Die Nachhallzeit eines Raumes ist ein wesentliches Kriterium für den Klang. Generell gilt: Je größer ein Raum ist und je schallhärter (also reflektiver) seine Flächen sind, desto länger benötigt ein Signal nach dem Abschalten, um zu verklingen.

Ist die Nachhallzeit zu lang, leidet besonders die Sprachverständlichkeit, auch musikalische Details können „verwaschen“ werden und gehen in der sog. Nachhallfahne unter. Ist die Nachhallzeit zu kurz, wirkt ein Raum leb- und kraftlos.

Der Nachhall entsteht dadurch, dass Schallwellen auf Wände, Decken, Böden, Möbel und andere Gegenstände treffen und dort zu einem Teil zurückgeworfen werden. Letztendlich wird die Energie des Luftschalls aber in Wärme umgesetzt. Und auch die Luft selbst trägt zur Dämpfung bei. 

In Regieräumen von Tonstudios sind meist 0,15 – 0,3 Sekunden als optimale Nachhallzeit erstrebenswert. In Aufnahmeräumen beträgt die Länge des Nachhalls selten über 0,5 Sekunden. Opernhäuser und Philharmonien besitzen oft zwischen 1,5 und 2 Sekunden. Der Kölner Dom besitzt über 12 Sekunden mittlere Nachhallzeit.

In den meisten Räumen lässt sich die Nachhallzeit messen. Im einfachsten Fall passiert das durch einen Impuls wie einen Schuss oder auch nur ein Händeklatschen. Die Nachhallzeit wird angegeben für die Zeitspanne, nach der der ursprüngliche Schalldruck nur noch ein Tausendstel beträgt. Dies entspricht 60 dB Abfall, weswegen die Nachhallzeit auch „RT60“ genannt wird (Release Time / 60 dB).

In vielen, besonders in größeren Räumen, ist die RT60 zu lang. Will man die Nachhallzeit verringern, kann dem Schall frühzeitig Energie entzogen werden, beispielsweise mit Absorbern. Die Praxis zeigt aber, dass die meisten Probleme in normalen Räumen nicht in der Länge des Nachhalls zu suchen sind, sondern eher im Bereich der Erstreflexionen und der Verteilung von Moden.

Lombard-Effect

Der Begriff Lombard-Effekt ist nicht so bekannt, den Effekt hat aber jeder selbst schon erlebt: Ein hoher Hintergrundgeräuschpegel führt dazu, dass sprechende Menschen die Lautstärke ihrer Stimme erhöhen, um besser verstanden zu werden. Sprechen mehrere Personen gleichzeitig, so schaukelt es sich zu einem immer höheren Schallpegel auf. In Büros ist das über die Länge eines ganzen Arbeitstags natürlich ein riesiges Problem.

Cocktailparty-Effekt

Der Cocktailparty-Effekt beschreibt die Fähigkeit des menschlichen Hörens, sich bei Anwesenheit mehrerer Schallquellen auf eine einzelne zu konzentrieren. Dabei werden Nebengeräusche und irrelevanter Schall unterdrückt. Das funktioniert zwar, ist aber für das Gehirn anstrengende Arbeit –und dauerhafter Stress ist schlecht für die Effizienz beim Arbeiten.

Die Kammfilterung kann man hören und auf Spektralmessgeräten erkennen. Der Frequenzgang hat regelmäßige Einbrüche, die an einen Kamm erinnern. Das entspricht der Definition des Kammfiltereffekts. Besonders am Hörort sollte man den Kammfiltereffekt vermeiden, denn er hat eine teilweise starke Färbung des Signals zur Folge. Es wirkt löchrig, indirekt und „phasig“.

Die Ursache des Kammfilterffekts: Wenn ein Audiosignal mit einem zeitverzögerten Signal vermischt wird, dann entstehen Interferenzen. Diese führen zu Auslöschungen, aber auch zu Überhöhungen. Der Schallumweg bestimmt die Lage der Löcher und Überhöhungen im Frequenzband. Und je geringer der Pegel des verzögerten Signals ist und je stärker es verändert wird, desto schwächer fällt der Kammfiltereffekt aus.

Der Bereich des Schalls, den wir hören können, wird in verschiedene Frequenzbänder unterteilt. Das kennt jeder: Bass, Mitten und Höhen. Luftschall ist bekanntlich eine Schwingung, die sich fortpflanzt. Die Geschwindigkeit, mit der sie schwingt, wird in Hertz gemessen (1 Hz = eine Schwingung pro Sekunde). Und je höher die Frequenz, desto höher erscheint uns ein Ton. 20 Hz sind absoluter Subbass, der nur von wenigen Instrumenten überhaupt generiert werden kann. Über 10 kHz gibt es keine Grundtöne mehr, nur Obertonstrukturen und Geräuschanteile.

Wichtig zu wissen: Unsere Wahrnehmung von Tonhöhe ist nicht linear, sondern logarithmisch. 200 Hz wirkt doppelt so hoch wie 100 Hz, aber auch 2000 Hz ist „nur“ doppelt so hoch wie 1000 Hz, obwohl es 1000 Hz statt 100 Hz Unterschied sind. Deswegen mag es verwundern, dass der Bassbereich nur bis etwa 200 Hz geht, der Mittenbereich von 200 Hz bis 2 kHz und ab 2 kHz der Höhenbereich bis 20 kHz.

