Homestudio Raumakustik Messung

Wer sich in den eigenen vier Wänden ein Studio einrichtet kommt zwangsläufig irgendwann beim Punkt Raumakustik an. Oftmals wird viel Geld in die Technik investiert, jedoch klingt selbst das beste Equipment in Räumen mit schlechter Akustik einfach nicht gut. So wird das Abhören über die Monitorboxen schnell zum Glücksspiel.

Was lässt sich also tun, um einen Raum optimal für den jeweiligen Anwendungsfall vorzubereiten? Nun, am Anfang steht wie so oft: Das Messen. So habe auch ich mein kleines Homestudio professionell akustisch messen lassen. Welche Schritte dafür notwendig waren und welche Technik wir dafür eingesetzt haben erfährst du in diesem Beitrag.

Das Equipment

Folgendes Equipment wurde bei meiner Messung eingesetzt.

  • Omnidirektionales Mikrofon (Kugel) mit Stativ
  • Lautsprecher
  • USB Audiointerface
  • Laptop
  • Stabila LD320 Laser-Entfernungsmesser

Man muss dazu sagen, dass es sich hierbei um die minimal mögliche Mess-Ausstattung handelt. Für genauere Ergebnisse wird normalerweise ein Oktaeder-Lautsprecher und mehrere Mikrofone verwendet. Doch für meine Zwecke war der Versuchsaufbau absolut hinreichend.

Messaufbau und Messmethode

Aufgestellt und eingepegelt wurde der Lautsprecher zunächst diagonal zu einer Raumecke, um eine möglichst breite Streuung des Schalls aus nur einer Quelle zu erreichen. Später noch auf der anderen Seite des Raumes, um ggf. Unterschiede festzustellen.

Als Signal diente eine Art Rauschen, das als Impuls in hoher Lautstärke diverse Frequenzbereiche gleichzeitig wiedergibt.

Über das Mikrofon wurde an unterschiedlichen Stellen im Raum gemessen, wie lang der Schall in der jeweiligen Frequenz nachhallt. Die professionelle Software interpretiert die Messwerte und gibt eine entsprechende grafische Darstellung aus.

Parallel dazu haben wir den Raum mit dem Laser-Entfernungsmesser grob ausgemessen, um sein Volumen zu bestimmen.

Das Ergebnis und seine Interpretation

Nach dem Export der Daten nach Excel sowie einer kleinen grafischen Aufbesserung zeigt sich folgendes Bild:

Messergebnis

Im Durchschnitt hallt der Raum über alle Frequenzen also etwa 0,44 Sekunden nach. Doch das Ergebnis muss immer unter Einbeziehung des Raumvolumens interpretiert werden. Die Entfernungsmessung ergab ein Volumen von ca. 47 m³.

Je nach Anwendungsfall gibt es bestimmte DIN-Normen und Arbeitsstättenverordnungen, die als Anhaltspunkt für einen optimalen Nachhall-Wert dienen können. Insbesondere die ASR A3.7 “Lärm” für Besprechungsräume als auch die DIN 15996 für Tonstudios kann für mein Heimstudio als Orientierung dienen.

In beiden Normen wird eine optimale Nachhallzeit von 0,3 Sekunden für meine Raumgröße beschrieben. Mit Ausnahme von sehr hohen und sehr tiefen Frequenzen sollte die optimale Nachhallzeit im gesamten Spektrum also zwischen 0,27 Sekunden und 0,33 Sekunden liegen.

Die Wahl des richtigen Akustik-Schaumstoffs

Akustikschaumstoff gibt es in vielen Formen, Farben, Materialien und Ausführungen. Entscheidend für die Schallabsorbtion ist jedoch vor allem die Stärke (Dicke) des gewählten Schaumstoffs und nicht, wie häufig vermutet, die Form.

Wirklich messbare Nachhall-Unterschiede erhält man also nicht, wenn man zwischen Pyramidenschaumstoff oder glattem Schaumstoff wählt, sondern wenn man zwischen dünnem und dicken Schaumstoff unterscheidet. Pyramidenschaumstoff sollte beispielsweise immer an der schmalsten Stelle, also am Pyramidenfuß, gemessen werden und nicht ab der Pyramidenspitze. Somit ergeben sich häufig deutlich geringere Materialstärken als angenommen, mit ihren entsprechenden akustischen Eigenschaften.

Allgemein lässt sich sagen, je dünner der Schaumstoff, desto höher der Frequenzbereich ab dem dieser absorbieren kann. Je dicker der Schaum, desto tiefer der Beginn der absorbierten Frequenzen.

Außerdem spielt die Art und Beschaffenheit, z.B. die Schaumdichte, eine maßgebliche Rolle für die Absorbtionsrate des Materials. Es gibt viele verschiedene Hersteller und Patente.

Häufig verwendete Materialen sind z.B. Melaminharz, Polystyrol, Polyester, Polyurethan, bis hin zu Schafswolle (Bassabsorber). Doch das wichtigste bei der Wahl des Materials ist vor allem ein Blick auf die jeweiligen Prüfzeugnisse des Herstellers. Nur so lässt sich das Absorbtionsverhalten genauer ablesen.

In meinem Fall habe ich mich für den Schaumstoff der BASF-Marke “Basotect” entschieden. Dieser ist flexibel und offenzellig aus duroplastischem  Melaminharz-Kunststoff. Er hält Temperaturen von bis zu 240 °C aus, ist schwer entflammbar und verfügt über ein geringes Eigengewicht. Außerdem ist er als bereits vorverleimte Variante erhältlich, was die Montage deutlich vereinfacht. Und die nach diesem Standard gefertigten Schaumstoffe sind erprobt und weisen ein geprüftes Absorbtionsverhalten auf, sodass ich die passgenauen Elemente für meinen Anwendungsfall bestimmen kann.

Quelle: Schaumstofflager.de

Berechnung der Schaumstoffmenge

Hat man die für seine Raumakustik passende Materialstärke ausgewählt, gilt es noch die richtige Menge zu bestimmen. Hierfür müssen wir uns der Formel zur Berechnung der Nachhallzeit bedienen und diese nach “A” (äquivalente Absorbtionsfläche) umstellen.

Wir erhalten A = (0,161 x 47) / RT60, wobei “RT60” unsere gemessene Nachhallzeit für die jeweilige Frequenz ist. Bei 100Hz wäre A = 15,76, bei 125Hz wäre A = 14,07, usw. Nach dieser Formel berechnen wir nun zunächst unser A für die aktuelle Raumakustik. Anschließend machen wir dasselbe für unsere Ziel-Nachhallzeit von, in meinem Fall, 0,3 Sekunden. Aus dem IST- und dem Soll-Wert bilden wir die Differenz und teilen das Ergebnis schließlich durch die Absorbtionsrate unseres gewählten Akustikschaumstoffs. So erhalten wir die Fläche, die wir für die jeweilige Frequenz verbauen müssten, um sie auf unseren Zielwert zu korrigieren.

Aus den Flächen aller Frequenzen bilden wir einen ungefähren Mittelwert und erhalten also in meinem Fall eine Fläche von ca. 8 m² Akustikschaumstoff.

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