Hallradius

Was ist der Hallradius — und warum sitzt man im Wohnzimmer immer außerhalb davon?

Der Hallradius ist der Abstand von einer Schallquelle, in dem der Direktschall genauso laut ist wie der vom Raum zurückgeworfene Anteil. Näher dran führt der Lautsprecher, weiter weg führt der Raum.

Ganz nah am Lautsprecher hörst Du vor allem ihn selbst. Ein paar Schritte weiter hörst Du überwiegend den Raum — also das, was von Wänden, Decke und Möbeln zurückkommt. Die Grenze dazwischen liegt näher an der Box, als die meisten vermuten: im Wohnzimmer oft bei weniger als einem Meter. Auf Deinem Sofa sitzt Du also längst im Raumanteil. Das erklärt, warum derselbe Lautsprecher in zwei Wohnungen so verschieden klingt — und warum Kopfhörer überall gleich klingen: Bei ihnen redet kein Raum mit.

Ausführliche Erklärung

In jedem geschlossenen Raum überlagern sich zwei Anteile, Direktschall und Diffusfeld. Sie verhalten sich über den Abstand gegensätzlich: Der eine fällt, der andere bleibt. Deshalb schneiden sich ihre Kurven genau einmal, und dieser Schnittpunkt ist der Hallradius. Was die beiden Anteile ausmacht, wie ihr Pegelverhältnis am Hörplatz zu lesen ist und warum es die eigentliche Größe hinter „trocken" und „hallig" ist, steht im eigenen Eintrag zu Direktschall und Diffusfeld; diese Seite setzt ihn voraus.

Wie weit er reicht, folgt aus drei Größen: dem Raumvolumen, der Nachhallzeit und dem Bündelungsgrad der Quelle. Die Gleichung, ihre Herleitung und durchgerechnete Beispiele stehen auf der Formelseite zum Hallradius. Für Wohnräume kommt dabei fast immer ein Wert unter einem Meter heraus, und ein größerer Raum ändert daran wenig: Er bringt mehr Volumen mit, meist aber auch eine längere Nachhallzeit, und die frisst den Zugewinn wieder auf.

Zwei Eigenschaften dieser Rechnung prägen den Begriff mehr als jede Zahl. Die erste: Alle drei Größen stehen unter einer Wurzel. Eine halbierte Nachhallzeit — baulich ein erheblicher Eingriff — verlängert den Hallradius um den Faktor 1,41 und nicht auf das Doppelte; wer den Direktschallanteil deutlich erhöhen will, kommt über Dämpfung allein nicht dorthin. Die zweite: Der stärkste der drei Hebel ist die Bündelung. Eine Quelle mit 6 dB Bündelungsmaß verdoppelt den Hallradius gegenüber dem Kugelstrahler, weil sie den Direktschall auf der Hauptachse anhebt, ohne den Diffusanteil mitzuheben — den speist die gesamte abgegebene Leistung, und die bleibt dieselbe. Genau deshalb arbeitet man in halligen Räumen mit gerichteten Systemen und kurzen Hörabständen, statt gegen den Nachhall anzuspielen.

Und eine Grenze gehört dazu: Der Hallradius ist ein Begriff des statistischen Schallfelds. Er setzt voraus, dass genügend Moden überlappen, dass der Diffusanteil also wirklich überall gleich laut ist. Unterhalb der Schroeder-Frequenz ist das nicht der Fall — dort wirken einzelne Raummoden, und die Vorstellung eines gleichmäßigen Hallanteils trifft nicht zu. Im Bass beschreibt der Hallradius den Raum also nicht.

Häufiges Missverständnis

„Mehr Verstärkerleistung bringt mehr Direktschall an den Hörplatz." Sie bringt mehr von beidem. Das Verhältnis zwischen Direkt- und Diffusanteil ist eine Frage der Geometrie und der Raumdämpfung, nicht des Pegels — es ändert sich erst, wenn Du näher rückst, den Raum bedämpfst oder eine stärker bündelnde Quelle einsetzt. Lauter machen verschiebt beide Kurven gemeinsam nach oben.

Ebenso verbreitet ist die Erwartung, die 6-dB-Regel gelte auch im Raum. Sie gilt bis zum Hallradius, und der liegt im Wohnzimmer bei weniger als einem Meter. Dahinter bleibt der Pegel nahezu konstant. Das ist auch der Grund, warum derselbe Lautsprecher im Garten so viel dünner klingt als drinnen: Draußen fehlt der Anteil, der im Raum mitspielt.

Nicht zu verwechseln mit

Nachhallzeit: Sie sagt, wie lange der Raumanteil abklingt. Der Hallradius sagt, ab welchem Abstand er dominiert. Beide hängen zusammen, messen aber Verschiedenes.
Schroeder-Frequenz: eine Grenze auf der Frequenzachse, oberhalb derer das statistische Feld überhaupt erst existiert. Der Hallradius ist eine Grenze auf der Abstandsachse — und setzt die Schroeder-Grenze voraus.
Sweet Spot: die Position, an der Stereo- oder Surroundabbildung stimmt. Sie liegt praktisch immer außerhalb des Hallradius.
Erstreflexionspunkt: eine einzelne Fläche mit einer einzelnen frühen Reflexion, nicht das statistische Feld als Ganzes.

In der Planung

Ein Wohnzimmer mit Sichtbeton, großer Fensterfront und wenig Möbeln, der Hörabstand liegt bei drei Metern. Der Kunde beschreibt den Klang als „hallig und unpräzise" und fragt nach besseren Lautsprechern. Der Hallradius von etwa 0,7 m sagt, dass er auf seinem Platz zu über 90 % Raum hört — ein anderer Lautsprecher ändert daran wenig, solange er ähnlich abstrahlt.

Vor dem Gerät steht deshalb eine Abwägung: Wie viel Direktschall soll am Platz ankommen, und womit erkaufen wir ihn? Aus der Antwort folgt die Verfahrenswahl — Absorptionsfläche im Raum, kürzerer Hörabstand oder ein stärker bündelndes System, meist eine Kombination. Erst danach ist die Frage nach dem Gerät sinnvoll, denn dann steht fest, welches Abstrahlverhalten es mitbringen muss.

Was die Rechnung nicht leistet: Sie beschreibt einen Mittelwert über Frequenzen und Richtungen. Reale Räume sind nie ideal diffus, und reale Lautsprecher bündeln zu hohen Frequenzen zunehmend — der Hallradius ist deshalb eine Größenordnung für die Planung und kein Messwert, den man am Hörplatz nachprüft.

Verknüpfte Inhalte

Was Direktschall und Diffusfeld jeweils sind und wie ihr Verhältnis am Hörplatz zu lesen ist, steht im eigenen Eintrag dazu. Gerechnet wird der Hallradius auf der zugehörigen Formelseite, die auch beide Schreibweisen und die Grenzen der Rechnung führt. Woher die 6-dB-Regel kommt und wo sie endet, steht bei der Freifeld- Formelseite; was der Bündelungsgrad Q ist, beim Bündelungsmaß. Die Nachhallzeit und die äquivalente Absorptionsfläche liefern die Eingangsgrößen, die Schroeder-Frequenz die untere Gültigkeitsgrenze. Den Unterschied zwischen der Leistung der Quelle und dem Druck am Hörplatz klärt der Eintrag zu Schallleistung und Schalldruck.

Quellen

Hallradius und Direktschallanteil folgen der Standardliteratur zur Raumakustik.