AT524698A1 - Lärmschutzwand mit schallschutzelementen und verbesserter schallabsorption - Google Patents

Abstract

Lärmschutzwand (1, 1a, 1b) mit verbesserter Schallabsorption bestehend aus einer Hartwand (2), vorzugsweise aus Beton und/oder Hohlblocksteinen oder dgl,, und einer vor der Hartwand (2) vorgesetzten Vorsatzschale (3) bestehend aus parallel zueinander angeordneten und aufrecht stehenden Säulenkörpern (4, 4a, 4b, 4c), die mit einem Füllmaterial (17) befüllt sind, wobei die Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) in einem solchen Abstand (47) vor der Hartwand (2) angeordnet sind, dass sich im Zwischenraum zwischen der Frontseite (46) der Hartwand (2) und dem der Hartwand (2) nächst liegenden Außenumfang der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) ein schallreflektierender und/oder schallschluckender, eine Luftschicht bildender Abstandsraum (16) angeordnet ist.

Description

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Lärmschutzwand mit Schallschutzelementen und verbesserter

Schallabsorption

Gegenstand der Erfindung ist eine Lärmschutzwand mit verbesserter

Schallabsorption nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Lärmschutzwand der eingangs genannten Art ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 10 2007 044 017 A1 bekannt geworden, bei der vor einer Hartwand, die aus Hohlblocksteinen besteht, mehrere Gabionenkörper eingehängt sind, die einen etwa halbrunden Querschnitt aufweisen, aus einem Drahtgeflecht bestehen und mit einem geeigneten Füllmaterial befüllt sind. Die halbrund profilierten Gabionen sind mit einigen — den Durchmesser umspannenden Bändern in zugeordneten frontseitigen Nuten der Hartwand eingehängt und sind daher unmittelbar und schallübertragend über die genannten Befestigungsbänder mit der Hartwand verbunden. Im Zwischenraum zwischen der Rückseite der Gabionen und der Vorderseite der Hartwand sind schalldämmende Absorptionsplatten angeordnet. Nachteil der genannten Lärmschutzwand ist allerdings, dass die Drahtkörbe der Gabionen frontseitig in die Verankerungsnuten der Hartwand an der Lärmschutzwand eingehängt sind, was einen hohen Montageaufwand erfordert. Darüber hinaus erfolgt eine direkte Schallübertragung von den Gabionen über deren frontseitige Befestigung auf die Frontseite der

Hartwand.

Die Einhängung der Gabionenkörbe an der Frontseite der Hartwand führt außerdem zu statischen Belastungsproblemen, was an das Fundament der Hartwand hohe Anforderungen stellt, um die nach vorne gerichteten Kipp-Lasten der

Gabionenkörbe aufzunehmen.

Überdies ist der Herstellungsaufwand der bekannten Lärmschutzwand groß, denn die Einhängebefestigung der Gabionenkörbe in vertikale Nuten der Lärmschutzwand erfordert spezielle bauliche Maßnahmen, die eine besondere Form der Hohlblocksteine voraussetzen. Damit ist es nicht möglich, eine aus Beton

gegossene Hartwand mit derartigen Gabionenkörben zu verbinden.

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Mit der DE 10 2014 009 533 A1 ist eine weitere Lärmschutzwand bekannt geworden, die aus übereinander gestapelten Gabionenkörben besteht, die mit einem geeigneten Füllmaterial befüllt sind. Die Kombination einer Hartwand mit

davor gesetzten Gabionen ist aus dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lärmschutzwand nach dem Gegenstand der DE 10 2007 044 017 A1 so weiterzubilden, dass eine wesentlich

verbesserte Schallabsorption gewährleistet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des

Anspruches 1 gekennzeichnet.

Merkmal der Erfindung ist, dass eine Vielzahl von Säulenkörpern in einem solchen

15 Abstand vor der Hartwand angeordnet sind, dass sich im Zwischenraum zwischen

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der Frontseite der Hartwand und dem der Hartwand nächstliegenden AuRenumfang der Säulenkörper ein schallreflektierender und/oder schallschluckender, eine

Luftschicht bildender Abstandsraum ausbildet.

Die vor der Hartwand im Abstand aufgestellten Säulenkörper bilden eine von der Hartwand schalltechnisch entkoppelte Säulenkörperwand. Eine solche

Säulenkörperwand kann auch als Wand aus Palisaden ausgeführt werden.

Damit wird der Vorteil erreicht, dass auf eine Schall und Vibrationen übertragende Befestigungsverbindung zwischen den vorzugsweise als Gabionen ausgebildeten Säulenkörpern verzichtet wird und dass stattdessen die Säulenkörper freistehend und im Abstand vor der Hartwand angeordnet sind, so dass sich zwischen der Hinterseite der Säulenkörper und der dem Schall zugewandten Vorderseite der Hartwand eine Luftschicht ausbildet, die in Verbindung mit den Säulenkörpern

schallreflektierende und/oder schallschluckende Eigenschaften aufweist.

Der Begriff „Säulenkörper“, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, geht

über den zum Stand der Technik gehörenden Begriff einer Gabione hinaus.

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Gabionen sind mit einem geeigneten Füllmaterial befüllte Drahtkörbe. Eine solche Technik kann auch bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Darüber hinaus sieht die Erfindung jedoch neben der Verwendung von Gabionen auch noch andere Säulenkörper vor, so dass in der folgenden Beschreibung der verallgemeinernde Begriff „Säulenkörper“ für alle Bauteile verwendet wird, die säulenartig und im engen gegenseitigen Abstand vor einer Hartwand angeordnet

werden können.

