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05.06.2019

Studiomythen widerlegt: "Aufnahmeräume sollten schräge Wände haben"

Legenden aus dem Recording-Betrieb in der Prüfung – Teil 4

Stimmt es, dass der klassische rechteckige Raum ungeeignet ist?

Wer einen Aufnahmeraum gestalten möchte, bekommt es sicher früher oder später mit dem gut gemeinten Vorschlag zu tun, die Wände schräg zu gestalten. Dass das weder besonders gut aussieht noch besser klingt, scheint dem keinen Abbruch zu tun. Nun gut, praktische Erfahrungen sind eine schwierige Angelegenheit. Ich kann zwar guten Gewissens schreiben, dass ich in recht vielen Räumen Aufnahmen gemacht habe, von denen etliche schräge Wände hatten und dass diese Räume überhaupt nicht ausgewogener oder schöner klangen als andere. Schlechter klangen sie auch nicht in jedem Fall. Es könnte also genauso gut jemand das Gegenteil schreiben und es ließe sich kaum anfechten. Wir kommen also um ein paar physikalische Grundlagen nicht herum.

Zunächst einmal leuchtet mir ein, woher der Glaube kommt.

Wände reflektieren Schall, also scheint es naheliegend, dass alles gilt, was sonst für reflektierende Flächen richtig ist.. Da wäre der einfache Grundsatz, dass der Einfallwinkel gleich dem Ausfallwinkel ist, den wir von der Festkörperphysik kennen. Werfe ich einen Ball gegen die Wand, kann ich davon ausgehen, dass sich aus dem Winkel, in dem der Ball auf die Wand trifft, der Winkel benennen lässt, in dem der Ball zurückgeworfen wird. Wir denken uns unseren Raum wie einen Billardtisch. Da Schallwellen aber kein Gegenstand sind, so wie ein Ball, sondern Druckwellen, die von einer Quelle ausgehend mehr oder weniger in alle Richtungen abgestrahlt werden, sollte natürlich klar sein, dass dieses Bild sehr ungenau ist. 

Wir schließen von der Optik auf die Akustik

Im Verhalten von Licht finden wir eine scheinbar passendere Analogie: Wir können uns die Wände wie Spiegel vorstellen. Wenn ich nun eine Lichtquelle auf einen Spiegel richte, kann ich wie beim Billard davon ausgehen, dass der Einfallwinkel den Ausfallwinkel bestimmt. Die schräge Wand nun, die wir dem Glauben nach für einen guten Klang brauchen, ist dazu gedacht, einen sehr theoretischen Sonderfall zu vermeiden: wenn eine Schallwelle exakt rechtwinklig auf die Wand träfe, würde sie auch exakt in dieselbe Richtung zurückgeworfen, so die Annahme. Wenn die gegenüberliegende Wand parallel stehe, würde sie die Schallwelle wiederum exakt zurückwerfen, so dass sich zwei Probleme ergäben. Dadurch, dass die Wellen sich mit sich selbst überlagern, würden sich tiefe Frequenzen, deren Wellenlänge dem Abstand zwischen den Wänden entspricht, überlagern, was dazu führe, dass genau diese Frequenz an bestimmten Stellen im Raum massiv überbetont und an anderen ausgelöscht würden. Bei hohen Frequenzen kann zudem ein Flatter-Echo auftreten, wenn die Impulse jeweils so kurz sind, dass die Reflexion der gegenüberliegenden Wand als Echo wahrgenommen wird, das sich wegen der Parallelität der Wände wiederholt. Die schräge Wand soll verhindern, dass ein solcher Ping-Pong Effekt stattfindet, indem die Wellen, wir können uns das hier wieder gut anhand des Billard-Vergleichs vorstellen, eben immer schief abgestrahlt werden. Bei einem Billard-Tisch mit schrägen Begrenzungen wäre es schlicht unmöglich, eine Kugel so zu spielen, dass sie dieselbe Bahn zwischen zwei Wänden mehrmals zieht. So weit gedacht, so kurz gedacht.Wir spielen nämlich kein Billard und eine Schallwelle ist kein Ball.

Zwei wichtige Faktoren machen uns hier einen gewaltigen Strich durch die Milchmädchenrechnung.

Die Frequenzen, die sich aufgrund ihrer Übereinstimmung mit den Maßen des Raum bei Reflexionen mit sich selbst überlagern nennen wir Raum-Moden. Jeder Raum hat eine Vielzahl von Moden, wobei die tiefsten Frequenzen, die zwischen jeweils zwei Wände des Raums passen als Moden erster Ordnung bezeichnet werden. Moden zweiter Ordnung sind dann das Doppelte dieser Frequenz, Moden dritter Ordnung das dreifache und so weiter.