Für die Musikproduktion werden meist andere Lautsprecher verwendet als zum Genusshören. Die Frage „Studiomonitore oder HiFi?“ lässt sich mit Blick auf einige Eigenschaften recht gut beantworten. Zunächst einmal sind heute fast alle Studiomonitore aktiv ausgeführt, besitzen also eingebaute Verstärker. HiFi-Speaker sind üblicherweise von der Verstärkung getrennt.

Studiomonitore haben andere Aufgaben zu erfüllen als HiFi-Speaker. Im Studio ist es wichtig, möglichst linear und mit breitem Frequenzgang Signale und Mischungen beurteilen zu können. Dabei werden im HiFi häufig Lautsprecher bevorzugt, die wohlklingend sind. Es soll gearbeitet werden, nicht genossen. Viele HiFi-Speaker übertreiben es bewusst mit dem Bass, decken aber den absoluten Subbass nicht mit ab und neigen zum „Schwimmen“. Genauso sind sie in den Höhen zwar kräftig, vernachlässigen aber etwas den Luftbereich kurz unter 20 kHz.

Ein akustisches Problem, das vor allem im Regieraum relevant ist, sind die ersten Schallreflexionen (ER, “Early Reflections”). Da sie erst einen Schallumweg über z. B. Seiten- und Rückwände nehmen, kommen sie verzögert beim Hörer an. Tragen die Reflexionen viel Energie in sich, sind sie bei großem Abstand deutlich als Echo wahrnehmbar. Häufiger überlagern sie sich jedoch mit dem Direktsignal und färben es. Man spricht hierbei auch vom Kammfiltereffekt. Dadurch kann selbst der beste Studiomonitor seine Fähigkeiten nicht ausspielen.

Bei der akustischen Behandlung eines Raumes geht es aber nicht darum, Schallreflexionen insgesamt zu verhindern. Ziel ist es, sie gezielt zu leiten und dadurch die genannten Probleme zu vermeiden.

Jeder kennt das „Knattern“ als Reaktion auf ein Händeklatschen in einem leeren, kleineren Raum. Das ist ein Beispiel für Flatterechos. Man kann als Flatterecho klar erkennbare, stakkato-artige Wiederholungen im Raum definieren, die deutlich aus dem diffusen Nachhall hervortreten. Flatterechos finden vor allem im mittleren und hohen Frequenzbereich statt. 

Wenn sich zwei schallharte Oberflächen parallel gegenüberstehen, dann kann Schall zwischen ihnen immer wieder hin- und hergeworfen werden, ohne schnell viel Energie zu verlieren. Diese Flächen müssen nicht Wände sein. Flatterechos treten auch zwischen Boden und Decke auf.

Kleine Abstände zwischen den Flächen führen demnach zu nah beieinander liegenden Wiederholungen. Besonders diese besitzen einen tonalen Charakter. Das ist besonders störend, sowohl im Regieraum als auch bei der Aufnahme.

Flatterechos messen kann man eigentlich nicht. Allerdings kann man anhand der Entfernung der beiden verursachenden Flächen über die Schallgeschwindigkeit die problematischsten Frequenzen berechnen. 

Um schon im Vorhinein Flatterechos zu vermeiden, werden vor allem Regieräume so geplant, dass es wenig oder sogar keine parallele Flächen gibt. So können sie sich gar nicht erst ausbilden. Oft ist das natürlich nicht möglich, weswegen man vorhandene Flatterechos beseitigen muss. 
Schall kann umgeleitet werden, allerdings sollte das großflächig passieren. Und wenn Verbesserungen an der Raumakustik gemacht werden, kombiniert man oft mehrere Probleme. Daher bieten sich Diffusion und Absorption an. Bei der Diffusion wird der auf eine Fläche treffende Schall recht gleichmäßig verteilt. Bei der Absorption wird ein Teil des Schalls “geschluckt”.

Architektonische Trends wie thermische Bauteilaktivierung oder große Bürolofts in ehemaligen Fabrikgebäuden stellen die raumakustische Planung an Büro-Arbeitsplätzen vor große Herausforderungen. Bei Neuplanungen kann man mit entsprechenden Maßnahmen viel erreichen. 

Wie kann man bestehende Büros akustisch optimieren? 

Schall breitet sich als Direktschall aus, also auf direktem Weg von Schallquelle zum Hörer. Die wichtigste Maßnahme zur Optimierung der Akustik im Büro ist daher die Unterbrechung des Direktschalls. Das geschieht durch möglichst hohe Schallschirme oder Trennwände.

Durch Reflexion, Beugung und Streuung breitet sich Schall in einem Raum ebenfalls aus. Reflexionen entstehen über Decken, Wände, Böden und Einrichtungsgegenstände. Das kann durch entsprechende Absorptionsflächen minimiert werden, die “Schall schlucken”. 

Typische Maßnahmen zur Optimierung der Raumakustik im Büro:

• Akustik-Trennwände zu Gängen/anderen Arbeitsbereichen (evt. raumhoch)
• Tisch-Absorber als Schreibtischaufsatz
• Deckensegel –möglichst dicht an der Schallquelle (über den Schreibtischen)
• Wandabsorber (z.B. als Akustikbilder) –ab 1,5 m² Fläche an den Reflexionspunkten der Wände
• Teppichboden (nur im hochfrequenten Bereich wirksam)