• Raummoden - Stehende-Wellen-Berechnung •

Berechnen der drei Raum-Moden
von Rechteck-Räumen

axial                          tangential                          oblique

Die axialen, tangentialen und obliquen Raum-Moden von rechteckigen gleichförmigen Räumen werden berechnet. Axiale Raum-Moden treffen auf zwei gegenüberliegende Oberflächen. Tangentiale Raum-Moden treffen auf vier Oberflächen und Oblique Raum-Moden schließen sechs Oberflächen übereck ein. Damit kann man die optimalen rechteckigen Raumabmessungen für Heimkinos, Abhörräume, Studios und Übungsräume finden. Die Verteilung der modalen Frequenzen soll möglichst gleichförmig sein.

Merke: Praktisch sind nur tiefe Frequenzen unterhalb von 300 Hz als Raum-Moden zu betrachten. Höhere modale Frequenzen verlieren an Bedeutung, denn ihre Störwirkung wird durch andere raumakustische Effekte überdeckt.

Theorie ist gut, aber es zeigt sich: Der leere Raum kann wunderbar berechnet werden, aber hinterher werfen das eingebrachte Mischpult, die Couch, die Schränke, die Racks und die Regale für die Effektgeräte die schönen Berechnungen über den Haufen. So ist eben die Praxis.

Um für einen Rechteckraum axiale, oblique und tangentiale Moden in ihrer Frequenz zu berechnen, verwenden wir folgende Formel:

Die Anzahl der Moden pro Frequenzbreite Δ f und erst Recht pro Frequenzintervall Δf / f nimmt mit steigender Frequenz zu. Probleme mit Inhomogenitäten durch im Spektrum klar getrennte Eigenschwingungen treten also vor allem in kleinen Räumen und niedrigen Frequenzen auf. Eigenschwingungen treten nicht nur in Rechteckräumen, sondern auch in schiefwinkligen Räumen auf. Sie können dort jedoch nicht mehr so einfach wie hier berechnet, sondern müssen durch numerische Verfahren ermittelt werden. Eine gleichmäßige Modenverteilung über die Frequenz lässt sich nur durch günstige Raumproportionen erreichen, insbesondere dürfen die Eigenfrequenzen verschiedener Raumdimensionen nicht zusammenfallen. Günstige Verteilungen ergeben sich für Proportionen (normiert auf die Höhe H = 1) wie: (H/B/L).

1  -  1.14  -  1.39  oder  1  -  1.28  -  1.54  oder  1  -  1.60  -  2.33

Besitzt die Luft keine unendliche Ausdehnung, sondern ist es beispielsweise durch Wände
begrenzt, werden auftreffende Schallwellen je nach Beschaffenheit der Begrenzungsfläche verschieden stark reflektiert. Die einfallende Schallwelle mit der Druckamplitude p_e trifft auf die Wand, ein Teil der Schallwellen wird reflektiert (p_r) und ein Teil wird absorbiert (p_a) bzw. transmittiert (p_t ) und in den jenseitigen Luftraum abgestrahlt. Zur Erfassung dieser Zusammenhänge dienen einige akustische Kennwerte. So beschreibt der Reflexionsfaktor r das Verhältnis von reflektierter zu einfallender und der Absorptionsfaktor α (Schallfeldgröße) das von absorbierter zu einfallender Druckamplitude.
Reflexionsfaktor r = p_r / p_e (Reflexionsgrad = I_r/I_e)
Absorptionsfaktor α = p_a / p_e (Absorptionsgrad = I_a/I_e)      I = p²

Esgibt keine (!) Raumkorrektur durch EQ-Einstellung.

Die Idee, Equalizer (Filter) im Lautsprecherweg zu verwenden, um störende Raumantworten zu verbessern, ist ein falscher Weg. In einigen Fällen kann EQ ein wenig helfen, um modale Spitzen bei sehr tiefen Frequenzen zu dämpfen. Aber die meisten Frequenzgangfehler sind in hohem Grade von der Abhörposition abhängig und ergeben Absenkungen bis zu 30 dB. Somit kann eine EQ-Korrektur im elektrischen Verstärkungsweg möglicherweise nur für einen einzigen kleinen spezifischen Ort im Raum nützlich sein; an anderen Orten ist das Ergebnis viel schlechter. Sogar ein Ort der nur 30 cm vom Messpunkt entfernt liegt, kann völlig anders klingen. Das EQ tut nichts für akustische Probleme des Raums, wie erste Reflexionen, Tonhöhenschwankungen, und Flutter-Echo, modales Klingeln usw.

Ein EQ erzeugt allein eine Lautsprecher-Frequenzgangkorrektur und keine Raumkorrektur!