USM HALLER: Modulare Akustik

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USM Haller: Eine Revolution in der Raumakustik

In der heutigen Zeit sind offene Arbeitsumgebungen und moderne Bürodesigns beliebt. Doch diese Designs bringen oft akustische Herausforderungen mit sich. Hier kommt USM Haller ins Spiel, ein Möbelbausystem, das nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern auch funktional ist. Das USM für Home und USM für Office System bietet eine Vielzahl von Lösungen, von Sideboards über Regale bis hin zu Vitrinen. Doch das Highlight des Systems ist die Integration von Akustiklösungen. Mit den USM Privacy Panels können Räume effektiv unterteilt werden, wodurch die Raumgliederung verbessert und Privatsphäre geschaffen wird. Diese Panels bieten nicht nur Sichtschutz, sondern auch Schallabsorption. Sie bestehen aus einem speziellen Vlies, das Geräusche effektiv absorbiert und so für eine angenehme Arbeitsumgebung sorgt. Dies ist besonders wichtig in Büros, wo Lärm und Ablenkungen die Produktivität beeinträchtigen können. Das USM Kitos System bietet zudem höhenverstellbare Arbeitstische, die sich perfekt in jedes Bürodesign integrieren lassen. Mit dem USM Zubehör können diese Tische individuell angepasst werden, um den Bedürfnissen jedes Einzelnen gerecht zu werden. Doch USM Haller geht noch einen Schritt weiter. Mit massgefertigten Möbeln, die als Raumteiler oder sogar als Konferenztische dienen können, bietet das System innovative Lösungen für jede Arbeitsumgebung. Egal, ob es sich um kleine und mittlere Unternehmen, Home Offices oder grosse Konferenzräume handelt, USM Haller hat die Antwort. Ein weiteres Highlight des Systems ist das Layout und die Markenbildung. Mit den Produkten von USM Haller können Unternehmen ihre Markenidentität stärken und gleichzeitig eine funktionale und ästhetisch ansprechende Arbeitsumgebung schaffen. Für diejenigen, die nach Inspiration suchen, bietet Münsingen eine Vielzahl von Showrooms, in denen Produktspezialisten bereitstehen, um individuelle Lösungen vorzustellen. Und für diejenigen, die immer auf dem Laufenden bleiben möchten, gibt es den Newsletter, der regelmässig mit Design-Inspirationen und Events aktualisiert wird. Abschliessend lässt sich sagen, dass USM Haller nicht nur Möbel bietet, sondern eine ganzheitliche Lösung für moderne Arbeitsumgebungen. Mit einem Fokus auf Funktionalität und Design bietet das System alles, was Unternehmen benötigen, um eine produktive und angenehme Arbeitsatmosphäre zu schaffen.

Modulare Akustik by USM HALLER

Die Raumakustik hat entscheidenden Anteil daran, wie wir uns in unserer gebauten Umgebung fühlen; ob wir sie als angenehm und wohltuend oder als anstrengend und belastend erleben. Diese Broschüre beantwortet relevante Fragen, definiert wesentliche Schlüsselbegriffe und zeigt beispielhaft Anwendungen des akustisch optimierten USM Möbelbausystems Haller und der USM Privacy Panels im Einklang mit der Architektur.

Die Raumakustik hat entscheidenden Anteil daran, wie wir uns in unserer gebauten Umgebung fühlen; ob wir sie als angenehm und wohltuend oder als anstrengend und belastend erleben. Geräusche, Töne, Stimmen – all dies sind sehr starke Sinneseindrücke, die ununterbrochen auf uns einwirken. Unser Gehör ist äusserst sensibel und immer auf Empfang, sogar im Schlaf. Entsprechend grossen Anteil hat unser Hörsinn daran, wie wir unsere Umwelt wahrnehmen. Und wir können ihn nicht einfach abschalten, selbst wenn alles um uns herum zu laut und zu stressig erscheint. Das Thema Akustik ist komplex und überaus wichtig, gerade am Arbeitsplatz, an dem sich neue Arbeitsformen und offene Raumstrukturen immer mehr durchsetzen. Diese Broschüre beantwortet Fragen zur Relevanz, definiert wesentliche Schlüsselbegriffe und zeigt beispielhaft Anwendungen des akustisch optimierten USM Möbelbausystems Haller und der USM Privacy Panels im Einklang mit der Architektur. Die Entwicklung einer modularen Absorption durch akustisch wirksame USM Elemente gründet auf einer langjährigen Partnerschaft zwischen dem Unternehmen USM und dem renommierten Akustiker Dr. Christian Nocke, Akustikbüro Oldenburg.

Warum ist Raumakustik wichtig?

