CZ34790U1 - Gabion se zlepšenými akustickými vlastnostmi - Google Patents

Description

Gabion se zlepšenými akustickými vlastnostmi

Oblast techniky

Technické řešení se týká svařované a/nebo pletené drátěné konstrukce-gabionu se zlepšenými akustickými vlastnostmi, zejména s protihlukovými parametry pro následné sestavení do protihlukové stěny či clony. Konkrétně se technické řešení týká gabionu, se sypaným kamenivem, který navíc obsahuje ještě alespoň jednu v podstatě vertikálně orientovanou protihlukovou přídavnou vrstvu, nebo gabionu obsahujícího uvnitř celého svého objemu protihlukový materiál.

Dosavadní stav techniky

Ochrana proti stále se zvyšujícímu hluku z různých zdrojů, který je brán jako důsledek civilizačního rozvoje, se stále více dostává do popředí a nutnost řešit ji nejrůznějšími způsoby.

V ČR je značná část obyvatel zatížena hlukem z pozemní dopravy, a to zejména ve velkých městech, v okolí dálnic, hlavních komunikací a železničních koridorů.

Jedním z řešení, jak se tomuto zatížení účinně bránit, je použití speciálních stavebních konstrukcí - gabionů, tj. svařovaných nebo pletených drátěných konstrukcí, nebo jejich kombinací které se vyplňují přírodním nebo lomovým kamenivem a dalšími materiály - nejčastěji kamenivem nebo vhodnou zeminou.

Gabiony se následně sestavují do protihlukových stěn různých tvarů. Do velké míry záleží možnost jejich použití na fantazii architekta, projektanta silničních, železničních a vodohospodářských staveb, krajináře nebo ekologa.

U protihlukových stěn jako součástí liniových komunikací musí být tyto stěny kromě zajištění ochrany proti šíření hluku také stabilní za předpokládaných podmínek dlouhodobé funkce. Musí odpovídat hlediskům pasivní dopravní bezpečnosti, a i dobře esteticky působit.

Vzhledem ke stále se zvyšujícímu a intenzivnějšímu provozu na pozemních komunikacích a železnicích, a tedy ke stále většímu zatížení hlukem obyvatelstva kolem dopravních tepen vyvstává potřeba vyvinout gabiony, které by splňovaly náročnější kritéria na odstranění narůstajícího hluku. Tyto protihlukové stěny by dále měly, co nevíce splňovat kritéria zvukové pohltivosti a vzduchové neprůzvučnosti dle norem ČSN EN.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody a požadavky řeší gabion, zahrnující svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci, přičemž v uvedené konstrukci je uspořádána alespoň jedna zvukově pohltivá a/nebo vzduchově neprůzvučná vrstva.

Drátěná konstrukce gabionu je podle tohoto technického řešení s výhodou alespoň částečně vyplněna neprůzvučnou (či méně průzvučnou vrstvou), jíž je sypané kamenivo a alespoň jednou v podstatě vertikálně orientovanou zvukově pohltívou vrstvou, vzájemně oddělených od sebe.

V konkrétním výhodném provedení je uvnitř drátěné konstrukce gabionu instalovaná zvukově pohltivá vrstva vůči sypanému kamenivu ze strany přicházejícího hluku ohraničena alespoň jednou 3D rohoží, geotextilií nebo gabionovou svařovanou drátěnou sítí.

-1 CZ 34790 UI

Pomocí tohoto technického řešení lze aktivně snižovat negativní vlivy hluku prostředí v závislosti na výplni drátěné konstrukce gabionu, tj. začleněním alespoň jedné zvukově pohltivé a/nebo vzduchově neprůzvučné (či méně průzvučné) vrstvy či jejich vzájemné kombinace dle konkrétní potřeby.

Obecně neprůzvučnost vyjadřuje schopnost stavebního prvku omezovat přenos zvuku přenášeného vzduchem přes tento prvek z místa zdroje do místa příjmu.

Gabionový materiál, jímž je sypané kamenivo, je sám o sobě dílčím způsobem neprůzvučný, pro požadovanou úroveň neprůzvučnosti se do gabionu doplňuje jemnější materiál jako je zejména drcený štěrk zahrnující například jílovité hominy, křemen, pískovce, žuly, zeminu apod. nebo jejich směsi.

Obecně zvuková pohltivost materiálu je jeho schopnost pohlcovat dopadající zvuk.

Navzdory faktu, že zvuková pohltivost materiálu se měří na pevné zemi (laboratorně), konkrétní provedení gabionů se zvukově pohltivou vrstvou jsou stavěna jako vertikální, tj. stojí na zemi a svislým povrchem pohlcují zvuk směrem k objektu, který tím chrání, proto drátěná konstrukce gabionu podle tohoto technického řešení obsahuje uvnitř alespoň jednou vertikálně orientovanou zvukově pohltivou vrstvu, (případně s malými odchylkami od této orientace), a horizontální pohltivost se proto neuvažuje.

