AT509243B1 - Schallschutzbauteil - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT509 243 B1 2012-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Schallschutzbauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es sind Schallschutzbauteile, wie etwa Lärmschutzpaneele, bekannte, welche umfassend Beton gebildet werden. Derartige herkömmliche Schallschutzbauteile weisen einen Stützkörper bzw. einen Grundkörper auf, welcher in der Regel aus Normalbeton gebildet ist, und welcher eine tragfähige Struktur bildet. Auf diesem Grundkörper ist dann wenigstens eine, der zu erwartenden Lärmquelle zugerichtete, Schicht zur Absorption von Luftschall angeordnet. Eine derartige Schicht ist etwa durch Pflanzenbewuchs oder durch eine Schicht eines porösen Werkstoffes, wie etwa sog. haufwerksporigem Leichtbeton, gebildet.

[0003] Nachteilig an derartigen bekannten Schallschutzbauteilen ist, dass diese einen tragenden Grundkörper benötigen, um die statischen Anforderungen im Betrieb zu erfüllen, sowie zusätzlich einen absorbierenden Aufbau, da der Grundkörper derartiger herkömmlicher Schallschutzbauteile nicht geeignet ist, die gestellten akustischen Anforderungen zu erfüllen.

[0004] Aus der DE 92 08235 U1 ist einen Schallschutzbauteil umfassend einen Betonkörper und eine haufwerksporige Vorsatzschale aus Beton bekannt.

[0005] Die DE 10 2005 013205 A1 beschreibt Schallschutzbauteil, bei welchem die schalldämmenden Wandelemente aus verdichteten mineralischen Zuschlagstoffen oder Glas und einem organischen Klebstoff, beispielsweise einem Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoff, ausgebildet sind.

[0006] Die DE 20 2006 008233 U1 offenbart ein Schallschutzbauteil umfassend eine aus Beton gefertigte Tragplatte und eine Vorsatzschale aus schalldämmendem Material, beispielsweise Blähglas.

[0007] Die DE 4 417 402 A1 zeigt einen Schallschutzbauteil aus schallabsorbierendem Beton, insbesondere aus einem haufwerksporigen Beton.

[0008] Die NL 1 018 376 C2 beschreibt die Ausbildung von Helmholtz-Resonatoren im Schallschutzbauteil.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Schallschutzbauteil der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welcher einfach und mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist, welcher hohe statische Anforderungen erfüllt, und welcher eine, gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen gesteigerte Schallschutzwirkung aufweist.

[0010] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0011] Dadurch kann ein Schallschutzbauteil gebildet werden, welcher lediglich aus dem Betonkörper gebildet ist. Ein derartiger Schallschutzbauteil weist dadurch einen -gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen - einfacheren Aufbau auf, und ist einfach und mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar. Der Schallschutzbauteil erfüllt durch die unmittelbar durch den Betonkörper gebildete erste Oberfläche die akustischen Anforderungen hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit von Luftschall. Durch die relativ hohe Dichte der Zuschlagsstoffe weist ein erfindungsgemäßer Schallschutzbauteil die notwendigen statischen Eigenschaften auf, um diesen ohne zusätzlichen Tragkörper aus Normalbeton auszuführen. Ein derartiger Schallschutzbauteil weist aufgrund der hohen Dichte der Zuschlagsstoffe weiters eine hohe Masse auf, und damit auch ein hohes Schalldämmungsvermögen.

[0012] Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0013] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt: 1 /7 österreichisches Patentamt AT509 243B1 2012-01-15 [0014] Fig. 1 einen als Schallschutzwand ausgebildeten Schallschutzbauteil; [0015] Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines als Fahrzeugrückhaltesystem ausgebildeten

Schallschutzbauteils; [0016] Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines als Fahrzeugrückhaltesystem ausgebildeten

Schallschutzbauteils; und [0017] Fig. 4 einen als Schallschutzbodenplatte ausgebildeten Schallschutzbauteil.

[0018] Die Fig. 1 bis 4 zeigen unterschiedliche bevorzugte Ausführungsformen eines Schallschutzbauteils 1 umfassend einen Betonkörper 2, wobei der Betonkörper 2 Zuschlagstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m3 und 3000 kg/m3 beinhaltet, und wobei wenigstens eine erste Oberfläche 3 des Betonkörpers 2 als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist.

[0019] Dadurch kann ein Schallschutzbauteil 1 gebildet werden, welcher lediglich aus dem Betonkörper 2 gebildet ist. Ein derartiger Schallschutzbauteil 1 weist dadurch einen -gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen 1 - einfacheren Aufbau auf, und ist einfach und mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar. Der Schallschutzbauteil 1 erfüllt durch die unmittelbar durch den Betonkörper 2 gebildete erste Oberfläche 3 die akustischen Anforderungen hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit von Luftschall. Durch die relativ hohe Dichte der Zuschlagsstoffe weist ein erfindungsgemäßer Schallschutzbauteil 1 die notwendigen statischen Eigenschaften auf, um diesen ohne zusätzlichen Tragkörper aus Normalbeton auszuführen. Ein derartiger Schallschutzbauteil 1 weist aufgrund der hohen Dichte der Zuschlagsstoffe weiters eine hohe Masse auf, und damit auch ein hohes Schalldämmungsvermögen.

[0020] Ein Schallschutzbauteil 1 ist bevorzugt ein Bauteil, welcher einen Schutz vor Schall bietet bzw. ermöglicht. Schutz vor Schall bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Verminderung des Schalldrucks durch den Schallschutzbauteil 1, welcher zwischen einer Schallquelle und einer Schallsenke angeordnet ist. Dies umfasst bevorzugt jede Art bzw. Ursache der Verminderung dieses Schalldruckpegels durch den Schallschutzbauteil 1, etwa aufgrund von Schalldämpfung, Schalldämmung, Transmissionsverlusten innerhalb des Schallschutzbauteils 1 und/oder Reflexionsverlusten beim Auftreffen der Schallwellen an der ersten Oberfläche 3.

[0021] Ein Bauteil im Sinne eines erfindungsgemäßen Schallschutzbauteils 1 bezeichnet dabei bevorzugt ein bautechnisches Bauteil oder Bauwerk, welches umfassend Beton gebildet ist, bzw. welches einen Betonkörper aufweist.

[0022] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Betonkörper 2 Zuschlagstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m3 und 3000 kg/m3 beinhaltet bzw. umfasst. Bei den Zuschlagsstoffen handelt es sich bevorzugt um mineralische und/oder organische Körner bzw. Partikel. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuschlagsstoffe eine Rohdichte zwischen 2700 kg/m3 und 2900 kg/m3 aufweisen. Die Rohdichte bezeichnet dabei die Dichte der Gesteinskörnung, daher ohne die freien Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zuschlagstoffe eine Schüttdichte größer 1200 kg/m3 aufweisen, wobei die Schüttdichte die Dichte unter Einbeziehung der Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern bzw. Partikeln bezeichnet, daher die Gesamtmasse bezogen auf das Gesamtvolumen.

[0023] Erfindungsgemäß ist weiters vorgesehen, dass wenigstens eine erste Oberfläche 3 des Betonkörpers 2 als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist, daher dass die erste Oberfläche 3 zur Dämpfung von auf diese erste Oberfläche 3 eintreffenden Luftschall ausgebildet ist. Hiezu ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens die erste Oberfläche 3 Poren vorgegebener Größe aufweist. Eine Pore ist dabei bevorzugt eine Vertiefung bzw. eine Öffnung in der bzw. angrenzend an die erste Oberfläche 3. Durch die Poren werden Bereiche geschaffen, in welchen den Schallwellen Energie entzogen wird. Ausgehend von dem Frequenzbereich, in welchem die erste Oberfläche 3 wirksam sein soll, ergeben sich die Dimensionen, daher die Abmessungen bzw. die Größe der Poren, wobei diese sowohl die Tiefe als auch eine Fläche bzw. Form der einzelnen Poren bestimmen kann. Die Poren sind als akustischer 2/7 österreichisches Patentamt AT509 243 B1 2012-01-15 Dämpfer wirksam, sofern diese Poren Abmessungen in der Größenordnung der Wellenlänge der zu dämpfenden Luftschallwellen aufweisen.

[0024] Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen ist - insbesondere zur einfachen Ausbildung der Poren - vorgesehen, dass die Zuschlagsstoffe Partikel mit vorgebbaren Korngrößen aufweisen. Bevorzugt sind dabei Kornfraktionen von 2/4 mm, 4/8 mm oder 8/12 mm vorgesehen, wobei die Angabe 2/4 mm angibt, dass die Zuschlagsstoffe Körner mit Abmessungen bzw. Korngrößen, auch als Körnung bezeichnet, von 2 mm bis 4 mm aufweisen. Zusätzlich können dabei in geringem Maß jeweils Zuschlagsstoffe mit einer Körnung von 0 bis 1 mm vorgesehen sein. Durch die Wahl der Korngrößen kann bereits beim Herstellungsprozess einfach die Größe der Poren, und damit der wirksame Frequenzbereich vorgegeben werden.

[0025] Zur Bildung der Poren kann weiters vorgesehen sein, dass die Partikel der Zuschlagsstoffe eine unstetige Sieblinie aufweisen. Eine unstetige Sieblinie bezeichnet dabei den Umstand, dass bestimmte vorgebbare Körnungen bei den Zuschlagstoffen nicht vorhanden sind. Dadurch kann ebenfalls eine Vorgabe der Art, Anzahl und Größe der Poren erzielt werden. Die Poren werden dabei bei den beiden vorgenannten bevorzugten Ausbildungen des Betonkörpers 2, wie bereits dargelegt, durch freie Zwischenräume zwischen einzelnen Partikeln der Zuschlagsstoffe gebildet.

[0026] In Weiterbildung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass der Betonkörper 2 wenigstens bereichsweise Hohlräume aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass wenigstens zwei aneinander angrenzende Hohlräume miteinander in Verbindung stehen. Diese Hohlräume bezeichnen Hohlräume im Inneren des Betonkörpers, und sind bevorzugt durch aneinander angrenzende Partikel der Zuschlagstoffe gebildet sind. Durch diese Hohlräume kann die innere Dämpfung, und damit die Schallabsorption, erhöht werden, da es in jedem Hohlraum -wenigstens in bestimmten Frequenzbereichen - zu einer Abstrahlung von Luftschall kommt, welcher wiederum an einem anderen Partikel auftrifft, wobei beide Vorgänge verlustbehaftet sind. Zudem wirkt sich die offene Anordnung der Partikel als stark dämpfend bzw. absorbierend für die Körperschallübertragung innerhalb des Betonkörpers 2 aus. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Mehrzahl der Hohlräume miteinander in Verbindung stehen und derart gebildete Hohlräume in Poren der ersten Oberfläche 3 münden. Diese weiteren Volumina, welche an die Poren angeschlossen sind, wirken dabei jeweils als Hohlraumresonator bzw. Helmholzresonator, und verbessern deutlich die Schalldämpfungseigenschaften eines erfindungsgemäßen Schallschutzbauteils 1. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Hohlräume den Betonkörper 2 in der Art eines Schwammes durchziehen. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass der Betonkörper 2 frei von Durchgangsöffnungen ist, welche die Schalldämmungseigenschaften bzw. die Schallabsorptionseigenschaften verschlechtern würden. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, den Betonkörper 2 als haufwerksporiger Beton auszubilden.

[0027] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung ist vorgesehen, dass ein erfindungsgemäßer Schallschutzbauteil 1 ohne zusätzlichen tragenden Körper aus Normalbeton bzw. Ähnlichem auskommt bzw. auskommen kann, wie dies ansonsten bei Schallschutzbauteilen gemäß dem Stand der Technik vorgesehen ist. Ein erfindungsgemäßer Schallschutzbauteil 1 weist daher bevorzugt einen im Wesentlichen homogen Aufbau auf, wodurch auf die zusätzlichen tragenden Bauteile verzichtet werden kann, da erfindungsgemäße Schallschutzbauteile 1 in der Lage sind, die im Einsatz auftretenden statischen Belastungen aufzunehmen. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Schallschutzbauteil 1 als einstückiger Betonkörper 2 ausgebildet ist, wodurch dieser mit nur wenigen Arbeitsschritten herstellbar ist.

[0028] Zur Verbesserung der statischen Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Schallschutzbauteils 1 ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem Betonkörper 2 eine Bewehrung angeordnet ist, wobei es sich um jede Art einer für Beton geeigneten Bewehrung handeln kann. Bevorzugt ist eine im Wesentlichen korrosionsbeständige Bewehrung vorgesehen, da aufgrund der Hohlräume Feuchtigkeit gut in das Innere des Betonkörpers 2 eindringen kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bewehrung verzinkten Stahl umfasst. Zur guten Verbindung der 3/7