Acht Grundsatzfragen zur Raumakustik

Warum soll ich mich als Nutzer, Architekt oder Bauherr eines Gebäudes überhaupt mit diesem Thema beschäftigen?

Die wichtigste Frage der Raumakustik lautet: Durch welche Oberflächen schaffe ich optimale Hörbedingungen im Raum? Alle Oberflächen – also Wand, Boden und Decke samt Einrichtung – sind Grundelemente der Architektur. Sie formen den Raum, in dem wir leben, in dem wir arbeiten, kommunizieren, zur Ruhe kommen wollen. Die Materialität dieser Oberflächen, ihre Beschaffenheit und Qualität bestimmen das Wesen eines architektonischen Entwurfs. Eine gute Raumakustik ist kein Luxus, kein «Add-on» – sie ist integraler Bestandteil guter, vorausschauend geplanter Architektur. Und aus diesem Grund geht sie alle Beteiligten etwas an. Man geht heute davon aus, dass etwa 70 Prozent der Erwerbstätigen in Büros arbeiten. Dabei belegen Umfragen und Studien immer wieder, dass neben den Lichtverhältnissen die Akustik bedeutendster Faktor für das Wohlbefinden und damit auch die Leistungsfähigkeit von Mitarbeitern in Büros ist. Dies ist umso wichtiger, als sich informelle Kommunikation in offenen, flexiblen Bürostrukturen immer weiter verbreitet und Lärm von Mitarbeitern generell als die stärkste Störquelle am Arbeitsplatz empfunden wird. Wo wenig Lärm ist, gibt es weniger Stress, mehr Konzentration, eine geringere Fluktuation von Arbeitskräften und weniger stressbedingte Ausfälle durch Krankheit. Kurz gesagt: Kümmert sich ein Unternehmen aktiv um eine Optimierung der Raumakustik, spart es langfristig viel Geld.
  • Finde ich als Nutzer oder Mieter Räume, die für meine Zwecke zunächst ideal erscheinen, im Gebrauch dann aber hohe akustische Belastungen aufweisen, kommen unerwartete Kosten auf mich zu.
  • Vernachlässige ich als Architekt das Thema Akustik im Planungsprozess, muss ich unter Umständen damit leben, dass sichtbare Oberflächen und Raumstrukturen im Gebäude nachträglich verändert werden.
  • Vernachlässige ich als Bauherr oder Investor die Raumakustik im Planungsprozess, muss ich unter Umständen später in zusätzliche bauliche Massnahmen investieren, um angenehmere Bedingungen herzustellen.
Ausserdem ist eine gute Raumakustik nicht allein eine Frage der Arbeitsplatzqualität in Büros: Eine geringere Geräuschbelastung wirkt sich auch positiv in anderen sensiblen Bereichen aus – etwa in jeder grösseren Lobby, in Bibliotheken, Hotels oder Kantinen. Zudem treten auch in privaten Wohnräumen – gerade bei grosser Raumhöhe und harten Oberflächen aus Glas, Sichtbeton oder Estrich – Probleme mit der Raumakustik auf. Wer im privaten Umfeld Wert auf angenehme akustische Bedingungen legt, wer zum Beispiel echten Musikgenuss und eine besonders hochwertige Audiowiedergabe schätzt, wird den Effekt akustisch optimierter Oberflächen nicht mehr missen wollen.  

Warum muss die Raumakustik in Gebäuden so oft nachgebessert werden?

Zeitgemässe Energiekonzepte wie etwa die thermische Bauteilaktivierung sind heute in der Architektur unabdingbar. Sie gewährleisten sowohl einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen als auch hohen Komfort und ein angenehmes Raumklima für die Nutzer des Gebäudes. Gleiches gilt für moderne Bürokonzepte in Neu- oder Bestandsbauten: Offenheit, Transparenz und kommunikationsfördernde Arbeitsumgebungen werden immer wichtiger. Der Schritt von starren Hierarchien und Bürostrukturen hin zu Teamwork in flexiblen Strukturen ist vielerorts vollzogen. Inzwischen ist erwiesen, dass Kreativität viel eher durch Begegnung und Austausch entsteht als durch konzentrierte Einzelarbeit in der Elfenbeinturm-Umgebung eines Zellenbüros. Offene Raumstrukturen erlauben eine hohe Flächeneffizienz und ein flexibles Reagieren auf sich ändernde Teamzusammensetzungen. Sie können dichter oder luftiger bespielt werden, neue Zuordnungen oder Gruppierungen sind leicht herzustellen. Beide Entwicklungen haben die Architektur vorangebracht, ihr neue Möglichkeiten und Zukunftsperspektiven eröffnet. Aber sie wirken sich nicht unbedingt positiv auf die Raumakustik aus. Thermoaktive Betonflächen können nur mit grossem Aufwand verkleidet werden, dadurch wird der Anteil schallabsorbierender Flächen im Raum immer geringer. Den Geräusch pegel in offenen Bürowelten empfinden viele Mitarbeiter allgemein als störend, sie fühlen sich abgelenkt und gestresst. Gespräche oder auch Telefonate von Kollegen sind nicht so sehr wegen ihrer Lautstärke besonders ablenkend, sondern aufgrund ihres Informationsgehalts, dem wir uns nicht entziehen können. Sprache hat in der Wahrnehmung immer Vorfahrt: Die Augen können wir schliessen, die Ohren nicht.

