Akustik

Hacksaw Ridge
29. Oktober 2017

Akustik

Da im Jahr 2012 so langsam die neuen immersiven Tonformate beworben wurde, habe ich dies mit Spannung verfolgt. Heute Anfang 2016 muss man leider sagen, dass wenig passiert ist, vor allem im deutschen Sprachraum. Es ist ein deutschsprachiger Film für 2016 in Auro 3D angekündigt und nur 2 Hand voll in Dolby Atmos. DTS steht mit seinem Tonformat DTS:X in den Startlöchern, nach dem man den Anfang wohl verschlafen hat, kamen neue Probleme bei der Rechenleistung von günstigen DSPs hinzu, was die Markteinführung weiter nach hinten verschoben hat. (Der Artikel wurde 2016 von mir verfasst).

Die 3 konkurrierenden Tonformate setzen alle eine leicht abgeänderte Lautsprecheraufstellung voraus. Auro 3D hat in der Vollkonfiguration z.B. den Höhenlautsprecher in der Mitte an der Decke. Dieser wird imposanterweise „the voice of GOD“ genannt. Bei Dolby Atmos kommen 4 Deckenlautsprecher in der Maximalkonfiguration zum Einsatz und bei DTS:X kommen 2 Front High und 2 Rear High Speaker an die Wand.

Nach testen verschiedener Systeme kam ich zu dem Entschluss, dass die High Speaker den besseren Job verrichten und das Mittendringefühl hier am höchsten ist.

Da DTS auf Blu-Rays am weitesten verbreitet ist, habe ich mich für eine DTS:X Installation entschieden. Was aber den Betrieb von Dolby Atmos auf keinen Fall ausschließt.
Nur muss man hier mit Kompromissen leben.

Mit dem Hintergrund dass 11 Lautsprecher + Subwoofer in dem Raum installiert werden soll, macht es meiner Meinung nach am meisten Sinn den Raum maximal zu bedämpfen ,um störende Reflexionen zu vermeiden. Die vielen Lautsprecher geben mehr Direktschall in den Raum ab als mit einer klassischen 5.1 Installation, so dass auch mit einer hohen Anzahl an Reflexionen zu rechnen wäre. Wichtig hierbei ist, dass die Nachhallzeit im Raum gleichmäßig abfällt. Also der Bass identische Werte aufweist, wie der Hochton. Kurzwellige Frequenzen zu dämpfen ist sehr einfach, bei tiefen langwelligen Frequenzen wird dies sehr schwer. Durch das DBA wird dies aber deutlich vereinfacht, da die kritische Frequenz weiter nach oben verschoben wird.

Es gibt noch eine Alternative wenn man etwas mehr Einhüllung möchte, mit Diffusoren zu arbeiten.
Diffusoren sind Bauteile, die den Schall zeitlich und richtungsweisend verändert. Durch Erhöhungen und Abstufungen werden verschiedene Wellenlängen „gelenkt“ und man bekommt ein diffuses Klangbild durch den längeren Laufweg der Schallwelle. Man kann Bauteile auch so gestalten, dass sie den Direktschall auffächern, so dass nur noch einzelne Reflexionen am Ohr ankommen. Dadurch reduziert man Interferenzen deutlich, weil die Wellen nicht mehr gebündelt vorkommen und gerichtet , sondern breit gefächtert.

Es wurden mehrere Untersuchungen zu geeigneten Materialien gestartet.
Das Wunschergebnis ist ein linearer Frequenzgang über den kompletten Frequenzbereich. Die meisten Materialien sind dafür allerdings nicht geeignet, da sie zwar die Nachhallzeiten reduzieren, aber nicht über das komplette Frequenzspektrum.
Dies hat zur Folge, dass die Nachhallzeiten im Hochton und Mittelton in einem sehr guten Bereich liegen, allerdings die Nachhallzeiten des Basses auf ähnlichem Niveau liegen wie vor den Dämmungsmaßnahmen. Der Höreindruck ist dann dumpf und dennoch kommt es zu störendem Bassdröhnen.

