NL2014791B9 - Geluidwerende voorziening, in het bijzonder een geluidafschermingseenheid. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een geluidwerende voorziening die is ingericht voor het althans voor een bepaald frequentiegebied beperken van de zijdelingse uitstraling van door gemotoriseerd wegverkeer veroorzaakt luchtgeluid, de geluidwerende voorziening omvattende een plaat met een akoestisch hard buitenoppervlak, waarbij de plaat ten minste één geluidabsorberende zijde omvat, waarbij de geluidabsorberende zijde een veelvoud van in de plaat aangebrachte en op het harde buitenoppervlak uitmondende langgerekte holtestructuren met resonantiefrequenties in het bepaalde frequentiegebied hebben voor het ten minste gedeeltelijk absorberen van het op de geluidabsorberende zijde invallende geluid. De uitvinding heeft tevens betrekking op een weg, zoals een spoorweg of autoweg, voorzien van een dergelijke geluidwerende voorziening.

Description

GELUIDWERENDE VOORZIENING, IN HET BIJZONDER EEN GELUIDAFSCHERMINGSEENHEID

De uitvinding heeft betrekking op een geluidwerende voorziening die is ingericht voor het althans voor een bepaalde frequentiegebied beperken van de zijdelingse uitstraling van door gemotoriseerd wegverkeer veroorzaakt luchtgeluid. De uitvinding heeft tevens betrekking op een samenstel van een geluidwerende voorziening en een langs de weg, op een positie tussen de weg en het geluidwerende voorziening aangebrachte of aan te brengen diffractor alsmede op een weg voorzien van een geluidwerende voorziening, al dan niet samen met een diffractor.

Onder gemotoriseerd wegverkeer kan bijvoorbeeld autoverkeer op een autoweg, treinverkeer op een spoorweg of vliegverkeer op een landings- of startbaan verstaan worden. Tijdens het rijden veroorzaken de voertuigen die het wegverkeer vormen, een aantal verschillende bronnen van (lucht-) geluid. In het geval van autoverkeer worden de belangrijkste bronnen gevormd door de banden (rolgeluid) en de motor (motorgeluid). Bij lage snelheden domineert met name het motorgeluid en, vanaf een snelheid van circa 50 km/u het rolgeluid van de banden. In andere, niet-weergegeven uitvoeringsvormen is de weg een spoorweg en wordt het geluid veroorzaakt door een over deze spoorweg rijdende trein. Spoorweglawaai wordt voornamelijk veroorzaakt door het rolgeluid van de trein of, bij zeer hoge snelheden, door het aërodynamische geluid, bijvoorbeeld het geluid afkomstig van de stroomafnemer. De verschillende geluidbronnen bevinden zich dus op verschillende hoogtes ten opzichte van de weg.

Voor het reduceren van de geluidsoverdracht van een weg naar de omgeving is het bekend om een of meer geluidschermen langs de weg aan te brengen. Achter een dergelijk geluidscherm is er sprake van een “schaduw”, waardoor het verkeersgeluid wordt verzwakt. In het bijzonder in het geval van geluidsgevoelige objecten zoals woningen en kantoorgebouwen in de omgeving van een dergelijke weg zijn geluidschermen redelijk effectief om de ergste geluidshinder althans te beperken. De schaduw van het geluid achter het scherm is echter niet volledig. De werking van het scherm wordt beïnvloed door de buiging van het geluid om de bovenzijde van het scherm heen. Hoe langer het pad (hierin ook wel de weglengte genoemd) is dat geluid moet afleggen om bij het geluidgevoelige object te arriveren, des te effectiever werkt het scherm. De hoogte van de geluidwerende voorziening speelt hierbij een rol. Over het algemeen is de geluidafschermende werking van een hoog geluidscherm groter dan die van een laag geluidsscherm. Een hoog geluidscherm is echter relatief kostbaar, vergt speciale funderings- en/of verankeringsvoorzieningen en kan soms vanuit esthetisch standpunt niet toegepast worden.

Meer in het algemeen geldt dat geluidschermen dure voorzieningen zijn. Verder ontsieren ze de omgeving en benemen vaak de aanwonenden een vrij uitzicht. Bovendien hebben ze het bewaar, dat in het geval van bepaalde windrichtingen hun effectiviteit beperkt is. Verder zijn geluidschermen minder goed toepasbaar in situaties waarin zich geluidgevoelige objecten aan beide zijden van de weg bevinden. Door reflectie van geluid tegen de geluidwerende voorziening aan een eerst zijde van de weg, wordt dit geluid immers naar de tegenoverliggende zijde van de weg gestuurd en kan dit terecht komen bij de daar gesitueerde geluidgevoelige objecten.

Er zijn de loop der jaren verschillende typen geluidschermen ontwikkeld. Bij reflecterende geluidschermen is er met name sprake van reflectie van het geluid tegen het scherm, terwijl bij absorberende geluidschermen het geluid gedeeltelijk (ook) geabsorbeerd wordt.

Sommige typen geluidschermen zorgen voor een combinatie van reflectie en absorptie. In een bekend type absorberende geluidschermen wordt een aparte laag absorptiemateriaal aangebracht tegen de geluidbelaste zijde van het scherm. Het scherm zelf kan bijvoorbeeld gevormd worden door een (niet absorberende, akoestisch harde) betonnen plaat waar een plaat of laag van een ander, akoestisch zacht materiaal tegen is aangebracht. In een bekende uitvoeringsvorm omvat het absorberende materiaal een mengsel van houtvezel en cement. Dergelijke geluidschermen zijn echter relatief complex en relatief duur om te vervaardigen en te onderhouden. Verder zijn de bekende geluidschermen vaak gevoelig voor externe invloeden en neemt het effect van de schermen op termijn af, bijvoorbeeld doordat de absorberende laag vervuild geraakt.

