Diffusion (Akustik)

Was bedeutet Diffusion in der Raumakustik?

Diffusion bedeutet, dass eine Fläche auftreffenden Schall in viele Richtungen streut, statt ihn wie ein Spiegel gerichtet zurückzuwerfen. Die Energie bleibt im Raum, verteilt sich aber gleichmäßiger.

Eine glatte Wand wirft Schall als einen einzigen, gerichteten Strahl zurück. Eine zerklüftete Fläche macht daraus viele kleine Anteile in alle Richtungen, so wie eine Milchglasscheibe Licht weich in den Raum verteilt. Der Schall bleibt dabei vollständig im Raum, er wird nur unauffälliger. Genau das ist der Unterschied zu schluckenden Flächen: Die nehmen dem Raum Energie und können ihn dabei stumpf machen, während gestreute Flächen ihn lebendig halten. Deshalb sitzt so eine Struktur meist hinter Dir und nicht neben den Lautsprechern.

Ausführliche Erklärung

Eine glatte, harte Wand reflektiert Schall gerichtet. Am Hörplatz kommt dann eine einzelne, kräftige Reflexion kurz nach dem Direktschall an. Eine strukturierte Fläche zerlegt dieselbe Reflexion in viele schwächere Anteile aus unterschiedlichen Richtungen und mit leicht unterschiedlicher Laufzeit.

In der Planung zählt dabei, um die wievielte Reflexion es geht. Die ersten Reflexionen — ein einziger Umweg über Seitenwand, Decke oder Boden — kommen früh, kräftig und aus klarer Richtung; sie prägen Ortung und Klangfarbe am stärksten. Zweite und dritte Reflexionen sind leiser und zahlreicher und gehen allmählich im Nachhall auf. Absorption setzt man deshalb bevorzugt an den ersten Reflexionspunkten, Diffusion dort, wo Energie erhalten, aber entschärft werden soll — typischerweise an der Rückwand und den späteren Reflexionswegen.

Diffusoren wirken erst oberhalb einer Frequenz, die von ihrer Bautiefe abhängt. Flache Strukturen streuen nur Hochton, tiefer wirksame Diffusoren brauchen entsprechend Volumen. Nach oben begrenzt die Feinheit der Struktur den Wirkbereich. Ein Diffusor braucht außerdem Abstand: Zu nah am Ohr entsteht kein sauber verteiltes Feld, sondern ein einzelnes Muster.

In Normen und Datenblättern begegnen Dir zwei Kennwerte, die oft verwechselt werden. Der Streugrad nach ISO 17497-1 sagt, welcher Anteil der Energie nicht gerichtet zurückkommt. Der Diffusionsgrad nach ISO 17497-2 sagt, wie gleichmäßig sich dieser Anteil über die Richtungen verteilt. Eine Fläche kann stark streuen und dabei trotzdem ungleichmäßig verteilen.

Klar, Diffusion hält im Heimkino Lebendigkeit im Raum, wo reine Absorption alles tot bekommt. Sie löst aber kein Bassproblem, weil die Strukturen für Wellenlängen von mehreren Metern viel zu klein sind. Unterhalb der Schroeder-Frequenz bleiben Geometrie, Aufstellung und tief wirksame Absorption die Werkzeuge.

Nicht zu verwechseln mit

Absorption: Sie entzieht dem Raum Energie. Diffusion verteilt sie nur anders.
Diffuses Schallfeld: Das ist ein Zustand des ganzen Raums, kein Bauteil und keine Oberflächeneigenschaft.
Abstrahlverhalten eines Lautsprechers: Eine Eigenschaft des Geräts, keine der Wand.
Hall-Effekt im Prozessor: Künstlich erzeugt, nicht baulich.

Praxisbeispiel

Im Heimkino sitzt die letzte Reihe dicht an der Rückwand. Eine glatte Rückwand wirft den Schall direkt in die Ohren der hinteren Plätze zurück, und die Ortung der Surround-Kanäle wird unscharf. Vollflächige Absorption würde helfen, nimmt dem Raum aber die Räumlichkeit.

In der Planung setzen wir dann typischerweise eine Kombination: Absorption dort, wo die frühen Reflexionen der Frontlautsprecher auftreffen, und Diffusion im Rückbereich. Wenn Dein Sitzabstand zur Rückwand allerdings sehr klein ist, ist Absorption oft die ehrlichere Lösung, weil der Diffusor seinen Arbeitsabstand nicht bekommt.

Verknüpfte Inhalte

Die Abgrenzung zur Energieumwandlung steht bei Absorption, die Grenze nach unten bei der Schroeder-Frequenz. Die Wellenlängen-Rechnung findest Du bei der zugehörigen Formel.

Quellen

Kennwerte und Wirkprinzip folgen ISO 17497-1 und -2 sowie der Fachliteratur.