In einer heißen Sommernacht bei offenem Fenster zu schlafen, kann für angenehme Abkühlung sorgen. Aber der Lärm, der von draußen hereinkommt, kann uns auch um den Schlaf bringen. Forschende wollen den Lärm nun mithilfe von Schall reduzieren.
Das Flugzeug, das übers Haus fliegt, der Lkw, der vorbei rumpelt, der Zug, der nachts hupt, Feuerwehr-Einsätze, aber auch das laute Gezwitscher, das früh morgens aus dem Obstbaum vor dem Schlafzimmerfenster ertönt - all das kann uns den Schlaf rauben.
Fenster bei Hitze geschlossen halten? Keine Option
Die Fenster geschlossen halten bei hohen Temperaturen im Sommer, um dem Lärm zu entgehen, ist meist keine Option. Vor allem, wenn man keine Klimaanlage hat. Denn wer Schweiß gebadet im Bett liegt, schläft auch nicht gut. Forschende der Nanyang Technological University haben ein System entwickelt, bei dem sie den Stadtlärm mit Schall reduzieren wollen. Bestenfalls so stark, dass man bei geöffnetem Fenster so wenig Geräusche hört, wie bei geschlossenem Fenster.
Schall wird mit Gegenschall reduziert
Das Prinzip: An Gitterstäben, die sich am Fenster befinden, werden 24 kleine Lautsprecher angebracht, die einen Durchmesser von 4,5 Zentimetern haben. Diese Lautsprecher sind mit einem Rechner verbunden. Der Computer berechnet, welche Frequenz der Anti-Schall oder Gegen-Schall haben muss, den die Lautsprecher erzeugen, damit die Geräusche von außen für das menschliche Ohr weniger zu hören sind.
24 kleine Schallwellen setzen sich zusammen zu einer großen
Der Physiker Bhan Lam hat das System so eingestellt, dass der Anti-Schall der kleinen Lautsprecher sich zu einer großen Anti-Schallwelle vereint und dann die große Schallwelle von draußen auslöscht. Der Wissenschaftler hätte auch größere Lautsprecher verwenden können. Das hat er allerdings nicht getan, weil sie den Luftstrom und die Sicht aus dem Fenster zu sehr behindern würden.
Den Forschenden ist es gelungen den Sound, der von außen nach innen strömt um zehn Dezibel zu reduzieren. Das entspricht einer Halbierung der Lautstärke des Verkehrslärms. Damit würde auch das Flugzeug, das übers Haus fliegt, viel leiser klingen.
"We have reported up to a ten decibel reduction in canceling urban transportation noise, like traffic or train noise. So this equates to about half the perceived loudness."
Die Lautstärke des Vogelgezwitschers zu reduzieren, ist schon etwas schwieriger. Das hängt mit der Tonhöhe zusammen, erklärt der Physiker.
Bei höheren Tönen mit Frequenzen über 1000 Hertz haben sogenannte Noise Cancelling Systeme ein Problem. Das betrifft auch die menschliche Stimme, die auch über 1000 Hertz noch relativ laut ist. Also bei lauten Nachbarn hilft diese Methode auch nur bedingt. Weil die Lautsprecher so klein sind, ist es auch schwierig sehr tiefe Bässe zu reduzieren wie zum Beispiel Hubschrauber-Lärm.
Praxistest steht noch aus
Bisher wurde das Ganze nur in einem Labor getestet, aber noch nicht in einer realen Umgebung. Wie sehr der Wind das System beeinträchtigen könnte, haben die Forschenden also noch nicht ausprobiert.
Die Forschenden wollen das System noch weiter optimieren: Für den Praxiseinsatz müsste man wahrscheinlich Fenster ganz anders gestalten, sagt der Physiker Bhan Lam, sodass man die Lautsprecher aus dem Sichtfeld nehmen kann. Sein Chef, der Leiter des Forschungsinstituts, geht davon aus, dass das System in fünf bis zehn Jahren so weit entwickelt ist, dass es verkauft werden könne.