Forschung: Aktive Geräuschunterdrückung für Fenster entwickelt

Eine Forschungsgruppe will den Straßenlärm aus Wohnungen vertreiben, auch wenn die Fenster geöffnet sind.

Artikel veröffentlicht am 12. Juli 2020, 12:03 Uhr, Ingo Pakalski

Mit Lautsprechern am Fenster für Stille sorgen (Bild: Nanyang Technological University Singapur)

Wer an einer viel befahrenen Straße wohnt, kennt das Problem: Sobald das Fenster geöffnet wird, kommt nicht nur Luft, sondern auch viel Lärm herein. Dafür hat sich ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Bhan Lam von der Nanyang Technological University in Singapur eine Lösung einfallen lassen. Das Fenster soll Gegenschall ausspielen, um Störgeräusche zu eliminieren. In Scientific Reports wurden die Forschungsergebnisse veröffentlicht.

Die Arbeitsgruppe hat 24 kleine Lautsprecher direkt am geöffneten Fenster angebracht, um den von draußen eindringenden Schall zu eliminieren. Die Platzierung am Fenster wird damit begründet, dass der Straßenlärm idealerweise an der Stelle bekämpft werden solle, wo er in die Wohnung dringt.

Das Grundprinzip gleicht dabei der Funktionsweise von Active Noise Cancelling (ANC) in Kopfhörern, also aktiver Geräuschunterdrückung. Die Systeme sollen Störgeräusche beseitigen, indem ein passender Gegenschall ausgespielt wird und die Lärmquelle so im Idealfall neutralisiert wird.

Spezielle Fenster erforderlich

Das Experiment wurde für Wohnungen in Singapur entwickelt, wo sich oft Metallstreben an den Fenstern befinden. Diese Streben wurden genutzt, um die 24 Lautsprecher über die Fensterfläche verteilt anbringen zu können. Wer keine Metallstreben vor den Fenstern hat, wird Schwierigkeiten haben, die Lautsprecher über die Fensterfläche zu verteilen. Der Ausblick wird mit dem System aber nicht unbedingt attraktiver. Beim Blick aus dem Fenster sind vor allem viele Lautsprecher zu sehen. Das Ganze wird als Anti-Noise Control Window bezeichnet.

Zur Messung der Außengeräusche befindet sich außen am Fenster ein Mikrofon, mit dem die Schallwellen analysiert werden, um den passenden Gegenschall über die Lautsprecher abspielen zu können. Die Steuerung von Mikrofon und Lautsprechern erfolgt über ein Computersystem, das alle nötigen Berechnungen erledigt. Damit sollen Schallwellen im Bereich zwischen 300 und 1.000 Hertz eliminiert werden.

Aktive Geräuchreduzierung soll viel Lärm abhalten

Wenn die aktive Geräuschunterdrückung in dem entsprechenden Zimmer aktiviert wird, soll es einen ähnlichen Effekt wie bei ANC-Kopfhörern geben: Störgeräusche werden mindestens stark gedämmt oder sogar vollständig unterdrückt. Im Idealfall könnte das Anti-Noise Control Window die Außengeräusche so weit fernhalten, dass der Geräuschpegel demjenigen bei geschlossenem Fenster entspricht.

Vor allem monotone Geräuschquellen lassen sich derzeit gut unterdrücken. Unterhaltungen lassen sich bisher hingegen nur schlecht filtern. Auch die Geräusche von Sirenen oder von Feuerwerk werden damit kaum verringert. Die Beschränkungen haben auch mit der Größe der verbauten Lautsprecher zu tun. Um mehr Frequenzbereiche wegfiltern zu können, bräuchte es deutlich größere Lautsprecher. Nach Angaben von Lam müssten diese aber im Fenster untergebracht werden und das würde den Luftaustauschs noch stärker beeinträchtigen als ohnehin schon, heißt es in einem Bericht der New York Times.