10 - Porösabsorber, Plattenschwinger und deren Kombination

(Vorherige Kapitel: Kapitel 1, Kapitel 2, Kapitel 3, Kapitel 4, Kapitel 5a, Kapitel 5b, Kapitel 5c, Kapitel 6, Kapitel 7, Kapitel 8, Kapitel 9)

Endlich mal was Einfaches: Der Bau der Absorber :-)

Naja, okay, einfach ist der auch nicht wirklich, aber einfacher und erheblich weniger zeitaufwendig wie der Bau der Bassbremse ist er allemal.
Was hier allerdings dann wieder erschwerend hinzu kommt, ist die Genauigkeit, mit der gearbeitet werden muss. Hier ist es sowohl für den Bau an sich und die optische Passgenauigkeit als auch für das akustische Gesamtergebnis wichtig, dass Sie hier millimetergenau arbeiten!

Alle hier beschriebenen Absorberkonstruktionen basieren auf dem gleichen Bauprinzip: Sie bestehen aus einem Rahmen (in unserem Fall Birke Multiplex 2,4cm Stärke), der mit ganz bestimmten Dämmmaterialien und zusätzlich teilweise mit ganz genau berechneten Schwingplatten befüllt wird.

Vorher aber ein paar Worte zur Funktionsweise dieser "Dinger":

Die meisten der hier verwendeten Absorber sind Kombinationen aus porös absorbierenden Modulen zusammen mit sog. "Plattenschwingern". Der porös absorbierende Teil dieser Module ist in der Lage, breitbandig Frequenzen ab ca. 250 Hz bis 300 Hz aufwärts zu "schlucken". Darunter übernimmt jeweils der Plattenschwingerteil dieses Absorbers die Arbeit und "entfernt" darunter liegende Frequnzen bis zu einer genau berechneten Grenzfrequenz.

In unserem Raum haben wir nicht allzu viel Platz, so wie es in den meisten Studios dieser Art der Fall sein dürfte. Genau aus diesem Grunde haben wir uns bei der Planung der Akustik auf diese Bauweise gestützt. In größeren Räumen ist es vielleicht möglich, wesentlich dickere Elemente zu verbauen oder man hat einfach mehr Wandfläche zum Zubauen zur Verfügung, so dass über größere Flächen Module verbaut werden können, die lediglich einen der beiden o.g. Teile erfüllen: Entweder Plattenschwinger (in verschiedenen Bauweisen) oder Porösabsorber (oder natürlich andere Modularten).

Das geht hier leider nicht, also mussten wir uns eine Konstruktion einfallen lassen, die in der Lage ist, möglichst frequentiell breitbandig zu arbeiten und das über eine möglichst große Fläche.

Der zu bauende Absorber arbeitet daher "doppelgleisig" in der o.g. Form. Der Teil "poröser Absorber" dieser Konstruktion ist hier hervorragend erklärt:

http://www.hunecke.de/de/wissen/absorber/poroese-absorber.html

Für die, die das nicht verstehen oder nicht alles lesen möchten, hier eine ganz einfache unwissenschaftliche Erklärung: Der auf den Porösabsorber auftreffende Schall wird durch die Eigenschaften des Dämmmaterials sehr stark "gebremst". Natürlich hat der Schall eine gewisse sog. "Schallschnelle", während er sich durch die Luft bewegt. Genau diesen Faktor beeinflussen wir mithilfe von bestimmten Schichten von Dämmmaterial und reduzieren durch genau berechnete Strömungswiderstände dieser Materialien sowohl die Schallschnelle als auch die Grundenergie des Schalls. Der Schall wird demzufolge soweit "ausgebremst", wie es nötig ist, um nicht mehr nennenswert reflektiert werden zu können.

Lediglich der porös absorbierende Teil unserer Konstruktion schafft es je nach Beschaffenheit, mit einem extrem hohen Grad an Effektivität alle Frequenzen ab ca. 250Hz bis 300Hz aufwärts komplett zu absorbieren und somit die Ausschwingzeit des Raumes innerhalb dieser Grenzen extrem zu verkürzen. Genau das, was wir wollen :-)

ABER: Was machen wir mit den Bässen? Wie man gleich bei der Konstruktion sehen kann, ist es relativ leicht, den o.g. Frequenzgang gleichmäßig zu bedämpfen und somit die Mitten und Höhen hervorragend in den Griff zu bekommen. Aber bei den Bässen ist es leider (mal wieder) sehr viel schwerer.