Wie kann man diesem Problem begegnen?

Abhilfe schaffen verschiedene Massnahmen: Besonders ausgestattete Möbel, flexible Zonierungsmodule, ein besonderer Putz, bestimmte Textilien wie Teppichböden oder Vorhänge, schallschluckende Trennwände, Akustiksegel oder andere zusätzliche Absorber. Einfach ausgedrückt tragen diese schallabsorbierenden Elemente dazu bei, die Schallenergie in eine andere Energieform umzuwandeln und sie damit dem Raum zu entziehen. Hierdurch wird es für uns hörbar leiser im Raum und die Sprache besser verständlich. Lösungen von USM bringen im Zusammenwirken des akustisch optimierten USM Möbelbausystems Haller mit den USM Privacy Panels Schallabsorption und Schallschirmung in den Raum – die beiden wesentlichen Massnahmen für eine angenehme Raumakustik. Die Verwendung der Systeme trägt zu einer effektiven Konditionierung des Raums bei, ohne dass bauliche Veränderungen notwendig wären. USM Haller bietet ausser seinen schalltechnisch wirksamen Oberflächen den ohnehin notwendigen Stauraum, die USM Privacy Panels können für vielfältige Möglichkeiten zur Zonierung im Raum verwendet werden.

Wie sollen ausgerechnet Möbel aus Metall die Raumakustik verbessern?

Zur Frage, wie Schall absorbiert wird, gibt es unter Nichtfachleuten sehr viele, teilweise recht ungenaue Vorstellungen. Zum Beispiel liegt es nahe, zu denken, Schall würde bei einer perforierten Oberfläche nur von den Löchern «geschluckt». Entscheidend ist aber vielmehr, was direkt hinter den Löchern passiert, durch die der Schall ungehindert dringt. Die akustisch wirksamen USM Haller Möbel mit perforierten Türelementen und Tablaren haben auf der Rückseite ein spezielles Akustikvlies eingelegt, das den Schall aufnimmt und dämpft. Noch entscheidender ist das Volumen des schallabsorbierenden Elements, also in diesem Fall des Stauraums, den die perforierten Türelemente, Seiten- oder Rückwände eines Möbels umschliessen. Bei einem akustikoptimierten USM Haller Aktenschrank oder Sideboard ist es das Raumvolumen, das die Absorption des Vlieses verstärkt. Das eingeschlossene Luftvolumen wirkt wie in einem Musikinstrument als Resonanzkörper, der in diesem Fall absorbierend wirkt, und zwar auch dann, wenn das Möbelstück gefüllt ist. Das gelochte Oberflächenmaterial ist in diesem Aufbau des USM Haller Möbels aufgrund des hohen Perforationsgrads nebensächlich – die akustikoptimierten USM Elemente wirken auch, wenn sie aus pulverbeschichtetem Stahl sind. Sie reduzieren als Schallabsorber die Nachhallzeit und erhöhen damit die häufig wichtige Sprachverständlichkeit – dabei können sie es in ihrer Wirksamkeit leicht mit Wand- oder Deckenpaneelen, beispielsweise aus Holz, aufnehmen.

Wie ergänzen USM Privacy Panels das USM Möbelbausystem Haller?

