Lärmschutz durch KI – Die intelligenten Fenster und Lüftungskonzepte von Fraunhofer

Schlechte Luftqualität kann zu Müdigkeit und Konzentrationsschwäche führen. Um das zu vermeiden ist regelmäßiges Lüften wichtig. Viele Menschen bevorzugen dabei die natürliche Lüftung, also durch direkte Öffnungen nach draußen (z. B. über Fenster). Jedoch entstehen durch die Fensterlüftung neue Einflussfaktoren auf das Wohlbefinden. Außengeräusche sind hier besonders hervorzuheben und werden von Menschen ganz unterschiedlich wahrgenommen. Ziel der personalisierten Fenstersteuerung ist es deshalb, Fenster automatisiert entsprechend der Nutzerbedürfnisse zu öffnen und zu schließen. Dabei wird in erster Linie das individuelle Lärmempfinden berücksichtig, aber auch Faktoren wie Wohlfühltemperatur, verschiedene Tageszeiten, das Wetter und die Raumluftqualität spielen eine Rolle.

Mit der automatischen Fenstersteuerung können Sie den Lärmschutz personalisieren und intelligent gestalten. Sämtliche Fenster können dank hochsensibler Sensorik und künstlicher Intelligenz vollautomatisch nach Ihrem persönlichen Lärmempfindung gesteuert werden. Die Fenster schließen sich von selbst, wenn eine persönliche Lärmgrenze erreicht wird. Dabei ist diese Technologie nicht nur für Wohnumgebungen geeignet: auch Büroräume, Schulen und andere Gebäude können mit dem Konzept des personalisierten Schallschutzes ausgestattet werden und die Aufenthaltsqualität erhöhen sowie negativen Folgen von erhöhtem Lärmaufkommen oder schlechter Luftqualität vorbeugen. Die Kombination mit bereits vorhandener Sensorik bietet darüber hinaus das Potenzial bestehende Smart-Home-Lösungen zu erweitern und durch die Komponente Schallschutz zu ergänzen.

Durch die Zusammenarbeit in interdisziplinären Teams bieten wir Ihnen Expertise in allen Bereichen an, die zur Erarbeitung von personalisierten Schallschutzkonzepten notwendig ist. Der Fokus wird dazu auf drei Teilbereiche gelegt:

• Unsere Expert*innen der Bauakustik entwickeln und beurteilen den prototypischen Aufbau von schalldämmenden Produkten und Bauteilen.
• Ein weiteres Team von Wissenschaftler*innen beschäftigt sich mit der nutzerzentrierten Ausrichtung des Prototyps und damit der Frage: Wie kann über Nutzerfeedbacks der Lärmschutz personalisiert werden?
• Die Verknüpfung beider Disziplinen gelingt durch die Expertise auf den Gebieten der Geräuschanalyse und des maschinellen Lernens.

An der Entwicklung der personalisierten Fenstersteuerung waren Expertenteams der Fraunhofer-Institute IBP und IPA beteiligt, die ihre Expertise in den Bereichen Akustik, Ergonomie und künstliche Intelligenz für die Entwicklung der intelligenten Fenstersteuerung nutzerzentriert einsetzten.
Dazu wurde ein einfacher Prototyp erstellt, um vor allem die technische Machbarkeit zu prüfen. Zusätzlich wurden verschiedenste Daten rund um die potenziellen Nutzer*innen gesammelt, beispielsweise durch Nutzungsszenarien, Nutzerbefragung im Feld und Hörversuche. Außerdem wurde ein KI-Modell erstellt, um subjektive Bewertungen und technische Features zu verbinden. So entstand schließlich eine personalisierbare Fenstersteuerung, die sich an die Wünsche Ihrer Nutzer*innen anpasst.