das HiFi-Geschäft stagnierte, sondern auch deshalb, weil eben die Schallübertragung noch immer nicht optimal war. Die Quadrofonie hat sich dennoch nicht durchsetzen können; begann das Quadroproblem doch oft schon im Wohnzimmer, in dem man nicht den Platz für zwei weitere Boxen hatte.

Die Kunstkopfstereofonie

Auf der Suche nach praktikablen Auswegen kam man mit der Kunstkopfstereofonie auf ein jahrzehntealtes Verfahren zurück. Hierfür werden nur zwei Übertragungskanäle benötigt; Schallplatte und Rundfunk wären dafür geeignet, aber trotz guter Raumabbildung dominiert ein anderer Mangel: die unbefriedigende Von-vorne-Ortung.

Bei Hörszenen spielt dieses Manko keine so große Rolle, bei Musikaufahmen aber ist dies ausgesprochen lästig, da jeder weiß, daß in einem Konzertsaal der Orchesterklang von vorne zu kommen hat. Mit Quadrofonie und Kunstkopftechnik lassen sich die räumlichen Schallanteile einwandfrei übertragen. Auch mit der sogenannten Eidofonie, die ein deutscher Wissenschaftler vor Jahren entwickelt hat, wäre dies möglich.

Dieses Aufnahmeverfahren ist aber mit seiner rotierenden Richtwirkung von Mikrofon und Lautsprechern so umwerfend unorthodox, daß es bis auf weiteres wohl auf der wissenschaftlichen Laborebene angesiedelt bleibt.

Die echte Vierkanaltechnik

Sehr viel praxisbezogener sind dagegen die Methoden, bei denen aus jeder stereofonen Aufnahme auf synthetischem Wege Raumschallkomponenten abgeleitet werden, die, wie bei der echten Quadrofonie, über zwei rückwärtige Lautsprecher in den Wiedergaberaum eingespielt werden können.

Allerdings wird dabei nicht die vielgerühmte Akustik des Wiener Musikvereinssaales oder die der Berliner Philharmonie reproduziert; dennoch ist die Wirkung frappierend, da sich ein kleiner Wohnraum zu einem riesigen Saal mit Kirchenakustik ausweiten läßt.
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Die Pseudoquadrofonie

Und so werden über die hinteren Lautsprecher immer nur indirekte Raumschallsignale abgestrahlt. Einzelne oder mehrere Instrumente können nicht, wie bei manchen Kompositionen vorgeschrieben, ausschließlich von hinten übertragen werden. Auch eine effektvolle Rundumbeschallung, wie sie bei manchen Arrangements in der quadrofonen Unterhaltungsmusik gelegentlich üblich war, kann hierbei nicht realisiert werden, denn es handelt sich dabei nicht um eine echte Vierkanaltechnik, sondern um eine - zugegebenermaßen recht wirkungsvolle - Pseudoquadrofonie.

Inzwischen hat die stereofone Wiedergabe durch die Compact Disc eine neuerliche Aufwertung erfahren. Dabei wird die Beschallung weiterhin wohl nur von vorne erfolgen. Diese Beschränkung auf die Frontebene sollte für die Aufnahmetechniker ein Anreiz sein, nur Einspielungen abzuliefern, bei denen alles stimmt: die naturgetreue Aufzeichnung des musikalischen Geschehens nämlich, verbunden mit der Erschließung des Raumes, in dem diese Musik zum Klingen gebracht wurde.

Über die Raumakustik

Musizieren ist nicht nur Sache der Interpretation, auch der Einfluß des Raumes zählt dazu. Die musikalische Aufführung eines Werkes ist ein ständiges Wechselspiel zwischen den ausübenden Künstlern und dem akustischen Widerhall.

Stimmt dieses Verhältnis nicht, entsteht der Eindruck von Unnatürlichkeit. Jede Musik verlangt den Raum, für den sie komponiert ist. Die großen Chorwerke des Orlando di Lasso oder die Orgelmusik von Johann Sebastian Bach sollte in Kirchen aufgeführt werden, sinfonische Musik klingt am besten in Konzertsälen mit einer Nachhallzeit von zwei Sekunden.

Opernhäuser wiederum sind meist etwas gedämpft, um die Textverständlichkeit zu erleichtern. Die Baumeister berühmter Aufführungsstätten haben sich meist an diese Forderungen gehalten und intuitiv oder unter Mithilfe von Akustikern beispielgebende Konzertsäle und Opernhäuser geschaffen: den Musikvereinssaal in Wien, die Stuttgarter Liederhalle oder das Bayreuther Festspielhaus.

