Raumakustik

Das Experiment

Kaum etwas prägt den Höreindruck so stark wie die Raumakustik. Wir erklären die Hintergründe und zeigen Lösungsvorschläge für Probleme auf. Andreas Kunz

Karl Kunstkopf (Name geändert) ist mit dem Klang seiner Kette unzufrieden. Zunächst versucht er seine Anlage zu tunen, tauscht Kabel aus, die Netzleiste und das Rack. Als dies nicht zum Erfolg führt, investiert er einen vierstelligen Betrag in neue Boxen. Mit frustrierendem Ergebnis, denn immer noch klingt es diffus, wummern die Bässe und beißen die Höhen. Nicht wenige HiFi-Fans erleiden Ähnliches und verabschieden sich schließlich frustriert von dem geliebten Hobby. Und dies, obwohl die Lösung der Probleme auf der Hand liegt: Wenn eine hochwertige Anlage schlecht spielt, dann ist fast immer die Raumakustik schuld.
Doch obwohl sich der Raum viel drastischer auf den Höreindruck auswirkt als zum Beispiel Kabel oder Netzleisten, wird dieses Thema von vielen HiFi-Fans immer noch maßlos unterschätzt. Dabei liegt der Gedanke eigentlich nahe, schließlich hat jeder Raum seine eigene Charakteristik. Zwar sind hochwertige Boxen, Amps und Player (annähernd) linear abgestimmt, aber auf dem Weg von den Lautsprechern zum Hörer werden die Schallwellen durch den Raum beeinflusst, werden reflektiert, verstärkt oder abgeschwächt.
Doch wie erschafft man eine günstige Raumakustik? Um dies zu demonstrieren, starten wir zunächst bewusst unter schlechten Bedingungen, die wir dann Schritt für Schritt verbessern. Ausgangspunkt für unser Experiment ist die Situation unmittelbar nach einem Umzug oder einer Renovierung. Der rechteckige, 28 Quadratmeter bzw. knapp 72 Kubikmeter große Raum ist praktisch leer. Als Testanlage haben wir eine gute Mittelklasse-Kette zusammengestellt, bestehend aus der CD-Player-/Vollverstärker-Kombi „M3 SCD/M5 SI“ von Musical Fidelity und zwei Canton Vento 896-Boxen.

Eine Situation wie nach einem Umzug: Der Raum ist leer. Akustisch wirkt sich dies höchst problematisch aus. 

Als erstes Hörbeispiel wählen wir Rodrigo Y Gabrielas Version des Rock-Klassikers „Stairway To Heaven“ für zwei Akustikgitarren: Unter guten Hörverhältnissen eine Musik, die einen mitreißt. Doch hier wirkt sie unangenehm grell, vor allem die hohen Töne beißen regelrecht, sodass die dramatische Steigerung gegen Ende zu einer regelrechten Tortur wird. Nein, statt als „Himmelstreppe“ entpuppt sich dieses „Stairway To Heaven“ eher als ein Schotterweg in die Hölle. Kaum besser wirkt Dave Brubecks Jazz-Standard „Take Five“. Saxofonist Paul Desmond scheint in einer gekachelten Toilette zu spielen, so viel Hall war selten. Bass und Klavier tönen mulmig, und die Rhythmusfigur, die Drummer Joe Morello auf dem Becken zelebriert, knallt viel zu stark. Auch Franz Liszts „Ungarische Rhapsodie Nr. 2“ im Dirigat des legendären Leopold Stokowski zündet nicht, die rassigen „Zigeunermelodien“ scheinen in den Schluchten Transsilvaniens zu versumpfen, als derart breiig entpuppt sich der Sound des Orchesters. Zudem haben die Streicher in den hohen Lagen etwas Schneidendes. Geradezu körperlich unangenehm wirkt AC/DCs Hard­rock-Hymne „Back In Black“: Während die Bässe dröhnen, peitschen krakeelende Stimmen und Gitarren die Trommelfelle: scheußlich wie ein Tinnitus.

