Alpha was nochmal?

Wie in dds 4/2011 beschrieben, kann grundsätzlich jeder Oberfläche eine akustische Wirksamkeit zugeordnet werden. Die akustische Wirkung eines Materials wird durch den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as beschrieben. Er ist gemäß der international verwendeten DIN EN ISO 354 »Messung der Schallabsorption in Hallräumen« zu bestimmen. Diese Norm regelt detailliert wie die Messung durchzuführen ist.

Das Ergebnis der Messung nach DIN EN ISO 354 ist der frequenzabhängige Absorptionsgrad as. Nach den Vorgaben der Norm ist dieser für die 18 Terzmittenfrequenzen von 100 bis 5000 Hz anzugeben (siehe Tabelle und Grafik im Prüfzeugnis Abb. rechts). Aus diesen Messwerten kann eine Reihe von vereinfachenden Angaben zur Schallabsorption abgeleitet werden. Ein Verfahren dazu ist in der DIN EN ISO 11654 »Schallabsorber für die Anwendung in Gebäuden – Bewertung der Schallabsorption« beschrieben. Aus den 18 Terzwerten des Schallabsorptionsgrads as wird nach den Vorgaben der DIN EN ISO 11654 der praktische Schallabsorptionsgrad aP abgeleitet, indem jeweils drei Terzwerte (z. B. 800 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz) gemittelt und anschließend auf 0,05 gerundet werden, siehe kleine Tabelle im Prüfzeugnis. Durch den Vergleich der sechs aP-Werte mit einer in der Norm definierten Bezugskurve kann anschließend der sogenannte bewertete Schallabsorptionsgrad aw als Einzahlangabe abgeleitet werden. Je nach aw-Wert wird dann eine Schallabsorberklasse zugeordnet. Weitere Vereinfachungen werden im angloamerikanischen Raum durch die Norm ASTM 423 definiert, deren Ergebnis der NRC- (Noise Reduction Coefficient) bzw. der SAA- (Sound Absorption Average) Wert ist.

In der Abbildung rechts ist ein typisches Prüfzeugnis für einen Schallabsorber dargestellt, das sämtliche Angaben zur Schallabsorption enthält. Derartige Prüfzeugnisse sollten von den Herstellern von Akustikmaterialien zur Verfügung gestellt werden. Ein wenig Vorsicht ist bei den Einzahlangaben aw, NRC sowie SAA zur Schallabsorption geboten, da diese Werte die Frequenzabhängigkeit der Schallabsorption nicht mehr berücksichtigen. Raumakustische Planungen sollten prinzipiell frequenzabhängig durchgeführt werden.

In Produkten zur Schallabsorption kommen unterschiedlichste Materialien zum Einsatz (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

Fliesen, Marmor, glatter Beton oder andere harte Bodenbeläge besitzen im gesamten Frequenzbereich eine äußerst geringe Schallabsorption von weniger als 0,10 bzw. zehn Prozent. Andere Materialien, meist poröse wie Teppichböden oder auch Vorhänge zeigen bei tiefen Frequenzen eine geringe und bei höheren Frequenzen eine höhere Absorption. Gelochter Gipskarton, Rasterdecken oder auch dicke Akustikputzschichten zeigen hingegen durchaus eine relativ hohe Absorption über einen größeren Frequenzbereich.

Nicht allein die Auswahl des Materials ist ausschlaggebend für dessen schallabsorbierende Wirkung im Raum. Entscheidend ist, wieviel Fläche von diesem Material im Raum vorhanden ist. Um ein Maß für die schallabsorbierende Wirkung eines reell vorhandenen Schallabsorbers zu haben, wurde die Größe der äquivalenten Schallabsorptionsfläche eingeführt. Sie ist definiert als das Produkt aus dem Schallabsorptionsgrads eines Materials und dessen Fläche. Zehn Quadratmeter Akustikdecke mit einem Schallabsorptionsgrad von 0,50 besitzen eine äquivalente Schallabsorptionsfläche von 5 m². Dieselbe Wirkung im Raum haben wie zwanzig Quadratmeter eines Schallabsorbers mit einem Schallabsorptionsgrad von 0,25 oder fünf Quadratmeter mit einem Schallabsorptionsgrad von 1,00.

Betrachtet man einen vollständig eingerichteten Raum mit verschiedenen Oberflächen, so kann man jedem Material (z. B. Teppich, Putz, Akustikdecke, Vorhänge, Fenster, Regalfläche, usw.) einen Schallabsorptionsgrad zuordnen und durch Multiplikation mit der vorhandenen Fläche seine äquivalente Schallabsorptionsfläche berechnen. Anschließend addiert man die äquivalenten Schallabsorptionsflächen für alle Materialien und erhält so die gesamte in einem Raum vorhandene äquivalente Schallabsorptionsfläche. Aus dieser lässt sich bei Kenntnis des Raumvolumens mit Hilfe der »Sabineschen Formel« die Nachhallzeit im Raum berechnen.

Die Sabinesche Nachhallformel stellt den Zusammenhang zwischen der Nachhallzeit T im Raum, dem Raumvolumen V und der gesamten äquivalenten Absorptionsfläche A her. Es gilt:

T = ­0,163 * V/A

Die Anwendung dieser Formel wird in der kommenden Ausgabe dds 6/2011 dargestellt. Dr. Christian Nocke,

Akustikbüro Oldenburg