Raumakustik
Räume für das Hören tauglich machen
„Hören führt in die Geborgenheit“ sagt der Philosoph Martin Heidegger.
Wo erleben wir das noch?
Wo gibt es Räume, wo können wir Räume schaffen, die eine Geborgenheit vermitteln, und die uns das Hören und Verstehen ohne hohe Anstrengung ermöglichen?
Die Fähigkeit der zwischenmenschlichen Kommunikation über Hören und Sprechen ist die komplexeste Leistung der menschlichen Informationsverarbeitung überhaupt. Unser Hören ist eine der Sinnesbrücken, durch die der Mensch mit seiner Umwelt in Verbindung steht – oder aufgrund vieler Gegebenheiten eben weniger.
Hören und Verstehen sind verschiedene Bereiche, die aber sich verbinden. Wir hören zB. Lärm, aber deswegen verstehen wir noch lange nicht.
Das Hören und Verstehen in halligen Räumen ist bereits für viele guthörende Menschen ein Problem. Schwerhörige (ob mit oder ohne Hörgeräte) sind je nach Grad ihrer Hörschädigung nicht mehr in der Lage, ihr Gehör gezielt auf bestimmte Tonquellen zu richten und gleichzeitig störende Nebengeräusche einzudämmen oder diese gar auszublenden (selektives Hören). Gute akustische Verhältnisse sind deshalb für uns alle von enormer Bedeutung.
Denn: Kommunikationsräume müssen für alle Menschen geplant und gebaut werden.
Zwei Bereiche sind dafür wesentlich:
- Bauakustik: Die Bauakustik beschäftigt sich mit der Schallübertragung zwischen Umwelt und Gebäude (zB wie laut höre ich im Haus ein vorbeifahrendes Auto, ein über das Haus fliegendes Flugzeug) und der Schallübertragung zwischen den Räumen (zB wie laut höre ich das Fernsehgerät des Nachbarn, die Motoren der Aufzugsanlage, das 
Rauschen des Wassers im Badezimmer des Nachbarn). Diese Schallübertragung erfolgt sowohl als Luftschall als auch über Körperschall.
- Raumakustik: Diese beschäftigt sich mit der Ausbreitung der Schallwellen im Raum selbst. Die Art und Weise der Schallausbreitung (Reflexionen, Hall, Echo) bestimmt die Hörsamkeit von Räumen, somit auch das Wohlfühlen in einem Raum. Um eine hohe Sprachverständlichkeit (sowohl in direkter Kommunikation als auch bei der Verwendung von Lautsprecheranlagen) zu erreichen, müssen bestimmte physikalische Forderungen erfüllt sein.
Anforderungen
Gute akustische Verhältnisse (nicht nur) für Hörbehinderte bedeuten:
- Geringe Hintergrundgeräusche (Beachtung der bau- und raumakustischen Normen und Richtlinien, Lärmminderung an Maschinen und Geräten)
- Hohe Sprachverständlichkeit durch optimale Abstimmung der wichtigen raumakustischen Faktoren (Absorption, Reflexion, Nachhall)
Bereits durch die Beachtung einiger Faustregeln können recht gute Verhältnisse erreicht werden. Schließlich sind aber in Bezug auf den Fremdgeräuschpegel und die Schallübertragung von Sprechenden zu Hörenden klare und eindeutige Anforderungen zu definieren und zu realisieren.
Dafür gelten die Normen ÖNORM B 8115-3, Schallschutz und Raumakustik im Hochbau, Teil 3: Raumakustik; sowie die Reihe ÖNORM B 1600 ff, Grundlagen des barrierefreien Bauens. Sie sind wichtige Richtlinien für die hörbehindertengerechte Gestaltung.
Bau- und Raumakustik – Planung und Maßnahmen
I. Freiheit von Störgeräuschen
Normalhörende sind in der Lage, Sprache auch dann noch zu verstehen, wenn der Störgeräuschpegel 5 dB höher ist als das Sprachsignal. Für Hörbehinderte muss aber gefordert werden, dass das Störgeräusch mindestens um 15 dB geringer ist als das Sprachsignal. Da wir nicht beliebig laut sprechen können, und auch als Hörende nicht beliebige Lautstärken ertragen, darf das Störgeräusch eine gewisse Schwelle nicht überschreiten. So soll z.B. in Klassenräumen, Seminar- und Vortragsräumen ein maximaler Umgebungsgeräuschpegel von 30 dB (A) nicht überschritten werden.