Het is het doel van de uitvinding een geluidscherm te verschaffen waarin ten minste één van de bovengenoemde bezwaren is ondervangen.

Het is verder een doel van de uitvinding een eenvoudige en toch effectieve geluidwerende voorziening te verschaffen die robuust is en weinig onderhoud vergt.

Het is nog een doel van de uitvinding een geluidwerende voorziening van relatief kleine afmetingen en toch een effectieve geluidafscherming te verschaffen.

Het is ook een doel van de uitvinding een geluidwerende voorziening te verschaffen die esthetisch aantrekkelijk is.

Ten minste één van bovengenoemde en/of andere doelen wordt ten minste gedeeltelijk bereikt in een geluidwerende voorziening die is ingericht voor het althans voor een bepaald frequentiegebied beperken van de zijdelingse uitstraling van door gemotoriseerd wegverkeer veroorzaakt luchtgeluid, de geluidwerende voorziening omvattende een plaat met een akoestisch hard buitenoppervlak, waarbij de plaat ten minste één geluidabsorberende zijde omvat, waarbij de geluidabsorberende zijde een veelvoud van in de plaat aangebrachte en op het harde buitenoppervlak uitmondende langgerekte holtestructuren met resonantiefrequenties in het bepaalde frequentiegebied hebben voor het ten minste gedeeltelijk absorberen van het op de geluidabsorberende zijde invallende geluid. Deze constructie is eenvoudig te vervaardigen, biedt goede absorberende eigenschappen en behoeft weinig onderhoud. Verder is de constructie in lichter dan de huidige betonnen schermen (geluid reduceren door het weglaten van materiaal leid tot een lichter scherm), vergt relatief weinig materiaal en is daarmee relatief goedkoop en duurzaam, vergt een minder zware fundatie, is goedkoper te transporteren (vanaf de fabriek naar het werk, in geval van geprefabriceerde platen) en is met minder zwaar materieel te plaatsen.

Bij voorkeur strekken de langgerekte holtestructuren zich in hoofdzaak dwars op het geluidabsorberende oppervlak uit en/of evenwijdig ten opzichte van elkaar uit. De holtestructuren hebben verder een aantal verschillende resonantiefrequenties (verdeeld in het bovengenoemde frequentiegebied) om het geluid over een relatief breed frequentiespectrum te kunnen absorberen.

De plaat is bij voorkeur monolithisch uitgevoerd en/of vervaardigd van een enkel, akoestisch hard materiaal, zoals beton of soortgelijk materiaal. Dergelijke monolithische platen zijn robuust en zijn eenvoudig te maken. De plaat kan bij voorbeeld zijn door het plaatmateriaal in een mal te gieten of te storten en door na gedeeltelijke uitharding daarvan ofwel het materiaal uit de mal te halen (bijv. in geval van prefab beton) ofwel de mal geheel of gedeeltelijk te verwijderen (bijv. bij in het werk gestort beton). In beide gevallen kunnen in één keer de genoemde holtestructuren mee gevormd worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van al dan niet na uitharding te verwijderen vormdelen (zoals kunststof buizen en dergelijke).

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de plaat een zelfdragende plaat die is ingericht om stabiel op een ondergrond opgesteld te worden. Aan de onderzijde van de plaat kan bij voorbeeld een verbreed gedeelte of voet zijn gevormd waarmee de plaat direct op een (vlakke) ondergrond opgesteld kan worden. Dit maakt een eenvoudige en snelle plaatsing van de geluidwerende voorziening mogelijk. In andere uitvoeringen zijn de platen van de geluidwerende voorziening ingericht om bevestigd te worden aan een in de ondergrond verankerde steunconstructie, bijvoorbeeld een bestaand geluidwerende voorziening. Er kan bijvoorbeeld voorzien worden in losse platen (bijv. blokken) die aan een bestaand geluidwerende voorziening bevestigd kunnen worden om het bestaande scherm een hogere absorptiewaarde te geven. De losse platen kunnen afmetingen hebben die van dezelfde orde van de grootte zijn als de afmetingen van het bestaande geluidwerende voorziening. In andere uitvoeringen zijn de losse platen echter veel kleiner en kunnen op willekeurige posities aan het bestaande geluidwerende voorziening bevestigd worden om bijvoorbeeld het naar de geluidbron gerichte zijde van het bestaande geluidwerende voorziening geheel of gedeeltelijk met de akoestisch absorberende platen te bedekken.

De langgerekte holtestructuren kunnen op een aantal verschillende manieren gerealiseerd worden. Boven is een manier beschreven voor het vervaardigen van de geluidwerende voorziening waarin vormdelen in een giet- of startproces toegepast worden om de holestructuren te realiseren. De holtestructuur kan bijvoorbeeld gevormd worden door een vormdeel zoals een kunststof buis dat na uitharding van het materiaal van de plaat, weer verwijderd wordt. Om verwijdering makkelijker te maken zijn dergelijke vormdelen vaak met een lossend vorm uitgevoerd. In andere uitvoeringen blijven de vormdelen echter in de plaat achter. De holtestructuren kunnen bijvoorbeeld gevormd worden door een in het materiaal van de plaat verankerde, akoestisch harde buizen, bijvoorbeeld kunststof buizen zoals PVC buizen. Deze buizen vormen een verloren bekisting en worden daarom ook wel bekistingsbuizen genoemd. In andere uitvoeringen zijn de holtestructuren niet gevormd door middel van (bekistings)-buizen, maar worden de holtes achteraf aangebracht in het uitgeharde materiaal van de plaat door in het oppervlak daarvan gaten te boren.

