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Beobachtungen:

Akustik in der Aula der TU

"Die Akustik in der Aula ist schwierig" heißt es. Es gibt sehr viel Nachhall, wenn nur wenige Zuhörer im Saal sind.
Nach einer Umbaumaßnahme mit einem pflegeleichten aber kurzhaarigem Teppichboden waren die Verhältnisse noch schlechter geworden.
Man versuchte, die Bedingungen mit dem Aufhängen von schweren Vorhängen wieder zu kompensieren.
Akustische Messungen vor und nach der Maßnahme konnten deren Wirkung bestätigen: Die Nachhallzeiten wurden etwas kürzer.

Aus dem zeitlichen Verlauf der Frequenzananlyse ergibt sich für die hohen Frequenzen ein schnellerer Abfall als für die tiefen.

Beim Versuch wurde der Knall eines Luftgewehres genutzt, daß auch ohne Geschoß einen zeitlich kurzen aber kräftigen Schallimpuls auslöst, bei dem ein breites Band mit sehr vielen Frequenzen entsteht. Abb.02, Rechteck frequenz-synthese
Zur Aufnahme wurde ein hochwertiger MiniDisc- Walkman von Sony benutzt, dessen automatische Lautstärkenregelung abgeschaltet war.

Zum Vergleich wurden in zwei Fachräumen einer Schule Impulse durch Händeklatschen erzeugt und mit dem Mikrofon einer Digitalkamera aufzeichnet.
Auch in diesen Räumen gibt es sehr lange Nachhallzeiten.

Abb. 01a und 01b: Die Aula ist ein Kuppelsaal Baujahr 1928. Zunächst mit Sichtmöglichkeit nach außen, später hat man die Öffnungen verkleidet. (Archiv TU)

Abb. 02: Isometrische 3D-Ansicht, aufgnommen mit elektrooptischen Tachymeter. (FB)

Abb. 03: Frequenzspektrum gegen die Zeit aufgetragen. Schuß mit Luftgewehr (ohne Projektil)
Zustand ohne Vorhänge. (FB)
frequenzanalyse

Tondatei (Wave 170 kB) nur der Anfang der Datei aula-ohne006-kurz.wav

Abb. 03: Zustand mit Vorhängen. In der oberen Zeile ist die Lautstärke aufgetragen, sie ist vergleichbar mit der vorherigen Aufnahme. Der Nachhall ist etwa eine halbe Sekunde kürzer. (FB)

Abb. 04: Senkrechter Schnitt durch Abb. 03 bei der Zeit 0,5 Sekunde, aufgetragen ist die Lautstärke gegen die Frequenz. Die lautesten Frequenzen liegen zwischen 500 und 3000 Hz. (FB)

Abb. 05: Senkrechter Schnitt durch Abb. 03 bei der Zeit 1,0 s. (FB)

Abb. 06: Senkrechter Schnitt durch Abb. 03 bei der Zeit 1,5 s. (FB)

Abb. 07: Senkrechter Schnitt durch Abb. 03 bei der Zeit 2,0 s. Die lautesten Frequenzen liegen im Bereich unter 500 Hz. (FB)

Abb. 08: Senkrechter Schnitt durch Abb. 03 bei der Zeit 2,4 s. (FB)

Zum Vergleich

In einer Schule im Großraum von Hannover gibt es Fachräume, die ungünstige akustische Eigenschaften besitzen.
Glatte parallele Wände sorgen für einen langen Nachhall, der zu Schwierigkeiten bei der Verständigung führt.

Mit einem einfachen Test, Händeklatschen, und Aufnahme über das eingebaute Mikrofon einer Digitalkamera wurde der Zustand aufgenommen. Obwohl die Daten mit systematischen Fehlern behaftet sind, da die Kamera die Aufnahmelautstärke automatisch einstellt, erlauben sie dennoch einen Vergleich der beiden Räume.

Die Diagramme der Frequenzananlyse als Funktion der Zeit sind in den Abbildungen 11 und 12 zu finden.

Abb. 09: Chemie-Raum in einer Schule im Großraum von Hannover.
(FB)

Abb: 10: der Physik-Raum (FB)

Abb. 11: Chemie-Raum, Frequenzspektrum gegen die Zeit aufgetragen, lineare Frequenzachse.
frequenzanalyse
In der oberen Spur ist die Lautstärke dargestellt. Für den mittleren der drei Klatschimpulse läßt sich eine hörbare Dauer von etwa einer Sekunde feststellen. Die Lautstärke nimmt in dieser Zeit nahezu linear ab. Im Bereich von 0,3 bis 1,7 kHz ist die größte Intensität.
Tonaufnahme (Wave-Datei, 110 kB) imm_7199.wav
(FB)

Abb. 12: Physik-Raum, Frequenzspektrum gegen die Zeit aufgetragen. Die zeitliche Länge der Impulse ist geringfügig kürzer. Allerdings ist beim mittleren Klatschimpuls der Schwerpunkt im Frequenzbereich von rund 0,3 bis 2,7 kHz.
Tonaufnahme (Wave-Datei, 110 kB) imm_7200.wav (FB)