Nachhallzeit Mittelband (Performance Level Akustik)

Die Nachhallzeit im Mittelband, im Register AKU-RT, prüft eine einzige Frage: Klingt Dein Raum im mittleren Frequenzbereich so lange nach, wie es zu seiner Größe passt? Die Physik dahinter und das Messverfahren stehen im Eintrag zur Nachhallzeit. Auf dieser Seite steht die Bewertung: welcher Sekundenwert zu welchem Raumvolumen gehört und ab welcher Abweichung eine Stufe verloren geht.

Bewertet wird der Raum ohne elektronische Korrektur. Einmessung, DSP und Bass-Arrays zählen in der Ton-Domäne; hier steht allein, was der Raum selbst leistet.

Was gemessen wird

Gemessen wird die mittlere Nachhallzeit im Mittelband, kurz Tm — der Mittelwert der Terzbänder von 200 Hz bis 4 kHz. Der Sollwert dafür ist keine feste Zahl, er folgt aus dem Raumvolumen V. Und er hat inzwischen zwei Vorfaktoren, je nach dokumentierter Hauptnutzung des Raums:

Heimkino und kritisches Hören: Tm_soll = 0,30 s · (V / 100 m³)^(1/3) Wohn- und Musikräume: Tm_soll = 0,25 s · (V / 100 m³)^(1/3)

Die dritte Wurzel sorgt dafür, dass der Sollwert deutlich langsamer wächst als der Raum. Ein doppelt so großer Raum darf nur rund ein Viertel länger nachklingen, kein doppeltes.

Dass zwei Vorfaktoren nebeneinanderstehen, ist die Arbeitsteilung der Quellen. Die 0,30 s stammen aus der Heimkino-Planungsempfehlung CEDIA/CTA-RP22 (Abschnitt 9.1.1.1, Seite 103), die für den privaten Kinoraum geschrieben ist. Die 0,25 s stehen wörtlich in ITU-R BS.1116-3 (Abschnitt 8.2.3.1, Seite 14) und in EBU Tech 3276, dort in Abschnitt 2.3 auf Seite 6; beide beschreiben den Abhörraum des Rundfunks, in dem kleine Unterschiede beurteilt werden. Jeder Raum bekommt genau eine der beiden Formeln. Ein Mittelwert daraus wäre für beide Fälle falsch.

Zu jeder Formel gehört ein Leitband, das sie an beiden Enden begrenzt: 0,2 bis 0,5 Sekunden im Heimkino, 0,2 bis 0,4 Sekunden im Wohn- und Musikraum. Sehr kleine Räume werden nicht unter die Untergrenze heruntergedämmt, sehr große nicht über die Obergrenze hinaus zugelassen. Wo Zielformel und Leitband auseinanderlaufen — im Heimkino liegt der Sollwert ab rund 463 m³ über 0,5 s, im Wohn- und Musikraum unterhalb von rund 51 m³ unter 0,2 s und ab rund 410 m³ über 0,4 s —, gilt das Leitband als Deckel.

So sehen die Sollwerte beider Reihen über die üblichen Raumgrößen aus:

Die meisten privaten Heimkinos liegen zwischen 60 und 200 m³ und damit mitten im Formelbereich; das Leitband wird erst in der Kellerkammer und im großen Saal zur bindenden Grenze.

Welche Bänder in Tm eingehen, ist damit ebenfalls festgelegt: die Terzbänder von 200 Hz bis 4 kHz, so wie beide Rundfunkdokumente den Kennwert bilden. Zuvor galt dafür das engere Paar der Oktaven 500 Hz und 1 kHz; ein bassbetonter Raum schneidet mit dem breiten Band anders ab. Gemessen wird als T20 oder T30 nach dem Verfahren der ISO 3382-2, an mindestens sechs Mikrofonpositionen im Hörbereich, im möblierten und betriebsbereiten Raum.

