Kuner Akustik

Folgen schlechter Akustik in Bildungseinrichtungen: Leistungseinschränkung bei Schülern

Katrin Kuner — Fri, 08 Dec 2023 18:25:32 +0000

Untersuchungen zeigen, dass Kinder von Störgeräuschen und Verzerrungen der Sprache durch eine schlechte Akustik wesentlich stärker beeinträchtigt werden als Erwachsene. Steigt der Lärmpegel, zeigen sich signifikante Leistungsverschlechterungen. Das geschieht sowohl in der Informationsaufnahme (Sprachwahrnehmung und Aufmerksamkeit) als auch bei der Informationsverarbeitung (Gedächtnis- und Entscheidungsprozesse). Nicht nur Missverständnisse durch das Unverständnis der verbalen Botschaft und Einschränkungen der Konzentration beeinflussen die Leistungen negativ, sondern Studien zeigen auch eine Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit des Kurzzeitgedächtnisses durch unregelmäßige Geräusche (Hintergrundmusik, Sprache…). Das Kurzzeitgedächtnis brauchen die Schüler, um beispielsweise lange Sätze zu verarbeiten oder Rechenaufgaben zu lösen. Kinder, die nicht in ihrer Muttersprache lernen, sondern in der Zweitsprache, werden durch Störgeräusche noch stärker in ihren Lernprozessen beeinträchtigt.

Neben Schülern dürfen auch Kindergartenkinder nicht unerwähnt bleiben. Die Kindergartenzeit ist eine entscheidende Phase in der Sprachentwicklung. Gerade in dieser Zeit ist richtiges Hören und Verstehen und das Fokussieren von Aufmerksamkeit wesentlich.

Schlechte Raumakustik ist Gift für kranke oder belastete Stimmen

Für Lehrer bedeutet eine schlechte Raumakustik eine Erhöhung des Stressempfindens. Häufige Wiederholung der Informationen, also eine schlechte Übertragung der Botschaft ist ein zusätzlicher Belastungsfaktor für den Lehrenden. Dazu kommt der steigende Lärmpegel, der durch den Lombard-Effekt zustande kommt: Durch ein Zunehmen des Lärms sprechen Lehrperson und Schüler unbewusst lauter und geraten so in einen Teufelskreis.

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Absorberklassen

Katrin Kuner — Fri, 08 Dec 2023 18:23:14 +0000

Akustikelemente werden nach einem in der DIN EN 11654 festgelegten Verfahren einer der Absorberklassen A, B, C, D oder E zugeordnet, die auf dem jeweils bewerteten Schallabsorptionsgrad α_w basiert.

A höchst absorbierend, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,90 … 1,0
B höchst absorbierend, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,80 … 0,85
C hoch absorbierend, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,60 … 0,75
D absorbierend, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,30 … 0,55
E gering absorbierend, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,15 … 0,25
nicht klassifiziert, bewerteter Schallabsorptionsgrad α_w: 0,00 … 0,10

Der Nachteil dieser Absorberklassen wie auch am α_w -Wert ist die verloren gegangen Charakteristik des Absorbers. Daher sollte die Bemessung ausschließlich mit frequenzabhängigen α_p-Werten durchgeführt werden.

Die berechnete Absorbermenge ist ein erster Schritt zur akustischen Raumplanung. Dennoch gilt es einen weiteren zu beachten: die Anordnung.

Die Anordnung der Absorber hängt von der Raumnutzung ab und wird in der Regel vom Akustiker vorgegeben. In komplexen und akustisch anspruchsvollen Räumen wie Callcenter, Großraumbüros und Konzertsälen reicht diese vereinfachte Form der oben genannten Bemessung nicht aus. Für solche Räume muss vom Akustiker eine Simulation durchgeführt und interpretiert werden.

Für gängige Räume wie Vortragsräume, Klassenzimmer etc. gibt die deutsche Norm DIN 18041 Beispiele an, die sehr hilfreich sind.

Für alle anderen Räume mit weniger anspruchsvollen Anforderungen an die Akustik wie Sporthallen, Kantinen, Aufenthaltsräume, Restaurants gilt es, die Absorber so gleichmäßig wie möglich zu verteilen und alle drei Raumdimensionen einzubeziehen.

Positive Effekte schallabsorbierender Wände und Decken:

Physikalischer Effekt:

Der Schall in einem Raum wird tatsächlich durch die Schallabsorption gedämpft, d.h. ein großer Teil der Schallenergie wird durch die Absorber geschluckt. Durch die Verringerung der Nachhallzeit wird auch der Schallpegel gesenkt.