 

Damit haben wir gehört

Die nach Messung der Raumakustik erstellte Grafik bestätigt den gruseligen Eindruck: Vier Gipfel bei 45, 67, 90, und 114 Hz stehen für Raummoden mit rund 10 Dezibel mehr Pegel als im Mittel- und Hochtonbereich. Was bedeutet, dass diese Basstöne als doppelt so laut empfunden werden, wobei sie sich als unangenehmes Wummern bemerkbar machen. Als ein weiterer störender Faktor erweist sich lange Nachhallzeit, die bei 64 Hz eine volle Sekunde beträgt und das Klangbild mulmig-diffus werden lässt – als angenehm bei einem Raum dieser Größe gelten 0,4 bis 0,6 Sekunden.
Auch im Mittel- und vor allem Hochtonbereich wirken sich die Nachhallzeiten nachteilig aus. Hier sind die Wellen zwar deutlich kürzer, sodass sie nicht zwischen den Wänden „stehen“. Wenn aber Direktschall zu stark von Reflexionen überlagert wird, verfärben sich Instrumente und Stimmen. Im schlimmsten Fall wird das Klangbild regelrecht scharf, was auf Flatterechos zurückzuführen ist. Die entstehen, wenn Schallwellen mehrfach zwischen Wänden hin- und hergeworfen werden.

Situation 1 (leerer Raum/schlechte Boxenaufstellung): Vier Gipfel bei 45, 67, 90, und 114 Hz (Pfeile) stehen für Raummoden mit rund 10 Dezibel mehr Pegel als im Mittel-/Hochtonbereich ab zirka 300 Hz. Extreme zwei Sekunden beträgt die Nachhallzeit bei 1,2 kHz (weiße Linie).

 

So weit, so schlecht. Um die Feinde einer guten Raumakustik – Raummoden, frühe Reflexionenund zu lange Nachhallzeiten – in den Griff zu bekommen, helfen zwei Waffen: Absorption und Diffusion. Ohne Absorption (Dämpfung) würde ein einmal ausgesandter Schall theoretisch unendlich lange im Raum umherwandern.

Als „stehende Wellen“ verursachen Raummoden im Bassbereich ein unangenehmes Dröhnen.

Sind die Wellenlängen viel kleiner als die Abmessungen des Raumes, wird Schall, der sich vom Lautsprecher ausbreitet, entweder geschluckt oder (wie im Bild links) reflektiert. Frühe Reflexionen treffen im Anschluss an den Direktschall beim Zuhörer ein und können so den Klang verfärben

Zunächst konzentrieren wir uns auf den Hochtonbereich, denn der Parkettboden, die Fenster und Rigips-Wände reflektieren die hohen Schallanteile teils sehr hart. Da hohe Frequenzen kurz sind, eignen sich zur Dämpfung Materialien mit feinporigen Strukturen, in unserem Fall dient diesem Zweck ein Sofa sowie ein verdichteter, hochfloriger Teppich, der zwischen Boxen und Hörplatz platziert die ersten Reflexionen dämpft.
Ähnlich wichtig ist Diffusion, denn diffus gestreut besteht der Nachhall nicht aus einzelnen, scharfen Reflexionen, sondern aus sehr vielen, die gleichmäßig in ihrer Intensität abnehmen. Mit anderen Worten: „Schlechte“ Schallanteile werden „unschädlich“ gemacht, indem sie von diffusen Reflektoren in möglichst viele kleine Anteile zerlegt und in verschiedene Richtungen gestreut werden. Im Hinblick auf ein einheitlich durchmischtes Klangbild verwenden wir ein Regal, in dem die Bücher bewusst „schlampig“ einsortiert werden, denn ungleichmäßige Kanten fördern diesen Effekt; in geringem Maße wirken auch Zimmerpflanzen diffus – je großblättriger, umso eher.

Möbliert klingt der Raum besser, aber Boxen sollte man nicht direkt an der Wand platzieren.

 

Ein riesiger Fortschritt

Hilft dies etwas? Ja! Zwar verursachen die Blechbläser bei der „Ungarischen Rhapsodie 2“ sowie Bass und Bassdrum bei „Back In Black“ weiter große Probleme. Dafür sirrt das Schlagzeugbecken bei „Take Five“ nicht mehr ganz so aufdringlich, wie überhaupt der Mittel- und Hochtonbereich deutlich angenehmer tönt. Die Messung belegt den Grund: Betrug die Nachhallzeit bei 1,2 kHz im leeren Raum unglaubliche zwei Sekunden, so ist sie durch die Möblierung auf 0,8 Sekunden gesunken – ein riesiger Fortschritt im Hinblick auf ein angenehmeres Klangbild.
 

Situation 2 (möblierter Raum/schlechte Boxenaufstellung): Bei der Problemfrequenz 1,2 kHz ist die Nachhallzeit auf 0,8 Sekunden gesunken (weiße Linie), aber der Bassbereich (Rechteck) macht weiter Probleme.

