Arbeitsgruppe
1.73
Raumakustik
Simulation der akustischen
Eigenschaften von Räumen mit Computerprogrammen
Allgemeine Zusammenhänge in
der Raumakustik sind auf der Sonderseite unter "Raumakustik"
zu finden.
Bei der Berechnung von Schallfeldern in
größeren Räumen bedient man sich zweier unterschiedlicher Methoden, bei denen der
Schall entweder als eine Folge von sich ausbreitenden Schallteilchen oder aus einer Reihe
von Spiegelschallquellen simuliert wird. In den
meisten praktischen Anwendungen derartiger Berechnungsprogramme, die heute auf den
inzwischen sehr schnellen Personalcomputern laufen, wird eine Kombination aus beiden
Methoden verwendet, mit der man die gewünschte Relation von Genauigkeit und
Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht. Mit Hilfe von akustischen Raumsimulationsprogrammen
lassen sich die wichtigsten raumakustischen Eigenschaften von beliebigen Räumen bereits
in der Planungsphase berechnen, was zu einer deutlichen Reduzierung der Entwicklungskosten
führen kann.
Die wichtigste raumakustische Größe eines
Raumes ist seine Impulsantwort, die sich bei Wahl einer festen Position von Schallquelle
und Schallempfänger ergibt. Sie wird durch energetische Aufsummierung der einzelnen durch
Mehrfachreflexionen gebildeten Schallanteile errechnet, wobei in den verfügbaren
Programmen derzeit noch keine Phasenbeziehungen und keine Rand- oder Beugungserscheinungen
berücksichtigt werden. Die Impulsantwort wird nach verschiedenen mathematischen Methoden
ausgewertet und daraus die gewünschten akustischen Parameter errechnet.
Als Eingabeparameter für derartige
Raumsimulationsprogramme dienen neben der dreidimensionalen Raumgeometrie vor allem die
Absorptionsgrade und Diffusitätsfaktoren der Raumbegrenzungsflächen und Einbauten. Für
die meisten in der Praxis verwendeten schalldämmenden Materialien und Konstruktionen
liegen Meßwerte für die Absorptionsgrade vor, die im diffusen Schallfeld eines
Hallraumes gewonnen worden sind.
Für den Diffusitätsfaktor liegen derartige
Untersuchungsergebnisse leider nur in sehr geringem Umfang vor. Die Größe für diesen
Parameter wird im allgemeinen nur geschätzt. Durch diesen Umstand bedingt können starke
Diskrepanzen zwischen den simulierten und den gemessenen Werten der raumakustischen
Eigenschaften auftreten.
Beispiel einer
Raumsimulationsaufgabe: Optimierung der Position für Beschallungslautsprecher im Hörsaal
der PTB
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