Baubiologie und Umweltanalytik

Gute akustische Bedingungen in Innenräumen als Grundlage für Lebensqualität

Die Messung der Nachhallzeit zur Lärmkontrolle in Büroräumen, Schulen oder Kindertagesstätten ist von großer Bedeutung, um die akustische Umgebung für die Raumnutzer zu optimieren und deren Wohlbe-finden zu fördern. Eine angemessene Raumakustik trägt dazu bei, die Leistungsfähigkeit und Lebensqualität zu verbessern. Akustische Maßnahmen in Innenräumen als Folge der Lärmmessungen sollten sorgfältig geplant und umgesetzt werden.

Die Bedeutung der Nachhallzeit für Lernen und Arbeiten

Eine angemessene Nachhallzeit in Schulen und Kindergärten ist entscheidend für die Entwicklung der Sprach- und Kommunikationsfähigkeiten bei Kindern. Wenn die Nachhallzeit zu lang ist, können Geräusche und Worte verwaschen und undeutlich klingen, was es schwierig macht, Gesprochenes zu verstehen und zu lernen. Ist Nachhallzeit zu kurz, dann ist zu viel Lärm und Nachhall im Raum vorhanden, welcher die Aufmerksamkeit der Bewohner stören und das Lernen bzw. Arbeiten erschweren kann. Eine laute und unkontrollierte akustische Umgebung kann Stress bei Kindern und Erwachsenen verursachen. Kinder könnten zum Beispiel unruhig, unaufmerksam oder aggressiv werden, wenn sie in einer lauten Umgebung spielen und lernen müssen.

So wird die Nachhallzeit gemessen

Die Messung der Nachhallzeit erfolgt über die Analyse der Impulsantwort des Raumes. Zunächst wird ein kurzer Schallimpuls im Raum erzeugt, z.B. durch Platzen eines Luftballons oder durch Erzeugen von "Rosa Rauschen" mit Hilfe einer Schallquelle (Computer plus Lautsprecher). Anschließend wird die Zeit gemessen, wie lange es dauert, bis sich der Schallpegel um 60 Dezibel (dB) gegenüber dem Ausgangspegel verringert hat. Zusätzlich wird die Nachhallzeit frequenzselektiv gemessen.
In der Regel werden Messungen im Frequenzbereich von 63 Hertz (Hz) bis 4.000 Hz durchgeführt, da dies der Bereich ist, der für die menschliche Sprachverständlichkeit am wichtigsten ist. In Büroräumen werden gemäß ASR 3.7 jedoch nur vier Oktaven ab 250 Hz gemessen und bewertet. Die Messung sollte drei Mal wiederholt werden, um eine hinreichende Genauigkeit zu erhalten. Die Messergebnisse werden ausführlich dokumentiert. Dazu gehört die Art und Position der Schallquelle, der Standplatz der Mikrofone und die vorgefundenen Raumbedingungen.

Normen und Richtlinien zur Bestimmung der Nachhallzeit

In Deutschland gibt es spezifische Vorschriften und Richtlinien zur Lärmvermeidung in Innenräumen, die sicherstellen sollen, dass die akustische Umgebung gesundheitlich unbedenklich ist und besonders für Kinder förderlich für ihre Entwicklung ist. Die DIN-Norm 18041 legt die Anforderungen an die Raumakustik in kleinen bis mittelgroßen Räumen, einschließlich Kindertagesstätten, fest. Sie enthält Richtlinien zur Nachhallzeit, zur Minimierung von Schallreflexionen und zur Schalldämmung zwischen Räumen. Die Einhaltung dieser Norm ist in Deutschland obligatorisch und gewährleistet eine angemessene akustische Umgebung.
Die technische Regel für Arbeitsstätten (ASR A3.7) enthält weitere spezifische Anforderungen an die Raumakustik an Arbeitsstätten, zu denen auch Kindertagesstätten zählen. Sie ergänzt die DIN 18041 und legt beispielsweise Anforderungen für die Nachhallzeit und die Sprachverständlichkeit fest. Weiterhin sind gegebenenfalls Festlegungen in den Landesbauordnungen für Schallimmission und Schallschutz und die Technischen Baubestimmungen zu beachten, da in Deutschland die Bauvorschriften und Baubestimmungen Sache der Bundesländer sind.

Wirksame Maßnahmen zur Verringerung der Nachhallzeit

Zunächst kann man schallabsorbierenden Materialien wie Akustikschaumstoff, schallabsorbierenden Deckenplatten und schallabsorbierenden Wandpaneelen anbringen. Wichtig ist es, zunächst die großen Flächen zu belegen, um eine hohe Schalldämpfung zu erzielen. Teppiche und Vorhänge können ebenfalls eine Rolle spielen, indem sie den Schall absorbieren und die Reflexionen verringern wie die Verwendung von gepolsterten Möbeln oder vollständig gefüllte Bücherregale. In größeren Räumen können schalltren-nende Trennwände oder Vorhänge installiert werden, um den Raum in kleinere Abschnitte zu unterteilen und so die Gesamtnachhallzeit zu verringern.

Schalldämpfungswerte überschlägig mit der Sabin’schen Formel ermitteln

Die Sabin’sche Formel ist ein grundlegendes akustisches Prinzip zur Schätzung der Nachhallzeit in einem Raum. Sie wurde nach dem amerikanischen Physiker Wallace Clement Sabine benannt, der als "Vater der Architekturakustik" gilt und die Prinzipien der Raumakustik zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte.
Die Sabin’sche Formel für die Nachhallzeit ist: T60 = 0,163 * V / A wobei T60 ist Nachhallzeit ist, V entspricht dem Raumvolumen in Kubikmetern und A ist die gesamte Absorptionsfläche des Raumes. A kann in einzelne Abschnitte zerlegt werden, wobei jeweils individuelle Dämpfungseigenschaft der Materialen (= Absorptionskoeffizienten) im Oktavbereich berücksichtigt werden. Der Absorptionswert reicht von 0 (vollständig reflektierend bis 1 (vollständig absorbierend). Zum Beispiel hat Beton einen Absorptionswert von 0,04 bei 1.000 Hertz und damit sehr geringe Dämpfungseigenschaften.

Ermittlung der erforderlichen Absorptionsfläche

Durch Umstellen der Sabin’sche Formel lässt sich ermitteln, wieviel Absorptionsfläche im Raum benötigt wird:
A = V * (0,163 / T), zum Beispiel:
A = 180 m³ * (0,163 / 1,2) = 180 * 0,136 = 24,5 m² (Absorptionsfläche zu 100%)

Die Sabin’sche Formel ist eine vereinfachte Darstellung der realen Raumakustik und funktioniert am besten in Räumen mit gleichmäßiger Energieverteilung. In komplexeren Räumen oder solchen mit ungewöhnlichen Geometrien oder Materialien können detailliertere Methoden und Modelle erforderlich sein, um genaue Ergebnisse zu erzielen.

Mehr Informationen im persönlichen Gespräch

Bei Interesse an Arbeitsplatzmessungen rufen Sie an unter Telefon 0921-7412744 oder schreiben Sie eine Email an info@umweltmesstechnik-bayreuth.de. Sie erhalten innerhalb von 24 Stunden ein Angebot, wenn der Arbeitsumfang eindeutig definiert ist. Bitte geben Sie Name und Adresse an. Anonyme Anfragen werden nicht beantwortet.