Nachhall

Lauter machen hilft gegen Hall nicht

Ein Festsaal mit Steinboden, hohen Fenstern und glatter Decke sieht großartig aus. Bei der ersten Rede zeigt sich aber ein Problem: Die Worte verschwimmen, jede Silbe klingt in die nächste hinein. Der naheliegende Griff ist der Regler am Pult. Mehr Lautstärke macht die Sache jedoch selten besser, denn sie füllt den Raum nur mit noch mehr Hall. Die Ursache liegt im Nachhall, und gegen ihn helfen andere Mittel als Lautstärke.

Nachhall, umgangssprachlich kurz Hall, bezeichnet die vielen Reflexionen von Schallwellen in einem geschlossenen Raum. Anders als beim Echo, bei dem man einen einzelnen Rückwurf deutlich getrennt hört, verschmelzen beim Nachhall unzählige Reflexionen zu einem gleichmäßigen Ausklingen. In großen Räumen ohne schluckende Flächen, etwa Kirchen oder Schwimmhallen, ist er besonders gut zu hören.

Wie Nachhall im Raum entsteht

Schall breitet sich von der Quelle in alle Richtungen aus und trifft auf Wände, Decke, Boden und Einrichtung. Glatte, harte Flächen werfen ihn zurück wie ein Spiegel das Licht: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Raue Flächen streuen ihn in viele Richtungen. Wie viel Schall eine Fläche zurückwirft, hängt vom Material und von der Frequenz ab. Harte Materialien wie Glas, Stein und Beton schlucken kaum Schall, weiche Materialien wie Stoff, Polster und Teppich schlucken deutlich mehr.

Bei jeder Reflexion geht ein Teil der Energie als Wärme verloren, und auch die Luft dämpft den Schall auf seinem Weg. Darum wird der Nachhall mit der Zeit schwächer, bis er im Grundgeräusch des Raumes verschwindet. Wie lange das dauert, hängt vor allem von zwei Dingen ab: von der Größe des Raumes und davon, wie viel Fläche im Raum den Schall schluckt.

Die Nachhallzeit macht den Hall messbar

Die bekannteste Kennzahl der Raumakustik ist die Nachhallzeit. Sie gibt an, wie lange es dauert, bis der Schalldruckpegel nach dem plötzlichen Verstummen der Quelle um 60 Dezibel gefallen ist. Das entspricht einem Rückgang des Schalldrucks auf ein Tausendstel. In Fachtexten heißt diese Zeit T60, auf Englisch reverberation time. Wird nur ein einzelner Wert genannt, bezieht er sich meist auf die Frequenz von 500 oder 1000 Hertz.

Schon 1898 fand der amerikanische Physiker Wallace Clement Sabine heraus, wie die Nachhallzeit zustande kommt. Sie wächst mit dem Volumen des Raumes und sinkt mit der Fläche, die den Schall schluckt. Je größer der Raum und je härter seine Oberflächen, desto länger hallt er. Diese Beziehung machte es zum ersten Mal möglich, die Akustik eines Gebäudes schon beim Entwurf zu planen. Gemessen wird die Nachhallzeit heute nach der Normenreihe DIN EN ISO 3382, zum Beispiel mit Messsignalen aus einem Lautsprecher, der in alle Richtungen abstrahlt.

Wie wir Hall empfinden, prägt vor allem der Anfang des Ausklingens. Der spätere Nachhall geht meist im Grundgeräusch des Raumes unter. Darum gibt es neben der Nachhallzeit die frühe Abklingzeit, englisch Early Decay Time. Sie misst nur die ersten 10 Dezibel des Abfalls und rechnet diesen Wert auf 60 Dezibel hoch. Außerdem hallt ein Raum nicht bei allen Tonhöhen gleich lang. Für eine genaue Betrachtung wird die Nachhallzeit deshalb in einzelnen Frequenzbändern bestimmt.

Sprache braucht wenig Hall, Musik etwas mehr

Welche Nachhallzeit gut ist, hängt davon ab, was im Raum passiert. Für Sprache gilt: Je kürzer, desto verständlicher. Etwas Hall ist trotzdem willkommen, weil er die Stimme des Sprechers lauter wirken lässt. Für Räume, die für Vorträge gebaut sind, wie Klassenzimmer oder Hörsäle, gelten Nachhallzeiten zwischen 0,6 und 0,8 Sekunden als gut. Für Zuhörer mit anderer Muttersprache oder eingeschränktem Gehör sollte der Wert noch einmal um etwa 20 Prozent kürzer sein. Empfehlungen dafür enthält die Norm DIN 18041.

Für Musik ist Nachhall bis zu einem gewissen Grad erwünscht. In einem zu trockenen Raum klingt Musik unnatürlich, und kleine Ungenauigkeiten im Spiel fallen auf. Für Kammermusik gelten etwa 1,2 bis 1,6 Sekunden als passend, für Orchestermusik 1,7 bis 2,2 Sekunden. Große Konzertsäle wie die Berliner Philharmonie oder der Wiener Musikverein liegen voll besetzt bei rund 2,0 Sekunden.

Daraus folgt ein Grundproblem jeder Veranstaltung mit gemischtem Programm. Ein Raum, der für eine Rede ideal ist, klingt für ein Konzert trocken, und ein Raum, in dem Musik gut klingt, macht Reden schwerer verständlich. Einen Raum, der beides perfekt kann, gibt es kaum. Konzertsäle ziehen deshalb für Reden schwere Vorhänge auf, oder der Raum wird über Lautsprecher passend beschallt.

Hall kann auch gewollt sein: der Effekt am Mischpult

Nachhall ist nicht nur ein Problem des Raumes, er ist auch ein Werkzeug. Schon um 1925 verkleidete die BBC die Wände ihrer Sprecherräume mit schallschluckendem Material, um trockene Aufnahmen zu bekommen. Für andere Sendungen wünschte man sich aber mehr Raumgefühl und baute eigene Hallräume. Später erzeugten Metallfedern und große Stahlplatten künstlichen Hall. Heute übernehmen das digitale Effektprozessoren, die Nachhallzeit, Vorverzögerung und Klangfarbe des Halls in Echtzeit verändern. Eine neuere Technik, der Faltungshall, verwendet die gemessene Antwort eines echten Raumes und kann dessen Klang recht gut nachbilden.

Für Veranstaltungen heißt das: In einem trockenen Raum oder im Freien kann etwas künstlicher Hall eine Gesangsstimme runder klingen lassen. Viele Mischpulte haben dafür einfache Effekte eingebaut, Digitalpulte oft mehrere. Bei Reden bleibt der Effekt aus, denn dort zählt jede Silbe.

Der Hallradius trennt direkten und indirekten Schall

Ein Gast hört zwei Arten von Schall. Der Direktschall kommt auf direktem Weg von der Quelle zum Ohr. Der indirekte Schall erreicht ihn erst über Reflexionen, und dazu gehört der Nachhall. Nah an der Quelle überwiegt der Direktschall. Er wird mit zunehmendem Abstand schwächer, etwa um 6 Dezibel bei jeder Verdopplung der Entfernung. Der Hall bleibt dagegen im ganzen Raum etwa gleich stark.

Der Abstand, an dem beide gleich stark sind, heißt Hallradius. Er lässt sich mit einer Näherung abschätzen: 0,057 mal die Wurzel aus Raumvolumen geteilt durch Nachhallzeit. Ein Saal mit 1000 Kubikmetern und 1,5 Sekunden Nachhallzeit hat danach einen Hallradius von knapp eineinhalb Metern. Wer weiter entfernt sitzt, hört mehr Hall als Direktschall. Für die Planung heißt das: Je halliger ein Raum, desto näher müssen Lautsprecher an die Gäste und Mikrofone an den Mund, damit der Direktschall überwiegt.

