Habe ich ein Flatterecho?

Moin,

zum Thema Flatterechos folgendes:

Flatterechos werden durch impulsartige Signale wie Händeklatschen, Knall, Hammerschläge, aber auch Sprache erzeugt. Es handelt sich eine periodische Folge von Einzelechos, erzeugt durch Reflexionen des Impulses an zwei einander gegenüberliegenden parallelen und ebenen Reflektoren, z.B. Haus- oder Zimmerwänden. Der Impuls bewirkt eine Kugelwelle, die sich in Richtung der beiden Reflektoren ausbreitet und von diesen reflektiert wird, wobei die beiden reflektierten Wellenzüge nach einer bestimmten Zeit, die vom Abstand der Impulsquelle bzw. des Beobachters zum Reflektor abhängt, beim Beobachter eintreffen.

Die beiden Wellenzüge werden solange zw. den beiden Reflektoren hin- und hergeworfen, bis sie infolge von Luftabsorption und Absorption an den Reflektoren abgeklungen sind. Der sich zwischen den Reflektoren befindende Beobachter hört eine Serie von Schallpulsen mit Frequenz und Dauer t0 des auslösendes Impulses. Der Zeitabstand zw. zwei aufeinenderfolgenden Pulsen, oder die Impulsfolgefrequenz, hängt von den Positionen von Impulsquelle und Beobachter zueinander ab. Flatterechos unterschieden sich in der Impulsfolgefrequenz fFL sowie in der frequenzabhängigen Abklingzeit.

Die Impulsfolgefrequenz fFL ist durch den Abstand der beiden Reflektoren gegeben:

fFL = c/l

mit

l = Abstand zw. den beiden Reflektoren
c = Schallgeschwindigkeit in Luft = 340 m/s

Je kleiner der Abstand, desto dichter ist die zeitliche Abfolge der Pulse, die beim Beobachter eintreffen, und desto größer die Tonhöhe des resultierenden Tons. Ein Abstand von 3,4 m hat demnach eine Tonhöhe von 100 Hz zur Folge. Bei sehr kleinen Abständen ist der Klang des Flatterechos metallisch, ab einem Abstand von ca. 2 m macht sich ein Schnarren bemerkbar, das mit zunehmendem Abstand in ein Flattern übergeht, bis ab 16 m die Reflexionen als einzelne Echos wahrgenommen werden.

Die notwendige Bedingung für die Ausbildung eines Flatterechos ist, daß die Impulslänge t0 so kurz ist, daß keine Interferenz, d.h. Verstärkung oder Auslöschung, zwischen den Pulsen auftreten kann:

t0 << l/c


Bei einem typischen Raum von 8 x 5 m wären die Impulslängen demnach 23,5 bzw. 14,7 ms.

Ist die Impulslänge größer, wird kein Flatterecho ausgebildet, sondern eine der Eigenfrequenzen angeregt und eine Resonanz aufgebaut. Da Absorptionskoeffizienten bei senkrechtem Schalleinfall kleiner sind als bei schrägem Einfall, wird die Nachhallzeit/Abklingzeit TFL des Flatterechos länger als die Nachhallzeit des Raumes bei der gleichen Frequenz:

TFL = 0,04/(c/sfS +/l + m)

mit

c = Schallgeschwindigkeit in Luft = 340 m/s
l = Abstand zw. den beiden Reflektoren
f = Frequenz des Impulses
S = Reflektorfläche
 = Absorptionskoeffizient der Reflektoren
m = Schallabsorptionsgrad von Luft

Maßnahmen zur Unterdrückung von Flatterechos in Räumen sind

- Anbringen von Diffusoren an den Begrenzungsflächen, diese müssen jedoch recht groß sein
- Anbringen von Absorbern an den Begrenzungsflächen, der Absorptionsgrad sollte mindesten 0,7 betragen
- Neigung bzw. Schiefstellung einer Begrenzungsfläche, der Winkel sollte mindestens 5, am besten 20 Grad betragen
- Hindernisse zwischen den Begrenzungsflächen aufstellen

Literatur
Krauth et al., “Modelluntersuchungen an Flatterechos”, Frequenz 1964, Bd. 18, Nr. 8, S. 247
Maa, “The flutter echoes”, J. of Acoustical Society of America 1941, vol. 13, S.170



Wenn behandelt werden soll, muss eine von 2 gegenüberliegenden Wänden komplett behandelt werden, ansonsten bleiben freie Flächen über, wodurch das Echo weiterhin angeregt werden kann, nur mit anderer Frequenz und Klangspektrum.

Bei Interesse PN mit einer email-Adresse, dann kann ich die beiden papers schicken.

Klaus

Niiggii (Beitrag #1) schrieb:

Was ich jetzt als nächsten Schritt plane und hoffe er bewirkt eine Bessererung: Ich möchte AixFOAM Platten an den Wänden anbringen. (in 16cm Stärke und mehrere pro Wand.) Wird das Problem dadurch eingedämmt oder gar ganz aus der Welt geschafft?

Das wäre meiner Meinung nach eindeutig zu erwarten. Schon 8 cm absorbieren bis auf 250 Hz runter.