Nachhallzeit berechnen: Raumakustik nach DIN 18041 planen

Beim ersten Rundgang durch den frisch gespachtelten Konferenzraum hallt jeder Schritt, und wer am Fenster spricht, ist an der Tür kaum zu verstehen. Ob die geplante Unterdecke das ändert, lässt sich vorab berechnen. Das Rechenbeispiel unten rechnet einen solchen Raum mit glatter Decke und mit Akustikdecke durch und vergleicht beide Ergebnisse mit DIN 18041.

Was die Nachhallzeit beschreibt

Wird eine Schallquelle abgeschaltet, verschwindet der Schall nicht sofort. Er wird an den Raumbegrenzungsflächen reflektiert und verliert dabei jedes Mal Energie. Die Nachhallzeit T ist die Zeit, in der der Schalldruckpegel nach dem Abschalten um 60 dB sinkt.

Ein langer Nachhall hat zwei Folgen. Sprache besteht aus kurzen Silben; hallt die eine noch nach, überdeckt sie die nächste, und die Sprachverständlichkeit sinkt, für Menschen mit eingeschränktem Hörvermögen besonders stark. Zugleich addieren sich die Reflexionen zu einem Grundpegel. Wer gegen diesen Pegel anredet, hebt die Stimme, und in einer Kantine oder einem Mehrpersonenbüro schaukelt sich der Pegel hoch.

Abklingkurve nach dem Abschalten einer Schallquelle (schematisch).

Schallquelle läuft: gleichbleibender Pegel im Raum
Die Schallquelle wird abgeschaltet
Der Pegel klingt ab, im logarithmischen Maßstab annähernd als Gerade
Grundgeräusch des Raumes: Hier endet die messbare Kurve
Gestrichelt: Gerade bis zum Abfall um 60 dB verlängert, gemessen wird meist ein kürzerer Abschnitt
Pegelabfall um 60 dB
Nachhallzeit T: die Zeit, in der der Pegel um 60 dB sinkt

DIN 18041: Raumgruppe A oder B

Die Zielwerte beschreibt DIN 18041:2016-03 „Hörsamkeit in Räumen“ für Räume bis etwa 5000 m³. Für Gruppe A stellt sie Anforderungen an die Nachhallzeit, für Gruppe B gibt sie Richtwerte für die Schallabsorption, jeweils gegliedert in fünf Nutzungsarten.

Gruppe A: Soll-Nachhallzeit nach Volumen

Gruppe A umfasst Räume, in denen Sprache über mittlere und größere Entfernungen verständlich sein muss, etwa Unterrichtsräume, Konferenzräume, Hörsäle und Gerichtssäle. Die Nutzungsarten heißen A1 „Musik“, A2 „Sprache/Vortrag“, A3 „Unterricht/Kommunikation“, A4 „Unterricht/Kommunikation inklusiv“ und A5 „Sport“. Für Konferenz- und Besprechungsräume (A3) gilt T_soll = (0,32 · lg V − 0,17) s mit V in m³. A4 ist für Räume bis 500 m³ gedacht, in denen Personen besonders auf gutes Sprachverstehen angewiesen sind, etwa Menschen mit Hörbeeinträchtigung, und verlangt kürzere Nachhallzeiten. Die Sollwerte gelten für den zu 80 % besetzten Raum, mit einem Toleranzbereich für jedes Oktavband von 125 bis 4000 Hz.

Gruppe B: Absorptionsfläche je Raumvolumen

Gruppe B umfasst Räume für Gespräche über geringe Entfernungen, in denen vor allem der Lärmpegel gemindert werden soll. Kenngröße ist hier A/V, das Verhältnis der äquivalenten Schallabsorptionsfläche A in m² zum Raumvolumen V in m³, in den Oktavbändern von 250 bis 2000 Hz. Bei einer lichten Raumhöhe bis 2,5 m gilt:

B1 „Räume ohne Aufenthaltsqualität“, etwa reine Verkehrsflure: keine Anforderung
B2 „Räume zum kurzfristigen Verweilen“, etwa Schalterhallen: A/V ≥ 0,15 m²/m³
B3 „Räume zum längerfristigen Verweilen“, etwa Kantinen und Verkaufsräume: A/V ≥ 0,20 m²/m³
B4 „Räume mit Bedarf an Lärmminderung und Raumkomfort“, etwa Büroräume: A/V ≥ 0,25 m²/m³
B5 „Räume mit besonderem Bedarf an Lärmminderung und Raumkomfort“, etwa Callcenter: A/V ≥ 0,30 m²/m³

Für die Raumakustik im Büro heißt das: Büroräume fallen unter B4, Einzelbüros können laut einer Fußnote der Norm auch unter B3 eingeordnet werden. Für ausführliche Empfehlungen zu Büros und Callcentern verweist die Norm auf VDI 2569. In höheren Räumen sinkt der Richtwert; für B4 gilt dann A/V ≥ 1 / (2,13 + 4,69 · lg h) mit der mittleren lichten Raumhöhe h in m.

