Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Die physikalische Beschreibung von Schallfeldern kann auf die Darstellung des skalaren Schalldrucks p in Abhängigkeit vom Ort (x,y,z-Koordinate) beschränkt werden. Die  zugehörige Schnelle v, eine gerichtete vektorielle Größe, kann aus der Schalldruckverteilung p(x,y,z) berechnet werden. Für die messtechnische Erfassung genügt es daher, in einem genau definierten Punktraster den Schalldruck nach Betrag und Phase zu messen. Breitbandige Messungen mit gleitenden Sinustönen liefern die Frequenzabhängigkeit und lassen unmittelbar die Raumresonanzen als Maxima in den Übertragungsfunktionen erkennen. Bei tiefen Frequenzen liegen die Raumresonanzen (Moden) weit auseinander und können leicht getrennt betrachtet werden. Die Bestimmung der Eigenfrequenzen, ihrer Dämpfung und ihrer räumlichen Verteilung entspricht dem Verfahren, das für Resonanzuntersuchungen an mechanischen Strukturen entwickelt worden ist, der so genannten Modalanalyse. Insbesondere dann, wenn die einzelnen Moden immer dichter beieinander liegen, sind spezielle Auswerteverfahren der Modalanalyse nötig, um die Schwingungsformen zu identifizieren.

Die Kenntnis der genauen Struktur der Schallfelder in Abhängigkeit von der Frequenz ist häufig erforderlich, wenn es darum geht, messtechnische Probleme zu analysieren und genormte Messverfahren so zu optimieren, dass die Messunsicherheit möglichst gering bleibt.

Die modale Betrachtungsweise ist besonders im tiefen Frequenzbereich und bei kleinen Räumen notwendig, da hier die Voraussetzungen für die Anwendung von Raumsimulationsprogrammen nicht mehr gegeben sind. Weiterhin wird auch in der bauakustischen Messtechnik davon ausgegangen, dass das Schallfeld vor den Messobjekten (Wände, Fenster, Absorber etc.) in idealer Weise diffus ist, d.h. dass der Schalleinfall aus allen Richtungen gleich wahrscheinlich ist. Das gilt aber erst ab einer bestimmten Frequenzgrenze. Als Anhaltspunkt für diese Grenze zwischen tiefen und hohen Frequenzen kann die Schröderfrequenz f_s betrachtet werden: Für einen Raum mit dem Volumen V (in m³) und der Nachhallzeit T (in s) gilt: