Die Wissenschaft der Akustikpaneele erklärt
Gute Akustik ist kein Luxus, sondern eine Voraussetzung für Wohlbefinden, Konzentration und Produktivität.
Von Großraumbüros bis hin zu modernen Häusern mit Beton, Glas und Stahl – die meisten zeitgenössischen Räume werden zwar ästhetisch gestaltet, die Akustik jedoch vernachlässigt. Die Folge sind anhaltende Geräusche, undeutliche Gespräche und eine Klangkulisse, die Stress statt Komfort erzeugt – wie in unserem Artikel über dekorative Schallschutzpaneele erläutert .
Wir bei Arturel sind überzeugt, dass die Diskussion über Akustik eine wissenschaftliche Grundlage benötigt. Das bedeutet, über oberflächliche Behauptungen hinauszugehen und stattdessen die physikalischen Prozesse zu erklären, wie Schallwellen mit Materialien interagieren, wie Energie umgewandelt wird, wenn Wellen auf poröse Strukturen treffen, und warum unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Herangehensweisen erfordern.
Wie funktionieren Akustikpaneele?
Akustikpaneele funktionieren, indem sie Schallenergie durch mikroskopische Reibung im Inneren des Materials in Wärme umwandeln.
Wenn sich eine Schallwelle durch Luft ausbreitet, verhält sie sich wie eine Druckschwankung. Beim Auftreffen auf eine Oberfläche können drei Dinge geschehen:
1. Reflexion – Ein Teil der Schallwelle wird in den Raum zurückgeworfen. Dies verursacht Echos und Nachhall, die beeinflussen, wie lange der Schall in einem Raum nachklingt.
2. Übertragung – Ein Teil der Welle durchdringt das Material. Dies ist der Übertragungsweg für Schall zwischen Räumen oder Etagen.
3. Absorption – Ein Teil der Schallwelle dringt in das Material ein und verliert dabei Energie. In porösen oder faserigen Strukturen wird diese Energie durch mikroskopische Reibung in Wärme umgewandelt, wodurch der Gesamtschallpegel sinkt.
Absorption tritt auf, wenn eine Druckwelle in eine poröse oder faserige Struktur eintritt. Beim Durchdringen der kleinen Zwischenräume zwischen den Fasern wird die kinetische Energie der Luftteilchen durch viskose Reibung in Wärme umgewandelt. Dieser Prozess ist zu gering, um als Wärme wahrgenommen zu werden, aber dennoch stark genug, um die Schallintensität zu verringern.
Die Absorptionseffizienz hängt stark vom Verhältnis zwischen Frequenz und Materialdicke ab. Niederfrequente Schallwellen haben lange Wellenlängen und benötigen dickere oder dichtere Strukturen für eine effektive Dämpfung, während hohe Frequenzen mit kurzen Wellenlängen von dünneren Materialien absorbiert werden können. Daher kann eine Akustikplatte, die im Sprachfrequenzbereich von 500–2000 Hz gute Ergebnisse liefert, eine zusätzliche Dicke benötigen, um das Dröhnen von Lüftungsanlagen oder in basslastigen Umgebungen zu dämpfen.
Forschungen zu Naturfaserverbundwerkstoffen bestätigen dieses Prinzip. Studien zeigen, dass Fasern wie Kenaf, Hanf und Wolle eine ausgezeichnete Porosität und Tortuosität aufweisen, wodurch sie Schallenergie effektiv absorbieren und gleichzeitig leicht und nachhaltig bleiben. Ihre faserige Netzwerkstruktur ahmt das nach, was Ingenieure auch mit modernen synthetischen Materialien erreichen:
Ein Labyrinth, das Schallwellen zwingt, auf ihrem Weg hindurch Energie zu verlieren.
Bei Arturel wenden wir dieselben Prinzipien an, kombinieren sie aber mit Kreislaufwirtschaft. Unsere Kvadrat-Serie beispielsweise wird aus recycelten Textilabfällen hergestellt – ausrangierte Wolle erhält so ein zweites Leben als hochwirksamer Absorber. Durch die gezielte Steuerung von Faserdichte und -dicke stellen wir sicher, dass jedes Paneel nicht nur akustisch optimal funktioniert, sondern auch von Materialinnovation zeugt. Dieselbe verflochtene Faserstruktur, die Textilien weich und flexibel macht, sorgt auch für ihre hohe Effizienz bei der Reduzierung von Nachhall.
