Zusammenfassung

Raummoden sind in der Raumakustik unerwünscht, da sie zu einer schmalbandigen Pegelanhebung von einzelnen Frequenzen führen, was sich wiederum negativ auf die Klarheit von Musik, sowie auf die Verständlichkeit von Sprache auswirkt. Zur Dämpfung von Raummoden, bzw. zur Senkung der Nachhallzeit bei tiefen Frequenzen, ist der Einsatz von Kantenabsorbern, die in ihrer Wirkung auch als „Modenbremse“ verstanden werden können, sinnvoll. Diese kommen in der Praxis, wegen des Fehlens eines Berechnungsmodells, im raumakustischen Planungsprozess nur in wenigen Fällen zum Einsatz. In bestehenden Berechnungsmodellen wird aus der Kenntnis der Pegelverteilung der Energie in der Raumkante, auf die Grenzfrequenzen, sowie auf die erwartete Bandbreite für die effektive Absorption des Kantenabsorbers rückgeschlossen. In einer Vorarbeit wurde die potentielle und kinetische Energie des Schallfeldes in der Raumkante, basierend auf den Interferenzmustern nach Richard V. Waterhouse, mithilfe eines Tools berechnet, sowie messtechnisch nachgewiesen. Bei diesem Ansatz wird jedoch nicht der Einfluss des Kantenabsorbers auf das modale Schallfeld berücksichtigt. Um ein besseres Verständnis für die Absorptionseigenschaften des Kantenabsorbers im tieffrequenten Bereich zu erlangen, in welchem das Schallfeld gewöhnlich von Raummoden geprägt ist, soll in dieser Arbeit der Einfluss des Kantenabsorbers auf das modale Schallfeld untersucht werden. Dafür wird das modale Schallfeld im Bereich der Raumkante des Hallraumes mithilfe einer pv-Sonde mit und ohne Kantenabsorber messtechnisch untersucht. Für die Validierung der Messungen ohne Kantenabsorber wird unter anderem ein Vergleich der Messdaten mit den analytisch berechneten Interferenzmuster gemäß Richard V. Waterhouse, sowie den Berechnungsergebnissen einer Simulation, basierend auf der Finiten-Elemente-Methode, durchgeführt. Durch den Vergleich der Messergebnisse bei unterschiedlichen Konfigurationen des Kantenabsorbers im Hallraum soll dessen Einfluss auf das modale Schallfeld gezeigt werden. Letztlich soll durch die Messung der Nachhallzeit in Anlehnung an ÖNORM EN ISO 354 untersucht werden, inwiefern sich Messgrößen des instationären Schallfeldes durch Einbringen des Kantenabsorbers verändern.

Abstract

Room modes are problematic in room acoustics because they lead to a narrowband increase of individual frequencies, which in turn negatively influences the clarity of music and the intelligibility of speech. To attenuate room modes and reduce the reverberation time at low frequencies, the use of edge absorbers is recommended, as their effect can also be understood as a “modal brake”. In practice, they are hesitantly used, due to the lack of calculation models, in the room acoustics planning process. In existing calculation models the knowledge of the level distribution of energy in the room edge is used to infer the cutoff frequencies and the expected bandwidth for the effective absorption of the edge absorber. In a preliminary work the potential and kinetic energy of the sound field at the edge was calculated according to the interference patterns of Richard V. Waterhouse with the help of a computational model and was verified by measurements in the reverberation chamber of the Graz University of Technology. However, this approach does not take into account the influence of the edge absorber on the modal sound field. In order to improve the understanding of the absorption properties of the edge absorber in the low-frequency range, in which the sound field is usually dominated by room modes, the influence of the edge absorber on the modal sound field will be investigated in this work. For this purpose, the modal sound field in the area of the edge of the Graz University of Technology reverberation chamber is investigated by measurements with and without edge absorber using a pv-probe. For validation of the measurements without edge absorber, a comparison of the measured data with the analytically calculated interference patterns according to Richard V. Waterhouse as well as the calculation results of a simulation based on the finite element method, is carried out. The influence of the edge absorber on the modal sound field will be shown through the comparison of the measurement results for different configurations of the edge absorber. Additionally, by measuring the reverberation time according to ÖNORM EN ISO 354, it is investigated to what extent measured quantities of the non-stationary sound field change due to the placement of the edge absorber into the reverberation chamber.

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