Raummoden – Entstehung und Auswirkung

Die Raummode beschreibt die Eigenschaft von stehenden Wellen mit einer Eigenfrequenz innerhalb von geschlossenen Räumen. Dabei spielt vor allem deren Auswirkung auf den Höreindruck der sich im Raum befindlichen Menschen eine wichtige Rolle.

Wie entstehen Raummoden

Raummoden entstehen immer dann, wenn Schallwellen mit derselben Ausrichtung und einer abweichenden Ausbreitungsrichtung aufeinandertreffen. Ist der Raum begrenzt kommt es an den Begrenzungsflächen zu einer Reflexion der Schallwellen. Zudem ergibt sich aus den reflektierenden und einfallenden Wellen eine Interferenz. Dabei kann sich die Reflexion mehrfach wiederholen.

Raummoden treten immer bei der Überlagerung von Schallwellen mit sich selbst auf. Das bedeutet, die halbe Länge der Schallwelle stimmt mit dem Abstand zwischen zwei parallel angebrachten Wänden überein. Bedingt durch dir Reflexion ergibt sich am sogenannten Reflexionspunkt eine Schallschnelle, die dem Wert 0 entspricht. Experten bezeichnen dieses Phänomen auch als „Wellenknoten“ oder „Schnelleknoten“. Bewegt sich die Schallmitte Richtung Raummitte wächst diese wieder an und erreicht am „Wellenbauch“ ihr Maximum. Sofern sich die Frequenz verdoppelt, kommt es zur Entstehung von zusätzlichen „Wellenknoten“. Auf die vorhandene Frequenz bezogen erreicht der Schalldruck innerhalb der Wellenknoten sowie an den Wänden ihr Maximum. Dagegen geht der Schalldruck im Schnellebauch gegen Null.

Auswirkungen der Raummoden

Aufgrund der beschriebenen Vorgänge ergibt sich ein dreidimensionales Feld, mit sich überlagernden Druckminima und Druckmaxima. Innerhalb der vorhandenen Begrenzungen bleibt dieses Feld im Falle eines statischen Schallsignals ortsfest. Dabei gilt es zu beachten, dass im tieffrequenten Bereich besonders ausgeprägte Druckminima und Druckmaxima vorhanden sind.

Verschiedene Varianten von Raummoden

Von besonderer Bedeutung für die Akustik sind die durch ein einzelnes Wandpaar verursachten axialen Moden. Kommt es zwischen zwei Wänden zu einer Reflexion, so geht nur ein geringer Anteil der Schallenergie verloren. Daraus ergibt sich, dass es durch die verbleibende Schallenergie zu negativen Auswirkungen kommt.

Die anderen Modenarten zeichnen sich durch einen höheren Verlust der Schallenergie aus. Gekennzeichnet werden die Moden dabei mittels sogenannter Indizes. So bilden sich beispielsweise tangentiale Moden zwischen zwei Wänden, wobei insgesamt vier Oberflächen hiervon betroffen sind. Da sich durch die höhere Zahl der Oberflächen eine größere Reflexion ergibt, geht deutlich mehr an Schallenergie verloren.

Eine weitere Variante sind die obliquen Moden, welche auch als schräge Moden bezeichnet werden. Diese werden durch sechs vorhandene Oberflächen verursacht. Aufgrund der sehr starken Schallreduzierung kommen diese Raummoden bei der Akustik jedoch kaum zum Einsatz. Bei den raumakustischen Überlegungen können diese deshalb ruhig vernachlässigt werden.