Akustikpaneele sind im Wesentlichen keine passiven Dekorationselemente. Es handelt sich um präzise konstruierte Systeme, die Materialwahl, Dicke und Faserarchitektur so aufeinander abstimmen, dass sie das Schallverhalten in einem Raum gezielt beeinflussen.
Was ist die NRC und warum ist sie wichtig?
Der Geräuschabsorptionskoeffizient (NRC) ist eine Kennzahl, die beschreibt, wie effektiv ein Material Schall absorbiert, und zwar auf einer Skala von 0,0 bis 1,0.
Ein NRC-Wert von 0,0 bedeutet keine Schallabsorption (das Paneel reflektiert den gesamten Schall), während ein Wert von 1,0 vollständige Absorption bedeutet. In der Praxis liegen die meisten Akustikmaterialien je nach Zusammensetzung und Dicke zwischen 0,3 und 0,95. Diese Kennzahl ist besonders für Planer und Architekten hilfreich, da sie komplexe Frequenzdaten in einer einfachen Zahl zusammenfasst, die die Materialauswahl erleichtert.
Der NRC-Wert wird durch standardisierte Labortests im Frequenzbereich von 250–2000 Hz gemäß den Normen für akustische Prüfungen ermittelt. Dieser Bereich deckt den Großteil der menschlichen Sprache und alltäglicher Geräusche ab. Das Ergebnis ist ein durchschnittlicher Absorptionskoeffizient über diese Frequenzbänder. Beispielsweise bedeutet ein NRC-Wert von 0,85, dass die Oberfläche einer Platte etwa 85 % der einfallenden Schallenergie in diesem Bereich absorbiert – wodurch Nachhall deutlich reduziert und die Sprachverständlichkeit verbessert wird.
Eine Einschränkung des NRC-Wertes besteht jedoch darin, dass er nur einen Durchschnittswert liefert, während die tatsächliche Leistung in der Praxis oft frequenzabhängig variiert. Zwei Materialien können beide einen NRC-Wert von 0,80 aufweisen, sich aber sehr unterschiedlich verhalten. Das eine absorbiert tiefe Frequenzen möglicherweise schlecht, ist aber bei hohen Frequenzen hervorragend, während das andere ein ausgewogeneres Profil aufweist. Dieser Unterschied kann entscheidend sein bei der Planung von Büros, Restaurants oder Veranstaltungsräumen, in denen unterschiedliche Lärmarten vorherrschen.
Wissenschaftliche Untersuchungen an Sandwich- und mikroperforierten Plattenstrukturen zeigen, wie sich die Absorptionsleistung über verschiedene Frequenzen feinabstimmen lässt. Diese Studien belegen, dass Ingenieure durch Anpassung der Hohlraumtiefe, des Perforationsdurchmessers oder der Schichtzusammensetzung Absorptionsmaxima verschieben und Materialien entwickeln können, die gezielt Lärmprobleme lösen.
Unsere PET-Platten sind beispielsweise in 9 mm und 24 mm Stärke erhältlich. Während die dünnere Ausführung eine zuverlässige Absorption im mittleren und hohen Frequenzbereich bietet, der typisch für Bürogeräusche ist, erzielt die dickere Variante eine stärkere Dämpfung im unteren Sprach- und Klimatisierungsfrequenzbereich. Für Architekten und Planer bedeutet dies, dass der NRC-Wert nicht nur eine Zahl ist, sondern ein Entscheidungsinstrument, das im Kontext der jeweiligen Akustik jedes Projekts interpretiert werden muss.
Kurz gesagt, ist NRC deshalb wichtig, weil es die Brücke zwischen Laborforschung und realer Akustik schlägt und eine einfache Bewertung liefert, die ein komplexes Zusammenspiel von Physik, Materialien und Designentscheidungen verbirgt.
Schallabsorption vs. Schalldämmung
Schallabsorption verbessert die Klangqualität in einem Raum, während Schalldämmung das Eindringen und Austreten von Schall verhindert. Obwohl die Begriffe oft synonym verwendet werden, beschreiben sie sehr unterschiedliche akustische Mechanismen und führen zu ganz unterschiedlichen gestalterischen Ergebnissen.
