Sprachverständlichkeit und akustische Verstärkung
Die Sprachverständlichkeit und die akustische Verstärkung
Sprachverständlichkeit bedeutet, dass von einer Person gesprochene Wort am Zuhörerort wieder so ankommt, dass ihr Inhalt (Sinn) verstanden werden kann. Aus Versuchen (V.M.A. Peutz/1958) ergab sich, dass das Maximum des menschlichen Sprachleistungspegels im Frequenzbereich zwischen 250 Hz und 500 Hz liegt – aber für die Sprachverständlichkeit ist das Terzband um 2 kHz am wichtigsten!
Des Weiteren stellte sich heraus, dass die Konsonanten mehr zur Sprachverständlichkeit beitragen als die Vokale. Dies führte zur Definition des ALcons – dem Artikulationsverlust von Konsonanten. ALcons wird in Prozent angegeben und ist heute eines der gebräuchlichsten Maße für die Sprachverständlichkeit. Er beschreibt, welcher Prozentsatz von Konsonanten auf dem Übertragungsweg verloren geht. Im Idealfall ist ALcons = 0%
mit
RASTI (Rapid Speech Transmission Index)
Des Weiteren wird auch der sogenannte RASTI angewendet. Dabei wird ein gefiltertes Testsignal durch das Messsystem in den Raum eingespielt und an den Zuhörerorten wieder aufgenommen. Das Messsystem wertet dieses Signal aus und ermittelt einen Sprachübertragungsfaktor, STI genannt.
Die Nachhallzeit RT60
Die Nachhallzeit beschreibt die Zeit, die vergeht, bis die Energiedichte in einem Raum nach dem Ende eines Schallereignisses auf ein Millionstel also 10 hoch -6 abgeklungen ist. Oder anders ausgedrückt, die Zeit, die ein Signal/Impuls benötigt bis sein Signalpegel um 60 dB abgeklungen ist - der Schallpegel um 60 dB fällt.
Die Nachhallzeit lässt sich folgendermaßen bestimmen:
RT60 = 0,161 x (V/Schallabsorptionsgrad)
Der frequenzabhängige Schallabsorptionsgrad ist aus diversen Tabellen der Bau- und Raumakustik abzulesen.
Beispielberechnung:
Als Summe ergeben sich 132 m²
Die akustische Verstärkung
Um eine akustische Verstärkung festlegen zu können, muss zunächst geklärt werden, wieviel Verstärkung die Verstärkeranlage für den geforderten Einsatz leisten muss, aber auch wieviel sie dort überhaupt leisten darf, ohne dass es zu Rückkopplungen kommen kann. Dazu müssen zunächst einige Größen definiert und ermittelt werden.
Benötigte akustische Verstärkung – NAG
Steht für „needed acoustic gain“ und ist die Verstärkung, die notwendig ist, um einen entfernten Zuhörer akustisch auf einen weiter vorne liegenden Platz zu bringen. Dazu wird die Entfernung bestimmt, bei der beispielsweise ein Sprecher ohne elektroakustische Hilfe noch ausreichend zu verstehen ist. Diese Entfernung wird EAD (equivalent acoustic distance) genannt.
Die Pegelabnahme am Ort EAD wird nun mit derjenigen am Ort Do des entfernten Zuhörers verglichen; dabei ist noch keine Beschallungsanlage im Einsatz. Diese Differenz in dB muss nun durch eine PA-Anlage verstärkt werden können.
mit
Maximale akustische Verstärkung – PAG
PAG steht für „potential acoustic gain” und ist die mögliche Verstärkung, di eine Verstärkeranlage leisten kann. Sie ist durch die Rückkopplungsneigung der elektro- und raumakustischen Parameter begrenzt. Eine akustische Rückkopplung tritt dann auf, wenn der Lautsprecher am Mikrofon einen Schalldruck erzeugt, der ebenso groß oder größer ist, als das Originalsignal vom Sprecher.
Wenn PAG = NAG ist, kann von einer ausreichend akustischen Verstärkung gesprochen werden.
Sprachverständlichkeit bedeutet, dass von einer Person gesprochene Wort am Zuhörerort wieder so ankommt, dass ihr Inhalt (Sinn) verstanden werden kann. Aus Versuchen (V.M.A. Peutz/1958) ergab sich, dass das Maximum des menschlichen Sprachleistungspegels im Frequenzbereich zwischen 250 Hz und 500 Hz liegt – aber für die Sprachverständlichkeit ist das Terzband um 2 kHz am wichtigsten!
