Untersuchung und Evaluation der Studioakustik von Abhör- und Aufnahmeräumen des ETI

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1 Untersuchung und Evaluation der Studioakustik von Abhör- und Aufnahmeräumen des ETI Diplomarbeit im Studiengang Musikübertragung (Tonmeister) vorgelegt von Christoph Bley

2 Untersuchung und Evaluation der Studioakustik von Abhör- und Aufnahmeräumen des ETI Diplomarbeit im Studiengang Musikübertragung (Tonmeister) HfM Detmold HOCHSCHULE FÜR MUSIK Erich-Thienhaus- Institut vorgelegt von: Christoph Bley Matrikelnummer: 7776 Erstgutachter: Prof. Dr.-Ing. Malte Kob Zweitgutachter: Dr.-Ing. Gottfried Behler

3 Inhaltsverzeichnis Einleitung 7 1 Grundlagen Bauakustik Ruhegeräusch Schalldämmung Luftschalldämmung Trittschalldämmung Exkurs: Messtechnik Grundlagen Messung von Impulsantworten mit Sweeps Impulsantworten in der Praxis Raumakustik Reflexionsverhalten Raummoden Laufzeitunterschiede Frequenzgang Nachhallzeit Anforderungen an die Raumakustik von Aufnahmeräumen 37 2 Methodik Messgrößen Messaufbau Messung der Wiedergabepegel Messungen des Dauergeräuschpegels Messung von Impulsantworten Durchführung Ergebnisse Brahmssaal-Regie Zusammenfassung Abhörsituation Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot mit Computer-Monitoren

4 Nachhallzeiten Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung zwischen Brahmssaal und Brahmssaal-Regie Luftschalldämmung der Tür zur Brahmssaal- Regie Luftschalldämmung der Fenster der Brahmssaal- Regie Regie Zusammenfassung Abhörsituation Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot mit Computer-Monitoren Betriebsschallpegelkurven an der Rückseite der Regie 1 ( Band-Bereich ) Nachhallzeiten Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung der Wand/Tür zu Regie Luftschalldämmung zwischen Regie 1 und ZGR Regie Zusammenfassung Abhörsituation Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Betriebsschallpegelkurven verschiedener Szenarien Nachhallzeiten Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Regie Großer Seminarraum als Abhörraum Zusammenfassung Abhörsituation Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot

5 Betriebsschallpegelkurven verschiedener Szenarien Nachhallzeiten Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung der Tür zum Großen Seminarraum Großer Seminarraum als Aufnahmeraum Zusammenfassung Raumakustik Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung Aufnahme Zusammenfassung Raumakustik Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 1 und ZGR Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Aufnahme Aufnahme Zusammenfassung Raumakustik Bauakustik Ruhegeräusch Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Aufnahme Diskussion und Ausblick Zusammenfassung der Ergebnisse Diskussion der Methodik Wiedergabepegel Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten Nachhallzeiten Ruhegeräusch Luftschalldämmung Ausblick A Anhang 145 A.1 Mittelung von Schallpegeln nach DIN

6 A.2 Beispielberechnung der Einzahlwerte und Spektrum-Anpassungswerte der Luftschalldämmung bei Messungen von 1 Hz bis 3 15 Hz A.3 Vergleichsspektrum zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte in erweiterten Frequenzbereichen in Terzbändern A.4 Einstellen des Referenz-Abhörpegels L LIST ref für Breitbandlautsprecher gemäß SSF 2.1/ A.5 Nachschwingverhalten der Monkey Forest-Filter Literaturverzeichnis 149 Danksagung 151

7 Einleitung Während der Wahl eines geeigneten Aufnahmeraums, der Mikrofone und gegebenenfalls der Effektgeräte zur Klangbearbeitung im Produktionsalltag viel Aufmerksamkeit gewidmet wird, werden die Umgebungsbedingungen, die auf die Bewertung dieser Faktoren den direktesten Einfluss ausüben, oft nicht beachtet beziehungsweise mit der Haltung das hat bestimmt alles seine Richtigkeit abgehakt. So stellt sich der (wenig erfahrene) Tonmeister, wenn er in einen mit sichtlich großem Aufwand gebauten und ausgestatteten Regieraum kommt, kaum die Frage, ob die akustische Umgebung überhaupt eine zuverlässige Bewertung der Hörereignisse erlaubt dabei führen Defizite dieser Umgebung zwingend zu Fehlbeurteilungen und Fehlentscheidungen bei allen Arbeitsschritten im Produktionsprozess! Wenn beispielsweise die Raumakustik nicht mitspielt, sprich, an der Hörposition eines Abhörraums aufgrund von Raummoden oder Reflexionen der Frequenzgang lokal verzerrt ist, neigt das trainierte Ohr dazu, Gegenmaßnahmen, z. B. in Form eines anderen Mikrofons oder mittels Equalizern, zu ergreifen wird diese Aufnahme unter veränderten Hörbedingungen wiedergegeben, so werden die Defizite des Abhörraums, in dem die Aufnahme entstand, hörbar. Neben der Raumakustik können auch bauakustische Umgebungsbedingungen dazu führen, dass auf der Aufnahme Schallereignisse überhört beziehungsweise falsch bewertet werden: Störgeräusche von innerhalb oder außerhalb der Regie können beispielsweise Störgeräusche oder unerwünschte Ereignisse im Aufnahmeraum überhörbar machen, was im schlimmsten Fall zu unbrauchbaren Aufnahmen führen kann. Da das Erich-Thienhaus-Institut (ETI) vergleichsweise luxuriöse Ausbildungs- und Aufnahmebedingungen bietet, besteht gerade hier die Gefahr, dass kein oder nur ein geringes Bewusstsein dafür entwickelt wird, dass perfekte Abhör- und Aufnahmebedingungen nicht selbstverständlich sind oder die akustischen Bedingungen vielleicht gar nicht so perfekt sind, wie sie auf den ersten Blick scheinen. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher gezeigt, welche Parameter für die Beurteilung der Qualität von Abhör- und Aufnahmeräumen von Bedeutung sind und wie diese Parameter in der Praxis gemessen werden können. Dazu wird die Studioakustik von vier Abhörräumen (Regie 1, Regie 2, Brahmssaal-Regie und Großer Seminarraum ) sowie drei Aufnahmeräumen des ETI (Aufnahme 1, Aufnahme 2 und Großer Seminarraum ) untersucht. Die Ergebnisse sollen den Lesern (insbesondere den Studenten des ETI) die nötigen Daten an die Hand geben, um sich selbst eine Meinung davon bilden zu können, un- 7

8 ter welchen studioakustischen Bedingungen im ETI produziert wird und ob beziehungsweise mit welchen Einschränkungen unter diesen Bedingungen eine objektive Beurteilung des Gehörten möglich ist. 8

9 1 Grundlagen Wer einmal in einem nur unzureichend isolierten Regieraum saß, während im Aufnahmestudio nebenan die Bassdrum wummerte, weiß, wie störend sich Schallimmissionen auf die eigene Arbeit auswirken. Ebenso schlimm sind Geräusche, die aus dem Arbeitsraum selbst stammen, wie etwa brummende Trafos oder die Lüfter der Geräte im Siderack. Im Abschnitt Bauakustik werden daher zunächst Möglichkeiten der Schallübertragung in Gebäuden und Messverfahren zur Bewertung von Störgeräuschpegeln sowie der Schalldämmung von Räumen besprochen. Im Abschnitt Raumakustik werden Wechselwirkungen zwischen Raum und Schallquellen erörtert sowie Messverfahren und Empfehlungen vorgestellt. 1.1 Bauakustik Schallschutz und Bauakustik sollen im Studiobau sicherstellen, einerseits in den Aufnahme- und Regieräumen ohne Beeinträchtigungen von außen, aus benachbarten Räumen oder aus gebäudetechnischen Anlagen arbeiten zu können und andererseits diese Räume mit hohen Schalldruckpegeln nutzen zu können, ohne Beeinträchtigungen außerhalb hervorzurufen. ([1], Abschnitt 6.1.1) Um die geforderte bauakustische Trennung gewährleisten zu können, ist ein trennendes Bauteil mit hohem Schalldämmmaß erforderlich. Außer den reinen Wandeigenschaften sind dabei der Einfluss von Einbauten wie Türen, Fenstern, Kabelkanälen, Klimakanälen etc. zu berücksichtigen, da sie die trennende Wirkung des Bauteils stark reduzieren können. Schall kann sich innerhalb von Gebäuden sowohl als Luftschall als auch als Körperschall ausbreiten. Bei der Übertragung als Luftschall werden trennende Bauteile durch auftreffende Schallwellen (z. B. von einem Instrument oder Lautsprecher) zu Schwingungen angeregt, während der Schall bei Körperschallübertragung durch direkten Kontakt des Bauteils mit einer schwingungserregenden Quelle (wie z. B. einem Lautsprecher, einer Maschine oder, im Falle des Trittschalls, einer gehenden Person) eingeleitet wird. Der eingeleitete Schall kann dabei jedoch nicht nur über das eigentliche trennende Bauteil (meist Wände zwischen Räumen), sondern auch über flankierende Bauteile wie Decken und Böden übertragen werden ( Flankenübertragung ). Zur Beurteilung der Anfälligkeit eines Raumes für störende Schallimmissionen ist das Bau-Schalldämmmaß (DIN EN ISO 14-4 [2]) definiert, zur Bewertung des aus dem Arbeitsraum selbst stammenden Störschalls, des Ruhegeräuschs, werden üblicherweise sogenannte Grenzkurven nach DIN [3] herangezogen (nach [1], Abschnitt 6.1.1). 9

10 1.1.1 Ruhegeräusch In Regie- und Aufnahmeräumen sollte nach Möglichkeit absolute Ruhe herrschen, das heißt, sowohl von außen wie aus dem Raum selbst sollten keine störenden Geräusche an das Ohr des Tonmeisters dringen. Diese Forderung nach Ruhe im Saal stellt jedoch hohe Anforderungen an Haus- und Studiotechnik: Die Beleuchtung darf keine Geräusche von sich geben (weder im laufenden Betrieb noch während des Aufwärmens und Abkühlens), und die Klimaanlage muss zwar die oft immense Hitzeabstrahlung großer Mischpulte und weiterer Geräte kompensieren, dabei jedoch möglichst lautlos arbeiten. Studiotechnische Geräte können sich durch Lüftergeräusche, Trafobrummen o. Ä. bemerkbar machen, und wenn man Pech hat, verirrt sich auch mal ein Sicherungsschrank mit klickenden Relais in den Regieraum (wie zum Beispiel in der Brahmssaal-Regie). Zur Bewertung des im Raum vorhandenen Dauergeräuschs gibt die DIN Empfehlungen zu höchstzulässigen Schalldruckpegeln von Dauergeräuschen in Aufnahme- und Abhörräumen ([3], Abschnitt 4.6.2). Dabei wird zwischen dem in einem Raum immer vorhandenen Dauergeräuschpegel und dem durch die Produktion verursachten Betriebsschallpegel unterschieden. Dauergeräusche sind demnach alle Geräusche, die bei eingeschalteten haus- und studiotechnischen Anlagen auftreten. Für die Feststellung des Dauergeräuschpegels (auch: Ruhegeräuschpegel ) sind Einzahlwerte, wie z. B. Messung des A-bewerteten Schalldrucks, meist nicht ausreichend, da die spektralen und zeitlichen Eigenschaften des Störgeräuschs dabei nicht ausreichend in die Beurteilung eingehen würden ([1], Abschnitt ). Stattdessen wird der Ruhegeräuschpegel in Terzbändern von 5 Hz bis 1 khz mit einer Mittelungsdauer von 3 s als L pfeq,t -3s gemessen (Mittelung von Schallpegeln nach DIN [4] siehe Anhang A.1). Das Dauergeräusch darf keine tonalen und periodischen Komponenten enthalten. DIN teilt jedem Raum entsprechend seiner Nutzung eine sogenannte Grenzkurve (GK) zu (siehe Tabelle 1.1); Empfehlungen speziell für Referenz-Hörräume und Tonregieräume finden sich in SSF-1.1/22 [5]. Die GK-Kurven sind in Abbildung dargestellt; die höchste einer bestimmten Raumgruppe zugeordnete Grenzkurve darf nicht überschritten werden. In Tabelle 1.2 findet eine Zuordnung der zu untersuchenden Räume des Erich-Thienhaus-Instituts gemäß den Empfehlungen aus DIN beziehungsweise SSF-1.1/22 statt. Die Messung des Dauergeräuschpegels erfolgt in Regie- und Abhörräumen am Abhörpunkt in einer Höhe von 1,2 m über dem Boden; in Aufnahmeräumen muss der gesamte Tonaufnahmebereich bei der Beurteilung berücksichtigt werden (nach [1], Abschnitt ). 1

11 Gruppe Raumnutzung GK 1 Hörspiel GK 2.1 Ernste Musik Kammermusik GK 2.2 Sinfonische Musik GK5 3 Unterhaltungsmusik GK15 4 Räume, in denen vorwiegend Sprache aufgenommen GK5 bis GK1 wird 5 Räume, in denen vorwiegend die Tonqualität GK5 bis GK15 beurteilt wird 1 und/oder eine Tonbe- arbeitung stattfindet 6 Produktionsstudios des Fernsehens und Bearbeitungsräume in Fernsehen und Hörfunk GK1 bis GK2 7 Bearbeitungsräume mit büroähnlichem GK2 bis GK25 Charakter 8 Technische Räume NR3 bis NR Referenz-Hörräume und Tonregieräume GK1 (max. GK15) Tabelle 1.1: Raumgruppen entsprechend ihrer Nutzung nach DIN und SSF- 1.1/22 Raum Nutzung Gruppe Regie 1 Klangeinstellung/Editing/Mix 9/GK1 (max. GK15) Regie 2 Klangeinstellung/Editing/Mix 9/GK1 (max. GK15) Brahmssaal-Regie Klangeinstellung/Editing/Mix 9/GK1 (max. GK15) Gr. Seminarraum Editing/Mix, Referenz-Abhörraum, 9/GK1 (max. GK15) Unterrichtsraum Aufnahme 1 Aufnahme-Studio 3/GK15 (Pop/Rock/Jazz) Aufnahme 2 Aufnahme-Studio 3/GK15 (Pop/Rock/Jazz) Gr. Seminarraum Aufnahme-Studio (Pop/Rock/Jazz) 3/GK15 Tabelle 1.2: Zuordnung der Räume des ETI zu GK-Raumgruppen 1 Räume, in denen aufgenommen, gemischt oder gemastert wird (Interpretation des Autors). 2 Verweist auf die international gebräuchlichen Noise Rating -Kurven nach ISO

12 Abbildung 1.1.1: Grenzkurven nach DIN ([3], Abschnitt 4.6.2) Schalldämmung Neben Geräuschemissionen innerhalb eines Raumes müssen zur Beurteilung der Bauakustik eines Raums auch die kaum zu vermeidenden Geräuschimmissionen berücksichtigt werden. Dabei wird unterschieden zwischen Luft-, Trittund Körperschall. Körperschall ist Schall, der sich in Festkörpern ausbreitet. Da in der Studioakustik von geschlossenen Räumen ausgegangen wird, wird sämtlicher Schall, der von außerhalb des Raumes an das Ohr des Tonmeisters dringt, durch Körperschall übertragen. Die weitere Unterscheidung zwischen Luft- und Trittschall bezieht sich auf die Frage, wie der Schall in die umgebenden Wände eingeleitet wurde. Im Fall des Luftschalls treffen Schallwellen auf ein trennendes Bauteil, regen es an, und in der Folge breiten sich Schwingungen in dem Bauteil beziehungsweise auch in angrenzenden Bauteilen aus. Im Fall des Trittschalls wird das trennende Bauteil hingegen durch direkten Kontakt zum Schwingen angeregt, beispielsweise durch ein auf dem Boden stehendes, nicht entkoppeltes Klavier, eine Bassdrum, oder durch die Schritte sich bewegender Personen Luftschalldämmung Die Luftschalldämmung zwischen zwei Räumen wird durch das Schalldämmmaß des trennenden Bauteils bestimmt. Das Schalldämmmaß R ist definiert als der zehnfache dekadische Logarithmus des Verhältnisses der auf das Bauteil treffenden Schallleistung P 1 zu der vom Bauteil in den benachbarten Raum abgestrahlten Schallleistung P 2 ([1], Abschnitt ): R = 1 log P 1 P 2 (1.1) 12

13 Wenn man statt des Quotienten der ein- und abgestrahlten Schallleistungen den Quotienten der sich einstellenden Energiedichte in beiden Räumen bildet ([6], Abschnitt 8.9.1), ergibt sich R zu R = L 1 L log S A db (1.2) beziehungsweise mit der Schallpegeldifferenz D = L 1 L 2 zu R = D + 1 log S A db (1.3) mit der äquivalenten Schallabsorptionsfläche des Empfangsraums A und der Fläche des trennenden Bauteils S. Der Summand 1 log S A berücksichtigt, dass der sich im Empfangsraum einstellende Schallpegel nicht nur durch das trennende Bauteil verringert wird, sondern auch durch Schallabsorption. Das Schalldämmmaß sollte daher in der Praxis kleiner sein als die Schallpegeldifferenz. Sofern die Messung nicht an einem speziellen Prüfstand mit unterdrückter Nebenwegübertragung durchgeführt wird, erfolgt die Schallübertragung nicht ausschließlich über das trennende Bauteil, sondern auch über flankierende Bauteile. Daher wird bei Messungen in realen Gebäuden analog zu Formel 1.2 das Bau-Schalldämmmaß R verwendet: R = L 1 L log S A db (1.4) Bei versetzt zueinander angeordneten oder abgestuften Räumen ist S der beiden Räumen gemeinsame Teil der Trennwandfläche. Wenn die gemeinsame Fläche kleiner als 1 m 2 ist, muss dies im Prüfbericht angegeben werden; S wird dann zu max(s; V/7, 5) bestimmt. V ist dabei das Volumen des Empfangsraums. Sofern keine gemeinsame Fläche existiert, wird an Stelle des Bau- Schalldämmmaßes die Norm-Schallpegeldifferenz D n mit D n = L 1 L log A A db (1.5) berechnet [2]. Die Bezugsabsorptionsfläche A wird für Räume in Gebäuden beziehungsweise Räume vergleichbarer Größe A = 1 m 2 gesetzt ([2], Abschnitt 3.4). Außer den bisher genannten Größen (Schalldämmmaß, Bau-Schalldämmmaß, Schallpegeldifferenz und Norm-Schallpegeldifferenz) ist noch die Standard- Schallpegeldifferenz D nt definiert zu D nt = L 1 L log T T db (1.6) mit T =, 5 s. Die Normierung der Schallpegeldifferenz auf die Nachhallzeit von T =, 5 s im Empfangsraum entspricht der Normierung der Schallpegeldifferenz auf eine Bezugs-Absorptionsfläche von A =, 32 V mit dem Volumen des Empfangsraums V ([2], Abschnitt 3.4, Anmerkung 2). 13

14 Konkrete Anforderungen an die bauakustische Trennung zweier Räume ergeben sich aus den zu erwartenden maximalen Betriebsschalldruckpegeln des schallemittierenden Raums und dem maximal zulässigen Ruhegeräuschpegel. Typische Werte für Schallpegeldifferenzen D w (siehe Abschnitt Bildung von Einzahlwerten auf S. 18 ff.) zwischen Regie- und Aufnahmeräumen liegen im Bereich zwischen 6 db und 75 db (nach [1], Abschnitt ). Messung des Bau-Schalldämmmaßes nach DIN EN ISO 14-4 DIN EN ISO 14-4 legt Verfahren zur Messung der Luftschalldämmung von Innenwänden, Decken und Türen fest. Die Vorgehensweise hierfür ist für alle oben genannten Messparameter grundsätzlich gleich: Ein Senderaum wird durch einen oder mehrere Lautsprecher angeregt und der mittlere Schalldruckpegel gemessen; im Empfangsraum wird das Schallfeld ebenfalls von Mikrofonen abgetastet, woraufhin die in beiden Räumen gemessenen Schalldruckpegel über die oben beschriebenen Formeln zueinander in Relation gesetzt werden. Aufgrund des Grundrisses und der Nutzung der zu überprüfenden Räume des Erich-Thienhaus-Instituts (direkt nebeneinanderliegende Aufnahme- und Abhörräume) ist die Luftschalldämmung und damit das Bau-Schalldämmmaß zwischen den Räumen für die dortigen Arbeitsbedingungen von besonderem Interesse. Das Bau-Schalldämmmaß kann in Terz- oder Oktavbändern gemessen werden. Beide Methoden werden in der heutigen Studiobau-Praxis angewandt. Da die Messung in Terzbändern die Eigenschaften des trennenden Bauteils jedoch detaillierter beschreibt als die zweite Variante und obendrein auch das Standardverfahren nach DIN EN ISO 14-4 ist, beziehen sich die folgenden Betrachtungen auf die Vorgaben zur Messung in Terzbändern. DIN EN ISO 14-4 fordert zunächst Messung in Terzbändern von 1 bis 3 15 Hz, empfiehlt aber eine Erweiterung um die beiden nächsthöheren Terzbänder (4 und 5 Hz). Es ist auch eine Erweiterung des unteren Frequenzbereichs um drei Terzbänder (5, 63 und 8 Hz) vorgesehen; da die Forderung nach einem diffusen Schallfeld in diesem Frequenzbereich in der Regel nicht eingehalten werden kann (vgl. [2], Anhang D), muss dabei zusätzlicher Aufwand betrieben werden, um dennoch aussagekräftige Messungen durchführen zu können (siehe Abschnitt ). Die Maße der Luftschalldämmung in den Terzbändern oberhalb 5 Hz können nach den oben genannten Formeln zwar berechnet werden, die Bildung der Einzahlwerte bezieht sich jedoch auf eine Referenzkurve, die nur Frequenzen bis maximal 5 Hz berücksichtigt (vgl. Abschnitt Bildung von Einzahlwerten für Maße der Luftschalldämmung, S. 18 ff.). Erzeugung des Schallfeldes in Sende- und Empfangsraum Sowohl im Sendeals auch im Empfangsraum muss ein möglichst diffuses Schallfeld erzeugt werden. Im idealen diffusen Schallfeld sind die Einfallsrichtungen des an einem beliebigen Punkt eintreffenden Schalls statistisch gleich verteilt, daher ist der ge- 14

