Unsicherheit bei der Messung der Schallabsorption im Hallraum

Für die in Räumen erlebte Lebensqualität spielen deren akustische Eigenschaften eine entscheidende Rolle. Wesentlich ist dabei, dass die Akustik der Raumnutzung entspricht. So müssen Besprechungsräume das Verstehen gesprochener Sprache ermöglichen oder Großraumbüros ein störungsarmes Arbeiten. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Schallabsorption.

Die Bestimmung der Schallabsorption erfolgt nach DIN EN ISO 354 durch Nachhallzeitmessungen in akustisch stark reflektierenden Räumen von ca. 200 m³ Volumen, sogenannten Hallräumen. Die Verkürzung der Nachhallzeit durch das Einbringen der Probekörper in den Hallraum kann direkt in die Schallabsorption umgerechnet werden. Die Absorptionsmessung ist mit großen Unsicherheiten behaftet, die derzeit nicht mit einem Modell beschrieben werden können. Hauptgrund dafür ist das für die Messungen erforderliche diffuse Schallfeld, das durch einen gleichmäßigen Schalleinfall aus allen Raumrichtungen an allen Raumpunkten gekennzeichnet ist. Selbst wenn dies im leeren Hallraum sichergestellt werden kann, so wird die Diffusität durch das Einbringen der Probekörper erheblich gestört. Die aktuelle DIN EN ISO 354 aus dem Jahr 2003 enthält daher die Aussage: "Die Reproduzierbarkeit der Messungen des Absorptionsgrades wird noch untersucht." In heutigen Prüfberichten zur gemessenen Schallabsorption werden demgemäß keine Angaben zur Messunsicherheit gemacht.

Für die Akkreditierung von Prüfstellen oder für den Vergleich von Produkteigenschaften sind jedoch Messunsicherheiten erforderlich. Um sie realistisch abzuschätzen, wurde ein Vielzahl von Ringversuchen umfassend ausgewertet. Dabei ist es gelungen, die Vergleichs-Standardabweichungen in Terzen zwischen 63 Hz und 6,3 kHz als Funktion von der Frequenz und vom Absorptionsgrad auszudrücken (Abbildung 1). Die so berechneten Vergleichs-Standardabweichungen sind die beste derzeit verfügbare Schätzung der Messunsicherheit.

Auch für den bewerteten Absorptionsgrad sowie für die äquivalente Absorptionsfläche konnten Unsicherheiten basierend auf den Ringversuchen abgeschätzt werden. Es ist geplant, die Werte in einer zukünftigen DIN EN ISO 12999-2 zu normen, damit sie in Prüfberichten verwendet werden können.

Abbildung 1: Vergleichs-Standardabweichung σ_R für die Messung des Absorptionsgrads α_s in Hallräumen als Funktion von der Frequenz f

Literatur:

[1] Volker Wittstock: Determination of measurement uncertainties in building acoustics by interlaboratory tests - Part 2: Sound absorption measured in reverberation rooms. Acta Acustica united with Acustica, in print

Ansprechpartner:

Volker Wittstock, FB 1.7, AG 1.72, E-Mail: volker.wittstock(at)ptb.de