Diffusoren
Schröder Diffusoren (benannt nach dem Erfinder Manfred Schröder)werden oft mit den Begriffen Skyline Diffusor, 2D Diffusor oder QRD vermischt. Grob gesagt liegt der Unterschied in der Anordnung der unterschiedlich tiefen Reflektionsflächen. Die Gemeinsamkeit aller Diffusoren ist das Prinzip der Wellenbrechung, in dem die auftreffenden Wellen gestreut werden. Als Vergleich kann man sich einen Spiegel vorstellen. Ein großer Spiegel reflektiert das einfallende Licht ohne Streuung. Ein zerbrochener, eingedrückter Spiegel streut das einfallende Licht in verschiedene Richtungen und so entsteht eine Diffusion. Die Grundlagen und Unterschiede sind auf der Wikipedia Seite Diffusor(Akustik) erklärt.Zunächst ist der Zweck für einen solchen Diffusor zu klären. Die optimale Akustik eines Abhörraumes orientiert sich nach mehreren Kriterien, wobei neben der Vermeidung von Raummoden bzw. Raumeigenresonanzen (stehende Wellen) das Verhältnis zwischen Absorption (Schallschlucker) und Diffusion (Schallverteiler) stimmen muss. Zu viele Absorber bedämpfen den Raum stark und wirken akustisch tot. Zu viele Diffusoren erhöhen die Nachhallzeit und wirken akustisch verwaschen. Werden nur bestimmte Frequenzbereiche absorbiert oder reflektiert, wird die Nachhallzeit frequenzlastig. Diffusoren brechen die Reflexion der Schallwellen an schallharten Wänden, wobei an einer flachen Wand der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel entspricht.
Die Tiefe der Diffusoren ist abhängig von den Frequenzbereich, der gestreut werden soll. Hier gilt (wie bei allen Akustikmaßnahmen) das Viertel der zu diffusierenden Frequenz (1/4 der Wellenlänge) als maximale Tiefe des Diffusors.
Der Selbstbau
Bevor ein Diffusor gebaut wird, sollte man prüfen ob nicht ein Bücherregal zur Verfügung steht - da die Bücher unterschiedliche Tiefen besitzen, hat ein Bücherregal von Natur aus eine gute Diffusion.Ein Selbstbau bietet sich immer dann an, wenn das Budget nicht für den Kauf ausreicht oder wenn es am Markt keinen Diffusor gibt, der den akustischen oder optischen Ansprüchen genügt.
Der Selbstbau ist oft einfach - dennoch sind einige Punkte zu beachten:
- Erstellung eines Planes bzw. eine Skizze des Diffusors (siehe "Akustik Rechner")
- Auswahl des Materials
- Grundlegende Kenntnisse in der Materialverarbeitung
- Entsprechendes Werkzeug
- Die notwendige Zeit
Im Selbstbau kann immer einiges schief gehen. Der Holzkleber ist zu alt, die Säge ist falsch eingestellt, das Sägeblatt ist stumpf, das Holz ist zu naß oder noch harzig, es sind keine/nicht genug Schraubklemmen verfügbar, es fehlt an Material oder Werkzeug und so weiter. Wichtig ist daher das alle Werkzeuge und Materialien vorher bereitliegen und einmal getestet wurden, bevor es mit der Konstruktion losgeht.
Materialien
Holz
Holz ist das ideale Material für Diffusoren - der Baustoff ist günstig, überall zu haben und gut zu verarbeiten. Das Gewicht bei einer Holzkonstruktion sollte bei größeren Diffusoren aber dringend berücksichtigt werden. Eine Aufteilung des Diffusors in kleinere Module ist dann notwendig. Holz ist im unteren Frequenzbereich relativ schallhart. Somit können Diffusoren für tiefe Frequenzen realisiert werden.Alternativen können Gießtechniken (Gießharze, Gips, Gießbeton) darstellen, wobei der Aufwand wesentlich höher ist, da zuerst eine Negativ-Gießform (aus Wachs, Ton oder Silikon) erstellt werden muss. Gießtechniken sind dann sinnvoll, wenn der Diffusor eine wiederholende, komplexe Struktur hat und die Installation in Kacheln erfolgen kann.
