Schroeder

Vor dem allseits bekannten deutschen Bundeskanzler Schroeder gabs einen weiteren Schroeder, den Physiker Manfred Schroeder. Nach ihm ist die Schroederfrequenz benannt, welche in der Raumakustik eine wichtige Rolle einnimmt. Unterhalb dieser Frequenz tritt nicht mehr der diffuse Nachhall in Erscheinung, sondern einzelne Frequenzen, die auch Raummoden genannt werden.

Die Schroederfrequenz berechnet sich aus dem Volumen und der Nachallzeit des jeweiligen Raumes: (fs [Hz]= 2000 x Wurzel aus (Nachhallzeit [s]/Raumvolumen [m3])).

In diesem Artikel befassen wir uns mit dem Teil unterhalb der Schroederfrequenz, dort, wo also die Raummoden präsent sind. In einem mittelgrossen, einigermassen gut bedämpften Raum bewegen wir uns im Bereich unterhalb von etwa 250 Hz.

Berge und Täler

Es gibt einige Online-Modenrechner (z. B. amcoustics.com), mit denen sich die Raummoden sehr schön darstellen lassen (inkl. Schroederfrequenz). Im Beispiel ist ein Raum simuliert mit 450 x 350 cm und 250 cm Raumhöhe. Die Moden sind verteilt.

Durch die Raummoden entstehen Berge und Täler im frequenzbezogenen Schalldruckverlauf. Die Raummoden entstehen zwischen parallelen Wänden bzw. zwischen Decke und Boden. Wenn die Frequenz mit der passenden Wellenlänge genau zwischen die beiden begrenzenden Elemente hineinpasst, bilden sich stehende Wellen, die auch als Raummoden bekannt sind.

Ebenso bei der halben Frequenz und einigen Vielfachen davon, bis eben zur Schroederfrequenz hinauf. Im schlimmsten Fall haben wir einen Würfel als Raum, bei dem Länge, Breite und Höhe identisch sind. In diesem Fall liegen die Raummoden aller drei Richtungen aufeinander, was dann nicht mehr einfach Berge und Täler im Frequenzgang entstehen lässt, sondern eher Mount Everests und Marianengräben.

Bei Tonstudios versucht man, parallele Wände möglichst zu vermeiden, daher gibt es gibt Tonstudios mit fünfeckigem Grundriss. Auf jeden Fall haben wir es im normalen Hörraum mit solchen Raummoden zu tun. Allerdings: Je komplizierter ein Raum geometrisch daherkommt (z. B. L-förmig statt rechteckig), desto weniger ausgeprägte Raummoden sind zu erwarten.

Weist der Raum in allen Dimensionen das gleiche Mass auf (z. B. 3 x 3 x 3 m), treten die Moden an den gleichen Stellen auf. Im Beispiel wurden wegen der Anschaulichkeit die Masse um je 5 cm variiert. So zeigen sich die Moden jeweils im Dreiergrüppchen.