🏛️ Raumakustik & RT60-Nachhallzeit

RT60 ist die Zeit, die der Schalldruckpegel benötigt, um nach dem Verstummen einer Schallquelle um 60 Dezibel abzuklingen — das Standardmaß dafür, wie „lebendig“ oder „tot“ ein Raum klingt, erstmals in den 1890er Jahren von Wallace Sabine definiert.

Beide sagen RT60 aus Raumvolumen und Gesamtabsorption voraus, aber Sabine (RT60 = 0,161·V/A) geht von schwach gedämpften Räumen aus und wird ungenau, wenn die durchschnittliche Absorption ᾱ groß wird; Eyring (RT60 = 0,161·V / (−S·ln(1−ᾱ))) berücksichtigt, dass ein vollständig absorbierender Raum (ᾱ→1) RT60→0 haben sollte, was die Sabine-Formel nie erreicht.

Es ist eine geometrische Technik zur exakten Berechnung spiegelnder Schallreflexionen: Das Spiegeln der Quelle an der Ebene einer Wand erzeugt eine virtuelle „Bildquelle“, deren geradlinige Entfernung zum Hörer der wahren Weglänge eines Strahls entspricht, der einmal an dieser Wand reflektiert wird — dieselbe Idee lässt sich rekursiv auf Reflexionen zweiter, dritter und höherer Ordnung erweitern.

Schall bewegt sich mit etwa 343 m/s, sodass in einem typischen Raum Reflexionen innerhalb weniger Millisekunden eintreffen — viel zu schnell, um sie zu sehen. Diese Simulation verlangsamt die Animation um einen festen Faktor, sodass Sie einzelne Reflexionspfade beobachten können, während die zugrunde liegenden Laufzeiten und Entfernungen physikalisch genau bleiben.

Der Absorptionskoeffizient α hängt bei der jeweiligen Frequenz von Porosität und Dicke eines Materials ab: starrer, glatter Beton reflektiert fast die gesamte einfallende Schallenergie (α ≈ 0,02), die Fasern eines Teppichs dämpfen etwas (α ≈ 0,3–0,5), schwere Vorhänge fangen durch eine dickere poröse Luftspaltstruktur mehr ein (α ≈ 0,5–0,7), und die tiefe Porenstruktur offenzelligen Akustikschaums wandelt den größten Teil des Restes in Wärme um (α ≈ 0,7–0,9).

Die Anzahl der Bildquellen wächst kombinatorisch mit der Reflexionsordnung (6 bei Ordnung 1, 30 weitere bei Ordnung 2 für einen 6-Wand-Raum), sodass Ordnung 1 und 2 bereits die wahrnehmungsrelevanten frühen Reflexionen erfassen; darüber hinaus wird das Feld so dicht, dass es besser statistisch modelliert wird — genau das stellt die Sabine/Eyring-Abklingkurve dar.

Die Amplitude jedes verfolgten Pfads ist das Produkt des Amplituden-Reflexionskoeffizienten √(1−α) an jeder Wand, an der er reflektiert wurde, geteilt durch die gesamte Weglänge, um den sphärischen Ausbreitungsverlust zu modellieren; das Ergebnis wird in Dezibel umgerechnet und als Punkt auf dem Abklinggraphen zur tatsächlichen Ankunftszeit dargestellt.

Nein — RT60 nach Sabine und Eyring hängt nur von Raumvolumen, Gesamtoberfläche und Absorption ab, nicht davon, wo Quelle oder Hörer sitzen; was sich mit der Position ändert, ist, welche spezifischen frühen Reflexionen zuerst eintreffen und wie laut sie sind, weshalb die Impulspfade live aktualisiert werden, während die Gesamtform der Abklingkurve gleich bleibt.