Hier greift der Part der Plattenschwingerkonstruktion. Auch hier wieder ein Link, in dem die genaue Funktionsweise wissenschaftlich erläutert ist: http://www.hunecke.de/de/wissen/absorber/plattenabsorber.html. Zusätzlich zu den o.g. porös absorbierenden Teilen unserer Konstruktionen hilft uns also das sog. "Masse-Feder-Prinzip", die unteren Frequenzen relativ breitbandig unter Kontrolle zu bringen. Und zwar geschieht dies - wieder einfacher ausgedrückt - ganz einfach dadurch, dass der nicht absorbierte, tieffrequente Schall auf eine luftdicht in die Konstruktion eingebaute Platte auftrifft, diese zum Schwingen anregt und seine Energie verliert.

Natürlich sind hierbei die Wirkungsgrade der beiden Absorptionsteile so aufeinander abgestimmt, dass von der untersten Grenzfrequenz des Plattenabsorbers bis hin zu den Höhenanteilen eine vollständig gleichmäßige Schallabsorption gewährleistet ist.

Daher machen Sie hier bitte nichts Unüberlegtes! Oder anders: Wenn Sie hier einfach drauf los bauen, machen Sie mich bitte nicht für den Scheiß verantwortlich, der dabei heraus kommt. Entweder Sie suchen sich die Formeln für die Konstruktionen selbst im Internet heraus (s.o.) und fangen an zu berechnen, oder Sie lassen sich das Ganze - wie ich - von einem guten Studioinstallateur vernünftig ausmessen und dann planen. Das sieht dann hinterher nicht nur gut aus, sondern funktioniert auch.

Wichtig sind bei der Berechnung folgende Faktoren:

• Luftvolumen hinter der Platte (entscheidend für die Grenzfrequenz des Plattenschwingers)
• Rohdichte der luftdicht aufgebrachten, schwingenden Platte (ebenfalls entscheidend für die Grenzfrequenz, aber auch die grundsätzliche Schwingungsfähigkeit des Plattenschwingers und damit die Menge des absorbierten Schalls),
• Strömungswiderstand der Dämmmaterialien (teils hinter der Platte, teils davor für den porös absorbierenden Teil der Konstruktion).

Insgesamt werden in unserem Raum 10 Absorber platziert, die insgesamt fast die gesamte Fläche der Seiten- und Rückwände einnehmen. Das ist eine ganze Menge Fläche und mit der o.g. Funktionsweise können Sie sicher sein, dass sich bei korrekter Berechnung eine ganz hervorragende Bedämpfungsleistung der Konstruktionen ergibt. Ich werde am Ende dieses Blogs noch die Alphakurve des fertigen Regieraumes posten. Daran werden Sie sehen, dass diese Kurve aussieht wie mit einem Bügeleisen glatt gezogen.

So, nun wollen wir aber mal los bauen. Abgesehen von den Platten in Birke Multiplex, die Sie am besten direkt vom Holzhandel zuschneiden lassen benötigen Sie noch:

• Holzleisten 10x10mm als Halteleisten (wie bei den Lautsprecherständern in Kapitel 8),
• Spanplatten oder Sperrholzplatten in bestimmten Stärken (je nach benötigter Rohdichte, in meinem Fall waren es Sperrholzplatten in 8mm Dicke und Spanplatten in 1cm Dicke); die Dinger müssen genau das Innenmaß der Absorber haben,
• riesen Mengen Sockelleistenstifte und Schrauben (die Größen müssen Sie sich schon selbst raussuchen...)
• Holzleim
• Ringschrauben (Ösen für die Halterung der Dämmplatten),
• Holzleisten 14x14mm als Bespannungsmaterial für Stoffbezüge
• Zollstock, Bohrer, Akkuschrauber, Geduld, Fingerspitzengefühl, Schraubzwingen

Der Absorber wird - ähnlich wie ein Regal - als Rahmenkonstruktion gebaut, die später mit den einzelnen Dämm- oder Plattenschichten aufgefüllt wird. Fangen wir damit an, dass die Seitenteile aus Birke Multiplex zunächst auf dem Boden ausgebreitet werden. Dort können wir dann die benötigten Abstände einzeichnen, die wir für das Luftvolumen hinter der später zu verbauenden Platte benötigen und die einzelnen Dämmschichten.

