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Forschung zur Raumakustik im Aachener Dom. Prof. Martin Zerwas und sein Team beschäftigen sich unter anderem mit der Frage, wie es dort zur Zeit Karls des Großen geklungen hat.
Dong, dong, dong, dong, dong, dong. Die sechs Schläge der Glocke im Westturm verhallen, dann ist es leise. Es ist kurz nach 18 Uhr, die letzten Tagesgäste haben den Dom verlassen, die Nachbeleuchtung verstreut ein fahles Licht in Oktogon und Chorhalle.
„Messpunkt 31. Ich bin bereit“, quäkt es aus einem Funkgerät.
Prof. Martin Zerwas antwortet: „Dann starte ich jetzt die Messung.“
Er drückt ein paar Tasten auf seinem Laptop, und plötzlich weicht die Stille einem dröhnenden Bassgewummer. Innerhalb von Sekunden steigt die Frequenz bis zu einem schrillen Kreischen an. Dann ist wieder Stille. Als der Laptopbildschirm grün aufleuchtet, sagt Martin Zerwas: „Die Messung hat geklappt, jetzt können wir am nächsten Messpunkt weitermachen.“
Knapp drei Wochen lang nimmt er mit seinem Team, den Masterstudierenden Medayin Özen und Selin Kayku, akustische Messungen im Dom vor. Das Ziel ist es, sozusagen eine Klanglandkarte des Gotteshauses zu erstellen – sie wollen herausfinden, wie sich der Schall ausbreitet und wie er an verschiedenen Stellen wahrgenommen wird.
Insgesamt nehmen die Forscher:innen des FH-Fachbereichs Architektur gut 600 Messungen vor, wobei die Geräuschquelle und die Mikrophone jeweils an unterschiedlichen Positionen stehen. Die Klangfolge ist gleich, sie deckt 45 Frequenzen zwischen 20 und 20.000 Hertz ab – „das ist ungefähr wie bei einem Hörtest“, erläutert Martin Zerwas; der Fachbegriff heißt logarithmischer Sinus-Sweep. Pro Messung werden 18 Werte erfasst, etwa die Nachhallzeit. „Wir setzen 3-D-Mikrofone ein“, erläutert Martin Zerwas, „so können wir auch festhalten, aus welcher Richtung der Schall kommt.“
Die raumakustische Erforschung des Doms hat lange vor den eigentlichen Messungen begonnen. Auf der Grundlage von dreidimensionalen Gebäudeplänen hat das Team eine Akustik-Simulation erstellt. Die Ergebnisse der Messungen werden verwandt, um diese Simulation zu verifizieren und zu verfeinern. Es gibt eine Vielzahl von Faktoren, die den Raumklang beeinflussen. Dazu zählt natürlich in erster Linie die Größe des Raums und die Form von Decken und Wänden, aber auch die Oberflächenbeschaffenheit und das Mobiliar. „Wenn die Stuhlreihen im Oktogon besetzt sind, etwa bei einer Messe oder einem Konzert, verändert sich das akustische Verhalten“, sagt Martin Zerwas. Die Simulation ermöglicht es, eine geplante Beschallungsanlage vorab virtuell zu testen und akustisch zu beurteilen – ein konkretes Anwendungsbeispiel für den praktischen Nutzen des Simulationsmodells.
Mit den Ergebnissen der Messungen ist das Team zufrieden – vor allem drei Befunde seien höchst aufschlussreich. Zum einen sei die Akustik am Karlsthron bemerkenswert. „Die Sprachverständlichkeit ist dort bis zu 25 Prozent besser als im Durchschnitt von Empore und Oktogon“, sagt Martin Zerwas. Erklärbar sei dies durch die freie Sichtlinie sowie frühe Reflexionen durch das Gewölbe im Rücken, die genauen Ursachen würden durch weitere Simulationen untersucht. Des Weiteren sei die Nachhallzeit des Doms im Vergleich zu rund 300 europäischen Kirchen ähnlicher Größe auffällig kurz. Als dritte Besonderheit haben die Wissenschaftler:innen ausgemacht, dass Oktogon und Chorhalle akustisch stark miteinander interagieren: Sie verhalten sich anders als ein gleich großer homogener Raum – ein Befund, der für die historische Klangsimulation bedeutsam ist.