Zvukově pohltivou vrstvou pro řešení tohoto užitného vzoru je výhodně jakýkoliv vhodný

a) přírodní;

b) umělý;

c) a/nebo odpadní zvukově pohltivý materiál.

Přírodní zvukově pohltivý materiál může zahrnovat tzv. vulkanoklasty zahrnující úlomky vyvržené při sopečné erupci jako jsou tufy, pemza, lapilli, tefra a uloženiny pyroklastických proudů - ignimbrity, vulkanické sklo, čedičová hornina apod. nebo jejich směsi.

Výhodnými umělými zvukově pohltivými materiály je podle tohoto technického řešení lehčené kamenivo, zejména keramzit, perlit, experlit, kavitit, vermikulit, pěnové sklo, nebo agloporit, vláknité materiály, zejména minerální vata, jako je kamenná minerální vata, skelná nebo čedičová minerální vata, nebo jejich směsi.

Jako výhodný zvukově pohltivý materiál podle tohoto technického řešení je i odpadní zvukově pohltivý materiál, jako jsou škvára, struska, s výhodou vysokopecní struska nebo strusková pemza apod., nebo jejich směsi.

Podle provedení tohoto řešení se jako zvukově neprůzvučný (či méně průzvučný) materiál výhodně použije kamenivo-drcený štěrk s frakcí od asi 16 až asi 125 mm.

Původci tohoto technického řešení zjistili, že v průřezu u základny drátěné konstrukce je poměr mocnosti zvukově pohltivé vrstvy k mocnosti sypaného kameniva asi od 1:1,5 do 1:40.

Výhodným provedením tohoto řešení je i provedení gabionu, který je alespoň na části svého povrchu ozeleněn a lze jej tak využít i jako podklad pro různé pnoucí rostliny; výhodně jsou jednotlivé gabiony sestavené vedle sebe a/nebo na sebe do stěny.

- 2 CZ 34790 UI

Objasnění výkresů

Obr. 1 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s minerální vatou jako pohltivou vrstvou;

Obr. 2 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s minerální vatou jako pohltivou vrstvou s dvojnásobnou šířkou než v obr. las redukovanou šířkou sypaného kameniva;

Obr. 3 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s minerální vatou jako pohltivou vrstvou podle obr. 2 se zvětšenou vrstvou sypaného kameniva;

Obr. 4 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s lehčeným kamenivem jako pohltivou vrstvou;

Obr. 5 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s lehčeným kamenivem jako pohltivou vrstvou s redukovanou šířkou na polovinu oproti obr. 4;

Obr. 6 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s lehčeným kamenivem jako pohltivou vrstvou se stejnou tloušťkou, ale s větší velikostí frakce lehčeného kameniva oproti obr. 4;

Obr. 7 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení s dvojí zvukově pohltivou vrstvou minerální vaty oddělených od sebe 3D rohoží;

Obr. 8 - ukazuje skladbu materiálů dle technického řešení se zvukově pohltivou vrstvou minerální vaty a s vrstvou lehčeného kameniva oddělených od sebe 3D rohoží;

Obr. 9 - ukazuje imitaci části protihlukové stěny se vsazeným gabionem podle tohoto technického řešení;

Obr. 10 - ukazuje další variantu imitace části protihlukové stěny se vsazeným gabionem podle tohoto technického řešení;

Obr. 11 - ukazuje ještě další variantu imitace části protihlukové stěny se vsazeným gabionem podle tohoto technického řešení.

Příklady uskutečnění technického řešení

V následujících příkladech provedení byly jako minerální vaty reprezentující zvukově pohltívé vrstvy uvnitř svařované drátěné a/nebo pletené konstrukce gabionu použity různé konkrétní druhy vat - například kamenná minerální vata, skelná vata, nebo čedičová minerální vata.

Příkladem lehčeného kameniva byl v příkladech provedení výrobek fy. Lias Vintířov k.s., s obchodním názvem Liapor, což je lehký granulát z expandovaných jílů, obecně známý jako keramzit.

Lze však použít i jiné obdobné druhy materiálů prodávané na trhu.

Příklad 1

V souladu s obr. 1 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci 1 s tlumící vrstvou, kterou byla minerální vata 4, konkrétně kamenná minerální vata.

-3CZ 34790 UI

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- minerální vata - kamenná minerální vata 4, tl. = 50 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 250 mm.

Tloušťka tlumící vrstvy materiálu, tj. kamenná minerální vata 4, vymezená z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku svařovanou gabionovou sítí 2, byla 50 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 14 dB.

Příklad 2

V souladu s obr. 2 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci 1 s tlumící vrstvou, kterou byla minerální vata 4, konkrétně kamenná minerální vata.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- minerální vata 4 - kamenná minerální vata, tl. = 100 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 250 mm.

Tloušťka tlumící vrstvy materiálu, tj. kamenná minerální vata 4, vymezená z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku částí gabionové svařované sítě 2, byla 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 17 dB.

Příklad 3

V souladu s obr. 3 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci 1 s tlumící vrstvou, kterou byla minerální vata 4, konkrétně skelná vata.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- minerální vata 4 - skelná vata, tl. = 100 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 250 mm.

Tloušťka tlumící vrstvy materiálu, tj. skelná vata, vymezená z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku svařovanou gabionovou sítí 2, byla 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 19 dB.

-4CZ 34790 UI

Příklad 4

V souladu s obr. 4 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci 1 s tlumící vrstvou, kterou bylo lehčené kamenivo 5 keramzit, konkrétně s frakcí 4/8.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- lehčené kamenivo 5 keramzit („Liapor“) s frakcí 4/8, tl. = 100 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 150 mm.

Tloušťka tlumící vrstvy, tj. lehčeného kameniva 5 keramzit byla vymezena z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku svařovanou gabionovou sítí 2, byla 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 10 dB.

Příklad 5

V souladu s obr. 5 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci s tlumící vrstvou, kterou bylo lehčené kamenivo 5 keramzit, konkrétně s frakcí 4/8.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- lehčené kamenivo 5 keramzit („Liapor“) s frakcí 4/8, tl. = 50 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 150 mm.

Tloušťka tlumící vrstvy, tj. lehčeného kameniva 5 keramzit byla vymezena z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku svařovanou gabionovou sítí 2, byla 50 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 9 dB.

Příklad 6

V souladu s obr. 6 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci s tlumící vrstvou, kterou bylo lehčené kamenivo 5 keramzit, konkrétně s frakcí 8/16.

Při pohledu v příčném řezu směrem dovnitř obsahovala následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- lehčené kamenivo 5 keramzit („Liapor“) s frakcí 8/16; tl. = 100 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 150 mm.

-5CZ 34790 UI

Tloušťka tlumící vrstvy, tj. lehčeného kameniva 5 keramzit byla vymezena z vnější strany 3D rohoží 3 a z vnitřku svařovanou gabionovou sítí 2, byla 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 10 dB.

Příklad 7

V souladu s obr. 7 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci se dvěma vzájemně oddělenými, avšak těsně k sobě přiléhajícími tlumícími vrstvami ze stejného materiálu, kterou byla minerální vata 4, konkrétně skelná vata.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř gabion obsahoval následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- minerální vata 4 - skelná vata, tl. = 50 mm;

- 3D rohož 3;

- minerální vata 4 - skelná vata tl. = 50 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 250 mm.

Celková tloušťka tlumících vrstev skelné vaty, které byly vzájemně odděleny na dvě stejné poloviny pomocí 3D rohože 3 byla včetně z vnějšku je obklopující gabionovou sítí 2 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost dB.

Příklad 8

V souladu s obr. 8 byla vytvořena sestava vertikálně orientovaných paralelně uspořádaných vrstev materiálů tvořících gabion jako svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci se dvěma vzájemně oddělenými, avšak těsně k sobě přiléhajícími rozdílnými tlumícími vrstvami materiálu, kterou byly při pohledu z vnějšku minerální vata 4, konkrétně čedičová minerální vata a lehčené kamenivo 5 keramzit, konkrétně s frakcí 8/16.

Při pohledu v příčném řezu zvenčí směrem dovnitř gabion obsahoval následující materiály:

- svařovaná gabionová drátěná konstrukce 1;

- 3D rohož 3;

- minerální vata 4 - čedičová minerální vata, tl. =50 mm;

- 3D rohož 3;

- lehčené kamenivo 5 keramzit („Liapor“) s frakcí 8/16; tl. = 50 mm;

- svařovaná gabionová síť 2;

- geotextilie 6 s měrnou hmotností 300 g/m²;

- sypané kamenivo-štěrk drcený 7 s frakcí 32/63, tloušťky minimálně 250 mm.

Celková tloušťka tlumících vrstev minerální vaty, které byly vzájemně odděleny na dvě stejné poloviny pomocí 3D rohože 3 byla včetně z vnějšku je obklopující gabionovou sítí 2 byla 100 mm.

Dle ČSN EN 1793-1:2017 byla u takto vytvořeného gabionu změřena zvuková pohltivost 16 dB.

