Du beschäftigst Dich gerade mit der Frage, wie Du die Akustik in Deinem Abhörraum verbessern kannst? Wenn es Dir wie mir geht, dann dürfte die Frage nach der Größe der Absorber relativ schnell geklärt sein. Denn die meisten Anbieter von Mineralwolle bieten ähnliche Größen im Bereich 120cm x 60cm an.

Bei der Absorber-Tiefe kämpfst Du vermutlich mit den zwei Zielen: tief genug, um ordentlich Bässe zu absorbieren, aber klein genug, um nicht zu viel Platz im Raum zu verschwenden. Denn wir alle haben ja irgendwo Wände um uns herum, die wir nicht verschieben können.

Und letztlich wirst Du spätestens bei der Frage nach dem richtigen Material für das Innenleben Deines Absorbers ins Straucheln geraten – so ging es mir jedenfalls. Man findet zwar viele Beispiele, wie man Absorber selbst baut fürs Tonstudio oder Heimkino. Einfach nachbauen wäre eine Option, in der Hoffnung, dass sich die Leute bei ihrer Auswahl etwas gedacht haben. Und jede Mineralwolle absorbiert besser als eine nackte Wand! Die Chancen stehen also gut, dass Du in jedem Falle eine Verbesserung erzielst.

Letztlich kostet ein Umbau Deines Raumes natürlich Zeit und Geld. Im besten Fall sollten also die Werte wie Absorbertiefe und Absorptionseigenschaften zu Deinen Zielen passen.

Damit die Werte auch beim ersten Anlauf im richtigen Bereich liegen, möchte ich Dir heute einen kleinen Leitfaden an die Hand geben zur Wahl der richtigen Dämmwolle.

Steinwolle oder Glaswolle – was absorbiert besser?

Um diese plakative Frage abzukürzen: beides lässt sich hervorragend einsetzen und wird auch weltweit von den renommiertesten Tonstudios und Akustikern verwendet. Ebenso gibt es noch eine Reihe anderer Stoffe wie Hanf, Basotect oder Caruso Iso Bond, die alle sehr gute Absorption aufweisen. Viel wichtiger als die Frage nach dem Material selbst, ist eine sehr wichtige Kennzahl. Mit keiner anderen Größe lässt sich besser bestimmen, wie groß die (frequenzabhängige) Absorption später sein wird:

Der längenspezifische Strömungswiderstand

Vereinfacht gesagt beschreibt dieser Wert, um wieviel die Geschwindigkeit der Luftschwingung absinkt beim Durchqueren des Materials. Es wird also vor und hinter dem Absorbermaterial gemessen. Je leichter das Material, desto mehr kommt nach dem Durchqueren noch an. Und je dicker das Material, desto weniger kommt durch, aber desto mehr wird ggf. auch reflektiert. Die Kunst wird für uns später sein, ein Material zu finden, das schwer genug ist, um möglichst viel zu absorbieren, aber trotzdem leicht genug, dass der Schall nicht schon nach der Hälfte des Materials reflektiert wird und die letzten cm des Absorbers gar nicht mehr erreicht.

Man findet in Datenblättern gelegentlich zwei Werte. Der eine ist der Strömungswiderstand konkret auf diese Materialstärke (beispielsweise 5cm) bezogen. Er hat die Einheit Pa*s/m. Da jeder Hersteller andere Dicken im Programm hat und wir ja erst noch ermitteln möchten, welche Stärke für uns überhaupt geeignet ist, bringt uns dieser Wert alleine nicht weiter.

Der zweite Wert ist der längenspezifische Strömungswiderstand, bei dem der vorige Wert noch durch die Materialstärke geteilt wird. Er ist somit rein vom Material abhängig und nicht mehr von der Dicke, die für die Messung verwendet wurde. Er ist zu erkennen an der Einheit Pa*s/m2.

Mit gesundem Menschenverstand lässt sich schon erahnen, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen der Dichte, also dem spezifischen Gewicht des Materials, und dem Strömungswiderstand. Um einen Überblick zu bekommen, in welchen Bereichen sich dieser Wert bewegt, habe ich einige Produkte von gängigen Mineralwollen durchgearbeitet und jeweils den Strömungswiderstand und die Dichte aufgeschrieben.

