Messung der Nachhallzeit RT60

Nachhallzeit RT60

Hier finden Sie verschiedene, grundlegende Informationen zur Nachhallzeit RT60, angefangen bei wichtigen Begriffen bis hin zur Durchführung der Messung.

Als Anbieter professioneller Messgeräte für akustische Anwendungen zeigen wir Ihnen die Vorteile, die unsere Produkte für die Bestimmung der Nachhallzeit bieten.

Die ideale Lösung sowie viel praktisches Wissen für Ihre Anwendung finden Sie hier!

 

Was bedeutet Nachhallzeit?

Wenn Sie in einem Raum ein Geräusch erzeugen, wird dieses von harten Flächen wie z.B. dem Boden, der Decke, den Wänden, Fenstern oder Tischen solange reflektiert, bis es abgeklungen ist. Diese Schallreflexionen nennt man Nachhall.

Die Nachhallzeit bemisst die Dauer, während der das Geräusch abklingt, nachdem es abrupt beendet wurde.

Die Nachhallzeit ist ein wichtiges Mass, um die akustischen Eigenschaften eines Raums zu beschreiben.

Der Nachhall klingt um so schneller ab, je mehr schallabsorbierende Flächen wie z.B. Vorhänge, Polstermöbel, Teppiche oder Personen sich im Raum befinden. Darüber hinaus dämpfen auch abgehängte Decken, offene Türen und Fenster den Nachhall..

 

Was bedeutet RT60?

Der Wert RT60 kommt ins Spiel, sobald die Nachhallzeit präzise gemessen werden soll.

RT60 ist eine Abkürzung für „Reverberation Time 60 dB“ (Nachhallzeit 60 dB).

Der RT60 Wert bemisst die Nachhallzeit. Diese ist definiert als die Zeitdauer die der Schallpegel braucht, um nach dem abrupten Abschalten um 60 dB abzuklingen.

 

RT60 Messprinzip
Visualisierung des grundlegenden Prinzips einer RT60 Messung

 

Ein Raum mit einem RT60 Wert unter 0.3 Sekunden wird als "schalltot" bezeichnet.

Räume mit einer Nachhallzeit über 2 Sekunden heissen "hallend".

Warum ist Nachhall wichtig?

Ein zu hoher Nachhall beeinträchtigt die Sprachverständlichkeit. Dies kann z.B. dazu führen, dass Schüler ihre Lehrerin schlechter verstehen.

Religiöse Kultstätten haben hingegen oft einen langen Nachhall über mehrere Sekunden. Aus diesem Grund artikulieren die Prediger ihre Worte dort besonders deutlich und reden langsam, mit kleinen Pausen zwischen den Sätzen, um verstanden zu werden (ausserdem tönt bei dieser Sprechweise die Predigt etwas erhabener).

Konferenzzimmer stellen eine akustisch besonders anspruchsvolle Umgebung dar. Glatte Oberflächen wie Whiteboard, Glaswände und der obligatorische grosse Konferenztisch reflektieren den Schall besonders stark und erhöhen so die Nachhallzeit, was jedoch die Sprachverständlichkeit mindert.

Auf der anderen Seite würde z.B. in einem Konzertsaal ein zu kurzer Nachhall dem reichen, warmen Klang des Orchesters schaden.

 

Wie wird RT60 gemessen?

In diesem Video zeigen wir, wie die Nachhallzeit RT60 mit dem Audio Analysator XL2, Dodekaeder-Lautsprecher DS3 und dem Leistungsverstärker PA3 gemessen wird. 

 

Die 7 Schritte einer RT60 Messung

  1. 1.
    Wählen Sie ‘RT60’ aus dem XL2 Hauptmenü
    XL2 RT60 Hauptmenü
  2. 2.
    Sobald es still ist im Raum, wählen Sie ‚SET‘
    XL2 RT60 SET
  3. 3.
    Wählen Sie ‚EQ Pink‘ (entzerrtes Rosa Rauschen) auf dem PA3 und passen Sie den Schallpegel an (Gehörschutz tragen!)
    PA3 EQ Pink
  4. 4.
    Drücken Sie ‚Start‘ auf dem XL2 und messen die Nachhallzeit
    Drücken Sie Start
  5. 5.
    Schalten Sie die Schallquelle dreimal ein/aus
    PA3 Fernbedienung
  6. 6.
    Drücken Sie ‚Stop‘ auf dem XL2
    Drücken Sie Stop
  7. 7.
    Drucken Sie den Messbericht aus
    RT60 Report with your logo

Kurzanleitung zur RT60 Messung runterladen

 

Messgerät für RT60 Messungen

Wir empfehlen für RT60 Messungen den Akustik Analysator XL2. Das Gerät erkennt automatisch ein Abklingen des Schallpegels und vereinfacht somit die Messprozedur erheblich.

