CZ2006363A3 - Protihlukový panel - Google Patents

Abstract

Protihlukový panel jako stavební dílec protihlukových clon, budovaných napríklad podél dálnic, silnic, železnic, letišt a prumyslových podniku, na silnicních a železnicních mostech a jiných visutých konstrukcích, zabranujících šírení zdraví škodlivého hluku, vznikajícího motocyklovým, automobilovým, železnicním a leteckým provozem a provozem prumyslových podniku, je tvoren dutou lamelou (1), uzpusobenou jednak pro upevnení v nosné konstrukci (3)a jednak pro její vodorovné usporádání v clonové soustave, pricemž dutá lamela (1) je alespon po jedné své celní ploše, privrácené ke zdroji hluku, opatrena nejméne jedním perforovaným akustickým spoilerem (5).

Description

Protihlukový panel (57) Anotace:

Protihlukový panel jako stavební dílec protihlukových clon, budovaných například podél dálnic, silnic, železnic, letišť a průmyslových podniků, na silničních a železničních mostech a jiných visutých konstrukcích, zabraňujících šíření zdraví škodlivého hluku, vznikajícího motocyklovým, automobilovým, železničním a leteckým provozem a provozem průmyslových podniků, je tvořen dutou lamelou (1), uzpůsobenou jednak pro upevnění v nosné konstrukci (3) a jednak pro její vodorovné uspořádání v clonové soustavě, přičemž dutá lamela (1) jc alespoň po jedné své čelní ploše, přivrácené ke zdroji hluku, opalřena nejméně jedním perforovaným akustickým spoilerem (5).

CZ 2006 - 363 A3

• · φ φ φ φ « φ φ φ · φ φ · φ ··· φ φ * * φ φφφ*

Protihlukový panel

Oblast techniky

Vynález se týká protihlukového panelu jako stavebního dílce pro budování protihlukových clon v oblasti zejména dopravního stavitelství.

Dosavadní stav techniky

Emise hluku a vibrací, šířící se od dopravních staveb, jsou jednou z významných složek negativního dopadu dopravy na životní prostředí. Intenzita hluku, šířící se ve formě vibrací, je ovlivňována zejména konstrukčním uspořádáním souvrství pod povrchem komunikace. Přenos vibrací nej lépe tlumí vložené pružné vrstvy, které jej minimalizují. Exponované nové tratě a silnice, zejména v městské zástavbě, jsou budovány s těmito tlumícími vrstvami, které ve výsledku zvyšují komfort užívání a bezpečnost přilehlých staveb. Hluk, šířící se z dopravy vzduchem, zpravidla zasahuje větší plochu podél komunikací, a svým specifickým spektrem a intenzitou může mít negativní dopad zejména na zdraví obyvatel, zasažených jeho nepovolenými hladinami. Mezi základní opatření, omezující expozici hlukem takto zasaženého obyvatelstva, patří zejména výstavba protihlukových clon. Ty se z hlediska funkce dělí do dvou základních skupin na pohltivé a odrazivé. Z hlediska konstrukce mohou být průhledné a neprůhledné, z hlediska materiálové základny betonové, dřevěné, plastové či z umělého kamene a jiných materiálů. Hlavní funkce odrazných clon spočívá ve vložení clony (překážky) proti směru šíření hluku a jeho vychýlení nejlépe opačným směrem. Pohltivé clony jsou naopak navrženy tak, aby samy absorbovaly dopadající hluk, a tak zabránily jeho dalšímu • ··· > · · · • · 1 φ · «

šíření. Jedná se o jednu část akustických požadavků, tzv. zvukovou pohltivost. Druhá část akustických požadavků je dána parametrem, který ovlivňuje množství hluku, jež projde skrz protihlukovou clonu, tzv. vzduchovou neprůzvučností. Tento parametr je ovlivňován zejména plošnou hmotností protihlukové clony. Zvuková pohltivost protihlukových clon je významným parametrem, který je ovlivňován materiálovými vlastnostmi povrchu přivráceném ke zdroji hluku. Pohltivost zajišťují akustické porézní pohlcovače (např. minerální vata). Vzhledem ke spektru silničního a Železničního hluku aplikace pouze porézního pohlcovače vede k jeho poměrně velké tloušťce, jsou tedy potřeba efektivnější řešení při využití materiálů, která současně vedou k lepšímu přizpůsobení funkce zvukové pohltivosti celého spektra silničního a železničního hluku. Tohoto cíle lze s výhodou dosáhnout aplikací membránových a nebo helmholtzových rezonátorů, které při určitých frekvencích dosahují žádoucích parametrů. Aby tento efekt nebyl pouze úzkopásmový, jsou rezonátory doplňovány akustickými porézními pohlcovači. Výsledkem spojení obou principů je vyšší úroveň pohlcení na všech frekvencích silničního a železničního hluku.