Das sieht so aus:

Der ausgebreitete Rahmen

Ausmessen der "Schichten" (=Dämmschichten und/oder Schwingplatte)

Nachdem die einzelnen Schichten der Dämmmaterialien eingezeichnet sind, können auch die Löcher für die Ösen vorgebohrt werden, die dann den Haltefaden für die Dämmplatten führen werden. Die Ösen zusammen mit dem Faden haben den Zweck, die Dämmplatten genau im richtigen Abstand zu den Schwingplatten zu halten. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass die Dämmplatten, die hinter den Schwingplatten eingebaut sind, nicht wahrlos "durcheinander fallen" oder sich zu weit von der Holzplatte entfernen.

Vorbohren der Löcher für die Ringschrauben. Die Leiste liegt auf diesem Bild nur so herum. Sie ist noch nicht angebaut.

Hier mal eine solche Ringschraube (= "Halteöse") im Detail

Im Internet ist - für die besonders Interessierten - noch eine Bauanleitung für eine Plattenschwingerkonstruktion zu finden, die leider folgenden gravierenden Fehler enthält: Die Platten dort werden auch mit Fäden festgezurrt, allerdings so fest, dass sie - ähnlich wie ein Kissen - an den Seiten sehr stark gestaucht sind. Diese Bauweise ist ausgesprochen ungünstig! Die Dämmplatten in direkter Nähe zu den Holzplatten müssen diese zwar berühren, so dass keine Hohlräume zwischen Holz und Dämmwolle entstehen. Allerdings dürfen die Dämmplatten auch nicht so stark aufgedrückt werden, dass sie ihre eigene Dämmfähigkeit verlieren, die Holzplatte am Schwingen hindern oder sogar selbst  zum Schallleiter "mutieren". Es ist entscheidend, dass die Platte an sich schon so frei wie möglich schwingen kann, dabei aber ständig Kontakt zum Dämmmaterial hat. Das geht nur, wenn sie das Dämmmaterial maßgenau sanft an die schwingende Platte bringen. Wenn die einzubauende Dämmplatte z.B. 4cm Dicke hat, dann sollte der Haltefaden auch exakt vier Zentimeter von der schwingenden Platte angebracht werden!

Hier wird so eine Holzleiste aufgeklebt.

Im nächsten Schritt werden dann die Holzleisten auf die vorgezeichneten Abstände aufgeklebt und mit Sockelleistenstiften vernagelt.

Fertig vorbereitetes Seitenteil eines Absorbers. Auf der Holzleiste wird später die Schwingplatte aufgebracht.

Nachdem wir die Schichten von Dämmplatten und Schwingplatten eingezeichnet und vorbereitet haben, wird der ganze "Kasten" wieder zusammengesetzt. Hierbei ist es wichtig, dass Sie eine Menge Leim verwenden und zusätzlich dazu die ganze Konstruktion an den Seiten fest (!) verschrauben! Die Dinger werden recht schwer und daher müssen die Rahmen in sich vollkommen gerade sein und einiges halten können!

So passen sich die Stück für Stück ausgemessenen und angebrachten Halteleisten später aneinander.

Zusammengesetzter Rahmen

Wenn der Rahmen fertig zusammengesetzt ist, verschönern wir ihn ein wenig mithilfe einer Oberfräse. Damit können wir die doch etwas "statisch" wirkenden Kanten abrunden. Das gibt der Optik hinterher eine gewisse Dynamik. Außerdem unterstreicht es die Schnittkanten der Multiplexplatten, die man hinterher sehr stark sehen können wird.

Abgerundete Kanten nach Behandlung mit einer entsprechend eingestellten Oberfräse

Wenn das auch geschafft ist, bekommen die Absorber noch Winkel, mit der sie hinterher an die Wand gebracht werden können. Je nach Absorber sollten dies schon so einige sein. In meinem Fall liegt der "dickste" Absorber bei 35cm Tiefe bei einer Kantenlänge von 209cm (Höhe) und 85cm (Breite). Da kommt schon so einiges Gewicht bei zustande. Damit das hält (insbesondere auf den Rigipswänden), ist es notwendig, das Gesamtgewicht auf viele Winkel zu verteilen.