15 messene Schallpegel sowohl unabhängig vom Messort ([1], Abschnitt 5.1.1) als auch vom Ort der Schallquelle. In Frequenzbereichen, in denen einzelne Raummoden dominant sind, hängt die Anregung des Raumes stark von der Position der Quelle innerhalb der Druck-Schnelle-Verteilung im Schallfeld des Raums ab: Ein Druckwandler ( konventioneller Lautsprecher) bewirkt maximale Anregung in den Druckmaxima der Raummoden und minimale Anregung in den Druckminima der Raummoden (siehe Abschnitt ), ein Schnellewandler (Dipollautsprecher) hingegen erzielt maximale Anregung in den Schnellemaxima der Raummoden und minimale Anregung in den Schnelleminima der Raummoden ([1], Abschnitt ). Dieser sensible untere Frequenzbereich wird nach oben hin durch die Schröderfrequenz (auch Großraumfrequenz ) T f schroeder 2 V (1.7) mit der Nachhallzeit T und dem Raumvolumen V begrenzt. Das im Senderaum erzeugte Schallfeld muss stationär sein, gleichzeitig sollte das Anregungssignal im Messbereich ein kontinuierliches Spektrum mit nur geringen Pegelunterschieden zwischen benachbarten Terzbändern aufweisen. Beide Anforderungen können durch Verwendung von statistischen oder quasistatistischen Signalen erfüllt werden; in der Praxis werden meist Anregungssignale mit weißen Spektren verwendet (siehe Abschnitt 1.2.1). Da Wände im Allgemeinen Tiefpasscharakteristik besitzen, darf das Spektrum des Rauschsignals angepasst werden, um im Empfangsraum auch bei hohen Frequenzen den benötigten Signal-Rausch-Abstand von mindestens 6, besser 1 db zu erreichen (nach [2], Abschnitt 6.2). Die abgestrahlte Schallleistung muss ebenfalls so angepasst werden, dass der geforderte SNR in allen gemessenen Terzbändern eingehalten werden kann. Die Anregung im Senderaum kann durch einen oder mehrere Lautsprecher erfolgen. Wenn nur ein einzelner Lautsprecher verwendet wird, müssen die Messungen mindestens an zwei unterschiedlichen Standorten der Schallquelle durchgeführt werden. DIN EN ISO 14-4 gibt Empfehlungen zur Positionierung der Schallquelle und der Messmikrofone im Senderaum: 1. Das Direktfeld der Schallquelle darf an den Oberflächen der Wände, Fußböden und Decken, die zur Schallübertragung beitragen, nicht überwiegen. Das bedeutet, dass der Abstand der Schallquelle zu den Raumbegrenzungen, die zur Schallübertragung beitragen könnten, größer gleich dem Hallradius im Senderaum sein muss. 2. Die Mikrofonpositionen müssen sich außerhalb des Direktfelds der Schallquelle befinden. 3. Der Abstand zwischen Messmikrofon und Schallquelle darf nicht kleiner als 1 m sein. 15

16 4. Der Abstand zwischen unterschiedlichen Lautsprecherpositionen darf nicht geringer als,7 m sein. 5. Mindestens zwei Positionen müssen wenigstens 1,4 m voneinander entfernt sein. 6. Der Abstand zwischen den Raumbegrenzungen und dem Mittelpunkt der Schallquelle darf nicht geringer als,5 m sein. 7. In denselben Ebenen parallel zu den Raumbegrenzungen dürfen sich nicht mehrere Lautsprecherpositionen befinden. 8. Der Abstand zwischen jeder Mikrofonposition und Raumbegrenzungen oder Diffusoren darf nicht kleiner als,5 m sein. 9. Wenn möglich sollten größere Abstände als die in dieser Auflistung genannten eingehalten werden. Um sinnvolle Sende- und Empfangspositionen festlegen zu können, muss die Ausdehnung des Direktfeldes rund um die Schallquelle abgeschätzt werden. Daher folgen hier einige Überlegungen zum Hallradius (nach [1], Abschnitt 5.1.1): Das eine ungerichtete Schallquelle umgebende Direktfeld wird durch den Hallradius r H mit A r H = (1.8) 16π mit der äquivalenten Schallabsorptionsfläche A begrenzt. Wenn man die Formel von Sabine zur Bestimmung der Nachhallzeit V T =, 163 (1.9) A + 4mV hinzunimmt und die Luftdämpfung m vernachlässigt, ergibt sich für den Hallradius V r H, 57 (1.1) T Der Hallradius und damit die Ausdehnung des Direktfeldes um eine ungerichtet abstrahlende Schallquelle ist demnach abhängig von Volumen und Nachhallzeit des jeweiligen Raumes: je kleiner der Raum, desto geringer der Hallradius; je kleiner die Nachhallzeit, desto größer der Hallradius. Weiterhin gilt: je gerichteter die Abstrahlung der Schallquelle, desto größer der Hallradius: r R = Γ(ϑ) γ r H (1.11) Γ(ϑ) bezeichnet dabei den Richtungsfaktor 3 der Schallquelle und γ deren Bündelungsgrad 4. 3 Verhältnis des unter dem Winkel ϑ gegen die Bezugsachse abgestrahlten Schalldrucks zum auf der Bezugsachse im gleichen Abstand erzeugten Schalldruck ([1], Abschnitt 5.1.1). 4 Verhältnis der Schallleistung eines Kugelstrahlers nullter Ordnung zur Schallleistung des realen Strahlers ([7], Abschnitt 3.1.2). 16

17 Je näher die Schallquelle an den Raumbegrenzungen steht, desto größer wird darüber hinaus der Einfluss des von PZM-Mikrofonen bekannten Grenzflächen- Effekts: Bei Anordnung auf einer schallreflektierenden Fläche und Abstrahlung in den darüberliegenden Halbraum vergrößert sich der Hallradius gegenüber der freien Aufstellung im Raum um den Faktor 2 auf A V r g =, 8 8π T. (1.12) Diese physikalischen Gegebenheiten führen dazu, dass Punkt 1 der obigen Aufzählung in kleinen Räumen nur schwer zu erfüllen ist, erst recht bei Verwendung einer gerichteten Schallquelle. Nach Möglichkeit sollte daher eine kugelförmig abstrahlende Schallquelle (ein sogenannter Dodekaeder-Lautsprecher) eingesetzt werden. Aber auch die anderen oben beschriebenen Zielsetzungen erweisen sich oft als miteinander konkurrierend (siehe auch Messungen in tiefen Frequenzbändern, S. 2). Sofern dennoch das Schalldämmmaß von Trennflächen zwischen kleinen Räumen bestimmt werden soll, empfiehlt DIN EN ISO 14-4, Lautsprecher in den Ecken des Senderaums zu positionieren. Zwar vergrößert sich durch die Nähe zu Begrenzungsflächen das Direktfeld rund um den Lautsprecher, die Abstrahlung bei tiefen Frequenzen kann dadurch jedoch unterstützt werden: Mit zunehmender Nähe der Schallquelle zu Begrenzungsflächen verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass die Schallquelle sich in einem Schalldruckknoten befindet. Ein weiterer wichtiger Effekt dieser Maßnahme ist, dass sich die Anzahl der Begrenzungsflächen, deren frühe Reflexionen die Messung verfälschen könnten, je nach Aufstellung um zwei oder drei verringert wird, daher also der Aufbau eines möglichst diffusen Schallfelds unterstützt wird. Als Nebenwirkung dieser Vorgehensweise muss auf den möglichen Anstieg des von flankierenden Bauteilen in den Empfangsraum übertragenen Schalls geachtet werden. Örtliche Mittelung des Schalldruckpegels Der mittlere Schalldruckpegel L kann entweder durch punktweise Abtastung des Schallfelds (nacheinander durch ein einzelnes Mikrofon oder gleichzeitig mit einer Anordnung mehrerer feststehender Mikrofone) oder durch bewegte Mikrofone (z. B. auf einem Schwenkarm) durch energetische Mittelung 5 nach Gleichung (1.13) bestimmt werden. L = 1 log [ 1 n ] n 1 L j/1 db db (1.13) i=1 Dabei ist L j der Schalldruckpegel L 1 bis L n an n verschiedenen Stellen im Raum ([2], Abschnitt 3.1). Messungen mit festen Mikrofonpositionen und mit einer einzelnen Schallquelle müssen an mindestens fünf Punkten im Raum durchgeführt werden. 5 Begriff energetische Mittelung : siehe [4], Abschnitt 3.1.1, Anmerkung 1. 17

18 Die Messpunkte müssen gleichmäßig innerhalb des für Messungen zulässigen Bereichs (vgl. Aufzählung auf S. 15 f.) verteilt sein. Zusammen mit den vorgeschriebenen zwei Lautsprecherpositionen beträgt die Mindestanzahl der durchzuführenden Messungen demnach zehn. Messung der Nachhallzeit und Berechnung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche In DIN EN ISO 14-4, Abschnitt 6.5 wird die äquivalente Absorptionsfläche A zur Berechnung des Korrektursummanden in Gleichung (1.4) zu, 16 V A = (1.14) T bestimmt. Dabei ist V das Volumen des Empfangsraums in Kubikmetern und T die nach ISO 354 gemessene Nachhallzeit im Empfangsraum in Sekunden. In ISO 354 wird ein Verfahren zur Bestimmung der Nachhallzeit durch Abschalten einer Schallquelle beschrieben; dabei werden Abklingkurven mindestens einer Lautsprecherposition und dreier Mikrofonpositionen mit je zwei Abklingverläufen ausgewertet. Für jedes Frequenzband sollen also mindestens sechs Abklingverläufe ausgewertet werden. Da heutzutage modernere Verfahren als die des abgeschalteten Rauschens zur Verfügung stehen (siehe Verfahren der integrierten Impulsantwort, DIN EN ISO ) und die Messunsicherheit dieser Verfahren in derselben Größenordnung liegt wie bei Anwendung eines Mittelwerts von n = 1 Messungen an jeder Position beim Verfahren des abgeschalteten Rauschens (...)[,] ist keine zusätzliche Mittelung erforderlich ([8], Abschnitt 7.2); die Anzahl der mindestens auszuwertenden Abklingkurven pro Frequenzband reduziert sich bei diesem Verfahren daher auf drei. Bildung von Einzahlwerten für Maße der Luftschalldämmung Das Vorgehen zur Bildung von Einzahlwerten für Maße der Luftschalldämmung ist in DIN EN ISO [9] beschrieben. Die darin definierten Einzahlwerte für Bau-Schalldämmmaß R, Norm-Schallpegeldifferenz D n sowie Standard-Schallpegeldifferenz D nt heißen bewertetes Bau-Schalldämmmaß R w, bewertete Norm-Schallpegeldifferenz D n,w und bewertete Standard-Schallpegeldifferenz D nt,w. Ein Einzahlwert der Schallpegeldifferenz D ist nicht explizit angegeben, jedoch wird in [9], Abschnitt 3.1, Anmerkung 1 darauf hingewiesen, dass im Allgemeinen (...) neue Einzahlangaben in der gleichen Weise abgeleitet werden, daher wird im Folgenden auch von der bewerteten Schallpegeldifferenz D w gesprochen. Der jeweilige Einzahlwert wird durch Verschieben der in Abbildung dargestellten Bezugskurve gebildet. Für Messungen, die nicht in Terzbändern durchgeführt wurden, gilt eine andere Bezugskurve. Die Messdaten müssen auf eine Dezimalstelle gerundet werden. Die zutreffende Bezugskurve wird in Schritten von 1 db (in DIN EN ISO (Entwurf 211) [1] auch,1 db) gegen die Messwertkurven verschoben, bis die Summe der ungünstigen Abweichungen so groß wie möglich ist, jedoch nicht größer als 32, db (Messung in 16 18

19 Abbildung 1.1.2: Bezugskurve zur Bildung von Einzahlwerten für Maße der Luftschalldämmung bei Messung in Terzbändern (aus [9], Abschnitt 4.2) Terzbändern [von 1 bis 3 15 Hz]) oder 1, db (Messung in fünf Oktavbändern [125 bis 2 Hz]) ist. Eine ungünstige Abweichung liegt vor, wenn das Messergebnis niedriger ist als der Bezugswert. Der Wert (in db) der Bezugskurve bei 5 Hz nach dem Verschieben der Bezugskurve ist R w beziehungsweise D n,w usw. (nach [9], Abschnitt 4.4). Weiterhin werden zwei Spektrum-Anpassungswerte C und C tr berechnet; diese sind zur betrachteten Einzahlangabe zu addieren, um die Luftschalldämmung des trennenden Bauteils bei Beschallung durch verschiedene Schallpegelspektren im Senderaum zu berücksichtigen ([9], Abschnitt 3.2). Zur Berechnung von C werden die berechneten Parameter in jedem Frequenzband mit A-bewertetem rosa Rauschen verglichen, zur Berechnung von C tr mit A- bewertetem städtischem Straßenlärm (Abbildung 1.1.3). Die Spektrum-Anpassungswerte C j errechnen sich zu C j = X Aj X w (1.15) Dabei ist j der Index für die Schallspektren 1 und 2 (vgl. Abb ) und X w ein Einzahlwert (z. B. R w, siehe oben). X Aj berechnet sich nach X Aj = 1 log 1 (L ij X i )/1 db db (1.16) Dabei ist i der Index für die Terzbänder von 1 Hz bis 3 15 Hz oder die Oktavbänder von 125 bis 2 Hz, L ij der Schallpegel nach dem verwendeten Spektrum 1 oder 2 (vgl. Abb ) und X i steht für die ursprünglichen 19

20 Abbildung 1.1.3: Schallpegelspektren zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte bei Messungen in Terzbändern: (1) A-bewertetes rosa Rauschen, (2) A-bewerteter städtischer Straßenlärm (aus [9], Abschnitt 4.3) Werte der jeweiligen Messgröße (z. B. das Bau-Schalldämmmaß R ) bei der Messfrequenz i. Eine Beispielberechnung ist in Anhang A.2 abgebildet. Die Einzahlangaben und Spektrum-Anpassungswerte müssen mit Bezug auf DIN EN ISO angegeben werden. Die zwei Spektrum-Anpassungswerte werden in der Form X w (C; C tr ) angegeben, also für das bewertete Bau- Schalldämmmaß z. B. als R w(c; C tr ) = 41 (; 5) db ([9], Abschnitt 5). Wenn Messungen für einen erweiterten Frequenzbereich durchgeführt werden (also jenseits von 1 Hz bis 3 15 Hz), können zusätzliche Spektrum- Anpassungswerte für diesen Frequenzbereich berechnet und angegeben werden. Der verwendete Frequenzbereich wird im Index von C oder C tr angegeben, also z. B. als C oder C tr,1 5. Der dazugehörige Einzahlwert wird dann z. B. als R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr,5 5 ) =... angegeben. Die zur Bestimmung der Einzahlwerte und Spektrum-Anpassungswerte im erweiterten Frequenzbereich von 5 bis 5 Hz benötigte Bezugskurve sowie die Kurven der Vergleichsspektren sind in Anhang A.3 angegeben. Da es aktuell keine Bezugskurven für Frequenzbereiche jenseits dieses erweiterten Frequenzbereichs gibt, können bei der Bildung der Einzahlwerte für Parameter der Luftschalldämmung nur Anregespektren innerhalb dieses Frequenzbereichs berücksichtigt werden. 2

21 Messungen in tiefen Frequenzbändern (DIN EN ISO 14-4, Anhang D) In kleinen Räumen kann ein diffuses Schallfeld in den unteren Frequenzbändern (im Allgemeinen unterhalb etwa 4 Hz und speziell unterhalb von 1 Hz) nicht erwartet werden: Da die allgemeine Anforderung, dass die Raumabmessungen mindestens eine Wellenlänge betragen sollten, nicht erfüllt werden kann, kommt es zur Ausbildung stehender Wellen im gesamten Raum. Die Erregung der Eigenschwingungen des Raumes ist stark von den Schallquellenorten abhängig; das Schalldämmmaß ändert sich, je nachdem, welche Eigenschwingungen des Raumes angeregt werden. Um trotzdem möglichst zuverlässige Messwerte bei tiefen Frequenzen zu bekommen, muss im Vergleich zu höheren Frequenzen zusätzlicher Aufwand betrieben werden: - Die Mindestabstände für die Positionen der Schallquelle sowie der Messmikrofone (vgl. S. 15 f.) müssen erhöht werden. - Die Anzahl der Mikrofonpositionen muss erhöht werden. - Die Anzahl der Lautsprecherpositionen muss auf mindestens drei erhöht werden. Diese Anforderungen sind die logische Konsequenz der physikalisch bedingten Tatsache, dass die resultierenden Schalldrücke bei Wellenlängen in der Größenordnung der Raumabmessungen lokal stark unterschiedlich sind. Sie sind jedoch in der Praxis nur begrenzt anwendbar: Vergrößerung der Abstände zu Raumbegrenzungen verkleinert den zulässigen Raum für Schallquellen/Mikrofone, gleichzeitig soll aber in diesem verkleinerten Raum die Anzahl der Messpositionen und deren Abstand zueinander vergrößert werden! Anwendung von DIN EN ISO 14-4 im Studiobau? DIN EN ISO 14-4:1998 beschreibt das in Deutschland aktuell gültige Verfahren zur Bestimmung der Luftschalldämmung zwischen Räumen. Der praktische Nutzen der darin definierten Parameter sollte jedoch kritisch hinterfragt werden. Die erste Widersprüchlichkeit findet sich bereits in der Definition des Bau- Schalldämmmaßes: Zwar ist durch das Apostroph an R gekennzeichnet, dass zu der gemessenen Schallpegeldifferenz auch Nebenwege beigetragen haben, Bezug genommen wird jedoch trotzdem auf eine feste Trennfläche S. Da die tatsächlich zur Schallübertragung beitragende Trennfläche außerhalb bauakustischer Prüfstände kaum bestimmt werden kann, ist ein Bezug auf ein S willkürlich und damit der Sinn des Bau-Schalldämmmaßes fragwürdig. Hinzu kommt noch, dass die Sabine sche Formel zur Berechnung der Nachhallzeit, die der Berechnung der äquivalenten Absorptionsfläche nach DIN EN ISO 14-4, Abschnitt 6.5 zugrunde liegt, nur für kleine Absorptionsgrade (α <.3 ([11], Abschnitt 4.4.1)) annähernd korrekte Ergebnisse liefert; für große Absorptionsgrade strebt sie gegen einen konstanten Wert, anstatt null zu werden ([12], Abschnitt 4) in Tonstudios sind im Schnitt jedoch deutlich höhere Absorptionsgrade üblich. Wie groß die Abweichung der Sabine schen Nachhallzeitformel 21

22 bei hohen Absorptionsgraden von den real gemessenen Werten tatsächlich ist, zeigt Abbildung Abbildung 1.1.4: Abweichung verschiedener Formeln zur Berechnung der Nachhallzeit bei hohen Absorptionsgraden vom gemessenen Wert (aus [12]) Um den Fehler, der bei Verwendung der Sabine schen Nachhallformel entsteht, zu vermeiden, könnte die äquivalente Schallabsorptionsfläche nach [13], Abschnitt 13.4 mit A = α i S i (1.17) i als Summe der Produkte einzelner Teilflächen S i mit ihren Absorptionsgraden α i berechnet werden, wobei jedoch das Problem, einen sinnvollen Wert für die Trennfläche S festzulegen, weiterhin bestehen bleibt. Stattdessen könnten die weiter oben bereits erwähnte Norm-Schallpegeldifferenz D n oder die Standard-Schallpegeldifferenz D nt verwendet werden allerdings beziehen auch sie sich auf weitgehend willkürliche Größen: Die Verwendung einer Bezugsabsorptionsfläche von 1 m 2 bei der Norm-Schallpegeldifferenz hat ebenso wie die Bezugsnachhallzeit von,5 s bei der Standard-Schallpegeldifferenz nur wenig mit den tatsächlichen akustischen Bedingungen in Tonstudios zu tun. Zudem wird in dem Moment, wo die tatsächlichen Werte, die mit den Bezugswerten in Relation gesetzt werden, kleiner als die Bezugswerte sind, der Korrektursummand größer null was physikalisch keinen Sinn ergibt, da mit den Korrektursummanden die Erhöhung der Messwerte der Schallpegeldifferenz durch Absorption und Nachhall im Empfangsraum ausgeglichen werden sollte (vgl. Abschnitt ). Man muss sich daher fragen, welchen praktischen Vorteil die Angabe von R, D n und D nt als Qualitätskriterien im Studiobau gegenüber der Schallpegeldifferenz D hat: Durch die Korrektur von Schallabsorption und Nachhallzeit im Empfangsraum wird versucht, den Einfluss des Empfangsraums nach Möglichkeit zu kompensieren und damit den akustischen Eigenschaften des trennenden Bauteils näherzukommen. Dies ist für die Entwicklung und Optimierung 22

23 trennender Bauteile sinnvoll, im Tonstudio interessiert jedoch vor allem die Frage, welcher Schalldruckpegel bei einem gegebenen Sende-Geräuschpegel am Ohr/am Mikrofon im Empfangsraum zu erwarten ist und diese Frage wird bereits durch die Schallpegeldifferenz D beantwortet! Trittschalldämmung Die Trittschalldämmung kann, anders als die Luftschalldämmung, nicht durch die Differenzen der Schalldruckpegel im Sende- und Empfangsraum bestimmt werden, da die Anregung eben nicht durch Luftschall stattfinden soll. Stattdessen wird gemäß DIN EN ISO 14-7 [14] ein sogenanntes Norm-Hammerwerk eingesetzt. Durch die Normierung wird die Vergleichbarkeit des erzeugten Trittschalls sichergestellt. Der dabei im Empfangsraum gemessene Schallpegel wird als Trittschallpegel L i bezeichnet. Analog zu den Definitionen zur Berechnung der Luftschalldämmung ergeben sich daraus der Norm-Trittschallpegel L n zu L n = L i + 1 log A A db (1.18) mit A = 1 m 2 sowie der Standard-Trittschallpegel L nt zu L nt = L i + 1 log T T db (1.19) mit T =, 5 s. Die Vorgehensweise zur Messung des Trittschallpegels entspricht weitestgehend dem Vorgehen zur Messung des Luftschallpegels: Es müssen mehrere Anregepositionen und mehrere Messpositionen mit festgelegten Mindestabständen verwendet werden, und die gemessenen Trittschallpegel werden pro Terzband zeitlich und räumlich gemittelt. Wegen des beträchtlichen Aufwands, den die Beschaffung eines Norm-Hammerwerks für die vorliegende Arbeit bedeutet hätte, sowie aufgrund der Vermutung des Autors, dass die Untersuchung der Luftschalldämmung in den Arbeitsräumen des ETI wesentlich aufschlussreichere Ergebnisse liefern würde, wurde im Rahmen dieser Arbeit auf die Untersuchung der Trittschalldämmung verzichtet. 1.2 Exkurs: Messtechnik Schallpegelmessungen, wie sie im vorigen Abschnitt Bauakustik angesprochen wurden, lassen sich problemlos analog, also durch direkte Auswertung der jeweiligen Schalldruckdaten, durchführen; das Gleiche gilt für Messungen der Nachhallzeit (vgl. Abschnitt 1.3.3). Heute werden jedoch in der Regel sämtliche Messdaten aus Impulsantworten errechnet, da diese gegenüber den traditionellen Messmethoden diverse Vorteile haben. 23