Solche Säulenkörper können z. B. auch aus Recyclingmaterial gepresste Kunststoffsäulen sein, die ohne Drahtkorb auskommen. Es können auch andere, keine Drahtkörbe benötigenden Säulenkörper verwendet werden, wie z. B. aus Holz bestehende Palisaden und dergleichen freistehende Körper mehr, die bevorzugt keine Befestigungsverbindung mit der Hartwand haben oder —- im Ausnahmefall — lediglich kopfseitige (oberseitige) Laschen, mit denen diese Säulenkörperreihe mit

der oberen Mauerkrone der Hartwand verbunden sein kann.

Wenn in der folgenden Beschreibung der Begriff „Gabione“ verwendet wird, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen, und aus diesem Grund wurde der allgemeinere Begriff „Säulenkörper“ verwendet. Anhand der Verwendung von

Gabionen soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Herkömmliche Schallwände oder Schallschutzvorrichtungen beruhen darauf, dass Schallwellen entweder von einer harten oder porösen Oberfläche aufgefangen werden, wobei harte Oberflächen den Schall weitgehend reflektieren, also nur umlenken, wogegen poröse, auch nachgiebige Materialien, wie die einer BioLärmschutzwand, die Schallwellen einmal absorbieren aber auch gleichzeitig

reflektieren.

Mit den nachfolgend beschriebenen Lärmschutzvorrichtung ist es gelungen, zumindest gerichtete Schallwellen mit einem deutlich höheren Wirkungsgrad

einzufangen und in der Folge zu absorbieren.

Der Grundgedanke dabei ist es, Schallwellen einzufangen und sich in einem

weitgehend geschlossenen System totlaufen zu lassen.

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Dazu werden zwei Möglichkeiten genannt.

A.) Eine Gabionen-Lärmschutzwand aus einer richtungsparallelen Addition von Gabionen bei unterschiedlichen Querschnittsformen und Füllungsmaterialien.

Bevorzugt werden dabei zylinderförmige Gabionen mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgeschlagen, jedoch können alternativ bei vergleichbar hohem Wirkungsgrad auch Gabionen mit einem ovalen, recht- oder vieleckigen Querschnitt

oder aus Mischformen oder Teilen derselben zum Einsatz kommen.

Die Anordnung der Gabionen erreicht dann ihren höchsten Wirkungsgrad, wenn bei dem planparallelen Aufstellen der Gabionen zwischen den einzelnen Gabionen ein gegenseitiger Freiraum derart erhalten bleibt, dass die von der Gabionenoberfläche reflektierten Schallwellen derart auf benachbarte Gabionen treffen, ohne von diesen

zur ursprünglichen Schallquelle wieder zurück reflektiert zu werden.

Wird dieser Längsfreiraum in seinem mittigen Verlauf zusätzlich mit einem sogenannten ‚Leitblech‘ versehen, wird die angestrebte Schallfängerwirkung nochmals deutlich gesteigert, indem die auftreffenden Schallwellen zwischen den

Gabionen unmittelbar in die Tiefe der Gabionenrückwand gelenkt werden.

So werden derartige Gabionen auch nicht unmittelbar an der ihnen nachgeordneten Betonwandung anliegen, so dass zwischen Betonwandung und Gabione ein zusätzlicher Freiraum entsteht, wodurch die der Schallquelle entgegengerichtete

Rückseite der Gabione ebenfalls als Schallabsorptionsfläche zu Verfügung steht.

Im Vergleich zu einer durchgehend flach ausgearbeiteten Lärmschutzfläche verdreifachen derart eingesetzte Gabionenformen die Absorptionsfläche gegen

Schallwellen.

B.) Die Applikation sogenannter ‚Schallfänger‘ auf beliebige Wandungen, wobei die zum Einsatz gebrachten Schallfänger die Eigenschaft haben, dass sie sich den einfallenden Schallwellen mit einer frei zugänglichen Öffnung entgegenstellen, in

die die auftreffenden Schallwellen eintreten und durch die spezielle winkelige

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Ausführung der Schallfänger daran gehindert werden, auf direktem Wege von dieser Wandung wieder reflektiert werden zu können.

Derart „eingesperrte“ Schallwellen werden am Verlassen des Schallfängers gehindert, so dass sich im Schallfänger selbst in einem denkbar kurzen Zeitvorgang

totlaufen.

Für den Fall, dass solche Schallfänger etwa auf eine gabionenähnliche Wandung oder eine poröse Fläche (auch Bio-Lärmschutzwand) aufgesetzt werden, kann die Wirkung einer herkömmlichen Lärmschutzwand auch durch eine derartige

Nachrüstung deutlich verbessert werden.

Die vorher anhand eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Gabionen geschilderte Schallschutzvorrichtung kann Gabionen mit unterschiedlichen Füllmaterialien verwenden. Beispielsweise kann als Füllmaterial aus gefrästem Straßenbelag entstandene Asphaltbrocken, Gesteinsbrocken, Diabas, Kunststoffgranulat oder Sandstein verwendet werden. Es sollte sich allgemein um ein schüttgutfähiges Material handeln, welches gegen einen Gras- oder Unkrautbewuchs resistent ist. In üblicher Weise kann auch Schotter verwendet

werden.