Ziel dieses Artikels ist letztlich, dass Du das für Dich und Deine Ziele geeignete Material findest. Deshalb werden wir zu dieser Tabelle später noch einmal zurückkehren. Als groben Anhaltspunkt habe ich die Preise (umgerechnet pro Kubikmeter) notiert, wie ich sie im Internet finden konnte. Dies unterliegt natürlich einigen Schwankungen, je nach Land und ggf. zzgl. Versand. Aber ich halte es für wichtig, auch ein Gefühl für die Preisunterschiede zu bekommen zwischen akustisch ähnlich wirkenden Materialien.

Der Zusammenhang zwischen Gewicht und Strömungswiderstand wird in einer Grafik am deutlichsten. Ich habe hierzu jedes der zuvor genannten Produkte mit ihren beiden Werten eingetragen:

Man sieht zum einen, dass es gewisse Schwankungen gibt und man die Werte nur als grobe Orientierung nehmen sollte. Nichtsdestotrotz lässt sich ein gewisse Linearität für jeden Materialtyp erkennen. Es lässt sich jeder Strömungswiderstand mit fast allen Materialien erreichen. Dazu ist je nach Typ allerdings eine unterschiedliche Materialdichte erforderlich.

Die wichtigste Erkenntnis beim Vergleich von Glaswolle vs Steinwolle: Steinwolle muss zum Erreichen desselben Strömungswiderstandes deutlich schwerer sein als Glaswolle. Beispielsweise erreichen wir den Wert von 10000 Pa*s/m² mit 35-40kg/m³ Steinwolle, oder mit 20kg/m³ Glaswolle.

Caruso Iso Bond hingegen liegt sehr ähnlich wie Steinwolle. Der Strömungswiderstand von 10000 Pa*s/m² lässt sich beispielsweise mit beiden Materialien mit einer Materialdichte von 40kg/m² erreichen.

Nun aber endlich zu den eigentlichen Fragen des heutigen Artikels. Beginnen wir mit:

Welcher Strömungswiderstand ist optimal für meine Absorber-Tiefe?

Mit dieser Frage siehst Du schon, wie ich an die Material-Auswahl herangehen würde: zuerst ermitteln wir den richtigen Bereich für den Strömungswiderstand. Und im Anschluss schauen wir anhand der Material-Tabelle, welches Material mit welchem Gewicht in Frage kommt, um eben diesen Strömungswiderstand hinzubekommen.

Und keine Sorge, falls Du noch unschlüssig bist bezüglich der Absorber-Tiefe. Wir werden uns nach den folgenden Beispielen nochmal der Frage widmen, wie dick das Material an den verschiedenen Stellen sein darf.

Tools zur Simulation des Absorptionsgrades

Da es sehr aufwendig bis unmöglich ist, sämtliche Materialien und allen Kombinationen zu Hause akustisch zu messen, habe ich ein (kostenloses!) Online-Tool sehr schätzen gelernt. Natürlich ist jede Simulation nur eine Annäherung. Aber um ein Gefühl für die Auswirkungen verschiedener Absorber-Tiefen und Strömungswiderstände zu bekommen, kenne ich keinen besseren und einfacheren Weg als diesen Kalkulator: http://www.acousticmodelling.com/porous.php

Es gibt einige Einschränkungen, die man bei Benutzung dieses Tools beachten muss. Zum einen habe ich einen Winkel von 0 Grad angenommen für die Simulation, d.h. wir gehen von einem senkrechten Winkel aus beim Eintreffen des Schalls auf die Wand. Dieser Fall trifft beispielsweise zu, wenn wir an die Wand hinter den Lautsprechern denken. Für Absorber an den Seitenwänden ändert sich dieser Winkel in der Praxis etwas, je nachdem wie groß die Raumbreite ist und wie groß der Hörabstand ist. Nach meiner Erfahrung sind die Kurven für 0 Grad die “schlechtesten”, d.h. es wird ein niedriger Absorptionsgrad angezeigt. Wenn wir den Winkel dann in der Praxis erhöhen können, sollten die Werte immer besser werden als die Simulation für 0 Grad, da der Schall bei schrägem Einfallswinkel mehr Weg durch den Absorber zurücklegt und somit besser gedämpft wird.