Ein solcher Winkel wird mit einer Schraube jeweils an der Wand befestigt. Bei Verwendung von Rigipsdübeln z.B. der Marke Fischer können Sie ca. 17 Kilo pro Schraube Maximalbelastung zugrunde legen. Fünf Schrauben sollten es schon sein. Nach dem Motto "viel hilft viel" habe ich bei diesen dicken Absorbern mal lieber 14 Schraubpunkte angesetzt. So kann nichts schief gehen :-) Hier auch das noch in Bildern:

Anschrauben eines Winkels

Ein Zusatz noch für die Porösabsorber: Die oben beschriebene Halteleiste benötigen Sie für reine Porösabsorber natürlich nicht, da ja keine Schwingplatte eingebaut werden muss. Hier reichen die Halteösen für die vorderste Schicht der Dämmplatten.

Fertig ist der Absorberrahmen!

Hier mal einer der Porösabsorber (für die Decke, daher so groß). Man sieht, dass die Halteleisten für die Platte fehlen. Das Zusammensetzen dieser Absorber aber auch das der Plattenschwinger geschieht aber immer auf diese hier gezeigte Art.

Hier nochmal ein Porösabsorber (für die Raumecken, daher so klein). Einfach, aber effektiv :)

Der fertige Absorber für die Ecken. Sieht fast genauso aus, wie sein großer Bruder für die Plattenschwinger-Konstruktion.

Nun werden die Absorber an Decke und Wände angebracht. An der Decke ist das ein bisschen "Fummelsarbeit", aber mit zwei bis drei Leuten geht das ganz gut.

Sind die Teile nun an den Decken und Wänden angebracht, werden die Fugen bzw. Stoßkanten zu Wand / Decke mit Silikon und vorher Leim abgedichtet, damit alles schön luftdicht ist. Das gilt zumindest für die Kombination aus Porösabsorber und Plattenschwinger. Die reinen Porösabsorber müssen nicht luftdicht aufgebracht werden.

Porösabsorber (klein) in den Raumecken unterhalb der Dachschrägen.

Porösabsorber an der Decke. Das Schwierige war hier die Aussparung für den Deckenüberstand. Alles lösbar :-)

Hier beide Deckenabsorber.

Hier sieht man zwei Wandabsorber, die in diesem Fall genau aufeinander treffen.

Hier wurden die Stoßkanten zwischen Holzrahmen und Wand mit Silikon abgedichtet. Dann wurde bereits der Faden für die Halterung der hinteren Dämmschicht eingelassen.

Nachdem alles schön an der Wand bzw. der Decke hängt und luftdicht verklebt ist, können wir uns so langsam um die Füllung kümmern. Im letzten Bild oben sehen Sie schon das erste Beispiel für einen Haltefaden, wie er eingebracht werden muss, um die Dämmung im inneren eines Plattenschwingers unter Kontrolle zu bringen. So fällt die Dämmung nicht in den Absorber hinein und wird gleichzeitig nicht zu fest an die später eingebaute Platte angedrückt.

Hier die erste Füllschicht des Absorbers hinter der gleich anzubringenden Schwingplatte. In diesem Fall handelt es sich um Isover TP-1 Akustik, 4cm Dicke.

Nun kommt die Schwingplatte in die Rahmenkonstruktion. Und zwar wird diese zunächst rundherum mit Leim versehen (die Halteleiste bitte auch!!!) und dann fest auf die Halteleiste gedrückt. Beim Drücken können Sie bereits feststellen, ob Sie alles richtig gemacht haben: Wenn die Luft hörbar und relativ langsam beim Eindrück in den Kasten entweichen kann, ist für den Moment erst einmal alles richtig.

Nachdem die Platte eingedrückt wurde und komplett bündig auf den Halteleisten fest sitzt, wird von der Vorderseite eine zweite Halteleiste angebracht (wieder viel Leim verwenden!). Diese wird zusammen mit der Platte alle 20-30cm nochmal fest an die vorher angebrachte Halteleiste gedrückt, damit auch wirklich alles super-gerade sitzt! Auch diese Halteleiste wird vollständige mit viel Leim verklebt und mit Sockelleistenstiften angenagelt. Das hält dann wirklich super!