Weiter Vorteil der Maßnahme, dass die Säulenkörper als schallabsorbierende Wand im Abstand und unter Bildung einer Luftschicht vor der Hartwand angeordnet sind, ist die Tatsache, dass man nunmehr eine solche Säulenkörper-Wand auch vor bestehende Hartwände im Abstand stellen kann, was bedeutet, dass eine solche Säulenkörper-Wand vor bestehende Gebäudewände oder vor die Wände von vorhandenen Bauwerken gestellt werden kann, wobei bevorzugt ein Luftabstand von etwa 5 bis 10 cm zwischen der hinteren Seite der Säulenkörperwand und der

vorderen Seite der Hartwand vorhanden sein sollte.

Soweit aus Drahtgeflecht bestehende Gabionen verwendet werden, sollten übliche Maschengitterweiten verwendet werden und das schüttgutfähige Material sollte

etwa in einer Körnung von 10 mm bis 50 mm vorhanden sein, worauf die Erfindung

jedoch nicht beschränkt ist. Es handelt sich nur um eine bevorzugte

Ausführungsform.

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Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme ist demnach, dass die Hartwand aus beliebigen — auch bereits schon vorhandenen — Betonwänden bestehen kann und dass es auf eine gegenseitige Befestigung zwischen der Säulenkörper-Wand und

der Hartwand nicht ankommt.

Weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme ist, dass die SäulenkörperWand als getrenntes Bauteil an beliebige Aufstellorte verbracht werden kann und dort montiert werden kann. Weiterer Vorteil ist, dass sowohl die Hartwand als auch die im Luftabstand davorstehende Säulenkörper-Wand mit PV-Elementen sowohl dachseitig als auch frontseitig mit PV-Elementen verbunden werden kann, um eine zusätzliche Energiegewinnung von Strom aus dem Sonnenlicht über die PV-

Elemente zu ermöglichen.

Unter Buchstabe B wurde in der vorstehenden Beschreibung eine weitere Lärmschutzvorrichtung beschrieben, die als „Schallfänger“ bezeichnet wurde. Diese Vorrichtung soll entweder in Alleinstellung Schutz genießen oder in Kombination mit

der Lärmschutzwand nach Buchstabe A der vorliegenden Beschreibung.

Nachfolgend werden einige Eigenschaften der Schallfängervorrichtung nach

Buchstabe B der vorstehenden Beschreibung näher erläutert.

Die Schallfängervorrichtung besteht bevorzugt aus reihen- und spaltenweise angeordneten, zur Schallquelle hin vorderseitig geöffneten Röhren, deren rückseitige Anschlussöffnungen bündig auf der Frontseite der Lärmschutzwand

anschließen.

Dabei können die rückseitigen Anschlussöffnungen entweder auf der Frontseite der Säulenkörper-Wand anschließen, die vor die Hartwand gesetzt ist oder auch unter Weglassung der Säulenkörper-Wand direkt auf die Vorderseite einer Hartwand

aufsetzen.

Der zweite Erfindungsgedanke B ist demnach nicht auf das Vorhandensein einer

Säulenkörper-Wand angewiesen, die im Luftabstand vor der Hartwand angeordnet

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ist. Sie kann jedoch auch auf die Vorderseite der Säulenkörperwand eingehängt

werden.

Nach einem bevorzugten Merkmal sind die Längsachsen der Röhren schräg im Winkel gegen eine Horizontale nach unten geneigt ausgerichtet, und die Röhren sind insgesamt hohl und bevorzugt als Rechteck- oder Quadratröhren ausgebildet, so dass sie eine zur Schallquelle hin geöffnete Ebene von schallaufnehmenden Schlucköffnungen bilden und nach einem bevorzugten ersten Merkmal die schallschluckende Eigenschaft der matrixartig angeordneten, schräg nach unten gerichteten Röhrenanordnung auf der mehrfachen Umlenkung der Schallwellen im Innenraum der jeweiligen Röhre in Richtung auf die Frontseite der Lärmschutzwand beruht.

Nach einem zweiten Schallauslöschungsmechanismus beruht die schallschluckende Eigenschaft der matrixartig angeordneten, schräg nach unten gerichteten Röhrenanordnung auf einer, auf Interferenz beruhenden Schallauslöschung des eingeleiteten Schallpfades in Verbindung mit den an der Frontseite der Wand reflektierten Rückwärtsschalls. Bei dem zuletzt genannten Effekt handelt es sich um eine Resonanzabsorption, was die Übernahme der Schwingungsenergie einer Signalquelle durch einen mit seiner Eigenfrequenz schwingenden Resonator bedeutet, wobei die Schwingungsenergie meist in Wärme umgewandelt wird. Je weniger die Eigenfrequenz des Resonators von der Frequenz des Senders abweicht, desto größer ist die übertragene (und damit aus dem

Ursprungssignal entnommene) Energie.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jede Röhre etwa eine Länge von 40 bis 60 cm und Quadrat- oder Rechtecköffnungen mit einer Kantenlänge im

Bereich von etwa 20 bis 30 cm.

Durch die nach unten gerichtete Schrägstellung der Röhren wird einerseits eine Verschmutzung des Innenraums der Röhren vermieden und andererseits kommt es zu einer mehrfachen Schallreflektion im Innenraum der Röhren, wenn der Schall

von der vorderen, schallaufnehmenden Schlucköffnung über mehrere

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Reflektionsstellen in Richtung auf die daran anschließende Lärmschutzwand

geleitet wird.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination

der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, könnten als erfindungswesentlich beansprucht werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Die Verwendung der Begriffe „wesentlich“ oder „erfindungsgemäß“ oder „erfindungswesentlich“ ist subjektiv und impliziert nicht, dass die so benannten Merkmale zwangsläufig Bestandteil eines oder mehrerer Patentansprüche sein

müssen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der

Erfindung hervor.

