CZ33933U1 - Akustický panel zejména pro protihlukové stěny u dopravních staveb - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká akustického panelu zejména pro stavbu protihlukové stěny u dopravních staveb v blízkosti ostatní zástavby.

Dosavadní stav techniky

Problematice hluku u dopravních staveb se věnuje velká pozornost. Negativní dopady hluku na životní prostředí a zdraví obyvatel jsou dobře známé. Základním řešením pro redukci hlukové zátěže jsou protihlukové stěny. Jde o samostatné konstrukce, kde limitující pro jejich výstavbu mohou být prostorové nároky pro konstrukci zdí a výškové omezení.

Možnosti dodatečné modifikace těchto stěn jsou omezené. Přitom je častá změna požadavků na protihluková opatření ještě během životnosti těchto stěn. Nárůst dopravního zatížení a zastavování území v okolí komunikací vede velmi často ke zvyšování stěn. Pouze v omezeném rozsahu lze tento požadavek řešit nastavování stávajících konstrukcí. Výrazně častější je kompletní náhrada stěn, tj. demolice stávajících a výstavba zcela nových.

Zvuková zátěž v důsledku dopravy se může dále zhoršit vlivem odrazivých konstrukcí v blízkosti komunikací. Jedná se především o opěrné nebo zárubní zdi odrážejících hluk. Další kritickým místem jsou vyústění tunelů a zvuk šířící se od tunelových portálů. Extrémně nepříznivým případem pak může být kombinace uvedených konstrukcí v blízkosti obytné zástavby. Přitom se nejedná, především u městských tunelů, o neobvyklé řešení, na tunely často navazují po obou stranách komunikace odrazivé zdi.

Pro výstavbu opěrných nebo zárubních zdí se používají převážně masivní konstrukce, jejichž čelní plocha odráží zvuk. Jedná se o zvukově odrazivé konstrukce nebo o konstrukce s malou pohltivostí zvuku.

V případě odrazivých betonových zdí a koncových částí tunelů je možnost využití protihlukových stěn pro redukci hluku omezena prakticky na využití stěn pro zvýšení těchto zdí. Z prostorových důvodů a ekonomických důvodů není jiná kombinace s opěrnými stěnami běžná. Určité řešení, ale v podmínkách střední Evropy málo rozšířené, je využít pro redukci zvuku na masivních konstrukcích pohltívých obkladů. Obkladové prvky jsou upevňovány na tyto konstrukce. Známé je využití pohltívé vaty, která je krytá plechovou konstrukcí z děrovaného plechu. Nevýhodou pak je omezená životnost. Pohltivá vata je náchylná na znečištění. Přitom zatížení vnějším prostředím a znečištění je u těchto dopravních staveb extrémní. Jde především o posypové materiály požívané pro údržbu komunikací v zimním období i o běžné znečištění komunikací při provozu. Možnost vyčištění vaty zanesené drobnými částicemi z komunikací je prakticky nemožná. Z hlediska zátěže pro životní prostředí je nutno řešit problematiku výplňové vaty po ukončení funkčnosti stěny.

Známé jsou též obkladové prvky využívající lehkého betonu. Ten může být vytvořen z různých materiálů. Jde o předem přesně definované obkladové prvky, které se vyrábějí ve specializovaných výrobnách. Recyklace prvků vyžaduje speciální techniku.

Pro tyto konstrukce je nezbytné stanovení přesných rozměrů před zadáním do výroby. U stávajících konstrukcí provedených v určitých geometrických tolerancích může být zaměření geometrie problematické a kopírování tvaru těchto konstrukcí obkladovými prvky si může vyžádat množství nákladných atypických dílců.

- 1 CZ 33933 U1

Rozšíření obkladů stěn výše uvedených typů je v podmínkách střední Evropy omezené.

V případě prefabrikovaných opěrných zdí je situace totožná, jako u masivních.

Dalším známým a v současnosti oblíbeným řešením zdí jsou gabionové konstrukce. U gabionových konstrukcí jsou rozměry kameniva voleny pro optimální technologii výstavby, dosažení vhodného vzhledu a z hlediska trvanlivosti a stability. Z toho plynou rozměry a barevnost kameniva, které je větších rozměrů. Ani vlastní gabionové sítě vzhledem k velikosti ok neumožňují využití menšího kameniva. Z hlediska zvukové pohltivosti není větší kamenivo vhodné.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky do určité míry odstraňuje akustický panel, zejména pro protihlukové stěny u dopravních staveb, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že obsahuje koš, jehož alespoň přední sténaje opatřena průchozími otvory o velikosti 0,8 až 1,5 mm a koš je naplněn výplní z drobného lehkého kameniva oválného tvaru o velikosti 2 až 5 mm, přičemž šířka koše odpovídá požadavkům na zvukovou pohltivost.

