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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung akustischer
Störungen
insbesondere in größeren Räumen oder
Großraumbüros. Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Durchführung eines
entsprechenden Verfahrens.
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In
offenen Großraum-
oder Gruppenbüros besteht
häufig
das Problem der akustischen Störung durch
Kollegen und andere Personen, die sich innerhalb des Raums aufhalten.
Aufgrund der vielen Personen, die gleichzeitig in dem Raum arbeiten,
liegt generell ein verhältnismäßig hoher
Geräuschpegel vor,
der an sich schon ein konzentriertes Arbeiten erschwert. Dabei hat
sich herausgestellt, dass insbesondere die menschliche Sprache deutlich
mehr ablenkt als weitere Geräusche,
die bspw. von technischen Geräten,
die innerhalb des Raums genutzt werden, stammen. Sobald die Sprache
verstanden wird, führt
dies zu einer deutlichen Absenkung der Konzentration und die Aufmerksamkeit
für die
eigentliche Tätigkeit
schwindet.
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Um
das Problem der akustischen Störung
zu reduzieren, wurden derartige Räume in der Vergangenheit oftmals
mit akustisch dämmenden
Flächen, insbesondere
speziell ausgestalteten Decken ausgestattet. Aufgrund der Veränderung
der Raumsituation sowie der zunehmenden Tendenz, Energie zu sparen,
sind allerdings heutzutage derartige Lösungen immer weniger anwendbar,
da z. Bsp. eine akustisch wirksame Decke die thermisch aktivierte
Rohdecke abisolieren und dementsprechend unwirksam machen würde. Dementsprechend
wird oftmals auch versucht, das akustische Problem dadurch zu lösen, dass
soviel Dämmung
wie möglich über andere
Elemente, wie z. Bsp. Möbel
und dgl. erfolgt, was allerdings nicht ausreichend ist.
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In
letzter Zeit wird deshalb zunehmend versucht, derartige Störungen durch
Maskierung zu reduzieren. Hierbei werden aktiv Geräusche in
den Raum abgegeben, bspw. sog. „weißes Rauschen”, mit denen
die Umgebungsgeräusche
maskiert werden sollen. Diese Vorgehensweise hat allerdings zur Folge,
dass hierdurch der allgemeine Schallpegel in dem Raum nochmals zusätzlich erhöht wird,
so dass diese maskierenden Systeme selbst oftmals auch als Störquelle
empfunden werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte Lösung
anzugeben, mit deren Hilfe eine akustische Störung innerhalb eines Raums effektiver
reduziert werden und dementsprechend die Aufmerksamkeit für Arbeiten erhöht werden
kann.
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Die
Aufgabe wird durch ein intelligentes System zur Reduzierung akustischer
Störungen
sowie durch ein entsprechendes Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Lösung beruht
auf der Idee, den eintreffenden Schall, der maskiert werden soll,
zu analysieren und letztendlich selektiv nur diejenigen Frequenz-Teilbereiche zu maskieren,
welche die Verständlichkeit
menschlicher Sprache betreffen. Wird bei der Analyse festgestellt,
dass die aus der Umgebung stammenden Schallsignale Sprache enthalten,
so wird ein Maskierungssignal ausgegeben, um die Schallsignale zu
reduzieren bzw. zu maskieren, so dass verhindert wird, dass ein
Benutzer des Systems durch das Verstehen von Sprache abgelenkt wird.
Für den
Fall hingegen, dass die aus der Umgebung stammenden Schallsignale
nicht auf Sprache zurückzuführen sind,
wird die Ausgabe des Maskierungssignals unterdrückt, um nicht die Geräuschbelastung
zusätzlich
zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein
System zur selektiven Reduzierung akustischer Störungen vorgeschlagen, welches
aufweist: Mittel zum akustischen Erfassen eines in einem Zielbereich vorliegenden
Schallsignals, Mittel zur Abgabe eines akustischen Maskierungssignals
in den Zielbereich sowie eine Steuereinheit zur Ansteuerung der
Mittel zur Abgabe des akustischen Maskierungssignals, derart, dass
mit Hilfe des Maskierungssignals innerhalb des Zielbereichs eine
akustische Störung
reduziert bzw. maskiert wird, wobei erfindungsgemäß die Steuereinheit
dazu ausgebildet ist, das erfasste Schallsignal auf das Vorhandensein
von Sprachsignalen hin zu analysieren, und wobei das Maskierungssignal
lediglich dann abgegeben wird, wenn durch die Steuereinheit das
Vorliegen von Sprachsignalen erkannt wurde.
