Berechnung der unteren Grenzfrequenz von Absorbern

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fairychild
Schaut ab und zu mal vorbei

#1 erstellt: 29. Aug 2009, 11:42

kann jemand erklären wie man die untere Grenzfrequenz eines Wandabsorbers berechnet? Ich habe hier massig basotect platten und möchte sie an die Wand montieren. Jetzt steht überall geschrieben, der optimale Abstand sei

Wellenlänge der unteren Grenzf. / 4

Wie ist Grenzfrequenz eigentlich definiert? Welchen Absorbtionsgrad hat diese Frequenz?

ich brauch nur noch diese info und ich hab endlich stoffbezogenes basotect an der Wand montiert.. juhuuu

HiFi-Selbstbau
Inventar

#2 erstellt: 29. Aug 2009, 13:19

Hi fairychild,

poröse Absorber wie z.B. Melaminharzschaum (= Basotec) sind besonders da effektiv, wo sie Schallschnelle in Wärme umwandeln können. Da die Schallschnelle vor einer massiven Wand 0 ist liegt das Maximum der Schallschnelle 1/4 Wellenlänge VOR der Wand.

Nun reichen aber nicht 2 mm Basotect nur genau da, sondern z.B. +/- 1/8 Wellenlänge um diesen theoretischen Wert herum. Da man aber auch höhere Frequenzen absorbieren will (deren Schnellemaxima ja näher an der Wand liegen) füllt man stattdessen den gesamten Raum bis zur Wand auf. Die letzten paar Prozent bringen aber nix mehr, da bei tiefen Frequenzen dort keine Schallschnelle ist und höhere Frequenzen schon vollkommen absorbiert worden sind, da sie sich mehr als 1 Wellenlänge durchs Material gekämpft haben. Daher kann man die letzten 25-33% Luft nehmen (= Wandabstand).

20 cm Basotect mit 10 cm Wandabstand sollten also eine Grenzfrequenz von 286 Hz haben. Dort werden allerdings nicht 100% der eintreffenden Energie absorbiert. Die DIN-Norm für akustische Messräume erlaubt bei der unteren Grenzfrequenz eine Abweichung von der Freifeldausbreitung von +/- X dB, wobei X von der Frequenz und dem Messabstand abhängt.

Gruß Pico

fairychild
Schaut ab und zu mal vorbei

#3 erstellt: 29. Aug 2009, 14:00

Hi Pico,

schönen Dank für deine Antwort - nur wie kommst du auf 25-33% und 286 Hz ?

Die höheren Frequenzen sind mir mal wurscht, wenn ich dafür tiefere besser absorbieren kann; deshalb nehme ich Abstand.. und die kleineren lamdas haben da eh irgendwo zur Gänze Platz, aber jene der unteren Grenzfrequenz?

Ich habe 10 cm basotect und mich gefühlsmäßig auf 8 cm Abstand eingestellt .. der Schaum vibriert dort schon ganz gut bei Beschallung. Aber eine schöne mathematische Grundlage wo ich alles schön berechnen und designen kann wär super

HiFi-Selbstbau
Inventar

#4 erstellt: 01. Sep 2009, 12:09

Hi fairychild,

Wellenlänge [m] = Schallgeschwindigkeit [m/s] / Frequenz [Hz = 1/s]

Wellenlänge [m] = 343 / Frequenz [Hz]

-> bei 286 Hz ist die Wellenlänge 1.2 m, 1/4 Wellenlänge ist also 30 cm (20 cm + 10 cm Luft)

Was eine Wellenlänge ist sollte man schon wissen wenn man sich mit Raumakustik beschäftigt . . .

Die 25-33% Luft kommen daher, dass bei Frequenzen oberhalb der unteren Grenzfrequenz (= 1/4 Wellenlänge, s.o.) möglichst nicht der Fall auftreten soll, dass das Schnellemaxim im Luft-Zwischenraum liegt und nur zu einem geringeren Anteil als bei der unteren Grenzfrequenz im Material. Dann würde die Absorption nämlich nicht zu hohen Frequenzen hin kontinuierlich ansteigen (was in der Regel erwünscht ist), sondern bei der unteren Grenzfrequenz ein relatives Maximum haben und dann wieder einbrechen (gaaaanz schlecht). Bei 44.444% Luftanteil dürfte das passieren.

Wenn die Basotect-Platte vibriert hat sie neben der Wirkung als poröser Absorber auch noch eine Wirkung als Plattenabsorber. Die Frequenz dürfte aber sehr niedrig sein wenn man sie spüren kann . . .

Gruß Pico

fairychild
Schaut ab und zu mal vorbei

#5 erstellt: 08. Sep 2009, 09:40

hi!

Du erzählst mir alles Dinge die ich schon kenne, aber nicht wie man auf die untere Grenzfrequenz kommt. Meine Frage ist wie berechnet sich diese anhand einer gegebenen Schaumstoffdicke?

Wenn die mir bekannt ist, erst DANN kann ich ein 1/4 lamda nehmen und den Wandabstand entsprechend einstellen, um eben die Absorbtion der untere Grenzfrequenz am besten zu ermöglichen.

Die 2. Frage war und ist, wie definiert sich die untere Grenzfrequenz. Gleich wie bei nem Filter mit -3 dB?

Es reicht übrigens schon gegen den Schaumstoff zu sprechen damit's vibrieren anfängt (als Mann zumindest :)

Christian92
Stammgast

#6 erstellt: 13. Sep 2009, 16:55

Untere Grenzfrequenz = 343 / (Absorberdicke*4).
Ich habe ganz einfach die Formeln von da oben genommen und umgestellt.
Absorberdicke muss in Metern angegeben werden, also bei 30 cm 0,3m.

[Beitrag von Christian92 am 13. Sep 2009, 16:56 bearbeitet]

Used2Use
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#7 erstellt: 15. Sep 2009, 06:26

Man müsste den Absorptionsfaktor als Funktion der Dicke darstellen. Dann kann man sich für einen Grenzwert entscheiden und den dann "untere Grenzfrequenz" nennen. Üblicherweise gibt man als untere Grenzfrequenz

Untere Grenzfrequenz = 343 / (Absorberdicke*4).

an.

Wenn die mir bekannt ist, erst DANN kann ich ein 1/4 lamda nehmen und den Wandabstand entsprechend einstellen

Die ist viel einfacher definiert. Der ganze nicht-modale Bereich kann/soll absorbiert werden. Das sind üblicherweise 300Hz. Man errechnet den Absorber nach den Raumgegebenheiten. Beim Absorberbau gilt außerdem, sowies "bestmöglich" werden soll muß man messen. Die Formeln sind nur Richtlinien. Ab einer gewissen Dicke stellt sich z.B auch die Frage ob der Schall überhaupt noch in den Absorber eindringen kann, oder ob er nicht schon reflektiert wird. Je nach Dichte und Dicke des Absorbers.