Aktive Lärmminderung

Lärm gehört zu den Umweltproblemen ersten Ranges und ist nach Aussage des Umweltbundesamtes in den vergangenen Jahrzehnten zu einer ernsten Belastung der Bevölkerung geworden. Die Mechatroniker der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU), entwickeln Lösungen für dieses Problem: Hierbei wird Lärm durch Gegenschall gemindert.

Das Prinzip dieser aktiven Lärmminderung (englisch: active noise cancellation, ANC) beruht darauf, dass eine Schallwelle von einer anderen Schallwelle gleich großer, aber entgegengesetzter Amplitude ausgelöscht werden kann. Bildlich gesprochen trifft dann ein Schallwellenberg genau auf ein Schallwellental und das Ergebnis ist: Stille.

Maßnahmen zur aktiven Lärmminderung in Innenräumen wurden von den Hamburger Forschern für zwei verschiedene Szenarien erfolgreich erprobt: Lokale ANC-Maßnahmen erzeugen eine begrenzte Ruhezone innerhalb eines Raumes. Dafür wird einfallender Störschall durch Mikrofone aufgenommen, elektronisch ausgewertet und dann über Lautsprecher der entsprechende Gegenschall erzeugt.

Eine Anwendungsmöglichkeit bietet sich im Schlafzimmer: Durch zwei in die Matratze integrierte Mikrofone und zwei Gegenschalllautsprecher im Kopfteil ließ sich im Laborversuch störender Lärm im Kopfbereich eines Bettes um bis zu 20 dB reduzieren, was subjektiv als nahezu vollständiger Wegfall der Störung empfunden wird. Als globale Maßnahme wirkt der »Aktive Schallblocker« dagegen direkt an der Schallquelle. Hier werden störende Schallemissionen sofort durch Gegenschall »abgefangen«. So lässt sich beispielsweise der Lärm beim Betrieb von Prüfeinrichtungen und Maschinen wirkungsvoll mindern.

Die durchgeführten Untersuchungen zeigten überdies, dass Gegenschallsysteme, die den mithilfe von Mikrofonen vermessenen Schallwechseldruck als Fehlersignal verwenden, derzeit eine höhere technologische Reife besitzen als Systeme, die Leistungsflüsse regeln. Tonale Störungen und Geräusche mit breitbandigem Frequenzspektrum lassen sich mit diesen Systemen gleichermaßen mindern. Die unternehmerische Umsetzung des Produktes am Markt wird in Kooperation mit einem lokalen Partner angestrebt.

Projektthema:
Aktive Lärmminderung in Wohn- und Schlafräumen, »Aktiver Schallblocker»

Projektdurchführung:
Helmut-Schmidt-Universität
Universität der Bundeswehr Hamburg
Institut für Mechanik
Holstenhofweg 85
22043 Hamburg
Telefon 040|6541-2733
sachau@hsu-hh.de
www.hsu-hh.de\mechatronik

AZ 24483/27381