Verhaltenspsychologischer Effekt – Lombard Effekt:

Durch günstigere Sprech- und Hörbedingungen bei kurzen Nachhallwerten senken Menschen ihre Stimme automatisch ab. (Umgekehrt neigen wir dazu bei schlechter Sprachverständlichkeit unsere Stimme anzuheben.) Das heißt die Änderung des Verhaltens der Nutzer wirkt sich zusätzlich auf die Absenkung des Schallpegels im Raum aus. Mit einem hochwertig, akustisch durchdachten Innenausbau, kann eine Lärmpegelminderung von bis zu 10 dB erzielt werden.

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Technische Parameter für die vereinfachte Planung der Raumakustik

Katrin Kuner — Fri, 08 Dec 2023 18:19:35 +0000

Wenn ein Raum akustisch bemessen werden soll, gilt es verschiedene Parameter zu kennen, um mit ihnen die Nachhallzeit auf einfache Art zu berechnen.

Der Raum

Nach DIN 12354-6 sollte der Raum gewisse Eigenschaften aufweisen, damit die vereinfachte Raumakustikplanung funktioniert:

Die Schallausbreitung ist diffus
Die Raumdimensionen sind relative gleichförmig (max. Faktor 5 zwischen größter und kleinster Länge)
Das Raumvolumen ist nicht unendlich groß, da die Luftabsorption vernachlässigt wird (max. 10.000 m³)

Vom Raumvolumen und von der Art der Nutzung hängt die geforderte Nachhallzeit ab, die in verschiedenen Regelwerken dokumentiert ist, wie die DIN 18041, VDI 6925 und die ASR 3.7.

Der Absorber

Der Absorber muss von einem anerkannten Prüflabor geprüfte Absorptionswerte besitzen.

Diese Werte sind:

– die praktischen Absorptionswerte α_p über das komplette Oktavband und

– der gewichtete Absorptionswert α_w, der durch eine Bezugskurve ermittelt wird.

Beide Werte werden vom Prüfinstitut gemessen und können für die Planung selbstverständlich verwendet werden.

Der α_p -Wert wird für alle Oktaven (verschieden festgelegte Frequenzen) ermittelt. Mit diesen Werten können der Akustiker bzw. der Raumakustikrechner die ideale Anzahl an definierten Absorbern bestimmen bzw. die Eigenschaften der Absorber festlegen, wenn Raumnutzung, alle vorhandenen/geplanten Oberflächen und Raumvolumen bekannt sind.

Um Produkte zu vergleichen, wird vom Prüfinstitut auch der gewichtete α_w-Wert ermittelt. Dieser gibt eine Art gemittelten Ersatzwert über alle Frequenzen an, ist also als Berechnungsparameter nicht ideal geeignet.

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Wie kann eine gute Akustik gemessen und bewertet werden?

Katrin Kuner — Tue, 05 Dec 2023 18:17:28 +0000

Als Parameter für die Messung der Akustik in Räumen gilt die Nachhallzeit: das ist die Zeit, in der der Schalldruckpegel um 60 dB abnimmt, der Schall also in aller Regel verstummt ist, nachdem eine Schallquelle abgeschaltet ist.

Für Klang, Deutlichkeit und Sprachverständlich stehen weitere, komplexere Parameter zur Verfügung.

Nachträglich erforderliche Akustikelemente wegen zu hoher Nachhallzeiten

Wurden zu wenig Akustikelemente berechnet, an der falschen Stelle eingebaut oder zu viel Streuung angenommen, um ausreichend Absorption zu generieren? Oder wurde sie in der Planung schlichtweg vergessen bzw. zeitlich nicht geschafft umzusetzen? Kein Problem mit Kuner Akustik!

Es gibt viele Gründe, warum eine nachträgliche Akustik erwünscht ist: eine Änderung der Nutzungsart, Änderung des Bodenbelags, unzureichende Planung bzw. Ausführung oder Änderungen der Anforderungen.

In jedem Falle war bisher ein nachträglicher Einbau von akustisch wirksamen Elementen schwierig umzusetzen, da normalerweise die Akustik bereits in der Rohplanung berücksichtigt werden muss.

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Welche Kategorien gibt es in der Raumakustik

Carsten Peters — Sun, 03 Dec 2023 11:06:33 +0000

1) Bildungseinrichtungen

Bildungseinrichtungen haben einen hohen Anspruch an die „richtige Akustik“, abhängig von Vortragsrichtung und weiterer Nutzung.

Gute Sprachverständlichkeit und kurze Nachhallzeiten zur Lärmpegelminderung bedingen sich gegenseitig und können nur durch das Anbringen richtig platzierter, hochabsorbierender Materialien erreicht werden.