Warum der Kennwert so schwer wiegt

Mit 17 von 100 Punkten der Domäne ist die Nachhallzeit die schwerste Kategorie der Akustik, und sie gilt als kritisch; die Zahl selbst wird derzeit geprüft. Kritisch heißt hier: Eine Nachhallzeit außerhalb des Korridors bleibt stehen, egal wie gut der Rest der Kette ist. Bessere Lautsprecher, eine sorgfältigere Zielkurve oder ein zweiter Subwoofer ändern nichts daran, dass der Raum jedem Ton eine Fahne anhängt.

In der Praxis merkst Du beide Richtungen an verschiedenen Symptomen. Zu lange Nachhallzeit lässt Dialoge verwischen und die Ortung der Effektkanäle unscharf werden — Du drehst lauter und verstehst trotzdem weniger. Zu kurze Nachhallzeit fällt beim Film seltener auf, dafür sofort im Raum selbst: Ein überdämpfter Raum ist zum Aufenthalt unangenehm, und genau das ist der häufigste Fehler im Eigenbau, wie der Eintrag zur Absorption zeigt. Beide Richtungen zählen deshalb als Mangel — die Unterschreitung wird genauso gewertet wie die Überschreitung. Unter den akustischen Kennwerten ist das die Ausnahme; die meisten anderen kennen nur eine schlechte Richtung.

Die Leiter L1 bis L5

Die Stufen unterscheiden sich allein darin, wie eng die gemessene Nachhallzeit am Sollwert liegen muss. Der zulässige Abstand steht inzwischen in Sekunden statt in Prozent — genau so, wie ihn die Toleranzmaske der Rundfunkdokumente zeichnet. Für Heimkino und kritisches Hören gilt die Reihe A.

Reihe A — Heimkino und kritisches Hören

◦ Wert wird derzeit geprüft.

Das Leitband von 0,2 bis 0,5 Sekunden gilt in dieser Reihe auf jeder Stufe. P90 über alle Messpositionen heißt: Neun von zehn Positionen halten den Wert, nicht nur der Referenzsitz.

Die oberste Stufe ist damit keine Hauszahl. Die ±0,05 s auf L5 sind die Toleranzmaske selbst, die ITU-R BS.1116-3 und EBU Tech 3276 übereinstimmend für das Band von 200 Hz bis 4 kHz zeichnen. Die Stufen darunter öffnen sie in Schritten von 0,03, 0,04 und 0,06 Sekunden. Jeder dieser Schritte liegt über der Unsicherheit einer Feldmessung von rund 0,010 bis 0,025 Sekunden, sodass die Stufen unterscheidbar bleiben.

In Sekunden ausgeschrieben sieht die Reihe über die üblichen Raumgrößen so aus:

Alle Werte in Sekunden. Das Leitband schneidet zusätzlich ab: nach unten bei 30 m³ jede Stufengrenze unterhalb von 0,2 s, nach oben ab rund 200 m³ jede Stufengrenze oberhalb von 0,5 s. Bei 500 m³ liegt schon der Sollwert über dem Band; Räume dieser Größe lassen sich mit der Kinoreihe nicht mehr sinnvoll bewerten.

Ein Rechenbeispiel: Ein Kinoraum mit 5,6 × 7,2 × 2,5 Metern hat rund 100 m³ und damit einen Sollwert von 0,300 Sekunden. Gemessene 0,34 s liegen 0,04 s daneben und ergeben L4. Gemessene 0,26 s liegen 0,04 s darunter und ergeben ebenfalls L4 — Überdämpfung wird genauso gewertet wie zu langer Nachhall. Erst innerhalb von 0,250 bis 0,350 Sekunden und mit dem Nachweis über neun von zehn Positionen steht L5.

Der Abstand zwischen L4 und L5 ist mit 0,03 Sekunden je Korridorseite klein und liegt bei kleinen Räumen nahe an dem, was eine Feldmessung sicher auflöst. Deshalb trennt die beiden Stufen zusätzlich der Nachweis: L4 genügt am Referenzsitz, L5 verlangt denselben Wert über neun von zehn Messpositionen.

Der Korridor ist auf jeder Stufe symmetrisch. Der frühere asymmetrische Zuschnitt von −20 auf +25 Prozent ist entfallen, weil die Maske im Band von 200 Hz bis 4 kHz nach oben und unten gleich weit ist; ihre Öffnung nach oben liegt unterhalb von 200 Hz und wird in der Nachhall-Homogenität bewertet.