 

Aber da lässt sich noch mehr rausholen! Zumal wir bisher bei der Aufstellung der Lautsprecher gegen bekannte HiFi-Regeln verstoßen haben. So hatten wir die beiden Canton Vero 896 viel zu wandnah in den Raumecken platziert. Weil sich der Bass dort staut, kommt es zu Überhöhungen, was die unteren Lagen aufbläht und verschmiert. Da die Boxen zu weit auseinander standen, hatte zudem die Ortbarkeit von Stimmen und Instrumenten gelitten. Diese beiden Punkte korrigieren wir und winkeln die Cantons zudem im Sinne eines weiteren Klangpanoramas weniger stark ein. Außerdem stellen wir jeweils drei Aluminium-Zylinder der Firma Acapella unter jede der Boxen: Durch diese Maßnahme übertragen sich deutlich weniger Bassvibrationen auf den Boden.

Die Boxenfüße von Acapella verhindern, dass sich zu viele Vibrationen von den Boxen in den Boden übertragen

 

Das Messdiagramm ist vielversprechend: War vorher der gesamte Bassbereich unterhalb von 140 Hz problematisch, gibt es jetzt nur noch einen großen Hubbel bei 44 Hz. Auch die Nachhallzeit bei 64 Hz ist leicht zurückgegangen (von 0,9 auf 0,8 Sekunden). Dass wir uns dafür bei 157 Hz eine Erhöhung eingehandelt haben, die vorher nicht da war, ist zu verkraften. In der Tat ist der Effekt der Absorption und Diffusion frappierend. „Take Five“ wirkt deutlich transparenter, was auch für die „Ungarische Rhapsodie 2“ gilt, auch wenn der Sound im Orchestertutti weiterhin verschmiert; selbst „Back In Black“ tönt jetzt straffer und weniger giftig-scharf. Zum ersten Mal haben wir eine Hörkonstellation, die erträglich bis akzeptabel ist. Und das mit geringem Aufwand: Was eine richtige Lautsprecheraufstellung bewirken kann!

Situation 3 (möblierter Raum/günstige Boxenaufstellung): War vorher der gesamte Bassbereich unterhalb von 140 Hz problematisch, so gibt es dort jetzt nur noch eine ausgeprägte Raummode bei 44 Hz (linker Pfeil) sowie eine kleinere im Grundtonbereich bei 157 Hz (rechter Pfeil).

 

In Wohnzimmern oder Hörräumen neigt man üblicherweise dazu, die Lautsprecher an der schmaleren Wand zu platzieren. Allerdings waren wir deshalb in unserem 6,50 mal 4,30 Meter großen Raum gezwungen, das Sofa als Hörplatz fast in die Raummitte zu stellen. Bei einer Platzierung an der der Anlage entgegengesetzten Wand wäre der Abstand zu den Lautsprechern viel zu groß gewesen. Zu viele Reflexionen hätten dann den Direktschallanteil überlagert, was starke Einbußen bei Definition und Ortbarkeit des Höreindrucks zur Folge gehabt hätte. Insofern ist es uns einen Versuch wert, die Lautsprecher stattdessen von der langen auf die lange Seite des Raumes spielen zu lassen.

 

Klingt es unbefriedigend, kann es ich lohnen, die Aufstellung um 90 Grad zu drehen oder gar eine diagonale Variante zu probieren.

Die Boxenaufstellung beginnt mit der Suche nach dem optimalen Abstand zur Rückwand, um Bassüberhöhungen zu vermeiden. Homogenität erreicht man durch den Abstand der Boxen zueinander, während sich durch Einwinkelung Tiefenstaffelung und der Fokus verändern.

Immerhin hat unser Experiment, die Abhörsituation um 90 Grad zu drehen, gezeigt, wie stark man mit vergleichbar geringem Aufwand die eigene Raumakustik verändern kann, und von der ersten Anfangssituation im leeren Raum bis hin zu Schritt 3 – gute Boxenplatzierung kombiniert mit wohnlichem Ambiente –  hat sich die Situation ja ohne jede Einschränkung verbessert. Das unterstreicht einmal mehr, dass spartanische Räume in der Regel einer guten Akustik abträglich sind, während Teppich, Bücherregal, Sofa etc. nicht nur für eine angenehme Wohnatmosphäre, sondern zudem für größeren HiFi-Genuss sorgen. Nur sehr „plüschige“ Wohnräume wären dem wegen zu starker Dämpfung abträglich.
Dennoch sind wir von einer optimalen Akustik noch ein ganzes Stück entfernt – vor allem, was den Bassbereich betrifft. Da hier Möbel nur bedingt helfen, lohnt es sich dafür mit professionellen Raumakustik-Elementen zu experimentieren.

Eine interessante Option: Anlage und Hörplatz im Raum um 90 Grad drehen.

 

Materialkunde – Was bewirkt was in Sachen Akustik? 