24 1.2.1 Grundlagen Bei Messungen der Impulsantwort wird das System Signalquelle (Messgerät)- Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Aufzeichnungsgerät/Analysator (Messgerät) als lineares, zeitinvariantes System (LZI- oder engl.: LTI-System) angesehen. Linearität bedeutet, dass das Superpositionsprinzip gilt: Die Summe des Ausgangssignals zweier Signale, die einzeln durch das System geschickt werden, sind gleich dem Signal, das entsteht, wenn die Signale zuerst addiert und dann durch das System geschickt würden. Zeitinvarianz bedeutet, dass das am Ausgang anliegende Signal unabhängig vom Zeitpunkt, zu dem das Eingangssignal in das System geschickt wurde, immer dasselbe ist. Für akustische Messungen in Räumen bedeutet das, dass einige Bedingungen erfüllt sein müssen, damit diese Messmethode zuverlässige Ergebnisse liefert: Das Eingangssignal muss identisch sein und sämtliche Umgebungsbedingungen (Lufttemperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Positionen von Schallquelle und Empfänger) müssen konstant bleiben. Dies bedeutet auch, dass nach Möglichkeit keine Personen im Raum anwesend sein dürfen beziehungsweise der Einfluss der anwesenden Person(en) auf die Schallausbreitung minimiert werden muss (möglichst wenige Personen, während der Messungen immer am gleichen Ort, möglichst unbewegt). Der Lautsprecher sollte zudem im linearen Arbeitsbereich betrieben werden, um Verzerrungen des Anregungssignals zu vermeiden. Die einfachste Möglichkeit zur Gewinnung einer Impulsantwort ist die Anregung des Prüflings mit einem Dirac-Impuls: Das am Ausgang des Systems aufgefangene Signal stellt schon die gesuchte Impulsantwort dar, ohne dass dafür irgendwelche mathematischen Operationen durchgeführt werden müssen ([15], Abschnitt 3.1.1). Die zugehörige Übertragungsfunktion ( Frequenzgang, siehe Abschnitt 1.3.2) kann dann direkt durch FFT (fast Fourier transform) der Impulsantwort errechnet werden. Dirac-Impulse können jedoch durch Lautsprecher nicht wiedergegeben werden, da die zu beschleunigende Masse der Lautsprechermembran unvereinbar mit der unendlichen Flankensteilheit eines Dirac-Impulses ist. Viele Softwares bieten zwar Impuls-Messungen an, was bei der Messung von masselosen Systemen (z. B. rein elektrischen Systemen) durchaus Sinn machen kann; Impuls-Messungen mit Lautsprechern führen jedoch dazu, dass die Impulsantwort des Prüflings vom Ein- und Ausschwingverhalten des Lautsprechers überlagert und die Messung stark verfälscht wird. Ein weiterer Nachteil des Dirac-Impulses in der Raumakustik ist, dass ein Raum, gerade bei tiefen Frequenzen, eine gewisse Zeitdauer benötigt, bis er eingeschwungen ist und sich ein stationäres Schallfeld aufgebaut hat. Ein Dirac-Impuls (der theoretisch unendlich kurz ist und in der Praxis durch spezielle Mess-Pistolen angenähert werden kann) wäre demnach vorbei, bevor der Raum überhaupt begonnen hätte, einzuschwingen; der Signal-Rauschabstand solcher Messungen ist daher gerade im besonders störanfälligen Tieffrequenzbereich vergleichsweise gering. 24

25 Die dem Dirac-Impuls dessen Spektrum weiß ist nächstliegende Alternative ist weißes Rauschen : Messungen der Luftschalldämmung werden beispielsweise gerne mit weißen Anregungssignalen durchgeführt, da Wände Tiefpasscharakteristik besitzen und daher im Schallfeld des Senderaums mehr Energie zu hohen Frequenzen hin vorhanden sein muss, um im Empfangsraum bei hohen Frequenzen einen ausreichenden Rauschabstand erzielen zu können. Für einkanalige raumakustische Messungen werden jedoch gerne spektral gefärbte Signale verwendet, wie rosa Rauschen oder Signale, deren Spektrum im Bassbereich eine Anhebung aufweist (z. B. als bass-boost oder low-shelf bezeichnet): Durch die Anpassung des Spektrums wird dem Raum mehr Energie in den tiefen Frequenzen zugeführt, wodurch im entsprechenden Frequenzbereich eine Verbesserung des SNR erreicht werden kann. Echte Rauschsignale mit statistischem Rauschen haben jedoch den Nachteil, dass sie eben statistisch sind und demnach eine hohe Anzahl Messungen gemittelt werden muss, um die Messunsicherheit zu verringern (siehe [8], Abschnitt 7.1). Außerdem sind sie als Zufallssignale nicht deterministisch, die einfachen FFT-Algorithmen der LTI-Systemtheorie sind deswegen nicht anwendbar. Daher kommen in aktuellen Messsystemen quasi-statistische Signale zum Einsatz: Diese gleichen in mathematischer Hinsicht echten stochastischen Signalen, sind jedoch fest definiert und damit reproduzierbar, wodurch bei Messungen ein LTI-System angenommen werden darf. Weitere Optimierung der Rauschsignale führt dann zur Verwendung von Maximalfolgen (MLS- Signale, engl. maximum length sequence ), deren Spektrum weiß und deren Crest-Faktor so optimiert ist, dass maximale Aussteuerung und damit eine Verbesserung des Rauschabstands erreicht wird. Alternativ kommen Sweep-Signale zum Einsatz. Das Spektrum von Sweeps lässt sich den Anforderungen des Prüflings anpassen: Sweeps mit linearem Frequenzanstieg pro Zeit haben ein weißes Spektrum, Sweeps mit logarithmischem Frequenzanstieg pro Zeit ein rosa Spektrum, und darüber hinaus lassen sich beliebige Spektralverteilungen realisieren (siehe Abschnitt 1.2.2). Eine umfassende Darstellung der Vor- und Nachteile der verschiedenen Anregungssignale sowie der jeweils nötigen mathematischen Operationen in der Signalverarbeitung zur Gewinnung der Impulsantworten würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen; ein Einstieg in die Thematik kann durch die Lektüre von [16], [1], Kapitel 21 und [17] erfolgen. Im Studiobau werden heutzutage häufig MLS- oder Sweep-basierte Anregungssignale verwendet. Auf welches die Wahl fällt hat oft rein praktische Gründe (z. B. Gewohnheit des Akustikingenieurs oder Schwerpunkte einzelner Mess-Softwares bezüglich der Implementierung der unterschiedlichen Messverfahren). Für die Messungen, die für diese Arbeit durchgeführt wurden, kamen Sweeps zum Einsatz, weshalb dieses Verfahren im nächsten Abschnitt näher erläutert wird. 25

26 1.2.2 Messung von Impulsantworten mit Sweeps Ein einzelner Messzyklus einer Sweepmessung besteht aus dem Zeitraum der Wiedergabe des Sweeps, worauf ein Zeitraum der Stille folgt, während der das Ausklingen des Raums aufgezeichnet wird. Die Länge des Sweeps muss demnach so gewählt werden, dass das Ausklingen des Raumes nicht abgeschnitten wird. Da die Signalverarbeitung bei einer Sweep-Messung auf einer FFT beruht, muss die Gesamtlänge des Messzyklus 2 N Samples betragen; N bezeichnet die Ordnung des Sweeps. Die tatsächliche Zeitdauer eines Messzyklus hängt dann von der Ordnung und von der Samplingfrequenz des Messsystems ab. Ein Sweep 17ter Ordnung beispielsweise würde bei einer Messung mit 96 khz Hz = 1, 37 s dauern und wäre demnach nur für Räume mit sehr kurzer Nachhallzeit geeignet. In Räumen sind vor allem tieffrequente Störsignale problematisch, da sie oft von außen in den Raum übertragen werden und sich meist nicht abschalten lassen. Der Rauschabstand in den betroffenen Frequenzbändern ist daher bei ungefärbten Anregesignalen oft gering. Dem kann durch eine Färbung des Sweep-Spektrums entsprechend des Geräuschspektrums des Raumes entgegengewirkt werden. Einfacher als die Verwendung solcher maßgeschneiderter Sweeps ist jedoch der Einsatz vorgefertigter rosa Sweeps oder Sweeps mit bassboost (vgl. Abschnitt 1.2.1). Neben der Färbung des Sweeps besteht die Möglichkeit, den SNR einer Sweep-Messung durch die Länge des Sweeps zu vergrößern: Je höher die Ordnung des Sweeps, desto mehr Energie wird dem Raum in jedem Frequenzbereich zugeführt und desto geringer wirken sich Störgeräusche pro Frequenzbereich aus. Der Verbesserung der Qualität der Messergebnisse durch Erhöhung der Sweep- Ordnung sind jedoch praktische Grenzen gesetzt: Die Dauer eines einzelnen Messzyklus verdoppelt sich mit jeder Erhöhung der Ordnung um eins, gleichzeitig verdoppelt sich der benötigte Speicherplatz pro Messung. Soll dann beispielsweise die räumliche Mittelung von zehn mehrkanaligen Messungen durchgeführt werden (siehe beispielsweise Abschnitt ), kommen insbesondere DOS-basierte Messsysteme wie das verwendete Monkey Forest (siehe Abschnitt 2.2.3) schnell an ihre Grenzen. Stattdessen können mehrere Messungen hintereinander durchgeführt und gemittelt werden: Da das Störgeräusch üblicherweise ein nicht mit der Impulsantwort korreliertes stochastisches Signal und die Impulsantwort eines Raumes im Idealfall reproduzierbar ist (vlg. LTI- System, Abschnitt 1.2.1), addiert sich das Signal der Impulsantwort mit jeder Verdoppelung der Anzahl an Messungen mit 6 db, das Signal des Störgeräuschs jedoch nur mit 3 db. Der effektive Störspannungsabstand nimmt demnach mit jeder Verdoppelung der Anzahl an Messungen um 3 db zu ([16], Abschnitt 6.3.6). 26

27 1.2.3 Impulsantworten in der Praxis Da der Umgang mit Impulsantworten für Nicht-Akustiker ungewohnt ist, soll in diesem Abschnitt eine Art Starthilfe zur Interpretation von Impulsantworten gegeben werden. Eine Impulsantwort sieht, bei linearer Y-Achse, folgendermaßen aus: Amplitude (linear) Zeit in s Aus dieser Darstellung lässt sich nicht viel herauslesen, außer dass die Sweep- Dauer knapp 1,4 s beträgt. Erst durch Umstellung auf logarithmische Darstellung der Y-Achse erkennt man mehr: Amplitude in db Zeit in s Die auffälligen, bogenförmigen Abschnitte sind DC-Offsets, wie sie beispielsweise durch Klimaanlagen verursacht werden können. Die Peaks am Ende der Impulsantwort werden durch lineare Verzerrungen des Lautsprechers hervorgerufen: Da bei einer FFT das zu verarbeitende Signal als periodisch betrachtet wird, erscheinen die gegenüber dem eigentlichen Sweepsignal verfrüht auftretenden Verzerrungskomponenten am Ende der Impulsantwort, entsprechend 27

28 einer negativen Zeitachse. Nach Hochpass-Filterung der Impulsantwort (beziehungsweise des Frequenzgangs vor Durchführung der ifft) und Normierung des Pegelmaximums auf db wird daraus: 1 2 Amplitude in db Zeit in s Die Dynamik der (breitbandigen) Abklingkurve von ca. 8 db ist in dieser Darstellung gut zu erkennen, weiterhin fallen die eben erwähnten Verzerrungen des Lautsprechers am Ende der Impulsantwort auf. Nach Einzoomen (in diesem Fall auf eine Fensterlänge von 8 ms) können die frühen Reflexionen beurteilt werden: Amplitude in db Zeit in ms Gut zu erkennen ist, dass die deutlichsten Reflexionen mehr als 1 db unter dem Pegelmaximum liegen (vgl. Abschnitt ). 28

29 Ein Beispiel für eine hinsichtlich früher Reflexionen weniger schöne Impulsantwort stellt die folgende Abbildung dar: Amplitude in db Zeit in ms Man erkennt deutlich die erste Reflexion, die mit nur 5 db Pegelunterschied ca. 1 ms nach dem Direktschall eintrifft. Welche Auswirkung so eine Reflexion auf den Frequenzgang am Messpunkt hat, ist in Abbildung dargestellt. 1.3 Raumakustik Die Raumakustik beschreibt die Übertragung eines von einer Schallquelle abgestrahlten Signals zu einem Empfänger innerhalb eines Raumes. Diese Übertragung wird durch drei Faktoren beeinflusst: 1. die Raumform ( Primärstruktur ) 2. die Gestaltung der Oberflächen des Raumes ( Sekundärstruktur, verursacht geometrische und diffuse Reflexion sowie Absorption) und 3. die Positionierung von Schallquellen (z. B. Instrumenten, Sängern, Sprechern oder Lautsprechern) und Schallempfängern (also Mikrofone oder Ohren) innerhalb eines Raumes. Die Anforderungen beziehungsweise Zielsetzungen bei Bau oder Optimierung von Studioräumen unterscheiden sich je nach deren Verwendungszweck: In Abhörräumen gilt es generell, das Schallfeld innerhalb eines meist relativ kleinen Hörbereichs zu optimieren, während in Aufnahmeräumen je nach Art der aufzunehmenden Schallquellen bzw. auch Genre-spezifisch unterschiedliche akustische Umgebungen erwünscht sind (siehe auch Abschnitt 1.3.4). Allgemein zielt raumakustische Planung in Studioräumen darauf ab, das Reflexionsverhalten gezielt zu beeinflussen und damit eine ausgeglichene Übertragungsfunktion (Frequenzgang) sowie ein homogenes Nachschwingverhalten des Raumes zu bewirken, ohne dabei die Nachhallzeit zu weit absinken zu lassen (nach [1], Abschnitt 6.2.1). 29

30 1.3.1 Reflexionsverhalten Interferenzeffekte mit negativem Einfluss auf die Übertragungsfunktion entstehen nicht nur durch stehende Wellen, sondern auch durch Laufzeitunterschiede zwischen Direktschall und reflektiertem Schall Raummoden Raummoden treten auf, wenn die Raumabmessungen nicht mehr groß gegen die Wellenlänge sind: Zwischen zwei Wänden kommt es zu stehenden Wellen bei Frequenzen, die ganzzahlige Vielfache der Frequenz sind, deren halbe Wellenlänge genau zwischen zwei gegenüberliegenden Wände passt, also bei f n = c n 2 d (1.2) mit der Schallgeschwindigkeit c und dem Abstand zwischen den beiden Wänden d. n bezeichnet die Ordnung der (hier eindimensionalen) Raummode, n = {1; 2; 3;...}. Wenn man diese Formel auf dreidimensionale, quaderförmige Räume überträgt, dann lassen sich sämtliche Eigenfrequenzen eines solchen Raumes zu f nx/ny/n z = c 2 ( n x l x ) ( ) 2 2 ( ny nz + + l y l z ) 2 (1.21) berechnen, mit den Raummaßen l x /l y /l z und der Ordnung der Raummoden n x /n y /n z in x/y/z-richtung (nach [1], Abschnitt ). Die Dichte der Eigenfrequenzen eines Raumes steigt bei logarithmischer Frequenzdarstellung kubisch an (siehe Abbildung 1.3.1). Im Bereich der tiefsten Raumresonanzen hängt der Schalldruck daher stark von Frequenz und Position von Schallquelle und Empfänger ab (vgl. Abschnitt ). Mit steigender Frequenz wird die Überlappung der Resonanzkurven einzelner Moden jedoch so groß, dass die Schalldruckänderung bei Änderungen der Frequenz und/oder der Positionen von Schallquelle oder Empfänger als quasi-stochastisch angesehen werden kann (nach [1]). Die Schröder-Frequenz (siehe Gleichung 1.7) markiert diesen Übergangsbereich zwischen lokal unterschiedlicher und statistischer Schalldruckverteilung. Abbildung 1.3.1: Eigenfrequenzverteilung eines Beispielraums (aus [1], Abschnitt ) 3

31 Abbildung zeigt einen Frequenzgang mit stark ausgeprägten Moden sowie deren Auswirkungen auf die Nachhallzeit am Messpunkt: Da Raummoden resonanzfähige Systeme sind ([1], Abschnitt ), führen sie an Punkten konstruktiver Interferenz zu stark verlängerten Abklingkurven und damit zu verlängerten Nachhallzeiten. Damit wird deutlich, warum bei Messungen in tiefen Frequenzbändern die Anzahl der Anregungs- und Messpunkte erhöht werden sollte (vgl. Abschnitt ) und weshalb so konkrete Angaben über Mindestabstände zu Raumbegrenzungen beziehungsweise zwischen einzelnen Messpositionen gemacht werden (vgl. S. 15 f. und S. 2): Lokale Unterschiede des untersuchten Raumes sollen möglichst herausgemittelt und dadurch repräsentativere Ergebnisse, vor allem der Nachhallzeiten, erzielt werden. Abbildung 1.3.2: Frequenzgang eines Raumes mit stark ausgeprägten Moden (oben), daraus resultierendes Ausschwingverhalten des Raumes (unten, aus [1], Abschnitt ) Laufzeitunterschiede Laufzeitunterschiede zwischen Direktschall und reflektiertem Schall wirken sich je nachdem, wie groß die zeitliche Verzögerung ist, unterschiedlich aus: Laufzeitunterschiede zwischen und 15 ms machen sich vor allem durch Kammfiltereffekte (vgl. Abb ) und die daraus resultierenden klanglichen Verfärbungen bemerkbar, während deutliche Reflektionen oberhalb der Haas-Grenze (Signal-abhängig 2 bis 3 ms, [18]) als Echo wahrgenommen werden können. 31

32 Kammfilter entstehen, wenn sich Direkt- und Reflektiertschall überlagern: Bei der Frequenz, deren halbe Wellenlänge genau der Laufzeitdifferenz am betrachteten Punkt entspricht, löschen sich beide Schallwellen aus, da dieser Laufzeitunterschied einer Phasendrehung von 18 entspricht. Ist der Laufzeitunterschied zwischen Direktschall und Reflexion t, so liegt der erste Einbruch in der Übertragungsfunktion demnach bei f = 1 2 t (1.22) Bei der doppelten Frequenz entspricht der Laufzeitunterschied genau der Wellenlänge, beide Wellen besitzen daher die gleiche Phasenlage und machen sich bei f = 1 (1.23) t durch eine Überhöhung im Frequenzgang bemerkbar. Die Frequenzen aller weiteren Auslöschungen liegen bei den ungeradzahligen Vielfachen des ersten Einbruchs, die Frequenzen der Überhöhungen bei den geradezahligen Vielfachen, wodurch der charakteristische Kamm-ähnliche Frequenzgang entsteht (nach [1], Abschnitt ). Abbildung 1.3.3: Kammfilterartiger Frequenzgang (Frequenz-Achse auf ersten Einbruch normiert) bei verschiedenen Absorptionsgraden der reflektierenden Fläche (aus [1], Abschnitt ) Anhand von Abbildung wird der Einfluss des Pegels der sich dem Direktschall überlagernden Reflexion deutlich: je höher der Pegel der Reflexion, desto tiefer der Einbruch und desto ausgeprägter die Überhöhung (vgl. α =, 1, entsprechend geringer Dämpfung der Reflexion). EBU tech 3276 [19] empfiehlt 32

33 daher für Abhörräume, dass Reflexionen innerhalb der ersten 15 ms nach dem Eintreffen des Direktschalls im Frequenzbereich von 1 khz bis 8 khz mindestens 1 db leiser sein sollen als der Direktschall; andere Quellen berichten, dass Kammfiltereffekte schon bei Reflexionen, deren Pegel 2 db unterhalb des Direktschallpegels liegt, wahrnehmbar sind ([1], Abschnitt ). Besonders kritisch sind Reflexionen in der Größenordnung von 1 ms (entsprechend etwa 3 cm Weglänge), wie sie beispielsweise durch Reflexion des Lautsprechersignals am Mischpult entstehen. Abbildung zeigt die Auswirkungen einer Pultreflexion mit 5 db rel. Direktschall bei einer Laufzeitdifferenz von 1 ms (958 µs). 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung 1.3.4: Durch eine Mischpultreflexion hervorgerufener Kammfilter eines Nearfield-Monitors (Regie 1, vgl. Abbildung 3.2.6) mit 5 db Pegelunterschied und 1 ms Verzögerung zum Direktschall (blau) und mit abgedämpfter Reflexion (rot) Frequenzgang Ein Frequenzgang enthält Daten der Änderung von Amplitude und Phase zwischen Eingang und Ausgang eines Messobjekts als Funktion der Frequenz. Beide Komponenten können getrennt als Amplituden-Frequenzgang und Phasen- Frequenzgang betrachtet werden; umgangssprachlich wird unter dem Begriff Frequenzgang normalerweise der Amplituden-Frequenzgang verstanden. Frequenzgänge können analog durch sinusförmige Anregung und Aufzeichnung des daraus resultierenden Ansprechverhaltens bestimmt werden; heutzutage werden sie jedoch meist durch Fourier-Transformation einer Impulsantwort errechnet ([16], Abschnitt 7, vgl. Abschnitt 1.2). Der effektive Frequenzgang an einem beliebigen Punkt eines Raumes wird von zwei Faktoren beeinflusst: dem Frequenzgang der Schallquelle sowie der daraus resultierenden Druck-Schnelle-Verteilung im Raum (vgl. Abschnitt ). Die Signale der Abhörlautsprecher werden von diesem Raum-Schall- 33

34 feld überlagert. Monitorlautsprecher müssen daher im Freifeld (sprich: im reflexionsarmen Raum) gewisse Mindestanforderungen bezüglich der Linearität des Frequenzgangs (und anderer Parameter) erfüllen. Der dabei dem Frequenzgang entsprechende Parameter heißt Freifeldübertragungsmaß, der vom Raum-Schallfeld überlagerte Frequenzgang an einem beliebigen Abhörpunkt wird als Betriebs-Schallpegelkurve bezeichnet. Mindestanforderungen an Referenz-Lautsprecher finden sich in EBU tech 3276 [19], Appendix 3, sowie in SSF-1.1/22 [5], Abschnitt Da die Vorschläge aus EBU tech 3276 ([19]) in den hier relevanten Teilen in SSF-1.1/22 ([5]) eins zu eins übernommen wurden, wird im Folgenden nur noch auf die entsprechenden Passagen in EBU tech 3276 verwiesen. Abbildung zeigt das Toleranzfeld für die Betriebschallpegelkurve; der Abgleich mit diesem Toleranzfeld muss für jeden Lautsprecher einzeln vorgenommen werden. L m ist der Mittelwert der Schalldruckpegel in den Terzbändern von 2 Hz bis 4 khz. Für stereophone Wiedergabe ist ein hoher Grad an Übereinstimmung zwischen den Betriebsschallpegelkurven der Frontlautsprecher wichtig ([19], Abschnitt 2.4). Abbildung 1.3.5: Toleranzfeld für die Betriebsschallpegelkurve am Abhörpunkt nach EBU tech 3276 (aus [19], Abschnitt 2.4) Nachhallzeit Der sogenannte Reflektiertschall ([5], Abschnitt 2.2.1) setzt sich aus den frühen Reflexionen und dem sich daran anschließenden Nachhall-Schallfeld zusammen. Auf die Bedeutung früher Reflexionen ist bereits im Abschnitt Laufzeitunterschiede (Abschnitt ) eingegangen worden; das Nachhallfeld soll weiterhin gemäß [5], Abschnitt keine signifikanten Anomalien im zeit- 34