Neben der rein wissenschaftlichen Darstellung der Raumakustik steht aber auch die überaus spannende Frage, wie der Dom zur Zeit Karls des Großen geklungen haben mag. Einige Faktoren haben sich seitdem geändert: Zum einen bestand der Bau nur aus dem Oktogon, das zudem eine andere Kuppel hatte; zum anderen waren die Wände und Decken im unteren Bereich verputzt (jetzt sind dort Mosaiken mit einer glatten Oberfläche zu finden). Dank der Software lässt sich das Klangverhalten mit den geänderten Parametern entsprechend simulieren.
Um diese Simulation noch zu verfeinern, plant das Team für Sommer oder Herbst 2026 eine Forschungsreise. Im schweizerischen Val Müstair befindet sich die Klosterkirche St. Johann, die im 8. Jahrhundert – vermutlich von Karl dem Großen – gestiftet wurde. Aus der Karolingerzeit sind heute noch die Klosterkirche und die Heiligkreuzkapelle erhalten, und zwar in einem Bauzustand, der der ursprünglichen Bauweise des Aachener Oktogons ähnelt. „Die Reise nach Müstair dient dazu, mehr über die akustischen Eigenschaften des karolingischen Putzes herauszufinden, da er dort noch erhalten ist“, sagt Zerwas. Vergleichsmessungen sind auch in der Abteikirche Ottmarsheim im Elsass geplant. Deren oktogonaler Zentralbau aus dem frühen 11. Jahrhundert gilt als unmittelbarer Nachfolgebau der Aachener Pfalzkapelle – kleinere Dimensionen, gleiche Grundstruktur – und eignet sich deshalb ebenfalls für akustische Vergleiche. Die Ergebnisse könnten das Team dem Ziel näher bringen, eine „historische Klangsimulation“ des Doms zu erstellen.
Für Martin Zerwas ist das gesamte Projekt „etwas ganz Besonderes“, so sagt er, schließlich sei der Aachener Dom ein Bauwerk, das wegweisend für die architektonische Entwicklung im mittelalterlichen Europa gewesen sei. 1978 wurde das Ensemble von Dom und Kaiserpfalz als erstes deutsches Bauwerk in die Liste des UNESCO-Welterbes aufgenommen. Der Zentralbau des Doms, das Oktogon, wurde in seiner ursprünglichen Form zwischen 793 und 813 errichtet.
Mit der Frage des akustischen Charakters sind nicht zuletzt auch Überlegungen spirituell-kultureller Art verbunden. Karl baute seine Marienkirche als Abbild des Himmlischen Jerusalem, das die Berührung des Irdischen mit dem Himmlischen symbolisierte. Gregorianische Choräle, also einstimmige liturgische Gesänge, kommen bei dieser Bauform besonders gut zur Geltung. „Einige Jahrhunderte später, mit dem Aufkommen der gotischen Bauweise, entwickelte sich der polyphone Gesang in der Liturgie“, erläutert Martin Zerwas – dies könne damit zu tun haben, dass gotische Kathedralen eine andere Akustik gehabt hätten.
Akustikmessungen im Aachener Dom
Quelle: Arnd Gottschalk
Copyright: FH Aachen | Arnd Gottschalk
Prof. Martin Zerwas bei den Messungen im Aachener Dom
Quelle: Arnd Gottschalk
Copyright: FH Aachen | Arnd Gottschalk
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Bauwesen / Architektur, Informationstechnik
überregional
Forschungsprojekte, Kooperationen
Deutsch
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