Akustik A-Z
Akustik A-Z
A
Absorberklasse
siehe „Schallabsorptionsklassen“
Absorptionsgrad α (Alpha)
Der Absorptionsgrad α gibt an, wie groß der absorbierte Anteil des gesamten einfallenden Schalls ist. α = 0 bedeutet, es findet keine Absorption statt, der gesamte einfallende Schall wird reflektiert. Bei α = 0,5 wird 50 % der Schallenergie absorbiert und 50 % reflektiert. Bei α = 1 wird der komplette einfallende Schall absorbiert, das heißt, eine Reflexion findet nicht mehr statt (Beispiel: offenes Fenster, oder idealer “schalltoter” Raum). Normalerweise liegen die Werte je nach Schallschlucksystem zwischen 0,2 und 0,8 α. Der Wert Alpha hängt dabei vom Oberflächenmaterial und der Frequenz ab. Für die Schallempfindung in einem Raum spielt das Verhältnis von absorbierter und reflektierter Schallenergie eine ausschlaggebende Rolle.
Gelegentlich werden Werte vom Schallabsorptionsgrad α größer 1, also > 100% angegeben. Dieses wird unter praxisnahen Bedingungen bestimmt und trägt der Tatsache Rechnung, dass die wirksame Fläche eines Absorbers etwas größer ist, als seine geometrische Fläche. (Vereinfacht gesagt, fließt zusätzlich zur Absoprtionsleistung der gesamten Paneel-Fläche auch die der Kantenflächen in die Berechnung des Absoprtionsgrades ein.)
Auralisation
Raumakustische Computersimulation, die es erlaubt, bereits in der Planungsphase in Räume unter Berücksichtigung ihrer geometrischen und akustischen Eigenschaften hineinzuhören.
Äquivalente Schallabsorptionsfläche
Das Ergebnis aus dem Schallabsorptionsgrad (α) eines Materials und dessen Fläche (S) bezeichnet man als Äquivalente Schallabsorptionsfläche (A).
D
Dezibel (dB)
Das Bel (B) bzw. Dezibel (dB) ist eine nach Alexander Graham Bell benannte Hilfsmaßeinheit zur Kennzeichnung von Pegeln und Maßen. In der Akustik wird diese logarithmische Größe zur Angabe des Schalldruckpegels verwandt. Die für den Menschen relevante Skala reicht von 0 dB bis 140 dB.
Direktschall
Der Direktschall ist der Schallanteil in einem geschlossenen Raum, der bei seinem Eintreffen am Hörort (bzw. Messort) eintrifft, ohne zwischenzeitlich Schallreflexionen erfahren zu haben.
E
Eigenmoden
siehe „Raummoden“
Einzahlwerte der Schallabsorption (Alpha-w Wert)
Die frequenzabhängigen Schallschluckeigenschaften von Absorbern werden durch einen Einzahlwert ausgewiesen. Dies geschieht zur vereinfachten Darstellung sowie zum groben Vergleich unterschiedlicher Schallabsorber. In Europa ist hier der „bewertete Schallabsorptionsgrad“ (α-w) nach DIN EN ISO 11654 gebräuchlich. Im amerikanischen Raum verbreitete Einzahlwerte sind der NRC- und der SAA-Wert. Sämtlichen Werten liegen Messungen der Schallabsorption in Terzen bzw. Oktaven zugrunde. Für eine detaillierte raumakustische Planung ist eine exakte Einsicht in die frequenzspezifischen Absorptionswerte unbedingt erforderlich.
F
Flatterecho
Ein Flatterecho ist eine periodische Folge eines Echos, die dadurch zustande kommt, dass ein Schallsignal sich auf einem Weg ausbreitet, der über stark reflektierende Flächen zum Ausgangspunkt zurückführt. Die Hörbarkeit eines Flatterechos setzt voraus, dass die Flatterecho-Nachhallzeit größer ist, als die Nachhallzeit des ganzen Raumes. Wenn der Abstand der Flächen, zwischen denen der Schall hin und her geworfen wird, klein ist, hat das Flatterecho einen Toncharakter. Bei großen Wegen werden dagegen letztere als getrennte Signale empfunden: Ein Schuss oder Händeklatschen klingt dann wie ein schwächer werdendes Maschinengewehrfeuer. Solche Flatterechos können in sehr hohen Räumen entstehen oder (auch bei relativ geringer Deckenhöhe) zwischen einem ebenen Boden und einer gekrümmten Decke oder einem Brückenbogen darüber. Flatterechos werden fast in jeder Raumsituation als störend empfunden und sollten vermieden werden. Das kann durch eine geometrische Raumgestaltung erreicht werden und/oder durch teilweises Belegen reflektierender Flächen mit absorbierendem Material.