2) Räume für den Aufenthalt und zum Verweilen

In Räumen, wo viel kommuniziert wird und es schlichtweg laut zugeht, ist die Nachhallzeit niedrig zu halten, damit sich die darin befindlichen Menschen nicht gegenseitig versuchen zu übertönen. In einem Raum mit zu langer Nachhallzeit stellt sich ein bis zu 10 dB lauterer Pegel ein als mit kurzer Nachhallzeit. Das wird als doppelte Lautstärke empfunden!

Mit einem hochwertig, akustisch durchdachten Innenausbau, kann also eine Lärmpegelminderung von bis zu 10 dB erzielt werden, was zum einen mit dem reduzierten Nachhall ohne Überlagerungen zusammenhängt, aber auch mit dem psychologischen Effekt, dass eine kurze Nachhallzeit generell die Menschen dazu animiert, selbst leiser zu sprechen.

3) Räume zum Arbeiten und Kommunizieren

In Räumen, wo viel gesprochen wird und gleichzeitig ein ruhiges Arbeiten gewährleistet sein soll, ist der Anspruch an die akustische Ausgestaltung richtig hoch. In einem solchen Fall (Großraumbüros und Callcenter) ist es ratsam, mithilfe einer Simulation die Situation anschaulich zu machen, um die richtigen Absorber, Abschirmung und Streukörper zu platzieren.

4) Räume zum Musizieren

5) Sport- und Schwimmhallen

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Eine kurze Geschichte der Raumakustik

Carsten Peters — Fri, 01 Dec 2023 12:07:04 +0000

Wenn wir draußen im Freien stehen, hört sich unsere Stimme anders an als in einem Raum. Sie hört sich dumpfer an, irgendwie wattiger. Wir müssen viel lauter sprechen als wir es gewohnt sind, um verstanden zu werden.

Warum ist das nicht so in Räumen?

Ein leerer Raum ist im einfachsten Fall begrenzt durch vier Wände, einem Boden und einer Decke.

Wird eine Schallquelle aktiviert (z.B. ein Lautsprecher, eine Stimme) verbreitet sich der Schall kugelförmig in alle Richtungen. Dieser Schall wird an den Wänden/Decke/Boden reflektiert und kehrt zurück an unser Ohr. Das alles passiert in einem zeitlichen Abstand von ca. 6 Millisekunden bei einer Entfernung von 2m.

Passiert das nur wenige Male innerhalb 50 Millisekunden, empfinden wir das als angenehm, wie eine Verstärkung unserer Stimme. Reflektiert sich der Schall sehr viel öfter, fühlen wir uns gestört. Die Klarheit verschwindet und es bleibt ein Nachhall.

Wir hören uns also je nach Raumform sehr oft selbst, und zwar immer leiser, immer verzerrter und immer undeutlicher. Das alles spielt sich innerhalb sehr kurzer Zeit ab, sodass wir das nicht richtig erfassen können.

Dennoch spüren wir, dass etwas „nicht stimmt“. Der Raum hört sich hallig an.

Was passiert jetzt, wenn wir diese Räume „einrichten“?

Jeder Einrichtungsgegenstand besitzt eine zusätzliche Oberfläche. Stellen wir also Couch, Regale, Teppiche, Tische, Stühle etc. in einen Raum, vergrößern wir automatisch die Oberfläche im Raum zusätzlich zu Boden, Wand und Decke.

Außerdem besitzt jedes Material auch einen Absorptionsgrad. Es gibt kein Material auf der Welt, das den Absorptionsgrad Null hat. Das heißt, es gibt auch keinen Raum, der ewig nachhallt!

Wie lange es in einem Raum „hallt“ hängt von der aufsummierten Oberfläche und der jeweiligen Absorptionsgrade ab. Kurz gesagt, die Summe des Produkts aus Oberfläche und Absorptionswert.

Raumakustik: eine Herausforderung der Neuzeit?

Hierzu müssen wir die Einrichtung der Gegenwart und der Vergangenheit vergleichen. Noch vor 20-30 Jahren waren die Räume unwissentlich mit akustisch wirksamen Materialien ausgestattet, wie Teppichen, Vorhängen, gepolsterten Stühlen, offenen Regalen, Schrankwänden etc. Alles offene bzw. „fluffige“ Materialien, die den Schall absorbieren. In der Summe war das eine beachtliche Menge, die die Nachhallzeit verkürzt hat.

In der heutigen Zeit ist das nicht mehr üblich. Wir haben kaum noch dieselben Einrichtungsgegenstände: Minimalismus wird großgeschrieben, genauso wie die Verwendung von Beton, Glas und Holz. Man möchte weg von Stoff hin zu clean wirkenden und leicht zu reinigenden Materialien.

Diese Oberflächen nennt man schallhart, weil sie wenig Schall absorbieren und viel Schall reflektieren, was zu unerwünscht langen Nachhallzeiten führt.

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