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Antischall: Offenes Fenster reduziert Verkehrslärm

Noise-Canceling-Technik funktioniert bisher bei größeren Räumen nur schlecht. Ironischerweise ändert sich das, wenn man ein Fenster öffnet, wie jetzt ein Experiment zeigt.
Eine mehrspurige Durchgangsstraße mit Straßenbahnschienen in der Mitte.Laden...

Auch ein offenes Fenster kann durch aktive Lärmkompensation Umgebungsgeräusche verringern. Das zeigt jetzt eine Arbeitsgruppe um Bhan Lam von der Nanyang Technological University in Singapur in einem Experiment mit Antischall. Bei der Technik, die bereits in Kopfhörern verwendet wird, erzeugen Lautsprecher ein Schallfeld mit gleicher Lautstärke und Frequenzverteilung wie der Umgebungslärm, aber entgegengesetzter Phase. Es löscht durch negative Interferenz einen Teil des Lärms aus.

Das System besteht aus 24 kleinen Lautsprechern, die in einem Gittermuster über der Fensteröffnung verteilt sind, einem Mikrofon, das den ankommenden Schall misst, sowie einem Schaltkreis, der den nötigen Antischall erzeugt. Ein weiteres Mikrofon im Raum dient zur Fehlerkorrektur in Echtzeit. Wie das Team in »Scientific Reports« berichtet, reduziert dieses System den Schalldruck im Raum um etwa zehn Dezibel, das sind ungefähr zwei Drittel.

Dass man Lärm durch negative Interferenz verringern kann, ist lange bekannt. Es basiert auf der Erkenntnis, dass Schall eine Welle ist, die Moleküle der Luft schwingen lässt. Beim Antischall erzeugt man eine Schallwelle, bei der die Luftmoleküle im gleichen Moment genau in die andere Richtung schwingen. Im Idealfall gleicht sich das exakt aus, so dass beide Wellen verschwinden. Bisher funktionierte das Prinzip bei größeren Räumen jedoch nur in einem wenige Zentimeter großen Bereich um das Mikrofon zur Fehlerkorrektur oder mit Antilautsprechern direkt an der Lärmquelle.

Das Team um Lam stellte allerdings fest, dass es eine Ausnahme gibt: Ein offenes Fenster kann man, wenn es nicht zu groß ist, als eigene Lärmquelle behandeln. In dem Versuch handelte es sich um ein Schiebefenster mit einer einen Meter mal einen halben Meter großen Öffnung. Aus physikalischen Gründen lässt sich außerdem nur ein bestimmter Frequenzbereich neutralisieren – der aber gängigen Verkehrslärm umfasst.

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