Hallradius – Hörsamkeit und Sprachverständlichkeit in Räumen
Der Hallradius beschreibt den Bereich, in dem Direktschall gegenüber dem diffusen Schallfeld überwiegt. Er ist entscheidend dafür, wie gut Sprache in einem Raum verstanden wird – und erklärt, warum Gespräche in halligen Räumen anstrengend werden.
Um den Hallradius zu verstehen, ist es sinnvoll, zunächst den Unterschied zwischen der Akustik im Raum und den sogenannten Freifeldbedingungen zu betrachten.
Freifeldakustik und Raumakustik
Im freien Feld breitet sich Schall ungehindert in alle Richtungen aus. Es gibt keine reflektierenden Flächen, die den Schall zurückwerfen. Ein Ton bleibt daher klar wahrnehmbar, auch über größere Entfernungen.
In einem Raum hingegen wird der Schall an Wänden, Decken, Böden und Einrichtungsgegenständen reflektiert. Diese Reflexionen beeinflussen die Hörsamkeit entscheidend.
Je nach Größe des Raumes und der Beschaffenheit seiner Oberflächen kann ein Ton mehrere Sekunden im Raum „unterwegs“ sein. Treffen neue Schallereignisse auf noch nicht abgeklungene Reflexionen, entsteht ein diffuses Schallfeld. Der Schallpegel steigt, Sprache wird schwer verständlich oder sogar unmöglich.
Direktes und diffuses Schallfeld
In der Nähe der Schallquelle dominiert zunächst der Direktschall. Mit zunehmender Entfernung gewinnen die reflektierten Schallanteile an Bedeutung. Ab einem bestimmten Punkt überwiegt das diffuse Schallfeld.
Diese Grenze ist entscheidend für das Sprachverständnis: Befindet sich ein Zuhörer außerhalb dieses Bereichs, muss er näher an den Sprecher herantreten, um ihn noch klar zu verstehen.
Der Hallradius
Als Hallradius bezeichnet man in der Raumakustik die Entfernung von der Schallquelle, bei der Direktschall und diffuses Schallfeld gleich stark sind.
Die Größe des Hallradius hängt im Wesentlichen ab von:
- dem Volumen des Raumes
- der Halligkeit bzw. der vorhandenen Schallabsorption
Je größer ein Raum ist und je stärker absorbierend seine Flächen sind, desto größer wird der Hallradius. In einem größeren Bereich herrschen dann akustisch betrachtet nahezu Freifeldbedingungen.
Berechnung des Hallradius
Der Hallradius lässt sich näherungsweise mit folgender Formel bestimmen:
Hallradius rH = 0,2 × √A
Dabei ist A die äquivalente Schallabsorptionsfläche:
A = ∑ (F × α)
- F = Fläche der einzelnen Raumbegrenzungen
- α = Schallabsorptionsgrad der jeweiligen Fläche
- A ist frequenzabhängig
Einfluss von Raumvolumen und Nachhallzeit
Berechnet man den Hallradius für unterschiedlich große Räume mit verschiedenen Nachhallzeiten, zeigen sich deutliche Zusammenhänge:
| Nachhallzeit | 500 m³ | 1.000 m³ | 2.000 m³ |
|---|---|---|---|
| 4,8 s | 0,82 m | 1,17 m | 1,65 m |
| 2,4 s | 1,17 m | 1,65 m | 2,33 m |
| 1,2 s | 1,65 m | 2,33 m | 3,30 m |
| 0,6 s | 2,33 m | 3,30 m | 4,66 m |
Man erkennt: Eine Halbierung der Nachhallzeit wirkt sich auf die Größe des Hallradius ähnlich aus wie eine Verdoppelung des Raumvolumens.
Je nach Nutzung und Raumgröße wird daher eine bestimmte Ziel-Nachhallzeit angestrebt, um eine gute Hörsamkeit zu gewährleisten.