WENN ES IN RÄUMEN ZU LAUT IST:
SCHALLABSORBER SORGEN FÜR RUHE

Lärmgeplagt? Das kann ganz schön auf die Nerven gehen und macht sogar krank!

Raumakustik bedeutet mehr als Eierkartons aufhängen. In diesem Blog erfahren Sie die physikalischen Grundlagen der Raumakustik. Sie lernen wie verschiedene Absorbertypen und Akustikstoffe wirken. Und wie Sie damit Lärm und Nachhall reduzieren und Ruhe schaffen.

1. TON, KLANG, GERÄUSCH, LÄRM

WAS SIND DIE UNTERSCHIEDE?

Laute, die wir hören, sind physikalische Schwingungen. Die Schwingungen entstehen durch Zusammendrücken und Ausdehnen von Materie und werden Schall genannt. Die Anzahl Schwingungen pro Sekunde (Hz) bestimmen die Tonhöhe, auch Frequenz genannt. Schall kann sich in der Luft, als Luftschall und in festen Materialien (z.B. Wände) als Körperschall ausbreiten. 

Wir geben dem Schall unterschiedliche Namen: 

• Reiner Ton: besteht aus nur einer einzigen Frequenz 
• Klang: besteht aus mehreren Frequenzen in harmonischen Tonintervallen 
• Geräusch: besteht aus einem Gemisch verschiedenartiger Töne und chaotischer Frequenzen 
• Lärm: besteht aus einem störenden Gewirr von meist lauten Geräuschen

UND WANN IST ES NUN LÄRM?

Schall ist einerseits wichtig für unsere Kommunikation und unser Sozialleben: Wir lauschen der Stimme, die eine spannende Geschichte erzählt und geniessen die Klänge des Orchesters im Konzert. 

Andererseits kann der Schall auch störend sein: Im Restaurant entsteht Lärm, wenn Musik spielt und viele Leute miteinander sprechen – man versteht sich nicht mehr, die Sprachverständlichkeit ist gestört.

Lärm muss nicht zwingend laut sein, und Lautes nicht immer Lärm bedeuten: Ein tropfender Wasserhahn ist oft nervtötend, lautes Meeresrauschen hingegen hören wir gern und ist entspannend. 

Entscheidend ist in welcher Situation und wie lange das Geräusch auftritt. 

JEDER MENSCH NIMMT LÄRM ANDERS WAHR! 

Lärm wird subjektiv empfunden, man kann ihn nicht messen. Den Schalldruck hingegen schon. Er wird physikalisch als Schalldruckpegel in der Einheit Dezibel dB definiert. Die Lautstärke steigt nicht linear mit dem Schalldruckpegel. Bei einer Erhöhung des Pegels um 10dB nehmen wir etwa eine Verdoppelung der Lautstärke wahr.

Fazit: 

In der Raumakustik möchten wir den Ton und den Klang verstärken, das Geräusch und den Lärm reduzieren. Wenn wir den Lärmpegel um 10dB senken können, erreichen wir eine Halbierung (!) des Lärms.

2. LÄRM MACHT KRANK

AUSWIRKUNGEN VON LÄRM

Ein Knall ab 80dB schädigt das Gehör, das ist offensichtlich. Doch Lärm kann mehr. 

Lärm setzt Stresshormone frei. 

Schon geringe, alltägliche Lärmpegel lösen körperliche und psychische Störungen aus. Wesentlich ist nämlich die Schalldosis: 

Ein niedriger Pegel über eine lange Dauer ist gleich schädlich wie ein hoher Pegel über kurze Dauer. 

Wie wirkt sich nun alltäglicher Lärm (bereits ab 40 dB!) auf die Gesundheit aus? 

Kurzfristige Wirkungen: 

• man ermüdet rasch und bekommt Kopf- und Halsschmerzen 
• man kann sich weniger konzentrieren und deshalb auch weniger leisten 
• man reagiert gestresst, gereizt und fühlt sich dem Lärm ausgeliefert 
• der Blutdruck steigt an 

langfristige Wirkungen: 

• Schlafstörungen stellen sich ein 
• Der Blutdruck ist chronisch erhöht
• Die Blutgefässe werden geschädigt, damit erhöht sich das Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko 
• Das Immunsystem wird unterdrückt, entzündliche Prozesse häufen sich 

Der Körper kann sich NICHT an Lärm gewöhnen, nur psychologisch kann man ihn allenfalls wegstecken.