USM Privacy Panels sind vertikale Elemente im Raum, die, wie das USM Möbelbausystem Haller, ebenfalls modular aufgebaut sind und so in verschiedensten Konfigurationen genutzt werden können – zum Beispiel als Aufbaublende an Tischen oder freistehend zur Abschirmung und Zonierung von Raumbereichen. Sie basieren auf dem Grundprinzip einer Blattstruktur und nutzen eine Rohrstruktur analog zu USM Haller. Die USM Privacy Panels können linear oder über Eck geführt, flexibel erweitert und mit den USM Haller Möbeln kombiniert werden. Durch ihre textile und damit akustisch wirksame Oberfläche und die leichte Überlappung der einzelnen Panels haben sie eine weiche Anmutung. Anders als der perforierte Vliesabsorber sind USM Privacy Panels als klassische, poröse Schallabsorber konzipiert. Die schalldurchlässige Oberfläche nimmt den Schall auf. Die geschlossene Flächigkeit unterstützt die schirmende Wirkung. Die geringe Aufbautiefe liefert Absorption im mittel- und hochfrequenten Bereich und ergänzt damit die Absorption des USM Möbelbausystems Haller in akustischer Ausführung, welches die höchste Absorption in tiefen und mittleren Frequenzen aufweist. Auch hier zeigt sich im akustischen Zusammenspiel der USM Privacy Panels mit den USM Haller die Modularität der Anwendung Die Vorteile des modularen USM Möbelbausystems Haller leuchten ein — aber was bedeutet modulare Absorption? Eine der herausragenden Stärken der USM Produkte ist ihre Modularität. Sie ermöglicht innerhalb des USM Masssystems passgenaue Lösungen für jede Anforderung und flexibles Reagieren auf sich ändernde Bedingungen. Diese Stärken lassen sich eins zu eins auf Schallabsorption und Schallschirmung übertragen. Auf Basis der jeweiligen Elemente und ihrer Masse kann mithilfe akustischer Berechnungen und präziser Messungen ermittelt werden, wo sich der ideale Standort eines Möbels oder der USM Privacy Panels befindet und wie viel akustikoptimierte Oberfläche in einem Raum benötigt wird. Das bedeutet für die Möbel: Je nach Bedarf und Positionierung – etwa frei stehend oder an einer Wand – können jeweils nur die Rückseiten, die Seitenwände oder auch eine Kombination mit Türfronten als perforierte Elemente eingesetzt werden. Für den Einsatz der USM Privacy Panels bedeutet dies: Auf die jeweilige Anforderung kann mit der entsprechend notwendigen Fläche und damit auch unterschiedlichen räumlichen Konfigurationen reagiert werden. So erhält jeder Raum – auch akustisch – seine eigene, massgeschneiderte modulare Lösung mit den USM Produkten.

Das klingt gut, kostet aber Geld. Ist eine solche Investition denn lohnenswert?

Unbedingt – denn jede Investition in eine gute Raumakustik ist eine Investition in Zufriedenheit, Gesundheit, Konzentrationsfähigkeit und damit die Effizienz von Mitarbeitern. Eine optimale Raumakustik am Arbeitsplatz reduziert Stress und erhöht das Wohlbefinden. Es lässt sich beziffern, wie teuer jeder Fehltag oder jede Unterbrechung eines konzentrierten Arbeitsprozesses ist – hierzu gibt es zahlreiche Studien. Als Investition macht sich eine vorausschauend geplante oder nachträglich optimierte Raumakustik schnell bezahlt und zeigt lang anhaltende Wirkung. In jedem Lebensbereich berühren Fragen der Raumakustik auf elementare Weise unser Wohlbefinden. Im Büro beeinflussen sie entscheidend die Mitarbeiterzufriedenheit, die Produktivität und das Gesundheitsmanagement. Die Modularität des USM Möbelbausystems Haller erlaubt im Zusammenwirken mit den neu entwickelten USM Privacy Panels passgenaue Lösungen zur Verbesserung der Raumakustik – nicht als nachträgliche Lösung, sondern als integraler Bestandteil eines Raumkonzepts.

Kann ich meine vorhandenen USM Möbel einfach nachrüsten?

Ja, denn die Oberflächenelemente werden ganz einfach ausgetauscht, alleine dadurch wird das eingeschlossene Volumen akustisch wirksam. Ein Vorteil gegenüber anderen Systemen: Nichts wird aufgesteckt oder vorgehängt, das Möbel wird weder grösser, noch gehen Stauraum oder andere Funktionalitä ten verloren. Wenn mehr Schirmung im Raum nötig ist, empfiehlt sich eine Ergänzung der Möbel durch USM Privacy Panels.

Begriffe und Kenngrössen zum besseren Verständnis der Raumakustik

Bauakustik versus Raumakustik

Zum Einstieg in das Thema ist ein Blick auf den feinen, aber entscheidenden Unterschied zwischen den Begriffen Bauakustik und Raumakustik wichtig, die im Bereich des Bauwesens oft synonym verwendet werden. Die zentrale Frage der Bauakustik lautet: Welcher Anteil des Schalls kommt auf der anderen Seite eines betrachteten Bauteils an? Oder auch: Wie überträgt sich der Schall von einem Raum in den anderen? Entscheidend ist die Eigenschaft der Schalldämmung des trennenden Bauteils zwischen zwei Räumen. Es geht um die Fähigkeit von Bauteilen wie Wänden, Decken, Türen, Fenstern etc., den jeweiligen Schalldurchgang zu minimieren. In der Raumakustik dagegen lautet die Frage: Durch welche Oberflächen schaffe ich optimale Hör- und auch Sprechbedingungen im Raum? Entscheidende Eigenschaft ist in diesem Fall die Schalldämpfung oder auch Schallabsorption der Materialien im Raum. Schall absorption beschreibt die Fähigkeit von Materialien, Schall zu dämpfen bzw. die auftreffende Schallenergie in eine andere Energieform umzuwandeln.