Des Weiteren stellte sich heraus, dass die Konsonanten mehr zur Sprachverständlichkeit beitragen als die Vokale. Dies führte zur Definition des ALcons – dem Artikulationsverlust von Konsonanten. ALcons wird in Prozent angegeben und ist heute eines der gebräuchlichsten Maße für die Sprachverständlichkeit. Er beschreibt, welcher Prozentsatz von Konsonanten auf dem Übertragungsweg verloren geht. Im Idealfall ist ALcons = 0%
%ALcons = (200 x D2² x RT60² x N)/(V x Q)
mit
- D2 = Entfernung von der Schallquelle in Meter
- RT60 = Nachhallzeit in Sekunden
- V = Volumen des betrachteten Raumes
- Q = Bündelungsgrad der betrachteten Schallquelle
- N = N-Faktor (N = 1 bei einem Lautsprecher)
RASTI (Rapid Speech Transmission Index)
Des Weiteren wird auch der sogenannte RASTI angewendet. Dabei wird ein gefiltertes Testsignal durch das Messsystem in den Raum eingespielt und an den Zuhörerorten wieder aufgenommen. Das Messsystem wertet dieses Signal aus und ermittelt einen Sprachübertragungsfaktor, STI genannt.
| Bewertung | %ALcons |
| ungenügend | 60 - 24 |
| mangelhaft | 23 - 12 |
| befriedigend | 11 - 4,9 |
| gut | 4,8 - 1,5 |
| sehr gut | 1,4 - 0 |
Die Nachhallzeit RT60
Die Nachhallzeit beschreibt die Zeit, die vergeht, bis die Energiedichte in einem Raum nach dem Ende eines Schallereignisses auf ein Millionstel also 10 hoch -6 abgeklungen ist. Oder anders ausgedrückt, die Zeit, die ein Signal/Impuls benötigt bis sein Signalpegel um 60 dB abgeklungen ist - der Schallpegel um 60 dB fällt.
Die Nachhallzeit lässt sich folgendermaßen bestimmen:
RT60 = 0,161 x (V/Schallabsorptionsgrad)
Der frequenzabhängige Schallabsorptionsgrad ist aus diversen Tabellen der Bau- und Raumakustik abzulesen.
Beispielberechnung:
| Fläche | Oberfläche S/m² | Schallabsorptionsgrad/2 kHz | Schallabsorption/m² |
| Boden | 100 | 0,1 | 10 |
| Decke | 100 | 0,7 | 70 |
| Seite 1 | 100 | 0,02 | 2 |
| Seite 2 | 100 | 0,05 | 5 |
| Seite 3 | 100 | 0,4 | 40 |
| Seite 4 | 100 | 0,05 | 5 |
Als Summe ergeben sich 132 m²
RT60 = 0,161 s/m x (1000 m³/132 m²) = 1,219 s
Die akustische Verstärkung
Um eine akustische Verstärkung festlegen zu können, muss zunächst geklärt werden, wieviel Verstärkung die Verstärkeranlage für den geforderten Einsatz leisten muss, aber auch wieviel sie dort überhaupt leisten darf, ohne dass es zu Rückkopplungen kommen kann. Dazu müssen zunächst einige Größen definiert und ermittelt werden.
Benötigte akustische Verstärkung – NAG
Steht für „needed acoustic gain“ und ist die Verstärkung, die notwendig ist, um einen entfernten Zuhörer akustisch auf einen weiter vorne liegenden Platz zu bringen. Dazu wird die Entfernung bestimmt, bei der beispielsweise ein Sprecher ohne elektroakustische Hilfe noch ausreichend zu verstehen ist. Diese Entfernung wird EAD (equivalent acoustic distance) genannt.
Die Pegelabnahme am Ort EAD wird nun mit derjenigen am Ort Do des entfernten Zuhörers verglichen; dabei ist noch keine Beschallungsanlage im Einsatz. Diese Differenz in dB muss nun durch eine PA-Anlage verstärkt werden können.
NAG = Delta Do – Delta EAD
mit
- Delta Do = Pegelabnahme in der Entfernung Do
- Delta EAD = Pegelabnahme in der Entfernung EAD (äquivalente akustische Entfernung)
Maximale akustische Verstärkung – PAG
PAG steht für „potential acoustic gain” und ist die mögliche Verstärkung, di eine Verstärkeranlage leisten kann. Sie ist durch die Rückkopplungsneigung der elektro- und raumakustischen Parameter begrenzt. Eine akustische Rückkopplung tritt dann auf, wenn der Lautsprecher am Mikrofon einen Schalldruck erzeugt, der ebenso groß oder größer ist, als das Originalsignal vom Sprecher.
Wenn PAG = NAG ist, kann von einer ausreichend akustischen Verstärkung gesprochen werden.