Es steckt viel Geschick und Planungsarbeit in der Verwirklichung eines akustisch ausgewogenen Konzertsaales. Obwohl die Wissenschaft auf einen reichen Erfahrungsschatz zurückgreifen kann und heute außerdem über moderne Meß- und Projektierungstechniken verfügt, ist die Realisierung der akustisch notwendigen Maßnahmen nicht selten ein Vabanque-Spiel.

Die Hilfe der Wissenschaft

Um den Unwägbarkeiten wenigstens etwas aus dem Wege zu gehen, hat man versucht, wissenschaftliche Planungsmethoden zu entwickeln. So kann man beispielsweise von dem zukünftigen Innenraum mit allen Details des Bühnen- und Auditoriumsbereiches ein Modell - etwa im Maßstab 1:8 -anfertigen. In diese Modellräume lassen sich über kleine Lautsprecher nachhallfrei aufgenommene Musikaufnahmen einspielen, die für derartige Anwendungsfälle eigens angefertigt worden sind.

Das muß allerdings, um den verkleinerten Weglängen Rechnung zu tragen, mit 8-facher Geschwindigkeit erfolgen. Nach Aufnahme dieser Einspielung mit einem empfindlichen Meßmikrofon und Transponierung auf ein Achtel erhält man einen Klangeindruck des zukünftigen Saales. Diese Methode ist recht aufwendig, sie lohnt sich daher nur bei sehr großen Projekten, bei denen z.B. aufgrund einer vielschichtigen Geometrie Erfahrungswerte fehlen. Beispiele solcher Räume sind Scharouns Philharmonie in Berlin, das neue Leipziger Gewandhaus oder die Philharmonie am Gasteig in München.

In den meisten Fällen wird sich der Akustiker rechnerisch betätigen müssen, um Nachhallzeit und Diffusität eines Raumes vorauszuplanen, wobei ihm die moderne Computertechnik wertvolle Unterstützung gibt. Er muß eng mit dem Architekten und Designer zusammenarbeiten, denn letztlich beeinflussen die verwendeten Materialien für Wandverkleidungen, Deckenpaneele, Vorhänge oder Bestuhlung den Klangeindruck. Sie sind verantwortlich für die Transparenz des Musikgeschehens und für die Dauer des Nachhalls. Nicht zuletzt ist auch darauf zu achten, daß sich die Musiker untereinander gut hören können.

Technik der Abbildung des Raumes

Im allgemeinen profitieren Schallplatten- und Rundfunkaufnahmen von einer guten Raumakustik. Die Klangeigenschaften eines Raumes werden vor allem bei Kunstkopfaufnahmen an den Musikkonsumenten weitergegeben. Bei der üblichen stereofonen Aufnahmetechnik ist die Abbildung des Raumes allerdings in hohem Maße von der Mikrofonaufstellung abhängig. Die gute Qualität eines Aufnahmeraumes kann dabei völlig verlorengehen, denn die heutige Aufnahmetechnik mit vielen Stützmikrofonen, die im Nahfeld der Instrumente aufgestellt sind, unterdrückt weitgehend den räumlichen Schallanteil. Solche Aufnahmen würden zu "trocken" klingen, wenn nicht mit zugemischtem Nachhall die Balance zwischen Direkt- und Diffusschall wiederhergestellt wäre. Die Hallzumischung hat sich als legitimes Verfahren in nahezu allen Musikstudios fest eingebürgert.

Künstlicher Nachhall kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, z.B. im schallhart ausgekleideten Hallraum. Dort wird das zu verhallende Ereignis über Lautsprecher eingespielt und mit Mikrofonen wieder aufgefangen, um dem Original zugemischt zu werden. Weniger platzaufwendig sind Hallplatten, Hallfedern oder moderne digitalarbeitende Hallgeräte. Welches System man auch verwendet, der Vorteil ist, daß man weitgehend unabhängig vom Aufnahmeraum ist und den Nachhall individuell der Musik anpassen kann. Es ist die Aufgabe des Tonmeisters, dem Musikwerk und seiner Interpretation mit ästhetischem Feingefühl gerecht zu werden.

