Laufzeitdifferenz
Die Laufzeitdifferenz beschreibt den zeitlichen Abstand zwischen Direktschall und reflektiertem Schall. Sie entscheidet darüber, ob Schall als Verstärkung, Nachhall oder Echo wahrgenommen wird und ist ein zentraler Faktor der Raumakustik.
Je nach Länge dieser Zeitdifferenz kann der reflektierte Schall zu einer erwünschten Verstärkung des Direktschalls beitragen oder zu störendem Nachhall beziehungsweise zu deutlich wahrnehmbaren Echos führen.
Berechnung der Laufzeitdifferenz
Die Laufzeitdifferenz lässt sich in zwei Schritten berechnen. Zunächst wird die Laufwegdifferenz bestimmt:
Laufwegdifferenz = b (indirekter Schallweg) − a (direkter Schallweg)
Anschließend wird diese Wegdifferenz in eine Zeitdifferenz umgerechnet. Maßgeblich ist dabei die Schallgeschwindigkeit.
Bei einer Lufttemperatur von 20 °C beträgt die Schallgeschwindigkeit etwa:
c = 343 m/s
Wahrnehmung von Laufzeitdifferenzen
Empirische Untersuchungen zeigen, dass der Mensch reflektierte Schallanteile abhängig von ihrer Laufzeitdifferenz unterschiedlich wahrnimmt:
| Laufzeitdifferenz | Wirkung | Entsprechende Wegdifferenz |
|---|---|---|
| bis ca. 50 ms | Verstärkung des Direktschalls (Präzedenz- bzw. Haas-Effekt) | ≈ 17,15 m |
| ca. 50–100 ms | störender Nachhall | ≈ 17–34 m |
| über 100 ms | deutlich wahrnehmbares Echo | > 34,3 m |
Bis zu einer Laufzeitdifferenz von etwa 50 Millisekunden wird der reflektierte Schall nicht als eigenständiges Ereignis wahrgenommen, sondern verstärkt den Direktschall. Dieser Effekt ist in der Raumakustik häufig erwünscht.
Bei größeren Laufzeitdifferenzen wird der reflektierte Schall zunehmend als störend empfunden oder als eigenständiges Echo wahrgenommen.
Bedeutung für die Raumakustik
Durch gezielte raumakustische Planung lassen sich Laufzeitdifferenzen beeinflussen. Der Einsatz von Reflektoren und Absorbern ermöglicht es, frühe Reflexionen zu nutzen und späte, störende Reflexionen zu reduzieren.
So kann die Sprachverständlichkeit und die akustische Qualität von Räumen gezielt verbessert werden.