Frequenz
Mit Frequenz bezeichnet man die Anzahl von Ereignissen innerhalb eines bestimmten Zeitraums, im Bereich der Akustik demnach die Anzahl von Schalldruckänderungen pro Sekunde. Schallereignisse mit einer hohen Frequenz werden als hohe Töne wahrgenommen, Schallereignisse mit niedriger Frequenz als tiefe Töne. Die Maßeinheit der Frequenz ist Hertz (Hz), 1 Hz = 1/s. Der für Menschen hörbare Bereich liegt zwischen 20 Hz und 20000 Hz. Der Frequenzbereich der menschlichen Sprache bewegt sich im Bereich von 250 Hz bis 2000 Hz.
H
Hallraum
Hallräume sind speziell für schalltechnische Messungen präparierte Räume, deren Innenwände die auftreffenden Schallwellen zu einem hohen Anteil reflektieren und zudem gleichmäßig verteilen sollen. Aus diesem Grunde verfügen Hallräume über besonders lange Nachhallzeiten im gesamten Frequenzbereich.
Hallraumverfahren
Das Hallraumverfahren dient zur Bestimmung des frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrades eines zu testenden Absorbermaterials. Die lässt sich rechnerisch aus der Veränderung der Nachhallzeit im Raum ermitteln.
Helmholtzresonator
Ein Helmholtz-Resonator (benannt nach Hermann von Helmholtz) ist ein akustischer Resonator. Er besteht aus einem Gasvolumen mit einer engen Öffnung nach außen. Durch die Elastizität des Luftvolumens im Inneren in Kombination mit der trägen Masse der in der Öffnung befindlichen Luft entsteht ein mechanisches Masse-Feder-System mit einer ausgeprägten Eigenresonanz. In der Raumakustik können Helmholtzresonatoren gezielt zur Absorption schmalbandiger, tieffrequenter Raummoden herangezogen werden.
Hintergrundgeräuschpegel
Als Hintergrundgeräusche werden in der Regel diffuse Geräusche ohne direkten Informationsgehalt bezeichnet. Die Messung des dabei auftretenden Geräuschpegels erfolgt in dB,bzw. unter Betrachtung der Frequenzen entsprechend dem menschlichen Gehör in dB(A). Menschliche Stimmen im Hintergrund – egal ob sprechend oder singend – oder kurze, voneinander abgesetzte Töne stören die Gedächtnisleistung, dies stellte die Arbeitsgruppe des Lärmforschers und Psychoakustikers Prof. Dr. August Schick bei einer Studie fest. Zudem hat der Hintergrundgeräuschpegel direkte Auswirkungen auf die Verständlichkeit von Sprache.
Hörsamkeit
Die Hörsamkeit ist ein Oberbegriff, der die Wirkungen der akustischen Eigenschaften eines Raums für Schalldarbietungen am Ort des Hörenden beschreiben soll. Im Bereich der Arbeitsplatzeinrichtung ist die Sprachverständlichkeit hier eine maßgebliche Größe.
L
Lärm
Lärm ist jeder Schall, der nicht der Information des Schallempfängers dient und/oder lauter als notwendig wahrgenommen wird und zu Hörschäden führen kann. Die objektive Bewertung des Lärms mittels allgemein gültiger Größen erweist sich als äußerst schwierig, da das Empfinden jedes Menschen von seiner Physiologie, seiner Einstellung zu Lärm, seiner aktuellen Verfassung, anderen psychischen Merkmalen und Umgebungsbedingungen abhängt. Von Lärmbelästigung wird jedoch dann gesprochen, wenn aufgrund eines oder mehrerer auftretender Geräusche eine Aktivität unterbrochen bzw. behindert wird. Besonders bei Störungen in der Kommunikation bzw. wenn konzentrierte Denkleistung erbracht werden soll, definiert man derartige Schallereignisse als Lärm.