Fazit: 

Aus gesundheitlicher Sicht ist es wichtig, dass der Arbeitsplatz, die Wohnsituation und der Schlafplatz, also überall dort wo man sich lange aufhält, akustisch optimiert sind.

3. WARUM IST ES IN MANCHEN RÄUMEN SO LÄRMIG?

GRUNDLAGEN DER RAUMAKUSTIK

In der Raumakustik geht es um die Ausbreitung von Luftschall im Raum. Im leeren Raum breiten sich Schallwellen kugelförmig aus. Treffen sie auf ein Hindernis, werden die Wellen absorbiert oder reflektiert. 

Der Hörer empfängt Direktschall aus der Quelle aber auch zeitlich verzögerten indirekten Schall der Reflexionen. Sind mehrere Schallquellen vorhanden, vervielfachen sich die Reflexionen. 

Schallharte Materialien wie Beton, Massivholz und Glas reflektieren den Schall im Raum beinahe verlustlos hin und her. Er klingt darum nur langsam aus – störender Nachhall entsteht. 

Ein weiterer Effekt ist das Flatterecho. Es bildet sich z.B., wenn sich zwei glatte Wände parallel gegenüberstehen und den Schall hin und her reflektieren. 

Ausserdem zu beachten ist der Lombard-Effekt: Schon bei geringem Anstieg des Lärmpegels versteht man sich nicht mehr gut. Man spricht deshalb lauter, was den Lärmpegel weiter erhöht – die Lärmspirale kommt in Fahrt.

AKUSTISCHE GRUNDREGELN

Vereinfacht kann gesagt werden: Es wird laut im Raum, wenn 

• die Schallquellen selbst laut und/oder zahlreich sind 
• viele schallharte Flächen den Raum begrenzen und den Schall reflektieren 
• der Nachhall lang ist 
• keine schallabsorbierenden Objekte im Raum sind, wie z.B. grosse Möbel und Personen 
• das Raumvolumen gross und damit der Nachhall lang ist 
• die Raumgeometrie ungünstig ist, z.B. in Flachräumen wie Grossraumbüros oder in Langräumen wie Korridore 
• Flatterechos entstehen

Fazit: 

Schallreflexionen, langer Nachhall, Flatterechos und der Lombard-Effekt führen zu Lärm im Raum.

4. WIE KANN MAN LÄRM NUN REDUZIEREN?

ZIELE

Voraussetzung für eine perfekte Raumakustik ist eine gute Bauakustik. Schall, der durch eine Wand in den Raum dringt, kann man NICHT durch die Optimierung der Raumakustik beheben. 

Gezielte Massnahmen verbessern die Akustik im Raum. Wir wollen 

1. Störgeräusche minimieren 
2. die Hörsamkeit für Sprache und Musik verbessern 
3. den Klang der Stimme oder der Laute optimieren 
4. den Lombard-Effekt reduzieren oder sogar umkehren

WELCHER SCHALL UND FREQUENZBEREICH MUSS NUN GEDÄMPFT WERDEN?

Das Gespräch unter Freunden, der Musikvortrag des Enkels oder der Feueralarm bezeichnen wir als Nutzschall, diesen möchten wir unterstützen. Das Gespräch am Nachbartisch im Restaurant und das Rauschen der Geschirrspülmaschine oder Lüftung hingegen sind Störschall und sollen unterdrückt werden.

Der Hörbereich des Menschen liegt zwischen 16 Hz und 20‘000 Hz. Die stärksten Frequenzanteile der alltäglichen Sprache liegen zwischen 200 Hz bis 4‘000Hz. 

Die Schallabsorber müssen deshalb den Bereich von tieffrequenten 200 Hz bis zu hochfrequenten 4‘000Hz abdecken. 

Die akustische Wirkung wird mit Hilfe des Schallabsorptionsgrades αs beschrieben, der im Hallraum in verschiedenen Frequenzen gemessen wird: 

αs = 0  keine Absorption 

αs = 1  vollständige Absorption 

Für Einzelobjekte, wie z.B. Möbel und Absorberbilder wird eine direkte äquivalente Absorptionsfläche Aobj. berechnet. 

Der Schallabsorptionsgrad αs und auch die äquivalente Absorptionsfläche Aobj. sind immer frequenzabhängig! 

Mit diesen Werten kann die gewünschte Absorption berechnet und damit der Nachhall optimiert werden. Im Allgemeinen gilt: je kürzer die Nachhallzeit, desto besser die Sprachverständlichkeit. Aufgepasst: Zu kurze Nachhallzeiten sind unangenehm und unerwünscht, der Klang wirkt tot! 