 

XL2 Acoustic Analyzer for RT60 Measurement
Akustik Analysator XL2 für RT60 Messungen

Eigenschaften des XL2

  • automatische Erkennung von Impulsen oder getakteten Rauschquellen
  • automatische Mittelung mehrerer Messzyklen
  • Ergebnisse in Terz- oder Oktavbandauflösung
  • vollständige Dokumentation
  • erfüllt die gängigen internationalen Normen

Ich bin interessiert


Weitere Aspekte der Nachhallzeit-Messung

Wie viele Messzyklen sind notwendig? Korrelation und Messunsicherheit


RT60 decay linear fit

Die Berechnung der Nachhallzeit erfolgt mit der Methode der linearen Regression der kleinsten Quadrate. Vereinfacht gesagt bestimmt dieses Verfahren eine Gerade, welche die Messkurve optimal repräsentiert.

Der XL2 berechnet noch zwei weitere Werte, die Korrelation und die Messunsicherheit. Beide Parameter sind in der Norm definiert und charakterisieren die Präzision der Resultate.

  • Die Korrelation gibt an, wie gut die lineare Regression mit der tatsächlichen Abklingkurve übereinstimmt. Je höher die Korrelation, desto besser die Übereinstimmung.
    Der Korrelationswert wird in Prozent angegeben: 100 % entsprechen einem perfekt linearen Abklingen, nachdem die Schallquelle abgeschaltet wurde. In der Praxis liegt aufgrund verschiedener Einflüsse die Korrelation typischerweise zwischen 80 % und 100 %.
  • Die Messunsicherheit kommt daher, dass Rosa Rauschen ein statistisches Signal mit unvermeidbaren Fluktuationen ist. Sie berechnet sich aus der Anzahl Messzyklen, der Messmethode (T20 oder T30) und der Frequenzauflösung (Terz- oder Oktavband).Die Messunsicherheit hängt zudem von der Nachhallzeit ab und ist bei tiefen Frequenzen grösser als bei hohen.


    Für eine tiefe Messunsicherheit (d.h. eine höhere Messgenauigkeit) ist

    • T30 besser als T20
    • Octavband-Auflösung besser als Terzen
    • 5 Messzyklen besser als 3 (Hinweis: die Messung muss mindestens 3 Zyklen umfassen)
Wo soll ich das Messmikrofon aufstellen? Kritische Distanz Dc

Gemäss Norm muss eine RT60 Messung mehrere Zyklen beinhalten, bei denen die Schallquelle und das Mikrofon an wechselnden Orten positioniert sind. Darüber hinaus mindert die Ergebnismittelung Verfälschungen infolge von Resonanzen oder Auslöschungen.

Der Abstand des Messmikrofons zu reflektierenden Oberflächen (Wände, Türen, Fenster, Böden, Tische) muss mindestens 1 m betragen.

Ausserdem ist die folgende Formel zu beachten, die den Mindestabstand zwischen Mikrofon und Schallquelle für RT60 Messungen berechnet.

Dieser Abstand heisst „kritische Distanz“. Um der Formel ihren Schrecken zu nehmen, haben wir sie mit einem (hoffentlich) klärenden Beispiel ergänzt.

RT60 Critical Distance formula

V = Raumvolumen [m3]
c = Schallgeschwindigkeit [m/s]
T = Schallgeschwindigkeit [s]

Beispiel: in einer kleinen Halle mit 10 mal 9 Metern Grundfläche und 5 m Höhe, einer erwarteten Nachhallzeit von 2 Sekunden und einer Raumtemperatur von 20°C beträgt der Mindestabstand zwischen Mikrofon und Schallquelle 1.6 Meter.