35 lichen Verlauf (Flatterechos, Klangverfärbungen etc.) aufweisen (vgl. Haas- Effekt, [18]). Die Nachhallzeit T ist eine der wichtigsten raumakustischen Größen. Sie bezeichnet die Zeit, innerhalb der die räumlich gemittelte Schallenergiedichte in einem geschlossenen Raum um 6 db sinkt, nachdem die Schallquelle abgeschaltet wurde ([8], Abschnitt 3.5); in der Praxis wird einfach der Abfall des Schalldruckpegels gemessen. Sie kann als Einzahlwert oder für Terzoder Oktavbänder angegeben werden und lässt in der letztgenannten Form Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Raummoden zu. Gewonnen wird die Nachhallzeit aus den Abklingkurven 6 des Schalldruckpegels. Die Auswertung der Abklingkurve beginnt 5 db unterhalb des stationären Pegels und endet spätestens 1 db oberhalb des Störpegels im jeweiligen Frequenzband. Demnach wäre zur Auswertung eines 6 db-abfalls ein SNR von 75 db (in jedem einzelnen Frequenzband!) nötig, der jedoch in der Praxis nur höchst selten erreicht wird. Stattdessen werden kürzere Abschnitte der Abklingkurven ausgewertet und auf 6 db extrapoliert. Gängige Auswertungsbereiche sind 15, 2 und 3 db; die daraus resultierenden Nachhallzeiten werden als T15, T2 und T3 bezeichnet. In DIN EN ISO wird dem 2 db-auswertungsbereich der Vorrang [vor dem 3 db-auswertungsbereich] gegeben, da das subjektive Empfinden des Nachhalls vor allem mit dem früheren Teil des Abklingens im Zusammenhang steht ([2], Einleitung). Aus diesem Grund wird auch gelegentlich die frühe Abklingzeit ( early decay time, EDT) angegeben, bei der der Bereich von db bis 1 db unter dem stationären Pegel ausgewertet und auf 6 db extrapoliert wird. Die Einzahlwerte der jeweiligen Größen können nach DIN EN ISO ([8], Abschnitt 9.1) als arithmetischer Mittelwert der Einzelwerte bei 5 und 1 Hz als T 3,mid beziehungsweise als T 2,mid angegeben werden. Mit diesem Mittelwert wird jedoch nur ein Bruchteil des in Abhör- und Aufnahmeräumen relevanten Frequenzbereichs abgedeckt, daher bietet DIN EN ISO die Verwendung eines alternativen Einzahlwerts an, der durch Mittelung der Nachhallzeiten der Terzbänder von 4 bis 1 25 Hz gebildet wird. EBU tech 3276 geht sogar noch weiter und empfiehlt die Berechnung des Mittelwerts T m aus den Einzelwerten von 2 bis 4 khz ([19], Abschnitt 2.3); im Studiobau wird dieser Wert den DIN-Werten vorgezogen. Da die gemessenen Nachhallzeiten, besonders bei tiefen Frequenzen, je nach Anregungs- und Messpunkt stark variieren (vgl. Raummoden, Abschnitt ), wird die Nachhallzeit darüber hinaus meist als räumlicher Mittelwert angegeben. Dieser Mittelwert kann entweder durch arithmetische Mittelwertbildung der einzelnen Nachhallzeiten oder durch Scharmittelung der Abklingkurven gewonnen werden ([2], Abschnitt 8). 6 Grafische Darstellung der Abnahme des Schalldruckpegels in einem Raum als Funktion der Zeit nach dem Abschalten der Schallquelle ([8], Abschnitt 3.1). 35

36 Abklingkurven werden heutzutage in der Regel nicht mehr durch Aufzeichnung des (terz- oder oktavgefilterten) Abklingens des Schalldrucks, sondern durch Rückwärtsintegration der (terz- oder oktavgefilterten) quadrierten Impulsantwort h(t) gewonnen. Sie berechnen sich dann zu E(t) = t h 2 (τ)dτ = t h 2 (τ)d( τ) (1.24) Dabei ist E die Energie der Abklingkurve als Funktion der Zeit, h der Schalldruck der Impulsantwort als Funktion der Zeit und t die Zeit. Diese Integrationsgrenzen gelten jedoch nur für den Idealfall ohne Störpegel. Um den am Ende von realen Impulsantworten immer vorhandenen Störpegel bei der Integration nicht mit aufzuaddieren, muss die obere Integrationsgrenze t 1 als Schnittpunkt einer an die logarithmisch dargestellte, quadrierte Impulsantwort angelegte Gerade mit dem Störpegel bestimmt werden. Die Abklingkurve berechnet sich dann zu E(t) = t t 1 h 2 (τ)d( τ) (1.25) mit t < t 1 (nach [8], Abschnitt 5.3.3) 7. Die einzelnen Nachhallzeiten können dann aus dem vorderen Abschnitt der auf diese Weise gefensterten Impulsantwort berechnet werden. EBU tech 3276 gibt folgende Empfehlungen für die Nachhallzeit von Abhörräumen (siehe [19], Abschnitt 2.3): - Der Einzahlwert T m (siehe oben) sollte im Bereich, 2 < T m <, 4 s liegen. - Damit die Nachhallzeit für große Räume natürlich bleibt, sollte der Zahlenwert von T m mit zunehmender Größe des Raumes steigen; ein Richtwert für T m kann mit ( ) V 1/3 T m =, 25 (1.26) V errechnet werden. V ist dabei das Volumen des Raumes in Kubikmetern, V ein Referenz-Volumen von 1 m 3. - Die Nachhallzeit in den Bändern von 63 Hz bis 8 khz sollte dem Toleranzfeld in Abbildung entsprechen. SSF-1.1/22 übernimmt dieses Toleranzfeld aus EBU tech 3276, verweist allerdings auf Überlegungen, die Toleranzen unterhalb von 2 Hz zu verringern und den Anstieg der Abweichung von T m erst ab 125 Hz zu erlauben. 7 Diese Darstellung ist mathematisch nicht ganz korrekt, genügt hier jedoch, um darzustellen, dass der Störanteil von Impulsantworten abgeschnitten werden darf. Der mathematisch korrekte Sachverhalt findet sich in der angegebenen Quelle. 36

37 - Zu große Unterschiede zwischen den Nachhallzeiten benachbarter Frequenzbänder sollten vermieden werden: Im Bereich von 2 Hz bis 8 khz sollte der Unterschied kleiner als,5 s sein, im Bereich unter 2 Hz weniger als 25 % der höheren Nachhallzeit betragen. Abbildung 1.3.6: Toleranzfeld für die Abweichung der Nachhallzeit vom Einzahlwert T m (aus [19], Abschnitt 2.3) Anforderungen an die Raumakustik von Aufnahmeräumen Aufnahmeräume sollen heutzutage eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten bieten und nicht mehr nur für beispielsweise Sprachaufnahmen oder bestimmte instrumentale Anwendungen genutzt werden können. Von besonderer Bedeutung bei der Konzeption eines Aufnahmeraumes ist daher die Schaffung eines optimalen Reflexions- und Ausschwingverhaltens; welche Werte optimal sind, hängt jedoch von der Art des aufzunehmenden Signals ab. Insgesamt wird in kleinen und mittelgroßen Aufnahmeräumen versucht, ein möglichst frequenzunabhängiges Ausschwingverhalten zu erreichen. Lokal können Reflexionsverhalten und Nachhallzeit durch Akustik-Stellwände beeinflusst werden; eine variable Akustik mit beispielsweise unterschiedlich ausrichtbaren Wand- Panels bietet ebenfalls Möglichkeiten, die Raumakustik an die Anforderungen der Aufnahmesituation oder den Geschmack des Tonmeisters/der Musiker anzupassen. Sinnvolle Werte für Nachhallzeiten liegen, in Abhängigkeit von der Nutzung des Raumes, in der Größenordnung von,1 s für einzelne Sänger oder Musiker bis hin zu ca.,8 s bei mittelgroßen Aufnahmeräumen (nach [1], Abschnitt 6.2.3). 37

38 2 Methodik 2.1 Messgrößen Im praktischen Teil dieser Arbeit wurden Abhörräume des ETI (Brahmssaal- Regie, Regie 1, Regie 2, Großer Seminarraum ) und Aufnahmeräume (Aufnahme 1, Aufnahme 2, Großer Seminarraum ) untersucht. In den Abhörräumen wurden folgende Parameter untersucht: - Aufstellung der Monitorlautsprecher und Wiedergabepegel - Dauergeräuschpegel ( GK-Messung ) an verschiedenen Abhörpositionen mit verschiedenen Betriebszuständen der Geräte im Raum - Luftschalldämmung - Betriebsschallpegelkurven der einzelnen Monitorlautsprecher am Sweetspot, teilweise auch an alternativen Abhörpositionen - frühe Reflexionen und frühes Nachhallfeld ( bis 8 ms) am Sweetspot - Nachhallzeit T2 am Sweetspot Untersuchte Größen in den Aufnahmeräumen: - Nachhallzeit T2 - Dauergeräuschpegel - Luftschalldämmung Die Konzertsäle der HfM Detmold (Konzerthaus und Brahmssaal) zählen zwar ebenfalls zu den Aufnahmeräumen des ETI, aufgrund ihres im Vergleich zu den anderen soeben genannten Räumen sehr viel größeren Volumens mit den damit verbundenen zusätzlichen Anforderungen an Schallquelle und Messprozedur für eine repräsentative Messung wurde für diese Arbeit auf die Untersuchung dieser Säle verzichtet. Da für Konzertsäle andere Anforderungen gelten als für reine Aufnahmeräume, hätte man sich darüber hinaus noch mit Qualitätskriterien für Aufführungsräume auseinandersetzen müssen, was nicht Teil dieser Arbeit sein soll. 38

39 2.2 Messaufbau Messung der Wiedergabepegel Vor Messung der Wiedergabepegel wurde die Aufstellung der Lautsprecher gemäß dem ITU-Kreis (vgl. [21], S. 6) korrigiert. Als Signalquelle wurde, sofern nicht anders angegeben, rosa Rauschen aus einem NTI Minirator verwendet. Die Analyse erfolgte mit demselben Messsystem, das auch für die Ruhegeräuschmessungen verwendet wurde (vgl. Abschnitt 2.2.2) Messungen des Dauergeräuschpegels Für die Ruhegeräusch-Messungen kamen zwei verschiedene Messmikrofone zum Einsatz. Zunächst wurde eine Messmikrofonkapsel Microtech Gefell (MG) MK25 mit Messverstärker MG MV21 verwendet. Da sich herausstellte, dass das Eigenrauschen der MG-Geräte bei manchen der gemessenen Räume in der Größenordnung des Ruhegeräuschs liegt, wurden die betreffenden Messungen mit einem Low-noise Measuring System der Firma G.R.A.S., bestehend aus der Mikrofonkapsel G.R.A.S. 4AH mit dem Vorverstärker G.R.A.S. 26HH, gespeist von einem G.R.A.S. Power Module 12HF (Stellung free field ), wiederholt. Die Aufzeichnung und Analyse der Messungen erfolgte mit einem Handschallpegelmesser NTI LX2. Der Handschallpegelmesser war auf niedrigste Empfindlichkeit ( 2 8 db ) eingestellt; die Kalibrierung auf die jeweilige Mikrofonkapsel wurde mit einem Handkalibrator B&K Sound Level Calibrator Type 423 durchgeführt. Das Eigenrauschen beider Messsysteme, bestehend aus Kapsel, Messverstärker, gegebenenfalls Speisegerät und Analysator, ist in Abbildung dargestellt. Darin wird deutlich, dass GK5 mit der Microtech Gefell-Kapsel nicht mehr und GK1 gerade noch gemessen werden kann. Das Eigenrauschen des Low Noise Measuring System liegt deutlich unterhalb der Kurve für GK, ist also für Grenzkurven-Messungen bestens geeignet. Die abgebildeten Messungen wurden in einer sogenannten Rauschbombe im reflexionsarmen Raum des ETI durchgeführt. Die Ergebnisse einer Vergleichsmessung der Frequenzgänge beider Mikrofonkapseln bei frontalem Schalleinfall in 1 m Abstand zur Schallquelle im reflexionsarmen Raum des ETI sind in Abbildung dargestellt. Das Pegel-Offset zwischen beiden Kurven ist auf die fehlende Kalibrierungsmöglichkeit im für diese Messung verwendeten Messsystem ( Monkey Forest, siehe unten) zurückzuführen. Beide Kurven verlaufen bis hoch zu ca. 15 khz nahezu parallel; eine Entzerrung zum Vergleich zwischen Messungen beider Messsysteme ist daher (bei korrekt kalibriertem Handschallpegelmesser und unter Annahme ebenso vergleichbarer Diffusfeldfrequenzgänge) nicht nötig. 39

40 GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK MG GRAS 35 SPL in db Abbildung 2.2.1: Vergleich des Eigenrauschens von MG- und G.R.A.S.-Messsystem mit GK-Kurven 2 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung 2.2.2: Vergleich der Freifeld-Frequenzgänge von MG KM25/KV21 (blau) und G.R.A.S. low noise-system (rot) 4

41 2.2.3 Messung von Impulsantworten Sämtliche Impulsantworten und damit auch alle Frequenzgänge, Schallpegeldifferenzen sowie Nachhallzeiten wurden mit Monkey Forest via Robo-Frontend und RME-Interface gemessen beziehungsweise errechnet. Bei der Untersuchung der Hörbedingungen an Arbeitsplätzen wurde der jeweilige Abhörraum durch die dortigen Monitor-Lautsprecher angeregt. Für alle Messungen der Luftschalldämmung sowie für Aufnahmeräume wurde eine Globe Source der Firma Outline eingesetzt, die über eine höhenverstellbare Distanzstange mit einem Subwoofer Kling&Freitag SW 118E-SP verbunden war. Als Frequenzweiche diente ein HD2 der Firma four audio. Die FIR-Filter des HD2 wurden in Zusammenarbeit mit dem Institut für technische Akustik der RWTH Aachen berechnet; die Trennfrequenz lag bei 15 Hz. In Abbildung ist zu erkennen, dass der Subwooofer im 25 Hz- Band nichts mehr leistet ; Messungen mit dem Globesource-System können demnach erst ab dem 32 Hz-Band ausgewertet werden. Der Frequenzgang der Globesource beginnt bereits bei 5 khz abzufallen. Eine allgemeingültige Aussage für den Auswertungsbereich von Messungen mit der Globesource bei hohen Frequenzen lässt sich jedoch nicht treffen; letztendlich muss basierend auf dem Rauschabstand der jeweiligen Impulsantwort im betrachteten Terzband über den Auswertungsbereich entschieden werden. 2 3 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung 2.2.3: Anregungsspektrum des Globesource-Systems im Brahmssaal, gemittelt über zehn Messungen an 2x5 Messpositionen (Darstellung mit Terz-smoothing) Einkanalige Messungen wurden mit der auch für Messungen des Ruhegeräuschs verwendeten MG-Kapsel (MG MK25 an MG MV21) durchgeführt. Für zweikanalige Messungen (Messungen der Luftschalldämmung) wurde das Schallfeld im Senderaum mit dem MG-System abgetastet, im Empfangsraum wurde mangels zweier identischer Mikrofonkapseln das analoge Ausgangssi- 41

42 gnal eines Handschallpegelmessers vom Typ B&K 2231 mit Modul B&K BZ718, Mikrofonkapsel B&K 4155 und Messverstärker B&K CZ2 verwendet. Der eingestellte Messbereich bestimmt beim B&K 2231 den Betrag des analogen Ausgangspegels: In der Einstellung FSD12 (für höchste Schalldruckpegel) verlaufen die Messkurven der Frequenzgänge von MG MK25 und B&K 2231 nahezu deckungsgleich (siehe Abbildung 2.2.4; das Offset zwischen beiden Kurven beträgt im Frequenzbereich von 4 Hz bis 2 khz konstant ca. 1 db); jede Verringerung des Messbereichs um 1 db (also z. B. von FSD12 auf FSD11 ) erhöht jedoch den Ausgangspegel des B&K um 1 db. Zur Optimierung des Rauschabstands im Empfangsraum wurde der B&K mit den Empfindlichkeiten FSD6 und FSD7 eingesetzt. Die in der Einstellung FSD7 gemessenen Spektren mussten daher vor der Division der Amplituden von Sende- und Empfangsspektrum um 49 db, Messungen mit FSD6 um 59 db verschoben werden. 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung 2.2.4: Vergleich der Frequenzgänge von MG MK25 (blau) und Handschallpegelmesser B&K 2231 (rot) bei frontalem Schalleinfall in 1 m Abstand zur Schallquelle im reflexionsarmen Raum des ETI Bei den Mikrofonkapseln beider Messsysteme handelte es sich um freifeldentzerrte 1/2-Zoll-Kapseln; sie zeigten bei allen Messungen von Impulsantworten senkrecht zur Decke. Bei Messungen im Direktfeld ist daher gegenüber den zero degree incidence -Frequenzgängen beider Kapseln (siehe Abbildung 2.2.5) eine leichte Absenkung bei Frequenzen, deren Wellenlänge in der Größenordnung der Mikrofonkapsel liegt, zu erwarten. Bei Messungen im Diffusfeld ist die Absenkung im Frequenzgang oberhalb von 2 khz (siehe Diffusfeldfrequenzgang, Abbildung oben) bei der Interpretation der Messergebnisse zu berücksichtigen. 42

43 Abbildung 2.2.5: Frequenzgänge aus den calibration charts beider Messmikrofonkapseln: MG MK25 (oben) und B&K 4155 (unten). Der mittlere Frequenzgang in der oberen Abbildung zeigt den Diffusfeldfrequenzgang der Kapsel. 43

44 2.3 Durchführung Die Ruhegeräusch-Messungen wurden mit senkrecht nach oben zeigender Kapsel in einer Höhe von 1,2 m über dem Boden durchgeführt. Bei den Messungen mit der MG-Kapsel (nur Brahmssaal-Regie) befand sich eine Person im Raum, mit dem low noise-system wurde in unbesetztem Zustand gemessen. Bei jedem Messdurchgang wurden mindestens drei gültige Messzyklen aufgezeichnet; die Daten der Messzyklen, die während des Verlassens zu Beginn beziehungsweise Betretens des Raumes gegen Ende jeder Messung entstanden, wurden nicht ausgewertet. Im Rahmen der Auswertung der Messdaten wurde analog zur Mittelwertbildung nach EBU tech 3276 der arithmetische Mittelwert der Geräuschpegel in den Terzbändern von 2 Hz bis 4 khz gebildet (vgl. Abschnitt 1.3.2). Da mit den Messungen permanent vorhandene Geräuschpegel dokumentiert werden sollten, wurde der Messzyklus mit dem niedrigsten Mittelwert ausgewählt. Abweichungen der Werte der anderen gültigen Messzyklen vom ausgewählten Zyklus wurden als Störgeräusche von außen interpretiert; der Messzyklus mit dem geringsten Mittelwert kommt demnach der Definition des Dauergeräuschpegels am nächsten. Bei Messungen der Impulsantwort in Abhörräumen wurde die MG-Kapsel in 1,2 m Höhe, senkrecht zur Decke zeigend, am Sweetspot beziehungsweise den untersuchten Hörpositionen aufgestellt. Pro Lautsprecher wurde ein einzelner Sweep ( log-sweep, Länge 17 bei 96 khz) ausgewertet; die Räume waren dabei mit ein oder zwei Personen besetzt. Impulsantworten für Aufnahmeräume wurden im Rahmen der Messungen der Luftschalldämmung gewonnen. Hierfür wurden jeweils zwei, gemessen an der Raumgeometrie möglichst unterschiedliche Anregepositionen mit unterschiedlichen Höhen der Globe Source gewählt. Obwohl bei allen Schalldurchgangsmessungen der größere beider Räume als Senderaum benutzt wurde, blieb bei den kleinsten der gemessenen Räume (Aufnahme 1 und Regie 1) zu wenig Platz, um tatsächlich große Unterschiede in der Anregungsposition bei gleichen Mikrofonpositionen erreichen zu können; die Messergebnisse, die in diesen Räumen gewonnen wurden, sind demnach weniger repräsentativ als Messungen in größeren Räumen. Um trotz der oft hohen Schalldämmmaße zwischen den trennenden Bauteilen den nötigen Rauschabstand zu erzielen, wurden gefärbte Sweeps ( bass boost ) der Länge 21 und 22 (nur Luftschalldämmung Brahmssaal/Brahmssaal-Regie) bei 96 khz eingesetzt. Zur weiteren Verbesserung des SNR wurde jede Messung mit einem pre-run und fünf Mittelungsdurchgängen durchgeführt. Für das Messmikrofon wurden im Senderaum, unter Berücksichtigung der Raumgeometrie, ebenfalls möglichst unterschiedliche Positionen gewählt; die Kapsel des MG-Mikrofons zeigte senkrecht zur Decke. Im Empfangsraum wurde mit nur einer Messposition gearbeitet; es wurde demnach keine räumliche Mittelung der Empfangspegel durchgeführt. Der Abstand zum trennenden Bauteil wurde in Abhängigkeit von den subjektiv wahrgenommenen Eigenschaften 44

45 des trennenden Bauteils festgelegt: In Empfangsräumen mit scheinbar homogenem Schallfeld wurde in einem Abstand von ca. 1 m bei einer Höhe von 1,4 m und senkrecht zur Decke zeigender Mikrofonkapsel gemessen. Im Zentralen Geräteraum (ZGR), der mit einer Raumbreite von 1,39 m zu klein ist, um diesen Abstand einzuhalten, wurde direkt an der Trennscheibe (ca. 1 cm Abstand) gemessen. Bei der Messung von Aufnahme 2 nach Aufnahme 1 waren die lokalen Unterschiede des Schallfelds im Empfangsraum entlang der trennenden Wand so groß, dass der Abstand zur Wand auf 2 m vergrößert wurde, um für den ganzen Empfangsraum annähernd repräsentative Messergebnisse zu bekommen. Alle Messungen wurden in unbesetztem Zustand durchgeführt. Zur Bestimmung der Schallpegeldifferenz wurden die Amplitudenfrequenzgänge für Sendeund Empfangsraum jeweils gemittelt und die daraus resultierenden Frequenzgänge nach Ausgleich des Pegel-Offsets des B&K-Handschallpegelmessers dividiert. Zur Ermittlung der Nachhallzeiten von Abhörräumen wurden die am Sweetspot gewonnenen, ungefilterten Impulsantworten ausgewertet und der arithmetische Mittelwert der einzelnen Nachhallzeiten gebildet. Die angegebenen Nachhallzeiten von Aufnahmeräumen sind Mittelwerte der Nachhallzeiten an den einzelnen Messpositionen. Um die durch das Nachschwingen der Terzfilter des Monkey Forest-Messsystems bedingte untere Grenze der messbaren Nachhallzeiten zu bestimmen, wurden die Filter-Nachhallzeiten bestimmt (siehe Anhang A.5). Die so bestimmte untere Grenze des Auswertungsbereichs ist in den Abbildungen der Nachhallzeiten T2 als gestrichelte Linie mit abgebildet. Da der Große Seminarraum sowohl als Referenz-Abhörraum als auch als Aufnahmeraum genutzt wird, wird der Raum für beide Verwendungszwecke im Abschnitt Ergebnisse (Abschnitt 3) getrennt behandelt. Alle Frequenzgänge sind, soweit nicht anders bezeichnet, mit 1/12-octavesmoothing abgebildet. 45

46 3 Ergebnisse 3.1 Brahmssaal-Regie Zusammenfassung Verwendungszweck: Recording, Editing, Mixing Raumabmessungen 8 (B/H/T): 7,72 m / 2,38 m / 5,4 m Raumvolumen: 99,2 m 3 Schröder-Frequenz: 113 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK1 / GK2 bzw. GK25 (tagsüber) Nachhallzeit T2 9 :,32 s 1..9 T2 Zeit in s Abhörsituation T2 T2 Filter Die Abhöranlage in der Brahmssaal-Regie bestand zum Zeitpunkt der Messung aus fünf Lautsprechern ME Geithain RL93. Die Front-Lautsprecher (L/R) befanden sich bei ±3, die Surround-Lautsprecher (LS/RS) bei ±12, der Radius des Kreises betrug 1,75 m. 8 Höhe bis Akustikdecke, tatsächliche Wandhöhe nicht bekannt. 9 T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