Die zweite Reihe für Wohn- und Musikräume

Reihe A zielt auf den kritischen Hörraum. Für Wohn- und Musikräume führt die Kategorie eine eigene Zielreihe: Vorfaktor 0,25 statt 0,30 und ein Leitband von 0,2 bis 0,4 Sekunden. Beides steht in ITU-R BS.1116-3 und EBU Tech 3276 wörtlich und ist an beiden Originalen nachgelesen. Früher stand hier ein Band von 0,3 bis 0,6 Sekunden aus dem internen Arbeitsstand; es ist durch die belegten Werte ersetzt.

Reihe B — Wohn- und Musikräume

◦ Wert wird derzeit geprüft.

Die Korridorstaffelung ist dieselbe wie in Reihe A; verschieden sind der Vorfaktor der Zielformel und das Leitband. In Sekunden:

Alle Werte in Sekunden. Hier ist das Leitband fast überall die engere Bedingung: Nach unten kappt es bei jedem Volumen alles unterhalb von 0,2 s, nach oben greift es ab 150 m³ zuerst bei L3 und L2 und ab 300 m³ auch bei L5.

Ein Rechenbeispiel: Ein Wohnzimmer mit rund 80 m³ hat einen Sollwert von 0,232 Sekunden. Gemessene 0,33 s liegen 0,098 s darüber — das ist L3, und das Leitband hält den Wert gerade noch. Gemessene 0,45 s wären sowohl außerhalb des L2-Korridors als auch außerhalb des Leitbands und ergäben L1, obwohl derselbe Raum als Kinoraum mit dem längeren Leitband noch in L2 läge.

Beide Reihen bleiben getrennt. Ein Mittelwert aus Kino- und Wohnzielen stimmte für keinen der beiden Fälle.

Für HiFi-Projekte im Wohnraum ist damit oft die zweite Reihe die richtige Messlatte, und ein Raum, der nach der Kinoreihe durchfiele, kann nach der Wohnreihe genau richtig liegen. Welche Reihe gilt, entscheidet die dokumentierte Hauptnutzung des Raums. Sie wird zu Beginn des Projekts festgehalten und nicht am Ende aus der Messung abgeleitet; weder der Raumtyp allein noch ein nachträglicher Wunsch verschiebt die Reihe.

Jeder Raum bekommt genau eine Reihe und damit genau ein Level. Soll er zwei Dinge leisten, wird die zweite Nutzung als Zusatzausweis mitgeführt: Der Messbericht sagt, wo der Raum in der anderen Reihe läge, ohne dafür ein eigenes Level zu vergeben. Zwei Level für einen Raum gäbe es sonst, und keiner von beiden wäre die Aussage, die der Kunde braucht.

Wie sicher die Zahlen sind

Die fünf Stufen stehen auf verschieden festem Grund, und das gehört zur Zahl dazu.

Am festesten stehen die beiden Zielformeln und die beiden Leitbänder. Alle drei einschlägigen Dokumente sind am Original gelesen: CEDIA/CTA-RP22 § 9.1.1.1 auf Seite 103 nennt den Vorfaktor 0,3 und das Leitband 0,2 bis 0,5 s für den Kinoraum; ITU-R BS.1116-3 § 8.2.3.1 auf Seite 14 und EBU Tech 3276 § 2.3 auf Seite 6 nennen wörtlich 0,25 und ein Band von 0,2 bis 0,4 s für den Abhörraum. Jede Reihe folgt der Quelle, die für ihren Raumtyp geschrieben ist.

Ebenfalls belegt ist die oberste Stufe: Die ±0,05 Sekunden auf L5 sind die Toleranzmaske im Mittelband, und sie stehen in beiden Rundfunkdokumenten gleichlautend. Die Übertragung auf einen Wohnraum oder ein Heimkino bleibt eine Anwendung außerhalb des Zwecks, für den die Dokumente geschrieben wurden.