Alespoň přední stěna koše může být tvořena děrovaným plechem z hliníku, děrovaným ocelovým plechem s protikorozní ochranou nebo drátěnou sítí. Koš je s výhodou opatřen nosným rámem. Koš je ve výhodném provedení opatřen prvky pro vzájemné spojení sousedních košů a/nebo připevnění košů k opěrné zdi. Koš může mít různé tvary prostorového tělesa jako jsou hranol, komolý jehlan, komolý kužel, válec a n-stěn, kde n je 4 až 12.

Předmětná konstrukce vytvořená z takovýchto akustických panelů využívá pro zajištění zvukové pohltivosti volně sypaného drobného lehkého kameniva. Vlastní panel se sestává z nosného koše vyplněného kamenivem. Koš je vytvořen děrovanými obvodovými deskami a dle potřeby je ztužen např. rámem. Děrované desky mohou být nahrazeny kombinací sítě s malými oky a rámu.

V běžném provedení jsou čelní desky tvořeny děrovaným plechem, který může být ocelový s protikorozní ochranou, hliníkový nebo lze využít kompozitních materiálů. Koš je zaplněn lehkým kamenivem. Malé otvory v čelních plochách umožňují použití drobného kameniva, které je pro akustickou funkci nezbytné. Přesně určená velikost otvorů v plechu a stanovená velikost kameniva zajišťují funkčnost panelu. Vhodná volba těchto parametrů a tloušťka panelu umožňuje dosáhnout výborných hodnot zvukové pohltivosti.

Vzhledem ke konstrukčnímu uspořádání - lehké koše a volně sypané kamenivo se jedná se o konstrukci 100 % recyklovatelnou a snadno demontovatelnou bez využití speciální techniky.

Lehké kamenivo volně nasypané vytvoří kanálky vytvářející oboustranně prostupný multicelulámí vzduchový labyrint, kde se pak zvuková energie prostupující tímto labyrintem tlumí třením vzduchových částic o velkou plochu částic a akustická energie se pak přeměňuje na energii tepelnou.

Výhodou těchto prvků je tvarová variabilita pro výslednou konstrukci, kterou lze dosáhnout i s využitím standardních prvků pouhým vy skládáním v požadované geometrii. Rozměry, zejména tloušťka konstrukce zajišťuje deklarované akustické parametry. Tuto konstrukci lze využít jako dodatečný obklad nebo přímo jako samonosnou stěnu přenášející veškerá zatížení.

Další výhodou je snadná doprava a montáž. Vlastní koše jsou velmi lehké, doplnění lehkým kamenivem je předpokládané na místě.

Koše mají vysokou variabilitu. Koše mohou být tvarově rozmanité dle návrhu architekta. Např. pravoúhlého tvaru, zkosené, válcové. Koše mohou být osazeny samostatně nebo sestaveny do

-2 CZ 33933 U1 stěn, případně ztuženy vzájemným propojením. Vlastní konstrukce z košů je modifikovatelná. Úprava rozměrů výsledné stěny sestávající se z panelů, resp. doplňování další panelů, tj. košů ke stávající konstrukci je možné.

V případě potřeby se prvky skládají s odskoky dle šikmosti obkládané konstrukce. Dle potřeby je možné rovněž prvky kotvit do stávající opěrné zdi s využitím běžných technologií, např. lepené kotvy do vrtů.

Vzhled stěny je dán tvarem panelů, tj. košů, geometrií vyskládání panelů a dále pak provedením děrovaných ploch a barevností. U kovových prvků lze volit prakticky libovolně dle příslušných vzomíků barev.

Koše s lehkým kamenivem jsou výrazně méně náchylné na znečištění než jiné typy konstrukcí. Prvky tvořené rámem koše, děrovaným plechem a lehkým kamenivem jsou drenážní, voda snadno odtéká děrovaným plechem. Kamenivo je tvarově stabilní, není citlivé na vodu, lze ho případně i čistit.

