DE12135C - Vorrichtungen an Wänden, Decken und Sitzbänken zur Beförderung der Akustik - Google Patents

Description

1880.

Klasse 37.

A. ORTH in BERLIN. Vorrichtungen an Wänden, Decken und Sitzbänken zur Beförderung der Akustik.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. Mai 1880 ab.

Diese Vorrichtungen sollen alle diejenigen schädlichen Schallwirkungen, welche durch Collision directer oder indirecter oder reflectirter Schallwellen entstehen, beseitigen helfen, zum Theil · auch in nützliche Schallwirkungen verwandeln.

Collisionen directer und reflectirter Schallwellen derselben Schallquelle treten bei genügender Stärke beider dann ein, wenn die Weglängen bis zum Ohre des Hörenden über 6,5 m, noch mehr und schon unbequem, wenn sie über 8 m verschieden sind. Erst bei weit gröfseren Wegdifferenzen tritt neben dem directen Schall ein deutliches Echo ein.

Solche Collisionen können vermieden werden, wenn, man die reflectirten Schallwellen durch weiche Stoffe, durch Gummi etc., stark vermindert. Diese Mittel sind bekannt.

In allen den Fällen aber, wo es nicht wünschenswerth ist, diese weichen Stoffe zur Bekleidung von Decken und Wänden zu gebrauchen, wie dieses im allgemeinen bei Kirchen, Theatern, Parlaments- und anderen Hörsälen der Fall ist, werden obige Vorrichtungen in Wirksamkeit treten können.

Diese soll in ihren beiden Hauptrichtungen getrennt betrachtet werden, aber für beide ist das gemeinsam, dafs eine Ablenkung, eine Deflexion der Schallwellen eintritt.

Da dieser Ausdruck »Deflexion« hier vielleicht zum ersten Mal verwendet wird, ein anderer mir bekannter und technisch präciser Ausdruck hierfür nicht existirt, so will ich kurz die Bedeutung desselben festsetzen. Schallwellen, welche von Decken, Wänden etc. zurückgeworfen werden, nennt man reflectirt; ich nenne sie deflectirt, wenn man besondere Mittel anwendet, um die reflectirten Schallwellen aus ihrer natürlichen in eine bewufst bestimmte Richtung abzulenken.

I. Deflexion der Schallwellen, um schädliche Schallwellen nutzbar zu machen.

In Fig. ι ist eine reflectirende Wand im Querschnitt angegeben, welche die von der Schallquelle ο kommenden Schallwellen bei der sonst üblichen natürlichen verticalen Wandrichtung zum Theil weit in den Raum hineinwerfen würde, so dafs für die Hörer auf den Sitzbänken je nach der gröfsten Entfernung von der Wand sehr schädliche Schallcollisionen directer und reflectirter Schallwellen eintreten müssen. So werden z. B. die Schallstrahlen 0 c d und 0 ef, sowie alle dazwischen liegenden von der verticalen Wand zurückgeworfen, die Ohrhöhe der Hörer in verhältnifsmäfsig grofser Entfernung von der AVand treffen müssen, so dafs die Differenzen der Wege gegen directe Schallstrahlen sehr grofs und bei nicht zu kleinem Mafsstab über 6,5 bis 8 m vielfach hinausgehen werden.

Ein wesentlicher Theil dieser Schallwellen wird durch Deflexion nutzbar gemacht, indem man die Wand partiell aus der Verticalen nach vorn neigt, wie dieses Fig. 1 zeigt. Diese Neigung ist so zu bestimmen, dafs die gröfsten Wegdifferenzen directer und deflectirter Schallwellen nicht über 6,5 bis 8 m betragen. Wechselt die Schallquelle 0 in Höhe und Entfernung von der Wand, so ist die Neigung nach der ungünstigsten Lage zu bestimmen. Unter dieser Wegdifferenz ist beispielsweise für den Punkt b die Differenz der gebrochenen Linie 0 c b und der directen Linie 0 b zu verstehen. Ist diese Differenz geringer als 6,5 m, so wirkt der directe und der deflectirte Schall noch nützlich zusammen, es verstärkt die deflectirte Schallwelle die directe, während dieselben Schallwellen, wenn sie nicht deflectirt, sondern durch die naturgemäfse verticale Wand reflectirt werden, sehr schädliche Schallverwirrungen in entfernteren Punkten als b hervorbringen.