Die Korridore auf L2 bis L4 sind dagegen Setzungen von AVITECT. Keines der drei Dokumente führt eine Stufenleiter; die 0,08, 0,12 und 0,18 Sekunden öffnen die Maske in Schritten, die über der Feldunsicherheit liegen und die Form der früheren Prozentleiter beibehalten. Auch die P90-Bedingung auf L5 wird derzeit geprüft.

DIN 18041 ist hier nicht die Referenz. Sie regelt die Hörsamkeit von Nutzungsräumen — Unterricht, Sport, Gastronomie — und rechnet mit anderen Zielwerten; für kritisches Hören ist sie kein Anker.

Was daraus für die Planung folgt

Der Weg zum Korridor läuft immer in derselben Reihenfolge. Zuerst steht das Volumen fest, denn es setzt den Sollwert — bei einem Neubau ist das die einzige Stelle, an der sich der Zielwert selbst noch verschieben lässt. Dann folgt die Menge und Verteilung der Absorption, die den gemessenen Wert an den Sollwert heranführt. Erst danach kommen Geräte ins Spiel, und zwar für andere Kennwerte als diesen.

Die Stufe lässt sich vor der Messung vorhersagen. Nach Sabine ist die Nachhallzeit 0,161 mal Raumvolumen geteilt durch die Absorptionsfläche, gerechnet je Oktavband von 250 Hz bis 4 kHz aus den Flächen je Material, den Absorbern mit ihrem Absorptionsgrad, Möblierung und Personenzahl; der Sollwert folgt aus dem Volumen. Ein Wohnraum von 70 m³ mit Teppich, Sofa und Vorhang liegt bei rund 0,55 Sekunden und damit außerhalb des Leitbands auf L1; 12 m² Breitbandabsorber mit einem Absorptionsgrad von 0,9 bringen ihn rechnerisch auf 0,36 Sekunden und auf L3, 18 m² auf 0,31 Sekunden. Die Rechnung setzt ein diffuses Schallfeld voraus und liegt in kleinen, stark bedämpften Räumen um 0,05 bis 0,1 Sekunden daneben — etwa einen Stufenabstand. Deshalb ist die Kategorie mittel planbar, und aus der Planung ist höchstens L4 erreichbar; ein Rechenwert im L5-Korridor steht als „L4 (geplant), L5 rechnerisch erreichbar". Fehlen die Absorptionsgrade der eingesetzten Bauteile, steht die Kategorie auf n/p, und das Profil sagt, welche.

Zum gemessenen Level wird die Nachhallzeit durch eine Raummessung an mehreren Positionen, die die Terz- oder Oktavkurve liefert, aus der Tm gebildet wird — mittlerer Aufwand, Teil des Messpakets Akustik. Der Klatschtest aus dem Glossareintrag reicht für den ersten Eindruck und für keine Stufe.

Verknüpfte Inhalte

Die physikalische Grundlage steht im Eintrag zur Nachhallzeit, die Gegenrichtung — wie viel Dämpfung zu viel ist — bei der Absorption. Warum der Bass eigenen Regeln folgt und nicht in diesen Mittelband-Kennwert gehört, klärt die Seite zu den Raummoden.

Welchen Anteil die Nachhallzeit am Akustik-Ergebnis hat und welche Kennwerte daneben stehen, rechnet Performance Level Akustik vor. Warum es über alle Domänen hinweg keinen Gesamtwert gibt, steht bei Performance Level.

Quellen

Zielformeln, Leitbänder, Korridore und Gewichtung stammen von AVITECT. Sie werden derzeit geprüft. Am Original gelesen sind drei Dokumente: CEDIA/CTA-RP22 v1.2 § 9.1.1.1 (Seite 103) für Vorfaktor 0,3 und Leitband 0,2 bis 0,5 s der Kinoreihe, ITU-R BS.1116-3 § 8.2.3.1 (Seite 14) und EBU Tech 3276 § 2.3 (Seite 6) für Vorfaktor 0,25, Leitband 0,2 bis 0,4 s, Bezugsband 200 Hz bis 4 kHz und die Toleranzmaske, aus der die ±0,05 Sekunden auf L5 stammen. ISO 3382-2 ist nicht eingesehen.