Was ist ein reflexionsarmer Raum?
Ein reflexionsarmer Raum ist ein Raum, in dem es keine Schallreflexionen gibt und die Echos des Schalls im Raum ignoriert werden können.
Es gibt zwei Arten von reflexionsarmen Räumen, nämlich vollschalltote Räume und halbschalltote Räume. Ein reflexionsarmer Raum hat sechs schallabsorbierende Flächen am Boden, an den Wänden und an der Decke, während ein halbschalltoter Raum fünf schallabsorbierende Flächen an den Wänden und an der Decke und eine schallreflektierende Fläche am Boden hat.
In einem reflexionsarmen Raum sind die Decke, der Boden und die Wände stark schallabsorbierend, so dass Freifeldbedingungen entstehen. Schwingungen und Akustik außerhalb des Raums werden abgeblockt, und Decke, Boden und Wände sind mit dickem schallabsorbierendem Material bedeckt, so dass es im Raum keinen Nachhall gibt.
Anwendungen von reflexionsarmen Räumen
Reflexionsarme Räume können für akustische Messungen (z. B. Schallleistungspegelmessungen) von schallerzeugenden Produkten wie Fahrzeugen, Antriebssträngen, elektrischen Geräten und Telekommunikationsgeräten verwendet werden. Die Messmethoden, die Zusammensetzung und die Spezifikationen der reflexionsarmen Räume selbst sind durch die ISO festgelegt.
In den letzten Jahren hat die Nachfrage nach großen reflexionsarmen Räumen für Vorbeifahrtsgeräuschmessungen in Kraftfahrzeugen zugenommen. Durch den Einbau von Windkanalprüfständen und Einrichtungen für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden auch kombinierte Prüfungen durchgeführt. Der Raum kann nicht nur für physikalische Messungen von Schallquellen genutzt werden, sondern auch für psychoakustische Experimente, um deren Auswirkungen auf die menschliche Psyche und das Gehör zu beurteilen.
Funktionsweise der reflexionsarmen Räume
In einem reflexionsarmen Raum gibt es nur sehr wenig Nachhall, was akustisch dem Fehlen jeglicher Gegenstände wie Decken, Böden oder Wände in der Umgebung entspricht. Wenn in einem reflexionsarmen Raum die Raumbeleuchtung ausgeschaltet wird, kann ein einzigartiges Schwebegefühl entstehen.
Wenn man in einem reflexionsarmen Raum spricht, wird man nur eine schwache Stimme hören, wenn man sich in geringer Entfernung befindet. Die zum Sprechen verwendete Energie wird von der inneren Oberfläche des Raums absorbiert, und die hörbare Lautstärke ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung vom Sprecher. Dieses physikalische Gesetz wird als Gesetz des umgekehrten Quadrats (englisch: inverse square law) bezeichnet.
Aufbau eines reflexionsarmen Raums
Ein typischer reflexionsarmer Raum besteht aus Glaswolle, die aus einem Drahtrahmen und dünnem Stoff besteht und in einer keilförmigen Form platziert ist, wobei die Innenfläche des Raums spitz zuläuft und keine Lücken zwischen Decke, Boden und Wänden vorhanden sind.
Ein Raum, in dem nur die Bodenfläche nicht schallabsorbierend ist, wird als reflexionsarmer Raum bezeichnet und kann für Messungen an Autos und Haushaltsgeräten verwendet werden. Der Boden eines reflexionsarmen Raums wird mit Hilfe eines Lattenrosts oder eines Drahtgitters schwebend gehalten. Der gesamte Raum kann mit Hilfe eines elastischen Körpers vom Gebäude abgehängt werden.
Glaswolle ist an sich schon ein ausgezeichnetes schallabsorbierendes Material, aber wenn sie verkeilt ist, werden die Schallwellen, die die Oberfläche des Keils erreichen, wiederholt reflektiert und von den Oberflächen der benachbarten Keile absorbiert, wodurch die Schallabsorption noch effektiver wird.
Auswahl eines reflexionsarmen Raums
1. Hohe Schalldämmleistung
Ein reflexionsarmer Raum ist ein vollständig abgedichteter Raum, der den Schall von außen vollständig ausblendet, so dass der Raum sehr ruhig ist. Das liegt daran, dass die Hintergrundgeräusche im reflexionsarmen Raum geringer sind als der Schall, der von dem zu prüfenden Objekt erzeugt wird. Um kleine Geräusche messen zu können, muss die Schalldämmung proportional höher sein. Daher muss die Schalldämmung bzw. die Schalldämmschicht in einem reflexionsarmen Raum starr sein, z. B. aus Beton oder Schalldämmplatten bestehen.
2. Hohe Schallabsorptionsleistung
Der von den zu messenden Objekten im Raum erzeugte Schall wird von den schallabsorbierenden Oberflächen absorbiert. Es gibt jedoch einen Unterschied in der Leichtigkeit der Schallabsorption zwischen hohem und niedrigem Schall (Frequenzen). Grundsätzlich gilt: Je tiefer der Schall, desto schwieriger ist er zu absorbieren. Wird also ein reflexionsarmer Raum zur Messung niedriger Töne verwendet, muss der schallabsorbierende Körper eine proportional höhere Schallabsorptionsleistung aufweisen. Mit anderen Worten: Für den schallabsorbierenden Körper oder die schallabsorbierende Schicht in einem reflexionsarmen Raum werden schallabsorbierende Keile oder dicke schallabsorbierende Blöcke benötigt.
3. Platzersparnis
Um eine hohe Schalldämmleistung und eine hohe Schallabsorptionsleistung zu erreichen, sind verhältnismäßig dicke Schichten erforderlich. Ein vollwertiger reflexionsarmer Raum kann eine Schalldämmschicht von 500 mm oder mehr und eine Schallabsorptionsschicht von 1000 mm oder mehr aufweisen, was einen großen Raum für die Installation erfordert.
Andererseits wurden in den letzten Jahren mit der verbesserten Technologie der Hersteller reflexionsarmer Räume reflexionsarme Räume mit dünneren Schalldämm- und Schallabsorptionsschichten entwickelt. Die dünneren Schichten sparen Platz bei der Installation und ermöglichen eine größere Nutzfläche im Raum. Aus diesem Grund werden reflexionsarme Räume mit dünnen und hohen Schalldämm- und Absorptionsleistungen benötigt.