Nachhall

Historisch konnte die Nachhallzeit nur mit einem Pegelschreiber gemessen werden (einem Plotgerät, das den Geräuschpegel gegen die Zeit auf einem Band aus sich bewegendem Papier darstellt). Ein lautes Geräusch wird erzeugt, und wenn der Ton absterbt, zeigt die Spur auf dem Pegelschreiber eine deutliche Steigung. Die Analyse dieser Steigung zeigt die gemessene Nachhallzeit., Einige moderne digitale Schallpegelmesser können diese Analyse automatisch durchführen.

Zur Messung der Hallzeit existieren mehrere Methoden. Ein Impuls kann gemessen werden, indem ein ausreichend lautes Geräusch erzeugt wird (das einen definierten Grenzpunkt haben muss). Impulsgeräuschquellen wie ein leerer Pistolenschuss oder ein Ballonstoß können verwendet werden, um die Impulsantwort eines Raums zu messen.

Alternativ kann ein zufälliges Rauschsignal wie rosa Rauschen oder weißes Rauschen über einen Lautsprecher erzeugt und dann ausgeschaltet werden., Dies wird als unterbrochene Methode bezeichnet, und das gemessene Ergebnis wird als unterbrochene Antwort bezeichnet.

Ein Zwei-Port-Messsystem kann auch verwendet werden, um in einen Raum eingeführtes Rauschen zu messen und mit dem zu vergleichen, was anschließend im Raum gemessen wird. Betrachten Sie den Ton, der von einem Lautsprecher in einen Raum wiedergegeben wird. Eine Aufnahme des Tons im Raum kann gemacht und mit dem verglichen werden, was an den Lautsprecher gesendet wurde. Die beiden Signale können mathematisch verglichen werden. Dieses Zwei-Port-Messsystem verwendet eine Fourier-Transformation, um die Impulsantwort des Raums mathematisch abzuleiten., Aus der Impulsantwort kann die Nachhallzeit berechnet werden. Durch die Verwendung eines Zwei-Port-Systems kann die Nachhallzeit mit anderen Signalen als lauten Impulsen gemessen werden. Musik oder Aufnahmen anderer Sounds können verwendet werden. Dadurch können Messungen in einem Raum durchgeführt werden, nachdem das Publikum anwesend ist.

Unter gewissen Einschränkungen können auch einfache Schallquellen wie Handclaps zur Messung des Nachhalls verwendet werden

Die Nachhallzeit wird üblicherweise als Abklingzeit angegeben und in Sekunden gemessen. Es kann eine Aussage über das bei der Messung verwendete Frequenzband geben oder auch nicht., Die Abklingzeit ist die Zeit, die das Signal benötigt, um 60 dB unter dem Originalton zu verringern. Es ist oft schwierig, genügend Schall in den Raum zu injizieren, um einen Zerfall von 60 dB zu messen, insbesondere bei niedrigeren Frequenzen. Wenn der Zerfall linear ist, reicht es aus, einen Abfall von 20 dB zu messen und die Zeit mit 3 oder einen Abfall von 30 dB zu multiplizieren und die Zeit mit 2 zu multiplizieren. Dies sind die sogenannten T20-und T30-Messmethoden.,

Die RT60-Nachhallzeitmessung ist in der Norm ISO 3382-1 für Leistungsräume, der Norm ISO 3382-2 für normale Räume und der Norm ISO 3382-3 für Großraumbüros sowie der Norm ASTM E2235 definiert.

Das Konzept der Nachhallzeit setzt implizit voraus, dass die Abklinggeschwindigkeit des Schalls exponentiell ist, so dass der Schallpegel regelmäßig mit einer Rate von so vielen dB pro Sekunde abnimmt. Dies ist in realen Räumen nicht häufig der Fall, abhängig von der Anordnung reflektierender, dispersiver und absorbierender Oberflächen., Darüber hinaus liefert die sukzessive Messung des Schallpegels oft sehr unterschiedliche Ergebnisse, da sich Phasenunterschiede im aufregenden Schall in besonders unterschiedlichen Schallwellen aufbauen. 1965 veröffentlichte Manfred R. Schroeder „A new method of Measuring Reverberation Time“ im Journal of the Acoustical Society of America. Er schlug vor, nicht die Kraft des Klangs, sondern die Energie durch Integration zu messen. Dies ermöglichte es, die Variation der Abklinggeschwindigkeit aufzuzeigen und Akustiker von der Notwendigkeit der Mittelung vieler Messungen zu befreien.,

