Nubert Lautsprecher, HiFi- und Surround-Elektronik

hallo,

ich hab die letzten tagen ein bisschen was über raumakustik gelesen. jetzt hat sich für mich folgende frage erbgeben:

und zwar verwende ich in meinem zimmer die ebenen absorber von aixfoam (40mm).

folgender aufbau: die absorberplatten verwende ich doppelt (alos effektiv 80mm dicke). ich habe sie in einen rahmen "geklemmt" der 10cm tief ist und an der wand hängt. also 8cm schaumstoff mit 2cm wandabstand.

jetzt bin ich mir aber nicht sicher ob die dämpfung zu tiefen frequenzen nicht besser wäre, wenn ich nur eine absorberplatte "reinklemme".
also 4cm schaumstoff mit 6cm wandabstand. wenn, wie ich vermute, der ströhmungswiderstand der schaumstoffabsorber relativ hoch ist, dann würde das eigentlich schon sinn machen.

ich habs mal ausprobiert, konnte aber keinen unterschied hören.

welcher aufbau dämpft nun (theoretisch) zu tiefen frequenzen besser?

Von welchen Wellenlängen (Frequenzen) reden wir?

Das Optimum wären dicke Absorber, die im Schallschnellemaximum angeordnet sind.
Im Bassbereich gehen diese Abstände leider fast in den Meterbereich, was in kaum einem Raum realisierbar sein dürfte.

Abstand zu Wand = Schallgeschwindigkeit / (Frequenz * 4)
[die 4 wegen Schnellemaximum bei Lambda-Viertel]

Für 300 Hz ergibt sich somit:
340 m/s / (300 Hz * 4) = 0,29 Meter

Amperlite hat geschrieben:Von welchen Wellenlängen (Frequenzen) reden wir?

Das Optimum wären dicke Absorber, die im Schallschnellemaximum angeordnet sind.
Im Bassbereich gehen diese Abstände leider fast in den Meterbereich, was in kaum einem Raum realisierbar sein dürfte.

Abstand zu Wand = Schallgeschwindigkeit / (Frequenz * 4)
[die 4 wegen Schnellemaximum bei Lambda-Viertel]

Für 300 Hz ergibt sich somit:
340 m/s / (300 Hz * 4) = 0,29 Meter

hi amperlite,

soweit ist mir das schon klar, worauf ich aber hinaus will:

ab einer bestimmten dicke des absorbierenden materials wird keine steigerung des absorptionskoeffizienten mehr erreicht da der strömungswiderstand zu groß wird.

folgendes beispiel aus dem buch "raum- bauakustik"(furrer/lauber) brachte mich ins grübeln:
bei senkrechten einfall von einem 500Hz ton auf einen absorber aus "sehr lockerer fasern" (10^4 (kg/m³s)) wird ab einer schichtdicke von 10cm keine steigerung der absorption mehr erreicht (stagniert dann auf 0,8 )

was für mich dabei schon unklar ist: eigentlich musste die maximale eindringtiefe -sofern noch nicht alle energie absorbiert ist- frequenzunabhängig sein. wohl aber vom schalldruckpegel abhänging, imho.

wenn nun bei "sehr lockeren faser" bei 10cm schon schluss ist, dann müsste ja bei einem schaumstoff,
der einen um größenordnungen größeren strömungswiderstand hat, schon früher schluss sein.
jetzt frage ich mich ob es nicht sein kann, dass aufgrund des strömungswiderstandes schon nach beispielsweise
des halben absorbers der widerstand so groß wird, dass die komplette schallwelle schon wieder reflektiert wird.
somit die "schallharte" wand schon mitten im absorbermaterial "simuliert" wird und die 10cm tiefe gar nichts mehr bringen.

wenn die schichtdicke nun sinkt, die tiefe aber bleibt, müsste das bis zu einer bestimmten absorberdicke der absorptionsgrad bei tiefen frequenzen steigen.
vorrausgesetzt der strömungswiderstand ist tatsächlich so hoch, dass die schallwelle den absorber bie 8cm dicke nicht mehr duchdringt.

Ich erlaube mir, die Antwort von Robert ("Poison Nuke") aus dem Hifi-Forum zu zitieren:

Poison Nuke hat geschrieben:...die Absorption ist Dicke- und Frequenzabhängig. Und eine maximale Dicke, ab der nichts mehr passiert, gibt es so gesehen nicht (in schalltoten Räumen kommen 2m tiefe Absorberschichten zum Einsatz).

Je mehr Material also vorhanden ist, desto höher wird am Ende auch die Absorption, aber nicht der Strömungswiderstand, weil dieser pro Längeneinheit definitiert ist.

Um auf der erste Beispiel zu kommen: in dem Fall gibt es wirklich keinen soo großen Unterschied. Denn prinzipiell sollte der Absorber einen möglichst großen Wandabstand haben, um auch tiefere Frequenzen zu absorbieren (untere "Grenzfrequenz" liegt bei 1/4 - 1/3 Lambda Wandabstand der Absorbervorderseite, bis zu der hat man eine einigermaßen lineare Absorption).
Je mehr Absorbermaterial nun bis zu Wand ist, desto mehr Wellenlängen von höheren Frequenzen passen da rein, d.h. wenn man zwei 40er Platten mit 2cm Abstand vor die Wand macht, werden hohe Frequenzen stärker absorbiert, als wenn man nur eine 40er Platte mit 6cm Abstand montiert.

