Raumbearbeitung - was ich schon immer wissen wollte

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Raumbearbeitung - was ich schon immer wissen wollte

Beitragvon Jupiter » 06.08.2019, 19:52

Hallo zusammen,
Könnte sein das die Zusammenfassung bzgl. Raumbearbeitung Euer Interesse findet.

Das richtige Absorber-Material für jeden Anwendungsfall

13. Mai 2018 Raumakustik Bert Kößler
Absorber zu bauen ist so ziemlich die erste Maßnahme zur Verbesserung der Raumakustik im Heimkino. Auch bei reinen Stereo-Setups oder nur zur Erhöhung der Sprachverständlichkeit in Wohnräumen ist es die bessere Wahl gegenüber herkömmlichen Methoden. Aber welches Absorber-Material ist das richtige für unterschiedliche Absorber — und was muss das wirklich kosten?

Die ausschlaggebende Eigenschaft hierfür ist der längenbezogene Strömungswiderstand des absorbierenden Materials, über den Ihr alles in den Grundlagen zu porösen Absorbern nachlesen könnt. Hier gehen wir der Frage nach, welche konkreten Produkte Ihr zu welchem Zweck einsetzen solltet.

Material, Strömungswiderstand und Preis

Für den Anfang werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Absorber-Materialien, die im Baumarkt und spezialisierten Schaumstoffhandel erhältlich sind. Um eine Auswahl treffen zu können, hilft eine Tabelle unheimlich gut weiter, welche die Materialien, deren längenbezogenen Strömungswiderstand und — auch nicht ganz unwichtig — deren Preis gegenüberstellt.

Der Preis ist deshalb alles andere als egal, weil Absorber nur dann einen hörbaren Unterschied ausmachen, wenn sie in ausreichender Menge zum Einsatz kommen. Natürlich spielt auch die Platzierung eine große Rolle. Jedoch ist es falsch zu glauben, zwei Akustikbilder mit 1 m² Gesamtfläche würden jetzt einen wahnsinnigen Unterschied bewirken. Gerade im Heimkino sollte schon ein gutes Stück Raumvolumen bzw. einige Quadratmeter Decken- und Wandfläche behandelt werden. Das summiert sich schnell auf.

MATERIAL STRÖMUNGSWIDERSTAND CA. PREIS / M³
Rockwool Termarock 50 >= 16 kPa*s/m² 100 €
Basotect ca. 14 kPa*s/m² (8–20) 500 €
Aixfoam² > 10 kPa*s/m² 475 €
Caruso Iso Bond WLG 035 > 10 kPa*s/m² 400 €
Rockwool Termarock 40 >= 10 kPa*s/m² 90 €
Rockwool Termarock 30 >= 7 kPa*s/m² 80 €
Rockwool Sonorock 6 kPa*s/m² 30 €
Polyester¹ > 5 kPa*s/m² (5–50) 200–450 €
Caruso Iso Bond WLG 040 > 5 kPa*s/m² 200 €
Isover Akustic TP1 > 5 kPa*s/m² 33 €
Caruso Iso Bond WLG 045 3 kPa*s/m² 150 €
Thermo-Hanf 3 kPa*s/m² 110 € (Premium)
140 € (Plus)
Quelle wenn nicht anders vermerkt: FM-Audio
¹ Quelle: Bauphysik Kalender 2015
² keine Herstellerangaben verfügbar, siehe technische Daten

Die Tabelle zeigt die gängigen Materialien, die als poröse Absorber eingesetzt werden. Der längenbezogene Strömungswiderstand gibt grundsätzlich an, wie viel Energie das Absorber-Material dem Schall beim durchqueren einer bestimmten Strecke entzieht. Je höher der Wert, desto mehr Schallenergie geht verloren.

Übrigens sind viele dieser Materialien eigentlich zur Wärmedämmung gedacht, allen voran Steinwolle. Deshalb erntet man häufig skeptische Blicke, wenn man im Baustoffhandel die akustischen Eigenschaften anspricht. Die Angabe „WLG“ bei einigen Produkten gibt die Wärmeleitfähigkeitsgruppe an, die für uns aber uninteressant ist.