Diese Anforderungen beziehen sich auf die Geräusche außerhalb von Gebäuden (zB. Straßenlärm) und innerhalb des Raumes (zB. Lüftung, Hintergrundmusik, Geschirrspüler, Tellergeklapper, etc.).
Für die spezifische Situation von Räumen/Gebäuden, in denen sich Hörbehinderte aufhalten, sind die um 5 dB erhöhten Anforderungen oder allenfalls speziell zu vereinbarende Anforderungen zu erfüllen. Die Anforderungen sind zusammen mit einem Akustiker zwischen Bauherrschaft und Architekten zu treffen. Die Nutzer (Schwerhörige) müssen ihren Einfluss auf die Bauherrschaft geltend machen und zwar mit allem Nachdruck.
Während bei Schwerhörigkeit in der Stille noch gut verstanden wird, sinkt die Verständlichkeit in mäßigen Störgeräuschen erheblich und bricht im starken Störgeräusch zusammen.
Gerade in Restaurants, Cafés, Speise- und Wartesälen werden die grundlegenden Anforderungen an die Raumakustik sträflich vernachlässigt. Daher ist es um so wichtiger, in diesen Räumen den zwangsläufig vorhandenen Störschall durch verschiedene Maßnahmen (Raumakustik) möglichst gering zu halten.
Hinweis: Auch Musikuntermalung von Texten (sogenannte Hintergrundmusik), wie sie im Fernsehen häufig aus dramaturgischen Gründen eingesetzt wird, ist für Guthörende „interessant“, verschlechtert aber für Schwerhörige die Sprachverständlichkeit erheblich. Leider sind die dafür zuständigen Damen und Herren guthörend, sie verstehen die Sprache zu gut als dass sie Verständnis für die Probleme Schwerhöriger haben könnten.
II. Raumakustische Verhältnisse
Jeder natürliche Raum (Höhle, Grotte, etc.) und jeder künstlich erschaffene Raum (Büro, Warteraum, Zuschauerraum, Lehrsaal, Bahnhofhalle, etc.) hat aufgrund der Beschaffenheit seiner Raumbegrenzungsflächen (Boden, Wand, Decke) und auch der darin befindlichen Körper (Möbel, Sessel, Vorhänge, Teppiche, Personen usw.) eine ihm eigentümliche Raumakustik.
Im wesentlichen wird die Raumakustik von folgenden zwei physikalischen Parametern bestimmt:
a) Nachhallzeit : Das ist diejenige Zeit in Sekunden, in der ein Schallereignis im Raum „nachklingt“, d.h.: in der die Schallintensität nach Abschalten der Schallquelle um 60 dB bzw. 1/1000 des Ausgangswertes abnimmt. Für die Sprachverständlichkeit ist eine wesentliche kürzere Nachhallzeit erforderlich als für Musikdarbietungen. Die längste Nachhallzeit wird zB in Kirchen mit Orgelmusik empfohlen.
b) Hallradius: Für eine gute Sprachverständlichkeit ist es erforderlich, dass der direkte Schallanteil von der Schallquelle (zB Sprecher) größer ist als der vom Raum reflektierte Schall (Hall). Die Entfernung von der Schallquelle, bei der beide Schallanteile (direkt oder reflektiert) gleich groß sind, wird als Hallradius bezeichnet. Durch geeignete raumakustische Maßnahmen wird der Hallradius je nach Verwendung des Raumes optimiert. Darüber hinaus ist es wichtig, Lärm im Raum (Lüftung, PC’s, Nebengeräusche etc.) möglichst zu vermeiden, den je leiser der Raum ist, umso besser ist die Sprachverständlichkeit.
Für die raumakustischen Verhältnisse gibt es je nach Nutzung des Raumes (Unterscheidung zwischen Sprache und Musik, Unterrichtsräume: ÖNORM B 8115-3, DIN 18041, div. EN-Normen) genau definierte Mindestanforderungen. Leider werden die Anforderungen dieser Normen häufig ignoriert, die Folge sind Räume, die für eine Kommunikation nicht geeignet sind.