Böden

  • Parkett: Hart reflektierend
  • Teppich: Schluckt hohe Frequenzen
  • Fliesen: Sehr hart reflektierend, hohe Nachhallzeit in gekachelten Räumen
  • Linoleum: Reflektierend für tiefe und mittlere Frequenzen
  • Estrich: Reflektierend für tiefe und mittlere Frequenzen

Wände/Decke

  • Beton, Kalksand- und Ziegelstein: Reflektierend für tiefe und mittlere Frequenzen, je nach Grad der Porosität Höhenschlucker
  • Rigips: Reflektierend für hohe Frequenzen, mit Luftspalt dahinter Absorber für tiefe Frequenzen
  • Putz: Hart reflektierend für tiefe bis mittelhohe Frequenzen, abhängig von der Porosität des Finishs
  • Holzverkleidungen: Reflektierend für hohe Frequenzen, mit Luftspalt dahinter Absorber für tiefe Frequenzen
  • Raufasertapete mit Mauerwerk: Reflektierend für tiefe und mittelhohe Frequenzen, je nach Grad der Porosität Höhenschlucker
  • Fenster: Reflektierend für hohe Frequenzen, Absorber für tiefe Frequenzen

Möbel

  • Schränke: Tiefenschlucker
  • Regale: Diffusoren
  • Sitzmöbel: Höhenschlucker, abhängig vom Grad der Porosität
  • Tische: Reflektoren
  • Betten: Höhenschlucker
  • Stoffe (Wolle etc.): Höhenschlucker

Sonstiges

  • Gardinen: Höhenschlucker
  • Pflanzen: Höhenschlucker und Diffusoren
  • Wandteppich: Mitten- und Höhenschlucker, je nach Wandabstand

STEREO-Messtechniker Uli Apel (rechts) präsentiert Redakteur Andreas Kunz die Ergebnisse der Raumakustik-Messungen.

Tipps zur Verbesserung der Raumakustik

Wählen Sie Ihren Raum klug aus

Quadratische oder gar würfelförmige Räume sind in der Regel problematisch, da durch gleich lange Raumkanten Moden („Dröhnen“ im Bass) verstärkt werden. Basspotente Lautsprecher spielen in kleinen Räumen meist schlecht, denn die langen Basswellen benötigen Platz. In besonders großen Räumen hingegen kann der Direktschall unter Umständen zu stark von Reflexionen überlagert werden, gerade wenn der Abstand der Boxen zum Hörplatz zu groß ist.

Misstrauen Sie Design-Zimmern

Spartanisch eingerichtete Räume mit Fliesen und glatten Flächen aus Aluminium und Glas sind akustisch meist problematisch. Mit Möbeln und Schall schluckenden bzw. streuenden Gegenständen an Boden/Decke und Wänden klingt es besser. 

Dämpfen Sie Reflexionen 

Um die ersten Reflexionen des Bodens im Hochtonbereich abzuschwächen, sollte man zwischen Boxen und Hörplatz einen Teppich legen. Falls zu starke Reflexionen im Hochtonbereich auftreten, lassen sich diese durch Wandteppiche bzw. Vorhänge oder Gardinen vor Fensterflächen dämpfen.

Bekommen Sie die Bässe in den Griff

Mehr Probleme als der Hochton- macht in der Regel der Bassbereich. Um die energiereichen tiefen Wellen zu dämpfen, bedarf es großvolumiger Absorber wie geschlossener Schränke oder Raumakustikelemente. Gerade die akustisch besonders problematischen Raumecken, wo mehrere den Druck erhöhende Kanten aufeinanderstoßen, sollten entschärft werden.

Chaos sorgt für guten Klang 

Unregelmäßige Oberflächen und Kanten verbessern die Diffusion. Bei der Bestückung von CD-, Platten- und Buchregalen sollte man also homogene Abschlusskanten vermeiden. Großblättrige Grünpflanzen und Raufaser (statt glatter Plastiktapete) unterstützen diesen Effekt. 

Suchen Sie den richtigen Hörplatz

Zu nah an den Boxen zerfällt das Klangbild, zu weit weg kann die Differenzierung aufgrund überlagernder Reflexionen leiden. In einem rechteckigen Raum ist es unter Umständen günstig, die Lautsprecher von der langen auf die lange Seite spielen zu lassen. 

Rücken Sie die Boxen zurecht

Da die meisten Lautsprecherboxen durch Bass­reflexöffnungen auch nach hinten abstrahlen, sollte man sie in der Regel von der Wand abrücken, um Bassüberhöhungen zu vermeiden. Experimentieren Sie mit dem Abstand der Lautsprecher zueinander und deren Einwinkelung.

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