Wenn Störgeräusche effizient absorbiert und der Nachhall verkürzt werden, reduziert sich der Lärm und damit auch der Lombard-Effekt.

ABSORBERTYPEN

1. Poröse Schallabsorber

o Wirkung 

• Mittlere und hohe Frequenzen werden durch Reibung in Wärme umgewandelt und so breitbandig absorbiert → Schalldämpfung

• Rahmen/Kassettierung
• Akustikfüllung: Schafwolle/Filz, Schaumstoff, Holzwolle, Moos, Kunststoff, Glaswolle, schwere Textilien, Akustikputze 
• Akustikstoff oder -bild als Überzug

• Sie sind einfach an der Wand und Decke montierbar
• Bei Einzelobjekten erhöht der Kanteneffekt den Absorptionsgrad zusätzlich 
• Wandabsorber sind zusammen mit Deckenabsorbern hocheffizient 
• Zusammen mit Resonatoren decken sie ein grosses Frequenzspektrum ab.

o Nachteile

• Wandabsorber funktionieren selten allein → sie müssen meistens mit Deckenabsorbern kombiniert werden. 
• Sie sind oft ästhetisch wenig ansprechend 
• Tiefe Frequenzen sind mit Absorbern schwer reduzierbar

o Formen

• Akustikdecken
• Wandpaneele
• Stellwände
• Möbel
• Lampen
• Bilder

2. Resonatoren

o Wirkung

• Tiefe Frequenzen werden durch Schwingungen gedämpft → Schallschallabsorption

• Elastische Platten schwingen vor einem isoliertem Luftvolumen 
• Biegesteife Platten aus Sperrholz, Gipskarton, Metall
• Geschlitzte Holzpaneele, gelochte Gipskartonplatten, perforierte Membrane

• Sie reduzieren die schwer absorbierbaren, tiefen Frequenzen → eignen sich für Bässe 
• Wird der Luftraum erweitert oder zusätzlich mit Akustikmaterial gefüllt, wird auch mittelfrequenter Schall absorbiert 
• Es stehen viele Materialien zur Auswahl, die sich auch mit Fotos bedrucken lassen 
• Zusammen mit porösen Absorbern decken sie ein grosses Frequenzspektrum ab.

• Schall im Sprachbereich wird ungenügend absorbiert.

• Akustikdecken
• Wandpaneele
• Stellwände
• Schrankoberflächen

3. Schallschirme und schallabsorbierende Stellwände

o Wirkung

• Schallschirme: Direkter Schall wird abgeschirmt → Schalldämmung, wenn die Oberfläche schallabsorbierend ist 
• Schallabsorbierende Stellwände: Wirksam als Schallabsorber

o Material

• Wie poröse Absorber. Schallschirme müssen einen harten Kern enthalten. 
• Meist noch mit pinnfähiger Weichfaserplatte

• Störschall kann mit Schallschirmen gezielt abgeschirmt werden 
• In grossen Räumen können in verschiedene akustische Zonen geschaffen werden
• Einbringen von zusätzlicher Schallabsorption in den Raum

• Die Schirme sind hoch und grenzen den Raum von mehreren Seiten ab → man fühlt sich eingegrenzt 
• Deckenreflexionen sind noch vorhanden und müssen zwingend von Deckenabsorbern gedämpft werden

• Stellwände 
• Möbeleinsätze 
• Tischaufsätze

Fazit: 

Die Planung einer guten Raumakustik ist sehr komplex und gehört in professionelle Hände. Eine hocheffiziente Schallabsorption erreicht man mit der Kombination von porösen Absorbern mit Resonatoren. Um den Nachhall optimal zu reduzieren, sind Decken- und Wandabsorber nötig. 

Und worauf sollte man bei der Einrichtung der eigenen vier Wände achten, um Lärm und Nachhall zu vermeiden? Setzen Sie Textilien ein – im nächsten Abschnitt erfahren Sie wie!

5. WELCHE STOFFE SCHLUCKEN LÄRM BESONDERS GUT?

TEXTILIEN SIND AKUSTISCH UND ÄSTHETISCH TOP

Textilien wirken in der Raumakustik vor allem als poröse Schallabsorber im mittel- und hochfrequenten Bereich. Der Strömungswiderstand, die Dicke der Fläche und das Flächengewicht sowie der Abstand des Textils zur Wand bestimmen den Schallabsorptionsgrad αs. 

Der Schall bewegt die Luft im Faserverbund des Stoffes. Durch innere Reibung wird die Schallenergie in Wärme umgewandelt und so absorbiert. 