Nej různější konkrétní protihlukové stěnové konstrukce a protihlukové clony jsou známy z mnoha patentových spisů. Například z německého patentového spisu DE-OS 42 19 946 je pro tyto protihlukové clony známý stěnový dílec, tvořený dvěma stěnovými betonovými vrstvami, opatřenými otvory a propustnými pro zvuk, mezi nimiž je upraven násyp, sestávající z 50% ze zeminy a z 50% z materiálů pohlcujících vlhkost, jako je drť z cihel a pod.. Obdobně je vytvořen i betonový stěnový díl podle českého patentového spisu č. 284240, který je opatřen na jedné straně porézní absorpční vrstvou, která sestává z vrstvy propustné pro zvuk, opatřené otvory, za níž je upraven násyp, sestávající v podstatě pouze z volných minerálních křemičitých částic.

499

999 • 9

Protihlukové stěny ze dřeva a dřevěných kompozitu jsou známé např. ze spisu WO99/24670. Dřevěné protihlukové stěny mohou být dále opatřeny nej různějšími zvuk pohlcujícími rohožemi. Tyto rohože přitom představují základní složku hlukové pohltivosti, dřevěné konstrukce mají za úkol kromě pomocné složky hlukové pohltivosti hlavně zajistit co nejvyšší vzduchovou neprůzvučnost. Celá konstrukce musí být samozřejmě odolná proti poryvům silného větru a nesmí se zbortit vlivem vlastní hmotnosti.

Ze spisu EP 1 149 952 je dále známá i protihluková stěna, sestávající z masivních dřevěných desek, opatřených podélnými drážkami, otevřenými směrem ke zdroji hluku. Z dalších patentových spisů je známá např. protihluková bariéra podle EP i 077 446, vytvořená z panelů zvuk pohlcujícího materiálu, kterým může být minerální vlna nebo skleněná vata, ve spisu WO99/22075 je popsána protihluková stěna, obsahující několik vrstev minerálního vlněného rouna o různé hustotě, nebo ze spisu W001/086070 je známá konstrukce protihlukové stěny s akustickým izolačním panelem, sestávajícím v podstatě z jakékoli vlny z vhodného syntetického sklovitého vlákna.

Dále je známo řešení protihlukového panelu dle CZ PV 2003-3502, sestávajícím ze zvukopohltivé akustické konstrukce, která je ze své přední strany, přivrácené ke zdroji hluku, opatřena alespoň jedním profilovým a/nebo deskovým rezonančním retardérem, tvořeným profilovými lamelami, které mezi sebou vytvářejí zvuk jímající podélné vstupní štěrbiny, ústící do podélných vnitřních komor, přičemž profilové lamely jsou uspořádány do rezonanční soustavy.

Nevýhodou těchto složitějších konstrukcí protihlukových panelů je jejich značná výrobní a materiální náročnost a tím i jejich vysoké pořizovací náklady.

• ··· to « to • · « • ·*·

Specifickým problémem je budování protihlukových stěn například na mostech a různých visutých železobetonových a ocelových konstrukcí, které nemohou být zatěžovány žádnými materiály, které by zhoršovaly jejich statickou bezpečnost. I z tohoto hlediska je proto použití výše uvedených konkrétních protihlukových stěn na těchto místech značně problematické.

Silniční a železniční hluk je přitom tím nebezpečnější, čím z větší výšky na chráněné území působí, neboť, zasahuje i do velmi vzdálených oblastí od zdroje. Velmi intenzivně se proto uzavírají protihlukovými stěnami dopravní stavby zejména na mostech, aby tomuto nebezpečnému jevu zabránily. Protihlukové stěny pro tyto účely se například budují z transparentních odrazivých plastů, které ale často způsobují, že odražený hluk z mostu dopadá i do několik set metrů vzdálených míst. Proto je lépe tyto stěny sestavovat z perforovaných hliníkových panelů, vyplněných akustickým porézním pohlcovačem. Cena těchto panelů je ale značně vysoká a také požadavky na jejich montáž neúměrně náročné.

Podstata vynálezu

Tyto nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny protihlukovým panelem jako stavebním dílcem protihlukových clon, budovaných například podél dálnic, silnic, železnic, letišť a průmyslových podniků, na silničních a železničních mostech a jiných visutých konstrukcích, zabraňujících šíření zdraví škodlivého hluku, vznikajícího motocyklovým, automobilovým, železničním a leteckým provozem a provozem průmyslových podniků, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen dutou lamelou, uzpůsobenou jednak pro upevnění v nosné konstrukci a jednak pro její vodorovné uspořádání v clonové soustavě, přičemž dutá lamela je alespoň po jedné své čelní ploše,

A přivrácené ke zdroji hluku, opatřena nejméně jedním perforovaným akustickým spoilerem.