Die Beschaffenheit des Abhörraums

Die Produktion von Musik- und Sprachaufnahmen erfolgt in einem Studiokomplex, bei dem der Regieraum mit seinem technischen Equipment im Mittelpunkt steht. Hier werden die einzelnen Mikrofonpegel abgemischt, bei Bedarf klanglich verändert oder mit Hall versehen und schließlich über hochwertige Lautsprecher beurteilt und abgehört. In der Regel erfolgt dabei auch die Bandaufzeichnung.

Der Abhöreinrichtung kommt besondere Bedeutung zu, denn durch sie werden der Klang und die räumliche Auflösung so eingerichtet, daß die Aufnahme später beim Hörer in der Wohnung, im Autoradio oder über den Walkman "gut ankommt".

Die Studiolautsprecher müssen deshalb möglichst ausgeglichene Klangeigenschaften aufweisen, d.h. sie dürfen weder höhen- oder tiefenbetont sein noch beschönigende Präsenzen aufweisen. Aber auch die Akustik eines Regieraumes muß neutral beschaffen sein. Die Nachhallzeit beträgt im allgemeinen etwa 0,3s, und störende Wand- und Deckenreflexionen dürfen nicht auftreten. Solche vorteilhaften Abhörbedingungen lassen sich in heimischen Wohnräumen kaum realisieren, denn die notwendigen schallabsorbierenden Wandverkleidungen sind nicht nur platzaufwendig und teuer, sie kommen auch dem landläufigen Wohnstil nicht gerade entgegen.

Das Wohnzimmer als Abhörraum

Dennoch gibt es einige Möglichkeiten, ein Wohnzimmer zu einem guten Abhörraum zu gestalten. So muß das Eindringen von Störgeräuschen unterbleiben, denn im Zeitalter der digitalen Schallplatte mit ihren hohen Dynamikwerten soll das Raumgeräusch möglichst niedrig sein, um in den vollen Genuß der neuen Technik zu gelangen.

In der Regel wird es also darum gehen, die Straßengeräusche vom Wohnzimmer fernzuhalten. Es gibt heute festschließende Metallfenster mit Doppelverglasung, die außerordentlich gute Schalldämmwerte aufweisen.

Wenn man an einer belebten Straße wohnt, muß man oft tief in die Tasche greifen und bei der Verbesserung der Fenster beginnen. Vielleicht ist es ein kleiner Trost, daß mit derartigen Maßnahmen meist auch Heizenergie gespart werden kann.

Ebenso wichtig ist die raumakustische Ausstattung. Oft erzielt man beim Abhören von Stereoaufnahmen kein restlos befriedigendes Klangbild, da die Instrumentengruppen nicht eindeutig geortet werden können. Schuld daran sind Nachhallvorgänge und störende Wandreflexionen, die das Klanggeschehen verwischen. So sind in durchschnittlichen Wohnräumen bis zu 0,7s Nachhalldauer gemessen worden.

Mit dicken Teppichen und dichten Vorhängen kann man eine spürbare Nachhallverminderung erzielen. Schallschluckend wirken auch Wandbehänge, Tischdecken und Polstermöbel. Ganz besonders wirkungsvoll sind schallschluckende Akustik-Decken, die es z.B. in Baustoffmärkten gibt.

Man kann die Absorption der Deckenplatten noch erhöhen, wenn man sie mit Hilfe eines Lattengerüstes im Abstand von wenigstens 5 cm von der Decke befestigt. Der Zwischenraum kann zusätzlich mit Schaumstoffplatten ausgefüttert werden.

Bei Beachtung aller genannten Punkte kann man eine Stereowiedergabe erreichen, bei der nur das hörbar ist, das aus dem Lautsprecher kommt. Wand- und Deckenreflexionen sowie Nachhallanteile, die das Klangbild verwischen könnten, sind vernachlässigbar gering geworden. Die Schallwiedergabe muß dabei so gut sein, daß ein monofones Signal genau aus der Mitte zwischen beiden Lautsprechern klingt und so scharf geortet werden kann, als wäre dort eine imaginäre Lautsprecherbox.

Die Aufstellung der Lautsprecher

Bei der Lautsprecheraufstellung ist zu beachten, daß die architektonische Symmetrie links und rechts von beiden Boxen möglichst gewahrt bleibt. Es wäre also falsch, wenn das Zimmer beispielsweise bei der rechten Box mit einem großen Glasfenster endet, sich auf der linken Seite aber noch freier Raum erstreckt. Die Glasoberfläche ist bekanntlich sehr schallhart, daher treten im rechten Kanal starke akustische Reflexionen auf; der Lautsprecher spiegelt sich sozusagen in der Glasscheibe.