De holtestructuren worden in bepaalde uitvoeringen in hoofdzaak gelijkmatig over de geluidabsorberende zijde van de plaat verdeeld. Dit betekent dat de geluidwerende voorziening over in hoofdzaak de gehele geluidbelaste zijde ongeveer dezelfde mate van absorptie biedt. In verdere uitvoeringen zijn de holtestructuren gegroepeerd in verscheidene over de zijde van de plaat verdeelde zijnde groepen, waarbij binnen elke groep de holtestructuren onderling afwijkende lengtes hebben. Elke groep kan hierbij in essentie zijn opgebouwd uit dezelfde holtestructuren of zelfs hetzelfde patroon van holtestructuren (elk met een verschillende resonantiefrequentie). Een groep omvat bijvoorbeeld een vooraf bepaald patroon van naast elkaar gelegen holtestructuren. Elke holtestructuur binnen dit patroon heeft een afwijkende lengte en is dus geschikt voor het absorberen van geluid van verschillende frequentiegebieden. In bepaalde uitvoeringen is er sprake van één enkel patroon van holtestructuren en wordt dit patroon over de zijde van de geluidwerende voorziening herhaald. In andere uitvoeringen is er sprake van twee of meer verschillende patronen van holtestructuren en worden de verschillende patronen op verschillende posities van de geluidwerende voorziening voorzien.

De verdeling van de holtestructuren kan over de hoogte van een opstaande geluidabsorberende zijde ten minste deels variëren. In bepaalde uitvoeringen is de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren op hoge posities ten opzichte van de ondergrond in hoofdzaak kleiner dan de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren op lage posities. Hierdoor kan de absorptie afhankelijk worden gemaakt van de frequentie-inhoud van het invallende geluidveld. Deze frequentie-inhoud varieert over het algemeen als functie van de hoogte ten opzichte van de ondergrond. Op deze wijze kan de absorptie nog verder verbeterd worden.

De afmetingen van de holtestructuren (lengtes, dwarsdoorsnede) zijn bij voorkeur zodanig gekozen dat de absorptie met name hoog is binnen een vooraf bepaald frequentiespectrum (bijvoorbeeld het gezamenlijke spectrum behorende bij de overheersende verkeerslawaaibronnen). Wanneer de porositeit (PL) gedefinieerd wordt als de totale dwarsdoorsnede van holtestructuren van een bepaalde lengte (L) (d.w.z. de sommatie van alle oppervlakken van holtestructuren (bijv. buizen) van dezelfde lengte, waarbij de oppervlakken in dwarsdoorsnede ter plaatse van de respectievelijke monding van de holtestructuren genomen wordt) gedeeld door het totale oppervlak van het betreffende deel van de geluidwerende voorziening (bijvoorbeeld de geluidbelaste zijde van de geluidwerende voorziening) en uitgedrukt in procenten, dan is gebleken dat goede resultaten bereikt worden indien deze porositeit (PL) tussen de 0,01% en 15%, bij voorkeur tussen de 0,5% en 2%, met nog meer voorkeur circa 1,4%, bedraagt).

De algehele (overall) porositeit kan gedefinieerd worden als de totale dwarsdoorsnede van holtestructuren van alle verschillende lengtes (d.w.z. de sommatie van alle oppervlakken van alle holtestructuren (bijv. buizen) in het betreffende deel (bijv. de geluidbelaste zijde) van de geluidwerende voorziening, waarbij de oppervlakken in dwarsdoorsnede ter plaatse van de respectievelijke monding van de holtestructuren genomen wordt) gedeeld door het totale oppervlak van het betreffende deel van de geluidwerende voorziening en uitgedrukt in procenten. Deze algehele porositeit moet in het algemeen zo groot mogelijk, afhankelijk van het aantal holtestructuren van verschillende lengtes er in het betreffende deel van de geluidwerende voorziening zijn aangebracht. Theoretisch kan het aantal verschillende lengtes van de holtestructuren niet meer zijn dan dan 1/PL (bijvoorbeeld 1/0,014 = 71). In dit geval zou het deel van de geluidwerende voorziening over het gehele oppervlak van holtestructuren zijn voorzien, hetgeen uiteraard in de praktijk niet mogelijk is. Er moet rekening gehouden worden met constructieve eisen, zoals de onderlinge afstand tussen holtestructuren die minimaal nodig is om een stevige constructie te behouden.

Behalve geluidwerende voorzieningen met een enkele geluidabsorberende zijde zijn er ook geluidwerende voorzieningen mogelijk met twee of meer geluidabsorberende zijdes. In bepaalde uitvoeringen omvat de geluidwerende voorziening, in gebruikstoestand, bijvoorbeeld een naar de weg gerichte eerste opstaande geluidabsorberende zijde alsmede een van de weg af gerichte tweede opstaande geluidabsorberende zijde. In verdere uitvoeringen is aanvullend of als alternatief de naar boven toe gerichte zijde van de plaat voorzien van een aantal holtes. Deze holtes kunnen gevormd worden door de hierin genoemde vormholtes zodat het geluid aanvullend geabsorbeerd wordt. In andere uitvoeringen vormen de holtes echter een diffractor. Deze diffractor is ingericht voor het naar boven toe afbuigen van het door het verkeer veroorzaakte geluid. De diffractor kan een aantal evenwijdige, in het plaatmateriaal aangebrachte sleuven van verschillende dieptes omvatten, zoals bijvoorbeeld beschreven is in de WO 2015005774 Al, waarvan de inhoud hierin als geheel ingelast dient te worden beschouwd. Elk van de sleuven heeft akoestisch in hoofdzaak niet-absorberende wanden hebben en zijn vrij van akoestisch absorberend materiaal. Verder zijn de uitsparingen, in een langs de weg gerangschikte toestand, vanaf de weg gezien in een aantal achter elkaar gelegen evenwijdige resonatorrijen zijn gerangschikt, waarbij in een richting van de weg af, per rij, de diepte van uitsparingen afneemt. Doordat naburige evenwijdige groeven vanaf de geluidbelaste zijde van het scherm in de richting van de tegenoverliggende zijde van het scherm een telkens afnemende diepte hebben, blijkt er een bijzonder goede afbuiging van het geluid gerealiseerd te kunnen worden.