Entscheidend für die Absorption im Bass ist der längenbezogene Strömungswiderstand eines Materials. Dieser wird in Pa*s/m² angegeben. Umso geringer der Wert umso tiefer kann die Schallwelle ins Material eindringen und die Schallenergie in Wärme umwandeln.
Umso kleiner die Zahl, umso mehr Bassenergie kann also geschluckt werden.

Rockwool Termarock 50: >=16.000 Pa*s/m²
Basotect: ca. 14.000 Pa*s/m² (8000-20.000)
Caruso Iso Bond WLG 035: >10.000 Pa*s/m²
Rockwool Termarock 40: >=10.000 Pa*s/m²
Rockwool Termarock 30: >=7.000 Pa*s/m²
Rockwool Sonorock: 6.000 Pa*s/m²< Caruso Iso Bond WLG 040: >5.000 Pa*s/m²
Isover Akustic TP1: >5.000 Pa*s/m²
Caruso Iso Bond WLG 045: 3.000 Pa*s/m²
Thermo-Hanf: 3.000 Pa*s/m²

Preise pro Kubikmeter

>= 10.000 Pa*s/m²:
Rockwool Termarock 50: ca. 100 €
Basotect: ca. 500 €
Caruso Iso Bond WLG 035: ca. 400 €
Rockwool Termarock 40: ca. 90 €


>= 5.000 Pa*s/m²:
Rockwool Termarock 30: ca. 80 €
Rockwool Sonorock: ca. 30 €
Caruso Iso Bond WLG 040: ca. 200 €
Isover Akustic TP1: ca. 33 €

>= 3.000 Pa*s/m²:
Caruso Iso Bond WLG 045: ca. 150 €
Thermo-Hanf Premium: ca. 110 €
Thermo-Hanf Plus: ca. 140 €

Da im Kino sehr große Mengen benötigt werden und Hanf den Nachteil hat nach einigen Jahren zu zerfallen und auch noch einen unangenehmen Stallgeruch besitzt, kommen:

– Rockwoll Termarock
– Rockwoll Sonorock
– Isover Akustic TP1
Berechnung der Schröderfrequenz

Schallwellen haben je nach Frequenz eine unterschiedliche Wellenlänge.
Bei tiefen Frequenzen und somit langen Schallwellen geht man im Verhalten des Schalls vom wellentheoretischen Modell aus. Bei hohen Frequenzen also kurzen Wellenlängen geht man allerdings vom Modell der geometrischen Akustik oder oft auch Strahlenakustik aus. Die Betrachtungsweise dieser Modelle ist abhängig von der Raumgröße und somit auch von der Nachhallzeit. Diese Frequenz an dem die Übergabe der beiden Modell stattfindet kann man ausrechnen. Sie wird Schröderfrequenz genannt.

fs = 2000 * √T/V

fs = Schröderfrequenz
T = Nachhallzeit in Sekunden
V = Raumvolumen in m³

fs = 2000 * √4,49s/56,83m³
fs = 562,2hz maximal unbehandelt

fs = 2000 * √0,1256/56,83m³
fs = 94,025hz maximal behandelt

Durch diese Rechnung sieht man bis wohin mit dem wellentheotischen Ansatz gerechnet werden muss. Dies bedeutet, dass alles Frequenzen bis 94,025hz als kritisch betrachtet werden müssen.
Oberhalb dieser Frequenz sind stehende Wellen als nicht mehr so bedeutend zu betrachten wie unterhalb dieser Frequenz.

DBA mit X5Y2 Gitter:

Der Abstand der Treiber liegen horizontal bei 0,788m.
Der Abstand der Treiber liegen vertikal bei 1,21m

fc = c / 2*d

fc = Freuquenz bis der die konstruktive Interferenz aufrecht erhalten wird
c = Schallgeschwindigkeit 343m/s bei 20 Grad Celcius
d = Treiberabstände Mittelpunkt zu Mittelpunkt

fc horizontal = 343m/s / 2 * 0,788m
fc horizontal = 217,64hz

fc vertikal = 343m/s / 2* 1,21m
fc vertikal = 141,74 hz

Dies bedeutet, dass das DBA so lange aufrecht erhalten werden kann, dass es über der Schröderfrequenz liegt und somit keine stehenden Wellen mehr erzeugt, die stören.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.