Vorlesung 5: Raumakustik

Question 1

Als was kann der Weg einer Schallwelle bei freier Ausbreitung betrachtet werden?

Answer 1

Als eine Gerade, als einen Strahl.

Question 2

Welche Gesetze können für den Strahlenverlauf einer Welle angewendet werden?

Answer 2

die Gesetze der Optik

Question 3

Was gilt bei Reflexionen an geraden Flächen und in Winkeln?

Answer 3

Einfallswinkel = Ausfallswinkel

Question 4

Wie ändert sich die Reflexion je nach Winkel?

Answer 4

stumpfer Winkel -> Schall wird gestreut

spitzer Winkel -> Schall wird konzentriert

Question 5

Was führt zu einem diffusen Schallfeld?

Answer 5

Räume, die mit großen ebenen Flächen begrenzt sind, führen nach wenigen Reflexionen zu einer gleichmäßigen Raumerfüllung (= diffuses Schallfeld).

Question 6

Welche Arten der Reflexion gibt es?

Answer 6

• > Reflektion und Absorption (kurze Wellenlänge)

- > Beugung (lange Wellenlänge)

Question 7

Wovon hängt die Art der Reflexion ab?

Answer 7

Vom Verhältnis zwischen Wellenlänge und Reflexionsfläche.

Question 8

Was ist ‘Schallschatten’?

Answer 8

Der Bereich hinter einer Fläche, wo kein Schall ist.

Question 9

Welcher Zusammenhang gilt zwischen Wellenlänge und Reflexionsfläche ?

Answer 9

• > Wellenlänge ist (5 mal oder mehr) kleiner als Reflexionsfläche: spiegelnde Reflexion (Einfallswinkel = Ausfallswinkel)
• > Wellenlänge entspricht der Reflexionsfläche: ungerichtete, diffuse Reflexion
• > Wellenlänge ist (5 mal oder mehr) größer als Reflexionsfläche: keine Reflexion

Question 10

Welche Hohlspiegelgesetze gelten bei Reflexionen an gekrümmten Flächen?

Answer 10

• > Konvex

- > Konkav

Question 11

Was ist der ‘Brennpunkt’?

Answer 11

Der Punkt, an dem ein Hohlspiegel alle parallelen Strahlen sammelt.

Question 12

Wie verändert sich die Lage des Brennpunkts (B) je nach Lage des Senders (S)?

Answer 12

• > Liegt S im Kreismittelpunkt (M), liegt auch B in M.
• > Liegt S in der Nähe von M, liegt B näher an M und entfernter von der Kreisfläche.
• > Liegt S genau zwischen M und der Kreisfläche, existiert kein B (Strahlen verlaufen parallel).
• > Liegt S in der Nähe von der Kreisfläche, existiert kein B (Strahlen verlaufen auseinander).

Question 13

Wie verlaufen Schallstrahlen, wenn die Raumbegrenzung als Ellipse, Parabel oder Hyperbel zu bewerten sind?

Answer 13

• > elliptische Reflexion: Schallstrahlen sammeln sich im Brennpunkt.
• > parabolische Reflexion: Schallstrahlen verlaufen parallel.
• > hyperbolische Reflexion: Schallstrahlen verlaufen auseinander.

Question 14

Warum sollten Brennpunkte in einem Raum vermieden oder verlagert werden?

Answer 14

Weil Hörer/innen im akustischen Brennpunkt sonst alles überdeutlicher als andere wahrnehmen würden.

Question 15

Wie kann die Bildung von Brennpunkten in Kuppelbauten vermieden werden?

Answer 15

• > Kuppelfläche mit schallabsorbierenden Materialen
• > Aufrauhung der Kuppelfläche durch konvexe Formen
• > durchlässige Kuppelfläche mit gerader/aufgerauhter/absorbierender Fläche dahinter.

Question 16

Was sind ‘stehende Wellen’ und warum sollten sie vermieden werden?

Answer 16

Wenn sich zwei Flächen parallel gegenüber stehen, reflektieren Schallwellen mehrmals zwischen ihnen. Die Druckknoten und Bäuche der Wellen bleiben dann stets an derselben Stelle, was zu stehenden Wellen führt.
Sie sollten vermieden werden, da es sonst an einigen Stellen im Raum besonders laut bzw. besonders leise ist.

Question 17

Was ist ‘schädlicher Schall’ und wie entsteht er?

Answer 17

-> Echos
Echos entstehen...
...im Freien.
...in Räumen mit schallschluckenden oder konkaven Wänden.
...in Theatern/Bühnenhäusern.

Question 18

Was ist ein ‘Flatterecho’ und wie entsteht es?

Answer 18

-> periodisches Echo

Entsteht, wenn sich zwei stark reflektierende Flächen gegenüber stehen. (z.B. in Tunneln oder Treppenaufgängen)

Question 19

Was ist ‘Hörsamkeit’ und wie wird sie bestimmt?

Answer 19

Die Eignung eines Raums für Musik- und Sprachdarbietungen. Sie wird über die Beschaffenheit und Dauer des Nachhalls bestimmt.

Question 20

Was ist die ‘Nachhallzeit’?

Answer 20

Die Zeit nach dem Abschalten der Schallquelle bis zu dem Punkt, an dem der Lautstärkepegel um das 1 tausendfache = 60dB abgenommen hat.

Question 21

Was eignet sich gut zur Anregung eines Raums?

Answer 21

• > Pistolenschuss
• > platzender Luftballon
• > Klappe

Question 22

Wodurch kann die Nachhallzeit und deren Verlauf beeinflusst werden?

Answer 22

Raumvolumen

Absorption durch Flächen im Raum

Question 23

Was ist die ‘äquivalente Absorptionsfläche’?

Answer 23

Modellfläche, die angibt, wie viel Schallenergie in einem Raum absorbiert wird.

Question 24

Wodurch lässt sich die Nachhallzeit berechnen.

Answer 24

Durch die Sabin’sche Nachhallformel und der äquivalenten Absorptionsfläche (nur bei geringen Absorptionswerten).

T_S = 0,163 * V / A

V… Raumvolumen
A… äquivalenten Absorptionsfläche

Question 25

Wodurch können Nachhallzeiten mit Absorptionswerten aller Art berechnet werden?

Answer 25

mit der Eyring’sachen Nachhallformel

Question 26

Was ist der Hallradius und wie wird er noch genannt?

Answer 26

‘Critical Distance’

-> Entfernung von der Schalquelle, aber der der Nachhallanteil ebenso groß ist wie der Direktschallanteil.

Question 27

Wie verändert sich der Original-Schallpegel zum Nachhallradius?

Answer 27

• > Innerhalb des NR: Original-Schallpegel nimmt mit Verdopplung des Abstands 6dB ab.
• > Bei NR: Original-Schallpegel ist genauso hoch wie der Nachhall.
• > Außerhalb des NR: Original-Schallpegel ist niedriger als Nachhall.

Question 28

Was sind weitere Merkmale der Hörsamkeit?

Answer 28

• > Deutlichkeitsmaß C_50 (Silben- und Satzverständlichkeit)
• > Klarheitsmaß C_80 (Klarheit für Musikdarbietungen)
• > Artikulationsverlust Al_cons (gibt den Verständnisverlust von Konsonanten in Prozent an)
• > Speech Transmission Index
• > Bassverhältnis (BR)
• > Stärkemaß (G)
• > Seitenschallgrad (LF)
• > Optimale Hörsamkeit