Die grundsätzliche Problematik der Raummoden besteht darin, dass sie in einem bestimmten Frequenzbereich des Raumes „das“ für die Wiedergabe bestimmte Phänomen sind. Für gängige Raumgrößen liegt dieses Frequenzspektrum etwa in einem Bereich von 20 bis 200 Hertz je nach Größe. Da ist zunächst die jeweilige Fundamentalmode des Raumes. Mit steigender Frequenz nimmt die Anzahl der auftretenden Moden stetig zu, bis eine so hohe Dichte erreicht ist, dass dieser Effekt keine Rolle mehr spielt. Die Frequenzen, bei denen Raummoden explizit auftreten, korrespondieren mit den Abmessungen des Raumes, sind also faktisch in den Raum „eingeprägt“ und können ohne erhebliche geometrische Veränderungen nicht mehr verändert werden. Form und Größe des Raumes bestimmen also bereits im Rohzustand seine grundlegenden Eigenschaften bei tiefen Frequenzen. Je nach Abmessungsverhältnis liegt eine bestimmte Verteilung der Raummoden über die Frequenz vor. Meist ist gerade das Spektrum unterhalb von 80 bis 100 Hertz mit einer geringen Dichte versehen. Bei großen Abständen zwischen den einzelnen Stützstellen der Raummoden ist eine Anregung des Raumes und damit die Hörbarkeit der Signale ganz erheblich eingeschränkt – es kann also zu wirklichen „Löchern“ im Übertragungsverhalten kommen. Darüber hinaus bestimmen Art und Standort der Schallquelle wie auch die Hörposition die Anregungssituation der Moden und damit letztendlich den wahrnehmbaren Schallpegel bei tiefen Frequenzen.

Der zweite wichtige Aspekt im Zusammenhang mit den Raummoden betrifft die starke Energiespeicherung. Übliche Räume weisen in aller Regel bei tiefen Frequenzen eine sehr geringe Bedämpfung meist sämtlicher Moden auf, was auch mit der bei uns gängigen massiven Bauweise und dem erreichbaren Schallschutz zusammenhängt. Damit wird dem Resonanzeffekt der Mode sehr wenig Energie entzogen und es kom mt zu sehr lang anhaltenden Ausschwingvorgängen. Ausschwingzeiten von zwei bis vierSekunden sind keine Seltenheit. Es lässt sich also resümieren – bei tiefen Frequenzen macht der Raum die Musik!

Wie unser Beispiel des Originalraumes mit Orgel gezeigt hat, können im ursprünglichen Quellenmaterial sehr wichtige Informationen enthalten sein – teils mit definierten Frequenzanteilen. Werden diese in einem Hörraum mit entsprechend markanten Eigenmoden selektiv verzerrt reproduziert, kommt es zu einer fast vollständigen Zerstörung der gewünschten Illusion des Originalraumes. Welche Ausmaße das annehmen kann, sollen einige Beispiele aus der Praxis zeigen.

In den nachfolgenden drei Beispielen sind die hochauflösenden, tieffrequenten Übertragungseigenschaften als Frequenzgänge an typischen Positionen in den Räumen zusammen mit den zugehörigen Ausschwingzeiten der Raummoden dargestellt. Bei den Räumen handelt es sich um einen rechteckigen, geschlossenen Raum, einen L-förmigen Raum sowie einem einseitig offenem Raum mit angrenzenden Räumlichkeiten.

Diese drei Beispiele aus der Praxis machen deutlich, dass wir es im tieffrequenten Bereich eines Raumes mit zwei fundamentalen Problemstellungen bezüglich der Moden zu tun haben. Dies ist einerseits die Dichte und Verteilung der modalen Stützstellen in Verbindung mit extremen Pegelunterschieden für bestimmte Bereiche. Andererseits sind dies die erheblichen Energiespeichereffekte, welche zu sehr lang anhaltenden Abklingvorgängen für bestimmte Tonlagen führen.

Für den ersten Punkt muss man sich als Vergleichsmaßstab für die auftretenden Pegelvariationen die äquivalenten elektrischen Verhältnisse vor Augen führen. Für die Charakteristik in der Abbildung 1 ist zwischen dem lautesten Pegel der markanten Mode bei circa 30 Hertz und der großen Pegellücke bei circa 70 Hertz eine Differenz von sage und schreibe 40 Dezibel. Das entspricht elektrisch einem Leistungsverhältnis von 1:10 000, sollte man versuchen, diesen Unterschied mit einem Verstärker zu kompensieren! Auch für die beiden anderen Beispiele sind Schwankungen zwischen 20 und 30 Dezibel festzustellen. Damit ist nachvollziehbar, dass alleine die Betrachtung der durch die Moden hervorgerufenen Pegelsituation in Räumen ein maßgebliches Indiz für deren absolut prägende Einflussnahme darstellt. Wir befinden uns also im vom Raum diktierten Normalzustand weit jenseits einer linearen Tonwiedergabe.

In Verbindung mit den besonders stark angeregten Moden der Räume zeigt sich, dass auch die Energiespeicherung eine dramatische Wirkung entfaltet. Indirekt ist dieses Phänomen auch an der erkennbaren Bandbreite der jeweiligen Moden sichtbar. Je „schärfer“ und „lauter“ eine Mode zu Tage tritt, desto länger dauert in der Regel auch Ihr Ausschwingen. Generell steigt das Ausschwingen der Räume mit sinkender Frequenz stetig an, da hier die Bedämpfung deutlich nachlässt. Das dritte Beispiel zeigt weitere Phänomene auf. Diese treten auf, wenn der Raum nicht in sich abgeschlossen ist. Ähnlich der Konstruktion eines Bassreflexlautsprechers kommt es durch an den eigentlichen Hörraum angebundene Volumina zu zusätzlichen „akustischen Impedanzen“, die weitere Resonanzeffekte bei sehr tiefen Frequenzen (unterhalb von 10 bis 20 Hertz) hervorrufen. Sind diese Volumina außerhalb des eigentlichen Raumes erheblich größer als der Hörraum selbst, treten „vagabundierende“ langwellige Störungen bei sehr tiefen Frequenzen auf, die nicht mehr kontrollierbar sind und sich ungemein negativ auswirken können. Es findet dann kein gleichmäßiges Abklingen der Schallenergie mehr statt, vielmehr kehren sondern nach einiger Zeit Schallenergiepakete wieder in den Raum zurück.

Unsere Wahrnehmung der klanglichen Eigenschaften im Bass wird zudem von einigen psychoakustischen Effekten wie beispielsweise der Verdeckung beeinflusst. Werden zwei dicht nebeneinander liegende Töne gleichzeitig reproduziert, so wird der leisere der beiden Töne nicht mehr wahrgenommen, wenn er unterhalb einer bestimmten Hüllkurve liegt. Im Raum bedeutet dies unter Umständen, dass markante Raummoden das klangliche Verhalten bis in die mittleren und hohen Tonlagen negativ beeinflussen!