47 Zunächst wurden die Lautsprechereigenschaften gemessen. Dabei stellte sich heraus, dass die Wiedergabepegel der fünf Lautsprecher stark unterschiedlich sind. Da zudem zwei der fünf Lautsprecher nicht über äußere (d. h. ohne Öffnen des Lautsprechers zugängliche) Potentiometer zur Pegelkorrektur verfügen, müssen die Pegel im Wiedergabekanal gemäß Tabelle 3.1 elektrisch entzerrt werden. Kanal L C R LS RS Dämpfung 9,9 db,6 db 9,9 db,5 db 1,4 db Tabelle 3.1: Elektrische Entzerrung der Wiedergabekanäle in der Brahmssaal-Regie Nach der Entzerrung der Wiedergabekanäle in der Output-Section des DM2 wurden die Messungen mit dem internen Signalgenerator des Mischpults wiederholt. Bei 18 db FS Signalpegel via Surround-Monitorpoti (DM2, auf 1 % ) via SPL Surround Monitor Controller Model 2489 (ebenfalls auf 1 % ) stellten sich dabei die in Tabelle 3.2 gezeigten Pegel ein. Kanal L C R LS RS Pegel 73,5 db(a) 73,5 db(a) 73,5 db(a) 73,3 db(a) 73,7 db(a) Tabelle 3.2: Wiedergabepegel bei rosa Rauschen mit 18 db FS Auf allen fünf Kanälen bleibt der Wiedergabepegel demnach weit unter den vorgegebenen 78 db(a). Wegen der teilweise fehlenden äußeren Potentiometer müsste die Normierung der Abhöranlage in der Brahmssaal-Regie über den Monitor-Controller, besser jedoch über Potis auf den Platinen der Lautsprecher vorgenommen werden. Dabei sollten nach Möglichkeit auch die Pegel-Offsets aus Tabelle 3.1 ausgeglichen werden. 47

48 3.1.3 Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Der 3 db-übertragungsbereich der Monitor-Lautsprecher ME Geithain RL93 wird im Datenblatt mit 35 Hz - 2 khz angegeben. Die Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot der Brahmssaal-Regie (siehe Abbildungen bis 3.1.5) sind unterhalb 15 Hz stark von einzelnen, deutlich herausragenden Moden geprägt. Besonders auffällig sind dabei die auf den ersten vier Kanälen auftretenden tiefen Einbrüche bei ca. 5 und 8 Hz sowie die starken Überhöhungen auf beiden Surround-Kanälen bei 4 Hz. Oberhalb von 15 Hz wird der Frequenzgang von Reflexionen dominiert: In allen fünf Kanälen fällt eine deutliche Reflexion ca. 3 ms (entsprechend einem ersten Einbruch in der Übertragungsfunktion bei ca. 166 Hz, vgl. Formel 1.22) nach dem Direktschall auf. Diese Laufzeitdifferenz ist zu groß für eine Pultreflexion; mit Hilfe eines mobilen Breitbandabsorbers wurde sie als Deckenreflexion identifiziert. In anderen Räumen wurde zur Identifikation der frühesten Reflexionen ebenso verfahren. L und C weisen jeweils eine deutliche Reflexion mit 27 ms Verzögerung auf; die charakteristische Doppelreflexion bei L (27 ms und 31 ms) lässt vermuten, dass es sich dabei um Reflexionen zwischen Vorder- und Rückwand handelt. Diese deutlichen Reflexionen jenseits der Haas-Grenze [18] müssten als Echo wahrnehmbar sein. In der Impulsantwort von RS zeigt sich eine periodische Wiederholung von Peaks mit ca. 16 ms Abstand, was mit Blick auf die Raumbreite von 5,4 m auf ein Flatterecho hindeutet. Der deutliche Abfall im Frequenzgang oberhalb 2 khz lässt sich weder durch die Eigenschaften der Lautsprecher noch durch raumakustische Phänomene erklären; vermutlich ist er auf den Diffusfeldfrequenzgang des verwendeten Messmikrofons MG MK25 zurückzuführen (vgl. Abbildung (oben)). Die Grenzen der Toleranzfelder für die Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276 (siehe Abbildungen bis 3.1.1) werden vor allem im Bereich bis 2 Hz immer wieder unter- und überschritten, was durch Bedämpfung der Raummoden verhindert werden könnte; die Frequenzgänge oberhalb 2 Hz müssten durch Dämpfung der hier nachgewiesenen Reflexionen optimiert werden. 48

49 1 "L" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.1.1: Regie-Lautsprecher der Brahmssaal-Regie, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 49

50 1 "R" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.1.2: Regie-Lautsprecher der Brahmssaal-Regie, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 5

51 2 "C" 25 3 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.1.3: Regie-Lautsprecher der Brahmssaal-Regie, Position C Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 51

52 15 "LS" 2 25 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.1.4: Regie-Lautsprecher der Brahmssaal-Regie, Position LS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 52

53 15 "RS" 2 25 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.1.5: Regie-Lautsprecher der Brahmssaal-Regie, Position RS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 53

54 L L m in db "L" Abbildung 3.1.6: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L (Brahmssaal-Regie) L L m in db "R" Abbildung 3.1.7: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R (Brahmssaal-Regie) 54

55 L L m in db "C" Abbildung 3.1.8: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal C (Brahmssaal-Regie) L L m in db "LS" Abbildung 3.1.9: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal LS (Brahmssaal-Regie) 55

56 L L m in db "RS" Abbildung 3.1.1: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal RS (Brahmssaal-Regie) 56

57 Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot mit Computer-Monitor In dem Foto (siehe unten) ist das Standard-Setup für die Arbeit in der Brahmssaal- Regie abgebildet: Irgendwo zwischen Hörposition und Front-Lautsprechern muss der Computer-Monitor untergebracht werden. Es wurde untersucht, inwiefern der Monitor die Frequenzgänge am Sweetspot beeinflusst. (Foto: Christoph Bley) Die Unterschiede zwischen den Frequenzgängen der beiden Stereo-Kanäle (L/R) mit und ohne Monitor waren so gering (kleiner als 1 db im Bereich 16 Hz bis 2 khz), dass die Frequenzgänge dieser Kanäle hier nicht abgebildet werden. Die Frequenzgänge des Center -Lautsprechers mit und ohne Monitor sind in Abbildung dargestellt: Erwartungsgemäß ist der Pegelunterschied zwischen beiden Kurven oberhalb etwa 1 khz (Wellenlänge in der Größenordnung des Computer-Monitors) beträchtlich. Im Stereo-Betrieb (L/R) kann demnach bedenkenlos mit einem Computer- Monitor vor dem Center -Lautsprecher gearbeitet werden; im 5.1-Betrieb sollte man jedoch einen anderen Platz für den Monitor suchen relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Frequenzgänge des Center-Lautsprechers mit (blau) und ohne Computer-Monitor (rot) 57

58 Nachhallzeiten Wegen der geringen Dynamik der Impulsantworten in den Frequenzbändern unterhalb 25 Hz (vgl. Frequenzgang des Anregungssystems, Abbildung 2.2.3) werden die Nachhallzeiten erst ab 25 Hz dargestellt. Der Abgleich mit den Nachschwingzeiten der Terzfilter des Messsystems zeigt, dass abgesehen vom 63 Hz-Band alle angegebenen Nachhallzeiten als gültig betrachtet werden können T2 Zeit in s T2 T2 Filter f [Hz] T2 [s] 1,15,8,57,53,28,4,39,43,33,29,24,32,29,29, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,31,34,36,35,33,35,35,31,28,26,23,23,22,19, Toleranzfeld nach EBU tech T T m in s T m =,32 s Der Einzahlwert T m entspricht den Empfehlungen der EBU. Die ausgeprägten Moden am Sweetspot machen sich bei tiefen Frequenzen bemerkbar: Obwohl die Nachhallzeit zu tiefen Frequenzen hin kontinuierlich zunehmen sollte, zeigt sich zwischen 5 und 8 Hz ein tiefer Einbruch. Der Einbruch in der 58

59 Nachhallzeit bei 25 Hz überschreitet die Toleranzgrenze; der Anstieg zwischen 1 khz und 4 khz liegt zwar im Toleranzbereich, führt aber zu leicht unausgewogenen Nachhallzeiten zwischen mittleren und hohen Frequenzen. Eventuell könnte durch gezieltere Platzierung der in der Brahmssaal-Regie vorhandenen Absorbermodule eine Verbesserung des Ausschwingverhaltens erreicht werden Bauakustik Ruhegeräusch Echte Messungen des Ruhegeräuschs (also des Dauergeräuschpegels, der nur von Geräuschquellen innerhalb des Regieraums hervorgerufen wird) sind in der Brahmssaal-Regie in ihrem gegenwärtigen Zustand nicht möglich, da die Schalldämmung nach außen zu schlecht ist. Die Doppelfenster zur Straße hin, ebenso wie die Tür zur Brahmssaal-Regie (siehe Abschnitt ), stellen in dieser Hinsicht aktuell die größten Schwachpunkte dar. Hinzu kommen noch diverse Geräuschquellen innerhalb der Regie: Wände und Decke geben deutlich vernehmbare Knackser von sich, es befindet sich ein Schaltschrank/Sicherungskasten mit knackenden Relais im Raum, der Monitor für die Kameraverbindung zum Brahmssaal föhnt ebenso wie die USV im sogenannten Silent Rack, und je nach Besetzung lässt sich das im Brahmssaal vorgetragene Programm durch die Wand hindurch in der Regie mitverfolgen (siehe Abschnitt ). Da Straßenlärm und die USV die Haupt-Dauergeräuschquellen in der Brahmssaal-Regie darstellen, wurden zwei Messreihen durchgeführt: eine tagsüber, das heißt mit Verkehrslärm von außen und mit USV, und eine nachts, also nahezu ohne Verkehrslärm, und mit abgeschalteter USV. Ein weiterer störender Faktor ist der Monitor für die Sichtverbindung in den Brahmssaal, daher wurden in beiden Messreihen die Arbeitsbedingungen am Sweetspot mit aus- und eingeschaltetem Monitor verglichen sowie der Geräuschpegel am Arbeitsplatz rechts neben dem Sweetspot (also noch näher an besagtem Monitor) untersucht. Die erste Nachtmessung (siehe Abbildung (unten)) dokumentiert zunächst die Umgebungsbedingungen der Messung: Sämtliche Geräte waren während der Messung abgeschaltet; da auch kein Lärm von außen die Messung stört, zeigt die betreffende Kurve annähernd das Eigenrauschen des Messsystems (vgl. Abbildung 2.2.1). Die drei weiteren Nachtmessungen zeigen übereinstimmend einen deutlichen Peak bei 2 Hz, der das Messergebnis der zweiten Nachtmessung von GK1 auf GK2 anhebt. Wie zu erwarten war, macht sich das Lüftergeräusch des Kamera-Monitors in Messung 3 und 4 deutlich bemerkbar; die Überhöhung bei 4 Hz gegenüber Messung 2 bestätigt den subjektiven Eindruck, dass das Lüftergeräusch deutliche tonale Komponenten enthält. Am Sweetspot würde demnach mit eingeschaltetem Monitor GK15 knapp verfehlt, ca. einen Meter weiter rechts am benachbarten Arbeitsplatz lautet das Ergebnis jedoch klar GK2. Die eben beschriebenen Beobachtungen beim Vergleich der Messungen 2 bis 4 lassen sich bei den Tagmessungen (Abbildung (oben)) wiederholen: Un- 59

60 GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. M2 M3 M4 SPL in db SPL in db GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. M1 M2 M3 M Abbildung : Ruhegeräusch tagsüber (oben) und nachts ohne USV (unten), verschiedene Szenarien, gemessen mit dem MG-Messsystem 6

61 Szenarien der Messungen in Abbildung (oben): Messung 1: wegen Störgeräuschen nicht abgebildet Messung 2: am Sweetspot, alle Geräte inkl. USV an, Monitor für Sichtverbindung zu Brahmssaal aus Messung 3: wie Messung 2, aber Monitor an Messung 4: am Arbeitsplatz rechts von Sweetspot, sonst wie Messung 3 Szenarien der Messungen in Abbildung (unten): Messung 1: am Sweetspot, sämtliche Geräte ausgeschaltet (inkl. USV) Messung 2: am Sweetspot, USV aus, alle Geräte an, Monitor für Sichtverbindung zu Brahmssaal aus Messung 3: wie Messung 2, aber Monitor an Messung 4: am Arbeitsplatz rechts von Sweetspot, sonst wie Messung 3 terhalb von 25 Hz stimmen die drei Kurven weitgehend überein; der Einfluss des Kamera-Monitors ist deutlich zu sehen. Auffällig ist der Anstieg der Messkurve bei Messung 2 unterhalb von 2 khz. Ebenfalls auffällig ist der im Vergleich zu den Nachtmessungen deutlich höhere Peak bei 2 Hz, der zudem bei allen drei Messungen nahezu gleich ausfällt. Dies deutet darauf hin, dass diese Überhöhung durch Straßenlärm verursacht wird. Damit wäre auch erklärt, warum der Peak bei den drei Nachtmessungen (nur vereinzelte Schallimmissionen von der Straße) so stark unterschiedlich ausfällt. Fazit: Mit besserer Schalldämmung, ohne USV und mit einem leiseren Monitor für die Sichtverbindung wäre GK1 möglich, unter realen Arbeitsbedingungen (tagsüber) wird jedoch momentan nur GK2 beziehungsweise GK25 erreicht. (Hinweis: Bei allen soeben besprochenen Messergebnissen wurden nur Messungen, bei denen keine deutlichen Schallimmissionen durch die Tür auftraten, ausgewertet. Die massiven Störungen, die durch die schlechte Schalldämmung der Tür (siehe Abschnitt ) hervorgerufen werden, hätten die Messergebnisse sonst zu stark verzerrt.) 61

62 Luftschalldämmung zwischen Brahmssaal und Brahmssaal-Regie Mit Blick auf die untere Grenzfrequenz des Subwoofers (vgl. Abbildung 2.2.3) werden Messergebnisse unterhalb 32 Hz nicht angegeben. Die obere Grenze des Auswertungsbereichs ergibt sich im Laufe der folgenden Betrachtungen. 8 Luftschalldämmung in db D R D n D nt f [Hz] D [db] 33,8 33, 3,8 36,1 47,6 53,7 53,7 51,8 55,4 55,7 57, 59, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 62,9 62,9 63,9 64,4 63,7 64,4 64,6 67,4 67,9 68,1 67,2 68,1 f [Hz] R [db] 34,4 32,1 29,5 34,8 44,1 49,4 5,1 47,1 51,9 5,6 52,3 54, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 58, 58,5 59,6 6,4 59,6 6,4 6,6 63,3 63,6 63,5 62,2 63, f [Hz] D n [db] 36, 36,5 34,7 4,1 53,7 6,6 6, 59,2 61,6 63,5 64,3 67, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 7,4 7, 7,8 7,9 7,3 71,1 71,3 74,2 74,9 75,3 74,9 75,8 f [Hz] D nt [db] 36,7 34,5 31,9 37,2 46,5 51,8 52,5 49,5 54,2 53, 54,7 57, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 6,4 6,8 62, 62,8 62, 62,8 62,9 65,6 66, 65,9 64,6 65,3 Die Schallpegeldifferenz erreicht mit nur 31 db ihren schlechtesten Wert zwischen 4 und 63 Hz. Hierbei könnte es sich um den Resonanzbereich des betreffenden Wandteilstücks handeln; ebenso denkbar wäre jedoch ein durch Raummoden im Empfangsraum verursachter Messfehler. Zwischen 1 Hz und 6,3 khz steigt die Schallpegeldifferenz von 54 db auf maximal 68 db. Aufgrund der Tiefpasscharakteristik von Wänden sollte die Schallpegeldifferenz zu hohen Differenzen kontinuierlich zunehmen, oberhalb von 6,3 khz fallen die Messwerte jedoch ab. Der Grund dafür wird durch Abbildung deutlich: Während 62

63 die Dynamik im Empfangsraum im 6,3 khz-band noch ca. 15 db beträgt (die Schallpegeldifferenz beträgt dabei 68 db, im Senderaum wird demnach in dem Band eine Dynamik von mindestens = 83 db erreicht!), beträgt die Dynamik im 8 khz-band nur noch ca. 1 db; anscheinend ist damit für das Messsystem die obere Grenze des Auswertungsbereichs erreicht. (Hinweis: Die obere Grenze für den jeweiligen Auswertungsbereich wurde im Folgenden analog zu dem eben besprochenen Beispiel ermittelt; auf erneute detaillierte Herleitung wird daher verzichtet.) 5 5 Amplitude in db Zeit in s 5 5 Amplitude in db Zeit in s Abbildung : Terzgefilterte Impulsantworten der 6,3 khz- (oben) und 8 khz- Bänder (unten) einer Schalldurchgangsmessung vom Brahmssaal in die Brahmssaal-Regie im Empfangsraum Die Kurven von R, D n und D nt verlaufen oberhalb etwa 1 Hz weitgehend parallel. Die größte Abweichung von der Schallpegeldifferenz zeigt die 63

64 Kurve von D n : Da der Korrektursummand 1 log A A auf der für hohe Absorptionsgrade falschen Sabine schen Nachhallgleichung beruht (vgl. Abbildung 1.1.4), ist der Fehler hier besonders groß. Hinzu kommt noch, dass die Werte der Schallpegeldifferenz bereits durch Absorption im Empfangsraum vergrößert werden die Kurve für D n verläuft jedoch oberhalb der von D und ist daher als falsch anzusehen. (Derselbe Umstand tritt in mehreren der anderen untersuchten Räumen auf; im Folgenden wird jedoch nicht mehr extra darauf eingegangen.) In Wahrheit werden die Wandeigenschaften daher wohl eher durch die Kurven von R und D nt angenähert. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 64 ( 1; 3; 1; 11) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 59 ( ; 2; ; 8) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 71 ( 1; 3; 2; 13) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 62 ( 1; 3; 1; 9) db Tabelle 3.3: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Wand zwischen Brahmssaal und Brahmssaal-Regie nach DIN EN ISO Da im Brahmssaal viel Klavier gespielt wird, aber auch Ensemble-Proben und -Aufführungen stattfinden, sind die hier gemessenen Werte nicht besonders gut: Wenn man vom Betriebsschalldruckpegel im Brahmssaal die Kurve der Schallpegeldifferenz abzieht, so erhält man annähernd den Schalldruckpegelverlauf, der sich in der Brahmssaal-Regie einstellen wird. Vergleicht man diesen Schalldruckpegelverlauf auch noch mit den GK-Kurven, so zeigt sich, dass GK1 mit der gegenwärtigen Schalldämmung zwischen Brahmssaal und Brahmssaal-Regie nicht eingehalten werden kann. 64

65 Luftschalldämmung der Tür zur Brahmssaal-Regie Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 1 khz. Luftschalldämmung in db D R D n D nt f [Hz] D [db] 2,9 26,6 24,9 23,7 28,8 33,7 25,7 34,7 29,6 25,7 35,1 34,1 32, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 36, 36,6 38,8 37,1 35,4 36,9 39,1 41,5 45,4 48,9 52,7 54,8 56,9 f [Hz] R [db] 24,9 3,2 24,3 24,2 29,1 37, 26,7 37,6 33,1 26,9 38,1 34,7 34, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 37,2 37,8 38,7 37,1 33,7 34,9 36,8 38,8 42,6 45,7 49, 51,1 52,7 f [Hz] D n [db] 17,2 23,4 25,8 23,6 28,8 3,8 25, 32,3 26,4 24,9 32,4 34, 31, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 35,2 35,8 39,3 37,6 37,4 39,2 41,8 44,5 48,5 52,4 56,7 58,9 61,5 f [Hz] D nt [db] 28,7 34, 28,1 28, 32,9 4,8 3,5 41,4 36,9 3,7 41,9 38,5 37, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 41, 41,6 42,5 4,9 37,5 38,7 4,6 42,6 46,4 49,5 52,8 54,9 56,5 Die Kurve der Schallpegeldifferenz spricht eine deutliche Sprache: Bei tiefen Frequenzen bleibt sie unterhalb von 3 db, und erst bei 3,2 khz wird die 4 db- Marke erreicht. Da rund um die Brahmssaal-Regie reger Unterrichts-, Übe- und Durchgangsverkehr herrscht (schlagende Türen), ist die Schalldämmung der Tür als viel zu niedrig anzusehen. Dies spiegelt sich auch in den Einzahlwerten (siehe Tabelle 3.4) wieder. Da die Wände des Vorraums zur Brahmssaal-Regie wenig absorbierend sind, liegen die Kurven aller berechneten Parameter deutlich dichter aneinander als zum Beispiel bei den Messwerten zur Schalldämmung zwischen Brahmssaal und Regie. Im Empfangsraum wurde jedoch nur an einem einzelnen Punkt gemessen; aus diesen Messungen wurden sowohl die Empfangsspektren als auch 65

66 die Nachhallzeiten, die zur Berechnung von R, D n und D nt benötigt werden, ermittelt. Zu tiefen Frequenzen hin (die Schröderfrequenz des Empfangsraums liegt bei ca. 26 Hz) müssen sämtliche Daten daher mit Vorsicht betrachtet werden. Hinzu kommt noch, dass die Durchgangsfläche weniger als 1 m 2 beträgt, weshalb der Korrektursummand 1 log S A zur Berechnung des Bau-Schalldämmmaßes mit S = max(s; V Vorraum /7, 5) berechnet wurde (vgl. Abschnitt ). Die Schallpegeldifferenz ist daher in diesem Fall wohl der am wenigsten fehlerbehaftete Parameter. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 37 ( 1; 3; ; 3) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 36 ( ; 1; 1; 2) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 37 ( 1; 3; ; 4) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 4 ( 1; 1; ; 2) db Tabelle 3.4: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Tür zur Brahmssaal-Regie nach DIN EN ISO Luftschalldämmung der Fenster der Brahmssaal-Regie Die Luftschalldämmung der Fenster der Brahmssaal-Regie müsste durch eine Fassadenmessung, z. B. nach DIN EN ISO 14-5 [22], bestimmt werden. Wegen des Aufwandes, den derartige Messungen bedeuten, wurde für diese Arbeit auf eine Fassadenmessung verzichtet; subjektiv liegen die Werte für die Luftschalldämmung der Fenster zur Brahmssaal-Regie jedoch in der Größenordung der Messergebnisse der Tür zur Brahmssaal-Regie (siehe vorheriger Abschnitt). 66

67 3.2 Regie Zusammenfassung Verwendungszweck: Recording, Editing, Mixing, Mastering Raumabmessungen 1 (B/H/T): 5,47 m / 2,88 m / 5,6 m Raumvolumen: 79,7 m 3 Schröder-Frequenz: 19 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK1/GK25 (NR3) Nachhallzeit T2 11 :,24 s 1..9 T2 Zeit in s Abhörsituation T2 T2 Filter Zum Zeitpunkt der Messungen bestand die Abhöre in der Regie 1 aus drei ME Geithain RL9A (Front) sowie zwei ME Geithain RL94 (Surround). (Zwischenzeitlich wurde die Regie 1 umgebaut, daher wird in der Vergangenheitsform berichtet.) Die Frontlautsprecher waren in eine schallharte Wand mit angeschrägten Ecken eingebaut (siehe Foto); die Surround-Lautsprecher hingen frei im Raum. Als alternative Abhöre standen zwei ProAc Studio 1 an jeweils einer QUAD-Endstufe (ohne erkennbare Modellbezeichnung) auf dem Pult. Die auf dem Foto sichtbare zweite Alternativ-Abhöre wurde nicht gemessen. 1 Grobe Annäherung des Raumes an einen Quader. 11 T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