Lochplattenabsorber (Lochplattenschwinger)
Anstelle von flächig geschlossenen, luftundurchlässigen Platten (siehe auch “Plattenresonator”) können auch Platten mit regelmäßig verteilten Öffnungen (Quadrate, Kreise, Schlitze) zum Aufbau von Resonanzabsorbern verwendet werden. Um höhere Resonanzfrequenzen zu erzielen setzt man durch die geringere Masse gerne Lochplattenabsorber ein.
N
Nachhallzeit
Die Nachhallzeit mit dem Formelzeichen T60 oder auch einfach T, im Englischen meistens RT (reverberation time), ist die bekannteste raumakustische Kenngröße. Unter der Nachhallzeit versteht man das Zeitintervall, innerhalb dessen der Schalldruck in einem Raum bei plötzlichem Verstummen der Schallquelle auf den tausendsten Teil seines Schalldruck-Anfangswerts abfällt, was einer Pegelabnahme von 60 dB entspricht.
NRC (Noise Reduction Coefficient)
Mit NRC wird der mittlere Schallabsorptionsgrad im Bereich der vier Oktavbänder 250, 500, 1000 und 2000 Hz bezeichnet. Die amerikanische Norm wird hauptsächlich als vergleichender Wert sowie zur Produktkennzeichnung von schallabsorbierenden Bauteilen, vor allem Wand- und Deckenverkleidungen, die zur Lärmminderung eingesetzt werden, herangezogen. Der im deutschsprachigen Raum verwandte Wert für den mittleren Schallabsorptionsgrad ist Alpha-w. (siehe auch „Einzahlwerte der Schallabsorption“)
O
Oktaven & Terzen
Als Oktave (von lat. octava: „die achte“) bezeichnet man ein Intervall, bei dem die Frequenz des tieferen zu der des höheren Tons im Verhältnis 1:2 (Verdopplung der vorhergehenden Frequenz) steht. Vor allem akustische Parameter wie der Schallabsorptionsgrad oder der Schalldruckpegel werden üblicherweise in Schrittweiten von Oktaven und Terzen angegeben. Bedeutsam in der Raumakustik, bzw. bei der Bestimmung der schallabsorbierenden Eigenschaften eines Materials sind die Oktavfrequenzen 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz sowie 4000 Hz. Jede Oktave beinhaltet drei Terzwerte (siehe auch „Einzahlwerte“).
P
Plattenresonator (Plattenschwinger)
Eine dünne, biegeweiche Platte (fugenlos) wird in einem gewissen Abstand vor einer Wand oder Decke angeordnet. Die Masse wird durch die mitschwingende Platte oder Membran und die Feder durch die dahinter liegende Luftschicht dargestellt. Durch Variation von Plattengröße, Plattendicke (flächenbezogene Masse) und Abstand zur Wand kann die Dämpfung in einem weiten Frequenzbereich abgestimmt werden.
Poröse Absorber
Mineralfasern, Teppiche, Schäume, Stoffe und ähnlich gewirkte Materialien zählen zu den am meisten eingesetzten, porösen Absorbern. Die Wirkungsweise dieser Art Absorber beruht auf dem Umstand, dass Schallwellen in die offenen Strukturen des Materials eindringen und an der Oberfläche der Poren durch Reibung der Luftteilchen in Wärme umgewandelt werden können. Poröse Absorber erzielen ihre Schallabsorptionswirkung vornehmlich in den mittleren und hohen Frequenzbereichen.
Psychoakustik
Die Psychoakustik befasst sich mit der Beschreibung des Zusammenhanges der menschlichen Empfindung von Schall als Hörereignis und mit dessen physikalischen Schallfeldgrößen als Schallereignis. Wichtige Anwendungen der Psychoakustik liegen in der Schallwirkungsforschung, der Telekommunikation, der Audiodatenkompression und der Tongestaltung.