Leider bringen durchsichtige Stores keine Abhilfe, lediglich schwere zugezogene Übergardinen verhindern die Schallreflexion. Im übrigen gilt die altbekannte Regel, nach der die beiden Schallstrahler und der optimale Abhörpunkt ein gleichseitiges Dreieck bilden sollen.

Die Aufstellung der Boxen selbst ist unproblematisch, jedoch gibt es auch da einiges zu beachten: Die Lautsprecher müssen vom Hörerplatz aus sichtbar sein, sie dürfen sich nicht hinter Sesseln oder anderen Einrichtungsgegenständen verstecken. Am besten montiert man sie in Ohrhöhe an der Wand oder stellt sie in ein Regal. Sie können auch höher oder tiefer angebracht sein, jedoch muß man sich an diesen etwas unüblichen Schallabstrahlungswinkel erst gewöhnen, vor allem dann, wenn sie zu hoch plaziert sind, da die Schallquellen durch den sogenannten Eleva-tionseffekt erst recht hoch erscheinen.

Die Aufstellung und der Frequenzgang

Übrigens wirkt die Lautsprecheraufstellung auch auf den Frequenzgang ein. Ein Schallstrahler gibt im unteren Frequenzbereich einen um 3dB höheren Pegel ab, wenn man ihn statt im freien Raum an einer Wandfläche anbringt oder ihn in einem Wandregal aufstellt.

Bei der Montage in einer Raumkante, in der z.B. zwei Wände oder eine Wand und der Fußboden aneinanderstoßen, steigen die tiefen Frequenzen unterhalb 100 Hz noch einmal um 3dB und bei einer Lautsprecheranordnung in einer Raumecke schließlich um weitere 3dB an. Insgesamt kann sich das Übertragungsmaß um bis zu 9dB ändern, ja nachdem, wo man die Box unterbringt. Bei etwas tiefenarmen Lautsprechern kann man mit der Aufstellungsart auf diese Weise die Klangwiedergabe verbessern.

Andererseits muß man mit dem Klangregler eine Korrektur vornehmen, wenn die Tiefenanhebung aufgrund des Lautsprecherortes zu stark sein sollte.

Die Schalldämmung im Wohnbereich

Wie laut darf man eine Stereoanlage aufdrehen, ohne die Nachbarschaft zu belästigen? Aus Erfahrung und aus den täglichen Gewohnheiten hat man seine persönliche Zimmerlautstärke im Gefühl. Bei leichten Wohnungstrennwänden muß sie zwangsläufig geringer sein als bei massiven schweren Bauausführungen.

Nachfolgend sollen einige Hinweise gegeben werden, wie die akustische Trennung zwischen Räumen und Wohnungen verbessert werden kann. Um es gleich vorwegzunehmen: Eine mangelhafte Schallisolation, die bereits besteht, ist nur mit großem Aufwand zu verbessern. Dagegen läßt sich mit vergleichsweise geringen Mitteln eine gute Schalltrennung erzielen, wenn sie von Anfang an eingeplant ist und die bauphysikalischen Richtlinien beachtet werden.

Dabei spielt es keine Rolle, ob man sich vor dem Lärmandrang des Nachbarn schützen will, oder ob man vermeiden möchte, daß die Leute nebenan von der Stereoanlage oder auch durch eigenes Musizieren belästigt werden. Eine Trennwand wirkt in beiden Richtungen in gleicher Weise.

Der Weg des Schalls

Welchen Weg nimmt der Schall von der einen zur anderen Wohnung? Eine Schallquelle (z.B. Lautsprecher, Klavier) strahlt Schwingungen ab, die über die Bewegung der Luftmoleküle ans Ohr gelangen. Man spricht hierbei von Ausbreitung durch Luftschall. Dieser regt aber nicht nur das Trommelfell an, sondern auch die Wände, die Decke und den Fußboden eines Wohnraumes.

Der Schall breitet sich dann im Mauerwerk in Form von Körperschall aus. Auch die Trennwand zur Nachbarwohnung wird auf diese Weise erregt. Die Körperschallschwingungen stoßen auf der anderen Wandseite wieder die Luftmoleküle an, wobei erneut hörbarer Luftschall entsteht.

