Fallbeispiel: Planung und Bau einer Tonstudio-Regie

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1 1 von :20 Markus Zehner's Audio- & Akustik-Beratungen Schulungen - Trainings - Coachings Raum- und elektroakustische Planungen und Beratungen info@zehner.ch - Mobile: Startseite Schulungen Beratungen Service über mich Fallbeispiel: Planung und Bau einer Tonstudio-Regie Vor kurzem konnte das neue Klangschmiede Studio in Hausen AG in Betrieb genommen werden. Der Inhaber Thom Wettstein hatte schon zuvor erfolgreich ein Studio betrieben und wusste aufgrund seiner Erfahrung, was ihm wichtig ist. Er beauftragte mich, sein neues Studio von Grund auf zu planen und zu konzipieren. Geometrische Analysen Thoms neues Studio wird im Untergeschoss seines Hauses eingerichtet. Nach einem ersten Augenschein vor Ort und dem Besprechen verschiedener Formalitäten, sind wir uns schnell handelseinig und Thom beauftragt mich mit der akustischen Planung. In einem ersten Schritt werden die Positionen der Monitor-Lautsprecher und des Hörplatzes festgelegt. Aufgrund der Grösse des Raums gibt es hier nur wenig Spielraum. Nichtsdestotrotz muss sorgfältig abgeklärt werden welche Positionen in Frage kommen und welche Vor- und Nachteile sie aufweisen. Von Vorteil ist es, dass Thom bereits wie der Raum möbliert sein wird. Die Daten des Produktionstisches können so bereits in die Überlegungen miteinbezogen werden. Damit wird verhindert, dass sich später unerwünschte Reflexionen über die Tischoberfläche ergeben. Anschliessend lege ich die grundlegende Geometrie der Oberflächen fest. Eines der wichtigsten Ziele einer Tonstudioakustik, ist die

2 arkus Zehner's Audio und Akustik Beratungen von :20 Schaffung einer möglichst kontrollierten Umgebung, bei welcher der Raum keine störenden Einflüsse produziert, welche die abgehörten Signale verfälscht. Um dies zu gewährleisten, müssen verschiedene Kriterien berücksichtigt werden. Entscheidend ist z.b. die Schaffung einer möglichst ausgeprägten Anfangszeitlücke. Das bedeutet, dass keine frühen Reflexionen direkt am Hörplatz ankommen dürfen. Stattdessen werden sie durch die Formung der Oberflächen um die Hörposition herumgeleitet und sollen erst zu einem späteren Zeitpunkt und auf indirektem Wege dort ankommen. Da Thom Wert auf einen "lebendigen" Klang legt, entscheiden wir uns dafür in die Rückwand eine Diffusorfläche einzubauen. Diese soll die umgeleiteten Reflexionen aufnehmen und in unterschiedliche Richtungen streuen, um mit den gewünschten Pegeln und in den gewünschten Zeitfenstern wieder am Hörplatz anzukommen. In kleinen Räumen, wo die Schallwege also kurz sind, ist dies nicht immer ganz einfach. Um die gesetzten Ziele zu erreichen, erstelle ich ein geometrisches Modell, mit dem ich verschiedene Varianten durchrechne. Auch die Wirkung des Diffusors selbst darf dabei nicht ausser Acht gelassen werden. Dessen Wirkung hängt von dessen Grösse, der Bauweise bzw. dem mathematischen Prinzip, den Einfallswinkeln der Schallstrahlen aber auch vom Abstand zum Hörplatz ab. Es erfordert deshalb einiges an "zirkeln" bis eine gute Lösung gefunden ist. Ein grossflächiges Deckensegel und Absorber-/Reflektor-Kombinationen an den Seitenwänden übernehmen die Aufgabe, die Reflexionen richtig zu steuern. Bedämpfung der Raumresonanzen Als nächstes prüfe ich anhand von zwei unterschiedlichen Modellen, die modale Struktur des Raums. Jeder Raum weist Resonanzen auf und je kleiner der Raum ist, desto schwieriger ist es, sie in den Griff zu bekommen. Zur Lösung des Problems gibt es verschiedene Ansätze. Hier entscheide ich mich dafür, die Resonanzen mit grossflächigen Plattenresonatoren zu bedämpfen. Als erstes kümmere ich mich um die Längsmoden und definiere an der kompletten Frontwand mehrerer, präzise abgestimmte Resonatoren. Um die Quermoden zu bearbeiten, werden auch hier insgesamt 8 Plattenresonatoren definiert. Diese befinden sich in den Seitenwandteilen. Durch zusätzlich Aufbauten vor diesen Resonatoren wird ausserdem eine Breitbandabsorption und eine (Teil-)Reflexion auf den Diffusor) realisiert. Die Decke lasse ich erstmals noch unbehandelt und werde deren Eigenschaften erst nach einer Zwischenmessung definieren. Dies gibt eine gute Gelegenheit eines Vorher-/Nachher-Vergleichs: Die folgende Grafik zeigt rechts den Ausschnitt eines Wasserfalldiagramms, welches die starken Moden darstellt, die nach der Zwischenmessung zwischen Boden und Decke (bzw. zusätzlich auch noch einige tangentiale Resonanzen) bestehen. Die Grafik rechts zeigt den gleichen Ausschnitt in identischer Skalierung anlässlich der Schlussmessung. Die Resonanzen sind durch die Deckenabsorber vollständig verschwunden.