Thermo-Hanf könnt Ihr im Übrigen gleich gedanklich streichen. Das Zeug riecht unangenehm nach „Natur“ und zerfällt mit der Zeit. Damit ist es im Heimkino nicht zu gebrauchen.


Zusammenhang von Strömungswiderstand und Materialstärke

Nun könnte man denken, es wäre doch ganz logisch: je größer der längenbezogene Strömungswiderstand, desto besser. Falsch gedacht!

Materialien mit höherem Strömungswiderstand erreichen das in der Regel durch eine höhere Dichte. Dadurch werden Schallwellen höherer Frequenzen sehr stark absorbiert. Um tiefere Frequenzen zu absorbieren muss der Schall aber sehr tief in das Material eindringen können — was durch den hohen Widerstand unterbunden wird.

Für tiefe Frequenzen wird also Absorber-Material mit einem niedrigeren längenbezogenen Strömungswiderstand benötigt, sonst findet keine nennenswerte Absorbtion statt. Da tiefe Frequenzen längere Schallwellen haben, muss das Material aber gleichzeitig sehr dick sein. Sonst kann der Schall zwar durch den niedrigen Widerstand eindringen, wird aber kaum vermindert, bis er schon durch den Absorber hindurch ist.

Die verschiedenen Sorten Rockwool Termarock verdeutlichen das sehr schön durch eine weitere Nummer: 30, 40 oder 50 (nicht zu verwechseln mit der WLG). Diese steht für die Dichte des Materials (kg/m³) und zeigt damit, dass ein schwereres, dichteres Absorber-Material einen höheren Strömungswiderstand hat. Es gibt auf gleichem Raum mehr Hindernisse, die die Luft ausbremsen. In die engeren Poren („Zwischenräume“) können aber nur kürzere („kleinere“) Schallwellen eindringen.

Strategien zur Schallabsorbtion

Das alles führt zu der einfachen Erkenntnis, dass es zwei relativ krasse Gegensätze bei der Absorbtion gibt:

Mit dünnem Material bis zu 10 cm Stärke kann durch einen hohen längenbezogenen Strömungswiderstand viel Schall schnell absorbiert werden, jedoch nur relativ hohe Frequenzen.
Mit dicken Absorbern ab 10 cm Stärke aber niedrigerem Strömungswiderstand werden auch tiefere Frequenzen absorbiert, aber nicht ganz so stark.
Je nach Strömungswiderstand und Materialstärke gibt es theoretisch beliebig viele Stufen dazwischen. Wofür Ihr Euch entscheidet hängt nur davon ab, was Ihr erreichen wollt.

Ein nützliches Werkzeug zum Vergleichen der verschiedenen Materialien ist der Porous Absorber Calculator, der Euch für zwei Materialien berechnet, wie tief und wie stark diese den Schall absorbieren würden.

Schmalbandige, starke Absorbtion

An den Seitenwänden und der Decke kann man meistens nicht allzu viel Platz verbrauchen, um den Raum nicht zu stark zu verkleinern. Die Absorber müssen dünn sein.

Hier bieten sich Materialien mit hohem längenbezogenem Strömungswiderstand an. Trotz dem dünnen Wandaufbau kann so noch relativ viel Schall absorbiert werden. Plattenabsorber gegen die Erstreflexionen und Deckensegel sind die klassischen Anwendungsfälle.

Hier die passenden Materialien dafür, die bis zu einer Stärke von 10 cm sehr gute Ergebnisse liefern:

MATERIAL STRÖMUNGSWIDERSTAND CA. PREIS / M³
Rockwool Termarock 50 >= 16 kPa*s/m² 100 €
Basotect ca. 14 kPa*s/m² (8-20) 500 €
Aixfoam > 10 kPa*s/m² 475 €
Dennoch solltet Ihr es damit nicht übertreiben. Ähnlich wie bei dem exzessiven Einsatz von Vorhängen und Teppichen dämpft Ihr damit hauptsächlich den Hochton. Das führt zu einem dumpfen Klangbild.