Absorption beschreibt, was mit Schallenergie geschieht, nachdem sie in einem Raum erzeugt wurde. Akustikpaneele absorbieren einen Teil der auftreffenden Schallwellen, verhindern so wiederholte Reflexionen und reduzieren die Nachhallzeit. Das Ergebnis ist eine ruhigere, klarere Akustik, in der Sprache besser verständlich ist und Hintergrundgeräusche weniger ermüdend wirken.
Schalldämmung hingegen zielt darauf ab, die Schallübertragung zu verhindern, indem sie den Schall daran hindert, durch Wände, Böden oder Decken zu dringen. Dies erfordert Masse, eine luftdichte Konstruktion und oft mehrere Schichten dichter Materialien. Eine leichte Wand mit dekorativen Akustikpaneelen kann zwar den Nachhall im Raum reduzieren, aber sie verhindert nicht, dass Verkehrslärm oder ein lauter Nachbar hörbar wird. Um dies zu erreichen, setzen Ingenieure auf Barrierenkonstruktionen, massive Trennwände und elastische Verbindungen, die die Schwingungswege unterbrechen.
Die wissenschaftliche Forschung unterstreicht diesen Unterschied. Studien an akustischen Metamaterial-Sandwichpaneelen zeigen, wie fortschrittliche Mehrschichtsysteme durch die Kombination von Resonanzelementen mit traditionellen Massenbarrieren eine hohe Schalldämmung erreichen können. Diese Strukturen sind so optimiert, dass sie bestimmte Frequenzbereiche blockieren. Dies verdeutlicht, dass Schalldämmung ein ingenieurtechnisches Problem der Kontrolle von Schwingungen und Übertragungswegen ist und nicht der Oberflächenabsorption.
Für Endnutzer ist es entscheidend, die richtigen Erwartungen zu wecken. Akustikpaneele sind keine „Wundermodule“, die Lärm einfach verschwinden lassen – wie wir auch in unserem Artikel „Funktionieren Schallschutzpaneele?“ erläutern. Vielmehr verändern sie das Klangerlebnis in einem Raum, indem sie störende Reflexionen reduzieren, die Sprachverständlichkeit verbessern und die psychische Belastung durch ständige Hintergrundgeräusche verringern. In vielen Fällen sind die Paneele Teil einer umfassenderen Strategie:
Absorption für Komfort, Schalldämmung für Isolation.
Unsere Paneele sind auf Absorption ausgelegt, nicht auf Schalldämmung im technischen Sinne, und wir betonen die positiven Auswirkungen einer besseren Raumakustik auf das Wohlbefinden.
Akustikmaterialien und fortschrittliches Paneeldesign
Die Gestaltung von Akustikmaterialien bestimmt, wie effektiv Paneele den Schall dämpfen können – von einfachen porösen Fasern bis hin zu komplexen periodischen Strukturen und resonanten Metamaterialien. Forscher untersuchen seit Langem, wie unterschiedliche Materialarchitekturen die Absorption und die Schalldämmung beeinflussen, und zeigen dabei, dass die innere Geometrie ebenso wichtig sein kann wie das Rohmaterial selbst.
Ein Ansatz besteht in der Verwendung periodischer Strukturen, bei denen Paneele mit sich wiederholenden Mustern versehen werden, die Schallwellen streuen und umlenken. Inspiriert von natürlichen Systemen können diese Designs gezielt bestimmte Frequenzbänder ansprechen und so eine hocheffiziente Absorption oder Dämmung in engen Bereichen erzielen. Bioinspirierte periodische Paneele zeigen, wie eine Optimierung der Struktur die Dämmung verbessern kann, ohne zwangsläufig an Masse zuzunehmen. Dies macht sie zu einem attraktiven Forschungsfeld für die Bauakustik. Ähnlich können Schallkristalle – Anordnungen regelmäßig beabstandeter Elemente – „Bandlücken“ erzeugen, in denen bestimmte Frequenzen blockiert werden. Dieses Prinzip stammt aus der Physik und wurde auf die Akustik übertragen.