R
Raumakustik
Raumakustik beschreibt die Auswirkungen baulicher Gegebenheiten eines Raums auf die in ihm stattfindenden Schallereignisse. Infolgedessen ist die Fragestellung, welche Materialien und Oberflächen eingesetzt werden können um möglichst optimale akustische Bedingungen zu erreichen, einer der zentralen Punkte bei der Betrachtung dieses Themas.
Raummoden
Als Moden (von engl.mode -s, dort vom lat. modus), auch Schwingungsmoden, in der Akustik überwiegend Raum- oder Eigenmoden genannt, bezeichnet man in der Physik die stationären Eigenschaften stehender Wellen. Sie entstehen durch Überlagerungen von Direktschall und reflektiertem Schall und sind im Tieftonbereich bis 300 Hz besonders stark ausgeprägt. Durch diese von der Raumgeometrie abhängigen Moden kann ein Schallereignis unterschiedlich laut erklingen, zudem auch abhängig davon, von welchem Ort im Raum es wahrgenommen wird.
Reflexion
“Reflexion” ist vom lateinischen reflectere (zurückwerfen) abgeleitet. In der Akustik spricht man von Reflexion, wenn eine Schallwelle von einer Oberfläche zurückgeworfen wird. Stellt man die Wellenausbreitung durch Strahlen senkrecht zur Wellenfront dar, so gehorchen diese Strahlen dabei dem Reflexionsgesetz, d.h. der Eintrittswinkel des einfallenden Strahls ist gleich dem Austrittswinkel und die Strahlen liegen in der gleichen Einfallsebene.
Resonanz-Absorber
Der Resonanz-Absorber stellt ein Feder-Masse-System dar, das durch die auftreffende Schallwelle zu Schwingungen angeregt wird und in der Nähe der Resonanzfrequenz eine ausgeprägte Schallabsorption besitzt. Das heißt, die Wirkung ist im Maximum meist auf einen abgegrenzten Frequenzbereich beschränkt und wird häufig für tiefe Frequenzen eingesetzt, da er hierfür besser als andere Absorbertypen geeignet ist. Beispiele für Resonanzschlucker sind der Plattenresonator, Lochplattenabsorber und Helmholtzresonator. (siehe auch „Plattenresonator“, ” „Lochplattenabsorber“ und „Helmholtzresonator“)
S
Sabinesche Nachhallformel
Aus der Einflussgröße Raumvolumen und der sich darin befindlichen äquivalenten Absorptionsfläche lässt sich anhand der Sabineschen Formel die Nachhallzeit abschätzen, wobei „T“ für die Nachhallzeit, „V“ für das Raumvolumen und „A“ für die äquivalente Schallabsorptionsfläche steht. Der Physiker Wallace Clement Sabine (1868-1919) fand heraus, dass sich die Nachhallzeit proportional zum Raumvolumen und umgekehrt proportional zur äquivalenten Absorptionsfläche verhält, was in folgende Formel T = 0,163 x V / A mündete. Die äquivalente Schallabsorptionsfläche A ergibt sich als Summe aller im Raum vorhandenen Flächen S, jeweils multipliziert mit dem zugehörigen Schallabsorptionsgrad α dieser Fläche: A = α1S1 + α2S2 + α3S3 + … + αnSn
Schall
Schall ist eine allgemeine Sammelbezeichnung für alle mechanischen Schwingungen und Wellen eines schwingungsfähigen Systems (z.B. Luft, Wasser, etc.). In Luft breitet sich der Schall in Form von Druckschwankungen als Longitudinalwelle aus, die dem atmosphärischen Gleichdruck überlagert sind. Die Schallwellen bewegen sich dabei mit einer Geschwindigkeit von c=343,8 m/s bei einer Lufttemperatur von 20°C fort.