V = 10 * 9 * 5 = 450 m3
c = 342 m/s (Schallgeschwindigkeit bei 20℃)
T = 2 Sekunden

Kritische Distanz Dc = 2 *√ (450 / (342 * 2)) = 1.6 Meter

Soll ich Terzband- oder Oktavband-Auflösung wählen?

Der Akustik Analysator XL2 misst die Nachhallzeit in Oktavband-Auflösung, oder zusammen mit der Option „Erweitertes Akustikpaket“ auch in Terzband-Auflösung.

Für die meisten Anwendungen reicht diese Oktavband-Auflösung aus – es sei denn, die aktuellen Vorgaben fordern eine Terzband-Auflösung.

So schreiben z.B. bestimmte Normen wie die ISO 3382 vor, wie die Richtcharakteristik der Schallquelle aussehen muss, ausgedrückt in Rosa Rauschen pro Oktavband.

Ein anderes Beispiel sind die technischen Spezifikationen von Dämmaterialien, welche die Schallabsorption oft in dB pro Terzband beschreiben. Folglich müssen Sie die RT60 ebenfalls mit Terzband-Auflösung messen, um das passende Dämmaterial zu wählen.

Soll ich mit T20 oder T30 messen?

RT60 Messung

Die T30 Messung ist z.B. durchführbar, wenn die Schallquelle einen Pegel von 100 dB erreicht und der Hintergrund-Lärmpegel 55 dB nicht überschreitet.

In Wohnungen oder Büros liegt der Lärmpegel typischerweise zwischen 40 und 50 dB. Um ein Abklingen von 60 dB zu messen, bräuchte man eine Schallquelle mit einen um 75 dB höheren Pegel (60 dB Differenz + 5 dB für Triggern + 10 dB Reserve). Die Erzeugung eines derart hohen Breitband-Schallpegels von 125 dB ist jedoch technisch kaum mach- bzw. zumutbar.

In der Praxis wird daher lediglich die Zeit gemessen, die es braucht, bis der Schallpegel um 20 dB bzw. 30 dB abgeklungen ist. Sofern dies einigermassen linear geschieht, lässt sich aus dem Ergebnis das RT60 Ergebnis interpolieren.

 

  • RT60(T20) = 3 * (Zeit für Abklingen um 20 dB)
  • RT60(T30) = 2 * (Zeit für Abklingen um 30 dB)

 

Generell ist eine RT60 Messung besser, wenn sie auf dem T30 Wert basiert, da die Messunsicherheit gegenüber dem T20 Wert tiefer ist. Falls jedoch der Hintergrundlärm zu laut oder die Schallquelle nicht leistungsfähig genug ist, um die geforderte Differenz von 45 dB zu erreichen, dann ist die T20 Messung die bessere Wahl.

Soll ich die Messung alleine durchführen?

Die Messprozedur mitsamt der Bedienung des Akustik Analysators lassen sich problemlos von einer einzelnen Person durchführen.

Auf der anderen Seite dürfen sich trotz des hohen Lärmpegels auch weitere Hilfskräfte im Raum aufhalten, z.B. um den Dodekaeder-Lautsprecher in verschiedene Positionen zu bringen.

Während der Messung müssen alle Anwesenden einen Gehörschutz tragen. Ausserdem sollen sie sich still verhalten und nicht zu nahe beim Mikrofon stehen.

Alle Personen, die sich während der Messung im Raum aufhalten, absorbieren Schallenergie und beeinflussen damit das RT60 Ergebnis. Daher ist ihre Anzahl zu protokollieren.

Technische Spezifikationen RT60
Der Akustik-Analysator XL2,
  • misst die Nachhallzeit RT60 im Frequenzband von 63 Hz bis 8 kHz
  • errechnet die Resultate mit Oktavband-Auflösung. Die Option “Erweitertes Akustikpaket” unterstützt zudem die Messung mit Terzband-Auflösung.
  • Erlaubt die Wahl zwischen T20 und T30 Analyse
Wie der XL2 die Nachhallzeit RT60 misst


Messung des RT60 Abklingenverhaltens

TDer Akustik-Analysator XL2 misst autonom die Nachhallzeit RT60, indem er

  • dein Abklingen des Schallpegels um 5 dB erkennt; dies zeigt an, dass die Schallquelle abgeschaltet wurde, und löst die Messung des weiteren Abklingens durch den XL2 aus,
  • die Zeit für einen Pegelabfall um 20 bzw. 30 dB bestimmt (je nach Wahl),
  • die aufgenommene Zerfallskurve linearisiert
  • das RT60 Ergebnis berechnet: RT60 = 3 * T20 oder RT60 = 2 * T30

 

Schallquellen für RT60 Messungen

Tragen Sie immer einen Gehörschutz, da die Schallquellen sehr laut werden können.