68 (Foto: Christoph Bley) Zunächst wurde der Sweetspot aus der Anordnung der Front-Lautsprecher rekonstruiert: Der Schnittpunkt der von der Mitte der Lautsprecher L und R ausgehenden ±3 -Geraden befindet sich ca. 2 cm hinter dem Platz des Mixing-Engineers; für die Messungen wurde dieser Punkt als Sweetspot festgelegt. Die Surround-Lautsprecher befinden sich bei ±115 ; die Position der Alternativ-Abhöre wurde vor den Messungen von zunächst ca. ±24 auf ±3 korrigiert. Der Center-Lautsprecher ist wegen des Fensters zum Zentralen Geräteraum (ZGR) zu hoch angebracht, weshalb er kopfüber eingebaut wurde, um die Höhe des Center-Tweeters möglichst der der anderen Front-Tweeter anzupassen. Der Abstand der Front-Lautsprecher zum Sweetspot betrug 2,76 m, der der Surround-Lautsprecher nur 2,45 m. Die ProAcs waren ca. 1,7 m entfernt. Der im Vergleich zu den Front-Lautsprechern zu geringe Abstand der Surround-Lautsprecher lässt sich theoretisch damit begründen, dass beim Bau der Regie 1 die Basis-Breite der Front-Lautsprecher optimiert werden sollte (die Regie wird hauptsächlich für U-Musik-Produktionen verwendet, weshalb die Surround-Abhörbedingungen eine den Stereo-Bedingungen untergeordnete Rolle spielen). Es ist aber auch denkbar, dass die Front-Lautsprecher mit Absicht ein bisschen aufgespreizt wurden, um einen Abhörbereich an Stelle eines Sweetspots zu schaffen; die optimale Abhörposition würde demnach vom für diese Messung festgelegten Sweetspot weiter nach vorne, ungefähr auf die Position des Mixing-Engineers, rücken. Zur Bestimmung der Wiedergabepegel wurde das Minirator-Signal via Patchbay direkt auf die Amp-Inputs gegeben; die elektrischen Pegel, bei denen 78 db(a) erreicht wurden, sind in Tabelle 3.5 dargestellt. Es zeigt sich, dass sämtliche Wiedergabepegel, insbesondere die der Haupt- Abhöre, deutlich zu niedrig sind. Der linke Kanal der Front-Lautsprecher ist zudem mehr als 1 db leiser als die anderen Kanäle, weshalb Mischungen aus der Regie 1 auf anderen, ausgewogeneren Abhöranlagen, leicht linkslastig sein dürften. 68

69 Kanal L C R LS RS L_alt R_alt Pegel 7,9 dbu 9,1 dbu 9,1 dbu 9, dbu 9,7 dbu 15,4 dbu 14,9 dbu Tabelle 3.5: Elektrische Pegel des Rausch-Signals, bei denen sich am Sweetspot 78 db(a) einstellen Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Die 3 db-übertragungsbereiche der Lautsprecher sind in den Datenblättern der Hersteller wie folgt angegeben: ME RL9A: ME RL94: ProAc Studio 1 12 : 35 Hz - 2 khz 4 Hz - 2 khz 35 Hz - 3 khz Der deutliche Kammfilter bei hohen Frequenzen in den Betriebsschallpegelkurven der drei Front-Lautsprecher (siehe Abbildungen bis 3.2.3) mit einem Frequenzabstand einzelner Einbrüche von ca. 75 Hz passt genau zu der ersten deutlichen Reflexion mit einer Laufzeitdifferenz von ca. 1,3 ms (der Kehrwert von 75 Hz ergibt genau 1,3 ms, vgl. Abschnitt ). Diese Pultreflexion fällt aufgrund der Steilheit des Einfallswinkels (die Front-Lautsprecher mussten wegen der Höhe des Pults, Modell SSL 9J, besonders hoch angebracht werden) mit teilweise weniger als 5 db Pegelunterschied zum Direktschall viel zu deutlich aus. Die regelmäßigen Einbrüche im Frequenzgang des Center-Kanals ab ca. 2 Hz lassen sich wiederum direkt auf die deutliche Reflexion mit ca. 12 db mit ca. 21 ms Verzögerung gegenüber dem Direktschall zurückführen; der Kammfilter im R -Kanal im selben Frequenzbereich wird durch die Reflexion mit 23 ms Verzögerung hervorgerufen. Weshalb diese Reflexionen, deren zeitlicher Abstand zum Direktschall auf die ersten Rückwandreflexionen hindeutet, trotz der dort angebrachten QRD-Diffusoren so deutlich ausfallen, müsste untersucht werden; ihre Auswirkungen auf den Frequenzgang sind jedenfalls beträchtlich. In den Impulsantworten der Surround-Lautsprecher (Abbildungen und 3.2.5) zeigt sich deutlich eine Reflexion bei ca. 4,3 ms, wodurch der tiefe Einbruch bei ca. 11 Hz in beiden Frequenzgängen erklärt werden kann. Die 12 Grenzkriterium (z. B. 3 db oder 1 db ) nicht angegeben. 69

70 Doppel-Reflexion mit einer Zeitverzögerung von 14,3 und 16, ms auf beiden Kanälen dürfte auf die schallharte Vorderwand des Regieraums zurückzuführen sein. Hier rächt sich das Konzept, frühe Reflexionen durch Einbau der Front- Lautsprecher in die Vorderwand zu vermeiden, da dies mit einer deutlichen Verschlechterung der Surround-Abhörbedingungen erkauft wird. Das Nachhallfeld der Surround-Lautsprecher ist immer wieder von einzelnen Peaks durchsetzt und damit alles andere als homogen (vgl. Anforderungen an den zeitlichen Verlauf des Nachhallfelds, Abschnitt 1.3.3). In den Frequenzgängen der Alternativ-Abhöre (vgl. Abbildungen und 3.2.7) fällt besonders der ausgeprägte Kammfilter oberhalb 3 khz ins Auge, der auf die Mischpultreflexion mit 1 ms Verzögerung gegenüber dem Direktschall zurückzuführen ist. (In Abbildung ist am Beispiel des linken ProAc- Kanals dargestellt, wie sich die Bedämpfung der Mischpultreflexion auf den Frequenzgang auswirkt.) Weitere deutliche Reflexionen nach 19 ms (vor allem links) sowie 34 ms (beide Kanäle) sind gegenüber dem Direktschall so stark gedämpft, dass ihr Einfluss auf den Frequenzgang als sehr gering angesehen werden kann. Ob der Reflexions-Komplex bei 34 ms nach dem Direktschall als Echo wahrzunehmen ist, müsste untersucht werden. An allen Frequenzgängen der Haupt-Abhöre fallen die deutlichen Einbrüche um 1 Hz auf; ob diese durch Optimierung des Reflexionsverhaltens beseitigt werden können oder durch Raummoden verursacht werden, müsste ebenfalls untersucht werden. Die Raummoden sind stark bedämpft; in den Frequenzgängen sind zu tiefen Frequenzen hin keine Peaks zu bemerken. Lediglich die Einbrüche in der Betriebsschallpegelkurve des Center-Kanals (Abbildung 3.2.3) zwischen 1 und 2 Hz sind auffällig. In den Toleranzfeldern (Abbildungen bis ) zeigt sich, dass die Front-Lautsprecher bei tiefen Frequenzen zu viel Bass haben; besonders bedenklich ist jedoch der Abfall zu hohen Frequenzen hin, der die Toleranzgrenzen auf allen drei Kanälen deutlich unterschreitet. Dieser Abfall ist nicht allein durch den Diffusfeldfrequenzgang des Messmikrofons zu erklären (vgl. Abbildung (oben)), erst recht, da sich durch den gegenüber z. B. der Abhöre in der Brahmssaal-Regie steileren Einfallswinkel der Druckstaueffekt bemerkbar machen sollte. Worauf diese Besonderheit zurückzuführen ist müsste untersucht werden; durch den inzwischen erfolgten Umbau der Regie 1 erübrigt sich diese Frage jedoch. Die erste Reflexion in den Impulsantworten der Surround- Lautsprecher sorgt dafür, dass die Toleranzfelder im Bereich zwischen 1 und 12 Hz stark unterschritten werden. Auffällig ist auch, dass beide Lautsprecher viel zu wenig Bass haben ; auch diesem Phänomen müsste nachgegangen werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Betriebsschallpegelkurven in der Regie 1 nicht so gut sind, wie bei dem dort betriebenen studioakustischen Aufwand zu erwarten wäre. Insbesondere Reflexionen, allen voran die Mischpultreflexionen, führen zu starken Beeinträchtigungen der Frequenzgänge. 7

71 1 "L" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.1: Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 71

72 1 "R" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.2: Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 72

73 1 "C" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.3: Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position C Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 73

74 1 "LS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.4: Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position LS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 74

75 1 "RS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.5: Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position RS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 75

76 "L_alt" 5 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.6: Alternativer Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 76

77 "R_alt" 5 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.2.7: Alternativer Regie-Lautsprecher der Regie 1, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 77

78 L L m in db "L" Abbildung 3.2.8: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L (Regie 1) L L m in db "R" Abbildung 3.2.9: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R (Regie 1) 78

79 L L m in db "C" Abbildung 3.2.1: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal C (Regie 1) L L m in db "LS" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal LS (Regie 1) 79

80 L L m in db "RS" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal RS (Regie 1) L L m in db "L_alt" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L_alt (Regie 1) 8

81 L L m in db "R_alt" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R_alt (Regie 1) Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot mit Computer-Monitoren Da in der Regie 1 in der jüngeren Vergangenheit immer wieder auf den Einsatz der SSL-Konsole verzichtet und stattdessen direkt in ProTools gemischt wurde, wurde untersucht, inwiefern die zwei Monitore am Sweetspot (siehe Foto) die Abhörsituation gegenüber der Hörposition direkt am Pult verschlechtern. (Foto: Christoph Bley) Entgegen den Erwartungen zeigen die Messergebnisse (siehe Bild ) jedoch, dass die beiden Monitore vor dem Hörplatz die Hörbedingungen sogar verbessern, da die Pultreflexion offenbar gedämpft wird. Die Veränderungen in den Frequenzgänge der beiden anderen Kanäle der Haupt-Abhöre sehen sehr ähnlich aus, weshalb hier auf eine Darstellung verzichtet wird. Bei den Surround-Kanälen waren keine deutlichen Veränderungen zu sehen, weshalb sie ebenfalls nicht dargestellt werden. Anders sieht die Situation bei Einsatz der alternativen Abhöre aus (siehe Abbildung ): Während der durch die Mischpultreflexion verursachte Kamm- 81

82 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Frequenzgänge des linken Lautsprechers ohne (blau) und mit Computer-Monitoren (rot) vor der Hörposition 5 1 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Frequenzgänge des linken alternativen Lautsprechers ohne (blau) und mit Computer-Monitoren (rot) vor der Hörposition 82

83 filter bei den Hauptlautsprechern durch die Computer-Monitore quasi nivelliert wird, erfolgt bei den viel flacher einstrahlenden alternativen Lautsprechern tatsächlich eine deutliche Abschattung zu hohen Frequenzen hin Betriebsschallpegelkurven an der Rückseite der Regie 1 ( Band-Bereich ) Für die Kommunikation mit Musikern, die während Produktionen oft an der Rückwand der Regie 1 sitzen, ist es wichtig, die dortigen Hörbedingungen zu kennen: Bei Räumen, in denen keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen wurden, wäre in Wandnähe eine Zunahme des Schalldruckpegels bei tiefen Frequenzen zu erwarten. Wenn ein Musiker dann beispielsweise auf zu viel Bass im Mix hinweist, sollte der Tonmeister wissen, wie diese Feststellung einzuordnen ist beziehungsweise ob tatsächlich Änderungen am Mix vorgenommen werden sollten. Abbildung zeigt jedoch, dass gerade der Bassbereich von hinten (Messposition etwa auf Höhe des Center-Lautsprechers) vermutlich nicht schlechter als vorne beurteilt werden kann: Wo am Sweetspot noch zu viel Bass festgestellt wurde (siehe Abschnitt ), scheint der Frequenzgang an der Rückseite der Regie 1 vergleichsweise ausgewogen; lediglich zu hohen Frequenzen hin zeigt sich ein unerwünschter Pegelabfall relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Frequenzgänge des rechten Lautsprechers am Sweetspot (blau) und an der Rückseite der Regie 1 (rot) 83

84 Nachhallzeiten Wegen der zu geringen Dynamik in den Impulsantworten der Regie-Lautsprecher unterhalb 25 Hz werden die Nachhallzeiten erst ab 25 Hz angegeben. Die Messwerte in den 4- und 5 Hz-Bändern liegen in der Größenordnung der Nachschwingzeiten der Terzfilter des Messsystems und sind daher ungültig T2 Zeit in s T2 T2 Filter f [Hz] T2 [s],77,56,34,3,39,38,26,21,2,23,23,29,18,25, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,28,22,23,21,25,24,24,25,23,22,22,21,19,18, Toleranzfeld nach EBU tech T T m in s T m =,24 s Der Einzahlwert der Nachhallzeit in der Regie 1 entspricht den Empfehlungen der EBU. Auch in den einzelnen Terzbändern bleibt die Nachhallzeit innerhalb des Toleranzbereichs; lediglich die Steilheit des Anstiegs der Nachhallzeit unterhalb 1 Hz sowie die Sprünge zwischen benachbarten Terzbändern zwischen 25 Hz und 1 khz verstoßen gegen die Empfehlungen (vgl. Abschnitt 1.3.3). 84

85 3.2.4 Bauakustik Ruhegeräusch Die Hauptgeräuschquellen in der Regie 1 sind die ProTools-Wandler im Outboard-Rack, das sich zwischen den Arbeitsplätzen der Tonmeister und dem Band-Bereich (an der Rückseite des Raums) befindet, sowie die Röhrenmonitore in der Vorderwand und die brummenden Amps der drei Front-Lautsprecher. SPL in db GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. M1 M2 M3 M4 M Abbildung : Ruhegeräusch in der Regie 1, verschiedene Szenarien, gemessen mit dem G.R.A.S.-Messsystem Szenarien der Messungen in Abbildung : Messung 1: am Sweetspot, alle Lautsprecher und ProTools-Hardware an Messung 2: wie 1, rechter Röhrenmonitor an Messung 3: wie 1, beide Röhrenmonitore an Messung 4: am Platz des Tape-Ops, Technik wie 1 Messung 5: am Sweetspot, Technik wie 1, aber ohne ProTools-Hardware Messung 1 in Abbildung zeigt den Normalzustand am Sweetspot, mit dem üblicherweise gearbeitet wird: Die ProTools-Hardware sowie sämtliche Regielautsprecher sind eingeschaltet. Das Ergebnis für den Dauergeräuschpegel in diesem Szenario lautet GK25. Messung 5 (gleiches Szenario, nur mit abgeschalteter ProTools-Hardware) zeigt, dass die Anforderung GK1 eingehalten werden könnte, wenn die ProTools-Hardware ausgelagert würde. Die bei- 85

86 den Röhren-Fernsehmonitore in der Vorderwand der Regie werden gelegentlich für Sichtverbindungen in Aufnahmeräume oder für die Darstellung des Bildes des SSL-Computers benötigt. Beide Monitore erzeugen deutlich vernehmbares Rauschen und Fiepen. Das Ergebnis für die Ruhegeräuschmessungen verschlechtert sich mit eingeschalteten Monitoren breitbandig; wenn beide Monitore gleichzeitig angeschaltet sind, wird der Geräuschpegel nicht einmal mehr von den GK-Kurven erfasst. Stattdessen müssten die noise rating-kurven (NR- Kurven, siehe Abschnitt 1.1.1) herangezogen werden; das Ergebnis lautet dann NR3. Die Peaks bei 16 khz befinden sich zwar an der Grenze des Hörbereichs, stören jedoch in der Praxis erheblich, weshalb auf den Einsatz der Röhren-Monitore möglichst verzichtet werden sollte. Mit Messung 4 sollte gezeigt werden, inwiefern die Bedingungen am Arbeitsplatz des Tape-Ops durch die im Vergleich zum Sweetspot geringere Entfernung zur ProTools-Hardware verschlechtert werden. Es zeigt sich jedoch, dass die Unterschiede der Kurven von Messung 1 (am Sweetspot) und Messung 4 (am Arbeitsplatz des Tape-Ops) minimal sind und die Werte von Messung 4 die von Messung 1 sogar meistens unterschreiten. Lediglich bei 1 Hz überschreiten die Werte von Messung 4 die von Messung 1 deutlich; der gemessene Schalldruckpegel in diesem Frequenzband liegt jedoch unterhalb der DIN-Hörschwelle und ändert nichts an der Bewertung GK25. Auch in der Regie 1 könnte demnach die Anforderung GK1 eingehalten werden, wenn die ProTools-Hardware ausgelagert würde und auf den Einsatz der Röhren-Monitore verzichtet oder leisere Ersatzgeräte beschafft würden. 86

87 Luftschalldämmung der Wand/Tür zu Regie 1 Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 1 khz. Luftschalldämmung in db D R D n D nt D auf f [Hz] D [db] 34,2 4,6 3,4 22,2 24, 35,1 43,5 43,5 43,8 46,9 43,1 42,3 43, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 38, 35,1 37, 39,6 44,6 44,3 43,6 42,3 48,1 54,4 5,4 52,6 55,4 f [Hz] R [db] 44,1 41,5 31,8 22, 22,3 34,6 43,7 42,9 44,1 47,2 42,3 42,2 43, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 37,4 34,5 35,1 39,4 44,7 43,5 42,7 41,2 46,7 52,9 48,6 5,4 53,1 f [Hz] D n [db] 25,9 41,4 3,6 24,1 27,3 37,2 44,9 45,6 45,1 48,2 45,4 44, 44, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 4,3 37,2 4,6 41,5 46,2 46,7 46,1 45,1 51,1 57,4 53,7 56,3 59,3 f [Hz] D nt [db] 43,9 41,3 31,7 21,8 22,1 34,4 43,6 42,8 43,9 47, 42,2 42, 43, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 37,2 34,4 34,9 49,2 44,6 43,4 42,5 41, 46,6 52,7 48,5 5,3 53, f [Hz] D auf [db] 39,7 37, 23,6 19,4 27,8 4,9 45, 38,1 36,9 35,3 36,2 35, 34, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 32,5 27,8 26,1 25,2 28, 3,6 29,8 29,1 34,2 36,2 38,1 37,2 39,3 Das Minimum der Kurve der Schallpegeldifferenz zwischen Regie 1 und ihrem Vorraum bei 63 Hz deutet auf eine Resonanzfrequenz der trennenden Bauteile hin, könnte aber genauso gut ein Messfehler sein: Die Schröderfrequenz des Vorraums der Regie 1 liegt bei 2 Hz. Bis 25 Hz steigt die Schallpegeldifferenz auf passable 47 db, dann sinkt sie jedoch wieder: Zwischen 25 Hz und 3,2 khz bleibt sie zwischen 35 und 43 db. Das Maximum der Schallpegeldifferenz ist bei 1 khz mit 55 db erreicht. 87

88 Diese Werte sind verhältnismäßig niedrig: Bei einer Schallpegeldifferenz von nur 35 db bei 8 Hz könnten selbst Gespräche in Zimmerlautstärke vor der Tür zu Regie 1 im Regieraum zum Störfaktor werden ganz zu schweigen von dem Störgeräuschpegel, der durch Hantieren mit dem vor der Tür gelagerten TA-Equipment entstünde! Mit aktuell erhältlichen Schallschutztüren könnten hingegen Schallpegeldifferenzen (Einzahlwert!) von bis zu 6 db erzielt werden (Quelle: persönliches Gespräch mit Peter Maier, Concept-A). (Die momentan eingebaute Tür ist schon seit mehreren Jahrzehnten im Einsatz.) Da die Regie 1 jedoch vor allem für laute Musik (Pop/Rock, gelegentlich Jazz) benutzt wird, könnten die Werte noch ausreichend sein. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 41 ( 1; 2; ; 4) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 4 ( 1; 2; ; 4) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 43 ( 1; 1; ; 3) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 4 ( 1; 2; ; 4) db D auf,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 29 ( 1; 1; ; 1) db Tabelle 3.6: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Tür zu Regie 1 nach DIN EN ISO Unter den Studenten des ETI weitgehend unbekannt ist die Tatsache, dass sich der Anpressdruck der Tür zu Regie 1 im geschlossenen Zustand durch Hochstellen der Türklinke erhöhen lässt. Die mit D auf bezeichnete Messung wurde mit nicht angepresster Tür (Türklinke horizontal) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Einzahlwerte der Luftschalldämmung mit hochgestellter Türklinke gegenüber dem Normalzustand mit horizontaler Türklinke um 12 db verbessern. 88

89 Luftschalldämmung zwischen Regie 1 und ZGR Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 6,3 khz. Da die Dynamik im 6,3 khz-band zu gering zur Bestimmung der Nachhallzeit T2 war, wird in diesem Band nur D angegeben. 8 Luftschalldämmung in db f [Hz] D [db] 25, 18,6 19,5 31,1 28,8 3,3 43, 39,4 47,2 49,5 46,5 49, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 49,7 5, 42,3 4,5 45,5 52,3 54, 53,7 55,4 54,8 57, 59,1 f [Hz] R [db] 29,4 24,8 23, 35,9 33, 34,8 47,1 43,5 56, 58,5 55,7 53, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 53,6 53,5 47,8 46,3 52,1 59,6 62,1 6,7 6,1 57,7 59,4 f [Hz] D n [db] 21,7 13,4 17,2 27,5 25,7 27, 4, 36,4 39,5 41,6 38,4 45, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 46,9 47,7 37,9 35,8 4, 46,1 47, 47,8 51,9 53,1 55,7 f [Hz] D nt [db] 25,9 21,3 19,4 32,4 29,5 31,3 43,5 4, 52,5 55, 52,2 49, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 5,1 5, 44,2 42,8 48,5 56, 58,6 57,2 56,6 54,2 55,9 Aufgrund der geringen Größe des ZGR (Schröderfrequenz um 3 Hz) können die Messwerte bis knapp oberhalb von 3 Hz nur als ungefähre Anhaltspunkte angesehen werden. Die Schallpegeldifferenz steigt im Mittel kontinuierlich an bis auf 59 db bei 6,3 khz. Verwunderlich ist nur die Senke bei 1 khz; hier müsste, zum Beispiel mit einer weiteren Messposition im ZGR, untersucht werden, ob es sich hierbei nur um einen Messfehler handelt oder ob die Wand beziehungsweise das Fenster zwischen Regie 1 und ZGR in diesem Frequenzbereich tatsächlich eine Schwachstelle aufweist. Es ist zum Beispiel bekannt, D R D n D nt

