Absorbierende Materialien in der Raumakustik
Absorbierende Materialien wandeln einen Teil der auftreffenden Schallenergie in Wärme um. Welcher Anteil aufgenommen wird und in welchem Frequenzbereich, hängt stark vom Aufbau ab. Drei Wirkprinzipien lassen sich unterscheiden.
1. Poröse Absorber
Poröse Materialien wie Mineralwolle, offenzellige Schaumstoffe oder textile Aufbauten besitzen viele miteinander verbundene Hohlräume. Schallwellen versetzen die Luft in diesen Poren in Bewegung; durch Reibung an den Faser- oder Porenwänden wird Bewegungsenergie in Wärme umgesetzt.
Poröse Absorber wirken vor allem im mittleren und hohen Frequenzbereich. Ihre Wirkung im Bassbereich nimmt zu, wenn die Materialschicht dicker ist oder mit Abstand zur harten Wand montiert wird, weil dort die Luftbewegung der tiefen Töne größer ist.
2. Plattenschwinger (Membranabsorber)
Ein Plattenschwinger besteht aus einer biegeweichen Platte vor einem geschlossenen Luftvolumen. Die Platte wird durch den Schalldruck zu Schwingungen angeregt; die dabei auftretenden inneren Verluste entziehen dem Schallfeld Energie. Solche Aufbauten sind auf einen engeren, eher tiefen Frequenzbereich abgestimmt.
Helmholtz-Resonatoren
Eine verwandte Bauform ist der Helmholtz-Resonator: ein Hohlraum mit einer Öffnung, in dem die Luft wie eine Feder-Masse-Einheit schwingt. Perforierte oder geschlitzte Platten vor einem Hohlraum nutzen dieses Prinzip und lassen sich auf bestimmte Frequenzen abstimmen.
Vergleich der Wirkprinzipien
- PorösBreitbandige Wirkung, Schwerpunkt bei mittleren bis hohen Frequenzen.
- PlattenschwingerSchmalbandige Wirkung im tiefen Bereich, abhängig von Masse und Luftvolumen.
- ResonatorAuf einzelne Frequenzen abstimmbar über Öffnung und Hohlraumvolumen.
Der Absorptionsgrad
Die Wirkung eines Materials wird über den Schallabsorptionsgrad beschrieben. Er gibt das Verhältnis der absorbierten zur auftreffenden Schallenergie an und liegt zwischen 0 und 1. Da der Wert frequenzabhängig ist, wird er üblicherweise für mehrere Frequenzbänder angegeben statt als einzelne Zahl.
Ein hoher Absorptionsgrad bei hohen Frequenzen sagt wenig über das Verhalten im Bassbereich aus – beide werden getrennt betrachtet.
Hinweis zur Anwendung
Welche Materialkombination in einem konkreten Raum sinnvoll ist, hängt von der Nutzung, der Geometrie und den bereits vorhandenen Oberflächen ab. Eine belastbare Aussage setzt eine messtechnische Betrachtung voraus. Eine begriffliche Einordnung bietet der Überblicksartikel zur Schallabsorption.