Im nächsten Schritt wird auch wieder eine Ladung Silikon auf die Kanten gegeben, um eine vollständige Luftdichtigkeit zu gewährleisten. Sie können nach dem Trocknen gut feststellen, ob alles geklappt hat: Drücken Sie auf den oberen Teil der Schwingplatte, kommt der untere Teil nach vorne, ohne wieder auf die Ursprungsposition "zurück zu fallen". Nur dann ist wirklich alles dicht, und das ist wichtig!!

Die Platte ist - oberhalb der ersten Dämmschicht - luftdicht verklebt und angeleimt/-genagelt.

Im nächsten Schritt werden die noch fehlenden Dämmmaterialien für den Porösabsorberteil unserer Gesamtkonstruktion aufgebracht und wieder mit einem Haltefaden in der richtigen Position gehalten.

So sieht's dann aus:

Fertige Absorber: rechts der kleinere Eckabsorber, der nur ein reiner Porösabsorber ist, daneben der gleiche Absorber, dessen Entstehung Sie bereits oben gesehen haben. Also ein Plattenschwinger in Kombination mit porös absorbierenden Dämmschichten.

Das Ganze natürlich zwei Mal im Raum... Symmetrie nicht vergessen ;-)

Die fertigen anderen beiden Wandabsorber, die aufgrund ihrer Bauweise extrem tief hinab reichen (ca. 40 Hz).

Noch mal zur Anschauung die besonders tiefen Wandabsorber und ein Teil eines fertigen Deckenabsorbers.

Die Haltekonstruktion der Deckenabsorber ist etwas schwieriger als die "normale", da die Dämmwolle sonst aufgrund der Schwerkraft zu leicht herunter fallen kann und vor allem ständig durchbiegt. Ich habe die Fadenkonstruktion noch mit zusätzlich verschraubten Halteleisten unterstützt.

Der fertige Deckenabsorber. Hier sieht man, wie sehr das Material nach unten "zieht". Daher der Aufwand mit den Zusatzstreben. So ist es aber vollkommen okay und ausreichend.

Abschließend wird die Optik noch "gepimpt". So ein Teil wie oben kann man ja nicht einfach so im Raum stehen lassen. Zudem könnte es passieren, dass die Deckenabsorber ganz leicht "rieseln" und in unserem Fall Mineralwollanteile oder in anderen Fällen Glaswollstaub abgeben. Das ist nicht nur unangenehm und könnte unnötigen Dreck erzeugen, sondern kann ausgesprochen gesundheitsschädlich sein. Es fehlt also noch ein optischer "Deckel" für die Absorber.

Wie wäre es hiermit? Ist nur ein Vorschlag, der mir so gut gefallen hat, weil es so schön retro ist und farblich gut in das neue Konzept passte. Diese Optik wechselt sich ab mit rein-weißen Frontbespannungen.

Fertiger Absorber mit Stoffbespannung für die Optik und als "Anti-Riesel-Schutz".

Wie bauen wir das? Ganz einfach: aus 14er-Quadratstäben (Kiefer) o.ä. basteln wir einen Rahmen, auf den der Stoff gespannt wird. Es müssen keine 14mm zwingend sein. Bei der Bauweise, die ich oben beschrieben und selbst auch angewendet habe, könnte man alles bis max. 30mm Dicke als Bespannungsrahmen verwenden. Ganz nach Wunsch und alles bereits bei Erstellen des Absorbers fertig ausgemessen :-).

In unserem Fall gibt es zweierlei Rahmen: große und kleine jeweils für die Eck- oder die anderen Absorber. Das einzige, auf dass Sie achten müssen, ist dass die Ecken der Rahmen rechtwinklig sind, dass Sie insbesondere bei den großen Rahmen für die Decken- und Wandabsorber (außerhalb der Raumecken) zusätzliche Querstreben für die Stabilisation nicht vergessen und dass die Rahmen ziemlich genau mit dem aufgespannten Stoff in die Absorber passen und von selbst halten, ohne hinein gequetscht werden zu müssen.

