Raum-Schallpegel, Hallradius & Verstärkerleistung in Oktaven & Terzen berechnen

Hersteller geben den maximalen Schalldruck oft als Gesamt-Summenpegel oder bei 1 kHz im Freifeld an. In der raumakustischen Praxis greifen jedoch 3 gnadenlose Dämpfungsfaktoren gleichzeitig: Erstens teilt sich die Verstärkerleistung bei Rosa Rauschen gleichmäßig auf alle 24 Terzbänder auf (-13,8 dB pro Terz!). Zweitens haben kompakte Lautsprecher unter 250 Hz durch das begrenzte Gehäusevolumen einen um 8 bis 12 dB schlechteren Wirkungsgrad. Drittens führt die Raumabsorption zu einem Pegelabfall. Aus 115 dB auf dem Hochglanzprospekt werden im 125-Hz-Terzband am Messort oft nur noch 79 dB SPL!

Der Hallradius rH beschreibt die Entfernung, bei der Direktschall und Diffusfeld exakt gleich laut sind. Da reale Lautsprecher mit steigender Frequenz immer stärker bündeln (Q(f) steigt von 1 im Bass auf 8 bis 14 im Hochton) und Räume in den Höhen durch Polster und Teppiche stärker bedämpft sind als im Bass, ist der Hallradius bei 4.000 Hz oft zwei- bis dreimal so groß wie bei 125 Hz. ISO 3382-2 fordert für Nachhallzeitmessungen zwingend d >= 2 * rH – wer den Hallradius nur pauschal abschätzt, misst im Hochton unbeabsichtigt reinen Direktschall!

In der Raumecke (Achtelraum, Pi/2) wird der Schallenergiefluss durch 3 aufeinandertreffende schallharte Begrenzungsflächen (Boden und zwei Wände) gebündelt. Dies bewirkt bei tiefen Frequenzen (Wellenlänge groß gegenüber Wandabstand) einen physikalischen Pegelgewinn von bis zu +9 dB (Q_Mount = 8). Gleichzeitig regt eine Schallquelle in der Raumecke ausnahmslos alle Eigenmoden (axiale, tangentiale und diagonale Raummoden) optimal an, weil in den Raumecken für sämtliche Moden Druckmaxima vorliegen.

Der Schallleistungspegel Lw (in dB bezogen auf 1 Picowatt) ist die fundamentale, raumunabhängige akustische Emissions-Eigenschaft einer Schallquelle – vergleichbar mit der Watt-Angabe einer Glühbirne. Der Schalldruckpegel Lp (in dB SPL bezogen auf 20 µPa) ist die am Empfängerort messbare Immission – vergleichbar mit der Helligkeit (Lux) auf dem Schreibtisch. Lp hängt entscheidend vom Abstand r, der Raumabsorption A(f) und der Richtwirkung Q(f) ab.