Sehr gut geeignet sind Absorber mit hohem Widerstand hingegen, wenn es ausschließlich um die Bekämpfung des allgemeinen Nachhalls geht, um die Verständlichkeit normaler Gespräche zu verbessern.

Breitbandige, schwächere Absorbtion

Für den Anwendungsfall Heimkino und HiFi will man hingegen eine möglichst breitbandige Dämpfung über den gesamten Frequenzbereich hinweg erreichen. Dafür eignen sich die folgenden Materialien mit geringerem Strömungswiderstand, in die der Schall tiefer eindringen kann.

MATERIAL STRÖMUNGSWIDERSTAND CA. PREIS / M³
Caruso Iso Bond WLG 035 > 10 kPa*s/m² 400 €
Rockwool Termarock 40 >= 10 kPa*s/m² 90 €
Rockwool Termarock 30 >= 7 kPa*s/m² 80 €
Die Stärke eines solchen Absorbers sollte mindestens 10 cm betragen. Darunter bringt er im Tiefton nicht mehr viel — im Mittel- und Hochton durch die geringere Dichte aber ebenfalls zu wenig.

Dieser Weg ist besonders dann ratsam, wenn wirklich weite Teile des Raums mit Absorbern versehen werden können. Da sie weniger stark absorbieren, gleicht Ihr das durch mehr Fläche aus. Der Gewinn ist eine gleichmäßiger über alle Frequenzen verteilte Reduktion des Nachhalls.

Bassfallen

Der dritte Anwendungsfall sind Kantenabsorber — gemeinhin Bassfallen oder „Bass Traps“ genannt. Sie stehen in den Raumecken, wo der Bass am stärksten aufgedickt wird und sich deshalb am effizientesten absorbieren lässt. Und nebenbei sind sie dort nicht im Weg.

Kantenabsorber haben die Chance, deutlich dicker zu sein als andere Maßnahmen, eben weil sie in den Raumecken nicht im Weg sind. Wir sprechen hier von mindestens 30×30 cm Grundfläche, möglichst über die gesamte Raumhöhe. Besser sind mindestens 40×40 cm oder gleich 50×50 cm Grundfläche. Mehr muss dann aber auch nicht sein.

Viele kommerzielle Produkte sind an der typischen dreieckigen Grundfläche zu erkennen. Die rechtwinklige Spitze des Dreiecks zeigt in den Raum hinein, nicht etwa in die Ecke. Dadurch wird in erster Linie 50% Absorber-Material gespart, wohingegen die Wirkung nicht annähernd so viel schlechter wird, weil sich so ein Wandabstand ergibt, der die Wirkung verstärkt. Dazu gleich mehr.

Diverse Produkte haben Einkerbungen und ihre Grundform entspricht eher einem Viertelkreis. Das hat ausschließlich optische Gründe und unterstützt die Argumentation gegenüber der Partnerin für den Einsatz im Wohnzimmer. Viel mehr haben viele kommerzielle Produkte zwei wesentliche Probleme:

Die Grundfläche beträgt oft nur gerade mal 20×20 cm. Dadurch wirken sie bestenfalls noch im Hochton. Aber selbst der lacht sich schlapp, weil diese „Kantenabsorber“ kaum noch Angriffsfläche bieten, um viel auszurichten.
Das Absorber-Material ist meistens Basotect oder diesem sehr ähnlich und weist somit einen hohen längenbezogenen Strömungswiderstand auf. Die tiefen Frequenzen, die man in den Ecken eigentlich bekämpfen will, können nicht mehr tief in das Material eindringen und werden somit auch nicht absorbiert.
Deshalb sind Kantenabsorber von der Stange oft bestenfalls im Mittelton ab ca. 500 Hz einigermaßen wirksam, darunter kaum noch.