Es zeigen:

Figur 1: Stirnansicht einer Lärmschutzwand in einer ersten Ausführungsform Mit Darstellung von PV-Elementen

Figur 2: der Schnitt gemäß der Linie C-C in Figur 1

Figur 3: der Schnitt gemäß der Linie A-A in Figur 1

Figur 4: der Schnitt gemäß der Linie B-B in Figur 1

Figur 5: die Draufsicht auf die Sichtseite einer Gabione mit Darstellung des

Gitterwerks und des darin enthaltenen Füllmaterials

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9 Figur 6: die schematisiert vergrößerte Darstellung als Ausschnitt aus der Figur 3 oder Figur 4 Figur 7: eine gegenüber Figur 6 abgewandelte Ausführungsform Figur 8: eine gegenüber den Figuren 6 und 7 abgewandelte Ausführungsform Figur 9: eine gegenüber den Figuren 6 bis 8 abgewandelte Ausführungsform

Figur 10a: schematisiert eine Ausführungsform in Abwandlung der

Ausführungsform nach Figur 6 mit Darstellung weiterer Einzelheiten

Figur 10b: die schematisierte Darstellung des Schallauslöschungsmechanismus, der allen Ausführungen gemäß den Figuren 1 bis 12

zugrunde liegt

Figur 11: eine erste Ausführung der Montage von zwei gegenüberliegenden Lärmschutzwänden im Bereich einer von Fahrzeugen befahrenen Fahrbahn

Figur 12: ein gegenüber Figur 11 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem ein anderer Sonnenlauf für die Anordnung der PV-Elemente

vorausgesetzt wird

Figur 13: der zweite Erfindungsgegenstand, der eine Schallfängervorrichtung

darstellt, die vor einer Lärmschutzwand montiert ist

Figur 14: schematisiert einen Schnitt durch eine Röhre der Anordnung nach Figur 13

Figur 1 zeigt eine Lärmschutzwand 1 in Vorderansicht in schematisierter Darstellung, wobei gemäß dem Schnitt C-C in Figur 2 eine aus Säulenkörpern 4

bestehende Vorsatzschale 3 unter Bildung eines luftgefüllten Abstandsraums 16 vor

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einer Hartwand 2 steht, die beispielsweise als Betonwand gegossen sein kann. Diese Hartwand kann auch aus einer vorhandenen Gebäudewand oder aus einer Betonwand im Öffentlichen Raum stehen, z. B. einem Brückenpfeiler, einer Tunnelwand oder dergleichen mehr. Die Lärmschutzwand 1 besteht aus randseitig miteinander verbindbaren Wandmodulen. In einer beispielhaften Ausführung hat das in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Wandmodul eine Breite von 4 Meter und eine Höhe von 3 Meter. Diese Abmessungen sind in weiten Grenzen veränderbar. Die hier und später angegebenen Dimensionen der Bauelemente sind deshalb nur als

vorzugsweise verwendete Größenangaben zu verstehen.

Die vor der Hartwand 2 freistehende Säulenkörperwand hat etwa die gleichen Abmessungen. Die Säulenkörper 4 haben einen bevorzugten Durchmesser im Bereich von 30 bis 120 cm.

Im gezeigten ersten Ausführungsbeispiel bestehen die Säulenkörper 4 aus einer Anzahl von parallel zueinander angeordneten, vertikal ausgerichteten und einen gegenseitigen horizontalen Abstand zwischen sich ausbildenden Gabionen, wobei

der Abstand in den Figuren 6ff auch als Freiraum 51 bezeichnet ist.

Die aus den zwei Elementen (Hartwand 2 und Vorsatzschale 3) bestehende Lärmschutzwand 1 ist mit einer Anzahl von Photovoltaik-Elementen besetzt, wobei im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 eine Anzahl von PV-Elementen einen

PV-Giebel 7 auf der Krone der Lärmschutzwand 1 bilden.

In den Zeichnungen ist nicht dargestellt, wie die Lärmschutzwand 1 auf dem Erdboden 6 mit Verankerungsmitteln verankert ist. Es ist auch nicht dargestellt, dass kronenseitige Laschen vorhanden sein können, welche die Oberseiten der

Säulenkörper 4 mit der Mauerkrone der Hartwand 2 verbinden können. Solche

Verbindungen können auch mit Schall- und Vibrationsdämpfern ausgerüstet sein.

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An den Seiten des Lärmschutzwandelementes, wie es in Figur 1 dargestellt ist, sind noch Anschlussträger 14 vorhanden, um das Lärmschutzwandelement mit weiteren, daran anschließenden Lärmschutzwandelementen formschlüssig und

abgedichtet anzuschließen.

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Die Figur 2 zeigt außerdem noch, dass ein Teilungsblech als Teilung 8 zwischen der vorderen Vorsatzschale 3 und der Hartwand 2 vorhanden sein kann, welches beide Bauteile im Winkel durchgreift. Damit kann eine stückweise vorhandene mechanische Verbindung zwischen der Säulenkörperwand und der Hartwand

hergestellt werden.

