Planung und Simulation von Beschallungsanlagen

Eine Beschallungsanlage und der sie umgebende Raum sind zwei nicht zu trennende Bausteine, die die akustischen Eigenschaften einer Versammlungsstätte bestimmen. Die Planung von großen Beschallungsanlagen ist daher nur unter Berücksichtigung der Raumakustik möglich. Simulationsprogramme wie EASE sind mächtige Werkzeuge, die gute Voraussagen über die akustischen Eigenschaften der Anlage schon vor der Installation ermöglichen.

Vor der Planung der Anlage selbst steht die Definition der zu erfüllenden technischen Kriterien. Je nach Verwendung der Anlage kann dies der zu erreichende Schalldruckpegel in einem definierten Frequenzbereich sein, ein besonders lineares Übertragungsverhalten für hochwertige Musikwiedergabe, die vorgeschriebene Sprachverständichkeit für Alarmierungen oder der Schallimmissionsschutz im Außenbereich. Außerdem können Aspekte wie Denkmalschutz, Vandalismussicherheit oder eine besondere optische Gestaltung eine Rolle spielen.

Voraussetzung für die Simulation sind hochaufgelöste Balloondaten der Lautsprecher mit mind. 5° Auflösung inclusive Phaseninformationen.

Die Simulation beginnt mit der Konstruktion des Raumes, in dem die Anlage installiert werden soll. Dabei sind alle akustisch relevanten Bauteile zu erfassen, gleichzeitig werden akustisch unwirksame Details ausgespart, um die Rechenzeiten erträglich zu halten. Die einzelnen Bauteile werden nun mit möglichst genauen Parameterwerten für Absorption und Streugrad versehen, die vom verwendeten Material und der Struktur abhängen.

Mit diesem Modell lässt bereits die Nachhallzeit nach Eyring oder Sabine berechnen. Der Vergleich mit Nachhallmessungen im Raum erlaubt ein Nachjustieren der Absorbtionswerte im Modell.

Nun werden die Lautsprecher in das Modell eingefügt. Bei Verwendung von Line-Arrays sind dabei Tools zur optimalen Bestimmung der Ausgangskonfiguration hilfreich. Ziel ist eine gleichmäßige Beschallung der Publikumsbereiche unter Aussparung stark reflektierender Flächen.

Als nächster Schritt wird die Direktschallverteilung im Raum simuliert. die Rechenzeiten hierzu sind auch für hohe Auflösung recht kurz. Die Ergebnisse sowohl im Publikumsbereich wie auch ausserhalb können zur Korrektur der Lautsprecheranordnungen verwendet werden.

Anschließend werden mit dem Aura-Modul in Ease unter Verwendung von Spiegelschallquellen Impulsantworten an ausgewählten Positionen simuliert. Daraus lassen sich weitere Parameter berechnen, wie die präzise Nachhallzeit mit den Quellen im Modell, der Gesamtschallpegel und die Sprachverständlichkeit.

Schließlich erfolgt die Auralisation durch Faltung beliebiger Signale mit den Impulsantworten, um einen Höreindruck von Raum und Anlage zu erzeugen.

Ansprechpartner:

Alfred Schmitz

Anselm Goertz