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Ferner
wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur
Reduzierung akustischer Störungen
vorgeschlagen, welches folgende Schritte aufweist: Erfassen eines
in einem Zielbereich vorliegenden Schallsignals und Abgabe eines
akustischen Maskierungssignals in den Zielbereich derart, dass innerhalb
des Zielbereichs eine akustische Störung reduziert bzw. maskiert
wird, wobei erfindungsgemäß das erfasste Schallsignal
auf das Vorhandensein von Sprachsignalen hin analysiert wird und
wobei das Maskierungssignal lediglich dann abgegeben wird, wenn
das Vorliegen von Sprachsignalen erkannt wurde.
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Die
Mittel zur Abgabe des Maskierungssignals umfassen insbesondere einen
Lautsprecher, vorzugsweise einen richtbaren Lautsprecher, der dann
derart ausgerichtet wird, dass er das zur Maskierung genutzte Maskierungssignal
ausschließlich auf
den Nutzer des Systems richtet, so dass umstehende Personen und
Gespräche
nicht gestört
werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dabei die Steuereinheit
dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Sprachen zu erkennen, wobei
das Maskierungssignal nur bei Erkennung einer oder mehrerer vorgegebener
Sprachen abgegeben wird. Hierbei wird wiederum berücksichtigt,
dass sich ein akustisches Signal insbesondere dann störend auswirkt,
wenn es sich um eine Sprache handelt, die von dem Nutzer des Systems
verstanden wird. Das System kann in dieser Weise durch den Nutzer
einstellbar und ferner auch kalibrierbar sein, um zu ermöglichen,
die Ablenkschwelle von Person zu Person unterschiedlich zu wählen. Je
nach Bedarf und aktueller Tätigkeit
kann selbstverständlich
das System individuell ein- und ausgeschaltet werden.
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Da
in Räumen,
in denen das erfindungsgemäße System
zum Einsatz kommt, in der Regel künstliches Licht zur Ausleuchtung
des Raums erforderlich ist und ferner auch die Notwendigkeit besteht, die
entsprechenden Leuchten mit Energie zu versorgen, ist gemäß einem
besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Maskierungssystem
in die Beleuchtung integriert ist. Hierbei kann insbesondere vorgesehen
sein, dass die Abgabe des Maskierungssignals von dem Betriebszustand
einer zugehörigen Leuchte
bzw. zugehörigen
Beleuchtungseinrichtung abhängig
ist. So wäre
es denkbar, über
die Steuerung des Systems die Beleuchtung abhängig von der Akustik zu regeln.
Bspw. wäre
es denkbar, das erfindungsgemäße System
in Einbau-, Pendel-, Steh- oder Tischleuchten zu integrieren.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems zur
intelligenten Schallmaskierung;
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2 eine
Darstellung der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems;
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3 versch.
Möglichkeiten,
das System in Beleuchtungseinrichtungen zu integrieren;
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4 eine
weitere Möglichkeit
zur Nutzung des erfindungsgemäßen Systems;
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5a eine
schematische Darstellung der Schallreflektion an Deckenflächen und
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5b das
Verhalten des Schalls beim Einsatz vertikaler Dämmflächen.
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In 1 ist
allgemein die Situation in einem Großraumbüro dargestellt, in dem mehrere
Arbeitsplätze 501 , 502 und 503 vorgesehen sind, an denen Personen
arbeiten. Dabei wirken auf eine sich an einem Arbeitsplatz befindliche
Person verschiedenste Schallsignale ein, welche die Konzentration
und damit die Arbeitsfähigkeit
negativ beeinflussen. Die akustischen Signale können bspw. von Geräten stammen,
die sich innerhalb des Raums befinden und genutzt werden. Dabei
kann es sich bspw. um PC's,
Drucker oder Kopiermaschinen handeln. Andere akustische Störungen können allerdings
auch – wie
dargestellt – Sprachsignale
umfassen. Dies ist bspw. dann der Fall, wenn an einem benachbarten Arbeitsplatz
telefoniert wird oder sich mehrere Personen unterhalten. Insbesondere
diese Sprachsignale führen – wenn sie
verstanden werden – dazu,
dass die Konzentrationsfähigkeit
stark abfällt.
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Das
in 1 dargestellte und allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehene
System dient deshalb dazu, die akustische Belastung zu reduzieren bzw.
zu maskieren. Im Ausführungsbeispiel
soll insbesondere die Belastung für eine sich an dem zweiten
Arbeitsplatz 502 befindliche Person
reduziert werden. Aus der Umgebung stammende Schallsignale S werden
hierbei durch das erfindungsgemäße System 1 zunächst erfasst
und analysiert. Anschließend
wird dann gerichtet auf den Arbeitsplatz 502 ein
akustisches Maskierungssignal G abgegeben, mit dessen Hilfe die
aus der Umgebung stammenden Schallsignale S maskiert werden. Die
erfindungsgemäße Besonderheit
dieses aktiven Systems 1 zur Schallmaskierung besteht dabei
darin, dass dieses speziell zur Unterdrückung bzw. Maskierung von störenden Schallsignalen
ausgebildet ist, welche auf Sprache beruhen. Dies soll nachfolgend
näher anhand
von 2 erläutert
werden, welche die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems 1 zeigt.