Gießharz/Gießbeton
Vorteile der Gießharze & Gießbeton - sie sind sehr schallhart, kosteneffektiv und einfach zu verarbeiten. Es gibt bei Gießharzen eine große Auswahl an optischen Gestaltungsmöglichkeiten (transparente Gießharze, verschiedene Harz-Farben und Effekt-Materialien). Nach der Erstellung einer Negativ-Gießform können schnell und einfach die einzelnen Bauteile erstellt und installiert werden.Nachteile der Gießharze & Gießbeton - die Gußteile sind schwer und tendieren dazu, dass Eckteile bei einer Installation durch Verschraubung abplatzen. Eine dauerhafte Installation durch Spezialkleber wäre eine gute und dauerhafte Lösung. Gießharzteile sowie Gießbeton sind extrem beständig.
Gips
Gips als Material ist extrem günstig. Für Gipsteile sollten - ähnlich bei der Erstellung einer Gipsbandage - Stücke von Mullbinden oder anderen, saugfähigen Faserstoffen verwendet werden, um ein zu schnelles Brechen bei der Installation zu vermeiden. Ein Nachteil ist, neben dem hohen Gewicht, die feste Installation an den Wänden. Sind die Gipsformen einmal aufgebracht (durch Spezialkleber, der auch für Stein- oder Beton-Verblendermaterialien für Innenräume verwendet wird), sind sie schwer zu lösen und brechen leicht, falls zu wenig Faserstoffe eingearbeitet wurden. Wichtig ist auch die Oberflächenbehandlung durch Lacke oder Imprägnierstoffe, denn sonst bröckelt das Material bei Feuchtigkeitseinwirkung. Gips ist recht schallhart und daher gut für Diffusoren tiefer Frequenzen.Glasfaserplatten
Glasfaserplatten & Harze aus dem Bereich Automobilbau / Schiffbau können ebenfalls verwendet werden. In diesem Falle muss ein Diffusor als Vorlage bereits existieren. Die Glasfaserplatten werden auf die Vorlage gelegt und mit dem Harz mehrmals bestrichen. Diffusoren aus Glasfaserplatten sind innen hohl, das bedeutet eine geringe Effektivität im tieferen Frequenzbereich.Ton
Ton und weitere dauerharte Modeliermassen sind ebenfalls verwendbar. Wie bei Gipselementen sind diese Materialien schwer und brechen schnell. Einige Modeliermassen müssen zudem erhitzt werden, damit sie dauerhart sind. Die einzelnen Bauteile können daher nicht größer als der heimische Ofen sein.Modeliermassen sind relativ kostengünstig (1 kg = 15 €) und es gibt Materialien, die an der Luft ohne Erhitzung trocknen. Mit Modeliermasse können hohle Kacheln hergestellt werden - eine Vorlage erleichtert die Arbeit.
Aufgeschäumtes Polystyrol (EPS & XPS)
Aufgeschäumtes Polystyrol ist leicht und kann einfach verarbeitet werden. Unter mbakustik.de oder GIK Acoustics wird ein Skyline Diffusor vertrieben, der aus EPS besteht. Das Material XPS wird bei Hausdämmung genutzt und ist relativ günstig und vor allem leicht!XPS heißt je nach Firma und Vertriebsort auch:
- Styrodur (BASF, Farbe grün)
- Jackodur (JACKON Insulation, Farbe lila)
- Austrotherm XPS (Farbe rosa)
- Styrofoam (Dow Chemical, Farbe blau)
Um die einzelnen Schnittstücke zusammenzukleben, ist spezieller Styroporkleber zu verwenden! Um die Oberfläche zu härten, sollte eine dicke Lackschicht (durch mehrmaliges Auftragen dünnerer Schichten) aufgetragen werden. Hier sind zwingend Lacke ohne Lösungsmittel zu verwenden, sonst wird das XPS/EPS angegriffen und löst sich auf.
