meister hubert
Registrierter Benutzer
Moin,
ich werde für Aufnahmen eine mobile Absorberwand bauen und das ganze für euch dokumentieren. Da ich öfters mal umzieh ist es vollkommen wahnsinnig meine Wände mit Akustikelementen zuzupflastern - aber ein bischen Anspruch habe ich trotzdem
Da ich Physik mit Schwerpunkt Akustik studiert habe und bei meiner Arbeit die Möglichkeit habe professionelle Messungen durchzuführen dachte ich das ist doch vielleicht ganz informativ für den ein oder anderen. Normalweise beschäftige ich mich mit Aeroakustik, aber Raumakustik ist jetzt nicht allzu weit entfernt
Geplant sind Berechnungen, die Baudokumentation, Absorptionsgrad Messungen und Raumakustik Messungen mit viel Background Infos.
Ich benötige 2 - 3 Absorber, die ich direkt hinter und neben mein Mikrofon stellen möchte. Der Schall verteilt sich Kugelförmig von der Quelle und nimmt daher mit r^-2 in der Amplitude ab. Das tut er, da sich die Schallenergie auf die gesamte Kugelfläche aufteilt, die bekanntlich A=4 pi r^2 beträgt (Das stimmt natürlich nur, wenn es sich um eine punkförmige Monopolquelle handelt). Nehmen wir an mein Absorber steht einmal 1m entfernt von der Schallquelle, und einemal 2m entfernt. Mein Absorber hat natürlich einen perfekten Absorptionsgrad von alpha=1. Das würde bedeuten, dass der 2m entfernte Absorber lediglich 1m^2/2m^2= 25% der Energie im Vergleich zum nahen Absorber dissipiert. Daher machen Stellwände Sinn, die nahe an die Quelle (mich) gerückt kommen.
Jetzt könnte man sich verschiedenste Absorber-Bauformen vorstellen. Beispielsweise ein Ikea-Kallax Regal mit den Stoffschubfächern, die einfach mit Mineralwolle gefüllt werden (das klingt schwer und unhandlich). Ein poröser Absorber, der auf eine Holzplatte geklebt wird. Einen Lochplattenabsorber etc...
Das ganze sollte natürlich im Zimmer bewegbar bleiben und beim nächsten Umzug zumindest zu zweit handhabbar sein.
Nun gibt es eine Grundregel bei Absorbern: Man braucht Bau-Tiefe, und man kann diese nur durch noch mehr Tiefe ersetzen. Bei einem Wandabsorber ist das ein Problem, man will sein Zimmer ja meist nicht meterweise verkleiner. Bei dem mobilen Absorber ist das jetzt nicht so dramatisch, dafür wird er tendentiell auch sehr schwer wenn man ihn arg tief kontruiert.
Ich war im Baumarkt und habe mir mal die Leimhölzer angeschaut. Dort gibt es schönes Buchenholz in 18mm dicke und 20cm, 30cm und 40cm tiefe. Ehrlich gesagt kann ich mir nicht vorstellen, dass man einen Absorber jenseits von 20cm tiefe tragen kann, daher wollen wir uns hier auf 20cm beschränken.
Die Bauformen, die infrage kommen sind im grunde genommen der Poröse Vorhang, also ein Schaumstoff mit angeschlossener Luftfeder und ein Lochplattenabsorber. Beide machen sich die Eigenschaft des Schalls zunutze, dass eine stehende Welle an der Absorber-Rückwand erzeugt wird. Da das Aborptionsmaterial Schall - also die Bewegung der Luftmoleküle - in Wärme dissipiert und das ganze proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit ist, profitiert unser Absorber von der stehenden Welle. Direkt an der Wand wird der Druck maximal und die Schallschnelle null, abhängig von der Schall-Wellenlänge lambda bekomme ich dann im Abstand von lambda/4 den ersten Druckknoten der stehenden Welle (der Druck wird also null) und ein Schnellemaximum.
Solange unser Absorptionsmaterial bei der entsprechenden Frequenz ist, kann sich dahinter auch Luft befinden, der Absorber wirkt im Grunde genommen gleich gut. Erwischen wir mit unserer Frequenz allerdings gerade den Schnelleknoten, so bleibt unser Absorber wirkungslos. Das kann man natürlich ausrechnen, also tun wir das auch!
Zunächst einmal aber sollte klar werden - wir können hier Geld und Gewicht sparen.
Der Lochplattenabsorber kommt ebenfalls mit einer dünnen Schicht Absorptionsmaterial aus, hat aber ein anderes Wirkprinzip. Er ist ein Resonanzabsorber und ist im Grunde genommen ein Feder-Masse System mit Dämpfung. Da wir unseren Porösen Vorhang mit einer Masse beschweren, erreichen wir damit viel tiefere Resonanzfrequenzen, was gut ist (hohe Frequenzen kann jeder absorbieren
). Allerdings wird relativ schnell ersichtlich, dass man den Preis einer tiefen Resonanzfrequenz mit einer geringen Wirkfrequenz-breite bezahlt. Man kommt also mit einer schweren Masse tief, aber halt nur in einem so kleinen Frequenzbereich, dass man sich den Aufwand sparen kann. Stattdessen möchten wir eine möglichst kleine Masse, sodass die Wirkfrequenz-breite groß bleibt. Irgendein Genie ist auf die Idee gekommen, dass man einfach die Masse der Luft verwenden kann. Man bohre Locher in eine Platte und die Luft die in den Löchern hin und her schwingt ist unsere Masse, tada!
