Echofreie Kammer

Reflexionsarmer Raum der TU Dresden

Ein (Schall-)Reflexionsarmer Raum (nicht ganz korrekt auch „Schalltoter Raum“) ist ein spezieller akustischer Laborraum, dessen Wände so beschaffen sind, dass daran nahezu kein Schall reflektiert wird.

Wegen der sich daraus ergebenden besonderen Eigenschaften des Schallfelds ermöglicht bzw. vereinfacht ein solcher Raum verschiedene akustische Untersuchungen.

Reflexionsarme Wände

Die Minimierung der Schallreflexion an den Wänden wird durch Verkleidung mit Absorbermaterial erreicht, meistens wird Glas- oder Mineralwolle verwendet. In diesen Materialien wird die Energie des auftreffenden Schalls in Wärmeenergie umgewandelt. Um eine möglichst vollständige Schallabsorption zu erreichen, muss in einem möglichst weiten Frequenzbereich die Schallimpedanz derjenigen der Luft entsprechen. Dazu dient der Aufbau der Auskleidung aus einzelnen Keilen von Absorbermaterial. Je nach vorgesehener tiefster absorbierender Frequenz, kann eine solche Auskleidung mit Keilen beträchtliche Tiefen (z. B. 1,50 m) erreichen.
Um Einflüsse durch Störschall aus der Umgebung des Raums zu minimieren, wird oft zusätzlich auch eine hohe Schalldämmung der Wände vorgesehen bzw. der Raum zur Schwingungsentkopplung sogar auf einem eigenen Fundament errichtet.
Die bei Amateuren so beliebten Eierkartons sind keine Mittel um einen reflexionsarmen Raum herzustellen.

Schallfeld

Durch das Fehlen von Reflexionen an den Wänden, der Decke und dem Boden entspricht das Schallfeld dem im Freien in großer Höhe über dem Boden (Freifeld). Es gilt das Abstandsgesetz und damit ein fester Zusammenhang zwischen der Schallleistung einer Schallquelle, sowie dem Effektivwert des Schalldrucks an einem bestimmten Ort in einem bekannten Abstand. Außerdem bleibt das von einer Schallquelle ausgesandte Schalldruck-Zeit-Signal vom Raum unbeeinflusst.
Diese beiden Eigenschaften des Schallfelds erlauben den Einsatz des Raums für verschiedene akustische Untersuchungen.

Anwendungsgebiete

Ein wichtiges Anwendungsgebiet reflexionsarmer Räume ist die Bestimmung der Schallleistung von Geräten, Maschinen und Fahrzeugen. Dabei wird aus Messungen des Schalldruckpegels auf einer Hüllfläche um die Schallquelle die Schallleistung ermittelt.
Außerdem werden solche Räume zur Kalibrierung von Messmikrofonen und anderen elektroakustischen Wandlern eingesetzt. Dabei werden u. a. die Übertragungsfunktion und die Richtcharakteristik solcher Wandler bestimmt. Zum Messen von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen HRTF ist ebenfalls ein reflexionsarmer Raum nötig. Durch das Aufstellen einer Anzahl von Lautsprechern in einem reflexionsarmen Raum um ein Abhörpostion herum, können Schallfelder künstlich erzeugt werden. Damit sind sowohl Experimente zur Schallwahrnehmung möglich, als auch die Hörbarmachung z. B. von Konzertsälen, genannt Auralisation.

Varianten

Neben reflexionsarmen Räumen, deren Wände, Fußboden und Decke schallabsorbierend ausgekleidet sind, gibt es auch Räume, bei denen der Fußboden schallreflektierend ausgeführt ist. Damit ergeben sich die akustischen Verhältnisse wie im Freien über einem reflektierenden Boden. Einige Untersuchungen sind in solchen "Halbfreifeld"-Räumen nicht mehr möglich, dafür ist es aber deutlich einfacher, große und schwere Messobjekte in den Raum zu bringen.

Außer den hier beschriebenen reflexionsarmen Räumen für Schallwellen, gibt es auch reflexionsarme Räume für Mikrowellen, die ähnlich aussehen, bei denen jedoch die Auskleidung aus speziellen Kegelplatten besteht, die mit Hochfrequenz-absorbierenden Materialien (Graphit) gefüllt sind. Der übliche Nutzungsbereich reicht hier von etwa 100 MHz bis zu einigen 100 GHz.