Das Tool rechnet ausschließlich mit der Absorbertiefe und dem Strömungswiderstand. Es bietet keinerlei Möglichkeit, dass auch auf die Material-Dichte Rücksicht genommen wird. Insofern sind die Werte mit Vorsicht zu genießen und können in der Realität leicht unterschiedlich sein.

Eine weitere Annahme des Tools ist die Verwendung einer unendlich großen Absorber-Wand. Die ausgegebenen Werte werden nur dann erreicht, wenn ausreichend viele Absorber pro Wand lückenlos nebeneinander gestellt werden. Ich denke, es leuchtet ein, dass wir eine 100Hz Welle (mit einer Wellenlänge von 3,40m) nicht mit einem einzigen Absorber in der Größe 1,20m x 0,60m bezwingen können. Bei tiefen Frequenzen sollten wir uns somit bewusst sein, dass wir eher großflächig auftragen müssen. Bei hohen Frequenzen, d.h. wenn der Absorber größer ist als die Wellenlänge (beispielsweise hat 1kHz eine Wellenlänge von 34cm), können wir auch mit einem einzigen Absorber bereits eine gute Absorption erreichen.

Der Vollständigkeit halber noch die technischen Parameter, die ich für meine Kurven verwendet habe: Lufttemperatur: 20 Grad Celsius, Luftdruck: 101325 Pa, Angle of Incidence: 0 Grad, Porous Model: Allard and Champoux (1992).

Zur Einordnung, wie gut sich die Kurven des kostenlosen Tools im Vergleich mit professioneller Software schlagen, habe ich jeweils dieselbe Simulation mit der Software Soundflow von AFMG durchgeführt (jeweils zweite Grafik). Dort wird auch das spezifische Gewicht bei der Berechnung berücksichtigt. Ich habe hier die Dichte der jeweiligen Steinwolle verwendet. Zu tiefen Frequenzen hin ist der Absorptionsgrad etwas höher im Vergleich zur Kalkulation ohne Gewicht.

Auch bei Soundflow habe ich einen Einfallswinkel von 0 Grad und eine unendlich große Fläche als Parameter verwendet. Als Modell wurde Bies verwendet.

Beispiele für unterschiedliche Absorbertiefen

Anhand der folgenden Beispiele möchte ich Dir eine kleine Richtlinie an die Hand geben zur Findung eines sinnvollen Strömungswiderstandes.

5cm ohne Wandabstand

Wie Du Dir vorstellen kannst, sind bei einer geringen Tiefe von 5cm Grenzen vorgegeben bezüglich der Wirksamkeit im unteren Frequenzbereich. Egal, welchen Strömungswiderstand wir auch verwenden, unter 200Hz ist die Dämpfung kaum noch vorhanden.

Nichtsdestotrotz lässt sich eine hohe Absorption ab 400Hz herstellen. Zur Reduzierung von Erstreflexionen an den Seitenwänden oder an der Decke eignet sich diese Tiefe also allemal. Da er die Höhen stark bedämpft, aber in den Bässen kaum etwas verändert, sollte man diese Art Absorber nur an gezielten Punkten einsetzen und von einem großflächigen Einsatz absehen.

Ich sehe als Zielwert für den Strömungswiderstand etwa 30000 Pa*s/m², damit auch im unteren Frequenzbereich noch eine gewisse Absorption erreicht wird. 

5cm mit 5cm Wandabstand

Bei gleichem Material- und somit Kostenaufwand können wir durch einen zusätzlichen Wandabstand die Absorptionskurve um etwa eine Oktave nach unten verschieben. Wann immer es platztechnisch möglich ist, lohnt es sich also, etwas Abstand vorzusehen.

Anhand der Grafik würde ich einen Strömungswiderstand von etwa 25000 Pa*s/m² anvisieren. Höhere Werte haben zwar eine leicht bessere Absorption in den Tiefen, aber verlieren an Absorption über 300Hz.

10cm ohne Wandabstand

Noch etwas besser als ein 5cm Absorber mit 5cm Wandabstand ist es natürlich, wenn wir die vollen 10cm mit Absorptionsmaterial ausfüllen. Wie Du anhand der von mir gewählten vier Beispiel-Werte schon erkennen kannst, sehe ich 25000 Pa*s/m² als den oberen sinnvollen Wert für den Strömungswiderstand. Als besten Kompromiss würde ich ein Material im Bereich 15000 Pa*s/m² wählen.

