DE3827144A1 - Schallabsorbierendes bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Bauteil zur Errichtung von Lärmschutzwänden, bestehend aus einem porigen Material zur Aufnahme und Weiterleitung des Schalls in das Innere des Bauteils.

Schallabsorbierende Bauteile werden nach dem Stand der Technik aus porigem Beton mit entsprechend lockerem Gefüge hergestellt, wobei diese Bauteile auf ihrer der Schallquelle zugewandten Vorderseite eine fein­ körnige Struktur und über die in Schalldurchgangs­ richtung gemessene Tiefe des Bauteils im Übergang eine grobkörnige Struktur mit größeren Hohlräumen zwischen den einzelnen Gefügekörnern aufweisen. Mit einem derartigen aus geschichtetem Material bestehenden Aufbau von schallabsorbierenden Bauteilen soll erreicht werden, daß der Schall in das Betongefüge eindringt, mit seinen hohen Frequenzen sich in der feinkörnigen Porenstruktur und mit seinen tieferen Frequenzen in der in Schalldurchgangsrichtung hinteren grobporigen Struktur des Materials verfängt, so daß die Schall­ reflektion vermindert wird.

Mit einer derartigen Ausbildung von schallabsorbieren­ den Bauteilen sind zahlreiche Nachteile verbunden; zunächst ist die Schallabsorption derartiger Bauteile ausschließlich über die Materialauswahl schwierig einstellbar. Weiterhin sind die Bauteile wegen ihres geschichteten Aufbaus aus Beton mit unterschiedlicher Porosität schwierig herstellbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bauteil derart weiterzuentwickeln, daß seine Schallabsorption verbessert und gleichzeitig seine Herstellung vereinfacht ist und materialsparend erfolgen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Die Erfindung geht aus von dem Lösungsprinzip, daß auf der der Schallquelle abgewandten Seite des Bau­ teils in dessen Inneren allseits von Material um­ schlossene Kammern ausgebildet sind. Hiermit ist einer­ seits der wesentliche Vorteil verbunden, daß der Schall von dem porigen Material des Bauteils aufgenommen und in die im rückwärtigen Teil des Bauteils angeordneten, allseits geschlossenen Kammern geleitet wird, in denen der Schall nach außen abgedämpft und aufgefangen wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich darin, daß für die Herstellung des Bauteils ein Beton mit einheitlicher Struktur und vorzugsweise einem feinkörnigen Gefüge zum Abfangen der höheren Frequenzen dienen kann, wobei die tieferen Frequenzen in den im rückwärtigen Teil gebildeten Kammern aufgefangen werden. Neben der ge­ gebenen fertigungstechnischen Vereinfachung bei der Herstellung eines schallabsorbierenden Bauteils ist als weiterer Vorteil die mit der Ausbildung von Kammern größerer Abmessung verbundene Materialeinsparung zu nennen, welche das System mit einer aus erfindungsge­ mäßen Bauteilen hergestellten Lärmschutzwand verbilligt.

Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung können die im rückwärtigen Teil des schallabsorbierenden Bauteils angeordneten Kammern in regelmäßiger Folge sowohl in der Vertikalen wie auch in der Horizontalen ausge­ bildet oder aber auch in unregelmäßiger Verteilung über den Querschnitt des Bauteils angeordnet sein.

Zur Vergrößerung der der Schallquelle zugewandten, den Schall aufnehmenden und das Innere des Bauteils einleitenden Oberfläche kann die Vorderseite des Bau­ teils gemäß der Erfindung mittels Einbuchtungen auf­ gegliedert sein, die bei regelmäßiger oder unregel­ mäßiger Verteilung über die vordere Oberfläche eines Bauteils beispielsweise in eckiger oder runder Form oder aus daraus gemischten Formen gebildet sein können.