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Die
einzelnen Komponenten können
hierbei bspw. innerhalb eines Gehäuses 2 kompakt angeordnet
werden. Dabei sind zunächst
Mikrofone 3 vorgesehen, mit deren Hilfe aus der Umgebung
eintreffende Schallsignale S erfasst werden. Da die Maskierung störender Schallsignale
unabhängig
davon erfolgen soll, aus welcher Richtung diese stammen, ist vorzugsweise
vorgesehen, dass über
den Umfang des Gehäuses 2 verteilt
mehrere Mikrofone 3 angeordnet sind. Die hierbei ermittelten
Schallsignale S werden dann an eine schematisch dargestellte Steuereinheit 4 weitergeleitet,
welche diese Signale bewertet und in Folge davon einen Lautsprecher 5 ansteuert. Über diesen
Lautsprecher 5 wird dann auf den Arbeitsplatz gerichtet
ein Maskierungssignal G in Form eines Maskierungs-Schalls abgegeben,
welches die Störung
durch die umgebenden Schallsignale zumindest reduzieren soll. Da
hierfür
erforderlich ist, dass das Maskierungssignal G gerichtet auf die
sich an dem Arbeitsplatz befindliche Person abgegeben wird, ist
der Lautsprecher 5 vorzugsweise derart verstellbar ausgestaltet,
dass er je nach Situation in geeigneter Weise ausgerichtet werden
kann.
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Die
bislang beschriebene Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems 1 zur
Schallmaskierung stimmt mit der Funktionsweise bereits bekannter
vergleichbarer Systeme im Wesentlichen überein. Die Besonderheit besteht
nunmehr darin, dass dieses Konzept der „reaktiven” Schallmaskierung gezielt
dazu verwendet wird, die sich besonders störend auswirkenden Sprachsignale
zu maskieren. Mit anderen Worten, die Maskierung soll selektiv nur für solche
Störungen
eingesetzt werden, die auf das Verstehen von Sprache zurückzuführen sind
und die hinsichtlich ihrer Lautstärke eine gewisse Schwelle überschreiten.
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Die
Steuereinheit 4 analysiert dementsprechend den eintreffenden
Schall dahingehend, ob dieser Sprache beinhaltet. Hierzu kann die
Steuereinheit 4 einen Prozessor mit einem entsprechenden Rechenalgorithmus
aufweisen, der es erlaubt, die eintreffenden Schallsignale einerseits
in herkömmlichen
Umgebungsschall und andererseits in Sprache zu unterscheiden.
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Wird
nunmehr festgestellt, dass die Schallsignale Sprache beinhalten,
so wird der Lautsprecher 5 entsprechend angesteuert, um
das Maskierungssignal G abzugeben. Hierbei findet insbesondere eine Markierung
derjenigen Frequenz–Teilbereiche
statt, welche die Verständlichkeit
von Sprache ausmachen. Auf diesem Wege ist sichergestellt, dass
durch das System lediglich dann zusätzliche Schallsignale in den
Raum abgegeben werden, wenn hiermit die Verständlichkeit von Sprache unterdrückt werden soll.
Stellt hingegen die Steuereinheit 4 fest, dass aus der
Umgebung stammende Schallsignale lediglich auf Geräte oder
sonstige Schallquellen zurückzuführen sind,
welche nicht diese spezielle Beeinträchtigung der Konzentrationsfähigkeit
zur Folge haben, so wird die Abgabe des Maskierungssignals unterdrückt. Auf
diesem Wege wird vermieden, dass die sich an dem Arbeitsplatz befindliche
Person zusätzlich
durch Schallsignale des Systems in ihrer Aufmerksamkeit beeinträchtigt wird.
Es werden also gezielt die auf Sprache zurückzuführenden Störungen unterdrückt.
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Da
selbstverständlich
bei unterschiedlichen Personen die auf Sprachsignale zurückzuführende Beeinträchtigung
der Konzentrationsfähigkeit
unterschiedlich hoch ist, besteht vorzugsweise die Möglichkeit,
die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems individuell anzupassen
bzw. zu kalibrieren. Einerseits kann der Benutzer bspw. unterschiedliche Sprachen
auswählen,
durch welche er sich besonders gestört fühlt und welche dementsprechend
bei Erkennung durch das System 1 unterdrückt werden sollen.
Handelt es sich hingegen um Sprachen, welche der Benutzer ohnehin
nicht versteht, so kann wiederum das Ausgeben des Maskierungssignals unterdrückt werden.
