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PN's Forum \ HiFi \ Akustik \ Dicke poröser Absorber vs. Wandabstand


inthro *

#1 Verfasst am 08.10.2008, um 19:35:50



Hallo Robert,

wo ich schon mal hier bin.... ;)

Aus früheren Diskussionen ist mir die "Regel" noch geläufig, dass es kaum Sinn macht, den Wandabstand poröser Absorber grösser als deren Dicke zu wählen.
Gibt es dafür eine "fundierte" Quelle? In der mir vorliegenden Literatur habe ich diesbezüglich nichts gefunden.


Danke und Grüsse
Andy





 Poison Nuke 

#2 Verfasst am 08.10.2008, um 21:56:52



ich hatte glaube eher geschrieben, nicht mehr als doppelte Dicke ? :X
verdammt, schon länger her, dass ich die Begründung "griffbereit" in meinem Hirn hatte :Y


also das Hauptproblem ist ja, dass vorallem die tiefen Frequenzen ja einen immer größeren Wandabstand der Schallschnelle haben und damit der Abstand zwischen Oberseite des porösen Absorbers und der Wand halt auch immer größer werden muss. Für eine wirksame Absorption wird dabei ein Abstand d von 1/4 bis 1/3 der Wellenlänge angegeben, damit vorallem auch eine Wirkung für die erste Reflektion besteht.

Da nun aber mit zunehmender Frequenz immer mehr Schnellemaxima zwischen der Oberfläche und der Wand reinpassen, wird die Absorption damit auch immer stärker, sie verdoppelt sich ungefähr pro Oktave.
Damit die Absorption jetzt trotzdem einigermaßen linear bleibt, bietet es sich an, eine Luftschicht hinter dem Absorber zu lassen, damit höherliegende Frequenzen nicht noch stärker absorbiert werden. Bei maximal dem 2fachen Abstand von der Absorberdicke hat man immernoch das gesamte Schnellemaximum der unteren Grenzfrequenz mit drin und mit zunehmender Frequenz liegen dann nicht mehr so viele Schnellemaximas im Absorber.


Idealerweise würde ich aber etwas weniger als den 2fachen Abstand nehmen, so 1 - 1,5fach, einfach weil mit zunehmender Frequenz sich auch immer weniger Schnellemaximas ausprägen, durch schrägen Schalleinfall usw.


greetz
Poison Nuke

inthro *

#3 Verfasst am 09.10.2008, um 08:15:27



Erst mal Danke. Später von mir mehr dazu....


Grüsse Andy



inthro *

#4 Verfasst am 13.10.2008, um 19:41:23




Poison Nuke schrieb:

also das Hauptproblem ist ja, dass vorallem die tiefen Frequenzen ja einen immer größeren Wandabstand der Schallschnelle haben



So weit, so gut.



Zitat:
und damit der Abstand zwischen Oberseite des porösen Absorbers und der Wand halt auch immer größer werden muss.



Hier mein erster "Einspruch".
Nicht der Abstand Begrenzungsfläche -> Absorbervorderseite muss grösser werden, sondern die Dicke des Absorbers selber. Das damit automatisch der Abstand Absorbervorderseite->Wand steigt, versteht sich.



Zitat:
Für eine wirksame Absorption wird dabei ein Abstand d von 1/4 bis 1/3 der Wellenlänge angegeben, damit vorallem auch eine Wirkung für die erste Reflektion besteht.



Wir sollten vielleicht "wirksame Absorption" definieren....
Welcher Absorptionsgrad wäre für dich "wirksam"?
Bei lambda/4 hat man vor einer schallharten Fläche den Ort der höchsten Schallschnelle. Ist das der Grund, warum du das als optimale Absorberdicke heranziehst?
Wie erklärst du dann Absorptionsgrade von 1 bei 200 Hz von zB 10 cm Basotect? Dürfte ja nicht funktionieren. Zumal diese Werte ja ohne Abstand zur Begrenzungsfläche gemessen wurden.
Nach den Tabellen im "Fasold/Veres" benötigt man für einen Absorptionsgrad von 0,8 (was ich persönlich als durchaus wirksam erachte) bei 100 Hz einen 40 cm dicken porösen Absorber (bei optimalem Strömungswiderstand).