Schallabsorber
Als Schallabsorber bezeichnet man Materialien, die auftreffenden Schall dämpfen, respektive in andere Energieformen umwandeln. Zu unterscheiden sind poröse Absorber und Resonanzabsorber bzw. Kombinationen dieser Absorbertypen. (siehe auch „Poröse Absorber“ und „Resonanzabsorber“)
Schallabsorption
Bei der Schallabsorption wird die Schallausbreitung einer starken Dämpfung unterworfen, wobei Schall in Wärme umgewandelt wird. Bei Schallabsorption wird zwischen den jeweiligen Trägermedien unterschieden nach: Luftschallabsorption oder Körperschallabsorption. Stoffe, die schallabsorbierende Eigenschaften besitzen, nennt man Schallschluckstoffe. Diese können für Luftschalldämpfung sowohl aus homogenem als auch aus porösem Material (siehe auch „Poröse Absorber“) bestehen. Bei homogenen Schallschluckstoffen erfolgt die Umwandlung durch innere Reibung infolge von Deformation des Materials und bei porösen Schallschluckstoffen durch äußere Reibung, d. h. durch Reibung zwischen den schwingenden Partikeln des Schallausbreitungsmediums und den Skelettelementen des porösen Materials.
Schallabsorptionsgrad α
Der Schallabsorptionsgrad α (Alpha) bezeichnet das Maß an absorbierter Schallintensität. Demnach gibt der Schallabsorptionsgrad α eines Materials an, wie groß der absorbierte Anteil des gesamten einfallenden Schalls ist. α = 0 bedeutet, dass keinerlei Absorption stattfindet, sprich der einfallende Schall vollständig reflektiert wird. Bei α = 0,5 wird eine Hälfte der auftreffenden Schallenergie absorbiert und die andere Hälfte reflektiert. Bei α = 1 wird der komplette einfallende Schall absorbiert, eine Reflexion findet nicht mehr statt. Gelegentlich werden Werte vom Schallabsorptionsgrad α größer 1, also > 100% angegeben. Dieses wird unter praxisnahen Bedingungen bestimmt und trägt der Tatsache Rechnung, dass die wirksame Fläche eines Absorbers etwas größer ist, als seine geometrische Fläche. (Beispiel: Die Flanken des Absorbers werden in der Absorptionsleistung mitberücksichtigt)
Schallabsorptionsklassen
Das Klassifizierungssystem ist primär zur Anwendung bei breitbandigen Geräuschen gedacht. Die Einzelangabe αW (bewerteter Schallabsorptionsgrad) wird dazu verwendet, die Schallabsorberklasse nach DIN EN ISO 11654 festzulegen.
Schallabsorberklasse Alpha-w Werte
● A – 0,90; 0,95; 1,00
● B – 0,80; 0,95
● C – 0,60; 0,65; 0,70; 0,75
● D – 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,50; 0,55
● E – 0,25; 0,20; 0,15
● unklassifiziert – 0,10; 0,05; 0,00
Schalldämmung
Schalldämmung bezeichnet den Vorgang, die Ausbreitung von Luft- oder Körperschall in einem zuvor definierten Ausmaß zu hemmen. Die Schalldämmung ist eine Maßnahme zur akustischen Trennung von Räumen, gegen nicht erwünschten Schall von benachbarten Räumen, bzw. von draußen. Sie ist Grundlage der Bauakustik und wird durch das Schalldämmmaß R in dB gekennzeichnet. Eine typische Thematik der Bauakustik ist die Trittschalldämmung. Trittschall entsteht ursächlich durch Körperschall (Schritte, Fußtritte, Klopfen), der seinerseits Wände oder Decken zur Abstrahlung von Luftschall anregt. Dagegen ist die Schalldämpfung oder die Schallabsorption (wie viel Schallenergie in Wärme umgewandelt wird) eine typische Fragestellung der Raumakustik.
Schalldruck
Jedes Schallereignis stellt eine Schwankung des Luftdrucks dar, die sich in elastischen Medien wie Luft oder auch Wasser ausbreiten kann. Daher auch der Begriff „Schalldruck“. Als Faustformel gilt: Je stärker die Druckschwankung, desto lauter das Schallereignis – und je schneller sich die Schwankungen vollziehen, desto höher die Frequenz.
