eindimensionaler symmetrischer Diffusor raumakustikmodul ... - W Vier

w vier Räume zum Hören
S
Diese neue Generation von offenen, “geschwungenen”
Diffusoren stellt das derzeitige wvier Top End der effektiven,
schallverteilenden Mechanismen für die hochwertige
Raumakustik dar. Ihre grundlegende Funktionsstruktur basiert in
Analogie zu den Schallabstrahlungsmustern komplexer
Oberflächenmoden.
Betrachtet man die räumliche Schallverteilung einer aktiv
schallabstrahlenden modalen Oberfläche, so ist eine definierte
Struktur und Art an Eigenmoden erkennbar, die einerseits eine
hohe Bandbreite bei gleichzeitig sehr breiter Schalldispersion
erzeugen. Überträgt man nun diese grundlegenden Eigenschaften
auf eine äquivalente “passive” Oberfläche so können
unter bestimmten Voraussetzungen auch diese Eigenschaften
mit übertragen werden.
Damit ist es möglich, einen kontinuierlichen Übergang zwischen
den einzelnen Abstrahlwinkeln und Frequenzbändern einer diffus
reflektierenden Oberfläche zu erzeugen und die Diffusionsbandbreite
erheblich zu hohen Frequenzen hin zu erweitern,
ohne gleichzeitig auftretende Parasitäreffekte wie z.B. eine
ansteigende Dämpfung oder eng ausgebildete Keulen.
Je nach Auslegung der Oberflächenprofile können sowohl
symmetrische wie auch asymmetrische Reflexionseigenschaften
generiert werden, die je nach Anwendungsfall die
erforderliche Schalldispersion besitzen und sich auch problemlos
zu größeren Array`s kombinieren lassen.
Die Strukturen sind so dimensioniert, dass Sie für überwiegend
frontalen Schalleinfall eine maximale Schalldispersion und
Bandbreite erzeugen, dafür aber auch bei kurzen Entfernungen
keine negativen akustischen Nahfeldeffekte hervorrufen, da
homogene Keulenübergänge entstehen. Im Gegensatz zu den
klassischen “Schröderprofilen” sind somit auch Anwendungen
bei geringen Entfernungen von Quelle und Empfänger kein
Problem.
Das vorliegende Modul monde S (der Begriff monde leitet sich
von “modale” und “onde” für Welle, also modale Welle ab) stellt
nun einen eindimensionalen, symmetrischen Diffusor mit
“offener” Abstrahlfläche und großer Bandbreite dar. Es ist in der
Lage, den einfallenden Schall bis zu höchsten Frequenzen in
einer Ebene mit sehr großem Winkel zu verteilen. Je nach
Anordnung und/oder der Kombination mit anderen monde
Modulen lassen sich so definierte “Schallfelder” und damit
weitreichende akustische Effekte in einem Raum realisieren.
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Diffusions-/Absorptionsfaktor
Räume zum Hören
0
100 200 500 1k 2k 5k
10k
(Hz)
Abbildung 1: frequenzabhängige Diffusions- ( rot)
und Absorptionseigenschaften
( blau)
für ein Einzelmodul monde S
Die Schallverteilung der Module verläuft bereis ab ca. 300-400Hz
homogen auf sehr hohem Niveau. Unterhalb davon kommt es
aufgrund der Beugung am Einzelelement (Wellenlängenbezug)
zum leichten Absinken des Diffusionsfaktors. Dieser Effekt kann
durch die Anordnung größerer Flächen/Array`s ausgeglichen
werden, so dass über ein 7 1/2 Oktaven Spektrum eine effektive
eindimensionaler symmetrischer Diffusor
Speziell im sehr hochfrequenten Bereich ist die Schallverteilung
durch die zusätzliche Mikrowell-Oberflächenstruktur der Module
ausgezeichnet.
Die Absorption der Module besitzt ein kleines Maximum von 250-
600Hz. Aufgrund der sehr komplexen, steifen Fertigungsweise und
offenen Bauform der monde S Diffusoren bleibt die Dämpfung
dennoch im Mittel bei ca. 10%. Durch optionale Veränderungen
können die Absorptionseigenschaften zu tieferen Frequenzen hin
definiert angehoben werden. Dies ist immer dann zweckmäßig,
wenn aus Gründen der Flächeneffizienz in diesem Frequenzbereich
eine zusätzliche Bedämpfung eines Raumes erforderlich ist.