Výhodou protihlukového panelu podle vynálezu je jeho nízká hmotnost, rychlost a jednoduchost jejich kompletace. Uspořádání dutých lamel, tvořících po složení protihlukovou clonu, do vodorovné polohy v nosné konstrukci, tvořené např. železobetonovými či ocelovými nosnými sloupy, spolu s tuhostí profilu duté lamely umožňuje zvětšení rozpětí nosných sloupů až na 6 m, čímž jsou mimo jiné o polovinu snížené náklady na zakládání. Clonu z protihlukových panelů dle vynálezu lze montovat bez těžké mechanizace, takže je vhodná nejen pro mosty, ale i pro nepřístupná místa, kam se dopravní prostředky a jeřáby nemohou dostat, a to i do výšek přesahujících 10 m.

Při osazení dutých lamel protihlukového panelu perforovanými akustickými spoilery pouze z jedné své čelní plochy slouží z nich sestavená protihluková clona jako jednostranně pohltivá, při osazení z obou čelních ploch jako oboustranně pohltivá, a to vždy s vysokým stupněm vzduchové neprůzvučnosti. Protihluková clona z dutých lamel bez těchto perforovaných akustických spoilerů by sloužila pouze jako protihluková clona odrazivá.

Podstata vynálezu spočívá dále v tom, že perforovaný akustický spoiler je s výhodou tvořen čelní perforovanou stěnou, pod níž jsou vytvořeny zvukopohltivé komory. Rovněž s výhodou je perforovaný akustický spoiler pod zvukopohltivými komorami alespoň částečně vyplněn akustickým porézním pohlcovačem, např. minerální rohoží. Perforace čelní perforované stěny se může pohybovat v rozmezí 5 až 50 % její celkové plochy. Perforovaný akustický spoiler, částečně nebo zcela vyplněný akustickým porézním pohlcovače, nebo i nevyplněný, tvoří po osazení na dutou lamelu soustavu helmholtzových rezonátorů, naladěných na pohlcování normalizovaného spektra silničního a železničního hluku.

» »·« • » • » • * • ·«· · * ♦ · · *

Perforovaným akustickým spoilerem lze jednotlivé duté lamely resp. z nich sestavenou protihlukovou clonu opatřit jak při její montáži, tak i dodatečně, na jedné, druhé nebo i po obou stranách. Perforovaný akustický spoiler zároveň plní funkci samosvorného zámku dutých lamel v protihlukové stěnové cloně sousedících protihlukových panelů.

Dutá lamela ve výhodném provedení protihlukového panelu podle vynálezu je tvořena extrudovaným recyklovaným nebo i novým plastem, přičemž pro její vodorovné uspořádání ve clonové soustavě je na svých bočních plochách rovněž s výhodou opatřena spojovacími zámky.

V případě požadavku na extrémně vysokou vzduchovou neprůzvučnost je vnitřní prostor duté lamely vyplněn neprůzvučnou výplní obvykle ze stabilizovaného kompaktního stavebního materiálu. Může to být např. nízkopevnostní beton, ale i umělý kámen na bázi geopolymeru, přičemž neprůzvučná výplň může být vytvořena jako monolit, odlitý do vnitřního prostoru duté lamely nebo jako prefabrikát. Plošná hmotnost je pak tak vysoká, že odpovídá vzduchové neprůzvučnosti okolo 40 dB. A to je úroveň, překračující i nejvyšší požadavky akustiků a hygieniků.

Z protihlukového panelu podle vynálezu vzhledem k tomu, že jej lze kompletně vytvořit z nevodivých materiálů a že jeho vodorovné uspořádání v protihlukové cloně nevyžaduje, na rozdíl od svislého uspořádání, použití jakýchkoli dalších obvykle kovových svorníků, je možno sestavit protihlukovou clonu elektricky nevodivou. Tyto protihlukové clony je proto možno budovat i podél elektrifikovaných železničních tratí v blízkosti trakčního vedení.

Protihlukový panel podle provedení splňuje nejvyšší které mají za úkol chránit vynálezu v jeho komplexním nároky na protihlukové clony, přírodu a zdraví člověka před jedním z nejnebezpečnějších neviditelných dopadů moderní civilizace, a účinně likviduje nebezpečný odpad, kterým je hluk v životním prostředí.