Eine weitere bewährte Methode ist die Verwendung poröser Materialien, die Schallenergie durch Reibung in mikroskopisch kleinen Poren in Wärme umwandeln und so ableiten. Studien bestätigen, dass poröse Absorber und Doppelpaneelkonstruktionen ein optimales Verhältnis zwischen Absorptionseffizienz und Gewicht gewährleisten. Sie zeigen, wie solche Materialien in Kombination mit strukturellen Schichten die Wärmedämmung deutlich verbessern und so ein leichtes Design mit effektiver Absorption vereinen können. Diese Erkenntnisse verknüpfen Laborexperimente mit der praktischen Produktentwicklung und belegen, dass Porosität nach wie vor eine der praktikabelsten Lösungen für die Breitbandabsorption darstellt.
In der Praxis lässt sich jedoch nicht jede Innovation problemlos in die kommerzielle oder architektonische Anwendung übertragen. Metamaterialien und Resonanzsysteme können unter kontrollierten Laborbedingungen beeindruckende Leistungen erbringen, sind aber oft komplex, kostspielig in der Herstellung und für schmale Frequenzbänder optimiert.
Deshalb setzen wir bei Arturel auf speziell entwickelte, poröse PET-Paneele – ein Material, das Nachhaltigkeit mit akustischer Effektivität vereint. Unsere aus recyceltem Polyester hergestellten Paneele nutzen die Porosität der Fasern, um eine breite und zuverlässige Schallabsorption ohne aufwendige Konstruktionen zu gewährleisten. So stellen wir sicher, dass fortschrittliche Akustikforschung in alltagstauglichen Räumen Anwendung findet.
Akustik in der Praxis durch Veränderung der Klanglandschaft
Die Art und Weise, wie wir Klang in einem Raum wahrnehmen, hängt weniger mit absoluter Stille als vielmehr mit Klarheit und Ausgewogenheit zusammen. Akustische Maßnahmen verändern die Klanglandschaft, indem sie Nachhallzeit, Frequenzgang und Sprachverständlichkeit beeinflussen – nicht indem sie Schall eliminieren.
Ein zentraler Parameter ist die Nachhallzeit (RT60), die Zeit, die ein Schall nach dem Abschalten der Schallquelle benötigt, um um 60 Dezibel abzuklingen. Praktisch gesehen bestimmt die RT60, ob ein Besprechungsraum klar und verständlich oder dumpf und anstrengend wirkt. Eine kürzere Nachhallzeit verbessert die Sprachverständlichkeit, während eine längere Nachhallzeit zwar die Musik bereichern kann, aber in Arbeitsräumen schnell störend wirkt. Architekten und Akustiker verwenden die RT60 häufig als Referenzwert zur Beurteilung der Raumqualität, da sie die kumulative Wirkung von Absorption, Reflexion und Diffusion widerspiegelt.
Ebenso wichtig ist die Frequenzbalance. Akustikpaneele sind nicht dazu gedacht, jeglichen Schall zu eliminieren, sondern das Verhalten verschiedener Frequenzen zu steuern. Tiefe Frequenzen verweilen beispielsweise länger, während hohe Frequenzen leichter absorbiert werden. Eine effektive Akustik sorgt dafür, dass kein Frequenzbereich dominiert und schafft so eine ausgewogene und angenehme Atmosphäre. Ein kleiner Tipp:
Rund 50 % der Sprachenergie liegen im Frequenzbereich zwischen 500 und 2000 Hz , was erklärt, warum die Absorption im mittleren Frequenzbereich für die Verständlichkeit so entscheidend ist.
In realen Projekten entstehen Fehler oft durch eine zu starke Vereinfachung der Akustik. Ein häufiger Fehler ist die Verwendung zu weniger Akustikpaneele. Ein oder zwei Absorber in einem großen Büro bewirken kaum eine Verbesserung des Nachhallzeitwerts (RT60). Zu wenige Paneele oder eine ungünstige Platzierung führen oft zu ineffektiven Ergebnissen – ein Aspekt, den wir in unserem Ratgeber „7 Anzeichen für schlechte Raumakustik“ ausführlich beschrieben haben.
Der zweite Fehler ist die falsche Platzierung der Paneele. Werden Absorber nur an einer Wand oder zu hoch über Gesprächsbereichen angebracht, bleiben wichtige Schallreflexionen unberücksichtigt. Optimale Anordnungen berücksichtigen sowohl die Abdeckung als auch die Schallverteilung und zielen auf Reflexionspunkte ab, an denen der Schall direkt zwischen Personen hin und her reflektiert wird.