90
75
60
45
30
15
0
-15
-30
-45
-60
-75
-90
(deg) Abstrahlwinkel (dB)
500 1k 2k 5k
10k
Frequency (Hz)
Abbildung 2: Abstrahlcontourdarstellung für die monde S Diffusoren bei frontalem 0°
Einfallswinkel über die komplette Horizontalebene (180°)
Die Abbildung 2 zeigt das Verhalten der monde S Diffusoren über
die vollständige Verteilungsebene für eine frontale Schallquelle.
raumakustikmodul datenblatt S
Räume zum Hören
120
117
114
111
108
105
102
99
96
93
90
87
84
81
78
75
72
69
66

90
75
60
45
30
15
0
-15
-30
-45
-60
-75
-90
(deg) Abstrahlwinkel Level dB (dB)
Räume zum Hören
w vier Räume zum Hören
500 1k 2k 5k
10k
Frequency (Hz)
Abbildung 3: Abstrahlcontourdarstellung für die monde S Diffusoren bei 20°
Einfallswinkel über die komplette Horizontalebene (180°)
Die Abbildung 3 zeigt das Verhalten der monde S Diffusoren über
die vollständige Verteilungsebene für eine Schallquelle in 20° zur
Normalen. Aus den sehr komplexen Contourdaten lassen sich
nun einzelne Polardiagramme selektieren, die einen detaillierten
Überblick des Abstrahlverhaltens zulassen. Nachfolgend sind
einige beispielhafte Diagramme - beginnend für frontale
Bestrahlung - aufgeführt.
(dB)
Räume zum Hören
+60°
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
(dB)
+60°
0°
(deg)
Abbildung 4: 700Hz Polardiagramm bei 0° Einfallswinkel
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
(dB)
Räume zum Hören
Räume zum Hören
+60°
Abbildung 5: 3000Hz Polardiagramm bei 0° Einfallswinkel
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
Abbildung 6: 9000Hz Polardiagramm bei 0° Einfallswinkel
0°
0°
(deg)
(deg)
eindimensionaler symmetrischer Diffusor
-30°
-30°
-30°
raumakustikmodul datenblatt
-60°
-60°
-60°
125
122
119
116
113
110
107
104
101
98
95
92
89
86
83
80
77
74
71
68
65
62
59
56
-90°
-90°
-90°
(dB)
:
+60°
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
0°
Abbildung 7: 13000Hz Polardiagramm bei 0° Einfallswinkel
Da die monde Diffusorstrukturen vorwiegend für einen
Schalleinfall von vorne dimensioniert sind, ergeben sich auch im
Frequenzspektrum oberhalb von ca. 10kHz noch gute
Schalldispersionseigenschaften. Bei kleineren Einfallwinkeln
bleibt die Schallverteilung und Bandbreite voll erhalten und
verändert nur erwartungsgemäß ihre Vorzugsrichtungen. Für
einen 20° Einfallswinkel sind im Anschluss einige vergleichende
Polardiagramme dargestellt.
(dB)
Räume zum Hören
+60°
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
(dB)
Räume zum Hören
+60°
0°
(deg)
Abbildung 8: 700Hz Polardiagramm bei 20° Einfallswinkel
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
(dB)
Räume zum Hören
Räume zum Hören
+60°
(deg)
Abbildung 9: 3000Hz Polardiagramm bei 20° Einfallswinkel
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
0°
0°
(deg)
(deg)
Abbildung 10: 9000Hz Polardiagramm bei 20° Einfallswinkel
-30°
-30°
-30°
-30°
S
-60°
-60°
-60°
-60°
-90°
-90°
-90°
-90°

(dB)
+60°
w vier Räume zum Hören
+30°
115 105 95 85 75
+90°
110 100 90 80 70
Abbildung 11: 13000Hz Polardiagramm für 20° Einfallswinkel
Sollen Diffusflächen für stark streifenden Schalleinfall
(Einfallswinkel>60°) realisiert werden, sind die monde Diffusoren
nicht unbedingt die richtige Wahl, da es durch den spezifischen
Aufbau dann zu starken Beugungs- und Abschattungseffekten
an den Diffusorbegrenzungsflächen kommt.