-6CZ 34790 UI

Příklady 9 až 11

V souladu s obr. 9 až 11 pro imitaci části protihlukové stěny byla vytvořena sestava nejméně dvou běžných stavebních prvků s rozměrem šířky 0,35 m případně 0,5 m, mezi něž byl natěsno kolmo začleněn (se zatmelením nebo bez zatmelení) gabion podle tohoto technického řešení s celkovou šířkou 0,5 m na zkoušku jeho vzduchové neprůzvučnosti.

Příklad 9 - gabion obsahoval jako neprůzvučný materiál kamenivo 7 -drcený štěrk frakce 32/63;

příklad 10 - gabion dle příkladu 9, ale navíc se zatmelením gabionu mezi stavební prvky;

příklad 11 - gabion dle příkladu 10, ale s dvojím druhem materiálu kameniva-drcený štěrk 7, 8 se zrnitostí 32/63 a 0/63.

Zatmelení gabionu pojivém mezi stavební prvky v příkladech 10 a 11 bylo použito z důvodu, aby zvuk neobtékal zkoušenou část protihlukové stěny.

Se spojitým nárůstem zrnitosti zásypového materiálu v gabionu při zvětšování mocnosti celé konstrukce parametr vzduchové neprůzvučnosti gabionu narůstal až o 26 dB; (příklad 9 - o 9 dB, příklad 10 - o 16 dB, příklad 11 - o 26 dB; což bylo změřeno dle ČSN EN ISO 10140-2).

Je třeba poznamenat, že uvedené příklady provedení žádným způsobem nelimitují předmět tohoto technického řešení, který je zcela definován připojenými nároky na ochranu.

Claims (12)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Gabion, zahrnující svařovanou a/nebo pletenou drátěnou konstrukci (1), vyznačující se tím, že v konstrukci (1) je uspořádána alespoň jedna zvukově pohltivá a/nebo vzduchově neprůzvučná vrstva.
2. 2. Gabion, podle nároku 1, vyznačující se tím, že konstrukce (1) je alespoň částečně vyplněna vzduchově neprůzvučnou vrstvou, jímž je sypané kamenivo, zejména drcený štěrk (7, 8), a alespoň jednou v podstatě vertikálně orientovanou zvukově pohltivou vrstvou, vzájemně oddělených od sebe.
3. 3. Gabion, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zvukově pohltivou vrstvou je přírodní, umělý a/nebo odpadní zvukově pohltivý materiál.
4. 4. Gabion, podle nároku 3, vyznačuj ící se tím, že přírodním zvukově pohltivým materiálem j sou nerosty sopečného původu, zejména vulkanoklasty zahrnující úlomky vyvržené při sopečné erupci, tj. tufý, pemza, lapilli, tefra, a uloženiny pyroklastických proudů, zejména ignimbrity, vulkanické sklo, čedičová hornina nebo jejich směsi.
5. 5. Gabion, podle nároku 3, vyznačující se tím, že umělým zvukově pohltivým materiálem je lehčené kamenivo (5), zejména keramzit, perlit, experlit, kavitit, vermikulit, pěnové sklo, nebo agloporit, vláknité materiály, zejména minerální vata (4), jako je kamenná minerální vata, skelná nebo čedičová minerální vata nebo jejich směsi.
6. 6. Gabion, podle nároku 3, vyznačuj ící se tím, že odpadním zvukově pohltivým materiálem j sou škvára, struska, zejména vysokopecní struska s výhodou strusková pemza, nebo jejich směsi.
7. 7. Gabion, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že drcený štěrk (7, 8) zahrnuje zejména jdovité hominy, křemen, pískovce, žuly, zeminu, nebo jejich směsi.
8. 8. Gabion, podle nároku 7, vyznačující se tím, že drcený štěrk (7, 8) má frakci od 16 až 125 mm.
9. 9. Gabion, podle jednoho nebo více nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že pro vzájemné oddělení zvukově pohltivé vrstvy a neprůzvučné vrstvy obsahuje uvnitř alespoň jednu gabionovou síť (2) nebo 3D rohož (3).
10. 10. Gabion, podle jednoho nebo více nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že v průřezu u základny konstrukce (1) je poměr mocnosti zvukově pohltivé vrstvy k mocnosti sypaného kameniva, tj. drceného štěrku (7, 8) v podstatě od 1:1,5 do 1:40.
11. 11. Gabion, podle jednoho nebo více nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že je alespoň na části svého povrchu ozeleněn.
12. 12. Gabionová stěna, vyznačující se tím, že zahrnuje na sobě a/nebo vedle sebe uspořádané gabiony podle nároků 1 až 11.