Wie grofs man die Abtreppungen dieser partiell geneigten Wand macht, hängt von der beabsichtigten architectonischen Raumwirkung ab; auch läfst sich diese partielle Wandneigung in verschiedener Weise erreichen, z. B. wie bei a a₂ angegeben, wo die Wand in ihren einzelnen Absätzen bogenförmig gestaltet ist, und hierdurch in gewissen Richtungen eine Schallconcentration eintritt. Es kann diese Schallconcentration die Bedeutung haben, dafs Steinfufsböden ohne Sitzreihen den deflectirten Schall nicht wieder schäd-

lieh reflectiren, sondern ihn divergirend zerstreuen.

In Fig. ia, ib und ic sind drei Formen für diese Wandgestaltung angegeben, deren beide letzteren eine Wandquaderung von derselben Schallwirkung wie bei ia darstellen, wobei nur bei ib noch die Quaderfläche gebogen ist. In den Fig. id und ie sind event, mit Farben zu verzierende Schuppen angegeben, welche, in gleicher Weise geneigt, dieselbe, wenn auch nicht gleich starke Wirkung wie bei ia haben. Die Fig. if und ig geben Muster, wo die Ausfüllung in gleicher Weise partiell geneigt ist und für das Auge wie eine Schraffur wirkt. Es ist hier selbstverständlich, dafs nur derjenige Wandtheil nützlich wirkt, wo die Schraffur eine Deflection der Schallwellen bewirkt, doch können auch die Ornamente derselben partiellen Wandneigung sich nützlich anschließen. Derartige Schraffuren wird man nicht kleiner, als für die Flächenwirkung nothwendig, annehmen und sie, je enger getheilt, um so präciser ausführen. Alle diese Formen sollen nur Beispiele für die Benutzung geben, welche alle auf der partiell veränderten und, wie angegeben, geneigten Wandfläche beruhen.

In Fig. 2 ist die Decke eines mit verschiedenen Rängen 2_a und 2b versehenen Raumes dargestellt. Die natürliche Richtung der Decke ist die horizontale, wie sie die Linien α b, a_x b₁ und «a #2 angeben.

Bei gewisser Entfernung der Raumdecke von der Wand, besonders wenn dieselbe aus Gründen der Feuersicherheit massiv ausgeführt ist, giebt es grofse Flächen, welche die aus der Schallquelle O₁ kommenden Schallwellen in die unteren Ränge (s. Schallstrahl O₁Oc) reflectiren können, so dafs die Wegdifferenz directer und reflectirter Schallwellen sehr grofs ist. Hier wird durch Deflexion der Schallwellen ein wesentlicher und schädlicher Theil der Decke nützlich wirken können, wenn sie wie in Fig. 2 für die Fläche a-d in mehreren Friesen, oder wie in 2a partiell eine andere Neigung erhält, wobei man auch von ähnlichen Formen wie 1 a, 1 _e > 1 f und 1 _g Gebrauch machen kann. Ueberall kommt es hier nur auf die partielle Neigung der Fläche, nicht auf das Ornament etc. an. Aehnlich verhält es sich in Fig. 2 b und 2 c und bei Ersetzung der Voute durch eine gerade Fläche in Fig. 2.

In Fig. 3 sind zwei Sitzbänke oder Stühle aufsteigender Sitzreihen gezeichnet. Hier wird man die Schallwirkung durch Deflexion nahezu verdoppeln können, wenn man den oberen Theil der Rückwand neigt, besonders aber, wenn man denselben wie bei b bogenförmig gestaltet, so dafs sich die Schallwellen concentriren, wobei der Halbmesser etwa die doppelte Gröfse haben mufs, als durchschnittlich das Ohr von der oberen Rückwand entfernt ist, weil hierdurch der Brennpunkt der reflectirten Schallstrahlen in die Nähe des Ohres fällt.

Bei horizontalen oder schwach ansteigenden Sitzreihen und hoch liegender Schallquelle erreicht man eine ähnliche nützliche Deflexion, wenn man, wie in Fig. 4, den oberen Theil der Rückwand umgekehrt bogenförmig neigt, wobei für den Bogenhalbmesser dasselbe gilt.