Um einen gut absorbierenden Stoff zu erhalten, müssen drei Faktoren bei der Stoffherstellung stimmen: 

1. die Dichte des Stoffes 
2. die Art, wie die Längs- und Querfäden verflochten sind, im Fachjargon Bindung genannt 
3. die Masse der Stoffe

DICHTE

Die Dichte kann mit dem Blas-Test grob geprüft werden. Der Strömungswiderstand, den der Stoff beim Blasen setzt, gibt Aufschluss über die Dichte des Stoffes: 

• bei zu viel Widerstand durchdringt die Luft den Stoff nicht → das Textil ist schallhart und reflektiert den Schall, z.B. Segeltuchstoff 
• bei zu wenig Widerstand durchdringt die Luft den Stoff widerstandslos → das Textil ist akustisch transparent, der Schall wird weder reflektiert noch absorbiert, z.B. medizinische Gaze 
• bei grossem Widerstand durchdringt nur wenig Luft den Stoff → das Textil absorbiert den Schall, z.B. doppellagige Stoffe 

Die Fadenzahl pro cm, in der Länge und Breite, gibt ebenfalls einen Hinweis auf die Gewebedichte: Je höher die Zahlen, desto dichter ist meistens der Stoff.

BINDUNG

Die Bindung hat auch einen Einfluss auf die Absorptionsfähigkeit. Je nachdem, wie sich die Fäden verflechten, liegen sie näher beieinander oder gar übereinander. Dies wiederum beeinflusst die Fadendichte, die Dicke und das Flächenmass des Stoffes.

MASSE

Je schwerer der Stoff, also je mehr Flächengewicht, desto mehr Schall wird absorbiert. Deshalb ist es von Vorteil, wenn die Stoffe doppellagig sind. Auch dreidimensionale Stoffe, also Stoffe mit eingearbeiteten Falten weisen mehr Masse auf.

MATERIALIEN

Um Schall zu absorbieren sind diverse textile Fasern geeignet, die im Stoff zusammenhängende, offenporige Zellen bilden. Deshalb werden andere Eigenschaften höher gewichtet bei der Wahl des Materials. Bevorzugte Materialien sind: 

• ästhetisch und lichtecht 
• ökologisch und nachhaltig 
• schwer entflammbar 
• pflegeleicht 
• feuchtigkeitsregulierend 
• beständig

ÄSTHETIK

Neben der akustischen Funktion bieten Stoffe zusätzlich grosses gestalterisches Potential. Mit Stoffen werden Aussenflächen von Absorbern ästhetisch aufgewertet: unterschiedlichste Farben, Strukturen, Muster und Materialien können dem Raumkontext angepasst werden. 

Zu beachten ist einzig, dass der Strömungswiderstand des Textils gleich gross oder geringer ist als jener des Kerns.

Fazit: 

Ob ein Stoff akustisch wirksam ist, kann auch vom Laien rasch überprüft werden – mit dem Blas-Test und dem Flächengewicht.

6. WO KÖNNEN AKUSTIKSTOFFE VERWENDET WERDEN?

VORHÄNGE

Vorhänge sind Klassiker in der Raumakustik. Sie bedecken grosse Flächen im Raum und können viel mittel- bis hochfrequenten Schall absorbieren. Sie sind sehr effizient, vor allem wenn der Stoff schwer und blickdicht ist. Aber auch leichte, transparente Gardinen sind wirksam, müssen jedoch mit Falten oder doppellagig aufgehängt und mit 10 – 15cm Abstand zur Wand montiert werden. 

Vorhänge können den aktuellen akustischen Bedürfnissen angepasst werden – gezogen wirken sie schallabsorbierend, zurückgezogen reflektiert der Schall an der schallharten Oberfläche, die der Vorhang freigibt.

TEPPICHE

Teppiche werden leider meistens direkt auf schallharten Oberflächen montiert und absorbieren deshalb nur wenig hochfrequenten Schall. Ihr akustischer Beitrag leisten sie vor allem, weil sie Geräusche beim Gehen und Stühlerücken verhindern.

POLSTERMÖBEL UND SITZHOCKER

Ebenfalls wirksame Anwendungen sind Möbel mit Textilbezügen. Sie leisten einen grossen Beitrag zur Raumakustik, vor allem wenn auch der Inhalt aus porösem Material besteht oder ein Hohlraum als Resonator genutzt wird.

STELLWÄNDE UND WANDABSORBER

Wie schon erwähnt, können poröse Absorber ästhetisch und themenspezifisch in den Raumkontext eingefügt und gestaltet werden.

