Schallwellen und ihr Einfluss auf den Klang

Wie verhalten sich Schallwellen? Ihre Ausbreitung hängt wesentlich mit ihrer Frequenzhöhe zusammen, und je nachdem, wie der Schall in einem Raum reflektiert wird, ist er anders zu hören. Besonders die tieffrequenten Bässe können zu Hause Schwierigkeiten bereiten. Schallschutz ist daher ebenfalls ein wichtiges Thema.

Schallwellen: Die Grundlage der Raumakustik

Schall tritt immer in Wellenform auf, und zwar als sogenannte Longitudinalwelle. Das ist eine Schallwelle, die parallel zu ihrer Ausbreitungsrichtung schwingt und zum Beispiel gleichmäßig von einem Lautsprecher ausgesendet wird.

Schallwellen sind je nach Lautsprecherart unterschiedlich breit gefächert bzw. gerichtet. Auch die Tonlage (Frequenzhöhe) beeinflusst das Verhalten der Wellen. Eine tiefe Frequenz lässt sich besser aus größerer Entfernung wahrnehmen als eine hohe Frequenz, die genauso weit entfernt ist. Dieses Phänomen kennst du vielleicht, wenn du schon mal ein Konzert aus der Ferne gehört hast. Die Bässe sind meist deutlich hörbar, Stimmen oft nur gedämpft.

Dennoch schenken die meisten den Schallwellen und der Raumakustik zu wenig Aufmerksamkeit, wenn sie zu Hause Lautsprecher aufstellen. Dabei ist die Kontrolle der Schallwellen von großer Bedeutung, nicht nur in der (semi-)professionellen Audiowelt. Ganz gleich, ob Aufnahmestudio, Musikzimmer oder Heimkino: Überall lässt sich durch die gezielte Steuerung von Schallwellen mehr aus dem Equipment herausholen. Bei der Raumakustik kommen Reflektoren, schalldämpfende Elemente und sogenannte Diffusoren zum Einsatz, um eine optimale Ausbreitung der Schallwellen zu erzielen – so auch in den besten Konzertsälen Deutschlands wie der Elbphilharmonie.

Wie sich Schallwellen ausbreiten und verhalten

Zunächst ist wichtig zu verstehen, wie sich Schallwellen verhalten und wie sie sich in Räumen ausbreiten. Ausgangspunkt und Entstehungsort der Schallwellen ist in unserem Fall ein Lautsprecher. Von dort breiten sie sich je nach Bauart und vor allem je nach Art des Schallwandlers aus. Hierbei können Lautsprecher völlig unterschiedliche Abstrahlwinkel aufweisen.

Kalotte, Horn und Konus – die drei wichtigsten Schallwandler – haben eine jeweils eigene Abstrahlcharakteristik und werden von Lautsprecherherstellern gezielt für bestimmte Lautsprecher eingesetzt. Das Horn gibt eine eher gerichtete Schallwelle ab, während die Kalotte einen sehr breiten Abstrahlwinkel aufweist. Ein herkömmliches Paar Stereospeaker verfügt meist über Konuslautsprecher, deren Abstrahlwinkel ungefähr zwischen Horn und Kalotte liegt. Im Musikbereich hat sich diese Variante bewährt. Das optimale Klangbild genießt du zwar, wenn du dich direkt vor dem Lautsprecher befindest, dieser beschallt dabei aber eben nicht nur dich allein. Letzteres wäre allerdings auch mit einem extrem gerichteten Lautsprecher nicht zu 100 Prozent möglich.

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So werden Schallwellen reflektiert

Selbst wenn du es schaffen würdest, nur dich selbst im Bereich der Schallwellen zu positionieren, könnten dennoch auch Außenstehende die Töne wahrnehmen. Schallwellen werden nämlich von nahezu jedem Objekt reflektiert und breiten sich so im ganzen Raum aus. Unter Umständen erreichen die Schallwellen also auch andere Räume.

Trifft eine Schallwelle auf eine komplett glatte Oberfläche, so gilt wie in der Geometrie: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Aus diesem Grund ist eine glatte Wand so ziemlich das Ungünstigste, auf das ein Lautsprecher ausgerichtet sein kann. Besser ist, wenn du ihn stattdessen auf eine unebene Oberfläche richtest. So reflektieren die Schallwellen in viele Richtungen und der Schall verteilt sich besser im Raum.

