T20, T30 und die Krümmung der Abklingkurve

Was bedeuten T20 und T30 — und was sagt es aus, wenn beide Werte auseinanderlaufen?

T20 und T30 sind keine zwei verschiedenen Nachhallzeiten, sondern zwei Wege zu derselben Größe. Beide werten ein Teilstück der Abklingkurve aus und rechnen es auf einen Abfall von 60 dB hoch — T20 aus einem Fenster von 20 dB, T30 aus 30 dB.

Wenn ein Geräusch im Raum verklingt, wird es leiser und leiser, bis man es nicht mehr vom Rauschen unterscheiden kann. Das Ende dieses Verklingens lässt sich praktisch nie messen, es säuft vorher ab. Also misst man den Anfang und rechnet den Rest hoch — einmal aus einem kurzen Stück, einmal aus einem längeren. Kommt bei beiden dasselbe heraus, klingt der Raum gleichmäßig aus. Kommt Verschiedenes heraus, passiert etwas Ungewöhnliches, und dann taugt die eine Zahl nicht mehr, mit der man Räume sonst vergleicht.

Ausführliche Erklärung

Die Nachhallzeit ist als die Zeit für einen Abfall um 60 dB definiert. Diesen Abfall wirklich zu messen, verlangt einen Störabstand von über 60 dB — im Wohnhaus, besonders im Bass, ist das kaum je gegeben. Deshalb wertet man ein sauberes Teilstück aus und extrapoliert.

Größe	Auswertebereich	Faktor	nötiger Störabstand
EDT	0 bis −10 dB	×6	am geringsten
T20	−5 bis −25 dB	×3	rund 35 dB
T30	−5 bis −35 dB	×2	rund 45 dB

Der Start bei −5 dB ist kein Zufall: Er lässt Direktschall und die frühesten Reflexionen außen vor, damit die Auswertung wirklich das Abklingen des Felds erfasst. Ausgewertet wird dabei nicht der zappelige Rohverlauf, sondern die geglättete Kurve, die Manfred Schroeder 1965 bei den Bell Laboratories durch Rückwärtsintegration der Impulsantwort zugänglich gemacht hat — dasselbe Verfahren, das jede Messsoftware bis heute benutzt.

Und hier steckt die eigentliche Aussage dieses Eintrags. Die Extrapolation setzt voraus, dass die Abklingkurve im Pegeldiagramm eine Gerade ist, das Feld also exponentiell abklingt. Ist sie das, liefern T20 und T30 denselben Wert, und es ist gleichgültig, welchen man angibt. Weichen sie voneinander ab, ist die Kurve geknickt — und der Unterschied zwischen beiden ist damit selbst das Messergebnis, nicht ein Messfehler. ISO 3382 fasst das in ein Krümmungsmaß, den prozentualen Unterschied zwischen T30 und T20.

Ein Knick bedeutet fachlich: Zwei Vorgänge mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufen nebeneinander ab. Drei Ursachen sind typisch.

Gekoppelte Räume. Ein offener Durchgang zum Flur oder zur Küche macht aus einem Raum zwei Volumina mit eigenem Abklingverhalten. Der Nebenraum speist noch nach, wenn der Hauptraum längst leiser ist; der Mechanismus steht beim Eintrag zu gekoppelten Räumen.
Ungleich verteilte Absorption. Sitzt die gesamte Dämpfung an einer Seite, klingen die Schallanteile, die zwischen den unbehandelten Flächen hin- und herlaufen, deutlich langsamer ab als der Rest.
Störpegel im Messsignal. Läuft die Messung ins Grundgeräusch, wird die Kurve flach, statt weiter zu fallen. Das verlängert scheinbar das späte Stück — also gerade den Bereich, den T30 auswertet.

Die dritte Ursache ist deshalb vor den beiden anderen zu prüfen. Ein scheinbar gekrümmter Verlauf ist häufig einfach eine Messung, die den geforderten Störabstand nicht hatte.

Im Bass kommt eine grundsätzlichere Einschränkung dazu. Beide Größen beschreiben ein diffuses Feld. Unterhalb der Schroeder-Frequenz gibt es keins — dort klingt jede Mode mit eigener Zeit ab, und eine Einzahlangabe für das Band mittelt Dinge, die nichts miteinander zu tun haben. Für diesen Bereich ist die modale Abklingzeit die richtige Größe, nicht T20 oder T30.