Bleiben wir doch einfach mal bei dem 10 cm Basotect und glauben den Hallraummessungen (und damit dem Absorptionsgrad von 1 bei 200 Hz).
Hängt man den 10 cm dicken Absorber mit 20 cm Luftschicht auf, ergibt das 30 cm Abstand bis zur Absorbervorderseite. Und damit (lambda/4) hängt der Absorber im Schnellemaximum von ca 280 Hz.
Rein theoretisch also ohne seine untere Grenzfrequenz zu erweitern.
Wollte man den Absorber in einen Bereich verschieben, der unter seiner Grenzfrequenz der Absorption von 100% liegt, müsste er mit der Voderseite mindestens 60 cm von der Wand weg. Dmit würde er in dem Schnellemaximum von 150 Hz hängen. Da er aber nur 10 cm dick ist, würde er in dem Bereich von 172 - 200 Hz den Bereich der Schallschnelle nicht mehr abdecken...es gäbe vermutlich einen Einbruch des Absorptionsgrades.
Du verstehst, was ich meine?
Der Zusammenhang Absorberdicke-Wandabstand erschliesst sich mir nicht wirklich, da der Grad der Absorption primär von der Absorberdicke abhängt. Nicht von seiner Positionierung (jedenfalls bei Strömungsabsorbern).
Meiner Meinung/Verständnis nach kann man durch einen entsprechenden Abstand auf eine bestimmte Frequenz "tunen", die sonst ausserhalb seines Wirkungsbereiches liegt.

Ich hatte gehofft, du hast einen (möglichst deutschsprachigen) Literaturtip, wo ich deine These nachlesen kann.



Grüsse Andy



 Poison Nuke 

#5 Verfasst am 13.10.2008, um 20:37:02




Zitat:
Wie erklärst du dann Absorptionsgrade von 1 bei 200 Hz



da haben wir shconmal das größte Problem...ein alpha von 1 ist eine mathematisch/physikalisch ABSOLUTE Unmöglichkeit ;)
Es ist also die Frage, auf was bezogen ist der Absorptionsgrad und wie wurde er mathematisch ermittelt aus den Messergebnissen.

Genauso ist auch a=0,8...naja, mathematisch gesehen ein noch nicht soo hoher Wirkungsgrad, aber stimmt, auch nicht so schlecht. Immerhin 12dB werden hier der einfallenden Schallwelle entzogen.
Für mich definiert sich halt ein guter Wirkungsgrad, wenn bei einer Reflektion der Schallwelle min. 10dB, besser 20dB entzogen werden, um eben den Einfluss auf die erste Reflektion gering zu halten. Also Wirkungsgrade von 0,9 und mehr sind IMHO erstrebenswert. Aber halt reale 0,9...bisher hab ich leider noch keine Messung gefunden, die auch wirklich nutzbare Werte bringt in der Hinsicht.


Vorallem kann man eins sagen: es gibt mehr als genug Beispiele, dass auch 50cm Basotect Kantenabsorber einfach nur lachhaft in ihrer Wirkung unter 100Hz sind...nämlich nahzu nichts, bzw einfach zu wenig.


Und dass mit dem Wandabstand ergibt sich einfach aus der Logik, ich weiß nicht wie man da überhaupt auf den Gedanken kommen kann, es würde egal sein, ob ein Abstand dahinter ist oder nicht :?
Irgendwo im HF geistert auch ein Thread rum, wo ich mal die Kundtsche Röhre gebaut hatte....war zwar nicht sehr erfolgreich, weil zuviele Probleme, aber zumindest hatte es da schon einiges ausgemacht, ob der Absorber nun direkt an der Begrenzung war oder nicht. Mit Abstand zur Fläche nahm auch die Nachallzeit in tieferen Regionen noch ab...da ich damals aber an anderes gedacht hatte, kam der Punkt halt recht kurz :Y