Basotect liegt sowohl bezüglich des Strömungswiderstandes als auch mit der Materialdicke in genau diesem Bereich. Wenn es Steinwolle sein soll, dann liegst Du mit 45-50kg/m³ sehr gut, bei Glaswolle mit 25-30kg/m³.

10cm mit 5cm Wandabstand

Auch bei 10cm Absorbertiefe lässt sich die Wirksamkeit mühelos durch ein paar cm Wandabstand nach unten erweitern. Ein Absorptionsgrad von 0,5 war ohne Wandabstand bei etwa 200Hz möglich. Mit 5cm Abstand erreichen wir ihn schon bei 130Hz.

Zielwert für den Strömungswiderstand liegt aus meiner Sicht etwa bei 14000 Pa*s/m².

20cm ohne Wandabstand

Ab 20cm Materialstärke können wir langsam von Breitband-Absorber sprechen. Denn auch unterhalb von 100Hz erreichen wir eine spürbare Absorption. Ich sehe einen sinnvollen Strömungswiderstand bei etwa 8000 Pa*s/m². Somit liegen wir für Steinwolle bei einer Dichte im Bereich von 30-35kg/m³, bei Glaswolle bei rund 15-20kg/m³.

20cm mit 10cm Wandabstand

Auch wenn unsere 20cm Absorbertiefe geblieben ist, so reicht die Kurve durch einen zusätzlichen Wandabstand von 10cm deutlich weiter herab zu tiefen Frequenzen. Den Absorptionsgrad von 0,5 erreichen wir nun nicht erst bei 90Hz, sondern schon bei rund 60Hz.

Ich persönlich würde bei einem zusätzlichen Wandabstand auch den Strömungswiderstand anpassen und ein etwas leichteres Material wählen. Da ich meine Wand-Absorber ziemlich genau in dieser Konstellation betreiben möchte (20cm Tiefe und 10cm Wandabstand), habe ich mir diesen Fall etwas genauer angesehen. Ich würde einen Strömungswiderstand von 6000 Pa*s/m² wählen.

Da ich Caruso Iso Bond ausprobieren möchte aufgrund der saubereren Verarbeitung, habe ich bereits einige Pakete mit WLG 040 bestellt. Genau 6000 Pa*s/m² gibt es nicht, aber die 5000 Pa*s/m², die der Hersteller verspricht, liegen nah genug dran. Außerdem hat dieser niedrigere Wert Vorteile, falls ich doch mal auf 30cm Absorbertiefe aufstocken möchte an meiner Rückwand.

Der Unterschied zwischen meinen jetzigen Absorbern mit 14000 Pa*s/m² Steinwolle und dem 5000 Pa*s/m² Iso Bond wird nicht riesig sein. Denn neben dem Strömungswiderstand ist ja letztlich auch noch von großer Bedeutung für die Gesamtwirkung, wieviele Absorber ich benutze und wo ich sie einsetze.

Aber dennoch bin ich schon neugierig! Ich werde versuchen mittels genauer Gegenüberstellung von gleichgroßen Absorbern herauszufinden, inwieweit sich die Prognose dieses Kalkulators auch im realen Wohnzimmer messtechnisch bemerkbar macht.

30cm ohne Wandabstand

Wenn Du Platz in Deinem Raum finden, um einen 30cm tiefen Absorber zu installieren, kannst Du Dich glücklich schätzen! Bei mir gelingt das an der schmalen Seite nicht ganz. Am Ende der langen Seite könnte es demnächst aber in diese Richtung gehen. Denn wer hat nicht gerne knackige Bässe und einen ausgewogenen Frequenzgang auch unterhalb von 50Hz?!

Wie Du an der Grafik siehst, lohnt sich eine solche Absorbertiefe nur bei sehr leichten Materialien. Die orange Kurve mit 11000 Pa*s/m² ist schon deutlich schwächer im Bereich 100-500Hz als alle anderen Kurven. Ich würde 5000 Pa*s/m² als optimal ansehen bei 30cm Tiefe. Mit meinen Caruso Iso Bond WLG 040 bin ich somit bestens vorbereitet, um auch einen solchen Absorber aufzubauen.