Was in halligen Räumen hilft

In halligen Räumen hilft ein höherer Direktschallanteil. Das gelingt auf mehreren Wegen. Die Lautsprecher stehen leicht über Kopfhöhe und zeigen auf das Publikum, nicht auf Wände und Decke. So trifft der Schall zuerst auf Menschen, die ihn schlucken, statt auf harte Flächen. In langen Räumen helfen kleine Zusatzlautsprecher als Delay-Linie. Sie bringen den Ton auch in die hinteren Reihen, ohne dass die vorderen Lautsprecher den ganzen Saal mit hohem Pegel füllen müssen. Die Laufzeit zwischen Hauptsystem und Zusatzlautsprechern wird dabei abgestimmt.

Bei den Mikrofonen gilt dieselbe Regel. Headsets sitzen nah am Mund und liefern klare Sprache mit wenig Raumanteil. Ein digitaler Signalprozessor mit EQ, Gate und Echounterdrückung senkt den Raumanteil und die Gefahr von Rückkopplungen. Auch der Raum selbst lässt sich verändern: Teppich und Vorhänge dämpfen Nachhall spürbar. In festen Sälen setzt die Raumakustik neben schluckenden Flächen auch Diffusoren ein, die den Schall zerstreuen, ohne den Raum zu stark zu dämpfen. Und das Publikum selbst schluckt Schall. Ein voll besetzter Saal hallt weniger als derselbe Saal beim leeren Soundcheck.

Den Raum vorher kennen

Ob ein Raum hallt, lässt sich oft schon an Fotos erkennen. Darum gehören zu den Raumdaten einer Planung nicht nur Länge, Breite und Deckenhöhe, sondern auch die Materialien: Glasflächen, Steinboden, Vorhänge, Teppich, Bestuhlung. Räume mit viel Glas oder Stein haben oft mehr Nachhall und brauchen mehr Direktschall. Eine einfache Skizze mit Bühne, Publikum und Wegen und ein paar Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln helfen, Lautsprecher und Mikrofone passend auszuwählen.

Draußen ist es umgekehrt. Auf Außenflächen fehlen die Wände, die den Schall zurückwerfen. Es gibt kaum Nachhall, aber auch keine Unterstützung durch Reflexionen. Darum brauchen Veranstaltungen im Freien Reserven in der Leistung der Anlage.

Beim Soundcheck den Raum hören

Der Soundcheck ist der Moment, in dem sich zeigt, wie der Raum klingt. Die Reihenfolge ist fest: zuerst Sprache, dann Zuspieler, zum Schluss der Gesamtpegel. Während jemand am Mikrofon spricht, geht eine zweite Person durch den Saal und hört an verschiedenen Punkten, nicht nur am Pult. Gerade in halligen Räumen klingt es vorn oft gut und hinten verwaschen.

Kleine Eingriffe am EQ helfen, Frequenzen zu senken, in denen der Raum besonders stark nachklingt. Ein Hochpass auf den Sprachkanälen nimmt tieffrequente Störungen heraus. Wichtig ist, den Raum in dem Zustand zu beurteilen, den er am Abend hat: mit Vorhängen, wie sie dann hängen, und mit dem Wissen, dass Gäste den Hall noch etwas dämpfen werden.

So planen wir Ton für hallige Räume

Mikrofone, Lautsprecher, Subwoofer und Mischpulte gehören zu unserer Tontechnik, ebenso die Beschallungsplanung und Akustik-Abstimmung. Für Sprache bis etwa 80 Personen reichen zwei kompakte Tops, für 100 bis 200 Personen oder Musik kommen 12-Zoll-Tops und Subwoofer dazu. In halligen Räumen achten wir auf die Ausrichtung der Lautsprecher, auf Mikrofone nah am Mund und auf einen Pegel, der vorn nicht zu laut und hinten nicht zu leise ist.

Wie Lautsprecher, Mikrofone und Pult für Sprache, DJ und Band zusammenpassen, steht im Ratgeber Tontechnik für Sprache, DJ und Band. Was eine Beschallungsanlage ausmacht, erklärt der Begriff PA-Anlage. Einen schönen Saal muss niemand wegen seines Halls meiden. Mit der passenden Aufstellung kommt jedes Wort an, und der Raum darf trotzdem so aussehen, wie er aussieht.