Wichtige Aspekte
1. Mathematische Anordnung der Panelen
Die Anzahl der Panel MÜSSEN Primzahlen sein (7, 11, 13, 17, etc.). Dadurch entsteht ein typisches Muster an Vertiefungen und Erhöhungen, das bei jedem weiteren Diffusor mit dem gleichen Muster direkt anschließt.2. Die zentrale Frequenz
Je tiefer die zentrale Diffusionsfrequenz liegt, desto breiter müssen die einzelnen Panels werden. Natürlich erhöht sich auch die Tiefe bzw. Höhe der Panels, da tiefere Frequenzen eine höhere Wellenlänge besitzen (wobei hier wieder nur 1/4 der Wellenlänge nötig ist). Liegt die zu diffusierende Frequenz z.B. bei 1000 Hz, beträgt die Weite der Panels 4,71cm und die maximale Tiefe 9,83cm. Damit wird ein gesamter Bereich von 750Hz bis 3650 Hz diffus gestreut. Es gibt Software, die bei der Berechnung hilft.Akustik Rechner
3. Die Dicke der Holzpanele
Während die Dicke der horizontalen Holzstege (die in den Raum ragen) aus Sperrholz eine Dicke von 2-3mm haben kann, sollten die Holzpanele selbst mindestens 15mm dick sein.Skyline Diffusor
Eine andere Möglichkeit bietet ein Skyline Diffusor, der vom Design aus wesentlich mehr her macht - aber auch etwas mehr Sägearbeit und damit zeitintensiv zu bauen ist.Da sich viele Foreneinträge mit dem Selbstbau beschäftigen, ist nach meinen Recherchen folgendes zu sagen:
1. Erst sollte man einen Klang-Test mit weißem Rauschen gemacht werden. Während der Lautsprecher auf die Wand zielt, sollte ein lineares Kugelmikrofon (Messmikro, ca. 90 € bei Thomann) hinter der Box angebracht werden (ca. 10-25 cm entfernt) um so wenig wie möglich vom Box-Signal abzubekommen, aber dennoch nicht im akustischen "Schatten" der Box stehen sollte. Die Auswertung mit TrueRTA o.ä. Programme zeigen im Frequenzverlauf Spitzen und Täler. Hier sucht man sich die auffälligsten heraus und notiert sie.
2. Nun hat man mehrere Frequenzbereiche, für die neben Absorber auch Diffusoren erstellt werden können. Die Frequenzen gibt man in den mh-audio-Rechner ein und bekommt das gewünschte Ergebnis.
3. Der Selbstbau mit Holz ist einfach und günstig, aber leider sind die Panels extrem schwer! Hier sollte entweder als erstes eine Holzplatte an der Wand befestigt werden, und danach die einzelnen Holzstäbe. Oder man teilt die große Platte in mehrere kleine Platten auf und montiert diese nacheinander an die Wand.
Random Diffusor
Eher als Resteverwertung gedacht sind die sogenannten Random Diffusoren. Hier werden einfach beliebige Holzstücke auf eine Platte aufgebracht. Solange die Holzstücke in der Tiefe unterschiedlich sind, ist ein Random Diffusor besser als eine flache, kahle Wand.Bei Etsy haben Anbieter den Trend erkannt, und verkauft solche Random Diffusoren als " Abstract Wooden Wall Sculptures". Diese Diffusoren sind nicht nach den üblichen Studio Standard Verfahren berechnet und vielleicht auch nicht so effektiv, funktionieren aber sehr wahrscheinlich auch und sehen dazu noch schick aus.
Weitere Infos zum Thema Diffusoren
- BBC-Research-Paper
- soundinprogress.de
- Forumseintrag in gearslutz.com: diy-skyline-diffusors
- Forumseintrag im Tonstudio Forum: 1 D Diffusor DIY Bauanleitung
- Baunetzwissen: Physik der Akustik