In einem solchen Anwendungsfall empfiehlt sich eher die
Anwendung von klassischen, kassettierten Diffusortypen.
Ein entscheidender Vorteil der monde Diffusoren liegt also in Ihrer
ungewöhnlichen Bandbreite - zu beiden Frequenzenden
ausgedehnt - sowie dem übergangslosen, kontinuierlichen
Abstrahlverhalten einer sehr hohen Anzahl und Dichte von
Abstrahlkeulen. Probleme im Nahbereichsschallfeld mit
“diskreten” Keulenübergängen wie bei den “gestuften” Diffusoren
existieren nicht.
Basierend auf den Eigenschaften der bereits angesprochenen
Oberflächenmoden sind für die Realisierung geeigneter
Diffusorstrukturen neben den mathematischen Voraussetzungen
vor allem zahlreiche Iterationsschritte, Materialprüfungen und
Testmuster erforderlich gewesen, um nicht nur funktionstüchtige,
sondern auch praktisch realisierbare Module zu erhalten.
Grundlage bilden hier u. A. aufwändige 3D Messverfahren für die
exakte und effektive Datenerfassung der komplexen räumlichen
Abstrahlsituation.
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
Räume zum Hören
(dB) Akustische Leistung
Räume zum Hören
0°
Abbildung 12: aufsummierte “Akustische Leistung” über die gesamte horizontale
Abstrahlebene des monde S Diffusors, 0° Einfallswinkel und 20° Einfallswinkel
Werte referenziert auf den einfallenden Schall
Die Grundform ist so ausgelegt, dass ein Modul in Kombination
mit den monde A Elementen angeordnet werden kann. Damit
lassen sich größere Diffusor-Array`s mit unterschiedlichstem
Abstrahlverhalten realisieren.
Konstruktiv wird die Oberflächenstruktur beim monde S Diffusor
letztendlich durch drei ausgeformte Mikrowellprofile aus HDF auf
einem aussteifenden und formgebenden Trägerraster und zwei
Trennstegen realisiert. Dies gewährleistet einerseits die hohe
mechanische Stabilität, gibt unter großen Winkel hinreichend
Dispersion und erzeugt Raum für weitere Funktionen und edle
Optik.
(deg)
500 1k 2k 5k
10k
Frequency (Hz)
eindimensionaler symmetrischer Diffusor
-30°
raumakustikmodul datenblatt
-60°
-90°
Abbildung 13: monde S Diffusormodul mit hochwertiger LED-Lichtapplikation als
indirekter Leuchtkörper
Eine Zusatzfunktion ist beispielsweise die Integration einer
hochwertigen indirekten Beleuchtung innerhalb der Trennstege
des Diffusor (siehe Abb. 13). Die Einbindung von zusätzlicher,
tieffrequenter Absorption ist eine Weitere. Da die Rückseiten der
Module immer über spezielle Aufhänger mit Distanz zur Wand
montiert werden, kann das tieffrequente, druckempfindliche
Schallfeld eines Raumes also ungehindert an eine “aktivierte”
Rückwand gelangen. Im Bereich der Druckzonen von
Raummoden sind damit additive Dämpfungseigenschaften
umsetzbar.
Sowohl das eigentliche Diffusorprofil, wie auch die frankierenden
Wangen und Deckel sind in hochwertigen Werkstoffen
ausgeführt, so das eine Vielzahl von Oberflächenversionen
möglich sind. In der Standardausführung ist beides jeweils
einfarbig lackiert. Für die Diffusorstruktur mit Mikrowelloberfläche
sind alle glatten Farbvariationen der üblichen Farbprofile
möglich (Ausnahme glänzende und hochglänzende). Bei
Wangen und Deckeln sind darüber hinaus auch Holzapplikationen
als furnierte oder Massivholzausführungen
realisierbar.
Technische Daten:
Abmessungen Brutto ca. 102x80x27cm
Gewicht ca. 20-24kg
Funktionsbandbreite Einzelmodul ca. 300-15000Hz
im Array als größere Fläche ca. 100-15000Hz
Öffnungswinkel effektiv ca. 160°
empfohlene Einstrahlwinkel ca. +/- 40-50°
optionale Absorption