Häufiges Missverständnis

„T30 ist der genauere Wert, weil er mehr Kurve auswertet." Das gilt nur, wenn der Störabstand reicht. T30 verlangt rund 10 dB mehr als T20, und genau die fehlen im Wohnraum regelmäßig — in den unteren Bändern fast immer. Unter solchen Bedingungen ist T20 der belastbarere Wert, und T30 ist der, der die Störung mitmisst. Der eigentliche Gewinn liegt ohnehin nicht darin, sich für einen der beiden zu entscheiden, sondern darin, beide zu haben und zu vergleichen.

Ebenso verbreitet ist die Vorstellung, ein Messprotokoll mit der Angabe „RT60" enthalte eine gemessene 60-dB-Abklingzeit. Fast nie. Dahinter steht so gut wie immer ein extrapolierter T20- oder T30-Wert, und welcher von beiden, steht im Protokoll oft nicht dabei. Bei einer geknickten Kurve entscheidet genau das über das Ergebnis.

Nicht zu verwechseln mit

EDT: wertet die ersten 10 dB aus und bildet damit eher ab, was man als Halligkeit empfindet. Sie ist eine eigene Größe mit eigenem Eintrag, kein Genauigkeitsgrad von T20.
Modale Abklingzeit: das Ausschwingen einer einzelnen Raummode, beschrieben über ihren Gütefaktor. Nicht ineinander umrechenbar.
Nachhallzeit als Begriff: die Größe selbst. T20 und T30 sind die Wege, auf denen man an sie herankommt.
Wasserfalldiagramm: zeigt das Abklingen aller Frequenzen gleichzeitig. T20 und T30 werten ein einzelnes Band zu einer Zahl aus.

Aus der Praxis

In einem Wohnzimmer mit offenem Durchgang zur Küche ergibt die Messung zum Beispiel T20 = 0,42 s und T30 = 0,58 s. Die Werte sind nicht widersprüchlich, sie sind die Diagnose: Der Raum klingt zunächst zügig ab und danach spürbar langsamer, weil ein zweites Volumen nachspeist.

Vor jeder Maßnahme steht damit eine Frage, die noch vor der Menge liegt: Ist das hier ein akustischer Raum oder sind es zwei? Danach richtet sich das Verfahren — entweder wird der Durchgang im Betriebsfall geschlossen und in diesem Zustand gemessen, oder beide Volumina werden gemeinsam behandelt und die Einzahlangabe fällt weg. Rechenwege wie Sabine, Eyring oder Millington-Sette scheiden in diesem Fall ohnehin aus, denn sie alle setzen ein durchmischtes Feld in einem Volumen voraus. Erst danach ist die Frage nach Material und Fläche sinnvoll.

Beide Werte sagen allerdings nur, dass die Kurve krumm ist, nicht warum. Die Ursache trennt erst die Betrachtung mehrerer Positionen und Bänder — oder der Blick in die Zeitdarstellung.

Verknüpfte Inhalte

Was die Nachhallzeit als Kennwert beschreibt und wo ihre Aussagekraft endet, steht beim Eintrag zur Nachhallzeit; wie sie sich rechnen lässt, auf den Formelseiten zu Sabine, Eyring und Millington-Sette — Letztere benutzt die Abweichung zwischen T20 und T30 als Abbruchkriterium. Wie eine Messung entsteht, klärt die Raummessung und woraus die Abklingkurve gerechnet wird, die Impulsantwort; das Abklingen über alle Frequenzen zeigt das Wasserfalldiagramm, das Verhalten einzelner Moden im Bass das modale Ausschwingen. Warum ein zweistufiger Verlauf überhaupt entsteht, führen die gekoppelten Räume aus; die wahrnehmungsnähere Auswertung der ersten 10 dB behandelt die EDT.

Quellen

Die Auswertebereiche, die Extrapolationsfaktoren, die geforderten Störabstände und das Krümmungsmaß stammen aus ISO 3382; die Rückwärtsintegration als Verfahren zur Gewinnung der Abklingkurve geht auf Schroeder (JASA 1965) zurück.