Es können noch weitere PV-Elemente in Form von den in den Zeichnungen

dargestellten PV-Konsolen 9, 10 vorhanden sein.

Als weitere optionale Variante ist in Figur 1 und 4 dargestellt, dass die aus den beiden Wandelementen 2, 3 bestehende Lärmschutzwand 1 auch ein die Wand durchbrechendes PV-Fenster 11 aufweisen kann, welches bevorzugt aus transparentem Glas oder Kunststoff besteht, auf dem eine Anzahl von PV-

Elementen 12 matrixartig in Form von Reihen und Spalten angeordnet sind.

Dem PV-Fenster 11 kann noch eine Fensterbank 13 zugeordnet sein.

Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 wird davon ausgegangen, dass die Säulenkörper 4 als mit Füllmaterial 17 gefüllte Gabionen 5 ausgebildet sind, wobei ein Drahtgeflecht 24 mit einer bestimmten Maschenweite 25 so gewählt ist,

dass das Füllmaterial nicht aus dem Drahtgeflecht 24 herausfallen kann.

Wie in der allgemeinen Beschreibung angegeben, ist es jedoch nicht lösungsnotwendig, dass die Säulenkörper 4 als säulenförmige Gabionen 5 gemäß Figur 5 ausgebildet sind. Die Säulenkörper 4 können auch als eigenständige Säulen ausgebildet sein, die ohne Drahtgeflecht 24 freistehend ausgebildet sind, wie z. B. in der Form von aus Kunststoffgranulat gepressten Säulenelementen, aus Recyclingmaterial bestehende Säulenelemente aus Holz bestehende Palisaden

und dergleichen mehr.

Die Figuren 6 bis 10b zeigen verschiedene Arten und Formgebungen von Säulenkörpern 4, wobei — der besseren zeichnerischen Übersichtigkeit halber — in

einigen Zeichnungen Bezugszeichen eingetragen wurden, die in den anderen

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Zeichnungen fehlen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass für alle gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen gelten und dementsprechend auch die gleichen

Erläuterungen.

In den Figuren 6 bis 10b ist im Unterschied zu der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 5 vorgesehen, dass die dem Schall zugewandte Frontseite 46 der Hartwand 2 glatt und eben ausgebildet ist, währenddessen im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 davon ausgegangen wird, dass die Frontseite 46 der Hartwand 2 mit einem Halbrundprofil 48 versehen ist. Der Krümmungsradius der nebeneinander liegenden Halbrundprofile 48 ist dem Außenumfang der teilweise in das Halbrundprofil 48 eingreifenden Säulenkörper 4 angepasst, so dass sich ein über etwa 180° umlaufender Luftraum 16 am Außenumfang der Säulenkörper 4

ergibt.

Damit wird die wirksame und schallschluckende Fläche des Abstandsraumes 16 wesentlich vergrößert, weil durch die Einformung des Halbrundprofils 48 in die Frontseite 46 der Hartwand 2 ein schalenförmiger Abstandsraum 16 mit gleichbleibender Stärke (Dicke) erreicht wird, während bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 bis 10b ein solches Halbrundprofil 48 in der Frontseite 46 der Hartwand 2 fehlt und daher ein sich konisch in Richtung zur Hartwand 2 verengender Abstandsraum 16 gegeben ist, wie es am Beispiel der

Figur 6 dargestellt ist.

Zur besseren Schallführung und vor allem zur verbesserten Führung des Reflektionsschalls, auf den noch anhand der Figur 10b eingegangen wird, ist im Zwischenraum zwischen benachbarten Säulenkörpern 4 ein zweischenkliges Leitblech 15 angeordnet, welches mit seinem Mittenschenkel gerade ausgebildet ist und in den Zwischenraum zwischen die benachbarten Säulenkörper 4 eingreift, während die gegabelten hinteren Schenkel mit zugeordneten Verankerungen 19 an

der Frontseite 46 der Hartwand 2 befestigt sind.

In den Figuren 6 bis 10b ist auch nur die Art des Füllmaterials 17 angedeutet und auch nur teilweise gezeichnet. In der Praxis sind alle dargestellten Säulenkörper 4,

4a, 4b, 4c vollständig und raumfüllend mit dem Füllmaterial 17 gefüllt.

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Im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind die Säulenkörper 4 rundzylindrisch ausgebildet, demzufolge ist das Drahtkorbgeflecht 18 vollständig rund und in sich

geschlossen. Das Außenprofil 49 ist demnach kreisförmig.

Wie aus Figur 6 ersichtlich — und wie aus allen anderen Zeichnungen erkennbar — sind die Säulenkörper 4 im freien Abstand 47 vor der Frontseite 46 der Hartwand 2 angeordnet, so dass sich am hinteren Umfang der Säulenkörper 4, welcher der Frontseite 46 der Hartwand 2 zugewandt ist, der vorher beschriebene schallreflektierende und schallschluckende Luftraum in der Art des luftgefüllten

Abstandsraumes 16 ergibt.

Als einziger Unterschied zeigen die Figuren 7 bis 9 andere Querschnittsformen von Säulenkörpern. Die Figur 7 zeigt oval profilierte Säulenkörper 4a; die Figur 8 zeigt quadratisch profilierte Säulenkörper 4b, die in Form von Rauten aufgestellt sind und

die Ausführungsform nach Figur 9 zeigt sechseckförmige Säulenkörper 4c.

