Untersuchungen haben gezeigt, dass die akustische Umgebung diverse Auswirkungen auf die Gesundheit und Produktivität von Menschen hat. Deswegen sind akustische Eigenschaften ein wichtiger Bestandteil in diversen Räumlichkeiten, um die Qualität des Klangs und die Sprachverständlichkeit zu optimieren. Nicht nur jeder Raum, sondern auch jeder Einrichtungsgegenstand darin, hat eine individuelle akustische Eigenschaft, die miteinander abgestimmt werden sollten. Demzufolge ist eine genaue Analyse für nationale Standards und das Wohlbefinden am Arbeitsplatz relevant.

Grundlagen/Basics

Akustik ist die Wissenschaft der Kontrolle, wie sich Geräusche in einem geschlossenen Bereich bewegen. Dazu gehört die Minimierung der Geräuschübertragung von einem Bereich in einen anderen und die Kontrolle der Eigenschaften des Schalls in Räumen selbst. Neben der Nachhallzeit, dem Echo und der Schallabsorption ist der Druckpegel und die Frequenz in einer Schallwelle ausschlaggebend für das Verhalten des Schalls.

Schallwellenausbreitung: Druckpegel

Schallwellen breiten sich in der Luft durch eine Störung des Umgebungsdrucks aus. Diese Störung ist zwar meist gering, aber für das menschliche Ohr wahrnehmbar. Der kleinste Ton, welcher ein Mensch hören kann, ist um neun Größenordnungen kleiner als der Umgebungsdruck und wird als Hörschwelle bezeichnet. Die Lautstärke dieser Störungen wird mit dem Schalldruckpegel (SPL) in Beziehung gesetzt, der auf einer logarithmischen Skala in Dezibel (dB) gemessen wird.


Schallwellenausbreitung: Frequenz

Die Frequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an. Je schneller die Teilchen schwingen, umso höher wird die Frequenz. Jedoch ist die Schallwellenausbreitung abhängig vom Material. Der Hörbereich des menschlichen Ohres liegt zwischen 20 Hertz und 20.000 Hertz. Die menschliche Sprache bewegt sich im Bereich von 250 Hz bis 2.000 Hz. Frequenzen, die darunter oder darüber liegen, können im Innenohr keine Schallempfindungen mehr auslösen.

Nachhallzeit

Die Nachhallzeit beschreibt das Maß für die Halligkeit in einem Raum. Genauer gesagt wird darunter die Zeit für das Abklingen eines Schalldruckpegels um 60 Dezibel nach Abschalten der Schallquelle in einem Raum verstanden. Allerdings ist die Nachhallzeit frequenzabhängig, da Materialien wie Stein, Holz, Teppich oder Textilien den Schall unterschiedlich stark absorbieren. Somit ist die Länge der Nachhallzeit abhängig von allen Absorptionsflächen und der Kubatur eines Bauwerks.


Echo

Ein Gespräch kann durch ein Echo in Innenräumen beeinträchtigt werden und störende Töne verstärken. Unter der Voraussetzung, dass die Dauer der Nachhallzeit lang genug ist, kann ein Echo auftreten. Es ist ein Schallsignal, dass durch die Reflexion von Schallwellen entsteht und verzögert beim Hörer eintrifft. Die Verlangsamung ist abhängig von der Distanz zwischen der reflektierenden Schallfläche, der Schallquelle und dem Zuhörer.


Schallabsorption

Ziel der Schallabsorption ist die Verminderung der Schallenergie, welche durch die Umwandlung in Wärme geschieht. Durch absorbierende Materialien wird den Schallwellen die Energie entzogen, so dass ihre Intensität vermindert wird. Die Fähigkeit der Schallabsorption eines Materials wird vom Schallabsorptionsgrad α angegeben, welcher das Verhältnis von absorbierter zu einfallender Schallenergie definiert. α = 0 bedeutet, dass keine Absorption stattfindet und der gesamte einfallende Schall reflektiert wird. Bei α = 0,5 wird 50 % der Schallenergie absorbiert und 50 % reflektiert. Bei α = 1 wird der komplette einfallende Schall absorbiert.