Im nächsten Teil werde ich die Wirkprinzipien von beiden nochmals genauer erläutern, vielleicht die Formeln grob herleiten und dann mal ganz konkret durchrechnen, wie der Absorptionsgrad aussieht.
ich werde für Aufnahmen eine mobile Absorberwand bauen und das ganze für euch dokumentieren. Da ich öfters mal umzieh ist es vollkommen wahnsinnig meine Wände mit Akustikelementen zuzupflastern - aber ein bischen Anspruch habe ich trotzdem
Da ich Physik mit Schwerpunkt Akustik studiert habe und bei meiner Arbeit die Möglichkeit habe professionelle Messungen durchzuführen dachte ich das ist doch vielleicht ganz informativ für den ein oder anderen. Normalweise beschäftige ich mich mit Aeroakustik, aber Raumakustik ist jetzt nicht allzu weit entfernt
Geplant sind Berechnungen, die Baudokumentation, Absorptionsgrad Messungen und Raumakustik Messungen mit viel Background Infos.
Episode 1: Der Plan
Ich benötige 2 - 3 Absorber, die ich direkt hinter und neben mein Mikrofon stellen möchte. Der Schall verteilt sich Kugelförmig von der Quelle und nimmt daher mit r^-2 in der Amplitude ab. Das tut er, da sich die Schallenergie auf die gesamte Kugelfläche aufteilt, die bekanntlich A=4 pi r^2 beträgt (Das stimmt natürlich nur, wenn es sich um eine punkförmige Monopolquelle handelt). Nehmen wir an mein Absorber steht einmal 1m entfernt von der Schallquelle, und einemal 2m entfernt. Mein Absorber hat natürlich einen perfekten Absorptionsgrad von alpha=1. Das würde bedeuten, dass der 2m entfernte Absorber lediglich 1m^2/2m^2= 25% der Energie im Vergleich zum nahen Absorber dissipiert. Daher machen Stellwände Sinn, die nahe an die Quelle (mich) gerückt kommen.
Jetzt könnte man sich verschiedenste Absorber-Bauformen vorstellen. Beispielsweise ein Ikea-Kallax Regal mit den Stoffschubfächern, die einfach mit Mineralwolle gefüllt werden (das klingt schwer und unhandlich). Ein poröser Absorber, der auf eine Holzplatte geklebt wird. Einen Lochplattenabsorber etc...
Das ganze sollte natürlich im Zimmer bewegbar bleiben und beim nächsten Umzug zumindest zu zweit handhabbar sein.
Nun gibt es eine Grundregel bei Absorbern: Man braucht Bau-Tiefe, und man kann diese nur durch noch mehr Tiefe ersetzen. Bei einem Wandabsorber ist das ein Problem, man will sein Zimmer ja meist nicht meterweise verkleiner. Bei dem mobilen Absorber ist das jetzt nicht so dramatisch, dafür wird er tendentiell auch sehr schwer wenn man ihn arg tief kontruiert.
Ich war im Baumarkt und habe mir mal die Leimhölzer angeschaut. Dort gibt es schönes Buchenholz in 18mm dicke und 20cm, 30cm und 40cm tiefe. Ehrlich gesagt kann ich mir nicht vorstellen, dass man einen Absorber jenseits von 20cm tiefe tragen kann, daher wollen wir uns hier auf 20cm beschränken.
Die Bauformen, die infrage kommen sind im grunde genommen der Poröse Vorhang, also ein Schaumstoff mit angeschlossener Luftfeder und ein Lochplattenabsorber. Beide machen sich die Eigenschaft des Schalls zunutze, dass eine stehende Welle an der Absorber-Rückwand erzeugt wird. Da das Aborptionsmaterial Schall - also die Bewegung der Luftmoleküle - in Wärme dissipiert und das ganze proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit ist, profitiert unser Absorber von der stehenden Welle. Direkt an der Wand wird der Druck maximal und die Schallschnelle null, abhängig von der Schall-Wellenlänge lambda bekomme ich dann im Abstand von lambda/4 den ersten Druckknoten der stehenden Welle (der Druck wird also null) und ein Schnellemaximum.
Solange unser Absorptionsmaterial bei der entsprechenden Frequenz ist, kann sich dahinter auch Luft befinden, der Absorber wirkt im Grunde genommen gleich gut. Erwischen wir mit unserer Frequenz allerdings gerade den Schnelleknoten, so bleibt unser Absorber wirkungslos. Das kann man natürlich ausrechnen, also tun wir das auch!
Zunächst einmal aber sollte klar werden - wir können hier Geld und Gewicht sparen.
Der Lochplattenabsorber kommt ebenfalls mit einer dünnen Schicht Absorptionsmaterial aus, hat aber ein anderes Wirkprinzip. Er ist ein Resonanzabsorber und ist im Grunde genommen ein Feder-Masse System mit Dämpfung. Da wir unseren Porösen Vorhang mit einer Masse beschweren, erreichen wir damit viel tiefere Resonanzfrequenzen, was gut ist (hohe Frequenzen kann jeder absorbieren
). Allerdings wird relativ schnell ersichtlich, dass man den Preis einer tiefen Resonanzfrequenz mit einer geringen Wirkfrequenz-breite bezahlt. Man kommt also mit einer schweren Masse tief, aber halt nur in einem so kleinen Frequenzbereich, dass man sich den Aufwand sparen kann. Stattdessen möchten wir eine möglichst kleine Masse, sodass die Wirkfrequenz-breite groß bleibt. Irgendein Genie ist auf die Idee gekommen, dass man einfach die Masse der Luft verwenden kann. Man bohre Locher in eine Platte und die Luft die in den Löchern hin und her schwingt ist unsere Masse, tada!Im nächsten Teil werde ich die Wirkprinzipien von beiden nochmals genauer erläutern, vielleicht die Formeln grob herleiten und dann mal ganz konkret durchrechnen, wie der Absorptionsgrad aussieht.
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