Aus der Darstellung der Figuren 6 bis 9 ergibt sich, dass die Säulenkörper 4 relativ beliebige Formgebung haben können und dabei ist bevorzugt, wenn die Säulenkörper so im Abstand 47 vor der Frontseite 46 der Hartwand 2 aufgestellt sind, dass sich ein luftgefüllter Abstandsraum 16 zwischen dem Außenumfang der Säulenkörper und der Vorderseite der Hartwand 2 ergibt. Gleichfalls zeigen die Figuren 6 bis 9, dass auch der horizontale Abstand 50 zwischen den Säulenkörpern 4, 4a, 4b, 4c so gewählt ist, dass sich zwischen benachbarten Säulenkörpern ein Freiraum 51 ergibt, der symmetrisch von dem vertikalen Schenkel des dazwischen liegenden Leitblechs 15 durchsetzt ist. Die Stirnseite des Leitblechs 15 ist etwa

bündig mit der Vorderseite der in den Figuren 6 bis 9 dargestellten Säulenkörper.

Zur Erläuterung weiterer Funktionen wird auf die geteilte Abbildung in Figur 10

hingewiesen.

Die Figur 10a zeigt als weitere Ausführungsform, dass im Abstandsraum 16 noch Dämmmaterial 20 angeordnet sein kann, und die Figur 10b zeigt den Mechanismus

der Schallreflexion und Schallauslöschung.

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Ausgehend von einer kugelförmigen Schallwelle 21 strahlt der Schall in den Pfeilrichtungen 22 auf die Vorderseite der Säulenkörper 4, 4a, 4b, 4c und wird zunächst durch den geraden, vertikalen Schenkel des Leitblechs 15 an einer ersten

Stelle reflektiert, wie es die Darstellung Figur 10b zeigt.

Es erfolgt eine weitere Reflektion auf die Oberfläche des Säulenkörpers 4, und dort wird bereits schon ein großer Teil der Schallenergie verschluckt, wobei die Restenergie nochmals gegen das Leitblech gelenkt wird und vom Leitblech in die Außenseite des Säulenkörpers 4, wodurch es zu mehrfachen Schallreflektionen kommt, deren Energie von der schallaufnehmenden und schallschluckenden Oberfläche des jeweiligen Säulenkörpers 4, 4a, 4b, 4c aufgenommen wird. Der

eingestrahlte Schall läuft sich sozusagen „tot“.

Damit kommt es im luftgefüllten Abstandsraum 16 zu einem schallreflektierenden und schallschluckenden Effekt, bei dem mit hohem Wirkungsgrad eine Schallabsorption möglich ist, wie sie bisher im Stand der Technik noch nicht bekannt

War.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass der in Figur 10b dargestellte Mechanismus der Schallabsorption für sämtliche Ausführungsbeispiele nach den

Figuren 1 bis 12 gilt.

In den entsprechenden Figuren 6 bis 9 gibt es auch verschiedene Formen von Leitblechen 15, 15a, 15b, 15c, wobei die Formgebung des Leitbleches dem Außenumfang der dort verwendeten Säulenkörper 4 angepasst ist. Dies ergibt sich

auch aus der Formgebung der Leitbleche 52 und 53.

In einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann das Leitblech 15, 15a, 15b, 15c vollständig entfallen, wodurch der Schallabsorptionseffekt zwar vermindert wird, jedoch gegenüber bekannten Anordnungen des Standes der

Technik noch weit besser ist.

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Die Figuren 11 und 12 zeigen verschiedene weitere Ausführungsformen, wobei die Figur 11 der Figur 2 entspricht und dort erkennbar ist, dass zwei einander zugeordnete Lärmschutzwände 1a, 1b eine Fahrbahn 26 eingrenzen, auf der

lärmerzeugende Fahrzeuge Schallwellen 21 erzeugen.

Die gezeigte Konfiguration der PV-Elemente 7, 9, 10, wobei die kronenseitigen PVElemente jeweils einen PV-Giebel 7 bilden, ist für eine Ausrichtung in Nord-Süd-

Richtung vorgesehen.

In alternativer Weise zeigt die Figur 12 eine andere Art der Montage der PVElemente, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus kronenseitig angeordneten PV-Pultdächern 27 bestehen.

Eine solche Konfiguration ist für eine Ost-West-Richtung des Sonnenlaufs

bestimmt.

Nach dem weiteren Ausführungsbeispiel der Gruppe B wird anhand der Figuren 13 und 14 eine weitere Lärmschutzwand 30 beschrieben, die mit einer Schallfängervorrichtung 31 arbeitet, die auch mit der Ausführung einer

Lärmschutzwand 1, 1a, 1b verwendet werden kann.

Wie im allgemeinen Teil angegeben, kann die in den Figuren 13 und 14 dargestellte Schallfängervorrichtung 31 entweder vor einer Hartwand 2 oder einer aus

Säulenkörpern 4 bestehende Vorsatzschale montiert werden.

Die gezeigte Schallfängervorrichtung 31 ist universell einsetzbar; sie kann auch in Innenräumen als Resonanzabsorber eingesetzt werden und kann an beliebigen

flächigen Bauteilen im Straßenraum eingesetzt werden.

Aus Figur 13 ergibt sich, dass die Schallfängervorrichtung 31vor die Frontseite 46 der Lärmschutzwand 30 vorgehängt ist, wobei die Schallfängervorrichtung 31 aus reihenweise und spaltenweise angeordneten Hohlröhren 32 besteht, die dicht und sich gegenseitig berührend nebeneinander und übereinander angeordnet sind und

somit eine Matrix-Anordnung 33 bilden.

