ISO 354 Akustik – Messung der Schallabsorption in einem Hallraum

Die Norm „ISO 354 Akustik – Messung der Schallabsorption in einem Hallraum“ der Internationalen Organisation für Normung (ISO) beschreibt ein Verfahren zur Messung des Schallabsorptionsgrads von akustischen Materialien, die als Wand- oder Deckenanwendungen in einem Hallraum verwendet werden, oder der äquivalenten Schallabsorptionsfläche von Objekten wie Möbeln, Personen oder Raumabsorbern. Dieses Verfahren ist nicht zur Messung der Absorptionseigenschaften schlecht gedämpfter Resonatoren vorgesehen. Die mit diesem Verfahren erzielten Ergebnisse können zu Vergleichszwecken und für Konstruktionsberechnungen hinsichtlich Raumakustik und Lärmschutz verwendet werden.

Die mittlere Nachhallzeit im Hallraum wird mit und ohne angebrachte Prüfprobe gemessen. Aus diesen Nachhallzeiten wird die äquivalente Schallabsorptionsfläche der Prüfprobe mithilfe der Sabine-Gleichung berechnet. Bei einer Prüfprobe, die eine Fläche gleichmäßig bedeckt (z. B. ein flacher Absorber oder eine bestimmte Anordnung von Prüfobjekten), ergibt sich diese durch Division des Schallabsorptionskoeffizienten durch die behandelte Oberfläche. Besteht die Prüfprobe aus mehreren identischen Objekten, wird die äquivalente Schallabsorptionsfläche eines einzelnen Objekts durch Division der Schallabsorptionsfläche durch die Anzahl der Objekte ermittelt.

Die Sabine-Gleichung ist eine in der Akustik verwendete Formel zur Berechnung der Nachhallzeit eines Raumes. Sie beschreibt die Zeit, die ein Schall benötigt, um nach dem Verstummen der Schallquelle um 60 Dezibel abzuklingen. Die Sabine-Gleichung ist von grundlegender Bedeutung für die Raumakustik und hilft bei der Gestaltung von Konferenzsälen, Konzertsälen und Studios für optimale Klangqualität. Sie ist am genauesten für Räume mit mäßiger Absorption (nicht stark reflektierend oder absorbierend).

Das Hallraumvolumen sollte mindestens 150 m³ betragen. Bei Neubauten wird ein Volumen von mindestens 200 m³ dringend empfohlen. Bei einem Raumvolumen von mehr als ca. 500 m³ ist aufgrund der Luftabsorption eine genaue Messung der hochfrequenten Schallabsorption unter Umständen nicht mehr möglich.

Die Form des Hallraums muss so beschaffen sein, dass die in der Norm festgelegten Anforderungen erfüllt werden. Um eine gleichmäßige Verteilung der Eigenfrequenzen, insbesondere in den Niederfrequenzbändern, zu erreichen, dürfen keine zwei Raumabmessungen im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen zueinander stehen. Das nachhallende Schallfeld im Raum muss ausreichend diffus sein. Unabhängig von der Raumform werden im Allgemeinen feste oder hängende Diffusoren oder rotierende Lamellen verwendet, um eine zufriedenstellende Diffusion zu erreichen. Die gemäß dieser Norm berechnete äquivalente Schallabsorptionsfläche eines leeren Raums, bestimmt in Terzbändern, darf die in der Tabelle angegebenen Werte nicht überschreiten. Die Grafik der äquivalenten Schallabsorptionsfläche des leeren Raums gegen die Frequenz sollte eine glatte Kurve sein und keine Senken oder Spitzen enthalten, die um mehr als 15 Prozent vom Durchschnitt der Werte in zwei benachbarten Terzbändern abweichen.

Die Prüffläche sollte zwischen 10 und 12 m² groß sein. Bei einem Raumvolumen von mehr als 200 m³ ist die Obergrenze der Prüffläche um den Faktor 2/3 zu erhöhen. Die gewählte Fläche richtet sich nach dem Raumvolumen und der Saugfähigkeit der Prüffläche. Je größer der Raum, desto größer sollte die Prüffläche sein. Bei Proben mit niedrigem Saugkoeffizienten ist die Obergrenze der Fläche zu wählen.