Im Bereich Steinwolle lässt sich dieser Wert mit 15-20kg/m³ herstellen, bei Glaswolle mit etwa 10-15kg/m³.

40cm ohne Wandabstand

Herzlich Willkommen im Bereich der professionellen Tonstudios! Mit 40cm Mineralwolle lassen sich auch tieffrequente Raummoden abschwächen. Wie Du Dir vorstellen kannst, müssen wir dazu aber nochmals einen leichteren Stoff verwenden als zuvor. 6000 Pa*s/m² sind schon fast etwas zu dicht. Besser wäre ein Strömungswiderstand von etwa 3500Pa*s/m². Und damit sind wir nun bei einem Wert angekommen, den man tatsächlich auch mit Hanf erreicht.

Wie tief sollte mein Absorber sein?

Anhand der konkreten Beispiele hast Du ja inzwischen ein Gefühl dafür bekommen bezüglich der Änderungen der Absorption bei zunehmender Absorber-Tiefe. Wenn es der Platz in Deinem Raum hergibt, dann kannst Du mit 40cm natürlich die besten Ergebnisse erzielen. Professionelle Mastering-Studios, die auch im Tieftonbereich jede Frequenz gleich gut hören möchten und Entscheidungen treffen müssen, liegen mit ihrer Absorption in diesem Bereich, gelegentlich sogar noch darüber.

Wie wir gesehen haben, lohnt sich eine derartige Dicke allerdings nur, wenn wir auch ein Material beschaffen können, das einen entsprechend niedrigen Strömungswiderstand aufweist.

Geld spielt bei dieser Entscheidung schon fast eine untergeordnete Rolle, denn Mineralwolle wird meist günstiger, je leichter sie ist. Lediglich die Holz-Konstruktion wird teurer bei größeren Absorbern.

In den meisten Fällen wird uns eher der verfügbare Platz darum bitten, vom Ideal etwas abzuweichen. Und wenn wir nicht gerade ein Mastering-Studio eröffnen möchten, spricht nichts dagegen, mit weit weniger auszukommen.

Letztlich ist es eine Frage des Ziels, d.h. wie kurz soll der Nachhall im Tieftonbereich werden, und auch um wieviele dB darf der Frequenzgang schwanken. Auch in einem völlig unbehandelten Raum lässt sich sehr gut Musik hören. Aufgrund der längeren Nachhalls und der ausgeprägten Raummoden ist es allerdings weniger definiert und ausgeglichen als in einem gut behandelten Raum.

Und auch die Musikrichtung bzw. die aufzunehmenden oder zu mischenden Instrumente sind entscheidend für die Frage der Absorber-Tiefe. Wenn es lediglich um Sprachaufnahmen und-bearbeitung geht, dann ist eine Absorption unter 80Hz nicht relevant und somit reicht auch ein dünner Absorber aus.

Wenn das Ziel definiert ist, stellt sich die Frage, wie der Raum momentan „aussieht“ und welche Probleme er aufweist. Wenn es eine ausgeprägte Raummode bei 40Hz gibt, die für meine Musik entscheidend ist, dann muss ich an der richtigen Stelle eine Absorption herstellen, die dies ausgleicht. Wenn der Raum dagegen zwar hallig ist aber aufgrund seiner Raumform relativ ausgeglichen abklingt ohne einzelne Frequenzen überzubetonen, dann kann der Aufwand geringer ausfallen.

Und neben porösen Absorbern gibt es natürlich auch noch andere Typen wie Platten-Absorber oder Helmholtz-Absorber. Ich halte jedoch die Verwendung von porösen Materialien wie Mineralwolle für den einfachsten Weg, um die Raumakustik zu verbesern.

Zusammenhang zwischen Absorbertiefe und unterer Grenzfrequenz

Schauen wir uns als Zusammenfassung nochmal die zuvor jeweils als Richtwert genannten Strömungswiderstände an für die jeweiligen Absorbertiefen:

Wenn wir den Strömungswiderstand in dieser Weise an die Absorbertiefe anpassen, dann sehen wir den linearen Zusammenhang zwischen Absorbertiefe und dem unteren Ende des Wirkungsbereichs. Wenn Du dich fragst, wie tief Dein Absorber sein sollte, dann ist dies die Grafik, anhand derer Du am ehesten eine Antwort findest.