Hörsamkeit

Mit dem wohlklingenden Begriff der «Hörsamkeit» beschreibt DIN 18041 die «Eignung eines Raums für bestimmte Schalldarbietungen, insbesondere für angemessene sprachliche Kommunikation und musikalische Darbietung». Einfluss auf die Hörsamkeit eines Raums, also die in ihm herrschenden Sprech- und Hörbedingungen, haben viele Faktoren, wie zum Beispiel die Eigenschaften der Raumbegrenzungsflächen und Einrichtungsgegenstände, aber auch anwesende Personen. Vereinfacht ausgedrückt hat ein Raum eine angemessene Hörsamkeit, wenn wir uns in ihm wohlfühlen, uns ohne Mühe im Raum verständigen können und ihn nicht als zu laut oder zu leise empfinden.

Schall

Sehr allgemein lässt sich Schall als eine Schwingung in einem elastischen Medium beschreiben. Für die Raumakustik ist die Ausbreitung von Schwingungen in der Luft von Bedeutung, entsprechend wird hier von Luftschall gesprochen. Schallereignisse wie menschliche Sprache, Musik oder Geräusche aus technischen Aggregaten lösen in der Luft eine lokale und zeitlich variable Schwankung des Luftdrucks aus, die sich vom Ort der Entstehung in die Umgebung ausbreitet. Wie jeder von uns ein objektives Schallereignis subjektiv wahrnimmt – ob als störenden Lärm oder als angenehmen Wohlklang – ist zunächst einmal unabhängig von physikalisch messbaren Werten des Schalls. Die Psychoakustik unterscheidet zwischen zwei Arten von Schall: dem erwünschten «Nutzschall», zu dem Musik in einem Konzert oder die Stimme bei einer Unterhaltung gehören. Dem gegenüber steht der unerwünschte «Störschall». Damit können ablenkende Hintergrundgeräusche, nicht erwünschte Sprache, aber auch die nicht besonders laute, dennoch als «lästig» empfundene Musik, die vom unbeliebten Nachbarn herüberdringt, gemeint sein. Nicht nur Sprache kann zugleich Nutzschall wie Störschall sein, ein Aspekt, der besonders in Mehrpersonenbüros zunehmende Bedeutung erlangt.

Schallpegel

Der Schalldruckpegel L (kurz auch Schallpegel), ist eine physikalische Grösse, die üblicherweise mit der Masseinheit Dezibel (dB) gekennzeichnet wird. Die menschliche Wahrnehmung beginnt bei ungefähr 0 dB und reicht bis etwa 140 dB. Dauergeräusche ab 80 dB oder sehr kurze Schallereignisse wie ein lauter Knall können unserem Gehör bleibende Schäden zufügen. Aber auch unterhalb dieser Werte kann ein dauerhaft zu hoher Schallpegel ungesund sein. In Deutschland sind viele Dinge baurechtlich geregelt – raumakustische Anforderungen an Gebäude sind es erstaunlicherweise nicht. Im Bereich des Arbeitsschutzes werden Schutzziele definiert, die sich auf den Schallpegel am Arbeitsplatz beziehen. Diese Vorgaben betreffen indirekt die Ausstattung von Räumen mit schallabsorbierenden oder auch schallschirmenden Elementen. Dabei verfolgen die Werte der Arbeitsstättenverordnung sowie entsprechender Arbeitsschutzverordnungen das Ziel, direkte Schädigungen des Gehörs und der Gesundheit zu vermeiden. Entsprechend hohe Schallpegel werden allerdings im Büroumfeld in der Regel nicht erreicht. Wir empfinden hier zwar nachweislich Stress, eine gesetzliche Regelung, wie dies zu vermeiden wäre, gibt es aber noch nicht. Nicht allein der Pegel ist hier der entscheidende Faktor, sondern auch die Sprachverständlichkeit spielt eine wichtige Rolle. Verständliche Sprache stört erfahrungsgemäss mehr als nicht verständliche Sprache.