Die Wirksamkeit lässt sich ganz einfach durch das richtige Absorber-Material erhöhen – ja sogar extrem verstärken:

MATERIAL STRÖMUNGSWIDERSTAND CA. PREIS / M³
Rockwool Sonorock 6 kPa*s/m² 30 €
Polyester > 5 kPa*s/m² (5–50) 200–450 €
Caruso Iso Bond WLG 040 > 5 kPa*s/m² 200 €
Isover Akustic TP1 > 5 kPa*s/m² 33 €
Caruso Iso Bond WLG 045 3 kPa*s/m² 150 €
Thermo-Hanf 3 kPa*s/m² 110 € (Premium)
140 € (Plus)
Die Grundfläche kann dabei ruhig quadratisch sein. Mindestens 40×40 cm sind angesagt, um ausreichend tief zu absorbieren. Ein Absorber aus Rockwool Sonorock mit 50×50 cm Grundfläche bzw. 50 cm Stärke kann so ab ca. 60 Hz langsam wirksam werden.

Nicht zuletzt zählt auch hier wieder die gesamte Fläche, weshalb immer wieder Heimkinos anzutreffen sind, in denen die gesamte Rückwand und/oder die Front mit 40 bis 50 cm Steinwolle zugestellt ist. Wichtig ist dabei, durch genügend Zwischenböden dafür zu sorgen, dass die Steinwolle locker liegt und sich nicht zusammen drückt. Sonst erhöht sich die Dichte wieder und die tiefsten Frequenzen werden nicht mehr so stark absorbiert.

Wandabstand

Zuletzt gibt es noch einen ganz einfachen Trick, um Absorber jeder Art zu verstärken. Die tiefste Frequenz, bei der sie noch wirken, wird noch ein Stück gesenkt, wenn sie mit etwas Abstand zur Wand platziert werden. Der Wandabstand kann dabei bis zur Hälfte der Materialstärke betragen.

Eine 5 cm starke Basotect-Platte mit 2,5 cm Wandabstand wirkt so zum Beispiel sogar noch minimal besser als eine 7,5 cm starke Platte ohne Wandabstand
Dadurch lassen sich entweder Material und damit auch Kosten sparen, oder eben die Wirksamkeit vorhandener Absorber noch etwas erhöhen.

Zudem ist Wandabstand eine gute Idee, um die Luftzirkulation zu gewährleisten und so Schimmelbildung zu vermeiden. Das ist besonders bei Außenwänden wichtig und nochmal ganz besonders in Kellerräumen.

Kurz zusammengefasst

Der längenbezogene Strömungswiderstand eines porösen Absorbers gibt an, wie viel Energie er dem Schall entziehen kann.
Höhere Werte absorbieren stark, jedoch nur im oberen Frequenzbereich. Niedrigere Werte absorbieren schwächer, dafür aber auch tiefere Frequenzen.
Hohe Frequenzen zu absorbieren ist leicht, führt aber zu einer einseitigen Bedämpfung des Raums und damit zu dumpfem Klang.
Je tiefer die Frequenzen, die absorbiert werden sollen, desto dicker muss ein Absorber-Material mit niedrigem Strömungswiderstand locker aufgestapelt werden.
Sind Möglichkeiten oder Platz eingeschränkt und soll mit möglichst wenig Fläche ein möglichst großer, hörbare Effekt erzielt werden, sind Absorber mit hohem Strömungswiderstand bis zu 10 cm Stärke ratsam.
Absorber können bis zur Hälfte ihrer Materialstärke an Wandabstand einhalten, um ihren Effekt zu verstärken.

Gruß Harald

Ich hab’s nur kopiert.
Mir zugesendet hat es der Kollege es „Patper“
Mein Dank geht an Bert Kößler :cheers:
Kompletter Bericht siehe „Heimkinopraxis“
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Beitragvon Hans-Martin » 06.08.2019, 21:47

Jupiter hat geschrieben:Eine 5 cm starke Basotect-Platte mit 2,5 cm Wandabstand wirkt so zum Beispiel sogar noch minimal besser als eine 7,5 cm starke Platte ohne Wandabstand
Dadurch lassen sich entweder Material und damit auch Kosten sparen, oder eben die Wirksamkeit vorhandener Absorber noch etwas erhöhen.