Jedná se o tvarově velmi variabilní skládanou akustikou konstrukci využitelnou pro obklady stávající odrazivých opěrných zdí nebo může být využita jako nová akustická konstrukci. Provedení čelní plochy umožňuje splnění architektonických požadavků. Řešení má minimální nároky z hlediska dopravy a montáže. Vlastní panely jsou plně recyklovatelné.

Objasnění výkresů

Akustický panel podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je svislý řez akustickou stěnou. Na obr. 2 je objasněno provedení prvku. Na obr. 3 je naznačeno využití uvedeného systému jako dodatečného řešení pro stávající opěrnou zeď.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladný akustický panel 1 pro protihlukové stěny u dopravních staveb dle obr. 2 je tvořen konstrukčním košem 2. Boky koše 2 vytváří děrované desky - stěny, které jsou opatřeny průchozími otvory o velikosti 1,0 mm a jejich rozteč je 2 mm. Výplň 3 panelu 1 je provedena z lehkého sypaného kameniva oválného tvaru o velikosti 2 až 5 mm zajišťujícího zvukovou pohltivost. Šířka koše 2 odpovídá požadavkům na zvukovou pohltivost. Koš 2 je opatřen nosným rámem a prvky pro vzájemné spojení sousedních košů 2 a/nebo připevnění košů 2 k opěrné zdi. Koš 2 je ve tvaru hranolu.

V dalším provedení je alespoň přední stěna koše 2 tvořena děrovaným plechem z hliníku nebo děrovaným ocelovým plechem s protikorozní ochranou, s průchozími otvory o velikosti 0,8 mm, a ještě v dalším příkladném provedení je alespoň přední stěna koše 2 tvořena drátěnou sítí s průchozími otvory o velikosti 1,5 mm.

Na obr. 1 je svislý řez akustickou zdí, kde vlastní akustické panely 1, jsou osazeny s odskokem. Celní pohledová plocha koše 2 je vytvořena děrovanými deskami. Zdrojem hluku je provoz na přilehlé komunikaci.

Na obr. 3 je naznačeno využití uvedeného systému jako dodatečného řešení pro stávající opěrnou zeď. Obklad z akustických panelů 1 je předsazen před stávající konstrukci, přičemž může být zcela samostatný nebo kotvený kotvami. Stávající opěrná zeď je odrazivou konstrukcí z monolitického betonu.

-3 CZ 33933 U1

Příkladné provedení panelů 1 je následující. Délka panelu 1,5 m, výška 1 m a tloušťka je 40 cm. Pohltívá výplň 3 je tvořena lehkým kamenivem Liapor. Lehké kamenivo je oválného tvaru o velikosti 2 až 4 mm.

Nejprve je zhotoven nosný rám opatřený protikorozní ochranou, doplněn obvodovými deskami z děrovaného hliníkového plechu, tím je vytvořen vlastní koš 2. Koš 2 je dopraven na stavbu. Zeď je vyskládána z jednotlivých košů 2, koše 2 se vyplňují drobným lehkým sypaným kamenivem po osazení do definitivní polohy. Kamenivo se dopravuje v pytlích od výrobce.

Průmyslová využitelnost

Akustický panel podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění u protihlukových zdí zejména u dopravních staveb v blízkosti obyvatelné zástavby.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Akustický panel (1), zejména pro protihlukové stěny u dopravních staveb, vyznačující se tím, že obsahuje koš (2), jehož alespoň přední sténaje opatřena průchozími otvory o velikosti 0,8 až 1,5 mm a koš (2) je naplněn výplní (3) z drobného lehkého kameniva oválného tvaru o velikosti 2 až 5 mm.
2. 2. Akustický panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň přední stěna koše (2) je tvořena děrovaným plechem z hliníku.
3. 3. Akustický panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň přední stěna koše (2) je tvořena děrovaným ocelovým plechem s protikorozní ochranou.
4. 4. Akustický panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň přední stěna koše (2) je tvořena drátěnou sítí.
5. 5. Akustický panel podle nároku 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že koš (2) je opatřen nosným rámem.
6. 6. Akustický panel podle kteréhokoli z nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že koš (2) je opatřen prvky pro vzájemné spojení sousedních košů (2) a/nebo připevnění košů (2) k opěrné zdi.
7. 7. Akustický panel podle kteréhokoli z nároku 1 až 6, vyznačující se tím, že koš (2) je ve tvaru prostorového tělesa vybraného ze skupiny hranol, komolý jehlan, komolý kužel, válec a n-stěn, kde n je 4 až 12.