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT509 243B1 2012-01-15 Bewehrung mit dem von Hohlräume bereichsweise durchbrochenen Betonkörper 2 ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewehrung als wenigstens zweidimensionales Gerüst bzw. Gebilde ausgebildet ist. [0029] Die Fig. 1 bis 4 zeigen vier bevorzugte Ausbildungen erfindungsgemäßer Schallschutzbauteile 1. Erfindungsgemäße Schallschutzbauteile 1 weisen eine hohe Schallabsorption auf, wobei beispielsweise bei einer Bauteildicke von 18 cm bereits eine Schallabsorption von mehr als 8 dB(A) erreicht werden kann. Fig. 1 zeigt einen Schallschutzbauteil 1, welcher als Schallschutzwand 4 ausgebildet ist. Diese Schallschutzwand 4 kann eine Bewehrung aufweisen, wobei die Schallschutzwand 4 an sich selbsttragend ist, und daher keine weiteren Stützmittel bzw. Halteanordnungen benötigt. Die Schallschutzwand 4 weist weiters einen Sockel auf, und ist freistehend. Erfindungsgemäße Schallschutzbauteile 1 können auch als Paneele für eine Schallschutzwand 4 ausgebildet sein. Derartige Paneele werden etwa in Profilschienen bzw. Stehern gehalten. [0030] Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste und eine zweite Ausführungsform eines als Fahrzeugrückhaltesystem 6 zur Begrenzung einer Fahrbahn ausgebildeten Schallschutzbauteils 1. Durch ein derartiges Fahrzeugrückhaltesystem 6 können insbesondere die Rollgeräusche in Fahrbahnnähe gedämpft werden. Fig. 2 zeigt daher ein Fahrzeugrückhaltesystem 6, welches als einstückiger Betonkörper 2 ausgebildet ist, wohingegen Fig. 3 ein Fahrzeugrückhaltesystem 6 zeigt, welches einen Tragkörper 7 aufweist, welcher etwa aus Normalbeton gebildet ist. Durch diese Kombination des Betonkörpers 2 mit einem Tragkörper 7 kann - für besonders belastende Einsätze, etwa als Sperre für sicherheitsrelevante Bereiche - eine weitere Steigerung der Belastbarkeit eines derartigen Fahrzeugrückhaltesystems 6 erreicht werden. [0031] Fig. 4 zeigt weiters einen erfindungsgemäßen Schallschutzbauteil 1, welcher als Schallschutzbodenplatte 5 ausgebildet ist. Derartige Schallschutzbodenplatten 5 sind etwa bevorzugt bei sog. festen Fahrbahnen im Bereich von Gleisanlagen für Schienenfahrzeuge vorgesehen, wie dies auch in Fig. 4 dargestellt ist. Dadurch kann der von einer Gleisanlage abgestrahlte Schall deutlich reduziert werden. Dadurch kann auch der Lärm in einem Zug reduziert werden, welcher eine derartig ausgestattete Strecke befährt, da der durch den Zug erzeugte Schall in nur mehr sehr geringem Maß von der Gleisanlage reflektiert wird und nunmehr nicht mehr bzw. stark vermindert auf die Unterseite des Zuges auftrifft. Besonders in Tunneln ist der Einsatz derartiger Schallschutzbodenplatten 5 bevorzugt, da diese neben der deutlichen Lärmreduktion weiters ein Befahren der Gleisanlage durch Einsatzfahrzeuge ermöglicht. Bei erfindungsgemäßen Schallschutzbodenplatten 5 kann - wie bereits dargelegt - auf eine spezielle Profilierung, wie diese etwa in Form von Platten mit wellen- oder pyramidenförmigen Oberflächen im Bereich der Schallabsorption bekannt sind, verzichtet werden. Dadurch können erfindungsgemäße Schallschutzbodenplatten 5 auch den Boden eines Fluchtweges bilden, da diese aufgrund deren im Wesentlichen ebenen Oberfläche keine Stolpergefahr für fliehende Menschen darstellt. Trotz der ebenen Oberfläche weisen derartige Schallschutzbodenplatten 5 eine hohe Schallabsorption auf, wobei bei einer Bauteildicke von 18 cm bereits eine Schallabsorption von mehr als 8 dB(A) erreicht werden kann. [0032] Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann. Patentansprüche 1. Schallschutzbauteil (1) umfassend einen Betonkörper (2), wobei der Betonkörper (2) Zuschlagstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m3 und 3000 kg/m3 beinhaltet, und dass wenigstens eine erste Oberfläche (3) des Betonkörpers (2) als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als einstückiger Betonkörper (2) ausgebildet ist.
2. 2. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Oberfläche (3) Poren vorgegebener Größe aufweist. 4/7 österreichisches Patentamt AT509 243B1 2012-01-15
3. 3. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagsstoffe Partikel mit vorgebbaren Korngrößen aufweisen.
4. 4. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel der Zuschlagsstoffe eine unstetige Sieblinie aufweisen.
5. 5. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) wenigstens bereichsweise, insbesondere zusammenhängende, Hohlräume aufweist, welche vorzugsweise durch aneinander angrenzende Partikel gebildet sind.
6. 6. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren durch freie Zwischenräume zwischen einzelnen Partikeln der Zuschlagsstoffe gebildet sind.
7. 7. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) als haufwerksporiger Beton ausgebildet ist.
8. 8. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) einen im Wesentlichen homogen Aufbau aufweist.
9. 9. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kornfraktionen von 2/4 mm, 4/8 mm oder 8/12 mm vorgesehen sind.
10. 10. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betonkörper (2) eine, insbesondere im Wesentlichen korrosionsbeständige, Bewehrung, vorzugsweise umfassend verzinkter Stahl, angeordnet ist.
11. 11. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung als wenigstens zweidimensionales Gerüst ausgebildet ist.
12. 12. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als, insbesondere selbsttragende, vorzugsweise freistehende, Schallschutzwand (4) ausgebildet ist.
13. 13. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Paneel für eine Schallschutzwand (4) ausgebildet ist.
14. 14. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Schallschutzbodenplatte (5) ausgebildet ist.
15. 15. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Fahrzeugrückhaltesystem (6) zur Begrenzung einer Fahrbahn ausgebildet ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 5/7