De bovenzijde van de geluidwerende voorziening kan verder zodanig schuin zijn georiënteerd ten opzichte van de geluidabsorberende zijde(n) dat deze, in een langs de weg gerangschikte toestand, naar de weg gericht is. Het van een geluidbron op de weg afkomstige geluid kan in deze uitvoeringen rechtstreeks op de bovenzijde van het scherm en dus op de diffractor invallen, zodat een goede afbuiging (diffractie) het gevolg is.

De geluidwerende voorziening kan zoals te doen gebruikelijk evenwijdig aan de weg gerangschikt worden. Het is echter ook mogelijk om de geluidwerende voorziening op te delen in een aantal verschillende schermdelen (die elk een of meer van de genoemde platen omvatten) en elk van deze schermdelen schuin ten opzichte van de weg op te stellen. De schermdelen zijn vrijstaand en dus niet aan elkaar gekoppeld (alhoewel een schermdeel op zichzelf wel kan bestaan uit een aantal aan elkaar gekoppelde platen). In uitvoeringen van de uitvinding omvat de geluidwerende voorziening dan ook een aantal in een rij langs de weg opgestelde platen, waarbij elke plaat zich schuin ten opzichte van de lengteas van de weg uitstrekt. Het is mogelijk de schermdelen (platen) zodanig op te stellen dat een langsrijdend voertuig door de tussenruimtes tussen de schermdelen door kan kijken. De schermdelen zijn dan als het ware met de rijrichting van het voertuig mee georiënteerd. De hoek (a) tussen de platen en de lengteas of wegas bevindt zich bij voorkeur in een hoekbereik van 5 tot 60 graden, bij voorkeur een hoek tussen 30 en 50 graden, zoals 45 graden. De schermdelen zijn bij voorkeur zodanig opgesteld dat een op een voor-of achterzijde van een schermdeel invallende geluidveld gedeeltelijk via dat schermdeel naar de achter- resp. voorzijde van een naburig schermdeel gereflecteerd wordt. Telkens wanneer een geluidveld invalt op een zijde van het scherm dat absorberend is uitgevoerd zal bovendien een deel van het geluid geabsorbeerd worden. In bepaalde uitvoeringen zijn zowel de voorzijde als de achterzijde van de schermdelen akoestisch absorberend uitgevoerd, zodat het heen en weer kaatsende geluid zoveel mogelijk door absorptie verdwijnt. Dit tussen twee naburige schermdelen kaatsen van geluid kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden als de genoemde hoek (a) zich in bepaald hoekbereik en de genoemde afstand (b) zich een binnen een bepaald afstandsbereik ten opzichte van de zijkant van de weg bevindt.

Verder is het mogelijk om de geluidwerende voorziening volgens één of meer van de hierin genoemde uitvoeringen aan te vullen met een langs de wegrand aangebrachte, langgerekte diffractor (bijvoorbeeld opgebouwd uit een aantal in eikaars verlengde gerangschikte diffractieplaten). De diffractor omvat ten minste één zijdelings naast de weg op te stellen diffractie-element, waarbij het diffractie-element is voorzien van een patroon van holtes of uitsparingen in het bovenoppervlak daarvan voor het afbuigen van het verkeersgeluid in een richting die afwijkt van de zijdelingse richting, waarbij de holtes of uitsparingen akoestisch in hoofdzaak niet-absorberende wanden hebben en vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal, waarbij de diepte van de uitsparingen bij toenemende afstand ten opzichte van de weg per rij afneemt, bij voorkeur monotoon afneemt. De porositeit van een diffractorplaat, gedefinieerd zijnde als het totale mondoppervlak van de uitsparingen gedeeld door het totale bovenoppervlak van de diffractieplaat, bedraag hierbij ten minste 10%, bij voorkeur meer dan 50% of zelfs meer dan 70% a 80%. Gebleken is dat bij deze porositeitswaarden en/of bij bovengenoemde constructieve uitvoering van de diffractor een bijzonder effectieve diffractie optreedt van het vanaf het voertuig invallende geluidveld. Als gevolg van deze diffractie wordt in het relevante frequentiegebied het geluid naar boven afgebogen. Dit maakt het mogelijk om de onderzijde van de geluidwerende voorzieningen lichter en/of goedkoper uit te voeren, niet te voorzien van holtestructuren of zelfs geheel weg te laten. In het laatste geval kan er onder het geluidscherm door gekeken worden en hebben de personen in het voertuig een beter zicht naar de omgeving. Volgens een bepaalde uitvoering wordt voorzien in een samenstel van een in de ondergrond te verankeren steunconstructie en één of meer van de bovengenoemde platen. De steunconstructie is zodanig uitgevoerd, dat deze de platen op ten minste een vooraf bepaalde minimumhoogte boven de ondergrond opgesteld kunnen worden. De steunconstructie kan gevormd worden door een aantal staanders die enerzijds in de ondergrond zijn te verankeren en anderzijds de platen kunnen dragen.