Fazit: 

Textilien sind in der Raumakustik unverzichtbar: sie sind akustisch hochwirksam, ästhetisch top, erzeugen haptische Wärme und sind vielseitig verwendbar.

7. TOP ODER FLOP? DIE MONTAGE BESTIMMT’S!

WIE MACHT MAN ES RICHTIG?

Schallabsorber können falsch montiert werden. Sie sind dann nicht nur nutzlos, sondern sie können die Raumakustik sogar verschlechtern! 

Die korrekte Montage von schallwirksamen Elementen trägt entscheidend zum Erfolg bei. 

Ganz allgemein gilt: 

• Absorber sollen nah bei der Schallquelle installiert werden
• Zwischen Absorber und Schallquelle sollte möglichst direkter Sichtkontakt bestehen 
• Absorber sollten im Raum gleichmässig verteilt sein 
• Einzelobjekte sind günstig, vor allem wenn sie freihängend montiert werden. Der Kanteneffekt kommt voll zum Tragen und verstärkt die Absorption

DIE RICHTIGE POSITION IM RAUM FINDEN

Die Raumgeometrie und die Position der Schallquelle sind fundamental. 

In Flachräumen ist es sinnvoll, Deckenabsorber zu installieren, denn die Wände sind zu weit von der Schallquelle entfernt. In hohen Räumen helfen Wandabsorber und von der Decke freihängende Elemente. 

Im länglichen Klassenraum können Deckenreflektionen erwünscht sein. So verstehen auch Schüler in der hintersten Reihe, was der Lehrer spricht. Bei der Rückwand hingegen ist es günstig, Absorber anzubringen und Reflektionen zu vermeiden.

ABSTÄNDE ZUR RÜCKWAND VERBESSERN DIE WIRKSAMKEIT

Vorhänge, Wand- und Deckenabsorber sollten immer mit Abstand zur Wand montiert werden. Grössere Abstände helfen, auch tiefere Frequenzen zu erreichen. Poröse Elemente absorbieren den Schall am besten, wenn die Geschwindigkeit der Luftpartikel hoch ist. Direkt an der Wand beträgt sie gleich null, deshalb ist ein möglichst grosser Abstand erforderlich. 

Die Erhöhung des Abstandes kann auch als Trick verwendet werden, um die Dicke der Absorber bei gleichbleibender Effizienz zu verringern.

Fazit: 

Nur mit korrekter Montage von Akustikelementen wird das Potential voll ausgeschöpft.

8. UND DIE EIERKARTONS?

Was haben wir nun gelernt? Schall wird effizient absorbiert, wenn 

• Luft in hoher Geschwindigkeit dickes, poröses Material durchdringt 
• Platten oder Membrane vor ummantelten Hohlräumen schwingen 
• Die Elemente mit Abstand und an günstiger Position im Raum montiert werden

Eierkartons sind zwar porös, aber sehr dünn. Der Hohlraum ist nicht luftdicht abgeschlossen, die Fläche und das Gewicht gering. Als Absorber sind sie deshalb ungeeignet. 

Als Diffusoren hingegen können sie durch ihre strukturierte Oberfläche störende Reflexionen und Flatterechos im Hochfrequenzbereich reduzieren.

Fazit: 

Wenig Absorption und ästhetisch eine Katastrophe? Sicher nicht die ideale Lösung!

Bisher haben wir die Absorber kennengelernt, nun stossen wir auf neue Kapitel der Raumakustik: Diffusoren und Reflektoren. 

Doch jetzt schwirrt der Kopf – lassen wir‘s gut sein für heute!

9. QUELLEN

• Nocke Christian, 2019: Raumakustik im Alltag, 2. Auflage, Stuttgart, Fraunhofer IRB Verlag 
• Adams Tyler, 2016: Sound Materials, 1. Auflage, London, Frame Publishers 
• Empa, 2020: Forschungsbericht Empa-Nr. 5211.01.01668.100.01, «Optimierung und Charakterisierung von schallabsorbierenden Textilunikaten», 
• Lärmorama, http://www.laermorama.ch/index.html, Stand Ende 2004 
• Akustik Buch, Vortrag «Grundlagen der Raumakustik für Architekten und Raumgestalter», https://www.akustikbuch.at/assets/akustik_buch_blaha_pr%C3%A4sentation_brielmaier_2018-02- 22.pdf , Februar 2018
• Gespräche mit Eggenschwiler Kurt, Pachale Urs, Empa Dübendorf

Für weitere Informationen: