当夏日里过往车辆的轰鸣和列车的嘈杂声让您想关上窗户时,一种全新的主动降噪系统或许能让您在享受微风的同时远离噪音困扰。科学家开发了一种可安装在开放式窗户上的声控装置,它能在引入自然风的同时,有效减弱外部传入的噪音。
这种主动声控技术的原理是利用麦克风检测 incoming 声音,再通过一组扬声器发出频率相同但压力波相反的声波,从而在物理层面“抵消”入侵的噪音。南安普顿大学声音与振动研究所的斯蒂芬·艾略特教授表示,他们已证实利用窗户扬声器能显著降低传入室内的声音,其效果几乎等同于关闭窗户。
艾略特教授指出,团队在主动声控领域已深耕数十年,该技术此前已广泛应用于汽车和螺旋桨飞机内部。例如,本田每年生产的百万辆汽车中,就采用了利用扬声器控制车厢内部声音的系统。在《科学报告》期刊上,艾略特及其来自新加坡和日本的同事详细描述了实验过程:他们搭建了一个带有双扇推拉窗的模拟房间,在窗户开启部分安装了由24个直径4.5厘米扬声器组成的矩形阵列,并配备外部麦克风采集噪音。
为了测试效果,研究人员在距离窗户两米处放置扬声器,播放了新加坡某公寓楼外的真实录音,包括飞机飞越声和道路交通声。房间内布置了18个麦克风以监测透过窗户的声音水平。结果显示,该系统表现优异,艾略特称:“主动控制系统的性能并不比关窗差多少,室内测得的声压级降低了约10分贝,主观上相当于感知音量减半。”
不过,该系统并非万能,对于冰淇淋车的清脆铃声可能效果有限。艾略特指出,该技术主要针对低频噪音,在300赫兹至1千赫兹的频段内效果最佳,这涵盖了大多数交通和火车噪音,但小型扬声器限制了其对极低频噪音的抑制能力。尽管如此,减少干扰注意力的低频噪音已能带来显著帮助。
研究团队强调,噪音污染对健康的危害不容忽视,高噪音水平与心脏病等健康问题密切相关。而该系统的另一大优势在于实现了自然通风,无需依赖空调即可改善室内环境。艾略特表示,该系统仍需进一步开发,预计5到10年内可投入量产,最有可能率先在炎热潮湿、空调普及且城市噪音严重的地区(如新加坡)推广,这本质上也是一种节能方案。
对于中国而言,随着城市化进程加快,高层建筑密集区的噪音污染问题日益凸显,这种兼顾通风与降噪的技术为未来绿色建筑设计提供了新思路,值得国内门窗及智能家居企业密切关注并探索本土化应用。
