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Die Erfindung betrifft ein Lärmschutzelement als Bestandteil von wand- und/oder wallartigen Lärmschutzeinrichtungen bestehend aus einer Grundstruktur, mit einer Vielzahl von vertikal und voneinander beabstandet angeordneten Trägerelementen, zwischen denen jeweils mindestens ein Lärmschutzelement angeordnet und fest mit den Trägerelementen verbunden ist.
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Im Bereich von Lärmschutzmaßnahmen im Zuge des Ausbaus von Verkehrswegen im öffentlichen urbanen Landschaftsraum, spielen neben den rein technischen Anforderungen, an den erforderlichen Wirkungsgrad des zu erzielenden Schallschutz, auch Aspekte der Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit der Sachallschutzanlagen, sowie Aspekte des Umweltschutzes eine immer größere Rolle. Insbesondere der Bereich Umweltschutz und Lärmschutz wird immer wichtiger. In der Vergangenheit ist vor allem der Aspekt Lärmvermeidung als ein Aspekt des Umweltschutzes weitestgehend akzeptiert worden.
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Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl Schutzbauten, konkret Lärmschutzwände bekannt, die einzig das Ziel haben die Ausbreitung des Schalls in eine bestimmte Richtung weitestgehend zu verhindern bzw. soweit abzuschwächen, dass dem Umweltschutz bzw. gesetzlichen Auflagen Rechnung getragen werden kann. Hierzu gibt es die unterschiedlichsten Ansätze wie eine entsprechende Lärmschutzeinrichtung auszubilden ist.
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Doch Umweltschutz umfasst mehr als das vermeiden einer wie auch immer gearteten Schallausbreitung durch Schutzbauten. Im Zuge von notwendigen Einsparung an CO2 Emissionen wird es immer wichtiger möglichst CO2 - neutrale Lärmschutzeinrichtungen anbieten zu können. Auch bedürfen derartige Schallschutzanlagen einer regelmäßigen Wartung, um den Anforderung an die Betriebssicherheit und Funktionstüchtigkeit erfüllen zu können. Dies ist demzufolge auch mit entsprechenden Kosten verbunden.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lärmschutzelement so auszubilden, dass es in seinem Betriebszustand über seine technische Laufzeithilft eine CO2 - neutrale Emissionsrate für eine Lärmschutzeinrichtung zu ermöglichen, sowie anfallende Wartungskosten durch einen erzeugbaren Mehrwert auszugleichen.
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Geöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, nämlich durch ein Lärmschutzelement als Bestandteil von wand- und/oder wallartigen Lärmschutzeinrichtungen, bestehend aus einer Grundstruktur mit einer Vielzahl von vertikal und voneinander beabstandet angeordneten Trägerelementen, zwischen denen jeweils mindestens ein Lärmschutzelement angeordnet und fest mit den Trägerelementen verbunden ist und mindestens einem Photovoltaik-Element, welches als integraler Bestandteil mit dem Lärmschutzelement verbunden ist.
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Durch alle diese Maßnahmen wird ein Lärmschutzelement geschaffen, das zu einer beliebig langen Schallschutzeinrichtung zusammengefügt werden kann. Der durch den Abstand der Trägerelemente entstandene Zwischenraum wird schalldicht mit werkseitig vorgefertigten Lärmschutzelementen ausgefüllt. Die Abmessungen der Lärmschutzelemente werden von Planern, Akustikern, Statikern vorgegeben. Die Lärmschutzelemente können als Fertigteil auf eine Baustelle geliefert und mit wenigen Handgriffen zur Lärmschutzeinrichtung montiert werden. In der Regel kann dabei auf Serienprodukte mit festen Maßen aber variabler Länge zurückgegriffen werden. Ferner kann durch die Installation von fest mit dem Lärmschutzelement verbundenen vorkonfektionierten und an das Lärmschutzelement angepasste Photovoltaik-Elemente Sonnenenergie in elektrischer Energie umgewandelt werden. Über eine entsprechende Infrastruktur kann dieser Energie sodann in ein Versorgernetz eingespeist und sodann entsprechend vergütet werden. Hierdurch wird ein kalkulierbarer Mehrwert geschaffen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es dabei vorgesehen, dass das Photovoltaikelement ein Festkörper-Panel ist.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen das Photovoltaikelement als eine flexible, formstabile Folie auszubilden. Hierdurch können auch organisch geformte Oberflächen beispielsweise Konkave und konvexe Bauformen des Lärmschutzelementes verwirklicht werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lärmschutzelements, ist diese in der Art einer Kassette ausgestaltet, die ein statisch tragendes Hohlkammerprofil als Rahmung aufweisen kann und wobei der Oberfläche der Kassette Nuten und Felder zugeordnet sind, denen formschlüssig abwechselnd entweder ein Photovoltaikelement oder ein Schallabsorbierender Körper zugeordnet sind und die in Einbaulage entweder vertikal oder horizontal im Lärmschutzelement angeordnet und zu einer Lärmschutzeinrichtung zusammenfügbar sind.