444 • 4 «44

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn pomocí výkresů konkrétního příkladu provedení protihlukového panelu podle vynálezu, kde znázorňuj e:

obr. 1 - příčný řez schématem protihlukového panelu obr. 2 - sestava dvou na sebe navazujících protihlukových panelů v prostorovém zobrazení obr, 3 - prostorové zobrazení části protihlukové stěnové clony

Příklad provedení

Protihlukový panel dle zobrazeného příkladného provedení sestává z duté lamely 1 obdélníkového profilu, vyplněné neprůzvučnou výplní £ z geopolymerního materiálu, v tomto případě odlitého do vnitřního prostoru duté lamely 1. Dutá lamela 1 je na jedné své čelní ploše, přivrácené ke zdroji hluku, opatřena perforovaným akustickým spoilerem 5.

Perforovaný akustický spoiler £ sestává z čelní perforované stěny 8, jejíž perforace je tvořena otvory, jejichž plocha tvoří v součtu 15 % z celkové plochy čelní perforované stěny 8.. Pod čelní perforovanou stěnou £ jsou vytvořeny zvukopohltivé komory 9 a pod nimi je zbývající prostor perforovaného akustického spoileru £ vyplněn akustickým porézním pohlcovačem 4, v tomto případě minerální rohoží.

A ·

Dutá lamela l je uzpůsobena jednak pro upevnění v nosné konstrukci i, tvořené zde svislými nosnými sloupy, a jednak pro její vodorovné uspořádání ve svislé clonové soustavě, přičemž je zcela tvořena extrudovaným recyklovaným plastem, opatřeným stabilizátory proti UV záření. Pro její vodorovné uspořádání ve svislé clonové soustavě je dutá lamela 1 na své spodní a horní vodorovné ploše opatřena spojovacími zámky 2 ve tvaru do sebe zapadajících trojúhelníkových ploch. Vnější plochy protihlukového panelu jsou pak opatřeny antireflexní stálobarevnou vrstvou.

Na obr.l je zároveň naznačena možnost připojení perforovaného akustického spoileru $ i na druhou svislou boční plochu duté lamely 1 pomocí jeho zasunutí do upevňovacích drážek 7.

Průmyslová využitelnost

Kromě již výše uvedených možností využití, lze protihlukový panel podle vynálezu použít i pro protihlukové obložení staveb a ke snížení hlukové zátěže v uzavřených prostorech, např. v továrních halách.

♦ » • · * *· * ·

- Q • · · »· » • · * · • · · ··* * · ·« » • · · ♦ 1 *· «* »«

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Protihlukový panel jako stavební dílec protihlukových clon, budovaných například podél dálnic, silnic, železnic, letišť, a průmyslových podniků, na silničních a železničních mostech a jiných visutých konstrukcích, zabraňujících šíření zdraví škodlivého hluku, vznikajícího motocyklovým, automobilovým, železničním a leteckým provozem a provozem průmyslových podniků, vyznačující se tím, že je tvořen dutou lamelou (1), uzpůsobenou jednak pro upevnění v nosné konstrukci (3) a jednak pro její vodorovné uspořádání v clonové soustavě, přičemž dutá lamela (1) je alespoň po jedné své čelní ploše, přivrácené ke zdroji hluku, opatřena nejméně jedním perforovaným akustickým spoilerem (5).

2. Protihlukový panel podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že perforovaný akustický spoiler (5) je tvořen čelní perforovanou stěnou (8), pod níž jsou vytvořeny zvukopohltivé komory (9).

3. Protihlukový panel podle nároku 2, vyznačuj ící se tím, že perforovaný akustický spoiler (5) pod zvukopohltivými komorami (9) je alespoň částečně vyplněn akustickým porézním pohlcovačem (4).

4. Protihlukový panel podle nároku 2, vyznačuj ící se tím, že perforace čelní perforované stěny (8) se pohybuje v rozmezí 5 až 50 % její celkové plochy.

5. Protihlukový panel podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m , že dutá lamela (1) je tvořena extrudovaným plastem.

« · •· «··*

6. Protihlukový panel podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že dutá lamela {1} je pro její vodorovné uspořádání ve clonové soustavě na svých bočních plochách opatřena spojovacími zámky (2).

7. Protihlukový panel podle alespoň jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vnitřní prostor duté lamely (1) je vyplněn neprůzvučnou výplní (6) .

8. Protihlukový panel podle nároku 7, vyznačuj ící se tím, že neprůzvučná výplň (6) je tvořena geopolymerním materiálem.

9. Protihlukový panel podle nároku 8, vyznačuj ící se t í m , že neprůzvučná výplň (6) z geopolymerního materiálu je vytvořena jako monolit, odlitý do vnitřního prostoru duté lamely (1).

10. Protihlukový panel podle nároku 8, vyznačuj ící se tím, že neprůzvučná výplň (6) z geopolymerního materiálu je vytvořena jako prefabrikát.

• ·

Obr.1 • ·*· e ··· • * · « · · ·· ·· v · * • · Μ · • * • · ·· «

• · « · · · * ·« ·*