Je nach Form und Verwendungszweck des zu messenden Raums kommen verschiedene Schallquellen in Frage.

Die Normen ISO 3382 und ASTM E2235 schreiben eine diffuse Schallquelle für RT60 Messungen vor. Das heisst, dass das abgestrahlte Schallfeld eine homogene Charakteristik aufweisen muss. Für eine präzise Messung muss es zudem ungerichtet (d.h. omnidirektional) sein.

Impuls-Schallquellen wie z.B. ein platzender Luftballon, ein Schuss oder Klatschen erzeugen einen kurzen, scharfen Knall. Gemäss der ISO 3382-1 Norm haben Impuls-Schallquellen jedoch den Nachteil, dass der erzeugte Lärm nicht exakt reproduzierbar ist. Daher schliesst z.B. die Norm ASTM E2235 den Einsatz von Impuls-Schallquellen aus.

Die Wahl der richtigen Schallquelle

Dodekaeder-Lautsprecher


DS3 und PA3
Dodekaeder Lautsprecher Kit

Die professionelle Lösung.

Diese leistungsfähige Schallquelle eignet sich für die meisten Anwendungen in kleinen bis relativ grossen Räumen.

Vorteile

  • 121 dB Schallpegel trotz geringem Gewicht
  • ferngesteuertes Ein-/Ausschalten
  • entzerrtes Rosa Rauschen im Frequenzbereich von 100 Hz bis 8 kHz
  • die 12 Lautsprecher erzeugen eine gleichförmige Abstrahlcharakteristik
  • unbeschränkt einsetzbar, d.h. ohne wiederkehrende Kosten
  • erfüllt die Norm ASTM E2235, da keine Impuls-Schallquelle

Ich bin interessiert

Nachteile

  • Zusätzliches Equipment zu tragen.

Download des Dodekaeder Lautsprecher Kit Produktdatenblatts

Existierende Beschallungsanlage


Minirator MR-PRO
MR-PRO Audio Generator

In sehr grossen Hallen ist die Benutzung der Beschallungsanlage unter Umständen die einzige Option, ein ausreichend lautes Rosa Rauschen zu erzeugen.

Achten Sie darauf, dass die Anlage genügend Leistung bei tiefen Frequenzen aufweist.

Vorteile

  • das Rosa Rauschen deckt den gesamten Messbereich ab
  • unbeschränkt einsetzbar, d.h. ohne wiederkehrende Kosten
  • erfüllt die Norm ASTM E2235, da keine Impuls-Schallquelle

Ich bin interessiert

Nachteile

  • Das von der Beschallungsanlage erzeugte Schallfeld ist evtl. nicht sehr homogen.
Aktiver Lautsprecher


Minirator MR-PRO
MR-PRO Audio Generator

Stellen Sie sicher, dass Ihr Lautsprecher genügend Leistung bei tiefen Frequenzen liefert.

Um die durch die Richtcharakteristik des Lautsprechers verursachte Messunsicherheit zu kompensieren, sollten Sie mehrere Messungen an verschiedenen Positionen im Raum durchführen.

Vorteile

  • kostengünstig, falls Sie bereits einen Aktivlautsprecher besitzen
  • das Rosa Rauschen deckt den gesamten Messbereich ab
  • Mit einem leistungsfähigen Lautsprecher lassen sich auch grosse Räume ausmessen.
  • unbeschränkt einsetzbar, d.h. ohne wiederkehrende Kosten
  • erfüllt die Norm ASTM E2235, da keine Impuls-Schallquelle

Ich bin interessiert

Nachteile

  • die gerichtete Abstrahlcharakteristik des Lautsprechers verunmöglicht unter Umständen die korrekte Durchführung der Messung
  • je schwerer der Aktivlautsprecher, desto mühsamer wird dessen Transport
Eine Startpistole abfeuern

BETRETEN SIE NIE EINEN FLUGHAFEN ODER EINE SCHULE MIT EINER STARTPISTOLE IN IHRER HAND ODER TASCHE.