Frequenz

Die Frequenz bezeichnet die Anzahl von Schalldruckänderungen pro Sekunde. Schallereignisse mit einer hohen Frequenz werden vom menschlichen Ohr als hohe Töne wahrgenommen, Schallereignisse mit niedriger Frequenz als tiefe Töne. Geräusche wie zum Beispiel das Rauschen eines Wasserfalls oder Geräusche des Strassenverkehrs beinhalten in der Regel eine Vielzahl von Frequenzen. Die Masseinheit der Frequenz ist Hertz. Sie gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an, abgekürzt 1 Hz = 1/s. Der Hörbereich des Menschen liegt zwischen 20 Hz und 20 000 Hz, wobei das Hörvermögen gerade bei hohen Frequenzen im Alter abnimmt. Menschliche Sprache umfasst einen Frequenz bereich von etwa 200 Hz bis 1000 Hz bei Erwachsenen und bis 2000 Hz bei Kindern. In diesem Bereich ist unser Gehör besonders empfindsam. Dies erleichtert einerseits die zwischenmenschliche Kommunikation, macht uns andererseits aber auch besonders anfällig für Störungen.

Schallausbreitung

Schall breitet sich grundsätzlich in alle drei Richtungen im Raum aus. Auch, wenn bei vielen Schallquellen die Schallabstrahlung von ihrer genauen Ausrichtung abhängt, ist die Vorstellung hilfreich, von einer annähernd gleichmässigen Schallabstrahlung in alle Richtungen auszugehen. Derartige Schallquellen werden als Kugelschallquellen bezeichnet. Bei hohen Frequenzen kann die Schallausbreitung mit einem Lichtstrahl verglichen werden, aus diesem Grund spricht man in diesem Zusammenhang auch von «Schallstrahlen». Die Idee des Schallstrahls führt zu einer Vorstellung, wie sich der Schall im Raum ausbreitet. Wie in der Optik gilt auch hier: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Die geometrische Betrachtung ist für viele Anwendungen in der Raumakustik ausreichend. Den wichtigen Unterschied zwischen Direktschall und reflektierten Schallanteilen gilt es zu erkennen. Es wird deutlich, dass in jedem Raum neben der Raumform also auch die Raumbegrenzungsflächen und die Möblierung Einfluss auf die Akustik haben. Grundsätzlich ist die Schallausbreitungsgeschwindigkeit (oder auch kurz Schallgeschwindigkeit) vom Material bzw. Medium abhängig. In der Luft erfolgt die räumliche Ausbreitung einer Schallwelle mit einer Geschwindigkeit von ca. 343  m/s oder 1200 km/h. Dabei ist anzumerken, dass sich alle Frequenzen des Schalls in Luft mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten. In kleinen Räumen ist der Schall daher bereits nach kurzer Zeit überall angekommen. Je grösser der Raum, desto wichtiger wird die Positionierung von Schallabsorbern und Schallschirmen im Raum. Das gezielte Zusammenspiel aus Absorption, Reflexion, Schallschirmung und -weiterleitung führt zu einer guten Akustik. Während in einem Vortragsraum die Schallausbreitung mit dem Ziel einer guten Sprachverständlichkeit gesteuert werden sollte, muss in Mehrpersonenbüros häufig die Schallausbreitung durch Schirmung und Absorption verringert werden.

Nachhallzeit

Die Nachhallzeit ist die älteste raumakustische Kenngrösse. Durch sie werden unterschiedlichste Räume miteinander vergleich bar und können in ihrer raumakustischen Qualität bewertet werden. Die Nachhallzeit gibt – wieder sehr vereinfacht ausgedrückt – die Zeitdauer an, die ein Schallereignis nach seiner Beendigung benötigt, bis es in einem Raum nicht mehr hörbar ist. Ursprünglich wurde sie durch den Akustiker Wallace Clement Sabine definiert und mittels Stoppuhr und subjektivem Höreindruck in verschiedenen Räumen ermittelt. Heute erfolgt die Messung natürlich viel präziser. Technisch ist die Nachhallzeit T als die Zeitspanne definiert, während derer der Schalldruckpegel in einem Raum nach dem Abschalten der Quelle um 60 dB abfällt. Der von Sabine abgeleitete Zusammenhang zwischen Nachhallzeit, Raumvolumen und Absorption im Raum hat nach wie vor Gültigkeit. Die Nachhallzeit hat direkten Einfluss auf die Sprachverständlichkeit in einem Raum. Was bei Orgelmusik in einer Kirche imposant sein kann – ein langer Nachhall – ist am Arbeitsplatz oder in einem Konferenzraum wenig vorteilhaft. Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit in einem Raum hängen voneinander ab, auch wenn sie jeweils eigene raumakustische Kenngrössen sind. Allgemein gilt, dass mit zunehmender Nachhallzeit die im Raum gemittelte Sprachverständlichkeit abnimmt.