Bei einem Wandabstand von 4,29 Metern sind die ersten fünf Moden folgende:

  • 80 Hz
  • 160 Hz
  • 240 Hz
  • 320 Hz
  • 400 Hz

Die Abstände zwischen den Moden werden also relativ gesehen immer kleiner (wegen der logarithmischen Tonhöhenwahrnehmung). Daraus ergibt sich, dass nur die Moden der niedrigen Ordnungsstufen überhaupt stören, weil sie sozusagen allein in der Wüste stehen. Oberhalb einer Frequenz (der sogenannten Großraumfrequenz), die sich aus Raumgröße und Nachhallzeit des Raums berechnen lässt, stehen die Moden so dicht nebeneinander, dass sie sich gegenseitig verdecken und mit übrigen Reflexionen, die der Raum erzeugt, verschmelzen. Wenn ein Raum sehr trocken gestaltet ist, liegt dieser Wert relativ hoch, bei stark reflektierenden Wänden eher niedrig. So oder so haben wir mit den Moden, die oberhalb 500 Hz liegen meist kein nennenswertes Problem, wenn der Raum auch nur halbwegs groß genug für ein paar Instrumente ist. Das war der erste Faktor: Raum-Moden fallen überhaupt nur störend auf, wenn sie tiefe Frequenzen betreffen.

Der zweite Faktor ist der eigentliche Knackpunkt.

Schallwellen folgen zwar ungefähr dem Prinzip „Einfallwinkel gleich Ausfallwinkel“, aber nur dann halbwegs verlässlich, wenn ihre Frequenz hoch ist. Bassfrequenzen werden nicht nur relativ ungerichtet abgestrahlt, sie werden ebenso ungerichtet von Wänden zurückgeworfen. Wir können also mit einer schrägen Wand zwar etwas gegen Flatter-Echos ausrichten, nicht aber gegen eine stehende Welle. Gegen Flatter-Echos hilft übrigens auch ein Tuch an der Wand oder ein Ikea-Regal. Die Moden erster bis dritter Ordnung, die wir mit unserer Maßnahme bändigen wollen, werden sich allerdings sowohl von schrägen Wänden als auch von Tüchern völlig unbeeindruckt zeigen. Trifft eine tieffrequente Schallwelle auf eine schräge Wand, wird der größte Teil von ihr trotzdem ungefähr gerade zurückgeworfen. In der Praxis stehen die störenden tieffrequenten Resonanzen überdies meist nicht in der Mitte des Raumes herum, sondern sammeln sich sozusagen in den Ecken. Dagegen hilft dann ein Eck-Absorber.

Das heißt nicht, dass eine schiefe Wand gegen störende Moden überhaupt nichts ausrichten kann.

Sie muss aber schon sehr schief sein, damit sich überhaupt nur ein Teil der erwünschten Wirkung einstellt. In den meisten Fällen kann man davon ausgehen, dass Winkel von unter 30° in etwa die selben akustischen Eigenschaften ergibt wie eine exakt parallele Wand. Ein fünfeckiger Raum wäre also passabel. Auch da wäre eine Schwierigkeit, die nötige Raumhöhe zu realisieren, die man für eine um 30° schiefe Decke braucht. Dass es in den meisten Fällen nicht möglich ist, einen solchen Raum zu realisieren, sollte uns indes nicht traurig stimmen. Ein paar Möbel in Raum tun es meist auch und ersparen uns sogar das Tuch. Für die Decke können wir ein Schallsegel bauen. Für schwierige Fälle lassen sich Breitband-Absorbern preiswert selbst bauen. Im Sinne einer brauchbare Großraumfrequenz (die soll ja möglichst niedrig sein) ist es aber nicht immer ratsam, Reflexionen mit Absorbern zu dämpfen, Diffusion ist da meist wesentlich effektiver und klingt angenehmer. Hier kann schon eine einfache Holzjalousie Wunder wirken.

Wenn wir also unseren Aufnahmeraum nicht komplett leer räumen und die Wände nicht vollflächig verspiegeln, sondern ein paar ganz normale Dinge wie Regale, Schränke, Türen, Instrumente und Musiker im Weg stehen, brauchen wir auch für die hohen Frequenzen keine schrägen Wände, weil der Schall dann sowieso relativ chaotisch im Raum herum irrt.Das nur als kleiner Blick unter die Haube, der zeigen soll, warum so viele gut klingende Räume parallele Wände haben und so viele Räume mit schrägen Wänden nicht das erfüllen, was sie versprechen. Schall ist eben kein Ball.

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