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Durch diese Bauweise ist das Paneel fest mit dem Profil verbunden, es liegt an der Unter- und Oberseite in der vorgefertigten Nut der Kassette formschlüssig an. An den beiden in Einbaulage vertikalen Enden der Kassette kann es tief in den Stahlträger eingelassen werden. Es entsteht somit umlaufend eine feste Verbindung, aus der das Panel aus der Rahmung nicht Zerstörungsfrei entfernt werden kann. Durch diese Maßnahmen kann das Paneel, bzw. das Photovoltaikelement so vor unerlaubten Zugriff gesichert (absolut Diebstahlsicher) werden. Ferner können die nötigen Verkabelung zum Anschluss der Photovoltaikelemente zur Stromführung verläuft nicht sichtbar in dem Hohlraum hinter dem Photovoltaik-Paneel geschützt verlegt werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Photovoltaikelement dem vorherrschenden Sonnenstandeinstrahlungsmittel am Aufstellungsort entsprechend geneigt im Lärmschutzelement angeordnet werden. Dabei kann für den Aufstellungsort ein Energieertragsgutachten erstellt werden. Die Sonneneinstrahlung verschiedener Winkel zu verschiedenen Jahreszeiten wird hierbei berücksichtigt, um die technische Degradation bestimmen zu bestimmen. In Abhängigkeit von der bestimmten Degradation werden dann die Paneele im Lärmschutzelement im Voraus ausgerichtet. Dies trägt erheblich zur Energieausbeute und damit zur Wirtschaftlichkeit durch Kostenreduzierung bzw. durch Einnahmen auf Grundlage gesetzlicher Bestimmung zum Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) des Lärmschutzelements bei.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass dem Lärmschutzelement Absorber zugeordnet sind, deren Oberflächen akustisch wie folgt wirksam sind: Reflektierend (schallhart) oder absorbierend (mittlere Schallaufnahme) oder hochabsorbierend (hohe Schallaufnahme). Hierdurch kann flexibel auf die zu erwartende Schallquelle vorab reagiert werden und der passende Absorber für
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Das Lärmschutzelement kann in Einbaulage entweder beidseitig oder einseitig hochschallabsorbierend ausgebildet sein.
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Die eingangs erwähnte Kassette weist einen Rahmen auf, der aus Aluminium, Holz oder einem geeigneten Betonwerkstoff hergestellt sein kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lärmschutzelements besteht die Kassette aus einem Aluminium-Strangpressprofil. In den in dem Strangprofil angeordneten Nuten dienen der Aufnahme von Absorber, Gitter und andere Einbauteile, die sodann passgenau eingefügt werden können. Der Rahmen dient somit auch der Diebstahlsicherung, da der auf die Einbauteil umgreifend ausgebildet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in Einbaulage an der Stirnseiten des Photovoltaikelements Steckverbindungen vorgesehen. Die Steckverbindungen sind so ausgebildet, dass hierdurch stromführenden Kabel mit einer Vielzahl anderer Photovoltaikelemente eines Lärmschutzelements untereinander und mit einer Vielzahl von weiteren Lärmschutzelementen einer Lärmschutzeinrichtung miteinander über Kabelanschlüsse verbinden werden können.