Zudem ist Wandabstand eine gute Idee, um die Luftzirkulation zu gewährleisten und so Schimmelbildung zu vermeiden. Das ist besonders bei Außenwänden wichtig und nochmal ganz besonders in Kellerräumen.

Hallo Harald,
da hat Bert sich ja richtig Mühe gegeben, dieses umfangreiche Thema so schön zusammenzufassen.
Ein kleinerer Wandabstand ist der effektivste Weg, die volle Wirkung der Absorber zu verhindern.

Ich würde jedoch zur Vermeidung von Schimmelbildung die Kondensation von Luftfeuchtigkeit an einer kalten Außenwand nicht die Strahlungswärme der Heizung durch das Dämmaterial fernhalten. Nach meiner Auffassung könnte das kontraproduktiv sein, lasse mich da aber gern korrigieren.
Grüße
Hans-Martin
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Beitragvon Jupiter » 07.08.2019, 00:11

Hallo Hans-Martin,

Ich habe meine Steinwolleabsorber mit Abstand zur Wand aufgestellt.
Sicher ist sicher.

Schön ist, das Bert quasi das ein mal eins der Raumbearbeitung für den kleinen Geldbeutel beschreibt.

Als Deckensegel würde ich trotzdem Basotect bevorzugen, einfach weil es als Deckensegel ohne Juckreiz zu verarbeiten ist.

Ich würde mich freuen wenn einige Forumskollegen erkennen, das Basotect in den Ecken wenig Sinn macht.
Steinwolle als Absorbermaterial mit entsprechenden Strömungswiderstand weit besser geeignet ist.

Vielleicht hilft es jemand.

Gruß Harald
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Beitragvon Mister Cool » 08.08.2019, 14:01

Halllo Harald,

zuerst danke für die tolle Aufstellung.

Ich bin da kein grosser Profi auf dem Gebiet, aber würde vielleich etwas hinzufügen bzw. anders darstellen. Es geht mir um den optimalen Ort der Ausftellung dieser Absorber (u.a. Abstand von der Wand).
Man liest immer wieder davon, dass man beim Aufstellungsort der Absorber zwischen den Stellen mit Druckmaximas (Raumecken, Wandnähe) und Stellen mit der grösten Molekülgeschwindigkeit (ist das die Schallschnelle?), also in der mitte zwischen den Druckmaximas differenzieren mus.

Vielleich past das Bild dazu

Bild

Dementsprechend - passend zum Funktionsprinzip der Absorber - gibt es unterschiedliche (leider konträre) optimale Aufstellungsorte:

1. Absorber, die auf dem "Stömungswiderstandprinzip" basieren (wie die oben erwähnten Maten aus Steinwolle u.ä., ), sind am besten dort aufegstell, wo die Moleküllbewegung/Geschwindigkeit am grösten ist -> in der Mitte des Raumes (und nicht an der Wand, da ist die geschwindigkeit am geringsten). Das ist ja natürlich blöd. Wer stellt sich schon so ein Ding mitten in dem Raum?. Deshalb wird als pratikabler Kompromis die Aufstellung in einem gewissen Abstand von der Wand empfohlen (wenn man dafür genug Platz hat).

2. Absorber wie Helmholtzresonatoren, Plattenschwinger usw. sind optimal dort augestellt, wo sich die Druckmaxima bilden -> in den Ecken oder in der Wandnähe.

Langer Rede kurzer Sinn: die an der Wand oder in den Ecken aufgestellten Strömungsabsorber sind dort suboptimal aufgestellt, aber immer noch besser als gar nichts :-)

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon Mister Cool » 22.08.2019, 12:20

Hi,
ich bin gerade auf ein interessantes YouTube Video gestoßen, das auf eine zugängliche Weise einige interessante Aspekte der Raumakustik erklärt.
Für die meisten von Euch, die alten Hasen (ich meine hier natürlich nicht den Alter :D ) ist es nichts neues, aber für die Häschen vielleicht

https://www.youtube.com/watch?v=cTnituQu8ig

Viel Spaß,

Grüsse,
Alwin
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