Nachhallzeit berechnen mit der Sabine-Formel

Für einfache Räume genügt die Formel von Wallace Clement Sabine:

T = 0,163 s/m · V / A

V ist das Raumvolumen in m³, A die äquivalente Schallabsorptionsfläche in m²: die Summe aller Teilflächen, gewichtet mit ihrem Schallabsorptionsgrad α zwischen 0 (vollständige Reflexion) und 1 (vollständige Absorption).

Annahmen für das Beispiel

Gerechnet wird ein kleiner Konferenzraum: 6,00 × 5,00 m, lichte Höhe unter der abgehängten Decke 2,80 m; Linoleum auf Estrich, gespachtelte Gipskartonwände, ein Fensterband, keine Möbel. Verglichen werden eine glatte Gipskartondecke und eine Akustikdecke der Schallabsorberklasse A. Nach DIN EN ISO 11654 umfasst Klasse A bewertete Schallabsorptionsgrade α_w von 0,90 bis 1,00; wir rechnen mit der Untergrenze 0,90. Für harte Flächen setzen wir 0,05 an, die Mitte des Bereichs „nicht klassifiziert“ (0,00 bis 0,10); Fenster und Tür rechnen wir der Einfachheit halber mit demselben Wert.

Rechenbeispiel Konferenzraum 6,00 × 5,00 × 2,80 m: Nachhallzeit nach Sabine im leeren Raum
Rechenschritt	Glatte Gipskartondecke	Akustikdecke Klasse A
Volumen V = 6,00 · 5,00 · 2,80	84,0 m³	84,0 m³
Boden: 30,0 m² · 0,05	1,50 m²	1,50 m²
Wände mit Fenster und Tür: 2 · (6,00 + 5,00) · 2,80 = 61,6 m² · 0,05	3,08 m²	3,08 m²
Decke: 30,0 m² · α_w	30,0 · 0,05 = 1,50 m²	30,0 · 0,90 = 27,00 m²
Äquivalente Schallabsorptionsfläche A	6,08 m²	31,58 m²
Nachhallzeit T = 0,163 · 84,0 / A	13,69 / 6,08 = 2,25 s	13,69 / 31,58 = 0,43 s
Verhältnis A/V	6,08 / 84,0 = 0,07 m²/m³	31,58 / 84,0 = 0,38 m²/m³

Was das Ergebnis bedeutet

Die Akustikdecke senkt die Nachhallzeit des leeren Raums von 2,25 auf 0,43 s. Zum Vergleich: Der Sollwert nach A3 liegt bei T_soll = 0,32 · lg 84 − 0,17 = 0,32 · 1,924 − 0,17 ≈ 0,45 s und gilt für den besetzten Raum. Mit Möbeln und Personen sinkt die Nachhallzeit weiter; Personen setzt der Nachweis nach Anhang A der DIN 18041 mit festen Werten an. Mehr Absorption ist bei Gruppe A also nicht automatisch besser: Unterhalb des Toleranzbereichs fehlen die Reflexionen, die Sprache bis ans andere Tischende tragen.

Eine Decke der Klasse C mit α_w = 0,60 ergäbe A = 1,50 + 3,08 + 18,00 = 22,58 m² und T ≈ 0,61 s. Für ein Mehrpersonenbüro (B4) wäre bei 2,80 m lichter Höhe A/V ≥ 1 / (2,13 + 4,69 · 0,447) ≈ 0,24 m²/m³ anzustreben, also rund 19,9 m² Absorptionsfläche. Die Klasse-C-Decke erreicht 0,27, die glatte Decke 0,07.