Nachhaltige Materialien und Design bei Arturel Akustikpaneelen
Bei Arturel sind Akustikleistung, Materialwahl, Nachhaltigkeit und Design untrennbar miteinander verbunden. Unsere Paneele vereinen wissenschaftliche Effektivität mit Umweltverträglichkeit – ohne Kompromisse.
Die Basis bildet ein poröser PET-Filz, der zu 75 % aus recyceltem Meeresplastik besteht. Akustisch betrachtet ermöglicht die Porosität der Fasern die Ableitung von Schallenergie in Wärme. Durch die Verbindung von Materialwissenschaft und Abfallvermeidung trägt jedes Paneel zu einem gesünderen Klangumfeld und einer gesünderen Umwelt bei.
Neben PET arbeitet Arturel mit Kvadrat zusammen, um Textilabfälle zu Akustiklösungen zu recyceln . Die heterogenen Faserstrukturen erzeugen Mikrokanäle, die die Absorption über einen breiten Frequenzbereich verbessern. Konkret bedeutet dies, dass aus Alttextilien hergestellte Paneele messbare Verbesserungen bei der Absorption mittlerer und hoher Frequenzen erzielen – genau dort, wo Sprachverständlichkeit am wichtigsten ist.
Die Leistungsfähigkeit wird durch konkrete Messdaten bestätigt, und Arturel-Paneele erreichen konstant einen NRC-Wert von 0,85 , was einer Absorption von 85 % der einfallenden Schallenergie im gemessenen Spektrum entspricht. Dieser hohe Absorptionsgrad gewährleistet eine zuverlässige Leistung in Büros, Besprechungsräumen und offenen Arbeitsbereichen, in denen die Kontrolle der Nachhallzeit entscheidend ist.
Schließlich vereinen sich akustische Leistung und Nachhaltigkeit mit ästhetischer Vielseitigkeit. Unsere Designs – wie Wave , Arch und Stone – sind von natürlichen Formen inspiriert und ermöglichen es Architekten und Bauherren, die Akustikbehandlung als sichtbaren Bestandteil der Innenarchitektur zu integrieren, anstatt sie als versteckte technische Lösung zu betrachten. Diese Formen erzeugen sowohl Streuung als auch Absorption und bieten so eine funktionale und visuelle Wirkung.
Häufig gestellte Fragen zu Akustikpaneelen
Wie viele Akustikpaneele benötige ich?
Die benötigte Anzahl hängt von Raumgröße, -form und Oberflächenmaterialien ab. Als Faustregel gilt: Eine Dämmung von 20–30 % der Wandfläche in Büros oder Klassenzimmern reduziert die Nachhallzeit (RT60) auf ein angenehmes Niveau. Große oder stark reflektierende Räume benötigen unter Umständen eine größere Dämmfläche, oft an Wänden und Decke, um eine ausgewogene Akustik zu erzielen.
Wie wirksam sind Schallschutzpaneele?
Die meisten als „Schallschutzpaneele“ vermarkteten Produkte sind eigentlich Schallabsorber. Sie reduzieren Echo und Nachhall im Raum, schirmen aber keine Außengeräusche wie Verkehrslärm oder Nachbarn ab. Für eine wirkliche Schalldämmung sind massive, luftdichte Konstruktionen wie mehrschichtige Wände oder schwimmende Böden erforderlich, keine leichten Dekorpaneele.
Wie lässt sich die Akustik in einem großen Raum verbessern?
Große Räume benötigen eine verteilte Schallabsorption. Diese wird durch die Kombination von Wandpaneelen, Deckenabsorbern und gegebenenfalls freistehenden Trennwänden erreicht, um verschiedene Reflexionswege abzudecken. Die Positionierung der Paneele an den ersten Reflexionspunkten (z. B. gegenüber von Lautsprechern oder Besprechungstischen) ist entscheidend für eine klare Akustik im gesamten Raum.
Worin unterscheidet sich Schallabsorption von Lichtabsorption?
Schallabsorption findet statt, wenn sich Druckwellen durch ein poröses Material ausbreiten und dabei Energie in Form von Reibungswärme verlieren, typischerweise innerhalb von Fasern oder Schäumen. Lichtabsorption hingegen erfolgt, wenn elektromagnetische Strahlung an der Oberfläche eines Materials in Wärme umgewandelt wird. Die Prozesse sind zwar analog, beruhen aber auf sehr unterschiedlichen physikalischen Mechanismen.
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