Achja, und Literatur ist noch die gleiche wie immer 8)

Heinrich Kuttruff - Akustik, eine Einführung

da steht auch das mit dem Lambda/3 drin, die für Reflektionsarme Räume benötigt werden uvm :prost



greetz
Poison Nuke

inthro *

#6 Verfasst am 13.10.2008, um 22:30:21




Zitat:
da haben wir shconmal das größte Problem...ein alpha von 1 ist eine mathematisch/physikalisch ABSOLUTE Unmöglichkeit



Hast du da eine Begründung für? Klingt ein wenig abenteuerlich... ;)



Zitat:
Vorallem kann man eins sagen: es gibt mehr als genug Beispiele, dass auch 50cm Basotect Kantenabsorber einfach nur lachhaft in ihrer Wirkung unter 100Hz sind...nämlich nahzu nichts, bzw einfach zu wenig.



Hast du mal ein paar parat? Links?



Zitat:
Und dass mit dem Wandabstand ergibt sich einfach aus der Logik, ich weiß nicht wie man da überhaupt auf den Gedanken kommen kann, es würde egal sein, ob ein Abstand dahinter ist oder nicht



Ich habe nicht gesagt, dass ein Abstand egal ist, sondern lediglich die Wirkung in Bezug auf den Absorptionsgrad hinterfragt.
Es werden reflexionsarme Räume mit 50 cm Melaminharzschaum realisiert. Im Verbund mit Stahlblechplatten bis 60 Hz. Das lässt mich zumindest annehmen, dass es nicht nur 10 dB Dämpfung sein werden, die man mit dem Schaum erreicht.



Zitat:
Heinrich Kuttruff - Akustik, eine Einführung

da steht auch das mit dem Lambda/3 drin, die für Reflektionsarme Räume benötigt werden uvm



Ok...danke. Werd ich nachschauen.






 Poison Nuke 

#7 Verfasst am 13.10.2008, um 22:45:38




inthro schrieb:

Zitat:
da haben wir shconmal das größte Problem...ein alpha von 1 ist eine mathematisch/physikalisch ABSOLUTE Unmöglichkeit



Hast du da eine Begründung für? Klingt ein wenig abenteuerlich... ;)



einfachste Mathematik. Es ist eine mit eins subtrahierte Nullfolge. Also die eigentliche Nullfolge konvergiert gegen Null wird es aber nur in der unendlichkeit erreichen, weil es ein Bruch ist.

alpha = 1 - (1 / Dämpfung)

Mit Dämpfung bezeichne ich hier vereinfacht die Differenz aus Anfangsschalldruck P1 und Endschalldruck P2, obwohl das auch noch umgerechnet werden müsste vorher.



Zitat:
Hast du mal ein paar parat? Links?


also das würde mich jetzt wirklich extrem wundern, wenn du nicht schon mehr als genug Beispiele gesehen hast :?
Allein im HF gibt es massenhaft Threads, aber die jetzt auf Anhieb zu finden...puh :Y



Zitat:
Es werden reflexionsarme Räume mit 50 cm Melaminharzschaum realisiert. Im Verbund mit Stahlblechplatten bis 60 Hz. Das lässt mich zumindest annehmen, dass es nicht nur 10 dB Dämpfung sein werden, die man mit dem Schaum erreicht.


ein VPR ist ja auch wieder was anderes, da braucht man klarerweise nicht soviel Dicke. Die 50cm Absorber werden da sicher bis 200Hz arbeiten und darunter übernimmt dann der Resonator:prost

hingegen bei RaRs mit reinen porösen Absorbern sind mindestens 2m Gesamtdicke notwendig für 60Hz untere Grenze 8)


greetz
Poison Nuke

inthro *

#8 Verfasst am 02.11.2008, um 23:40:54



Hallo,

...besser spät, als nie :)



Zitat:
hingegen bei RaRs mit reinen porösen Absorbern sind mindestens 2m Gesamtdicke notwendig für 60Hz untere Grenze



Ja, aber warum ohne Wandabstand? Könnte man sich doch einiges an Material sparen.... :)


Zitat:
also das würde mich jetzt wirklich extrem wundern, wenn du nicht schon mehr als genug Beispiele gesehen hast
Allein im HF gibt es massenhaft Threads, aber die jetzt auf Anhieb zu finden...puh



Ich meine nicht irgendwelche Messungen der BSPK, sondern eben auch die detailierte Betrachtung der Zeitebene (Wasserfalldiagramme).
Ein Eckabsorber verhindert doch nicht die Bildung einer stehenden Welle im Bassbereich...