Natürlich geht dieser Transport der Schallschwingungen und die mehrfache Umsetzung zwischen Körper- und Luftschall nicht verlustfrei vonstatten. Schon in der Luft tritt eine Dämpfung ein, die mit wachsender Entfernung von der Schallquelle zunimmt. Dabei werden die hohen Töne stärker gedämpft als die tiefen.

Die eigentliche Schalldämmung wird durch die Trennwand hervorgerufen, da sie wegen ihrer Massenträgheit kaum den Luftschallschwingungen zu folgen vermag. Je schwerer und dicker die Wand ist, desto besser wird die Schalldämmung sein.

Auch hierbei gibt es eine Frequenzabhängigkeit, die sich ebenfalls in einer bevorzugten Dämmung hochfrequenter Schallanteile äußert. Das in der Nachbarwohnung empfangene Klangbild ist daher sehr dunkelgefärbt, da die Höhen bereits unter der Hörschwelle liegen.

Glücklicherweise werden aber auch die Bässe wegen der frequenzabhängigen Ohrempfindlichkeit nicht mehr voll bewertet, so daß man für den Bereich unterhalb 400 Hz eine geringere Schalldämmung zulassen kann als im mittleren Tonbereich.

Den Schallweg unterbrechen

Die beste und sicherste Methode für eine ausreichende Schalldämmung ist, den Körperschallweg in der Trennwand zu unterbrechen, d.h. die Wand muß zweischalig aufgebaut sein. So sollte etwa jede Haushälfte eines Doppelhauses eine eigene angrenzende Wand besitzen.

Quer durch das Doppelhaus muß sich eine durchgehende Trennfuge von mehreren Zentimetern Breite ziehen. Dabei dürfen keine Schallbrücken, wie Rohrleitungen, Kabel oder Mörtelstücke, eine Verbindung herstellen.

Die Isolierung kann noch verbessert werden, wenn die Trennfuge mit Steinwolle ausgefüllt wird. Zudem sollten die beiden Wände unterschiedliche Stärken aufweisen. Die eine kann die Dicke einer Außenwand besitzen, etwa 30cm, die andere sollte dagegen nur 24cm stark sein. Der Mehraufwand einer zweischaligen Bauweise lohnt sich, da nachträglich keine annähernd so gute Schalldämmung erzielt werden kann.

Bei bereits bestehenden Bauten sind die Verbesserungsmöglichkeiten weitgehend begrenzt. So läßt sich innerhalb des Wohnbereiches eine zweite, etwa 12cm dicke Wand vor die Trennwand setzen, wobei der 2 bis 3cm starke Zwischenraum mit Steinwolle gefüllt werden sollte, um die Körperschallabstrahlung bzw. -aufnahme zu mindern.

Auch hölzerne Leichtbaukonstruktionen sind dafür geeignet, sofern mit der eigentlichen Wohnungstrennwand keine direkte Verbindung besteht. Die Schallisolierung wird jedoch nie den Wert einer durchgehenden Trennfuge erreichen, da die flankierenden Wände, die Decke und der Boden ebenfalls durch Körperschall angeregt werden.

Das direkte Aufbringen von verputzten Holzwoll-Leichtbauplatten oder ähnlichen Materialien auf die Trennwand bringt keinerlei Verbesserungen; es kann durch Resonanzwirkung sogar eine Verringerung der Schalldämmung eintreten.

Der Nachbar oben drüber - Rücksicht nehmen

Eine gute Schallisolierung in senkrechter Richtung, also zwischen zwei übereinander liegenden Wohnungen, ist erheblich schwieriger zu realisieren. Trittschallgeräusche lassen sich zwar mit schwimmendem Estrich und Teppichboden sehr gut mindern, dagegen können Luftschallstörungen nur mit dicken und massiven Decken und einer federnd aufgehängten Unterdecke herabgesetzt werden. Einfache gelochte Akustikdeckenplatten setzen lediglich den Raumschallpegel herab und bewirken somit nur eine ganz geringe Verbesserung. Zur eigentlichen Schalldämmung tragen sie praktisch nicht bei.

Nicht immer und überall läßt sich eine Schallisolierung erreichen, die den Betrieb einer Hi-Fi-Anlage unter Ausnutzung ihrer Leistungskomponenten ermöglicht. Rücksichtnahme auf Nachbarn und die Beachtung ortsüblicher Lärmbeschränkungsvorschriften sind immer angezeigt.

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