Die Formel setzt voraus, dass sich der Schall gleichmäßig verteilt. Sitzt die gesamte Absorption in der Decke, kann zwischen zwei harten, parallelen Wänden ein Flatterecho entstehen, das die Formel mit V und A nicht abbildet. Für Räume ohne annähernd diffuses Schallfeld verweist DIN 18041 auf DIN EN 12354-6 und auf aufwendigere Verfahren wie die Strahlverfolgung.

Warum 500 und 1000 Hz nicht genügen

Das Beispiel rechnet mit Einzahlwerten. Der Wert α_w wird nach DIN EN ISO 11654 aus frequenzabhängigen Schallabsorptionsgraden berechnet, die im Hallraum nach DIN EN ISO 354 gemessen werden. Auch die Nachhallzeit wird oft nur als Mittelwert der Oktavbänder 500 und 1000 Hz genannt. Für Gruppe A verlangt DIN 18041 dagegen Werte in jeder Oktave von 125 bis 4000 Hz.

Poröse Absorber wie Mineralwolle schlucken mittlere und hohe Frequenzen gut, tiefe erst bei ausreichender Dicke oder mit Abstand zur Rohdecke; eine dünne Schicht direkt auf dem Beton bringt bei 125 Hz wenig. Mit Gipsplatten beplankte Vorsatzschalen wirken dagegen als Plattenschwinger und absorbieren etwas tieffrequenten Schall. Ein Raum kann deshalb bei 500 und 1000 Hz den Sollwert treffen und trotzdem dröhnen, wenn Männerstimmen und Lüftungsgeräusche kaum gedämpft werden. Planer sollten daher Datenblätter mit Werten je Oktave anfordern und die Rechnung der Tabelle für jede Oktave wiederholen.

Messen nach DIN EN ISO 3382-2

Ob der fertige Raum hält, was die Rechnung verspricht, zeigt eine Messung nach DIN EN ISO 3382-2:2008-09 „Nachhallzeit in gewöhnlichen Räumen“ im Kurz-, Standard- oder Präzisionsverfahren. Den vollen Pegelabfall um 60 dB erfasst man selten, weil vorher das Hintergrundgeräusch erreicht ist. Ausgewertet wird ab 5 dB unter dem Anfangspegel ein Abschnitt von 20 dB (T20) oder 30 dB (T30), dessen Steigung auf 60 dB hochgerechnet wird.

Anhang A der DIN 18041 beschreibt, wie Werte aus dem leeren Raum auf den besetzten Zustand umgerechnet werden. Im Bestand lohnt die Messung schon vor der Planung: Sie ersetzt unsere Annahme von 0,05 durch die gemessene Gesamtabsorption des Raums je Oktave.

Wo die Absorber im Trockenbau sitzen

Die Decke ist meist die größte freie Fläche und damit der erste Ort für Schallabsorption, aber nicht der einzige:

Vollflächige Akustikdecke, etwa als Mineralfaser-Rasterdecke oder aus gelochten Gipsplatten. Der Deckenhohlraum nimmt Leitungen auf und verbessert die Wirkung bei tiefen Frequenzen.
Deckensegel und Baffeln, wenn eine Betonkernaktivierung freie Deckenfläche braucht oder keine Raumhöhe verloren gehen soll. Ihre Wirkung steht als Absorptionsfläche je Element im Prüfbericht.
Wandabsorber gegen Flatterechos zwischen parallelen Wänden, etwa als gelochte Vorsatzschale mit Mineralwolle an der Wand gegenüber dem Bildschirm.
Möbel mit gelochten Fronten und Stellwände. Sie zählen in der Rechnung, wechseln aber mit dem Mieter; die Grundbedämpfung sollte deshalb baulich geplant werden.

Abstimmung mit den anderen Gewerken

In der Unterdecke treffen sich fast alle Gewerke, und jedes Einbauteil nimmt Absorberfläche weg. Acht Rasterleuchten im Format 625 × 625 mm belegen im Beispiel 3,13 m². Setzt man für die Leuchten 0,05 an, ergibt sich A = 1,50 + 3,08 + 26,87 · 0,90 + 3,13 · 0,05 ≈ 28,92 m², und T steigt von 0,43 auf 0,47 s. Dazu kommen Luftauslässe und Revisionsöffnungen. Wir empfehlen, den Deckenspiegel mit allen Einbauteilen abzustimmen, bevor die Akustik berechnet wird. Der Sprinklerplaner klärt, ob Segel und Baffeln das Sprühbild behindern; Lüftungskanäle und Kabeltrassen bestimmen die Abhängehöhe und damit die Wirkung der Decke bei tiefen Frequenzen.

