Kurzdefinition
Akustische Diffusion beschreibt die räumliche Streuung von Schall, bei der reflektierte Schallenergie in viele Richtungen verteilt wird. Ziel ist es, gerichtete Reflexionen zu vermeiden, ohne Schallenergie stark zu absorbieren.
Einordnung & Kontext
Diffusion ist eine der zentralen Schallwechselwirkungen an Grenzflächen, neben Reflexion, Absorption und Transmission. Sie wird vor allem in der Raumakustik eingesetzt, um ein gleichmäßigeres Schallfeld zu erzeugen und unerwünschte Effekte wie Flatterechos oder starke Pegelunterschiede zu reduzieren.
Im Unterschied zur Absorption bleibt bei der Diffusion die Schallenergie weitgehend erhalten, wird jedoch räumlich umverteilt.
Physikalische Grundlagen
Diffusion entsteht, wenn Schall auf unregelmäßige, strukturierte oder geometrisch komplexe Oberflächen trifft. Durch unterschiedliche Laufzeiten und Einfallswinkel der Teilreflexionen wird der Schall in viele Richtungen gestreut.
Die Wirksamkeit diffuser Streuung hängt ab von:
- Geometrie der Oberfläche
- Strukturgröße im Verhältnis zur Wellenlänge
- Frequenzbereich
Tiefe Frequenzen mit großen Wellenlängen werden nur dann wirksam gestreut, wenn die Strukturen entsprechend groß sind.
Diffuse vs. spiegelnde Reflexion
- Spiegelnde Reflexion:
Glatte, ebene Flächen reflektieren Schall bevorzugt in eine definierte Richtung.
- Diffuse Reflexion:
Strukturierte Oberflächen verteilen den Schall annähernd gleichmäßig im Raum.
In der Praxis treten beide Formen meist gleichzeitig auf; Diffusion ist stets eine Frage des Grades.
Praktische Anwendungen
Diffusion wird gezielt eingesetzt zur:
- Reduktion von Flatterechos
- Verbesserung der räumlichen Homogenität
- Erhaltung von Lebendigkeit bei gleichzeitig kontrolliertem Klang
- Unterstützung eines stabilen Diffusfelds in größeren Räumen
Typische Einsatzorte sind:
- Regieräume und Aufnahmeräume
- Konzertsäle und Proberäume
- Heimkinos und Hörräume
Diffusoren
Zur gezielten Erzeugung diffuser Reflexionen werden Diffusoren eingesetzt. Diese sind bauliche Elemente mit definierter Oberflächenstruktur. Häufige Bauformen sind:
- eindimensionale Diffusoren
- zweidimensionale Diffusoren
- periodische oder pseudozufällige Strukturen
Diffusoren werden üblicherweise frequenzselektiv ausgelegt und wirken nur oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz.
Typische Missverständnisse
- Diffusion ersetzt keine Absorption, aber haben einen geringen, frequenzabhängigen Absorptionsgrad
- Jede unebene Fläche ist automatisch ein Diffusor
- Diffusion wirkt gleich gut über den gesamten Frequenzbereich
Die Wirksamkeit diffuser Elemente muss stets frequenz- und raumbezogen betrachtet werden.
Zusammenfassung
Akustische Diffusion beschreibt die gezielte Streuung von Schall an Grenzflächen, um gerichtete Reflexionen zu vermeiden und ein gleichmäßigeres Schallfeld zu erzeugen. Sie ist ein zentrales Gestaltungsmittel der Raumakustik und ergänzt Absorption und Reflexion, ohne Schallenergie wesentlich zu reduzieren.
Quellen
Heinrich Kuttruff, Raumakustik, S. Hirzel Verlag, 2018
Leo L. Beranek, Acoustics, Acoustical Society of America, 1996
F. Alton Everest, Ken C. Pohlmann, Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, 2015
Thomas D. Rossing (Hrsg.), Springer Handbook of Acoustics, Springer, 2014
