AT411367B - Lärmschutzvorrichtung bestehend aus aktiven breitbandigen schalldämpfern - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft Lärmschutzvorrichtungen, aktive Schallschutzmassnahmen und aktive Lärmdämpfung an Verkehrswegen. 



   Um Anrainer von Strassen des höherrangigen Verkehrsnetzes oder von Eisenbahntrassen vor Verkehrslärm zu schützen, werden üblicherweise Lärmschutzwände eingesetzt. Diese sind auf ein 
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 höheres Verkehrsaufkommen und die damit verbundene höhere Lärmbelastung für Anrainer, angepasst werden. Aus statischen Gründen ist meist keine Erhöhung der bestehenden Lärmschutzwände möglich, sondern nur ein Neubau, unter Umständen verbunden mit der zusätzlichen Errichtung einer lärmabsorbierenden Mittelwand zwischen den Richtungsfahrbahnen. 



   Die durchschnittliche Lärmverringerung von herkömmlichen Lärmschutzwänden beträgt in 20-50 m Entfernung 10-15 dB (A), doch im Frequenzbereich von einigen hundert bis etwa 2000 Hz (Niederfrequenzbereich) sind sie weniger wirksam als in höheren. 



   Anders als bei herkömmlichen Lärmschutzwänden, deren Wirkungsweise auf der Schallabsorption bzw. Schall reflexion beruht, wird bei aktiven Lärmschutzsystemen angestrebt, die Amplitude des unerwünschten Schalls durch Erzeugung einer Schallwelle, die genau entgegengesetzt schwingt, mittels destruktiver Interferenz zu löschen. Bisher verwendete Anti-Schall Systeme können aufgrund der komplizierten Signalverarbeitung, die dafür benötigt wird, nur in räumlich begrenzten Bereichen Anwendung finden. Ausserhalb dieser   schallgeschützten   Bereiche kann die Lärmbelastung sogar ansteigen, da die Schallenergie insgesamt nicht verringert sondern erhöht wird. 



   Ein weiterer Lösungsansatz ist die Verwendung eines an der Oberkante von herkömmlichen Lärmschutzwänden angebrachten Aufsatzes, der die Aufgabe hat den Schalldruck am Übergang in den freien Raum durch eine akustisch weiche Grenze zu mindern. Dieser Aufsatz besteht aus Resonatoren, die je nach Abschnitt auf verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt werden können. Die Wirksamkeit jedes Abschnitts ist jedoch nur in einem engen Frequenzbereich unter oder über der Resonanzfrequenz gegeben. 



   Es soll eine hörbare Reduzierung der Lärmimmission um bis zu 20 dB oder mehr insbesondere im gesundheitsschädlichen tieferen Frequenzbereich (50-2000 Hz) durch aktive Lärmbarrieren erzielt und damit ein für den subjektiven Bedarfsfall massgeschneiderter Lärmschutz einsetzbar gemacht werden. 



   Die Lösung besteht aus einer sogenannten virtuellen Lärmschutzbarriere (siehe Abb. 1), die keine kompakte Lärmschutzwand ist, sondern sich aus einzelnen, voneinander unabhängigen, aktiven   Schalldämpfern   zusammensetzt. Diese reduzieren den Lärm im Bereich von ca. 50-2000 Hz und sind folgendermassen aufgebaut : - Schalldrucksensor (Mikrofon) - Aktuator (akustischen Strahler, Lautsprecher) - analoger oder digitaler Regler (Verarbeitungseinheit)
Diese aktiven   Schalldämpfer   können auf bereits bestehende Lärmschutzwände montiert werden (siehe Abb. 2), diese   lärmtechnisch   ergänzen und somit deren Wirksamkeit erhöhen. Ist noch keine Lärmschutzwand vorhanden, kann deren kostspielige Errichtung durch die virtuelle Barriere ersetzt werden.

   Die   Schalldämpfer   werden auf eine etwa 3m hohe aus Masten und Querverstrebungen bzw. Tragseilen bestehende leichte Gitterkonstruktion montiert. 



   Abb. 1 : Virtuelle Lärmschutzbarriere
Abb. 2 : Virtuelle Lärmschutzbarriere als Bestandteil der herkömmlichen Lärmschutzwand
Die virtuelle Lärmschutzbarriere besteht aus breitbandigen, aktiven   Schalldämpfern.   Das sind elektroakustische Vorrichtungen zur Verminderung der Leistung einer Schallwelle   (Schalileistung),   die in einer bestimmten geometrischen Anordnung zueinander eine virtuelle Lärmbarriere darstellen. Diese bietet wirksamen Schutz vor unerwünschtem Lärm und ist insbesondere im Verkehrsbereich zum Schutz der Anrainer von Strassen und Eisenbahnen einsetzbar. 



   Jeder einzelne dieser aktiven   Schalldämpfer   besteht aus einem akustischen Aktuator (Lautsprecher), einem Schalldrucksensor (Mikrofon) bzw. einer anderen Schallfeldgrösse und einem Regler, welche in einem witterungsbeständigen Gehäuse eingebaut sind. Das Mikrofon nimmt den ankommenden Schall auf und gibt ihn an den eingebauten Regler weiter. Dort wird er moduliert, um den ebenfalls eingebauten akustischen Aktuator zu steuern. 

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   Mehrere dieser breitbandigen, aktiven   Schalldämpfer   (3) werden in spezifischer geometrischer Anordnung auf eine aus Masten (1) und Querverstrebungen (2) bzw. Tragseilen (2) bestehende eichte Gitterkonstruktion montiert. Sie bilden eine sogenannte virtuelle Lärmschutzbarriere, die besonders der gesundheitsschädliche, tieffrequentierte Schall nicht mehr durchdringen kann. 



   Je nach dem erwünschten Lärmverringerungseffekt definiert sich der Abstand zwischen den   Schalldämpfern   zueinander, wobei gilt : je höher die Frequenz des auszulöschenden Lärmes, desto geringer der Abstand. 



   Die virtuelle Lärmschutzwand mit ihren aktiven   Schalldämpfern   ist ein flexibles System, das beiebig lang sein kann und entlang von Strassen oder Eisenbahnschienen oder vor dem zu schützenden Anwesen installiert werden kann. Und das-ganz im Gegensatz zu herkömmlichen Lärm-   schutzwänden - ohne   aufwendige bauliche Massnahmen. Das System kann weiters flexibel an gestiegene Lärmpegel durch höheres Verkehrsaufkommen oder an abgesenkte gesetzliche Lärmgrenzwerte angepasst werden. Bereits bestehende Lärmschutzwände können durch dieses System effizient ergänzt und in ihrer Wirksamkeit entscheidend verbessert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Lärmschutzbarriere insbesondere zum Schutz der Anrainer von Strassen oder Eisenbahnen- trassen vor Verkehrslärm bzw. sonstigem Lärm, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels ein- zelner, voneinander unabhängiger, breitbandiger aktiver Schalldämpfer, die in einer bestimm- ten Anordnung zueinander auf einer gitterähnlichen Konstruktion aus Masten und Querverstre- bungen bzw. Tragseilen angeordnet sind, bei oder in Ergänzung zu Lärmschutzwänden die Lärmimmission um bis zu 20 dB oder mehr reduziert, dass die aktiven breitbandigen Schall- dämpfer aus einem Schalldrucksensor wie Mikrofon oder dergleichen, einem Aktuator wie akustischem Strahler, Lautsprecher oder dergleichen, und analogem oder digitalem Regler (Verarbeitungseinheit) bestehen.