Wo Trennwände nur bis zur Akustikdecke reichen, muss der Deckenhohlraum über ihnen schalltechnisch getrennt werden; warum, erklärt der Beitrag zum Schallschutz der Trockenbauwand. Im notwendigen Flur gelten für Unterdecken und Flurwände Brandschutzanforderungen, die der Beitrag zum Brandschutz im Trockenbau erklärt.

Akustikbau gehört zu den Leistungen von TDL Akustik; weitere Fachthemen des Innenausbaus sammelt der Trockenbau-Ratgeber.

Häufige Fragen

Wir wollen den Beispielraum als Mehrpersonenbüro nutzen. Muss die ganze Decke absorbierend sein?

Nicht unbedingt. Für die Nutzung als Mehrpersonenbüro (B4) sind rund 19,9 m² Absorptionsfläche anzustreben. Boden, Wände und eine glatte Decke liefern 6,08 m². Jeder Quadratmeter Klasse-A-Absorber anstelle der glatten Decke bringt 0,90 − 0,05 = 0,85 m² zusätzlich. Gebraucht werden also (19,9 − 6,08) / 0,85 ≈ 16 m², gut die Hälfte der 30 m² Deckenfläche. Den Rest können Leuchten und Einbauteile belegen. Die Absorberfelder sollten dabei über die ganze Decke verteilt und nicht in einer Ecke gebündelt sein.

Das Büro ist für eine Person geplant, später sitzen dort vielleicht zwei. Wonach planen wir?

Nach der anspruchsvolleren Nutzung. Ein Einzelbüro kann nach B3 bewertet werden, bei Raumhöhen bis 2,5 m mit A/V ≥ 0,20 m²/m³. Für ein Mehrpersonenbüro gilt B4 mit 0,25 m²/m³, also ein Viertel mehr Absorptionsfläche. In der Bauphase lässt sich das über etwas mehr Absorberfläche in der Decke abdecken. Nachträglich bleiben meist nur Wandabsorber oder Segel, und für die muss dann zwischen Leuchten und Regalen Platz gefunden werden.

Der Raum ist schon fertig und hallt. Was lässt sich nachrüsten?

Zuerst messen, dann rechnen. Die Messung nach DIN EN ISO 3382-2 liefert die Nachhallzeit je Oktave; mit der umgestellten Sabine-Formel A = 0,163 · V / T ergibt sich daraus die vorhandene Absorptionsfläche und damit die fehlende. Nachrüsten lässt sich mit Deckensegeln unter der bestehenden Decke, mit Wandabsorbern an parallelen Wänden oder mit einer neuen abgehängten Akustikdecke, wenn genug Raumhöhe übrig ist. Bei Segeln vorher klären, ob Sprinkler und Rauchmelder wirksam bleiben.

Ist DIN 18041 für unseren Umbau verbindlich?

DIN-Normen sind keine Gesetze. Verbindlich werden sie vor allem, wenn sie vertraglich vereinbart sind. Für Arbeitsstätten nennt zudem die Technische Regel ASR A3.7 „Lärm“ raumakustische Anforderungen an Büroräume; wer sie einhält, kann davon ausgehen, die entsprechenden Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung zu erfüllen. Die Leistungsbeschreibung sollte Nutzungsart und Zielwert ausdrücklich nennen, etwa „Mehrpersonenbüro, Nutzungsart B4 nach DIN 18041:2016-03“. Außerdem sollte sie festlegen, ob der Nachweis durch Berechnung, Messung oder beides erbracht wird. Bei Räumen der Gruppe A gehört der Besetzungszustand dazu, auf den sich der Zielwert bezieht.

Normen und Regelwerke

DIN 18041:2016-03 – Hörsamkeit in Räumen: Raumgruppen A und B, Soll-Nachhallzeiten und A/V-Richtwerte
DIN EN ISO 11654:1997-07 – Bewertung der Schallabsorption: Einzahlwert α_w und Schallabsorberklassen
DIN EN ISO 3382-2:2008-09 – Messung der Nachhallzeit in gewöhnlichen Räumen
VDI 2569:2019-10 – Schallschutz und akustische Gestaltung in Büros
ASR A3.7 „Lärm“ – Technische Regel für Arbeitsstätten, unter anderem mit raumakustischen Anforderungen an Büroräume