In Fig. 5 ist eine Anwendung vorstehender Mittel auf die Empore etwa eines Parlamentshauses etc. gezeichnet, ohne jedoch dabei mehr als die technisch nothwendige Form geben zu wollen.

Alle diese Mittel sind dazu bestimmt, durch Deflexion schädliche Schallwellen in nützliche zu verwandeln.

Solche Deflexion kann nützlich auch bei doppeltem Zurückwerfen der Schallwellen eintreten, wobei nur für eine der beiden Wand- und Deckenflächen mittelst partiell veränderter Neigung Deflexion zu bewirken ist.

II. Deflexion der Schallwellen, um schädliche Schallwellen unschädlich zu

machen.

Dieses Mittel wird zweckmäfsig da anzuwenden sein, wo die schädlichen Schallwellen nach Lage der Schallquelle zu der durchschnittlichen Ohrhöhe nicht mehr nutzbar gemacht werden können. Dieses würde in Fig. 1 finden Wandtheil oberhalb c eintreten, sofern die Differenz 0 el· — ο b > 6,5 bis 8 m ist und sofern Emporen oder höhere Ränge existiren, wohin die Schallwellen, welche oberhalb c die Wand treffen, reflectirt werden können.

In Fig. 6 ist angegeben, wie bei b durch partielle Neigung der Wandfläche in umgekehrtem Sinne schädliche Schallwellen durch Deflexion unschädlich gemacht werden.

Dasselbe bewirkt daselbst das Profil a, wobei für α und h ähnliche Formen angewendet werden können, wie in i_a bis i_g incl. Für Decken, speciell für Gewölbe, wird die Form a, event, wie bei einem Rappputz rundliche Löcher, eine Deflexion der Schallwellen bewirken und dieselben unschädlich machen. Auch können in die frische Putzfläche der Gewölbe eingedrückte Ornamente, Sterne etc. oder erhaben ausgeführte Ornamente deflectirend wirken und dadurch Schallwellen unschädlich machen, wie ■ dieses auch bei verticalen Wandflächen möglich ist.

Bei Kuppeln von Kirchen sind meistens die hohen Tambourflächen für die Schallwirkung sehr schädlich. Man kann diese Flächen mittelst partiell veränderter Wandneigung unschädlich machen, indem man die Schallwellen nach oben, und zwar zum Theil wiederholt zurückwirft und dieselben somit zerstreut, also abschwächt, Fig. ia. Die direct aus der Kuppel zerstreut zurückgeworfenen und,_ ohne die Wand zu berühren,

nach unten gelangenden Schallwellen kommen an und für sich sehr abgeschwächt herunter und sind meistens nur bei Flachkuppeln von einiger Bedeutung. An Stelle dieser partiellen Wandbildung kann man auch nahe an einander gerückte horizontale, wesentlich durch die obere Aufsichtsfläche wirksame Gesimse oder nach der Architectur des Raumes zu bildende, im Profil gerade oder gebogene Wandquaderung anwenden, ebenso durch eine horizontale, von unten nicht mehr sichtbare Schraffur allen von oben kommenden Schall nach oben wieder zurückwerfen, so dafs er nach unten nicht mehr herunter gelangt. In letzteren Fällen ist überall die horizontale oder schwach gegen die Horizontale geneigte Fläche das wesentlich wirksame und Deflexion bewirkende.

Ueberall wird nicht auf die architectonische Ausstattung oder Gestaltung, sondern auf die Vorrichtungen in Wänden, Decken und Sitzbänken, welche durch partiell veränderte Neigung oder partielle Umgestaltung der Fläche mittelt Deflexion der Schallwellen eine bessere Akustik erzielen sollen, Gewicht gelegt.

Claims (1)

1. Pate nt-An SP ruch:

   Die beschriebenen und dargestellten Vorrichtungen an Wänden, Wandtheilen, Pfeilern, Decken, Gewölben und Sitzbänken von Kirchen, Theatern, Kuppeln, Parlaments- und anderen Hörsälen, welche durch Deflection der Schallwellen dieselben theils nutzbar, theils unschädlich machen.

   Hierzu i Blatt Zeichnungen.