3 3 von :20 Dazu ist allerdings einiges an Aufwand nötig, denn meine ersten Berechnungen zeigen bald, dass die verfügbare Deckenfläche zu gering ist, um genügend effektiv zu wirken. Die einzige gangbare Lösung ist deshalb, mehrschichtige Plattenresonatoren zu definieren. Während bereits die Berechnung von normalen Plattenresonatoren mit Berücksichtigung aller Seiteneffekte alles andere als trivial ist, stellt sich die Definition eines mehrschichtigen Modells als ausgesprochen trickreich dar. Man kann nicht einfach zwei separate Resonatoren berechnen und diese dann übereinander aufbauen, da sich nun alle Schichten gegenseitig beeinflussen und sich die Resonanzfrequenzen der Einzelteile verschieben. Es erfordert eine ganze Menge Arbeit, um die Lösung schliesslich vor Augen zu haben und auch den besten Kompromiss zwischen Effektivität und Aufbauhöhe zu erreichen. Da der Raum bereits im Rohbau nicht sonderlich hoch ist, spreche ich zunächst mit Thom ab, wie viel Deckenhöhe er zusätzlich bereit ist zu opfern und passe mich seinen Wünschen an. Nachhallzeit-Berechnungen Nachdem die Raumresonanzen bestimmt und bedämpft sind, erstelle ich ein Computermodell zur Berechnung und Simulierung der Nachhallzeit. In diesem Modell gebe ich zunächst die rohen Parameter des Raums ein und kann anschliessend durchrechnen, welchen Einfluss unterschiedliche Oberflächenstrukturen haben. Das Modell rechnet dabei mit unterschiedlichen Algorithmen, welche ich in den vergangenen Jahren zusammengetragen und anhand von Messungen realer Objekten getestet und verfeinert habe. Auf der Basis dieser Berechnungen definiere ich dann die nötigen Aufbauten der Mittel- und Hochtonabsorber und der Reflektoren an der Decke und den Seitenwänden. Designdokument und Baubegleitung Zum Schluss stelle ich meine Ergebnisse in Form eines Designdokumentes zu Handen des Bauherrn zusammen. Der genaue Aufbau der einzelnen Elemente, die Abmessungen und die zu verwendenden Materialien sind darin genau beschrieben. Damit ist meine Arbeit fürs erste abgeschlossen. Bei einem Treffen mit Thom präsentiere ich ihm meine Arbeit. Die Projektvorschläge gefallen ihm, nun ist der Zug an ihm: Schliesslich muss das ganze

4 4 von :20 nun gebaut werden. Auch während des Baus stehe ich Thom für Fragen zur Verfügung. Das ist alleine schon deshalb wichtig, weil es nicht immer möglich ist, die Materialien, welche ich vorgeschlagen habe mit vernünftigem Aufwand zu besorgen. Die genaue Einhaltung der definierten Parameter ist hingegen oftmals kritisch, weil sich sonst z.b. Wirkfrequenzen oder Effektivität der Resonatoren verschieben. Thom wird sich deshalb in den kommenden Wochen mehrmals mit mir in Verbindung setzten und statt des von mir empfohlenen Materials Alternativen vorschlagen, die er und sein Schreiner verfügbar haben. Meine Aufgabe ist es dann, zu berechnen, ob die Abweichungen noch innerhalb der Toleranzen liegen. Abhängig von dieser Überprüfung gebe ich dann grünes Licht oder ändere nötigenfalls die Konstruktion so ab, dass sie mit den neuen neuen Materialparametern zusammenzupassen. Zusätzlich begleite ich den Bau auch mit zwei Zwischenmessungen, um die Fortschritte zu überprüfen, meine Modelle zu verfeinern und nötigenfalls Korrekturen an den weiteren Ausbaustufen definieren zu können. Schlussmessung und Inbetriebnahme Der grosse Tag der Abschlussmessungen ist da. Jetzt wird sich entscheiden, ob das Konzept bis ins Detail funktioniert hat. Und es hat. Die Rechnung ist aufgegangen, die Prognosen haben sich erfüllt, die akustischen Parameter des Studios liegen in sehr guten Bereichen. Um dies herauzufinden hätte Thom mich freilich gar nicht mehr gebraucht. Er hat in den vergangenen Wochen schon begonnen im neuen Studio zu arbeiten und ist begeistert: "*""""Zitat Thom"""""""""""""""""" Mit einem überblickbaren Budget kann Thom nun in einem Studio arbeiten, dessen akustische Qualität auf dem Niveau vieler renommierter, internationaler Topstudios liegt, welche ich in den letzten Jahren vermessen habe - oder diese gar übertrifft. Und dies zu einem Bruchteil der Kosten. Zum letzten Punkt ist allerdings auch zu sagen, dass dies nur möglich war, weil Thom selber die Bauleitung übernommen hat und auf viele geduldige und helfende Hände zählen konnte, die ihn beim Bau unterstützt haben. Denn die Umsetzung meines Konzepts hat eine ganze Menge Arbeit verursacht. Dazu noch einmal Thom: *"*""""Zitat Thom""""""""""""""""""

5 5 von :20 Markus Zehner 2012 Zurück zum Servicebereich Zurück zu meinen Beratungsseiten Markus Zehner Tel.: info@zehner.ch - Website: Letzte Änderung: 19. Juni 2012 Startseite Schulungen Beratungen Service über mich