Pegelabnahme

Die Lautstärke, mit der eine Schallquelle aus grösserer Entfernung wahrgenommen wird, hängt unter anderem von der Raumgeometrie und der Nachhallzeit ab, in Büroräumen besonders von Schallschirmen, die zwischen der Quelle und dem Empfänger positioniert werden. Die Wirkung solcher Schallschirme auf die Raumakustik kann durch verschiedene raumakustische Parameter beschrieben werden, insbesondere durch die durchschnittliche Abnahme des Schallpegels bei einer Verdopplung der Entfernung und durch den Schallpegel, den ein durchschnittlicher Sprecher in einer Entfernung von vier Metern hat.

Schirmung

Der Begriff «Schallschirm» bezeichnet ganz allgemein ein Hindernis, das die direkte Ausbreitung des Schalls von einer Quelle zu einem Empfänger unterbricht oder verringert. Diese Funktion kann ein Aufsatz auf einem Schreibtisch, eine Stellwand, ein Schrank oder jeder andere  Einrichtungsgegenstand übernehmen. Je näher ein Schallschirm an der Schallquelle steht, desto wirkungsvoller ist er. Kann ein Schallschirm ausserdem einen Winkel ausbilden und die Schallquelle teilweise «umfliessen», ist er effektiver als ein nur linear angeordneter Schirm. Je grösser der Umweg für den Schall ist, den der Schallschirm auslöst, desto effektiver wird die Schallausbreitung gemindert. Sind Schallschirme mit einer absorbierenden Oberfläche ausgestattet, wird die Schallausbreitung sowohl im gesamten Raum als auch direkt vor und hinter dem Schirm weiter reduziert. In diesem Fall kann ein Schallschirm auch zur Absorption im Raum beitragen.

Sprachverständlichkeit

Sprachverständlichkeit lässt sich nicht einfach für einen gesamten Raum messen oder bestimmen, da sie von der Position des jeweiligen Zuhörers in Bezug zur Schallquelle abhängt. Eine klassische, aber sehr aufwendige Methode zur Messung der Sprachverständlichkeit in Räumen ist die systematische Befragung einer ausreichend grossen Anzahl von Personen mit genormten Listen von Silben und Sätzen. Der Sprachübertragungsindex (engl. Speech Transmission Index, kurz STI) ist eine physikalische Messgrösse, die auf Grundlage solcher subjektiver Untersuchungen zur Beschreibung der Sprachverständlichkeit entwickelt wurde. Einfach gesagt gilt: Je stärker die Übertragung durch den Einfluss des Raums gestört wird, zum Beispiel durch Nachhall, Echos oder weitere Schallquellen, desto schlechter ist die Sprachverständlichkeit und desto kleiner der STI-Wert.

Wirkung von Oberflächen

Drei Dimensionen der akustischen Wirkung

Die akustische Wirkung von Oberflächen in einem Raum wird im Wesentlichen durch Absorption, Reflexion und Diffusion bzw. Streuung der Schallwellen an den Flächen beschrieben. Die Absorption dient in der Regel dazu, den Schallpegel im Raum zu senken bzw. die Reflexionen abzuschwächen und damit die Nachhallzeit zu mindern. Reflektierende Oberflächen in Räumen werden benötigt, um den Schall gezielt in bestimmte Bereiche des Raumes zu lenken. Um die Ortung von einzelnen Schallreflexionen zu vermeiden, sind Flächen häufig auch diffus streuend zu gestalten. Der Aspekt der Diffusion von Schall dient in der Regel der Klanggestaltung in besonders hochwertigen Räumen. In Räumen des alltäglichen Lebens wie Wohn- und Arbeitsräumen ist im Allgemeinen eine Betrachtung der Absorptionseigenschaften von Oberflächen ausreichend. Diffusion: Verteilung von Schall im Raum Absorption: Verringerung von Schall im Raum Reflexion: Lenkung von Schall im Raum

Schallabsorber

Die Fähigkeit zur Schallabsorption ist aus der Perspektive der Raumakustik die entscheidende Fähigkeit von Materialien und Oberflächen. Um Schallenergie in einem Raum in eine andere Energieform umzuwandeln und damit dem Raum zu entziehen, werden Schallabsorber genutzt. Durch ihren Einsatz wird es zum einen leiser im Raum, zum anderen wird die Schallausbreitung im Raum durch eine Änderung der Reflexionen optimiert. Die Wirkung von Schallabsorbern ist generell frequenzabhängig. Man kann sagen, dass sich hohe Frequenzen in der Regel durch Schallabsorber mit geringer Aufbauhöhe dämpfen lassen, während zur Dämpfung tiefer Frequenzen eher Schallabsorber mit grösserer Aufbauhöhe oder grossen Abmessungen erforderlich sind. Die Schallabsorption von flächigen Anordnungen wie Decken-, Wand- oder Bodenbelegungen, aber auch Schallschirmen wird durch den Schallabsorptionsgrad beschrieben. Bei Elementen wie Tischen, Stühlen und auch Schränken, bei denen eine Bestimmung der Oberfläche mehrdeutig oder gar nicht möglich ist, wird direkt die sogenannte äquivalente Absorptionsfläche angegeben. Schallabsorptionsgrad und äquivalente Absorptionsfläche lassen sich direkt miteinander vergleichen, wenn die Fläche des Absorbers bekannt ist.  

