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alte Zeiten im Säuliamtcenter

Einleitung / Ziel

  • Ziel war es, einen vorhandenen, gemieteten Raum akustisch, hinsichtlich Frequenzverlauf,RT60 und Reflektionen zu optimieren um professionelle Aufnahmen zu machen. Ein schöner, ausgewogener Raumklang war gewünscht.
  • Der Raum soll nach Aussen bzw. von aussen nach innen schallisoliert sein.
  • Der Raum soll akustisch flexibel sein, das heisst, es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, die Akustik des Raumes zu variieren.
  • Tendenziell sollen klanglich reflektive und trockene Orte im Raum vorhanden sein.
  • Der Frequenzgang soll möglichst gleichmässig sein.
  • Es soll eine behagliche Atmosphäre geschaffen werden, damit sich Musiker/Innen, Sprecher/Innen und sonstige Tonakrobaten wohl fühlen.
  • Die eingebauten Elemente sollen einfach wieder abbaubar und wieder verwendbar sein. Die Gesamtkosten sollen CHF 5000.00 nicht übersteigen.

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Ist-Zustand im Detail

Beim auszubauenden Raum handelt es sich um einen stillgelegten Luftschutzkeller. Ergo ist dieser aus massivem Stahlbeton gebaut. Probleme im Bassbereich, Flatterechos und sonstige Unannehlichkeiten sind vorprogrammiert.

Grundriss

Die gemessene Grundfläche beträgt 7.3m x 5.5m
Die Höhe beträgt 2.77m
Grundriss
Boden

Der Betonboden ist eben und hat einen sauberen Untergrund

Wände

Die Wände bestehen aus Rohbeton. Wände die an andere Räume angrenzen haben eine Dicke von 20cm.
Die Wand türseitig hat ein Loch eines Druckausgleichventils mit 15cm Durchmesser in einer Höhe von 177.0 cm. Der Abstand von der linken Wand beträgt 56.5 cm.
Die linke Wand hat ein Panzerfenster zum Nebenraum, welche abmontiert wird. Danach wird dieses Fenster zugemauert.

Tür

Der Türausschnitt in der einen Wand hat die Masse 100.0 cm x 184.7 cm x 20.0 cm. Der Abstand zur rechten Wand beträgt 186.5 cm. Der Ausschnitt ist 12.0 cm über Boden. Sie ist von aussen mit einer Panzertüre versehen, welche abmontiert oder nach hinten geklappt wird.

Decke

Die Decke besteht aus Rohbeton. Sie ist eben und hat einen sauberen Untergrund
Raum insgesamt.

Der Raum war früher ein Übungskeller einer Band. Beinahe die gesamte Innenfläche war mit Eierkartons und Noppenschaumplatten ausgekleidet.

Analyse des Ist-Zustandes

Akustische Berechnungen

Der Raum im Rohzustand ist, wie zu erwarten war, hallig und tieffrequent dröhnend.
Ideale Raumdimensionen sind nach L.W.Sepmeyer folgende:
[Vgl. 4]
Höhe Breite Länge
1 1.14 1.39
1 1.28 1.54
1 1.6 2.33
Tabelle 1: Ideale Raumdimensionen

Der vorhandene Raum entspricht folgenden Dimensionen

Höhe Breite Länge
2.77 5.5 7.3
1 1.99 2.64
Tabelle 2: effektive Raumdimensionen

Stehende Wellen, Raumresonanzen oder Moden

Die niedrigste Eigenfrequenz des Raumes ergibt sich aus:

F_Moden1-300x53 [Vgl. 1 S.179]

Die tiefste stehende Welle (Mode) entsteht bei:
F_TiefsteMode1c = Schallgeschwindigkeit: 344m/s
f = Frequenz der stehenden Welle
d = Abstand der Reflexionsflächen

[Vgl. 3 S.53]

Nach dieser Formel ergeben sich folgende Frequenzen für die gegenüber liegenden Flächen

ModenVerteilung1
Verteilung der Moden im Rohraum (Berechnet)

Hier gehts zur Liste der berechneten Moden

Materialien sind im Rohraum keine vorhanden.

Nachhall des Rohraumes (RT60) berechnet.

RT60RT60Mess

Gewünscht wird eine mittlere Nachhallzeit zwischen 0.5 – 1 Sekunden.

Formel für RT60 Nachhallzeit nach Sabine.