90 dass ein ehemaliger Klima-Kanal, der sich zwischen Regie 2 und Regie 1 die ganze Gebäudeflanke entlang erstreckt, in der Vergangenheit für Probleme bei der Schalldämmung gesorgt hat; möglicherweise ist dieses Problem nun erneut aufgetreten. Eine Schallpegeldifferenz von nur 4 db im 1 khz-band könnte jedenfalls angesichts der hohen Lautstärke der im ZGR untergebrachten Geräte zu gering sein. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 49 ( 3; 5; 2; 9) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 54 ( 2; 5; 2; 9) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 44 ( 3; 5; 2; 7) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 51 ( 3; 5; 2; 1) db Tabelle 3.7: Einzahlwerte der Luftschalldämmung zwischen Regie 1 und ZGR nach DIN EN ISO

91 3.3 Regie Zusammenfassung Verwendungszweck: Recording, Editing, Mixing, Mastering Raumabmessungen 13 (B/H/T): 6,65 m / 3,22 m / 5,55 m Raumvolumen: 117,8 m 3 Schröder-Frequenz: 9 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK1/GK2 (am Pult) Nachhallzeit T2 14 :,22 s 1..9 T2 Zeit in s Abhörsituation T2 T2 Filter Die Abhöre in der Regie 2 besteht aus fünf Lautsprechern B&W Nautilus 82 an einem Verstärker Rotel RMB-195. Außerdem stehen als alternative Abhöre zwei ME Geithain RL92 zur Verfügung. Der Kreisradius für die ITU-Aufstellung der Lautsprecher ist, gemessen an den Raummaßen, relativ groß gewählt, sodass die Surround-Lautsprecher außerhalb der Raumgrenzen stünden, würden sie im gleichen Abstand zum Sweetspot aufgestellt wie die Front-Lautsprecher. Der Sweetspot ist aus unbekannten Gründen leicht links der Raummitte festgelegt, weshalb für den linken Surround-Lautsprecher noch weniger Platz verbleibt. Die Abstände der Front-Lautsprecher zum Sweetspot betrugen zum Zeitpunkt der Messung 2,55 m, die der Surround-Lautsprecher 2, m. Die Entfernung der Geithain-Lautsprecher zum Sweetspot betrug 13 Tiefe der vorderen Absorber nicht bekannt, tatsächliche Raumbreite daher größer als angegeben. 14 T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

92 2,57 m. Die signifikant geringere Entfernung der Surround-Lautsprecher müsste z. B. durch Delays ausgeglichen werden, was bisher jedoch nicht der Fall ist. Die linken und rechten Front-Lautsprecher befanden sich auf ±3, die Surround-Lautsprecher auf ±11. Die Geithain-Lautsprecher befanden sich jeweils links ihrer B&W-Gegenstücke, ebenfalls auf ±3. Der Sweetspot in der Regie 2 liegt ca. 2 3 cm hinter der Hörposition des Tonmeisters, wenn dieser direkt am Pult ( Stagetec Aurus ) sitzt. db FS am Pult entsprechen in der gegenwärtigen Einstellung 15 dbu, d. h. die geforderten 18 db FS für die Kalibrierung der Wiedergabepegel entsprechen 3 dbu. Für die Messungen wurde der interne Generator der digitalen Kreuzschiene ( Stagetec Nexus ) als Signalquelle benutzt. Das Generator- Signal ( pink noise ) wurde zunächst in einem 5.1-Projekt auf einen Kanal des Pults gelegt und dann hart auf die Lautsprecher gepant. Die Monitor-Section stand auf, sollte also keine Beeinflussung der Wiedergabelautstärke bewirken. Die bei 3 dbu daraus resultierenden Schalldruckpegel am Sweetspot sind in Tabelle 3.8 dargestellt. Kanal L C R LS RS L_alt R_alt Pegel 56, db(a) 55,6 db(a) 56,2 db(a) 58, db(a) 56,8 db(a) 58, db(a) 56,8 db(a) Tabelle 3.8: Schalldruckpegel am Sweetspot bei rosa Rauschen mit 18 db FS (Surround-Projekt) Die verlangten 78 db(a) am Sweetspot werden auf allen Kanälen weit verfehlt! Es müsste daher untersucht werden, ob dieses Pegel-Offset bereits am Ausgang des Pults auftritt oder erst durch die Lautsprecher verursacht wird. Interessehalber wurde die Messung mit ansonsten gleichem Setup noch einmal mit einem Stereo-Projekt durchgeführt; die dabei gemessenen Schalldruckpegel sind in Tabelle 3.9 dargestellt. Kanal L R L_alt R_alt Pegel 58,7 db(a) 59, db(a) 6,3 db(a) 6, db(a) Tabelle 3.9: Schalldruckpegel am Sweetspot bei rosa Rauschen mit 18 db FS (Stereo- Projekt) 92

93 Die Ergebnisse werfen die Frage auf, weshalb die Schalldruckpegel zwischen beiden Messungen (Surround- und Stereo-Projekt) so stark differieren Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Der 3 db-übertragungsbereich der B&W Nautilus 82 geht laut Hersteller- Datenblatt von 34 Hz bis 28 khz, der der ME Geithain RL92 von 35 Hz bis 2 khz. In den Betriebsschallpegeln der Front-Lautsprecher (Abbildungen bis sowie mit 3.3.7) zeigen sich ab 2 khz deutlich ausgeprägte Kammfilter, die auf die erste Reflektion zurückzuführen sind. Besonders deutlich fällt die Reflexion beim linken Geithain-Lautsprecher aus (Abbildung 3.3.6): Die erste Reflexion trifft quasi ungedämpft ca.,7 ms nach dem Direktschall ein. Die seitliche Einstrahlrichtung, sozusagen am Pult vorbei statt über das Pult hinweg, scheint also große Nachteile mit sich zu bringen. Überraschend ist außerdem, dass in nahezu allen Impulsantworten deutliche Boden- und Deckenreflexionen auszumachen sind (mit ca. 3,3 und 5,5 ms Verzögerung; die Reflexionen wurden durch Vergleichsmessungen mit mobilen Absorbern identifiziert). Ebenso auffällig ist der Reflexions-Komplex, der bei allen Front-Lautsprechern nach ca. 17 ms auftritt. Möglicherweise handelt es sich dabei um Reflexionen der Rückwand. Angesichts der zahlreichen ausgeprägten frühen Reflexionen ist es nicht verwunderlich, dass alle Frequenzgänge zahlreiche Einbrüche und deutliche Kammfilter zeigen. Während sich die Kammfilter ab ca. 2 khz eindeutig der Mischpultbeziehungsweise Bodenreflexion zuordnen lassen, überlagern sich die durch verschiedene Reflexionen hervorgerufenen Kammfilter bei tiefen Frequenzen (unterhalb 1 khz) so stark, dass es kaum möglich ist, die jeweiligen Einbrüche und Überhöhungen zweifelsfrei einzelnen Reflexionen zuzuordnen; hier müssten die Quellen der Reflexionen experimentell (z. B. durch weitere Vergleichsmessungen mit mobilen Absorbern) nachgewiesen werden. Für die alternativen Abhör-Lautsprecher müssten andere, hinsichtlich der resultierenden Betriebsschallpegelkurven günstigere Positionen gefunden werden. Moden zeigen sich nur vereinzelt unterhalb ca. 9 1 Hz (besonders schön zu sehen im Frequenzgang des linken Surround-Lautsprechers, siehe Abbildung 3.3.4). Welche der tiefen Einschnitte unterhalb ca. 2 Hz in allen Übertragungskurven auf Moden und welche auf Reflexionen zurückzuführen sind, müsste jedoch ebenfalls durch Analyse der Reflexionen überprüft werden. Die Toleranzfelder (Abbildungen bis ) zeigen ebenfalls deutlich, dass die Einbrüche und Überhöhungen stark, manchmal zu stark ausgeprägt sind. Besonders der linke Geithain-Lautsprecher (Abbildung ) überschreitet die Toleranzen. Der Höhenabfall der B&W-Abhöre ist mit Hinblick auf den Diffusfeldfrequenzgang des Messmikrofons in Ordnung, lediglich die Frequenzgänge der Geithain-Abhöre fallen zu stark ab. Auch diesbezüglich sollte ein besserer Aufstellungsort für die alternativen Lautsprecher gefunden werden. 93

94 1 "L" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.1: Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 94

95 1 "R" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.2: Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 95

96 1 "C" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.3: Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position C Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 96

97 1 "LS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.4: Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position LS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 97

98 1 "RS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.5: Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position RS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 98

99 5 "L_alt" 1 15 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.6: Alternativer Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 99

100 5 "R_alt" 1 15 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.3.7: Alternativer Regie-Lautsprecher der Regie 2, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 1

101 L L m in db "L" Abbildung 3.3.8: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L (Regie 2) L L m in db "R" Abbildung 3.3.9: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R (Regie 2) 11

102 L L m in db "C" Abbildung 3.3.1: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal C (Regie 2) L L m in db "LS" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal LS (Regie 2) 12

103 L L m in db "RS" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal RS (Regie 2) L L m in db "L_alt" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L_alt (Regie 2) 13

104 L L m in db "R_alt" Abbildung : Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R_alt (Regie 2) 14

105 Betriebsschallpegelkurven verschiedener Szenarien An der Oberkante des Pults, direkt vor dem Center-Lautsprecher, befindet sich ein kleiner Monitor zur Anzeige verschiedener Messgeräte, wie z. B. Korrelationsgradmesser und Pinguin (Frequenzanalysator). Es wurden Vergleichsmessungen mit und ohne diesen Monitor durchgeführt, um festzustellen, inwiefern die Hörbedingungen durch den Monitor negativ beeinflusst werden. Die Abweichungen in den Frequenzgängen in beiden Szenarien waren jedoch so gering (weniger als 1 db im Frequenzbereich von 16 Hz bis 2 khz), dass die Ergebnisse hier nicht dargestellt werden. Außerdem wurde untersucht, ob der Tisch mit dem Computer-Monitor zur Bedienung der DAWs, der im Stereo-Modus meist neben das Pult gezogen wird, zu einer Beeinträchtigung der Hörbedingungen führt; diese Messungen führten ebenfalls zu keinen auffälligen Ergebnissen. Zuletzt wurden die Betriebsschallpegelkurven am Pult mit denen am Arbeitsplatz des Tonmeisters (an einem Tisch hinter dem Mixing-Engineer) verglichen (Abbildung ). Alle Frequenzgänge hier wird nur ein einzelner Kanal dargestellt zeigen deutlich weniger Bass und weniger Höhen. Die Einbrüche um 2 Hz, die in manchen der Betriebsschallpegelkurven zu sehen waren (vgl. Abbildungen bis 3.3.4), fallen weniger deutlich aus, dafür kommen andere deutliche Kammfiltereffekte hinzu. Die Abhörbedingungen scheinen am hinteren Arbeitsplatz, besonders im Tiefbassbereich (unterhalb 6 Hz), also ein wenig schlechter zu sein als vorne am Sweetspot relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Vergleich der Frequenzgänge des Kanals L am Sweetspot (blau) und hinten am Arbeitsplatz des Tonmeisters (rot) 15

106 Nachhallzeiten Wegen der zu geringen Dynamik in den Impulsantworten der Regie-Lautsprecher unterhalb 25 Hz werden die Nachhallzeiten erst ab 25 Hz angegeben. Die Messwerte bei 32 und 4 Hz liegen in der Größenordnung der Nachschwingzeiten der Terzfilter des Messsystems und sind daher ungültig T2 Zeit in s T2 T2 Filter f [Hz] T2 [s],97,5,42,37,3,26,24,22,23,2,27,22,23,23, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,22,21,22,21,21,22,23,2,2,2,19,18,18,15, Toleranzfeld nach EBU tech T T m in s T m =,22 s Die Kurve der Nachhallzeiten in der Regie 2 ist die schönste der bisher besprochenen Kurven: Bis auf den zu großen Sprung der Nachhallzeit zwischen den 2- und 25 Hz-Bändern sowie dem zu steilen Anstieg im 25 Hz-Band verläuft die Kurve sehr gleichmäßig. Dies zeigt sich auch beim Abgleich mit dem Toleranzfeld nach EBU tech Der Einzahlwert der Nachhallzeit liegt an der unteren Grenze der EBU-Empfehlungen. 16

107 3.3.4 Bauakustik Ruhegeräusch Bekannte Störgeräusch-Quellen in der Regie 2 sind, abgesehen von der obligatorischen Klimaanlage, der brummende Rotel-Verstärker, die summenden Bildschirme für die Sichtverbindung ins Konzerthaus und am Arbeitsplatz des Tape-Op sowie der Rechner des Pinguin -Frequenzanalysators, dessen Festplatte leise rattert. SPL in db GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. M1 M2 M3 M Abbildung : Ruhegeräusch in der Regie 2, verschiedene Szenarien, gemessen mit dem G.R.A.S.-Messsystem Szenarien der Messungen in Abbildung : Messung 1: alle Geräte abgeschaltet Messung 2: am Sweetspot, alle Geräte eingeschaltet Messung 3: am Arbeitsplatz des Tape-Op, sonst wie 2 Messung 4: am Arbeitsplatz des Tonmeisters (hinter dem Mixing-Engineer), sonst wie 2 Die Kurve von Messung 1 in Abbildung (alle Geräte aus ) zeigt, dass es darüber hinaus eine weitere Störgeräuschquelle geben muss, die die Ruhegeräusch-Bewertung der Regie 2 schon mit abgeschalteten Geräten auf gerade noch GK15 anhebt; vermutlich handelt es sich dabei um Resonanzen der Klimakanäle (Quelle: persönliches Gespräch mit Peter Maier, Concept-A). 17

108 Am Pult wird die schlechteste Bewertung der drei untersuchten Arbeitsplätze (am Pult, an der Position des Tape-Op sowie am Platz des Tonmeisters (hinter dem Mixing-Engineer)) erreicht; dort wird wegen der Peaks bei 1, 2 und 4 Hz das Bewertungs-Ergebnis auf GK2 angehoben. Die Frequenzen des dort überwiegenden Störgeräuschs deuten auf Netzbrummen eines oder mehrerer Geräte im vorderen Teil der Regie als Verursacher hin. Am Platz des Tape-Ops wird ebenfalls nur GK2 erreicht, wofür der bei anliegendem Signal vernehmlich summende Computer-Monitor verantwortlich sein könnte. Das beste Ergebnis wird am Platz des Tonmeisters (am Tisch hinter dem Mixing-Engineer) mit GK15 erreicht. Die Vorgaben für maximale Ruhegeräuschpegel in Regieräumen nach DIN werden also knapp verfehlt werden; durch Reparatur beziehungsweise Austausch der erwähnten Geräte, die die Störgeräusche innerhalb der Regie verursachen, könnte immerhin GK15 erreicht werden Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Regie 2 Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 6,3 khz. 8 Luftschalldämmung in db D R D n D nt D Wand f [Hz] D [db] 36,4 41,4 52,3 49,1 49,5 5,4 55,2 59,3 56,8 55,1 59,4 58, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 62,6 64,9 63,8 63,8 61,8 63, 65,6 64,2 63,9 66,9 68,1 69,3 f [Hz] R [db] 34,1 38,3 48,7 44,6 44,3 44,9 49,2 53,5 5,5 5,1 53,6 52, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 56,9 59,1 57,9 57,8 55,9 56,8 59,6 58,3 58,1 6,6 61,7 63,1 f [Hz] D n [db] 42,1 47,9 59,4 57, 58,2 59,4 64,5 68,5 66,5 63,6 68,6 67, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 71,7 74,2 73,1 73,3 71,2 72,6 75, 73,5 73, 76,6 77,9 78,9 18

109 f [Hz] D nt [db] 36,4 4,6 51, 46,9 46,7 47,2 51,6 55,9 52,8 52,4 55,9 55, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 59,2 61,5 6,2 6,1 58,2 59,2 61,9 6,7 6,5 63, 64, 65,4 f [Hz] D Wand [db] 36,9 4,9 46,5 45,2 56,1 54,4 54,1 6,4 59,4 58,9 59,9 62, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 65,4 68,4 67,7 67,7 67,5 67,1 69,8 7,3 69, 69,8 69,6 7,7 Im an die Regie 2 angrenzenden Aufnahmeraum 2 ( Aufnahme 2 ) finden oft U-Musik-Produktionen statt, außerdem wird am dortigen Flügel geübt. Die Schalldämmung zwischen beiden Räumen ist daher für die Arbeit in der Regie 2 von großer Bedeutung. Da die Doppeltür zwischen beiden Räumen subjektiv als Hauptquelle von Schallimmissionen aus Aufnahme 2 empfunden wird (pfeifende Geräusche der von der Klimaanlage hindurchgepressten Luft beweisen, dass die Türen nach jahrzehntelangem Betrieb nicht mehr dicht schließen), wurden Messungen an zwei Punkten in der Regie 2 durchgeführt; einmal direkt vor der Tür, einmal wenige Meter davon entfernt, jeweils in einer Entfernung von 1 m zur Wand beziehungsweise Tür. Die Messergebnisse an der Tür werden hier detailliert wiedergegeben; von den Messungen an der Wand-Position wird nur die Schallpegeldifferenz angegeben. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 63 ( ; 2; ; 3) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 57 ( ; 2; ; 2) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 72 ( ; 2; 1; 3) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 6 ( 1; 2; ; 3) db D Wand,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 67 ( 1; 3; ; 5) db Tabelle 3.1: Einzahlwerte der Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Regie 2 nach DIN EN ISO Die Kurve der Schallpegeldifferenz steigt annähernd kontinuierlich von 36 db bei 32 Hz auf 69 db bei 6,3 khz. Diese Werte sind nicht schlecht; wenn man allerdings bedenkt, dass die maximal zulässigen Ruhegeräusch-Pegel auch eingehalten werden sollten, wenn ein Drummer im Nebenraum das Letzte aus seinem Set herausholt, wird klar, dass GK15 voraussichtlich nicht eingehalten werden kann. Die Kurve der Schallpegeldifferenz der Wand-Messung weicht um maximal 6 db von der der Tür-Messung ab. Obwohl Türen tendenziell eine Schwachstelle hinsichtlich der Schalldämmung darstellen, kann anhand dieser Kurven nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden, dass die Tür tatsächlich erneuert oder renoviert werden müsste mit Blick auf die Kurve der Wand-Messung bleibt aber die Hoffnung, dass die Erneuerung der Isolierung beziehungsweise Abdichtung der in die Jahre gekommenen Schallschutztüren noch ein paar db zu der Schallpegeldifferenz zwischen beiden Räumen hinzufügen könnte. 19

110 3.4 Großer Seminarraum als Abhörraum Zusammenfassung Verwendungszweck: Editing, Mixing, Mastering Raumabmessungen (B/H/T): 8,1 m / 2,95 m / 8,35 m Raumvolumen: 199,5 m 3 Schröder-Frequenz: 8 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK1/GK15 Nachhallzeit T2 15 :,32 s /,27 s (Vorhang geöffnet/geschlossen) 1..9 T2 Zeit in s Abhörsituation Vorhang geöffnet Vorhang geschlossen T2 Filter Die Abhöre im Großen Seminarraum (im Folgenden nur noch Seminarraum genannt) besteht aus fünf ME Geithain RL91K. Die beiden Subwoofer vom Typ ME Geithain Basis 2 sind teilweise nicht angeschlossen beziehungsweise meist ausgeschaltet, weshalb die Messungen in diesem Abschnitt ohne die Subwoofer durchgeführt wurden. Der Sweetspot wurde beim Bau des Seminarraums von Geithain-Mitarbeitern festgelegt, die Lautsprecher entsprechend aufgestellt und ihre Positionen markiert. Die Überprüfung der Lautsprecherpositionen zeigte, dass die drei Front-Lautsprecher korrekt positioniert, die Surround-Lautsprecher jedoch fast 1 cm zu weit radial hinten stehen. Nachfrage bei Herrn Andreas Meyer (ETI) ergab, dass dieser Versatz beim erstmaligen Einmessen durch die Firma Geithain absichtlich hergestellt wurde. Für die Messungen dieser Arbeit wurde jedoch die ITU-Aufstellung wieder hergestellt: Der Kreisradius betrug 3,23 m, die linken und rechten Front-Lautsprecher standen auf ±31, die Surround-Lautsprecher auf ± T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

111 Das digitale Wiedergabesignal der DAW wird über ein RME-Interface gewandelt, dessen Output-Pegel auf 24 dbu = db FS eingestellt ist. Der geforderte Wiedergabepegel von 18 db FS entspricht daher +6 dbu. Tabelle 3.11 zeigt die elektrischen Pegel, bei denen sich stattdessen die geforderten 78 db(a) einstellen: Die Wiedergabepegel sind auf allen Kanälen ca. 16 db zu hoch! Dies könnte damit zusammenhängen, dass die Kalibrierung des Monitor-Controllers MAX Multimax EX, über den das Signal des RME-Wandlers wiedergegeben wird, in der Vergangenheit große Probleme bereitet hat; möglicherweise wurde versucht, dies über die Wiedergabepegel der Lautsprecher auszugleichen. Trotzdem, auch im Hinblick auf die immer wiederkehrenden Beschwerden betroffener Dozenten und Studenten bezüglich der Abhörpegel, sollte für den Seminarraum eine Lösung für die Wiedergabepegel gefunden werden. Kanal L C R LS RS Pegel 11,2 dbu 11, dbu 1,4 dbu 1,8 dbu 1,5 dbu Tabelle 3.11: Elektrische Pegel des Rausch-Signals, bei denen sich am Sweetspot 78 db(a) einstellten 111

112 3.4.3 Raumakustik Betriebsschallpegelkurven und Reflexionsverhalten am Sweetspot Der 3 db-wiedergabebereich der Abhörlautsprecher geht laut Herstellerinformationen von 25 Hz bis 2 khz. Wie der Name schon sagt, wird der Große Seminarraum nicht nur als Abhörund Aufnahme-Raum benutzt, sondern dient auch als Unterrichts- und Vorlesungsraum, weshalb eine Seite des Raums aus einer Fensterfront besteht. Trotz der vielen Absorber zeigen sich in den Impulsantworten (Abbildungen bis 3.4.5) zahlreiche Reflexionen. Diese liegen teilweise sehr dicht beisammen (vor allem bei den wichtigen frühesten Reflexionen), sodass die daraus resultierenden Kammfilter sich so stark überlagern, dass eine Zuordnung einzelner Reflexionen zu erkennbaren Kammfiltern in den Frequenzgängen aussichtslos erscheint. Lediglich die Reflexionen mit ca. 2,7 ms Verspätung zum Direktschall lassen sich zweifelsfrei den deutlichen Kammfiltern zuordnen, die sich teilweise ab 1 khz, spätestens jedoch ab 3 khz zeigen. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass es sich bei den in allen fünf Impulsantworten erkennbaren Reflexionen mit ca. 1,6 ms Laufzeitdifferenz um Reflexionen von der Decke des Raumes handelt; bei der Reflexion im linken Kanal mit ca. 15 ms Laufzeitdifferenz handelt es sich um eine Reflexion von der Tafel, die sich zu Unterrichtszwecken meist an der den Fenstern gegenüberliegenden Seite befindet und dabei gleich mehrere Absorber verdeckt. Auf Bedämpfung der tiefsten Raumresonanzen wurde scheinbar verzichtet, weshalb sich insbesondere bei 4 und 6 Hz deutlich ausgeprägte Moden zeigen. Das wenig erfreuliche Bild, das die Betriebsschallpegelkurven des Seminarraums bieten, setzt sich in den Toleranzfeldern (Abbildungen bis 3.4.1) fort: Insbesondere die Resonanz bei 4 Hz sowie der tiefe Einbruch bei 2 Hz, verursacht durch die Bodenreflexion, sprengen die Grenzen des Toleranzfelds. Der Höhenabfall fällt, wie schon bei den anderen bisher besprochenen Räumen, zu stark aus. Inwiefern der Große Seminarraum damit seiner Aufgabe als Referenz-Abhörraum gerecht wird, scheint mit den in diesem Abschnitt dargestellten Messergebnissen fraglich. 112