Für Räume, die vor allem für Sprache genutzt werden, kann wie folgt zusammengefasst werden:
- Optimale Nachhallzeit einhalten: Für die Beurteilung der Halligkeit von Räumen gibt es die sogenannte Nachhallzeit. Sie kann dank moderner Simulationen bereits im Planungsstadium mit zumeist guter Genauigkeit berechnet werden. In bestehenden Räumen kann sie einfach gemessen werden. Darüber hinaus ermöglichen heute so genannte Auralisationsprogramme einen Raum bereits vor dem Bau hörbar zu machen. Hier wird mittels aufwändiger Algorithmen die Schallausbreitung im Raum berechnet und über Lautsprecher oder Kopfhörer hörbar gemacht.
- Frühe Schallreflexionen fördern: Frühe Schall-reflexionen an der Decke oder an den Wänden sind zu fördern, weil sie die Sprach-verständlichkeit verbessern
- Späte Schallreflexionen dämpfen: Späte Schall-reflexionen beeinträchtigen die Sprachverständlichkeit. Sie werden als Nachhall, als Echo oder sogar als Flatter-echos wahrgenommen. Diese Schallreflexionen sollen daher möglichst gedämpft oder ganz vermieden werden
- Echos und Flatterechos vermeiden: Echos und Flatterechos können mit geo-metrischen Mitteln im Planungsstadium eruiert und damit vermieden werden. Maßnahmen: Geometrisch richtige Lenkung des Schalls, Schallabsorption
- Sprachverständlichkeit: Die hier angeführten Faktoren beeinflussen in weitem Umfang das Maß der Sprachverständlichkeit. Auch für die objektive Beurteilung der Sprach-verständlichkeit gibt es international gültige Normen und Messmethoden.
Die Frage der idealen Nachhallzeit wird wieder stark diskutiert. Definitive Richtwerte sind in den Normen ÖNORM B 8115-3 oder DIN 18041 enthalten.
Im allgemeinen Sprachgebrauch ist die Nachhallzeit die wesentliche raumakustische Kenngröße. Sie erschließt sich jedem Zuhörer als erstes, bei Musikern häufig mit der Tendenz, dass eine längere Nachhallzeit als „bessere Akustik“ eingestuft wird. Dies ist auch der Grund, warum in den Normen zwischen unterschiedlicher Nutzung der Räume unterschieden wird und daher verschiedene Werte der Nachhallzeit definiert sind.
Dies ist besonders wichtig für die Verständlichkeit von Sprache. Hier werden hallige Räume oft beanstandet. Ganz extrem ist die Einstufung durch Personen mit Hörschäden. Schwerhörige Personen empfinden die raumakustische Situation um so günstiger, je kürzer die Nachhallzeit ist. Nach heutiger Kenntnis liegt das Optimum für die Nachhallzeit von kleinen bis mittleren Räumen bei nur 0,4 bis 0,6 s. Die zum Teil älteren Normen werden deshalb derzeit überarbeitet, bzw. wurden schon überarbeitet und den modernen Erkenntnissen angepasst.
Diese Erkenntnis hat zwei Gründe:
Einerseits ist die Nachhallzeit eine Kenngröße dafür, wie schnell die im Raum vorhandene Schallenergie abgebaut wird. Je schneller dieser Energieabbau erfolgt (je größer also die Schallabsorptionswirkung der absobierenden Flächen im Raum ist), desto leiser wird der Raum. Hier ist also auch eine Auswirkung auf die Höhe des Störgeräuschpegels gegeben.
Interessant ist hierzu die häufig zu beobachtende Feststellung, dass in nachhallarmen Räumen (wegen des geringeren Störschallpegels) auch leiser gesprochen werden kann. Dadurch nimmt der durch die Unterhaltungen erzeugte Störschallpegel bei Nachbesserungen oft doppelt so stark ab, wie es allein aufgrund der Nachhallreduzierung zu erwarten wäre.
Andererseits ist in einem halligen Raum der diffuse von allen Raumbegrenzungsflächen reflektierte Anteil eines Sprach-Signals größer als in einem Raum mit stark absorbierenden Decken- und Wandflächen. Diese diffusen Sprachschallanteile enthalten keine für das Sprachverständnis nutzbare Information.
Dies gilt übrigens in gleicher Weise für Schwer- und für Guthörende. Ausschließlich der direkte Signalanteil ist für die Verständlichkeit nutzbar und muss dazu nach den Untersuchungen von Fastl und Oberdanner ausreichend hoch über dem Störsignalanteil liegen. Durch Verkürzen der Nachhallzeit kann man den Hallfeld-Schallpegel absenken und erhält dadurch auch in größeren Abständen (--> Hallradius) von einem Sprecher noch ein ausreichendes gutes Direktschall-Diffusschall-Verhältnis.