F_RT60
[Vgl. 3, S.47,S.48]

T = RT60 Zeit
V = Raumvolumen in m3
S = Raumgesamtoberfläche in m2
α = mittlerer Absorptionskoeffizient des Raumes
S1 +S2 + Sn = Teiloberflächen des Raumes.
Die Summer der Teiloberflächen muss S ergeben
α1 + α2 + αn = Absorptionskoeffizienten der Teiloberflächen

Berechung des Rohraumes

Raumvolumen- und Oberflächenberechnung

  • Länge 7.3 m
  • Breite 5.5 m
  • Höhe 2.77 m
  • Volumen 111.2155 m³
  • Gesamtoberfläche 151.212 m²

Nachhallzeit -Durchschnittliche RT60 (berechnet)

  • Raumvolumen 111.2155 m³
  • Gesamtoberfläche 151.212 m²
  • Mittlerer Absorptionskoeffizient 0.03
  • Nachhallzeit nach Sabine 3.996183394 s
  • Nachhallzeit nach Eyring 3.935936346 s

Die berechneten Daten zeigen, dass einiges getan werden muss um die Nachhallzeit und dessen Frequenzverlauf in den Griff zu bekommen.

Versuchsmessung

Eine erste Versuchsmessung wurde gemacht. Dabei sind nur Frequenzen bis 250 Hz berücksichtigt worden, da der zu messende Raum mit Teppichen und anderen absorptiven Materialien belegt sind die in höheren Frequenzen wirken.

Noise Criteria (NC)

Wird im benachbarten Raum Musik gemacht, besteht nach ungefähren Messungen ein Lärmpegel, ohne Berücksichtigung von Frequenzen, gemessen mit einem Handschallpegelmesser von 30dBSPL. Dies ergibt einen geschätzten, gemittelten NC-Wert von NC-20[Vgl. 3, S.90]
Ebenfalls 30-40dBSPL herrschen in der Regie, wenn im zukünftigen Aufnahmeraum Schlagzeug gespielt wird. Dies hat ziemlich sicher mit dem Loch in der Wand zur Regie zu tun.
Gewünscht ist im Aufnahmeraum und in der Regie ein Lärmpegel besser NC-20.
[Vgl. 3, S.88ff]

Das heisst einen durchschnittlichen Pegel über das gesamte Oktavband gemessen von nicht mehr als 30dBSPL.

NCCurve

Erörterung und Umsetzung möglicher Verbesserungen

Mögliche Massnahmen

Bassabsorber

Als Bassabsorber stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung:

  • Helmholzresonatoren
  1. Vorteil: exakte Bekämpfung von störenden Frequenzen
  2. Nachteil: Nicht breitbandig genug, Aufwändig in der Konstruktion
  • Resonator Rohre
  • Freischwingende Platten

Idee: Absorber aus Rohren

Ein Rohr verfügt wie jedes System, über eine Eigenresonanz. Die Druckmaxima eines Rohres befinden sich an den Enden.
[Vgl. 5,S254]

Für beidseitig geöffnetes Rohr gilt die Formel:
RohrOffen

 

 

Für einseitig geöffnetes Rohr gilt die Formel:
F_RohrEinseitig

 

f = Frequenz
L = Länge des Rohrs
c = Schallgeschwindigkeit
Rohrabsorber

Wird dies nun mit den Regeln der Helmholzabsorption kombiniert, müssten eigentlich einfach zu bauende, kostengünstige Resonatoren entstehen.
Diese können durch unterschiedliche Längen der Rohre auch breitbandig gestaltet werden.
Am Schluss würde eine solche Konstruktion ähnlich der Pfeiffen einer Kirchenorgel aussehen.
Werden diese Rohre teilweise befüllt mit absorbierendem Material, müssten die berechneten Frequenzen absorbiert werden.

Umgesetzte Ziele und Massnahmen

Wenn man genügend Zeit hat, frei ist von Terminstress, ausser dem den man sich selber auferlegt, kann man Zeit investieren um günstig an Baumaterialien zu kommen. Nebst Baumarktpreise zu vergleichen lohnt es sich enorm, das Internet nach gebrauchten Materialien abzuklappern. Dutzende Menschen haben Ware die rumsteht und nur darauf wartet gefunden zu werden. Ebay und Ricardo sind da nur ein Anfang der Suche.

Boden

Der Boden ist schwimmend aufgebaut worden. Zwei Lagen Isolation von je 2 cm Dicke. Darüber zwei Lagen Spanplatten von 19mm und 22mm Dicke. Das Finish ist Laminat, nicht verklebt und ohne Trittschallmassnahmen, da sonst ein grossflächiger Plattenresonator entsteht, der die Akustik durcheinander bringen kann.
Der Boden hat einen Abstand von 2.0 cm zu den Wänden.
Die verwendeten Spanplatten stammen aus einem Fundus aus Wandelementen. Die Isolation stammt aus einem Rückbau und konnte wiederverwendet werden. Der einzige Nachteil war, dass mit den Sperrholzplatten Patchwork betrieben werden musste, welcher Zeit gekostet hat.
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Der finanzielle Aufwand für die ganzen 40m2 Boden betrug sFr. 360.00 inkl. Laminat aus dem Baumarkt.