In bepaalde uitvoeringen is de geluidwerende voorziening vervaardigd van beton. Dit kan ongewapend beton zijn, bijvoorbeeld in het geval van relatief kleine platen, maar in andere uitvoeringen wordt gebruik gemaakt van gewapend beton. De betonnen plaat is in deze uitvoeringen voorzien van een interne wapening, bijvoorbeeld van staal. De wapening kan bijvoorbeeld een aantal evenwijdige wapeningsstaven of een wapeningsnet omvatten. In een uitvoering van de uitvinding lopen ten minste sommige van de holtestructuren, die zich vanaf de monding in het akoestisch harde buitenoppervlak van de plaat over verschillende lengtes (li-ln) in de plaat uitstrekken, door tot voorbij de positie van de wapening. De lengte (1) van deze holtestructuren is derhalve groter dan de afstand (a) tussen het genoemde buitenoppervlak en de wapening. Dit heeft als voordeel dat de gewapende plaat toch relatief dun kan blijven, bijvoorbeeld slechts enigszins dikker dan de lengte van de langste holtestructuur.

Het geluid dat door het verkeer gegenereerd wordt door de verschillende geluidbronnen (wielen, banden, motor, etc.) kent verschillende kenmerkende frequentiebereiken. Voor auto- of vrachtverkeer zal de absorptie vooral bij frequenties tussen 125 Hz en 2.000 Hz een hoge waarde moeten hebben, terwijl voor treinverkeer de absorptie vooral tussen de 125 Hz en 4.000 Hz maximaal moet zijn. De porositeit, diameter en diepte van de holtestructuren worden hierbij gekozen zodat deze met name geluid in het betreffende frequentiegebied, bijvoorbeeld tussen ca. 400 Hz - 2000 Hz, absorberen. In een voorkeursuitvoering van de uitvinding worden de porositeit, diameter en diepte van de holtestructuren zodanig gekozen, dat de absorptiecoëfficiënt van de plaat in een kleiner frequentiegebied geoptimaliseerd wordt, bij voorbeeld tussen circa 550 Hz - 1715 Hz. Het optimaliseren van de absorptiecoëfficiënt tussen circa 550 Hz - 1715 Hz Hz heeft als voordeel, dat, aangezien de holtestructuren niet alleen bij Va λ-frequentie resoneren (waarin λ de golflengte is), maar tevens bij de Va λ-frequentie, de Va λ frequentie van de grootste holtestructuur ongeveer samenvalt met de Va λ-frequentie van de kleinste holtestructuur. Hoge waarden voor de absorptiecoëfficiënt kunnen zo ook boven de hoogste optimalisatiefrequentie verkregen worden.

Zoals eerder is beschreven, is de buitenzijde van de geluidwerende voorziening alsmede de binnenzijde van de holtestructuren vervaardigd van akoestisch hard materiaal. Hiermee wordt bedoeld materiaal met een absorptiecoëfficiënt van minder dan 0,15, bij voorkeur minder dan 0,10 en met nog meer voorkeur minder dan 0,05 (althans in het van belang zijnde frequentiebereik).

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van enige uitvoeringsvormen daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren, waarin tonen:

Figuur 1 een bovenaanzicht van een weg voorzien van een geluidscherm volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2 een bovenaanzicht van een alternatief geluidscherm volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin schermdelen zich schuin ten opzichte van de wegas uitstrekken;

Figuur 3 een zijaanzicht van de weg met de geluidwerende voorziening volgens de tweede uitvoering;

Figuur 4A een vooraanzicht (links) en zijaanzicht (rechts) van een (deel van een) geluidscherm volgens een uitvoering van de uitvinding;

Figuur 4B een detail van het vooraanzicht van figuur 4A;

Figuur 4C een detail van een dwarsdoorsnede door de geluidwerende voorziening van figuren 4A en 4B;

Figuur 4D een detail van een dwarsdoorsnede door een geluidscherm met dubbelzijdige absorptie;

Figuur 5 een aantal mogelijke vormen van een holtestructuur volgens de uitvinding;

Figuur 6 een bovenaanzicht van de uitvoeringsvorm van figuur 2 met een aantal opstaande schermdelen in combinatie met een langs de weg geplaatste liggende diffractor;

Figuur 7 een zijaanzicht van een verdere uitvoeringsvorm, waarin een diffractor langs de weg gecombineerd is met het verhoogd opstellen van schuin ten opzichte van de wegas uitstrekkende schermdelen;

Figuur 8 een doorsnede door een verdere uitvoeringsvorm van een plaat van een geluidscherm die aan de bovenzijde voorzien is van een diffractor;

Figuur 9 een gedeeltelijk opengewerkt aanzicht in perspectief van een holtestructuur die met een pijp als verloren bekistingselement is vervaardigd;

Figuren 10A en 10B een schematisch vooraanzicht van twee verdere uitvoeringen van de uitvinding;

Figuur 11 een gedeeltelijk opengewerkt aanzicht in perspectief van een betonnen geluidscherm voorzien van een wapening en een aantal holtestructuren volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en

Figuren 12A een grafiek die de absorptiecoëfficiënt als functie van de frequentie van een bepaalde uitvoeringsvorm van de geluidwerende voorziening weergeeft en figuur 12B een soortgelijke grafiek van een andere uitvoeringsvorm van de geluidwerende voorziening.