Beim Stoff achten Sie bitte unbedingt auf Folgendes: Der Stoff muss blickdicht genug sein, um die hässlich aussehenden Dämmmaterialen optisch fern zu halten. Er darf auf keinen Fall akustisch reflektieren!!!!! Gerade Stoff mit Mustern wie in meinem Fall müssen Sie ganz genau testen! Legen Sie abwechselnd weiße und schwarze Flächen unter den Stoff, um die Lichtdurchlässigkeit zu prüfen. Dann fangen Sie an, sich etwas zu erzählen und nehmen Sie den Stoff vor den Mund und wieder weg und wieder drauf etc... Immer abwechselnd... Hören Sie sich GENAU zu! Wenn Sie den Eindruck haben, dass der Klang etwas heller wird, wenn Sie den Stoff vor den Mund nehmen, dürfen Sie in NICHT verwenden. Der Reflexionsgrad ist dann viel zu hoch, auch wenn es nur ein paar Höhen betrifft. Schließlich geht es hier um eine möglichst perfekte Raumakustik. Sie möchten sich das nicht durch so einen ungebührlichen Fehler wieder kaputt machen, oder? Nehmen Sie jemanden mit und hören Ihrer Begleitperson genau zu, wenn er/sie das gleiche Experiment selbst auch versucht. Verändert sich der Klang der Stimme, wenn er/sie den Stoff vor den Mund nimmt? Nicht gut... Besser, der Stoff verändert die Akustik gar nicht. Weder auf kurze Entfernung, wenn Sie das Experiment selbst machen, noch auf längere Entfernung, wenn Ihr Kumpel das macht.

Wenn der Stoff den Eindruck macht, dass er Schall eher schluckt, dann können Sie ihn verwenden, wenn Sie unbedingt möchten. Zuviel (Bass-)Absorption kann es in einem Raum ohnehin nicht geben. Ein schallschluckender Stoff (wie z.B. Molton) kann auch in den Höhen und Mitten vielleicht sogar helfen, muss es aber nicht. Einen "muffeligen", "toten" Sound wollen Sie ja auch nicht. Einen komplett neutralen Stoff findet man, sucht und zahlt sich aber dumm und dämlich. Daher können es auch ruhig günstige Materialen sein, aber sie dürfen den Sound nicht allzu sehr beeinträchtigen und auf keinen Fall (!) reflektieren!

Auch hier gilt wieder: Wenn Sie den Absorptionsgrad unserer gesamten Konstruktion (mit allen Bauelementen) haben berechnen lassen, dann verlassen Sie sich bitte darauf. Ein Profi wird Ihnen das Studio so berechnen, dass die Absorption nachvollziehbar, also messbar, und genau "stimmig" über die dafür vorgesehenen Absorber funktionieren wird. "Der Stoff schluckt ein bisschen, also nehmen wir den, denn wir wollen ja Schall absorbieren" ist zu undefiniert und außerhalb jeder Toleranz. Daher ist so eine Absorption bitte NICHT in die Gesamtplanung mit einzubeziehen.

Die Rahmen sehen so aus:

Kleiner Rahmen für die Eckabsorber

Großer Rahmen für die Decken- und Wandabsorber außerhalb der Raumecken. Ganz schön große "Viecher", also bitte die Zusatzstreben zur Stabilisation nicht vergessen. Und bitte nicht von der Tür verwirren lassen. Irgendwo musste das Teil ja stehen zum "Fototermin".

Die Erklärung war mal wieder lang, nicht? Tut mir leid... Aber bedenken Sie bitte, dass hier "mit der Brechstange" nicht wirklich weiter hilft. Sie wollen, dass hinterher alles gut klingt (also physikalisch gut funktioniert) und auch noch gut aussieht? Das geht nur, wenn es vernünftig zusammen gebaut wird.

Die fertigen großen Absorber den Ecken zusammen mit einem der beiden Diffusoren. 

Keine Angst, die schwierigsten Teile haben Sie soweit schon geschafft... Jetzt folgen noch ein paar Diffusoren, die aber halbwegs einfach zu bauen sind, und ein paar schallführende Elemente und dann noch der finale Schliff für die Optik. Dann sind wir "schon" fertig...