Aus diesem Grund ist es sogar sinnvoll, Noppenschaumstoff zu verwenden, bei dem die Noppen in RIchtung Wand zeigen (!). Denn dabei ist bei der größten Entfernung zur Wand das meiste Absorbermaterial und Richtung Wand wird es immer weniger, auf diese Weise werden hohe Frequenzen nicht so stark absorbiert und man erreicht eine relativ lineare Absorption bis zur der Frequenz herunter, deren Schnellemaxima an der Vorderseite des Absorbers liegt.

Was aber auch wichtig ist:
die Absorption ist nicht Schalldruckabhängig. Der Schalldruckpegel ändert sich relativ. Denn durch den Absorber verändert sich der Reflektionfaktor von der Wand. einfach gerechnet multipliziertst du den Reflektionsfaktor mit dem Schalldruck der einfallenden Welle und erhälst dann den Schalldruck der reflektierten Welle.

Weiterhin gibt es keine 100%tige Absorption. der Absorptionsgrad steigt zunehmend an, ohne aber jemals 100% zu betragen. Selbst bei den dicksten Absorbern wird also immer noch ein kleiner Teil der ursprünglichen Schallwelle wieder herauskommen.

Das merke ich auch gut in meinem Zimmer. Hier gibt es keine Oberfläche, die nicht mit min. 1cm absorbierenden Material verkleidet ist. Größtenteils sind es >20cm. Ergo müssten bei mir zumindest die hohen Frequenzen total absorbiert werden, aber dennoch habe ich eine Nachhallzeit RT60 von 120ms bei 10kHz in meinem Raum. Ergo muss diese Frequenz ja noch ein paar mal reflektiert werden (10-15ms liegen zwischen den Reflektionen in meinem Raum).

hier mal eine Liste der Absorptionskoeffizienten:

1-(1/2) -> alpha 0.5=-6db
1-(1/4) -> alpha 0.75=-12dB
1-(1/8) -> alpha 0.875=-18dB
1-(1/16) -> alpha 0.9375=-24dB
1-(1/32) -> alpha 0.96875=-30dB
1-(1/64) -> alpha 0.984375=-36dB
1-(1/128) -> alpha 0.9921875=-42dB
1-(1/256) -> alpha 0.99609375=-48dB
1-(1/512) -> alpha 0.998046875=-54dB
1-(1/1024) -> alpha 0.9990234375=-60dB

wie man sieht, ist bei einem Wert von 0.8 sicher noch lange nicht Schluss, sondern im Gegenteil, da ist sogar noch nicht wirklich viel los

hallo amperlite,

danke für deine antwort. sorry, dass ich mich erst jetzt wieder melde;
ich wollte nochmal ein paar sachen in einem anderen buch nachlesen.

ich hab jetzt nochmal in "die wissenschaftlichen grundlagen der raumakustik" (l. cremer) nachgelesen.
tasächlich konnte ich keine bestätigung für den oben zitierten sachverhalt finden.

aber mit der pegelabhängigkeit der eindringtiefe von schallwelle in den absorber bin ich immernoch gleicher meinung.

Amperlite hat geschrieben: Ich erlaube mir, die Antwort von Robert ("Poison Nuke") aus dem Hifi-Forum zu zitieren:

Poison Nuke hat geschrieben:...die Absorption ist Dicke- und Frequenzabhängig. Und eine maximale Dicke, ab der nichts mehr passiert, gibt es so gesehen nicht (in schalltoten Räumen kommen 2m tiefe Absorberschichten zum Einsatz).

mein wissensstand ist, dass vorallem bei rel. großen absorberdicken wie z.b. in schalltoten räumen, materialien mit sehr niederen strömungswiderständen zum einsatz kommen.
bei uns in der fh im "schalltoten" raum wurden sehr lockere polyesterfasermatten verwendet.

Poison Nuke hat geschrieben:Je mehr Material also vorhanden ist, desto höher wird am Ende auch die Absorption, aber nicht der Strömungswiderstand, weil dieser pro Längeneinheit definitiert ist.

das ist doch ein widerspruch in sich.
wenn der "strömungswiderstand" pro längeneinheit definiert ist, ist er sehr wohl von der materialdicke abhänging.
die dicke ist proportional zum strömungswiderstand.

spez strömungswiderstand = delta P/(v*d)

strömungswiderstand = delta P/v

delta P = druckunterschied zwischen der einen und der anderen seite des absorbers
v = geschwindigleit
d = dicke

somit müsste die rechnerische eintrittstiefe doch vom schalldruck abhängig sein.

Poison Nuke hat geschrieben:Aus diesem Grund ist es sogar sinnvoll, Noppenschaumstoff zu verwenden, bei dem die Noppen in RIchtung Wand zeigen (!). Denn dabei ist bei der größten Entfernung zur Wand das meiste Absorbermaterial und Richtung Wand wird es immer weniger, auf diese Weise werden hohe Frequenzen nicht so stark absorbiert und man erreicht eine relativ lineare Absorption bis zur der Frequenz herunter, deren Schnellemaxima an der Vorderseite des Absorbers liegt.

kann mir das jemand erklären warum ist das sinnvoll?
warum werden hohe frequenzen relativ zu den tiefen frequenzen weniger bedämpft als bei einer ebenen absorberplatter gleicher dicke.
einen preislichen vorteil wird noppenschaumstoff auch nicht bieten.

ich werde der sache weiter nachgehen, wobei ich derzeit durch die bevorstehenden prüfungen ausgebremst werde^^.
ich würde mich freuen wenn ihr was dazu schreibt.

einen schönen abend noch

Nubert Lautsprecher, HiFi- und Surround-Elektronik

poröse absorber

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