Figuur 1 toont een bovenaanzicht van een voorbeeld van een weg (in het bijzonder een verkeersweg 1) waarover gemotoriseerde voertuigen (bijvoorbeeld personenauto’s 2) rijden. Tijdens het rijden levert het voertuig een paar bronnen van (lucht-) geluid. De belangrijkste geluidbronnen worden gevormd door de banden (rolgeluid) en de motor (motorgeluid). Bij lage snelheden domineert het motorgeluid en bij hogere snelheden gaat het rolgeluid van de banden een grotere rol spelen. In andere, niet-weergegeven uitvoeringsvormen is de weg een spoorweg en wordt het geluid veroorzaakt door een over deze spoorweg rijdende trein. Spoorweglawaai wordt voornamelijk veroorzaakt door het rolgeluid door de wielen van de trein of, bij zeer hoge snelheden, door het aërodynamische geluid, bijvoorbeeld het geluid afkomstig van de stroomafnemer. De verschillende geluidbronnen bevinden zich dus op verschillende hoogtes ten opzichte van de weg.

Langs de weg 1, bijvoorbeeld evenwijdig aan de denkbeeldige langsas 20 van de weg (hierin ook wel de wegas genoemd), en op enige afstand (b) ten opzichte van de zijkant daarvan is een langgerekt, opstaande geluidwerende voorziening, in het bijzonder een geluidafschermingseenheid zoals een geluidscherm 6 aangebracht. De geluidwerende voorziening strekt zich over een grote lengte uit en is in essentie ononderbroken. De hoogte van het opstaande geluidscherm kan variëren: bij hoge geluidbelastingen wordt in het algemeen een hoger geluidscherm toegepast dan bij lage geluidbelastingen.

In de getoonde uitvoeringsvorm bevat de geluidwerende voorziening 6 een aantal in eikaars verlengde geplaatste en op elkaar aansluitende betonnen platen 7,7’,7”. Deze platen zijn ofwel direct in de ondergrond (o) ofwel indirect via een funderings- en/of steunconstructie daarin bevestigd. De betonnen platen zijn aan de geluidbelaste zijde, dat wil zeggen aan de zijde die gericht is naar de weg, absorberend uitgevoerd. Het op de geluidwerende voorziening invallende geluid wordt derhalve zowel voor een deel gereflecteerd als voor een deel geabsorbeerd.

De geluidbelaste zijde 3 van het scherm 6 heeft ondanks het feit dat het scherm vervaardigd is van akoestisch hard materiaal (in dit geval beton), absorberende eigenschappen als gevolg van de aanwezigheid van een groot aantal holtestructuren. Deze holtestructuren zelf zijn in beginsel niet ingericht voor het absorberen van het geluid, maar vormen samen met het overblijvende, reflecterende oppervlak van het scherm, het geluidabsorberende oppervlak. Het oppervlak van de holtestructuren en het overgebleven oppervlak werken derhalve samen bij het absorberen van het invallende geluidveld. De holtestructuren hebben wanden van akoestisch hard materiaal (aangezien ze in een akoestisch hard materiaal gevormd zijn) en zijn verder vrij van materiaal dat akoestisch absorberend materiaal. Ook het overgebleven oppervlak, d.w.z. het oppervlak van de geluidwerende voorziening tussen de holtes, is akoestisch hard (en dus niet-absorberend) uitgevoerd. De holtestructuren vormen kortom resonatoren waarmee, in combinatie met het overgebleven niet-absorberend oppervlak dat zich niet in de holtes bevat, geluid om en nabij de bijbehorende resonantiefrequenties gedeeltelijk geabsorbeerd kan worden.

In figuren 4A-4C is een voorbeeld van een der gelijke plaat van een geluidscherm volgens een uitvoering van de uitvinding weergegeven. De figuren tonen aan dat in het oppervlak van de geluidwerende voorziening een groot aantal holtestructuren 10 is aangebracht. De holtestructuren hebben een in hoofdzaak langgerekte vorm (figuur 4C) met een in hoofdzaak cirkel vormige en over de lengte constante dwarsdoorsnede (figuren 4B en 4C). Dergelijke holtestructuren vormen samen een aantal resonatoren voor het verschaffen van een gewenst absorptiespectrum, waarbij de absorptie te verklaren is met behulp van een massabalans juist voor het geluidsabsorberende oppervlak, de resonanties van het medium dat zich in de holtestructuren bevindt en de viskeuze en thermische eigenschappen van het medium. De door een bepaalde holtestructuur veroorzaakte absorptie is onder meer afhankelijk van de lengte (1) van de buis die de holtestructuur vormt. Om het invallende geluidveld over een relatief breed absorptiespectrum te kunnen absorberen, worden er buizen van verschillende lengtes toegepast, waarbij elke buis van een bepaalde lengte geschikt is voor het absorberen van een relatief smal frequentiegebied.