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Es ist in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lärmschutzelements vorgesehen, dass das kombinierte Lärmschutz/Photovoltaik Element vorfertig und vorkonfektioniert wird. Dabei sind die Verkabelung der Vielzahl der Photovoltaikelemente in Einbaulage innerhalb der Strangprofile der Kassetten so angeordnet sind, das am Aufstellungsort das Lärmschutzelement als Plug-And-Play-Modul mit einer Vielzahl gleichartiger Lärmschutzelemente untereinander beliebig kombiniert und zusammengesteckt werden können.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt die einzige Figur:
- Eine isometrische Darstellung auf die Arbeitsseite einer Lärmschutzwand mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Lärmschutzelementen, umfassend vertikale Trägerelemente, zwischen den Wandelementen zusammengefassten Lärmschutzelementen angeordnet sind und mit horizontal angeordneten Führungsmitteln, die der Aufnahme für eine Vielzahl von lärmdämmenden Lärmschutz- und Photovoltaikelementen dienen.
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Der Übersichtlichkeit halber werden im Folgenden gleiche Merkmale und Mittel jeweils nur mit einem Bezugszeichen versehen, auch wenn diese mehrfach in der Figur dargestellt sind. Es versteht sich von selbst, das gleiche Mittel und Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Wie in der einzigen Figur dargestellt ist das erfindungsgemäße Lärmschutzelement 17 ein Teil einer Lärmschutzwand 10, die im Wesentlichen aus einer Grundstruktur 11, umfassend vertikale Trägerelemente 12, zwischen denen Photovoltaikelemente 13 angeordnet sind, besteht. Der Oberfläche 14 des der Lärmschutzwand 10 sind eine Vielzahl von horizontal verlaufenden und voneinander beabstandet angeordnete Führungsmitteln 15 vorgesehen, die über die gesamte Breite der Lärmschutzwand 10 reichen. Die Baubreite der Kombination aus Lärmschutzelement 17 und Photovoltaikelement 13 wird durch den Abstand A von mindestens zwei Trägerelementen 12 bestimmt und kann demnach variieren. Im Idealfall können die Führungsmittel 15 in Einbaulage mit ihren freien Enden bündig an den Trägerelementen 12 anliegen.
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Die Führungsmittel 15 sind in dieser Ausführungsform als eine, mit einem Profil versehene Führungsschienen. Die Führungsmittel 15 bilden über die gesamte Bauhöhe B der Lärmschutzwand 10 eine Vielzahl von Einschubfächern 16 aus. In die Einschubfächer 16 können Lärmschutzelemente 17 und Photovoltaikelemente 13 angeordnet werden.
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Die Lärmschutzelemente 17 sind genau wie die Photovoltaikelemente als modulare einsetzbare Einschubkassetten gedacht, die an ihren Umfang ein Profil aufweisen, das mit einem entsprechenden Gegenprofil das den Führungsschienen / Führungsmittel 15 zugeordnet ist, wirkverbunden werden.
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Die Lärmschutzelemente 17 und die Photovoltaikelemente 13 sind kassettenartig. Die Lärmschutzelemente weisen in dieser Ausführungsform in Arbeitsrichtung (Richtung der Hauptschallquelle; Def. siehe oben) eine Öffnung auf, in die der Schall eindringen kann. Die Lärmschutzelemente 17 können mit ganz unterschiedlichen Lärm und Schallabsorbierenden und dämmend reflektierenden Materialien bestückt werden. In dieser Ausführungsform bilden die Lärmschutzelemente 17 zusammen mit den Photovoltaikelementen 13 ein schachbrettartiges Muster. Abgedeckt sind die Lärmschutzelemente 17 und die Photovoltaikelemente 13 mit einem Gitter 18, das über die gesamte Baubreite des Wandelementes (13) reicht. Das Photovoltaikelement 13 kann auch ein Teil des Lärmschutzelements 17 sein und bildet sodann eine kombinierte Einschubkassette aus.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lärmschutzeinrichtung
- 11
- Grundstruktur
- 12
- Trägerelement
- 13
- Photovoltaikelement
- 14
- Oberfläche
- 15
- Führungsmittel
- 16
- Einschubfach
- 17
- Lärmschutzelement / Einschubkassette
- 18
- Gitter
- A
- Abstand
- B
- Bauhöhe