Schalldruckpegel (Lp)
Der Schalldruckpegel (Lp von engl. level pressure = Pegeldruck) stellt eine logarithmische Größe zur Beschreibung der Stärke eines Schallereignisses dar und wird mit der Maßeinheit Dezibel (dB) gekennzeichnet. Die Messung von Schalldrücken erfolgt mit Mikrofonen. Der messbare Pegelbereich beginnt nicht wesentlich unter 0 dB und endet bei einer Größenordnung von ca. 150 bis 160 dB.
Schallschirmung
Ein Schallschirm ist ein Hindernis, welches die Schallausbreitung beeinflusst. Schallschirme werden sowohl in Innenräumen z.B. als Schall- und Sichtschutz in Großraumbüros oder im Freien eingesetzt. Sie bilden auf der Seite, die von der Schallquelle abgewendet ist, einen Schatten. Die Abschattung der Schallwellen bewirkt eine Verminderung der Schallenergie, da der Schall nicht mehr direkt, sondern nur noch über Reflexion, Transmission und Beugung in den Bereich des Schattens gelangt. Schallschirme können zudem mit schallabsorbierenden Materialien ausgestattet sein, die die Schallausbreitung zusätzlich verringern.
Schallspektrum
Ein Schallspektrum (auch: akustisches Spektrum) ist die grafische Darstellung der Zerlegung eines akustischen Signals in die den einzelnen Teilfrequenzen zuzuordnenden Anteile. Es handelt sich somit um ein Frequenzspektrum, anhand dessen die Verteilung von Schalldrücken, Schallintensitäten oder Schallleistungen beziehungsweise deren Pegelwerten ausgewertet werden kann.
Schallwellen
Schwankungen des Luftdrucks, die durch Schallereignisse ausgelöst werden, werden Schallwellen genannt. Die Länge der Schallwellen definiert die Frequenz, die Höhe der Schallwellen den Pegel. Lange Schallwellen haben eine geringe Frequenz und werden als tiefe Töne wahrgenommen. Kurze Schallwellen haben eine hohe Frequenz und werden als hohe Töne wahrgenommen. Eine 100 Hz-Welle hat in der Luft eine Ausdehnung von 3,40 Metern, eine 5000 Hz-Welle eine Ausdehnung von ca. 7 Zentimetern.
Sound masking
Beim „sound masking“ werden gezielt natürliche (z.B. Vogelgezwitscher) oder künstliche (z.B. Rauschen) Geräusche genutzt, um unerwünschte Geräuschkulissen zu überlagern. Informationshaltige Geräusche, beispielsweise ablenkende Gespräche der Kollegen, lassen sich auf diese Weise „maskieren“, so dass sie als nicht mehr als ablenkend/störend empfunden werden. Dies geschieht per intelligent verorteten Lautsprechern und auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmtes Audiomaterial.
Stehende Schallwellen
siehe „Raummoden“
T
Terzen
siehe „Oktaven & Terzen“
V
Verbund-Platten-Resonator (VPR)
Die Wirkweise des VPR beruht auf der Kombination zweier physikalischer Wirkprinzipien mit Ziel der höchstmöglichen Schalldämpfung über ein breites Frequenzspektrum hinweg. Zur Dämpfung im mehrheitlich tieffrequenten Bereich wird ein entsprechend der Resonanzfrequenz beschaffenes Feder-Masse-System verwendet (siehe auch “Plattenresonator”) welches im Inneren mit porösen Absorbermaterialien zu kombinieren ist. Diese Materialien haben in der Regel ihre höchste Wirksamkeit im mittel- bis hochfrequenten Bereich. Durch geschickte Kombination und Definition der Parameter Abmaße, Aufbauhöhe und Kantenausbildung des VPR, Flächenmasse der schwingenden Platte, Federsteife sowie Dichte und flächenbezogener Strömungswiderstand der porösen Dämmplatte ist es möglich, einen auf hohem Niveau wirkenden Breitbandabsorber (oftmals mit dem besonderen Augenmerk auf gute Absorptionsleistung im tieffrequenten Bereich zwischen ca. 60 – 250 Hz) zu realisieren. Voraussetzung hierfür ist jedoch das Verbringen des VPR vor eine massive Wand oder Decke (“unendliche Masse”).