In een bepaalde uitvoeringsvorm wordt de absorberende zijde van de geluidwerende voorziening opgedeeld in een groot aantal karakteristieke gebieden 5 (in figuur 4B met een stippellijn weergegeven). De gebieden 5 kunnen elk een gelijk oppervlak hebben, maar variërende oppervlakken behoren ook tot de mogelijkheden. Zo dient bijvoorbeeld de porositeit af te nemen voor schuin invallende geluidsgolven. Omdat bij hogere geluidsschermen de hoek van de invallende geluidsgolven hoger is op hogere posities (en dus meer schuin-invallend is), kan op hogere posities een lager porositeit worden gekozen. In elk gebied wordt een verzameling holtestructuren aangebracht die elk een afwijkende lengte hebben. In de in figuur 4B getoonde uitvoering is in elk gebied een 16-tal holtestructuren aangebracht, maar in andere uitvoeringen kan dit aantal groter of kleiner zijn. Elk van de holtestructuren is dus geschikt voor het absorberen in een eigen, bijbehorend frequentiegebied. De holtestructuren binnen een bepaald gebied 5 zorgen dus samen zorgen voor een relatief breedbandige absorptie. Het patroon van holtestructuren in het gebied 5 kan herhaald worden in de overige gebieden waaruit het geluidabsorberende oppervlak van de geluidwerende voorziening is opgebouwd en aldus een gelijkmatig over de geluidbelaste zijde van de geluidwerende voorziening verdeelde breedbandige absorptie realiseren.

Wanneer bijvoorbeeld het aantal buizen gelijk is aan 16, de radius (straal) van de (cilindrische) buizen gelijk is aan 5,5 mm en de lengtes (1; met i=l-16) van de respectievelijke buizen gelijk zijn aan 47, 50, 53, 56, 60, 64, 68, 73, 78, 85, 91, 99, 108, 119, 131 en 145 mm, wordt het karakteristieke gebied bijvoorbeeld een vierkant gebied van circa 85x85 mm2. Dit vierkante karakteristieke gebied kan over het gehele oppervlak van de geluidwerende voorziening of een deel daarvan herhaald worden. Bij deze keus van lengtes en radii van de buizen is de afstand tussen de onderliggende buizen ongeveer 1 cm. Dit betekent dat wanneer de geluidwerende voorziening vervaardigd is van bijvoorbeeld beton, de wanden tussen de verschillende buizen voldoende dik zijn om een constructief stevige constructie mogelijk te maken. Figuur 12A toont een grafiek met de absorptiecoëfficiënt van deze uitvoeringsvorm als functie van de frequentie. De grafiek toont duidelijk de korte kwartgolflengte-resonantiepieken en de driekwartgolflengte-resonantiepieken die door elk van de holtestructuren van deze uitvoeringsvorm veroorzaakt worden. Zoals uit de grafiek volgt, is over een relatief breed spectrum een relatief hoge absorptiecoëfficiënt gerealiseerd.

Wanneer bijvoorbeeld het aantal buizen gelijk is aan 25, de radius (straal) van de (cilindrische) buizen gelijk is aan 7 mm en de lengtes (li met i=l-25) van de respectievelijke buizen gelijk zijn aan 45, 47, 49, 51, 53, 55, 58, 60, 63, 66, 69, 72, 76, 79, 83, 88, 92, 97, 103, 109, 115, 122, 129, 137 en 144 mm, wordt het karakteristieke gebied bijvoorbeeld een vierkant gebied van circa 120x120 mm2 (porositeit ongeveer 27%). Dit vierkante karakteristieke gebied kan over het gehele oppervlak van de geluidwerende voorziening of een deel daarvan herhaald worden. Ook bij deze keus van lengtes en radii van de buizen is de afstand tussen de onderliggende buizen wederom ongeveer 1 cm, zodat een stevig geluidsscherm wordt verkregen. Figuur 12B toont een grafiek met de absorptiecoëfficiënt van deze uitvoeringsvorm als functie van de frequentie. De grafiek toont duidelijk de korte kwartgolflengte-resonantiepieken en de driekwartgolflengte-resonantiepieken die door elk van de holtestructuren van deze uitvoeringsvorm veroorzaakt worden. Zoals uit de grafiek volgt, is ook in deze uitvoering over een relatief een relatief hoge absorptiecoëfficiënt over een breed frequentiespectrum gerealiseerd.

In een bepaalde uitvoeringsvorm wordt de absorptiecoëfficiënt van de geluidwerende voorziening als functie van de frequentie, dat wil zeggen de optelling van individuele absorpties van de holtestructuren van de geluidwerende voorziening, geoptimaliseerd in een frequentiegebied tussen ca. 550 Hz en 1715 Hz. Het optimaliseren van de absorptie binnen dit frequentiegebied heeft het voordeel dat, aangezien de buizen niet alleen resoneren bij een lA λ resoneren maar tevens bij 3A λ, de 3A λ lengtefrequentie van de grootste buis ongeveer samenvalt met de ιλ golflengtefrequentie van de kleinste buis. De buizen doen dus twee keer mee bij het absorberen van het binnenkomende geluid. Dit betekent dat relatief hoge absorptiewaardes verkregen kunnen worden, zoals dat voorbij de hoogste optimalisatiefrequentie (dat wil zeggen boven 1715 Hz).

De geluidwerende voorziening kan aan één opstaande zijde voorzien zijn van de genoemde holtestructuren, zoals bijvoorbeeld is weergegeven in figuur 4C. In andere uitvoeringen, één waarvan is weergegeven in figuur 4D, kan de geluidwerende voorziening ook aan twee of meer zijden holtestructuren zijn voorzien. Voor het overige kan deze uitvoering gelijk zijn aan die van figuren 4A en 4B, bijvoorbeeld doordat deze voorzien is van een verbrede voet. In bepaalde uitvoeringen is het scherm dubbelzijdig uitgevoerd, d.w.z. aan de twee tegenover elkaar gesitueerde opstaande zijden voorzien van de holtestructuren, zodat er een beide zijden sprake is van geluidabsorptie. In een voorkeursuitvoering zijn de lengtes van de holtestructuren aan beide zijden van de geluidwerende voorziening aan elkaar aangepast. Relatief lange holtestructuren in een eerste zijde van het scherm kunnen zijn gepositioneerd tegenover relatief korte holtestructuren in een tweede, tegenoverliggende zijde van het scherm en vice versa. Dit is mogelijk omdat de verdeling van lengtes aan beide zijden in beginsel gelijk is. Op deze wijze kan een bijzonder lichte constructie gerealiseerd worden die aan beide opstaande zijden absorbeert. Deze constructie vergt voorts slechts een eenvoudige fundering doordat de windbelasting afneemt.