Nach einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Einbuchtungen auf der Vorder­ seite des Bauteils den im rückwärtigen Teil des Bauteils angeordneten Kammern unter Bildung von in Schalldurch­ gangsrichtung schmaler ausgebildeten Materialbrücken zwischen den Einbuchtungen und den Kammern zugeordnet. Hierdurch wird nicht nur der Schalldurchgang in die Kammern des jeweiligen Bauteils, sondern aufgrund der schwingenden Ausbildung der schmaleren Material­ brücken gleichzeitig das Absorptionsverhalten des Bauteils im Bereich der Kammern selbst verbessert. Insbesondere bei einer derartigen Ausbildung des Bau­ teils kommt zusätzlich der Vorteil der Materialersparnis durch die Ausbildung von Kammern und Einbuchtungen zum Tragen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Bauteil ohne Abschluß der Kammern nach hinten auszubilden, so daß die im hinteren Bereich des Bau­ teils angeordneten Kammern nach der Herstellung des Bauteils als solchem rückwärtig offen sind. Diese Bauteile eignen sich besonders zum Zusammenwirken mit bestehenden ebenen Platten oder Wänden, so daß durch ein verbindendes Gegensetzen der Bauteile mit ihren offenen Rückseiten an die Platten oder Wände die Kammern des Bauteils in der erfindungsgemäßen Weise wieder allseits verschlossen sind. Eine der­ artige Ausführungsform der entsprechenden Bauteile findet in vorteilhafter Weise insbesondere bei der Nachrüstung bzw. Umrüstung von bestehenden Wänden Anwendung, die unter Hinzufügung der erfindungsgemäßen Bauteile zu schallabsorbierenden Wänden ergänzbar sind. Auch bei einem zweckmäßigen Herstellungsverfahren kann diese Form des Bauteils in vorteilhafter Weise als Zwischenprodukt Verwendung finden, wie noch zu erläutern sein wird.

Die Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise ferner verwirklichen, wenn als poröses Material ein haufwerks­ poriger Leichtbeton mit einer feinkörnigen Struktur Verwendung findet, wobei als Zuschlagstoff entweder Lava oder Blähton eingesetzt werden können. Die dies­ bezügliche Kornobergrenze sollte dabei 10 mm nicht überschreiten.

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bauteile insbe­ sondere ohne rückwärtige Abdeckung der Kammern läßt sich eine Lärmschutzwand nach einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch aufbauen, daß die Bauteile vorge­ fertigt und alsdann mit ihrer Rückseite in eine Beton­ platte eingebunden werden, wobei dann eine Rückwand­ platte mehrere Bauteile zu einem Baukastenbestandteil verbindet; mehrere Platten können dann ihrerseits zu vollständigen Lärmschutzwänden zusammengesetzt werden. Die einzelnen Bauteile als sogenannte Lärmschutz­ kassetten können dabei gesondert in einer senkrechten kontinuierlichen oder quasi kontinuierlichen Fertigung hergestellt und anschließend in eine Rückwand eingebunden werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein schallabsorbierendes Bauteil im Schnitt,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Fig. 1.

Ein schallabsorbierendes Bauteil 10 in der Darstellung gemäß Fig. 1 weist in seinem einer angenommenen Lärm­ quelle abgewandten rückwärtigen Teil 11 allseits um­ schlossene Kammern 12 auf, die durch Materialrippen 13 getrennt und durch eine rückwärtige Abdeckung 14 verschlossen sind. Je nach der frei zu wählenden Höhe des Bauteils 10 können in der Vertikalen mehrere Kammern 12 übereinander, entweder in Linie oder versetzt zu­ einander angeordnet sein; es kann aber auch zweckmäßig sein, jeweils in der Vertikalen nur eine Kammer in dem Bauteil vorzusehen.

