Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
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Sound Controlled Ventilation

Fenster intelligent gesteuert
© Fraunhofer IBP
Automatisierte Fenster, die durch Mikrofone intelligent gesteuert werden, sollen eine natürliche Belüftung von Räumen ermöglichen.

Zu Hause, im Hotel oder bei der Arbeit im Büro – das Problem ist oft dasselbe: Man möchte das Fenster zur Raumlüftung öffnen, doch die Außengeräusche sind zu laut. Nach kurzer Zeit wird das Fenster wieder geschlossen, um den Lärm zu vermeiden. Die Lösung: automatische Fenster, die sich bei sensorisch erfasstem Lüftungsbedarf öffnen und zusätzlich eine automatische Schließfunktion besitzen, die aktiviert wird, sobald außerhalb des Gebäudes ein bestimmter Geräuschpegel erreicht wird. Die Entwicklung im Projekt »Sound Controlled Ventilation« geht allerdings über die einfache Lautstärke-Steuerung hinaus. So kann auch nach Art des Geräusches gefiltert und über ein im Raum angeschlossenes Mikrofon der Innenpegel mit in die Entscheidung einbezogen werden.

Projektziele

Im Projekt »Sound Controlled Ventilation« haben sich unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Ziel gesetzt, eine natürliche Belüftung von Räumen durch automatisierte Fenster oder Öffnungen zu ermöglichen, die durch Mikrofone intelligent gesteuert werden. Dies soll Personen vor Außenlärm schützen. Dafür wurden Schallsensoren in die Steuerung von Fenstern integriert, die automatisiert geöffnet und geschlossen werden können. Dank geeigneter Algorithmen, basierend auf Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML), ist die frühzeitige Erkennung störender Geräusche und damit eine frühe Reaktion des Fensters bei noch geringer, nicht störender Lautstärke möglich. Die Integration der raumseitigen Geräuschsituation fließt als weiteres Entscheidungskriterium mit ein.

Projektergebnis

Die Forschenden der Abteilung Akustik konzentrieren sich im Projekt auf die Bereiche Sensorik, Regelungstechnik und Auswahl ruhiger Antriebssysteme. Der Fokus liegt dabei vor allem auf der Entwicklung der Software, mit der die Algorithmen die Geräuscherkennung, Analyse und Entscheidung zur Steuerung des Antriebs durchführen.

Zusätzlich wurde der Systemaufbau im Labor hergestellt und validiert. Dies erfolgt sowohl technisch als auch im Rahmen eines Probandenversuchs. Verschiedene Schallereignisse, wie die simulierte Vorbeifahrt von Zügen oder anderen Verkehrsmitteln, werden im Raum mit geschlossenem, geöffnetem sowie automatisch geregeltem Fenster dargeboten. Probanden bewerten diese Geräuschszenarien anhand der Kriterien Lästigkeit und Lautheit.