Bezüglich Dicke und Wandabstand....bei theoretischer Betrachtung von senkrechtem Schalleinfall egeben sich (in Abhängigkeit der Dicke des Absorbers) Welligkeiten in der Absorptionskurve.

Nur als Beispiel ein 5 cm dicker poröser Absorber (längenbezogener Strömungswiderstand von 14 kPa s/m² -> enstpricht Basotect) mit 10 cm Wandabstand:

(mit einem Excel-sheet von http://www.whealy.com/acoustics/Porous.html ... daher ohne Gewähr auf Richtigkeit)




Die Welligkeit nimmt mit zunehmender Dicke (und proportionsgleichem Wandabstand und Einhaltung des optimalen spez. Strömungswiderstandes) ab, was den Einfluss eines Abstandes zur Wand zu tiefen Frequenzen hin abnehmen lässt.
Ich würde aber sagen, bei den im Heimbereich verwendeten Dicken liegt man mit einem Abstand von 1/2 Absorberdicke nie "verkehrt".

Also mal wieder etwas, was sich nicht pauschalisieren lässt?


Grüsse, Andy


bearbeitet von inthro, am 02.11.2008, um: 23:46:15


 Poison Nuke 

#9 Verfasst am 02.11.2008, um 23:51:38




inthro schrieb:
Die Welligkeit nimmt mit zunehmender Dicke (und proportionsgleichem Wandabstand und Einhaltung des optimalen spez. Strömungswiderstandes) ab, was den Einfluss eines Abstandes zur Wand zu tiefen Frequenzen hin abnehmen lässt.




bei mir geht die Excel Datei leider nicht :Y
aber ich erkenn erstmal keine logischen Grund, warum es so sein sollte...normalerweise sollte ja der Buckel einfach nur nach unten rutschen.
Aber vllt wird ja die Luft irgendwann zu massiv gebremst :?


greetz
Poison Nuke

inthro *

#10 Verfasst am 03.11.2008, um 00:02:03



Vielleicht die Tatsache, dass die Dicke des Absorbers mehr Einfluss auf den Absorptionswert hat, als die Position im Schallfeld.
Was die Wirkung von 10 cm Wolle in einer Raumecke (in meinem Raum) aber auch wieder fraglich macht....

Ne mathematische Herleitung wirds von mir vorerst nicht geben


Grüsse, Andy



 Poison Nuke 

#11 Verfasst am 03.11.2008, um 07:48:25



verdammt....ich glaube auf genau die wird es herauslaufen, um es zu verstehen:Y :cut

ich hab zwar eigentlich auch alle nötigen Formen hier, aber wirklich verstehen tu ich von denen bisher sogut wie gar nix, da fehlen mir zuviele Grundlagen der Mathematik :(


greetz
Poison Nuke

bearbeitet von Poison Nuke, am 03.11.2008, um: 07:48:33


inthro *

#12 Verfasst am 03.11.2008, um 16:52:39



Es muss ja, für unsere Amateuranwendungen, nicht gleich ein wissenschaftlicher Beweis des Optimum sein...

Ich kann mir auch nicht vorstellen, dass die Zusammenhänge derart komplex sein werden.
Aber egal...mein Resume (vorerst): doppelte Absorberdicke ist zu viel, wenn man auf eine lineare Absorption wert legt, besser 1/2 der Dicke. Ansonsten besteht durch einen definierten Wandabstand "Tuningpotenzial" für einzelne Frequenzbereiche.




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