Akustik und Sprachverständlichkeit in Kirchen und Konzertsälen

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Information about Akustik und Sprachverständlichkeit in Kirchen und Konzertsälen

Published on March 14, 2008

Author: soz94gec

Source: slideshare.net

prolight+sound mediasystems 2008 Akustik und Sprachverständlichkeit in Kirchen und Konzertsälen Dipl. Phys. K.-H. Lorenz-Kierakiewitz Peutz Consult GmbH, Düsseldorf www.peutz.de 1 Übersicht Raumakustik Sprachverständlichkeit Konzertsäle Kirchen Herkömmliches Beschallungskonzept Innovatives Beschallungskonzept Raumakustik und Beschallung: Normen 2 1

Akustische Übertragung: Einfluss des Raumes Reflexionen Amplitude Zeit RIA Konzertsaal Viersen 6.4.98 Hinten Rechts Platz 656 V 60 40 20 0 -20 -40 -60 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 s Impulsantwort / ETC (Energy Time Curve) 3 Einfluss der Raumakustik auf Verständlichkeit Direktschall Direktschall Nachhallzeit Nachhall Nachhallpegel Frühe Reflektionen Verständlichkeit: Verhältnis Direktschall/ Nachhallpegel 4 2

Beispiel für gute Raumakustik (für Konzerte): Concertgebouw Amsterdam Plateau Regelmäßiges Ausklingen 5 Raumakustik: Basisparameter Nachhallzeit 4⋅6⋅ln10 V V T = Sab ⋅ ~ c A 6A tot 60 dB 1,8 s Nachhallzeit 6 3

Raumakustik: Basisformen Rechteckig: zerstreuend Konkav: konzentrierend 7 Kuppel vs. Quader 37 m 8 4

Die Kuppelproblematik: Echogefahr! 9 Kuppeln: Hohlspiegel ,Klopfgeist’: Starkes Echo: man hört alles zweimal ∆t ≥ 50 ms Hoher Schallpegel Reduzierte Sprachverständlichkeit (Handyecho) ∆L≥ 4 dB ≥ 10 5

Einfluss der Raumakustik Problemräume Verständlichkeit Typische Problemräume: Typische Probleme: o Flughäfen o zu viel Nachhall o Fabrikhallen o zu lange Distanzen o Stadien o zu große Volumina o Bahnhöfe o zu hoher Störpegel o Tunnels o kompliz. Geometrie o Glasfoyers o Kirchen ⇒Sprachverständlichkeit gering o Konzertsäle 11 Raumakustik: Beispiele für Konzertsäle Concertgebouw Amsterdam Tonhalle Düsseldorf Royal Albert Hall 12 6

Gute Akustik für Konzerte: Concertgebouw A’dam 18 m 23 m Nachhallzeit besetzt: 2,2 s Events: Konzerte, Vorträge 13 Raumakustik: Royal Albert Hall London Nachhallzeit besetzt: 2,6 s Events: Konzerte, Pop, Sportveranstaltungen... 14 7

Raumakustik Tonhalle Düsseldorf Nachhallzeit besetzt: 2,1 s Events: Konzerte, Pop, Sprachveranstaltungen 15 Raumakustik und Sprachverständlichkeit: Kirchen KIRCHEN Einfluss der Raumakustik: Nachhallzeit: 2 … 12 s (!) ⇒ dadurch zu geringe Sprachverständlichkeit Oft sehr ungünstige Raumform Querhaus,Emporen, Kuppeln 16 8

Raumakustik: Beispiele für Kirchen St. Aposteln, Köln (Nachhallzeit 7 s.) St. Jacob, Den Haag St. Jan, Den Bosch 17 Sprachliche Informationsübertragung Sprachverständlichkeit ist viel komplexer als Indikatoren {Klarheitsmaß (C50), Deutlichkeit (D50) und Speech Transmission Index (STI)} suggerieren! Psycho-physikalische Ebene Physikalische Ebene Idee! i=1 Sp re Nachhall Nachhall ch en Sprachschall Hö Verzerrung ren Störschall i<1 Idee ? Reiner Übertragungsweg 18 Mit Sprecher-/Hörereinfluss 9

Messung der Sprachverständlichkeit Messung der Parameter C50, D50, STI E0−80 ms C80 = 10dB ⋅ log E80 ms −∞ alles nur Indikatoren für Verständlichkeit! Gültig nur bei bestimmten Randbedingungen Messen von Sprachverständlichkeit? Möglich NUR mit Wortlisten viele Testhörer, statistische Auswertung, aufwändig Klarheitsmaß 19 Indikatoren für Sprachverständlichkeit: CIS CIS > 0,7 : STI > 0,5 ALcons < 12% 20 10

