Simulation und Optimierung raumakustischer Felder am Beispiel der Deutschen Oper Berlin (SIMOPERA)

Ziel des Projektes war es, die Akustik in großen, komplex geformten Veranstaltungsräumen zu simulieren und zu optimieren.

Im ersten Projektabschnitt wurden Räume im Modellmaßstab betrachtet. Diese vereinfachten Abbilder von Opernhäusern sollten aus den charakteristischen Teilräumen des Orchestergrabens, der Bühne und des Auditoriums bestehen. Um die raumakustischen Felder über die gesamte Hörfläche zu bestimmen, wurde in dem vom IFAF Berlin geförderten Projekt SIMOPERA ein Methodenmix aus wellenbasierten Verfahren (FEM, BEM) für tiefe Frequenzen und aus der Spiegelquellenmethode und dem Raytracing für höhere Frequenzen entwickelt.
Dieses hybride Simulationstool soll das Schallfeld, die Raumimpulsantworten und weitere abgeleitete Größen wie die Nachhallzeit, die Struktur der Reflexionen, den Sprachverständlichkeitsindex und die Qualität des Raumklanges ermitteln. Experimentelle und messtechnische Untersuchungen sollten die numerischen Simulationen kontinuierlich begleiten und die theoretischen Ergebnisse prüfen, korrigieren und verifizieren.

Der zweite Projektabschnitt war der konkreten Untersuchung der Akustik in der Deutschen Oper Berlin gewidmet. Auf Basis von CAD-Daten wurde ein dreidimensionales virtuelles Gittermodell der Oper erstellt. Das Simulationstool berechnet nun die akustischen Felder in der virtuellen Oper. In der realen Oper wurden die Schallfelder und Raumimpulsantworten gemessen, um die simulierten Ergebnisse zu validieren. Hatet man den Istzustand zufriedenstellend nachvollzogen, wurden verschiedene Verbesserungsszenarien durchgespielt. Zusätzliche absorbierende und reflektierende Elemente oder auch bauliche Umgestaltungen können am Opernmodell virtuell untersucht werden. Erwünschte Zielvorgaben waren, die Schalldruckpegel im Orchestergraben zu senken, um das Gehör der Musiker zu schützen, zugleich aber den vollen Raumklang im Auditorium nicht zu schmälern, sondern zu verbessern.

Projektlaufzeit

1.4.2017 - 31.3.2019

Projektleitung

Projektmitarbeiter/innen

  • Jan Michael Kimmich

Kooperationspartner

  • Beuth Hochschule für Technik Berlin (BHT)
  • Deutsche Oper Berlin
  • wax GmbH

Mittelgeber

IFAF - Institut für angewandte Forschung Berlin e. V.

Förderprogramme

IFAF Förderlinien 1 und 4

Homepage

http://www.ifaf-berlin.de/projekte/simopera/