Darüber hinaus ist es in nachhallärmeren Räumen weit weniger problematisch, eine elektroakustische Sprachverstärkung auszusteuern, ohne dass Rückkopplungspfeifen den Verstärkungsgewinn der Anlage begrenzt. Die damit verbundene Anhebung des Nutzsignalpegels gegenüber dem abgesenkten Störschallpegel kommt den Zuhörern direkt zugute.
III. Hinweise für die Raumgestaltung:
- Versorgung mit Direktschall – freie Sichtlinie: Um die wichtige Versorgung mit Direktschall sicherzustellen, müssen die Kriterien für freie Sichtlinien auch für die Akustik angewendet werden. Das bedeutet vor allem für größere Räume ansteigende Publikumsflächen oder hochgelegte Bühnen. Der Grundriss und die Anordnung des Publikums muss je nach Nutzung so optimiert werden, dass die Direktverbindung zwischen Sprechenden und Hörenden möglichst kurz ist. Diese Forderung ist allerdings für Hörbehinderte mit der Auflage zu verbinden, dass die Sicht für das Lippenabsehen möglichst gut ist (nicht zuletzt auch durch eine geeignete Beleuchtung)
- Frühe Schallreflexion ermöglichen: Trotz der Forderung nach einer kurzen Nachhallzeit soll in einem Raum nicht nur Direktschall übertragen werden. Durch geeignete Reflexionen soll Schall auch in Bereiche gelenkt werden, die weiter von der Schallquelle entfernt sind. Als Reflexionsflächen eignen sich in kleinen Räumen die Decke und z.T. die Wände. In größeren Räumen können die Decke und Wände speziell geformt werden und sogar eigens Reflektoren eingesetzt werden. Bei größeren Räumen ist eine akustische Fachberatung unumgänglich.
- Richtige Materialauswahl – Absorber am richtigen Ort: Die wegen der Forderung nach einer kurzen Nachhallzeit notwendigen Flächen mit Schallabsorption sind demnach so im Raum zu verteilen, dass nutzreiche Reflexionen erhalten bleiben, schädliche Reflexionen jedoch unterdrückt werden. Es ist zu bedenken, dass die Nachhallzeit frequenzabhängig ist und die verwendeten Materialien (Beton, Mörtel, Ziegel, Holz, Glas, Mineralwolle, Gipskartonplatten, Dispersionsfarbe, usw.) ebenfalls einen, von der Frequenz abhängigen Absorptionsgrad aufweisen, d.h. bei tiefen Tönen den Schall mehr oder weniger „schlucken“ (absorbieren) als bei hohen.
Schematisch ist die Anordnung im folgenden Bild gezeigt:
- Die Wahl und Platzierung der für die akustischen Verhältnisse maßgeblichen Materialien hat in Zusammenarbeit mit akustischer Beratung durch einen kompetenten Bauphysiker (Raumakustiker) zu erfolgen. Maßgeblich sind Nachhallzeitberechnungen und insbesondere bei größeren Räumen Computersimulationen.
- Restaurants, Essräume, Aufenthaltsräume, Wartesäle, etc.: Räume, die nicht primär dazu dienen, dass eine einzige Person spricht und eine oder mehrere Personen zuhören, sind meistens relativ lärmig. In diesen Räumen ist es sinnvoll, die ganze Decke schallabsorbierend zu verkleiden und die Nachhallzeit kurz zu halten. Auf diese Weise wird auch der Störgeräuschpegel verringert.
IV. Vorgehen bei der Planung:
Für die Planung ist in der Regel eine akustische Beratung erforderlich. Für kleine Räume ist die akustische Planung weniger aufwändig, aber trotzdem für die Belange der Hörbehinderten sehr ernst zu nehmen. Je größer der Raum und je verschiedenartiger das Spektrum der Nutzung von Räumen, umso umfangreicher wird die Beratung. Heute werden mit zumeist Computersimulationen und bei aufwändigeren Projekten auch Auralisationen (Abhören von noch nicht gebauten oder adaptierten Räumen) bei gezogen.
Die Genauigkeit dieser akustischen Prognosen hat heute einen (je nach Eingabegenauigkeit) hohen Level erreicht. Darüber hinaus sind je nach Bauphase begleitende raumakustische Messungen empfehlenswert.