Je grösser das Kaliber der Pistole, desto tieffrequenter ist der von ihr erzeugte Schall. Dies ermöglicht die Messung grosser Räume.

Abgebrannte Kartuschen können noch Reste von Schiesspulver aufweisen – nehmen Sie daher einen Staubsauger mit, wenn Sie in empfindlichen Umgebungen wie z.B. in Restaurants messen müssen.

Vorteile

  • geringes Gewicht erleichtert den Transport
  • einfacher Aufbau
  • relativ kostengünstig im Gebrauch – abgesehen von den Kartuschen
  • kugelförmige Abstrahlcharakteristik

Nachteile

  • das Schwenken einer Pistole kann Nachbarn und Passanten verunsichern und nervös machen
  • in grossen Räumen reicht der erzeugte Schallpegel unter Umständen nicht aus
  • mit einer Startpistole lässt sich nicht immer der ganze Frequenzbereich abdecken
  • Kaufpreis der Startpistole
  • Laufende Kosten durch Kartuschenverbrauch
  • erfüllt nicht die Norm ASTM E2235, da Impuls-Schallquelle
Platzen eines Luftballons

Je grösser der Luftballon, desto tieffrequenter und lauter ist der erzeugte Schall. Somit lassen sich auch grosse Räume messen.

Verwenden Sie nur Qualitäts-Luftballone für diese Anwendung. Billige Kindergeburtstags-Ballone sind oft nur schwer aufzublasen oder können frühzeitig vor der Nase Ihres Klienten platzen.

Vorteile

  • geringes Gewicht erleichtert den Transport
  • kugelförmige Abstrahlcharakteristik

Nachteile

  • zeitaufwendig – das Aufblasen eines Ballons mit 1 m Durchmesser dauert bis zu 5 Minuten
  • das Platzgeräusch deckt evtl. nicht den ganzen Frequenzbereich ab
  • ein platzender Luftballon erzeugt in grossen Räumen nicht immer den notwendigen Schallpegel
  • erfüllt nicht die Norm ASTM E2235, da Impuls-Schallquelle
Starterklappe


Clapper Board

Vorteile

  • geringes Gewicht erleichtert den Transport
  • kein Aufbau notwendig
  • wiederverwendbar ohne Kostenfolge
  • kugelförmige Abstrahlcharakteristik

Nachteile

  • möglicherweise unvollständige RT60 Messergebnisse wegen ungenügender Abdeckung des Frequenzbereichs
  • die erzeugte Schallenergie reicht evtl. nicht zum Ausmessen grosser Räume aus
  • erfüllt nicht die Norm ASTM E2235, da Impuls-Schallquelle
In-die-Hände-Klatschen

Ein einzelnes Klatschen erlaubt eine Abschätzung des RT60 Werts.

Vorteile

  • schnell und unkompliziert
  • kostenlos
  • kugelförmige Abstrahlcharakteristik

Nachteile

  • Klatschen ist unter Umständen nicht laut genug, um eine gültige RT60 Messung durchzuführen
  • das erzeugte Geräusch deckt oft das Frequenzband nicht ausreichend ab
  • erfüllt nicht die Norm ASTM E2235, da Impuls-Schallquelle


Überlegungen zur Schallerzeugung

Wie lange muss ich das Prüfsignal wiedergeben?

Die Schallquelle muss lang genug eingeschaltet bleiben, damit sich der abgestrahlte und der reflektierte Schall gleichmässig im Raum ausbreiten können. Mit anderen Worten: der Raum muss mit ausreichend Schallenergie gefüllt werden.

Als Daumenregel gilt, dass das Rosa Rauschen mindestens gleich lange wie die zu erwartende Nachhallzeit eingeschaltet sein muss.

In Zweifelsfällen empfehlen wir eine Einschaltdauer von mindestens 5 Sekunden.