An der der nicht dargestellten Lärmquelle zugewandten Vorderseite 15 ist das Bauteil 10 mit Einbuchtungen 16 versehen, die für eine gegenüber einer ebenen Vorder­ fläche hohe Oberflächenvergrößerung sorgen, so daß der Schall von einer entsprechend großen Oberfläche des Bauteils 10 aufgenommen wird. Die in diesem Ausführungs­ beispiel eckig ausgebildeten Einbuchtungen 16 sind bezogen auf die Längsachse des Bauteils 10 zu den im rückwärtigen Teil 11 angeordneten Kammern 12 spiegel­ bildlich so angeordnet, daß sich zwischen den Kammern 12 und Einbuchtungen 16 Materialbrücken 17 ergeben; die Materialstärke dieser Materialbrücken 17 ist dabei in Schalldurchgangsrichtung so bemessen, daß die Material­ brücken bei Schallbeaufschlagung schwingende Eigen­ schaften aufweisen und nicht statisch starr ausgelegt sind. Ferner wird durch eine derartige Ausbildung der Schall­ durchgang in die Kammern 12 erleichtert.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlen bei sonst gleicher Ausbildung des Bauteils 10 die rückwärtigen Abdeckungen 14, und diese werden dadurch gebildet, daß einzelne Bauteile 10 gegen eine vorgefertigte Wand 18 gesetzt und an dieser verankert werden. Somit ist auch die Nachrüstung von bestehenden Wänden mit schallabsorbierenden Bauteilen 10 möglich.

Das Bauteil 10 in der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 eröffnet auch bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile einschließlich der rückwärtigen Abdeckung Möglichkeiten, in dem die Bauteile 10 als kassetten­ artige Bauteile vorgefertigt und alsdann in eine ge­ sonderte Platte eingebunden werden, wobei jede Platte mit mehreren Bauteilen versehen werden kann. Die einzelnen, in ihrer Abmessung beliebigen Platten können dann zu Lärmschutzwänden zusammengesetzt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentan­ sprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offen­ barten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (17)

1. Schallabsorbierendes Bauteil zur Errichtung von Lärmschutzwänden, bestehend aus einem porigen Material zur Aufnahme und Weiterleitung des Schalls in das Innere des Bauteils, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Schallquelle abgewandten Seite (11) des Bauteils (10) in dessen Inneren allseits von Material umschlossene Kammern (12) ausgebildet sind.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (12) in regelmäßiger Folge mit Abstand in der Vertikalen und/oder in der Hori­ zontalen des Bauteils (10) zueinander angeordnet sind.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (12) in unregelmäßiger Verteilung über den Querschnitt des Bauteils (10) angeordnet sind.

4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauteils (10) auf der der Schallquelle zugewandten Seite (15) durch Einbuchtungen (16) aufgegliedert ist.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (16) eine eckige Form aufweisen.

6. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (16) eine abgerundete Form aufweisen.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (16) auf der Vorderseite (15) des Bauteils (10) den Kammern (12) auf der Rückseite (11) des Bauteils (10) unter Bildung von in Schalldurchgangsrichtung schmaleren Materialbrücken (17) zwischen den Ein­ buchtungen (16) und den Kammern (12) zugeordnet sind.

8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbrücken (17) in ihrer Bemessung in Richtung des Schalldurchgangs bei Schallbeauf­ schlagung schwingend ausgebildet sind.

9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Kammern (12) in Schalldurchgangsrichtung etwa ein Drittel der bezogenen Gesamtstärke des Bauteils (10) beträgt.

10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Einbuchtungen (16) in Schalldurchgangsrichtung etwa bis zu einem Drittel der bezogenen Gesamtstärke des Bauteils (10) beträgt.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (10) aus einem haufwerksporigen Leichtbeton besteht.

12. Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtbeton eine feinkörnige Struktur mit einer Kornobergrenze von ungefähr 10 mm aufweist.

13. Bauteil nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem haufwerksporigen Leicht­ beton als Zuschlagstoff Lava enthalten ist.

14. Bauteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem haufwerksporigen Leichtbeton Blähton als Zuschlagstoff enthalten ist.

15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (12) rückwärtig in Schalldurchgangsrichtung nach hinten offen sind.

16. Verwendung eines Bauteils nach Anspruch 15 zum Aufbau einer schallabsorbierenden Lärmschutzwand unter Einbeziehung einer gesonderten festen Rückwand (18) zum rückwärtigen Abschluß der Kammern (12) des Bauteils (10).

17. Verfahren zur Herstellung einer Lärmschutzwand unter Verwendung von schallabsorbierenden Bauteilen gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vor­ fertigung von Bauteilen (10) ohne rückwärtige Abdeckung der Kammern (12) und durch anschließen­ des verbindendes Aufbringen von Bauteilen (10) auf eine vorgefertigte Platte (18) als Baukastenbe­ standteil einer Lärmschutzwand.