Die raumakustische Planung von Kommunikationsräumen muss zunächst die prinzipiellen Gesetzmäßigkeiten für Räume zur Sprachkommunikation Guthörender beachten. Zusätzlich sind von Anbeginn der Planung aber auch die Probleme der Hörgeschädigten mit zu berücksichtigen. Dabei ist zu bedenken, dass nicht nur die typischen „Veranstaltungsräume“ der sprachlichen Kommunikation dienen, denn Kommunikation findet überall dort statt, wo sich Menschen begegnen: in Kindergärten, Schulklassen, Konferenzräumen, vor Gericht, in Hörsälen, Theatern, Kinos, Kirchen und Sportstätten, in Werkstätten bei der Unterweisung von Lehrlingen und im Operationssaal beim Zureichen des Bestecks, aber auch beim Gespräch innerhalb der eigenen Wohnung, am Krankenbett, am Fahrkarten- oder Bankschalter bzw. in Läden beim Einkaufen, oder im PKW oder Reisebus. Auf vielen Bahnhöfen verstehen dank extrem ungünstiger raumakustischer Faktoren und mangelhafter Beschallungsanlagen auch Guthörende nur „Bahnhof“.
Nicht in allen Räumen wird man für Menschen mit Hörschädigungen in gleichbleibender Qualität sorgen können. Die besonderen raumakustischen Notwendigkeiten müssen aber von vornherein beachtet werden und auch die in Kommunikationsräumen erforderlichen technischen Hilfsmittel sind einzuplanen.
Der Art.VII, der Bundesverfassung ist auch bei der schalltechnischen Planung umzusetzen: Kernaussage: "Niemand darf wegen seiner Behinderung benachteiligt werden". Es geht darum, dass es endlich gelingt, nicht bloß für die betroffenen Menschen zu arbeiten und zu agieren, sondern in erster Linie MIT ihnen. Es ist entscheidend, inwieweit Betroffene und ihre Organisationen in die Planung und Ausführung eingebunden werden.
Das geringe Wissen normalhörender Planer um die spezifischen Bedürfnisse von Menschen mit Hörschäden hat dazu geführt, dass bisher nur in wenigen Räumen, vorrangig in Kirchen und Theatern, Anlagen zur Verbesserung der Sprachübertragung eingebaut sind. Diese Anlagen arbeiten im allgemeinen nur in einer Richtung (wie beim Frontalunterricht), ermöglichen aber noch nicht die Kommunikation aller (wie bei einem Seminar). Die einschlägigen Normen benennen zwar im Anwendungsbereich die Blinden und Sehbehinderten sowie die Gehörlosen und Hörgeschädigten; Planungsgrundlagen fehlen aber weitgehend. Hinweise, dass Signale, wie Pausenzeichen, Türklingeln oder eine Alarmanlage und gegebenenfalls auch deren Rückmeldung, nach dem „Zwei-Sinne-Prinzip“ akustisch und optisch ausgeführt werden müssen, sind vielfach unbekannt. In den nunmehr neu überarbeiteten Normen zum barrierefreien Bauen (ÖNORM B1600ff) wurden diese Erkenntnisse allerdings bereits berücksichtigt.
Forderung an die Behörden, die Verwaltung, den Bauherrn, die Kontrolllore in Bezug auf die Raumakustik:
Die Anforderungen der ÖNORM B-8115 sind einzuhalten, insbesondere die im Teil 3 angegebene optimale Nachhallzeit (=Mindestanforderung) für den bedungenen Gebrauch ist vor der Errichtung des Raumes zu planen (dafür gibt es Fachleute) und nach Errichtung des Raumes zu überprüfen.
Inhalt und Gestaltung:
Ing. Alfred Sturma, Fa. ACS, Wien
Rosenhügelstraße 13, 1120 Wien
Tel: 0664 9013363 – Fax: 01 803944433
www.acs-akustik.at -
Prof. DI William Wallner
Zivilingenieur f. Elektrotechnik
Gerichtlich beeideter u.zertifizierter Sachverständiger
ZT-Büro (Akustik & Lichtechnik)
Burenstraße 54, 8020 Graz
Tel: 0664 / 4975195 – 0316 / 581417 – Fax: 0316 / 575422
veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung der Verfasser im Jahr 2011
Österreichische Schwerhörigen Selbsthilfe ÖSSH
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