Über den Tellerrand hinausdenken

Stellen Sie sich vor, Sie sollen einen grossen, länglichen Raum ohne Beschallungsanlage ausmessen. Dabei stellt sich die Frage, wie Sie ein genügend lautes Geräusch dafür erzeugen können? Um Sie zu ermuntern, in solchen Situationen über den Tellerrand hinauszudenken schlagen wir vor, ein dickes Telefonbuch auf einen stabilen Tisch zu knallen!

Haben Sie andere, innovative Ideen, um ein geeignetes Prüfgeräusch zu erzeugen?
Wir freuen uns auf Ihre Vorschläge!

Warum brauchen wir 12 Lautsprecher?


NTi Audio hat viel Gehirnschmalz und Energie in die Entwicklung unseres Dodekaeder-Lautsprechers gesteckt.

Dodekaeder
noun
Allgemein ausgedrückt ein Körper mit zwölf Flächen, die im Spezialfall gleich grosse Fünfecke sind. Der Begriff stammt vom griechischen Wort dodekaedros, was soviel wie „zwölfgesichtig“ bedeutet (wir danken den Griechen für dieses knifflige Wort, genau wie für Demokratie, Philosophie, Architektur und Sport, um nur einige zu nennen)

Es lässt sich zeigen, dass die Messung der Nachhallzeit generell mit einer ungerichteten Schallquelle erfolgen sollte. Dies wird auch von den Normen ISO 3382 und ASTM E2235 gefordert.

Bei der Wahl eines Dodekaeder-Lautsprechers sind dessen Gewicht und Leistung entscheidend.

Sein Gehäuse sollte möglichst klein und leicht sein, damit er sich gut tragen lässt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der zu messende Raum sich im fünften Stockwerk eines Neubaus befindet, in welchem der Lift noch nicht in Betrieb ist.

Ungerichtet bedeutet, dass die Schallenergie gleichförmig in alle Richtungen abgestrahlt wird. Der DS3 erfüllt diese Forderung und damit die gängigen Normen.

Darüber hinaus liefert der DS3 eine ausreichend hohe Schallenergie.

Das Gewicht des DS3 ist überraschend tief, wobei er einen Schallpegel von 121 dB erzeugen kann.

 

Normkonforme Berichte erstellen

Mit unserer kostenlosen Dokumentvorlage, welche die Messergebnisse des XL2 zu einem Bericht formt, haben wir bereits die Hauptarbeit für Sie erledigt.

RT60 Dokumentvorlage

Holen Sie sich hier die kostenlose RT60 Dokumentvorlage
hier.

Der Akustik Analysator XL2 speichert die Ergebnisse der Nachhallzeitmessung auf seiner SD-Karte. Diese Daten enthalten sämtliche relevanten Informationen im Textformat, womit sie sich einfach in ein Tabellenkalkulationsprogramm wie MS Excel importieren lassen.

 

Internationale Normen

Die Norm ISO 3382-1 definiert die Messung der Nachhallzeit RT60 für Aufführungsräume, die Norm ISO 3382-2 für normale Räume, und die Normen ISO 3382-3 bzw. ASTM E2235 für Grossraumbüros.

Die untenstehende Tabelle listet empfohlene Nachhallzeiten für verschiedene Räume auf:

Örtlichkeit Volumen kritische Distanz Dc Empfohlene Nachhallzeit
 Aufnahmestudio < 50 m3 1.5 m 0.3 s
 Klassenzimmer < 200 m3 2 m 0.4 - 0.6 s
 Büro < 1'000 m3 3.5 m 0.5 - 1.1 s
 Lesesaal < 5'000 m3 6 m 1.0 - 1.5 s
 Konzerthalle, Oper < 20'000 m3 11 m 1.4 - 2.0 s
 Kirche     2 - 10 s

 

Weitergehende Hinweise

Hier zeigen wir, wie Sie die Nachhallzeit durch Klatschen abschätzen können.

Normalerweise lässt sich die Nachhallzeit durch schallabsorbierende Flächen oder Streuung reduzieren. Als schallabsorbierende Materialien eignen sich z.B. dicke Teppiche, Vorhänge, gepolsterte Sitzmöbel oder spezielle Paneele. Darüber hinaus dämpfen Personen, die sich im Raum aufhalten die Nachhallzeit und reduzieren damit des RT60 Ergebnis gegenüber dem leeren Raum.

Erfahren Sie mehr über Optionen zur Schalldämmung.

Mehr Informationen erhalten