Ferner kann auch die Ablenkschwelle von Person zu Person unterschiedlich
sein, weshalb die Schwelle des Schallpegels, unterhalb der die Abgabe
des Maskierungssignals unterdrückt wird,
durch den Benutzer wiederum individuell eingestellt werden kann.
Auch besteht die Möglichkeit,
je nach Bedarf und Tätigkeit
das System 1 ein- und auszuschalten, da eine konzentrierte
Denkarbeit üblicherweise
die volle Aufmerksamkeit benötigt
und hierbei dementsprechend ein aktives Eingreifen des Systems 1 gewünscht ist,
während
hingegen für Kommunikationsarbeit
(Telefonate oder Gespräche mit
dem Kollegen am Nachbartisch) keine Maskierung gewünscht wird.
Durch die Möglichkeit,
mit Hilfe des richtbaren Lautsprechers 5 das Maskierungssignal
unmittelbar auf den Nutzer des Systems zu richten, wird ferner vermieden,
das umstehende Personen oder Gespräche gestört werden.
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Da
in Großraumbüros, bei
denen das erfindungsgemäße intelligente
System 1 vorzugsweise zum Einsatz kommt, generell eine
künstliche
Beleuchtung erforderlich ist, ist vorzugsweise vorgesehen, das System 1 in
Leuchten bzw. Beleuchtungseinrichtungen zu integrieren. Beispielsweise
wäre es entsprechend
der Darstellung in 3 möglich, das System 1 in
eine Einbau- bzw. Anbauleuchte 60, eine Pendelleuchte 61,
eine Stehleuchte 62 oder eine Tischleuchte 63 zu
integrieren. Auch die Kombination mit anderen Beleuchtungseinrichtungen
oder -systemen, bspw. Lichtbändern
oder dgl. wäre
selbstverständlich
denkbar. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtung anhängig von
der Schallsituation geregelt wird.
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4 zeigt
schließlich
eine weitere bevorzugte Anwendungsform des erfindungsgemäßen Systems 1.
Diese Anwendungsform beruht darauf, dass heutzutage zur Regulierung
des Klimas eines Raums so genannte Kühldecken eingesetzt werden bzw.
die Kalkulation der Decken- und Bodenmasse in die Wärmeberechnung
eines Gebäudes
einfließt.
Da eine derartige Kalkulation allerdings nur dann durchgeführt werden
kann, wenn die Decke nicht nachträglich verkleidet wird, ist
der Einsatz bislang oftmals verwendeter so genannter abgehängter Akustikdecken
nicht mehr möglich.
Eine fehlende Akustikdecke führt
allerdings in Büros
zu unterwünschter
und unbefriedigender so genannter Halligkeit des Raums und einem
erhöhten
Schallpegel, da vermehrt Reflektionen des Schalls an der Decke 45 auftreten,
wie 5a zeigt. Eine aktive Maskierung, wie sie durch das
erfindungsgemäße System 1 durchgeführt wird, führt hierbei
oftmals nicht zu einer befriedigenden Lösung, da keine ausreichende
Reduktion des Schallpegels und der Nachhallzeit erzielt werden kann.
Der Einsatz zusätzlicher
schallabsorbierender Elemente ist in einem derartigen Fall unabdinglich.
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Wie
in 5b dargestellt, werden deshalb oftmals vertikal
angeordnete Schallabsorbtionsflächen 40 eingesetzt,
welche die Decke 45 nicht verkleiden, trotz allem jedoch
die an der Decke auftretenden Schallreflektionen unterdrücken bzw.
absorbieren. Mit Hilfe dieser Akustikpaneele, welche bspw. auch
durch entsprechende Folien gebildet sein können, wird insbesondere die
Nachhallzeit reduziert, gleichzeitig führt dies allerdings auch dazu,
dass die Verständlichkeit
von aus der Umgebung stammenden Sprachsignalen weiter erhöht wird.
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In
einem derartigen Fall ist deshalb entsprechend der Darstellung in 4 besonders
bevorzugt vorgesehen, dass das erfindungsgemäße System 1 in Kombination
mit derartigen vertikalen Schallabsorbtionselementen 40 eingesetzt
wird. Das System 1 kann dabei insbesondere an der Unterseite
derartiger Elemente 40 angeordnet werden, wobei wiederum
vorzugsweise eine Integration in eine Leuchte bzw. eine Beleuchtungseinrichtung
vorgesehen ist. Bei einer derartigen Anwendung des Systems, wie sie
in 4 dargestellt ist, ist einerseits eine zuverlässige Ausleuchtung
des Arbeitsplatzes gewährleistet,
gleichzeitig kann eine besonders gute und effektive Unterdrückung störender Schallsignale
erzielt werden.