5. Technische Hilfsmittel zur Verbesserung der Raumakustik 02 - Absorber
Poröse Absorber
Offenporige Schaumstoffe, Glasfaserplatten, Teppichböden, dicke Velourvorhänge - kurz: alle weichen und poröse Materialien, in die der Schall einfach eindringen kann, wirken als Absorber. Beim Eindringen des Schalls in die Poren des Materials reiben sich die Luftmoleküle mit dem Material. Dabei wird dem Schall Energie entzogen, die im Absorber in Wärme umgewandelt wird. Die Reibung ist dort am größten, wo sich die Luftteilchen am schnellsten bewegen. Dies ist bei einem Abstand zur Wand der Fall, der einer viertel Wellenlänge entspricht.
Poröser Absorber aus Polyester PET Platte
Poröser Absorber als Melaminharzschaum
Frequenzabhängiger Absorptionsgrad in Abhängigkeit der Materialdichte
Wirkungsprinzip
Aus diesem Wirkungsprinzip ergeben sich folgende Eigenschaften:
- Poröse Absorber müssen eine bestimmte Dicke haben, um eine breitbandige Wirkung zu erzielen
- die Wirkung ist bei hohen Frequenzen maximal und fällt zu tiefen Frequenzen ab, deren viertel Wellenlänge größer ist als die Dicke des Absorbers bzw. dessen Abstand zur Wand
- die Wirkung lässt sich zu tiefen Frequenzen erweitern, wenn der Abstand zur Wand vergrößert wird oder ein dickerer Absorber verwendet wird
- bis zur Grenzfrequenz haben poröse Absorber eine stark absorbierende Wirkung
Poröse Absorber sind also sehr gute Hoch- und Mittelton-Absorber, entfalten aber im Bassbereich nur geringe Wirkung. Die frequenzabhängige Wirksamkeit wird durch den Absorptionsgrad a angegeben. Ein Wert a=1 bedeutet, dass 100% der Schallenergie absorbiert und somit kein Schall in den Raum zurückreflektiert wird.
Kommerzielle Absorbermodule werden vorwiegend als offenporiger Polyurethanschaum oder Melaminharzschaum (Basotect®) angeboten. Auch gepresste und in Stoff eingefasste Glasfaserplatten werden angeboten.
Eine häufig gestellte Frage im Zusammenhang mit Schaumstoff-Absorbern ist, ob man damit einen Raum Schalldämmen kann. Die klare Antwort lautet nein. Absorber im Allgemeinen haben praktisch keine schalldämmende Wirkung. Sie dienen einzig der Verbesserung des Raumklangs vom Home Studio. Für eine effektive Schalldämmung musst Du andere Maßnahmen ergreifen, die nicht Thema dieses Ratgebers sein können.
Resonanzabsorber
Resonanzabsorber gibt es als Plattenschwinger, Loch- und Schlitzplattenabsorber und Helmholtzabsorber. Allen drei Varianten ist gemein, dass sie ein schwingungsfähiges System (Feder-Masse-System) darstellen, das bei einer bestimmten Frequenz in Resonanz geht. Resonanzabsorber sind gestimmte Absorber, die ihre maximale Absorption bei einer bestimmten Frequenz erreichen, zu höheren und tieferen Frequenzen dann aber in ihrer Wirkung abfallen.
In Modulbauweise werden fast nur Plattenschwinger angeboten. Ich werde daher nur diesen Typ etwas genauer darstellen.
Plattenschwinger
Lochplattenschwinger
Vergleich des Absorbtionsgrades
Wie Du siehst, handelt es sich praktisch um eine Holzbox, die mit einer relativ dünnen Holzmembran luftdicht verschlossen ist. Im Inneren befindet sich locker eingelegtes Dämmmaterial, z.B. Glas- oder Steinwolle. Die Membran wird durch den herrschenden Schalldruck zum Schwingen angeregt. Dabei wird dem Schallfeld Energie entzogen. Das im Inneren befindliche Luftvolumen wird in Bewegung gesetzt und verliert die übertragene Energie durch Reibung im eingelegten Dämmmaterial. Das Dämmmaterial hat zudem die Aufgabe, die Membranschwingung soweit zu bedämpfen, dass die Wirkungsweise breitbandiger wird und der Absorber nicht nachklingt. Da die membranantreibende Kraft der Schalldruck ist, müssen diese Absorber im Schalldruckmaximum aufgestellt werden. Hoher Schalldruck herrscht immer direkt vor Wänden und bei tiefen Frequenzen in den Raumecken und -kanten. Resonanzabsorber werden daher immer direkt auf Wände oder in den Ecken des Raumes montiert.
Die Resonanzfrequenz ist eine Funktion des eingeschlossenen Luftvolumes und des Flächengewichts der Membran. Sie lässt sich damit vom Hersteller in bestimmten Grenzen einstellen. Resonanzabsorber können im Gegensatz zu porösen Absorbern tiefe Frequenzen sehr gut absorbieren. Sie werden deshalb vor allem als Bass- und Tiefmittenabsorber verwendet.
Lochplatten- und Schlitzplattenabsorber, arbeiten nach dem Prinzip von Helmholtzresonatoren. Eine genauere Betrachtung der Funktionsweise werde ich Dir an dieser Stelle aber vorenthalten. Interessierte finden hierzu umfangreiche Informationen im Internet. Wichtig ist allerdings zu wissen, dass Loch- und Schlitzplattenabsorber ihr Resonanzmaximum in der Regel bei höheren Frequenzen haben als Plattenschwinger. Ihr Absorptionsmaximum liegt zwischen dem der porösen Absorbern und Plattenschwingern. Je nach zu korrigierendem Frequenzbereich wählt man daher Plattenschwinger oder Loch- und Schlitzplattenschwinger für tiefe und mittlere Frequenzen.
Breitbandabsorber
Hierbei handelt es sich meist um Resonanzabsorber, die mit einem porösen Absorber kombiniert sind. Dies kann ein Plattenschwinger sein, auf dessen Membran ein Schaumstoffabsorber aufgeklebt ist. Bei kommerziellen Modulen handelt es sich häufig um ein gepresstes Glasfaser-Paneel mit eingelegter Folienmembran.