113 1 "L" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.4.1: Regie-Lautsprecher des Großen Seminarraums bei geöffnetem Vorhang, Position L Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 113

114 1 "R" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.4.2: Regie-Lautsprecher des Großen Seminarraums bei geöffnetem Vorhang, Position R Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 114

115 1 "C" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.4.3: Regie-Lautsprecher des Großen Seminarraums bei geöffnetem Vorhang, Position C Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 115

116 1 "LS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.4.4: Regie-Lautsprecher des Großen Seminarraums bei geöffnetem Vorhang, Position LS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 116

117 1 "RS" 15 2 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Amplitude in db Zeit in ms Abbildung 3.4.5: Regie-Lautsprecher des Großen Seminarraums bei geöffnetem Vorhang, Position RS Betriebsschallpegelkurve 16 Hz - 2 khz (oben), auf db normalisierte Impulsantwort, Ausschnitt 8 ms (unten) 117

118 L L m in db "L" Abbildung 3.4.6: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal L (Großer Seminarraum) L L m in db "R" Abbildung 3.4.7: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal R (Großer Seminarraum) 118

119 L L m in db "C" Abbildung 3.4.8: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal C (Großer Seminarraum) L L m in db "LS" Abbildung 3.4.9: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal LS (Großer Seminarraum) 119

120 L L m in db "RS" Abbildung 3.4.1: Toleranzfeld für Betriebsschallpegelkurven nach EBU tech 3276, Kanal RS (Großer Seminarraum) Betriebsschallpegelkurven verschiedener Szenarien Es wurde untersucht, wie sich der schwere Vorhang, mit dem die Fensterfront auf ihrer gesamten Länge verhängt werden kann, auf die Betriebsschallpegelkurven auswirkt. Zwar ließ sich die Dämpfung zahlreicher Spitzen in den Impulsantworten durch den Vorhang nachweisen, die Auswirkungen auf die Betriebsschallpegelkurven blieben jedoch vernachlässigbar klein. Viel deutlicher machte sich der zugezogene Vorhang jedoch bei den Nachhallzeiten bemerkbar, weshalb diese im nächsten Abschnitt für beide Szenarien (geöffneter und geschlossener Vorhang) dargestellt werden. Weiterhin wurde untersucht, ob sich der Computermonitor, der zum Schneiden/Mischen etc. üblicherweise vor den Sweetspot gezogen wird, negativ auf die Abhörbedingungen auswirkt. Es zeigte sich jedoch, dass die Auswirkungen auf die Frequenzgänge am Sweetspot nur sehr gering sind; demnach kann im Stereo-Betrieb bedenkenlos mit dem Monitor vor der Nase gearbeitet werden. Da in der Vergangenheit immer wieder die Frage aufkam, ob die für Vorlesungen oftmals im Raum aufgebauten Tischreihen den Hörbedingungen nun zuoder abträglich sind, wurde eine Tischreihe vor dem Sweetspot aufgebaut und eine Vergleichsmessung durchgeführt. Abbildung zeigt, dass der durch die Bodenreflexion verursachte Kammfiltereffekt oberhalb von 1 khz durch die Tische deutlich verringert wird. Der tiefe Einbruch unterhalb von 2 Hz verringert sich jedoch nicht so stark, wie nach den Untersuchungen der frühen Reflexionen im vorigen Abschnitt zu erwarten war. Demnach müsste untersucht werden, ob andere Reflexionen dafür verantwortlich sein könnten. Die Hörbedingungen scheinen sich durch die Tische jedenfalls eher zu verbessern als zu verschlechtern. 12

121 relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung : Vergleich der Betriebsschallpegelkurven am Sweetspot (Kanal L ) ohne (blau) und mit Tischen (rot) Nachhallzeiten Die Dynamik der Impulsantworten dieser Messreihe war bis hinunter ins 16 Hz- Band ausreichend groß, sodass die Nachhallzeiten im gesamten Hörbereich dargestellt werden können. Der Messwert bei 25 Hz liegt unterhalb der Filter- Nachhallzeit und ist damit ungültig T2 Zeit in s Vorhang geöffnet Vorhang geschlossen T2 Filter f [Hz] T2 VHauf [s] 1,92,94,49,57,52,49,57,26,25,34,43,41,37,32,3, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,29,31,3,32,32,32,32,31,33,34,31,31,3,26,22,19 f [Hz] T2 VHzu [s] 1,6,91,49,56,5,49,49,31,25,32,46,35,38,34,28, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,22,21,26,23,25,25,24,23,25,26,25,24,23,17,19,18 121

122 .6.5 Toleranzfeld nach EBU tech T T m in s Vorhang geöffnet, T m =,32 s Vorhang geschlossen, T m =,27 s Die Nachhallzeiten im Seminarraum sind im Bereich um 2 Hz höher als das EBU-Toleranzfeld erlaubt, zudem steigt die Nachhallzeit unterhalb 8 Hz zu schnell an. Möglicherweise wird der Anstieg bei 15 Hz durch ein nachschwingendes Bauteil, z. B. einen Klimakanal, verursacht (Quelle: Gespräch mit Peter Maier, Concept-A). Es wird daher eine Verfälschung der Klangwahrnehmung in den genannten Frequenzbereichen erwartet. Auch hier zeigt sich, dass der Seminarraum seinem Anspruch, ein Referenz-Hörraum zu sein, möglicherweise nur begrenzt nachkommen kann. Die Einzahlwerte entsprechen dem von der EBU empfohlenen Toleranzbereich, der Einzahlwert mit geschlossenem Vorhang unterschreitet jedoch den Richtwert nach Gleichung Der geschlossene Vorhang könnte demnach beim Abhören zu einer unnatürlichen Klangwahrnehmung führen. 122

123 3.4.4 Bauakustik Ruhegeräusch Bekannte Störgeräuschquellen im Seminarraum sind Straßenlärm sowie der brummende linke Surround-Lautsprecher. Da, wie schon im Fall der Brahmssaal-Regie, auf Fassadenmessungen verzichtet werden sollte, wurden nachts (das heißt, mit vernachlässigbaren Lärmimmissionen von der Straße) zwei Vergleichsmessungen des Ruhegeräuschs am Sweetspot mit an- und ausgeschaltetem linken Surround-Lautsprecher durchgeführt. Abbildung zeigt, dass mit abgeschaltetem Surround-Lautsprecher (Messung 1) sogar GK5 erreicht wird, womit der Seminarraum hinsichtlich des Ruhegeräuschs mit Abstand die besten Abhörbedingungen der im Rahmen dieser Arbeit verglichenen Abhörräume bietet. Mit angeschaltetem linken Surround-Lautsprecher (Messung 2) verschlechtert sich dieses Ergebnis jedoch auf GK15, womit der Seminarraum die Ruhegeräusch-Anforderungen an einen Referenz-Hörraum nur noch knapp erfüllt GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. M1 M2 SPL in db Abbildung : Ruhegeräusch im Großen Seminarraum am Sweetspot, verschiedene Szenarien, gemessen mit dem G.R.A.S.-Messsystem Szenarien der Messungen in Abbildung : Messung 1: am Sweetspot, Lautsprecher LS ausgeschaltet Messung 2: am Sweetspot, Lautsprecher LS eingeschaltet 123

124 Luftschalldämmung der Tür zum Großen Seminarraum Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 16 khz. Luftschalldämmung in db D R D n D nt f [Hz] D [db] 2,5 25,9 28, 32,5 39,1 42,2 37,1 36,6 4,4 34,2 34,9 35,3 36,2 37, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 37,2 4,8 41, 41,3 41,1 39,5 39,6 4,5 44,2 45,1 45,9 48,4 51,4 52,8 f [Hz] R [db] 22,2 22,3 24,6 3,8 39, 41,8 36,2 36, 39,3 34,4 35, 33,7 34,8 37, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 36,5 39,3 39,7 39,3 38,8 36,6 36,8 37,6 4,9 41,3 41,7 43,9 46, 46,4 f [Hz] D n [db] 2,4 31, 33, 35,9 4,7 44,3 39,6 38,8 43,1 35,6 36,4 38,4 39,1 4, 794 1k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 39,4 44, 43,9 45, 45,1 44, 43,9 45, 49, 5,5 51,7 54,5 58,5 6,9 f [Hz] D nt [db] 26, 26,2 28,4 34,6 42,8 45,6 4, 39,8 43,1 38,2 38,8 37,5 38,6 41, 794 1k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 4,3 43,1 43,5 43,1 42,6 4,4 4,6 41,4 44,7 45,1 45,5 47,7 49,8 5,2 D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 39 ( ; 1; 1; 1) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 37 ( ; ; 1; ) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 42 ( ; 1; 1; 1) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 41 ( ; ; ; 1) db Tabelle 3.12: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Tür zum Großen Seminarraum nach DIN EN ISO Die Schallpegeldifferenz zwischen dem Seminarraum und seinem Vorraum erreicht bereits bei 8 Hz 4 db, bleibt dann aber bis ca. 4 khz relativ konstant 124

125 zwischen 35 und 4 db. Erst oberhalb von 4 khz steigt sie auf bis zu 53 db bei 16 khz. Hinsichtlich der angestrebten Nutzung des Raumes als Referenz- Hörraum und der damit verbundenen Ruhegeräusch-Anforderung GK1 (maximal GK15) wird die Luftschalldämmung der Tür zum Seminarraum dem Seminarraum damit nicht gerecht. Die trennende Fläche S zur Berechnung des Bau-Schalldämmmaßes wurde gemäß Abschnitt zu max(s; V/7, 5) bestimmt. 125

126 3.5 Großer Seminarraum als Aufnahmeraum Zusammenfassung Verwendungszweck: Band-Produktionen (Pop/Rock/Jazz etc.) Raumabmessungen (B/H/T): 8,1 m / 2,95 m / 8,35 m Raumvolumen: 199,5 m 3 Schröder-Frequenz 16 : 81 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK15/GK5 Nachhallzeit T2 17 :,33 s 1..9 T2 Zeit in s Raumakustik T2 T2 Filter Der Auswertungsbereich dieser Messung wird durch die untere Grenzfrequenz des Globesource-Systems begrenzt. Sämtliche Messwerte sind hinsichtlich der Filter-Nachhallzeiten gültig. Die über den Raum gemittelten Nachhallzeiten (siehe auch Tabelle 3.13) verlaufen im Bereich von 2 Hz bis ca. 12 khz relativ homogen; nur bei ca. 4 Hz sind Unregelmäßigkeiten zu sehen. Der Einbruch in der Nachhallzeit bei 1 Hz ist jedoch so auffällig, dass davon hörbare Auswirkungen auf den Raumklang in diesem Frequenzbereich erwartet werden. Mit Blick auf den Verlauf der Nachhallzeit am Sweetspot (vgl. Abschnitt ) könnte es sich jedoch bei 1 Hz weniger um einen Einbruch, als bei 2 Hz um einen Anstieg, verursacht durch nachschwingende Bauteile, handeln. Der Anstieg der Nachhallzeit unterhalb von 1 Hz verläuft natürlich. (Als Maßstab für diese Aussage wurde 16 Da den Berechnungen der Schröder-Frequenz unterschiedliche Nachhallzeiten zugrunde liegen, weicht der hier angegebene Wert von dem in Abschnitt ab. 17 T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

127 das Toleranzfeld für Nachhallzeiten in Regieräumen herangezogen.) Besonders im direkten Vergleich der Nachhallzeiten in Abschnitt mit den hier gezeigten Nachhallzeiten zeigt sich, dass der steile Anstieg der am Sweetspot gemessenen Werte nur lokal auftritt. Auch mit dem Wissen um die in Abschnitt nachgewiesenen Raummoden ist damit klar, dass unterhalb von 1 Hz je nach Instrumenten- und Mikrofonposition Probleme auftreten können. f [Hz] T2 [s],57,52,49,57,26,25,34,43,41,37,32,3,27,29,31 1k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,3,32,32,32,32,31,33,34,31,31,3,26,22,19 Tabelle 3.13: Über den Raum gemittelte Nachhallzeiten des Großen Seminarraums Die Nachhallzeiten wurden nur mit geöffnetem Vorhang gemessen; mit Blick auf die bei der Untersuchung des Seminarraums als Abhörraum gewonnenen Erkenntnisse ist aber zu erwarten, dass sich in den über den Raum gemittelten Nachhallzeiten bei geschlossenem Vorhang ähnlich verringerte Werte einstellen würden. Dies könnte bei Aufnahmen zur Gestaltung des Raumklangs genutzt werden. 127

128 3.5.3 Bauakustik Ruhegeräusch Die Kurve des Ruhegeräuschs in Abbildung zeigt, dass im Seminarraum GK5 erreicht wird. Damit ist die Anforderung GK15 für Aufnahmeräume, in denen U-Musik produziert wird, mehr als erfüllt GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. Ruhegeräusch 35 SPL in db Abbildung 3.5.1: Ruhegeräusch im Großen Seminarraum, gemittelt über sechs Positionen im Raum, gemessen mit dem G.R.A.S.-Messsystem Luftschalldämmung Die Ergebnisse der Messung der Luftschalldämmung der Tür zum Großen Seminarraum wurden bereits in Abschnitt ausführlich diskutiert. Bei einer Schallpegeldifferenz von ca. 4 db im Bereich von 8 Hz bis 4 khz würde die GK15 -Kurve bereits bei mittel- bis hochfrequenten Störgeräuschen mit nur 55 db SPL überschritten; die Luftschalldämmung der Tür ist also deutlich zu niedrig. 128

129 3.6 Aufnahme Zusammenfassung Verwendungszweck: Band-Produktionen (Pop/Rock/Jazz etc.) Raumabmessungen (B/H/T): 5,66 m / 3,61 m / 5,21 m Raumvolumen: 16,5 m 3 Schröder-Frequenz: 1 Hz Ruhegeräusch (soll/ist): GK15/GK25 Nachhallzeit T2 18 :,27 s 1..9 T2 Zeit in s Raumakustik T2 T2 Filter Die Nachhallzeiten in Aufnahme 1 liegen oberhalb der Filter-Nachhallzeiten und sind daher gültig. Die Nachhallzeiten (siehe auch Tabelle 3.14) verlaufen oberhalb von 1 Hz sehr ausgewogen; unterhalb von 8 Hz steigt die Nachhallzeit jedoch sehr schnell und unstetig an, was auf das Vorhandensein ausgeprägter Raummoden hindeutet. Ein Blick in die Frequenzgänge an den einzelnen Messpunkten bestätigt diesen Verdacht: Abbildung zeigt den Frequenzgang an einem der Messpunkte; die Moden bei 3 und 6 Hz korrespondieren mit den Peaks in den Nachhallzeiten. Bei tieffrequenten Schallquellen sollte in Aufnahme 1 demnach viel mit Sende- und Empfangspositionen experimentiert werden, um das bestmögliche Ergebnis für die Aufnahme zu erzielen. 18 T m nach EBU tech 3276, siehe Abschnitt

130 f [Hz] T2 [s],99,46,42,5,26,25,21,18,23,23,21,22,23,24,22 1k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 12,5k 16k 2k,28,31,3,31,32,31,29,3,27,26,24,23,19,16 Tabelle 3.14: Über den Raum gemittelte Nachhallzeiten von Aufnahme relativer SPL in db k 2k 4k 6k 1k 2k Abbildung 3.6.1: Beispiel-Frequenzgang an einem der Messpunkte Bauakustik Ruhegeräusch Die Leuchtstoffröhren in Aufnahme 1 geben ein deutlich vernehmbares Summen von sich, weshalb an jedem der fünf Messpunkte zwei Messungen durchgeführt wurden (Licht an/licht aus). Selbst mit ausgeschaltetem Licht wird GK15 knapp verfehlt, mit angeschaltetem Licht wird sogar nur GK25 erreicht (siehe Abbildung 3.6.2). Da zum Zeitpunkt der Messungen alle Geräte im angrenzenden ZGR ausgeschaltet waren, kämen, wie schon bei Regie 2 (vgl. Abschnitt ), Resonanzen der Klimakanäle als Störquelle infrage. Ebenfalls wäre es denkbar, dass der Geräteraum im ersten Obergeschoß des ETI ( Serverraum über dem ZGR) für die Störgeräusche verantwortlich ist. Die Überschreitung der GK15 -Kurve bei ausgeschaltetem Licht ist nur minimal, dennoch sollte die Störquelle identifiziert und nach Möglichkeit beseitigt werden. Die Beleuchtung sollte dringend repariert beziehungsweise ausgetauscht werden. Darüber hinaus sollte nach dem momentan stattfindenden Umbau der Regie 1 überprüft werden, welche Störeinflüsse dann vom ZGR nach Aufnahme 1 übertragen werden. 13

131 GK25 GK2 GK15 GK1 GK5 GK Hörschw. Ruhegeräusch Licht aus Ruhegeräusch Licht an SPL in db Abbildung 3.6.2: Ruhegeräusch in Aufnahme 1, gemittelt über fünf Positionen im Raum, gemessen mit dem G.R.A.S.-Messsystem Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 1 und ZGR Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 1 khz. Die Dynamik der im ZGR gemessenen Impulsantworten war in den beiden höchsten angegebenen Bändern zu gering zur Bestimmung der dortigen T2-Werte, sodass in diesen Bändern nur D angegeben wird. 8 Luftschalldämmung in db D R D n D nt

132 f [Hz] D [db] 27,9 2,4 34,2 3,9 31,2 34,9 27,5 26,9 36,9 33,9 3,4 28,7 32, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 36,1 35,4 37,7 4,8 42, 45,5 47,3 48,7 49,8 51,8 52,3 54,3 57, f [Hz] R [db] 32,3 26,7 4,7 34,5 34,5 38,2 29,6 3,5 4,2 35,8 32,9 3,4 34, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 38,7 38, 4,1 44, 44,2 47,7 49,7 51,1 52, 53,8 54,2 f [Hz] D n [db] 24,7 15,1 28,9 28,4 29, 32,7 26,5 24,4 34,8 33,1 29,2 28, 3, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 34,6 34, 36,4 38,9 41,1 44,6 46,1 47,5 48,7 5,8 51,6 f [Hz] D nt [db] 28,7 23,2 37,1 31, 31, 34,7 26,1 27, 36,7 32,2 29,4 26,9 31, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 35,2 34,5 36,6 4,5 4,6 44,1 46,2 47,6 48,5 5,3 5,7 Die Werte der Schallpegeldifferenz sind unterhalb der Schröderfrequenz des ZGR von ca. 3 Hz wenig verlässlich; der niedrige Wert von 29 db bei 4 Hz verwundert aber dennoch. Oberhalb 4 Hz steigt die Schallpegeldifferenz dann kontinuierlich auf 57 db bei 1 khz an. Möglicherweise ist der im Zusammenhang mit der Luftschalldämmung zwischen Regie 1 und ZGR (siehe Abschnitt ) bereits erwähnte ehemalige Klimakanal für die niedrigen Messwerte verantwortlich. Diese Werte scheinen angesichts der hohen Konzentration lärmender Geräte im ZGR zu niedrig zu sein, um in Aufnahme 1 GK15 einhalten zu können; nach dem Einbau der neuen Geräte im Rahmen des Umbaus der Regie 1 sollten daher noch einmal Ruhegeräusch-Messungen in Aufnahme 1 durchgeführt werden. Die Schwachstelle in der Wand zwischen Aufnahme 1 und ZGR sollte jedenfalls identifiziert und beseitigt werden. D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 38 ( 1; 3; ; 3) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 4 ( 1; 3; ; 3) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 36 ( ; 2; 1; 3) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 37 ( 1; 3; ; 3) db Tabelle 3.15: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Wand zwischen Aufnahme 1 und ZGR nach DIN EN ISO

133 Luftschalldämmung zwischen Aufnahme 2 und Aufnahme 1 Der Auswertungsbereich dieser Messung geht von 32 Hz bis 1 khz. 8 Luftschalldämmung in db f [Hz] D [db] 25,7 35,1 33,1 35, 41,2 42, 46,7 47, 48, 54,2 55,4 54,5 53, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 54,1 53, 5,1 5,4 49,7 53,1 54,1 56,9 58,6 59,5 6,8 6,9 61,8 f [Hz] R [db] 26,3 32,4 3, 32,7 36,1 36,6 4,7 4,2 42,2 48,5 49,4 48,6 47, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 48,7 47,1 45,3 46, 45,1 48,7 49,8 52,5 54, 54,9 55,8 55,6 56,3 f [Hz] D n [db] 28, 4,8 39,2 4,3 49,3 5,3 55,8 56,9 56,7 62,9 64,5 63,4 61, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 62,6 61,9 58, 57,9 57,3 6,5 61,3 64,2 66,3 67, 68,7 69,1 7,3 f [Hz] D nt [db] 28,6 34,8 32,3 35, 38,4 38,9 43, 42,5 44,5 5,9 51,7 5,9 49, k 1,3k 1,6k 2k 2,5k 3,2k 4k 5k 6,3k 8k 1k 51, 49,5 47,6 48,3 47,5 51, 52,1 54,8 56,3 57,3 58,1 58, 58,6 D R D n D nt D w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 53 ( 1; 2; ; 4) db R w(c; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 48 ( 1; 2; ; 3) db D n,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 61 ( 1; 2; 1; 4) db D nt,w (C; C tr ; C 5 5 ; C tr, 5 5 ) = 5 ( 1; 2; ; 3) db Tabelle 3.16: Einzahlwerte der Luftschalldämmung der Wand zwischen beiden Aufnahmeräumen nach DIN EN ISO Die Wand zwischen den beiden Aufnahmeräumen dämmt, dem subjektiven Empfinden nach, nicht besonders gut: Auf der der Tür zugewandten Seite des 133

134 Fensters zwischen beiden Räumen (siehe Abbildung 3.6.3) ist ein Loch in der Wand hörbar, durch das der Schall von einem Raum nahezu ungehindert in den anderen dringt. Diese quasi schalldurchlässige Stelle ist in den Messergebnissen nicht zu erkennen: Die Schallpegeldifferenz steigt weitgehend kontinuierlich von 26 db bei 32 Hz auf bis zu 62 db bei 1 khz; lediglich zwischen 1 khz und 1,6 khz zeigt sich ein leichter Einbruch von wenigen db. Die Schallpegeldifferenz von ca. 5 db im Bereich von 2 Hz bis ca. 1,6 khz ist in der Praxis bestenfalls ausreichend: GK15 dürfte im zweiten Raum nicht mehr einzuhalten sein, sobald in einem der beiden Räume ein lautes Instrument spielt (z. B. Drumset, E-Gitarre). Die Schwachstelle der Luftschalldämmung in der Wand sollte gefunden und beseitigt werden. Abbildung 3.6.3: Blick auf das Fenster zwischen Aufnahme 2 und Aufnahme 1: Die beschriebene schalldurchlässige Stelle befindet sich hinter dem abgebildeten Absorberelement. (Foto: Christoph Bley) 134