Indikator für Sprachverständlichkeit: ALcons Faktoren ALcons (Peutz ‚71): π Q: Bündelungsgrad (-3 dB); Q=   π ⋅ϕHor   π ⋅ϑVert   arcsin sin   ⋅ sin     360°   360°  Dci: krit. Abstand QV D ci = 0 . 2 (m ) T 60 V: Volumen; T60: Nachhallzeit @ 1.4 kHz Vorhersage jenseits Dci: ALcons = 9T60 + a (%) a: Nullkorrektur [ 1.5% - 12.5%], Maß für Professionalität Sprecher/Hörer 200 D 2T60 2 Vorhersage ALcons = +a diesseits Dci: QV | Q, T: 1.4 kHz 21 ALcons: Abstandsabhängigkeit Dci: krit. Abstand 22 11

Innovativ: Vorhersage der Verständlichkeit ALcons ermöglicht Bestimmung der Richtcharakteristik: 200d 2T60 2 ALcons = +a ⇒ QV 200d 2T60 Lsn 2 QAS,min: min. Bündelungsgrad QAS , min = * ALmax: d: max. zuläss. ALcons Abstand weitster Hörer V * AL max Lsus LSUs: # Lsp für Direktschall dort LSn: # Lsp total im Raum Das heißt: je weniger Quellen umso mehr Direktschall erzeugen, desto besser ! ⇒ Q muss möglichst hoch sein 23 Herkömmliches Beschallungskonzept Dicht beim Hörer: Das „viele-ungerichtete-Quellen”-Konzept Standardkonzept leider auch in Kirchen! Problem 1: Echos durch fehlende Delays Problem 2: Erregung künstlichen Nachhalls durch schwache Bündelung 24 12

Innovatives Beschallungskonzept Diese Erkenntnis resultierte 1992-94 in der Entwicklung stark richtender, aktiver Säulenlautsprecher durch Peutz 1. Anwendung: Flughafen Schiphol 1994 Raumakustik-Messquelle: Q=1 Menschliche Stimme: Q = 2,5 Normaler PA-Lautsprecher: Q=3-5 Passive Säulenlautsprecher: Q = 5 - 10 Aktive Säulenlautsprecher: Q = 15 - 40 (!) 25 Innovative Beschallungskonzepte Aktive Säulenlautsprecher: Q = 15 - 40 (!) Durch extrem starke Bündelung wird Direktschall über weite Entfernungen nur minimal abgeschwächt: 26 13

Beratung guter Sprachverständlichkeit Unabhängigkeit des Beraters Bedürfnisanalyse Nutzungsprofil Anforderungs-Pflichtenheft Möglichkeit objektiver Nachprüfung Simulation und Prinzipdesign einer Anlage, die Anforderungen erfüllt Empfehlungen für bauliche Optimierung der Raumakustik 27 Beratung guter Sprachverständlichkeit Erstellung & Begleitung der Ausschreibung Bewertung der Anbieter auf Grundlage der Anforderungen Kontrolle der Ausführung Abnahmemessungen und Funktionskontrolle Prozessesbegleitende Prüfpunkte garantieren Ergebnis: Gute Sprachverständlichkeit ⇒ Sicherheit für den Auftraggeber ⇒ Nachhaltigkeit der Maßnahme Kosten unerheblich verglichen mit Nachbesserungen! 28 14

Raumakustik und Beschallung: Normen DIN 18 041 Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen 2004 Acoustics – Measurements of the Reverberation Time of Rooms ISO 3382 1997 with Reference to Other Parameters Sound system equipment – Part 16: Objective Rating of Speech EN-IEC 60268-16 2003 Inteligibility by Speech Transmission Index IEC 60849 (DIN EN 60849) Elektroakustische Notfallwarnsysteme 1998 Gefahrenmeldeanlagen für Brand, Einbruch und Überfall - VDE 0833-4:2007-09 Teil 4: Festlegungen für Anlagen zur Sprachalarmierung 2007 im Brandfall Veranstaltungstechnik – Tontechnik – Teil 5: Maßnahmen zum DIN 15905-5 vermeiden diner gehörgefährdung des Publikums durch hohe 2007 Schallemissionen elektroakustischer Beschallungstechnik 29 Akustik und Sprachverständlichkeit in Kirchen und Konzertsälen - Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! www.peutz.de 30 15

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