Schallabsorptionsgrad

Eine wesentliche Grundlage für die raumakustische Planung ist die Angabe des Schallabsorptionsgrads der verwendeten Materialien. Er beschreibt die Eigenschaft eines Materials, auftreffenden Schall umzuwandeln und somit zu absorbieren. Ein idealer Schallabsorber, der 100 Prozent des auftreffenden Schalls «schluckt», hat einen Schallabsorptionsgrad von 1, eine vollständig reflektierende Fläche dagegen einen Schallabsorptionsgrad von 0. Um den Schallabsorptionsgrad α eines Materials zu ermitteln, findet das sogenannte Hall- raumverfahren Anwendung. Hierbei wird eine Probe des zu prüfenden Materials in einen Laborraum eingebracht, dessen Nachhallzeit vorab bestimmt wurde. Aus der Veränderung der Nachhallzeit mit der Probe im Raum lässt sich dann der Schallabsorptionsgrad αS ermitteln und exakt beschreiben, in welchem Masse und bei welchen Frequenzen das Material den Schall absorbiert. Der Schallabsorptionsgrad gibt die Absorptionswirkung eines Materials – bezogen auf einen Quadratmeter des Materials – an. Für die schallabsorbierende Wirkung im Raum ist jedoch nicht allein der Schallabsorptionsgrad α des Materials ausschlaggebend, sondern auch die Grösse der Absorberfläche im Raum. Die wirksame oder auch äquivalente Absorptionsfläche ergibt sich als Produkt des Absorptionsgrades mit der geometrischen Absorptionsfläche S, also α × S. Eine kleine Fläche S mit einem hohen Absorptionsgrad α ist damit ebenso wirksam wie eine grosse Fläche S mit einem niedrigen Absorptionsgrad α. Zu beachten ist, dass auch die für die Wirkung im Raum massgebliche äquivalente Absorptionsfläche für verschiedene Frequenzen verschiedene Werte zeigt.  

Äquivalente Schallabsorptionsfläche

Im Hallraum kann für nichtflächige Elemente aus dem Vergleich der Messung mit und ohne Probe im Raum direkt die äquivalente Absorptionsfläche des jeweiligen Elements bestimmt werden. Diese äquivalente Absorptionsfläche eines Elements oder auch Objekts wird mit Aobj bezeichnet. Für einen Schrank wird damit die akustische Wirkung durch die zugehörige äquivalente Absorptionsfläche beschrieben, die auch frequenzabhängig ist. Werden mehrere Schränke in einen Raum eingebracht, summiert sich diese Wirkung. Zwei Schränke weisen entsprechend die doppelte Absorption wie ein einzelner Schrank auf. USM hat umfangreiche Messungen für verschiedene Konfigurationen des USM Möbelbausystems Haller durchgeführt. Betrachtet man einen vollständig eingerichteten Raum mit verschiedenen Oberflächen, so lässt sich jedem Material (z.B. Teppich, Putz, Akustikdecke, Vorhänge, Fenster, Regalfläche, usw.) ein Schallabsorptionsgrad zuordnen und durch Multiplikation mit der Fläche des Materials seine äquivalente Absorptionsfläche Aeq berechnen. Die Anzahl der Objekte, multipliziert mit der äquivalenten Absorptionsfläche des jeweiligen Objekts, ergibt die äquivalente Absortionsfläche der Objekte im Raum. Anschliessend addiert man die äquivalenten Schallabsorptionsflächen für alle Materialien und Objekte zur gesamten äquivalenten Schallabsorptionsfläche des Raums auf. Diese äquivalente Schallabsorptionsfläche des Raums, kurz A, bestimmt dann die Nachhallzeit.

Schallausbreitung im Raum

Die Ausbreitung von Schall kann modellhaft anhand von Schallstrahlen visualisiert werden. Nach dem Direktschall kommen Reflexionen über Decke und Wände am Hörort an. Auch Mehrfachreflexionen mit längerem Laufweg treten auf. Die Reflexionen definieren die Nachhallzeit eines Raums und sind damit der wesentliche Faktor für den Höreindruck im Raum.        

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