Wenn es um Sprache oder Gesang geht, dann könntest Du mit 10cm schon gute Verbesserungen erzielen. Wobei die menschliche Stimme durchaus bis 100Hz hinunter reicht und die 10cm somit noch nicht ideal sind.

Sobald es um Musik geht mit Schlagzeug und Bass, dann spielen vermutlich auch Frequenzen unter 100Hz eine wichtige Rolle. Und eine Absorption in diesem Frequenzbereich lässt sich eher ab 20cm erreichen.

Welches Material nehme ich am besten?

Wenn wir nun also zum einen wissen, wie dick unser Absorber sein soll und wir dann anhand der Beispiel-Kurven ablesen, in welchem Bereich unser Strömungswiderstand liegen sollte, können wir uns an die letzte Frage nach dem Material begeben.

Für die Absorptionseigenschaften ist es nunmehr egal, ob nun Steinwolle oder Glaswolle oder auch ein spezieller Akustikschaum wie Basotect oder Caruso Iso Bond. Anhand der Material-Tabelle zu Beginn dieses Artikels kannst Du Dir einige gängige Typen und ungefähre Preise als erste Orientierung heraussuchen. Mit etwas Glück findest Du einen der Stoffe in Deinem lokalen Baumarkt. Es muss aber keinsfalls exakt derselbe Typ sein. Für Glaswolle und Steinwolle lässt sich auch jeder andere Hersteller verwenden, solange die Dichte (in kg/m³) im entsprechenden Bereich liegt.

Ich persönlich habe meine ersten Versuche im Absorber-Bau mit Steinwolle begonnen, weil dies günstig und überall erhältlich ist. Ein Nachteil ist sicherlich das gesundheitliche Risiko, dem man während der Verarbeitung ausgesetzt ist. Wenn man sich der Sache mit passender Kleidung, Handschuhen und ggf. Atemschutzmaske nähert und die Steinwolle so einwickelt, dass später keine Flocken mehr in den Raum kommen können, dann halte ich Steinwolle für einen tollen Werkstoff für akustische Zwecke.

Glaswolle dürfte sehr ähnlich sein, wobei man ihr noch höhere gesundheitliche Risiken nachsagt.

Richtig risikoarm wird es zum einen mit Naturprodukten wie Hanf- oder Schafwolle. Wie Du in der Tabelle sehen kannst, liegen die Strömungswiderstände hier im sehr niedrigen Bereich, so dass wir diese beiden Stoffe eigentlich nur für dicke Absorber optimal nutzen können.

Schafwolle ist im natürlichen Zustand sogar noch weit unterhalb dessen, was wir für unsere Zwecke verwenden wollten. Durch Kompression von mehr Material auf kleineren Raum lässt sich der Strömungswiderstand allerdings deutlich erhöhen.

Nachdem ich mit Steinwolle nun ausgiebig Erfahrung gesammelt habe, wird meine nächste Stufe Caruso Iso Bond sein. Wichtigstes Argument für diesen Baustoff ist sicherlich, dass es gesundheitsunkritisch und sauberer zu verarbeiten ist als Mineralwolle. Zum anderen bekommt man Caruso Iso Bond mit allen relevanten Dichten bzw. Strömungswiderständen, sowohl für dicke als auch für dünne Absorber. Einziger Nachteil: es ist erheblich teurer als Steinwolle oder Glaswolle.

[Nachtrag: Meinen Artikel hierzu findest Du hier: Steinwolle vs. Caruso Iso Bond.]

Aus akustischer Sicht kommen also die meisten Materialien in Frage. Es ist eher eine Frage Deines Geldbeutels und Deines persönlichen Anspruchs an eine saubere Umgebung, ob Du mit Steinwolle, mit Hanf oder mit Caruso Iso Bond glücklich wirst. Dein Ohr wird sich in jedem Falle freuen, wenn Du Dich dem Thema Raumakustik widmest und Deinen ersten Absorber baust!

Blog-Artikel: Caruso Iso Bond vs Steinwolle – Meine Gründe für einen Wechsel

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