Schallreflexionen können den Hörgenuss aber auch beinträchtigen. Stell dir einen komplett leeren Raum vor. In diesem wird selbst deine eigene Stimme mehrfach reflektiert. Dabei entsteht ein Hall, der beim Musikhören oder im Heimkino sehr stören kann. Für die Raumakustik wäre das der Worst Case, denn der Schall lässt sich dann nicht mehr kontrollieren.

Mit dem Bass durch die Wand

Warum lassen sich nun tieffrequente Schallwellen – also Bässe – über wesentlich größere Distanz wahrnehmen als hochfrequente Schallwellen? Das liegt an der Länge der Schallwellen. Eine tieffrequente Schallwelle von 20 Hertz (Hz) hat in der Luft eine Wellenlänge von 17 Metern; die Schallwelle eines 100-Hz-Tons ist dagegen gerade mal 3,40 Meter lang. Um eine 20-Hz-Welle aufzuhalten, bedarf es also deutlich mehr oder größere Hindernisse als für eine 100-Hz-Welle. Im Freien sorgt die Luft- und Bodenabsorption bei hochfrequenten Schallwellen dafür, dass sich diese in weiter Entfernung kaum mehr wahrnehmen lassen. Lange, tieffrequente Schallwellen verbreiten sich dagegen über größere Distanzen.

Ähnliches gilt für geschlossene Räume. Das wissen vor allem Besitzer einer Heimkinoanlage mit starkem Subwoofer – und deren etwaige Nachbarn. Denn gerade die Schallwellen des Subwoofers dringen leicht durch Wände, während die hohen und mittleren Frequenzen nur selten im Nachbarzimmer ankommen. Auch hier ist das Hindernis – in dem Fall die Wand – ausschlaggebend für diesen Effekt. Die tieffrequenten Schallwellen sind so stark, dass sie das Hindernis selbst in Schwingung versetzen, wodurch sie in den nächsten Raum weitergegeben werden. Der Bass kann die Nachbarn also oft schon bei Zimmerlautstärke stören.

Schallschutz zu Hause – so zähmst du die Bässe

Der Bass vom Nachbarn nervt dich? Du willst selbst Ärger wegen zu starker Bässe vermeiden? Eine komplette Schallisolierung in einem Mietshaus ist in den allermeisten Fällen zwar utopisch. Dennoch gibt es technische Lösungen, die zumindest helfen können, den Bass zu dämpfen.

Raummoden – stehende Schallwellen

Auch die sogenannten Raummoden können Liebhaber kräftiger Bässe vor Probleme stellen. Hierbei handelt es sich um eine mehrfache Schallreflexion: Die Bass-Welle reflektiert immer wieder von einer Wand zur anderen und verstärkt sich auf diese Weise selbst. Ein unangenehmes Dröhnen ist die Folge. Allerdings kann sich die Bass-Welle durch Reflexionen auch teilweise oder sogar ganz aufheben.

Sogenannter Antischall lässt sich auch künstlich erzeugen – etwa durch einen zweiten Subwoofer an der gegenüberliegenden Wand. Das wiederum hebt die Reflexion und das damit verbundene Dröhnen auf. Der Antischall-Effekt lässt sich im Übrigen auch ideal für Noise-Cancelling-Kopfhörer nutzen.

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▶ CINEBAR PRO: Diese High-End-Soundbar mitsamt 250-mm-Subwoofer und acht riesigen High-Performance-Tönern müssen wir mit einer Warnung versehen: Nur dort aufstellen, wo kein Nachbar Zeuge der abgrundtiefen Bässe wird! Dann lässt sich der raumfüllende, virtuelle Surround Sound voll und ganz genießen.

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Fazit zum Thema Schallwellen und Lautsprecher

• Schallwellen sind wesentlich komplexer, als man zunächst annehmen mag. Je nach Lautsprecherart und Frequenzhöhe breiten sie sich unterschiedlich aus. Auch in Innenräumen und im Freien verbreiten sich Schallwellen auf verschiedene Weise.
• Das kann schlimmstenfalls störende Effekte erzeugen, zum Beispiel ungewollte Schallreflexionen.
• Beim Aufbau einer HiFi- oder Heimkino-Anlage solltest du die Ausbreitung der Schallwellen und die damit verbundenen Schallreflexionen beachten.
• Effektiver Schallschutz ist wichtig, um die Nerven der Nachbarn zu schonen.