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Bewertung von Software zur Raumakustik

Mit leistungsfähigen Computer-Programmen lässt sich heutzutage die Akustik eines Raumes simulieren. Allerdings sind die erhaltenen Ergebnisse derzeit noch mit einigen Fehlern behaftet. Indem die PTB derartige Software objektiv bewertet und Fehlerquellen aufzeigt, hilft sie einerseits den Software-Entwicklern und schützt andererseits die Anwender, nämlich Architekten und Akustiker, vor unzutreffenden Erwartungen.

Dieser Konzertsaal in Jönköping, Schweden, diente als Testobjekt für raumakustische Simulationssoftware in einem internationalen Ringvergleich. Der Saal umfasst 1100 Sitzplätze und hat ein Volumen von rund 11000 m3. Für die Rechnungen wurden zwei unterschiedliche Senderpositionen auf der Bühne und sechs Empfängerpositionen im Auditorium gewählt.

Die Qualität von Software zur raumakustischen Simulation stand auf dem Prüfstand eines kürzlich abgeschlossenen, internationalen Vergleichs mit 16 Teilnehmern aus neun Ländern, der von der PTB koordiniert wurde. Die eingesetzten Computerprogramme mussten ihre Leistungsfähigkeit an einem konkreten Objekt unter Beweis stellen: Es galt, die akustischen Eigenschaften eines schwedischen Konzertsaales zu berechnen und mit Messergebnissen zu vergleichen, die von der PTB und zwei anderen Messteams ermittelt wurden.

Für mehrere Kombinationen von Schallsende und Zuhörerpositionen mussten die Programme neun raumakustische Parameter berechnen, zum Beispiel die Nachhallzeit und das Deutlichkeitsmaß in sechs Oktavbändern. Der Vergleich mit den gemessenen Werten zeigte, dass insbesondere im unteren Frequenzbereich (125-Hz-Oktave) die Abweichungen deutlich höher sind als der subjektiv wahrnehmbare Unterschied. Die großen Fehler bei tiefen Frequenzen basieren auf dem generellen Mangel der Simulationsprogramme, Beugungseffekte derzeit noch nicht berücksichtigen zu können. Somit ist die Einsatzmöglichkeit der Software auf hindernisfreie, große Räume begrenzt. Ein weiterer Umstand, der in alle Computerprogramme eingeht, ist die empfindliche Abhängigkeit der Ergebnisse von den Eingabedaten, etwa den akustischen Absorptionseigenschaften der Oberflächen, für die zumeist nur abgeschätzte Werte bekannt sind.

Von einem derartigen Vergleich profitieren einerseits die Software-Entwickler: Sie können ihre Ergebnisse anderen Simulationen sowie gesicherten Messungen gegenüberstellen, erhalten somit genaue Fehlerbefunde zu ihrer Software und können diese Hinweise in die weitere Entwicklungsarbeit einfließen lassen. Andererseits profitieren die Anwender.

Akustiker, Architekten und Bauingenieure können nun die Güte der von ihnen in der Praxis eingesetzten Software besser beurteilen. Auch als Hilfe für die Anwender wird die PTB in den nächsten Monaten das Datenmaterial des simulierten Konzertsaales über ihren Webserver zur Verfügung stellen. Neben den Raumdaten und Messergebnissen sollen auch real aufgenommene Klänge bereitgestellt werden. Diese lassen sich mit einer so genannten Auralisation vergleichen, die die Möglichkeit bietet, in den simulierten Raum hineinzuhören. Dazu werden hallarm aufgenommene Schallsignale an der Raumimpulsantwort gefaltet und für Kopfhörerwiedergabe wie eine Kunstkopfaufnahme aufbereitet werden.

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