Sabine equationEdit

Sabine ‚ s Nachhallzeit Gleichung wurde in den späten 1890er-Jahren in einer empirischen Mode. Er stellte eine Beziehung zwischen dem T60 eines Raumes, seinem Volumen und seiner Gesamtabsorption (in Sabinen) her. Dies ist gegeben durch die Gleichung:

T-60 = 24 ln ⁡ 10 1-c-20-V-S-a ≈ 0.1611 s m U s − 1 V S {\displaystyle T_{60}={\frac {24\ln 10^{1}}{c_{20}}}{\frac {V}{Sa}}\approx 0.1611\,\mathrm {s} \mathrm {m} ^{-1}{\frac {V}{Sa}}} .,

wobei c20 die Schallgeschwindigkeit im Raum ist (bei 20 °C), V das Raumvolumen in m3 ist, S die Gesamtoberfläche des Raumes in m2 ist, a der durchschnittliche Absorptionskoeffizient der Raumflächen ist und das Produkt Sa die Gesamtabsorption in Sabins ist.

Die Gesamtabsorption in Sabins (und damit die Nachhallzeit) ändert sich im Allgemeinen in Abhängigkeit von der Frequenz (die durch die akustischen Eigenschaften des Raums definiert wird). Die Gleichung berücksichtigt keine Raumform oder Verluste durch den durch die Luft wandernden Schall (wichtig in größeren Räumen)., Die meisten Räume absorbieren weniger Schallenergie in den unteren Frequenzbereichen, was zu längeren Hallzeiten bei niedrigeren Frequenzen führt.

Sabine kam zu dem Schluss, dass die Nachhallzeit von der Reflektivität des Schalls von verschiedenen in der Halle verfügbaren Oberflächen abhängt. Wenn die Reflexion kohärent ist, wird die Nachhallzeit der Halle länger sein; Der Klang wird mehr Zeit brauchen, um auszusterben.

Die Nachhallzeit RT60 und das Volumen V des Raumes haben großen Einfluss auf den kritischen Abstand dc (Bedingungsgleichung):

d c ≈ 0 . 057 ⋅ V R T-60 {\displaystyle d_{\mathrm {c} }\approx 0{.,}057\cdot {\sqrt {\frac {V}{RT_{60}}}}}

wobei der kritische Abstand dc {\displaystyle d_{c}} in Metern gemessen wird, das Volumen V {\displaystyle V} in m3 und die Nachhallzeit RT60 in Sekunden gemessen werden.

Absorptionskoeffizientedit

Der Absorptionskoeffizient eines Materials ist eine Zahl zwischen 0 und 1, die den Anteil des Schalls angibt, der von der Oberfläche absorbiert wird, verglichen mit dem Anteil, der in den Raum reflektiert wird. Ein großes, vollständig offenes Fenster würde keine Reflexion bieten, da jeder Ton, der es erreicht, direkt austreten würde und kein Ton reflektiert würde., Dies hätte einen Absorptionskoeffizienten von 1. Umgekehrt wäre eine dicke, glatt gestrichene Betondecke das akustische Äquivalent eines Spiegels und hätte einen Absorptionskoeffizienten sehr nahe bei 0.

Nachhall in der Musikkomposition und performanceEdit

Mehrere Komponisten nutzen den Nachhalleffekt als Hauptklangquelle, der eine vergleichbare Relevanz wie das Soloinstrument hat. Für Beispiel, Pauline Oliveros, Henrique Machado und viele andere., Um die Nachhalleigenschaften des Raumes zu nutzen, sollen die Komponisten die Klangreaktion dieses bestimmten Ambientes untersuchen und untersuchen, die die Entstehung des musikalischen Werks beeinflussen und inspirieren wird.