Wände

Für die Wände wurde eine Holzbretter-Konstruktion aus 100mm breiten Bretter gewählt. Dieses Ständerwerk ist mit Abstand von 2cm zu den Wänden freistehend und selbsttragend aufgebaut. Es berührt weder Boden, Wände noch Decke und ist auch nicht mit diesen verschraubt.
Die entstandenen Zwischenräume wurden mit 100mm Isolation befüllt.
Zum Schluss wurden die Wände getäfert, was dem Raum eine gemütliche Optik verleiht und einen warmen Sound erzeugt.
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Decke

Auf eine geschlossene Decke wurde auf Grund von fehlenden finanziellen Mitteln verzichtet. Zudem war ein komplettes „Raum im Raum“ Konstrukt nicht nötig, da der Raum nicht durch Schall von und nach Aussen gestört wird.
Dafür ist eine teilabgehängte Decke gebaut worden, welche mit Isolation hinterfülllt wurde und das Licht des Raumes beinhaltet.

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Bassabsorber

Nach langen Überlegungen habe ich mich entschlossen, die Bassabsorber in Form einer Plattenkonstruktion zu machen. Es handelt sich dabei um verschiedene Platten von variierender Breite, welche mit Isolation eingepackt sind und frei schwingen können, das heisst aufgehängt sind. Die Bassfrequenzen versetzen die Platten in Schwingung, wodurch den Bassfrequenzen Energie entzogen wird.

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Diffusion

Für eine genügende Diffusion auf der einen Seite des Raumes wurde über beinahe die Hälfte der gesammten Decke mit einem Skyline-Diffusor ausgestattet.
Er wurde aus EPS gefertigt und ist nun in drei verschiedenen Grössen von Modulen vorhanden.

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EPS lässt sich mittels eines heissen Drahtes sehr leicht schneiden. Die benötigte Vorrichtung dazu gibt es im Handel oder man kann sich solch einen Apparat aus Bretter, einer Laubsäge, einem Modeleisenbahn-Trafo und Widerstandsdraht selbst herstellen.

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Der Aufwand um diesen Skyline-Diffusor zur Fertigen war enorm (3406 Klötzchen!) und braucht einiges an Durchhaltevermögen. Aber es hat sich gelohnt. skyline_11

Mittenabsorption

Die Absorption der mittleren Frequenzen wurde so realisiert, dass drei freihängende Deckensegel konstruiert wurden, welche sich bei Bedarf drehen lassen und dann reflektiv wirken.
Zudem können die Segel durch eine zweckentfremdete Fahrradaufhängung für weitere akustische Variationen gesenkt werden. Diese drei Deckensegel haben je eine Dimension von 2m x 1.2m und eine Dicke von 100mm. Sie sind mit Glaswolle befüllt und mit akustisch transparentem Stoff bespannt.
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Rollbare Gobos

In meinem Fundus von Baumaterialen sind zwei dicke Glasscheiben gestanden, die mich auf die Idee von rollbaren Gobos gebracht haben.
Mit Restmaterial aus dem Bau wie Latten, Leisten, Isolationsmaterial und ähnliches sind die abgebildeten Rollgobos entstanden.

Hier ein Bild der Idee als Skizze:

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Hier Bilder der fertigen Elemente:
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Zudem hatte ich noch zwei alte Matrazen rumstehen, welche in der Vergangenheit bereits als Trennelemente verwendet wurden. Auch aus diesen sind Gobos geworden.
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Bilder dazu findest Du hier

Wallbox

Zur Verbindung aller Signale welche in die Regie führen, benötigt man ein Steckfeld mit diversen Anschlüssen.
Dazu wurde eine Stagebox für die Mikofonsignale umgebaut und in eine Wallbox umfunktioniert. Gleichzeitig sind Rackschienen angebracht worden um weitere Geräte wie Headphoneamp oder 8-fach DI-Box aufzunehmen. Alle Kabel sind durch die ehemalige Öffnung des Überdruckventils geführt worden.
Regieseitig werden alle Mikrofonlinien gesplittet und führen zum einen auf die Patchbay und zum anderen auf ein Mischpult, welche für das Monitoring zur Verfügung steht. Durch dieses Mischpult ist ein latenzfreies Monitoring möglich. Es können zwei Stereo- und vier Mono Headphone Mischungen realisiert werden.

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Literaturverzeichnis