Der Prüfkörper sollte rechteckig sein und ein Breiten-Längen-Verhältnis zwischen 0,7 und 1 aufweisen. Er sollte so positioniert werden, dass kein Teil näher als 1 m an einer Raumkante liegt. Der Abstand sollte mindestens 0,75 m betragen. Die Kanten des Prüfkörpers sollten möglichst nicht parallel zur nächstgelegenen Raumkante verlaufen. Bei Bedarf können schwere Prüfkörper vertikal entlang der Raumwände montiert werden und direkt auf dem Boden aufliegen. In diesem Fall ist der Mindestabstand von 0,75 m nicht erforderlich.

Der Prüfling ist in einer der im Anhang der Norm (Anhang B) angegebenen Halterungen zu montieren, sofern nicht die entsprechenden Spezifikationen des Herstellers oder die Anwendungsdetails des Anwenders eine andere Halterung erfordern. Messungen der Nachhallzeit eines leeren Raumes sind ohne Rahmen und Seitenwände des Prüflings durchzuführen, mit Ausnahme der Barriere um die Halterung Typ J.

In der Installation vom Typ J sollten rechteckige Schallabsorptionspolster oder -deflektoren eingebaut werden, wie im Anhang der Norm (Anhang B) angegeben.

Einzelne Objekte (z. B. Stühle, freistehende Bildschirme oder Personen) sollten für die Tests so aufgestellt werden, wie sie in der Praxis üblich sind. Beispielsweise sollten Stühle oder freistehende Bildschirme auf dem Boden platziert werden, jedoch nicht näher als 1 m zu anderen Begrenzungen. Raumabsorber sollten mindestens 1 m von Begrenzungen oder Raumdiffusoren und mindestens 1 m von Mikrofonen entfernt installiert werden. Bürobildschirme sollten als einzelne Objekte installiert werden.

Eine Prüfprobe sollte aus einer ausreichenden Anzahl einzelner Objekte (in der Regel mindestens drei) bestehen, um eine messbare Änderung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche des Raumes von mehr als 1 m², aber nicht mehr als 12 m² zu bewirken. Bei einem Raumvolumen von mehr als 200 m³ sind diese Werte um den Faktor 2/3 zu erhöhen. Objekte, die normalerweise als einzelne Objekte behandelt werden, sind zufällig und im Abstand von mindestens 2 m anzuordnen. Besteht die Prüfprobe nur aus einem Objekt, ist dieses an mindestens drei Stellen im Abstand von mindestens 2 m zu prüfen und die Ergebnisse zu mitteln.

Änderungen der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit während einer Messung können die gemessene Nachhallzeit erheblich beeinflussen, insbesondere bei hohen Frequenzen und niedriger relativer Luftfeuchtigkeit. Diese Änderungen werden in ISO 9613-1 quantitativ beschrieben. Die Messungen sollten in einem leeren Raum und in dem Raum mit dem Prüfling durchgeführt werden. Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit sollten in etwa gleich sein, damit sich Anpassungen aufgrund der Luftabsorption nicht wesentlich unterscheiden. In allen Fällen sollte die relative Luftfeuchtigkeit in der Kammer mindestens 30 Prozent und höchstens 90 Prozent betragen und die Temperatur während der gesamten Prüfung mindestens 15 Grad Celsius betragen. Korrekturen für Änderungen der Luftabsorption sollten auf alle Messungen angewendet werden. Vor der Durchführung der Prüfungen sollte der Prüfling in der Kammer ein Gleichgewicht hinsichtlich Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit erreichen.

Diese Norm beschreibt zwei Methoden zur Messung von Verzerrungskurven: die Methode des unterbrochenen Rauschens und die Methode der integrierten Impulsantwort. Die mit der Methode des unterbrochenen Rauschens gemessene Verzerrungskurve ist das Ergebnis eines statistischen Prozesses. Um eine ausreichende Reproduzierbarkeit zu erreichen, ist es notwendig, mehrere an einem Mikrofon-/Lautsprecherstandort gemessene Verzerrungskurven oder Nachhallzeiten zu mitteln. Die integrierte Impulsantwort eines Raumes ist eine präzise Funktion und unterliegt keiner statistischen Drift, daher ist eine Mittelung nicht erforderlich. Allerdings erfordert sie eine komplexere Instrumentierung und Datenverarbeitung als die Methode des unterbrochenen Rauschens.

Kurz gesagt handelt es sich bei dieser Norm um eine wichtige internationale Norm, da sie die Methode zur Messung der Schallabsorption von Materialien im Hallraum definiert.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 354 Akustik – Messung der Schallabsorption in einer Echokammer“ an.