Die vorderseitigen, gegen die Schallquelle geöffneten Schlucköffnungen 38 sind in einer vertikalen Ebene ausgerichtet, die Bodenseite 39 und die Deckenseite 40

jeder Röhre 32 sind jedoch schräg nach oben gerichtet, wie sich aus Figur 14 ergibt.

In Figur 14 ist ein Teil der Matrix-Anordnung 33 nach Figur 13 vergrößert und

schematisiert dargestellt.

Die Mitten-Längsachse 35 durch jede Röhre 32 ist schräg nach unten gegen eine

Horizontale 36 gerichtet und bildet mit dieser einen Winkel 37, der kleiner als 90° 10 ist.

Eine in die in vertikaler Ebene ausgerichtete Schlucköffnung 38 eintretende Schallwelle 21, die den Schallpfad 41 ausbildet, wird deshalb zunächst im Innenraum der Röhre 32 an einer ersten Reflexionsstelle 42 reflektiert und von dort

15 In eine gegenüberliegende Reflexionsstelle 32‘ und von dort aus wiederum in eine weitere Reflexionsstelle, bis die Schallwelle nach mehrfacher Umlenkung auf die bevorzugt weiche und schallschluckende Oberfläche im Bereich der Anschlussöffnung 45 der Röhre 32 auf die Frontseite 46 der Lärmschutzwand 30 auftrifft.

20 Nur noch geringe Schallanteile, die von der Frontseite 46 rückwärts als Rückwärtsschall 43 reflektiert werden, interferieren mit den in Gegenrichtung laufenden Schallpfad 41, so dass es in bestimmten Frequenzbereichen zu einer Schallauslöschung 44 im Innenraum der Röhre 32 kommt. In anderen

25 Frequenzbereichen wird eine wesentliche Dämpfung erzielt.

Damit wird eine besondere Art einer Schallfängervorrichtung 31 in Verbindung mit einer Lärmschutzwand 30 beschrieben, die entweder mit einer Hartwand 2 oder mit einer vor der Hartwand 2 sitzenden Vorsatzschale 3 zusammenarbeitet.

30 Das gezeigte Ausführungsbeispiel nach den Figuren 13 und 14 ist deshalb nicht einschränkend zu verstehen, weil die Kombinationsmöglichkeiten einer in Figur 13 dargestellten Schallfängervorrichtung 31 mit beliebigen Wandelementen gegeben

sind. Eine solche Schallfängervorrichtung 31 kann deshalb auch in Verbindung mit

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der Lärmschutzwand 1, 1a, 1b nach den Figuren 1 bis 12 verwendet werden. Sie kann dabei entweder an der Vorsatzschale 3 oder der dahinter liegenden Hartwand 2 befestigt werden. Bei der Befestigung auf der Hartwand greift die Schallfängervorrichtung 31 mit ihren Röhren 32 durch fensterartige Ausschnitte in

der aus Säulenkörpern 4, 4a, 4b, 4c bestehenden Vorsatzschale 3

Zeichnungslegende

1 Lärmschutzwand a, b 2 Hartwand

3 Vorsatzschale

4 Säulenkörper a, b, c 5 Gabione

6 Erdboden

7 PV-Giebel

8 Teilung

9 PV-Konsole

10 PV-Konsole

11 PV-Fenster

12 PV-Elemente

13 Fensterbank

14 Anschlussträger 15 Leitblech a, b, c 16 Abstandsraum

17 Füllmaterial

18 Drahtkorbgeflecht 19 Verankerung

20 Dämmmaterial

21 Schallwelle

22 Pfeilrichtung

23 Reflexionsschall 24 Drahtgeflecht

25 Maschenweite

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26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Fahrbahn PV-Pultdach

Lärmschutzwand Schallfängervorrichtung Röhre Matrix-Anordnung Rechteckrohr Längsachse Horizontale

Winkel Schlucköffnung Bodenseite Deckenseite Schallpfad (einwärts) Reflexionsstelle Rückwärtsschall Schallauslöschung Anschlussöffnung Frontseite

Abstand (zur Hartwand) Halbrundprofil Außenprofil a, b, c Abstand (gegenseitig) Freiraum Frontscheibe (von 15)

Profilschenkel

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Claims (23)

10 19 Patentansprüche

1. Lärmschutzwand (1, 1a, 1b) mit verbesserter Schallabsorption bestehend aus einer Hartwand (2), vorzugsweise aus Beton und/oder Hohlblocksteinen oder dgl,, und einer vor der Hartwand (2) vorgesetzten Vorsatzschale (3) bestehend aus parallel zueinander angeordneten und aufrecht stehenden Säulenkörpern (4, 4a, 4b, 40), die mit einem Füllmaterial (17) befüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) in einem solchen Abstand (47) vor der Hartwand (2) angeordnet sind, dass sich im Zwischenraum zwischen der Frontseite (46) der Hartwand (2) und dem der Hartwand (2) nächst liegenden Außenumfang der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) ein schallreflektierender und/oder schallschluckender,

eine Luftschicht bildender Abstandsraum (16) angeordnet ist.

2. Lärmschutzwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den

15 Außenumfang der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) gerichtete Frontseite der Hartwand

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(2) als Profil ausgebildet ist, das der Profilform der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c)

entspricht.

3. Lärmschutzwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Außenumfang der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) gerichtete Frontseite der Hartwand (2) als Halbrundprofil (48) geformt ist, dessen Radius dem Radius der

Säulenkörper angepasst ist, (Fig. 1-4).

4.Lärmschutzwand nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Angleichung des Halbrundprofils (48) der Hartwand (2) und dem Außenprofil (49, 49a, 49b, 49c) gebildete, halbrund profilierte Abstandsraum (16) eine schallreflektierende und/oder schallschluckende Luftstrecke gleichmässiger Dicke ausbildet, (Fig. 1-4).

5. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Außenumfang der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) gerichtete Frontseite der Hartwand (2) als ebene Wand ausgebildet ist und dass sich der

dadurch gebildete Abstandsraum (16) von dem zwischen den Säulenkörpern

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gebildeten Abstand (51) in Richtung auf die Hartwand (2) konisch verengt, (Fig. 69).

6. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) aus einem mit einem Füllmaterial (17) befüllten, aufrechtstehenden Drahtkorb (24, 25) besteht, der mit abstandshaltenden Mitteln im Abstand (47) unter Bildung eines Abstandsraumes (16) vor der Hartwand

(2) angeordnet ist.

7. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) aus einer aus gepressten Füllmaterial

bestehenden drahtkorbfreien Säule besteht.

8. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) unter Bildung eines solchen Abstandes (50) parallel und nebeneinanderstehend angeordnet sind, dass ein Freiraum (51)

zwischen den zueinander benachbarten AußRenumfängen gebildet ist.

9. Lärmschutzwand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im berührungsfreien Freiraum (51) zwischen den Säulenkörpern (4, 4a, 4b, 4c) ein Leitblech (15, 15a, 15b, 15c) angeordnet ist, das den Abstandsraum (16) zwischen

benachbarten Säulenkörpern teilt.

10. Lärmschutzwand nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (15, 15a, 15b, 15c) mit der Frontseite 46, 48) der Hartwand (2) verbunden ist und mit einem Profilschenkel (53) den Freiraum (51) zwischen den benachbarten

Säulenkörper unterteilt.

11. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Säulenkörpern (4, 4a, 4b, 4c) und der Frontseite der Hartwand (2) gebildete Abstandsraum (16) mindestens teilweise mit einem schallschluckenden Dämmmaterial (20) ausgekleidet ist oder mit einem

schüttfähigen Material ausgefüllt ist.

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12. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilform der Säulenkörper (4, 4a, 4b, 4c) kreisförmig

oder oval oder rechteck- oder rautenförmig oder quadratisch ist.

13. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lärmschutzwand (1, 1a, 1b) PV-Module (9, 10; 7,

27) angeordnet ist.

14. Lärmschutzwand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von PV-Modulen als PV-Giebel (7) oder als PV-Pultdach (27) die oberen

Stirnseiten der Lärmschutzwand (1a, 1b) abdeckt.

15. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass PV-Elemente (12) als PV-Fenster (11) in die

Lärmschutzwand (1, 1a, 1b) eingesetzt sind und diese durchbrechen.

16. Lärmschutzwand nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass PV-Elemente in der Art von schräg nach oben gerichteten

PV-Konsolen (9, 10) an der Lärmschutzwand angeordnet sind.

17. Lärmschutzwand (30) mit verbesserter Schallabsorption bestehend aus einer Hartwand (2) oder einer aus Füllmaterial (17) bestehenden Wand (3) oder aus einer mit Füllmaterial (17) befüllten Wand aus Gabionen, an deren Frontseite (46) ein oder mehrere Schallfängervorrichtungen (31) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallfängervorrichtung (31) aus reihen- und spaltenweise angeordneten, zur Schallquelle hin vorderseitig geöffneten Röhren (32) besteht, deren rückseitige Anschlussöffnungen (45) bündig auf der Frontseite

(46) der Lärmschutzwand (30) anschliessen.

18. Lärmschutzwand (30) nach Anspruch 17 und/oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (35) der Röhren (32) schräg im Winkel (37) gegen eine Horizontale

(36) nach unten geneigt ausgerichtet ist.

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19. Lärmschutzwand (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (32) als Rechteckoder Quadratröhren in einer sich formschlüssig gegenseitig berührenden

Matrixanordnung angeordnet sind.

20. Lärmschutzwand (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der schallaufnehmenden Schlucköffnungen (38) vertikal ist und dass jede Röhre (32) zueinander parallele Decken- und Bodenseiten (39, 40) und zueinander parallele

Seitenwände aufweist.

21. Lärmschutzwand (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die schallschluckende Eigenschaft der matrixartig angeordneten, schräg nach unten gerichteten Röhrenanordnung (31, 32) auf der mehrfachen Umlenkung der Schallwellen im Innenraum der jeweiligen Röhre (32) in Richtung auf die Fronseite (46) der Wand (1 oder 2) beruht.

22. Lärmschutzwand (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die schallschluckende Eigenschaft der matrixartig angeordneten, schräg nach unten gerichteten Röhrenanordnung (31, 32) auf einer auf Interferenz beruhenden Schallauslöschung des eingeleiteten Schallpfades (41) in Verbindung mit dem an der Frontseite (46) der Wand (2 oder 3) reflektierten Rückwärtsschalls (43) beruht.

23. Lärmschutzwand (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Röhre (32)

aufgeraut und/oder mit einem schalldämmenden Material ausgekleidet ist.