In figuur 4A is weergegeven dat de geluidwerende voorziening aan de onderzijde voorzien is van een verbrede voet 20. Wanneer de geluidwerende voorziening bijvoorbeeld vervaardigd is van beton, kan deze voet 20 gelijk tijdens het fabricageproces mee gevormd worden. De voet en de rest van de geluidwerende voorziening vormen in beide gevallen een monolithisch geheel. De plaat is in deze uitvoeringen zelfdragend uitgevoerd zodat deze stabiel en zonder verdere technische steunmiddelen op de ondergrond (O) kan blijven staan. Dit maakt een snelle en eenvoudige plaatsing van de geluidwerende voorziening mogelijk, hetgeen een positief effect op de totale kosten voor het realiseren van de geluidwerende voorziening heeft. Verder is het bijvoorbeeld mogelijk om geluidsabsorberende scheidingswanden te maken (bij voorkeur voorzien van dubbelzijdige absorptie door holtestructuren aan beide geluidbelaste zijden, zoals is weergegeven in figuur 4D) tussen twee rijstroken die lichter zijn en minder materiaal vergen dan de bestaande volle beton scheidingswanden en bovendien nog een deel van het geluid absorberen.

In andere uitvoeringen (niet in de figuren weergegeven), worden de platen aan een aparte steunconstructie vastgemaakt. De steunconstructie kan bijvoorbeeld bestaan uit een aantal op regelmatige onderlinge afstanden in de ondergrond aangebrachte steunpalen. De achterzijde van de platen worden tegen deze steunpalen aangebracht en daarmee gekoppeld zodat een stabiel geheel ontstaat. In nog verdere uitvoeringsvormen bestaat de geluidwerende voorziening uit platen van beperkte afmetingen die tegen een reeds bestaand geluidscherm aangebracht kunnen worden.

Op deze wijze is een bestaand geluidscherm, bijvoorbeeld van het alleen reflecterende type, tot een geluidscherm van het absorberende type.

In figuur 9 is een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven, waarin de holtestructuur gevormd wordt door een kunststof buis 21 die als verloren bekisting in het materiaal van de plaat 7 is achtergebleven. In het geval van een geluidscherm bestaande uit betonnen platen, welke betonnen platen worden vervaardigd door vloeibaar beton in een mal te storten, is het mogelijk om de mal te voorzien van een groot aantal van dergelijke kunststof buizen 21. De kunststof buizen zijn van geschikte lengte (overeenkomend met de lengte van de gewenste holtestructuren) en zijn gerangschikt op geschikte posities, zodat na het vullen van de mal met vloeibaar beton en het uitharden daarvan in een keer een plaat met de gewenste absorberende eigenschappen kan worden gerealiseerd. De kunststof buizen kunnen na het fabricageproces uit de plaat worden verwijderd, maar bij voorkeur blijven ze in het materiaal achter. Wanneer de kunststof buizen voldoende akoestisch hard zijn, kan ook bij achtergebleven buizen de gevormde holtes als geluidabsorberende holtestructuren fungeren. In uitvoeringen waarin het wel wenselijk is de buizen te verwijderen, hebben deze bij voorkeur een lossende vorm, bijvoorbeeld de vorm van een afgeknotte conus 23 (figuur 5), zodanig dat de buizen naderhand nog uit het materiaal van het scherm getrokken kunnen worden.

De holtestructuren kunnen een in over de lengte constante dwarsdoorsnede hebben, maar andere uitvoeringen neemt de dwarsdoorsnede toe naar mate de afstand vanaf de monding tot aan het uiteinde van de holtestructuur toeneemt. Deze vormen zijn lossend en worden dus vaak gebruikt indien de buizen aan het einde van de fabricage weer uit het plaatmateriaal getrokken moeten worden. De holtestructuren kunnen verder verscheidene vormen in dwarsdoorsnede, waaronder een in hoofdzaak cirkelvormige 24, ovale 25, rechthoekige 26,28 of driehoekige 27 dwarsdoorsnede, zoals in figuur 5 is weergegeven.

Figuur 10A toont een aanzicht van een geluidscherm waarbij de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren 28 op relatief hoge posities ten opzichte van de ondergrond (o) kleiner is dan de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren 29 op de lage posities. Voor hogere posities is de hoek van inval over het algemeen groter. Dit betekent dat de porositeit kleiner moet zijn. Een kleinere porositeit kan gerealiseerd worden door kleinere diameter holtes maar dan bij gelijkblijvende afstand tussen de holtes, gelijke diameter maar dan grotere afstand tussen de holtes groter worden, en/of verscheidene buisjes van een groter aantal lengtes. In verband met de eenvoud gaat vaak de voorkeur uit naar een gelijk blijvende afstand tussen holtes en holtes van kleinere diameter, zoals in figuur 10 is weergegeven. Op deze wijze kan een nog verder verbeterde algemene geluidabsorptie verkregen worden. In figuur 10B is een soortgelijk geluidscherm weergegeven als in figuur 10A. In deze uitvoering zijn de rijen holtestructuren om en om ten opzichte van elkaar verschoven (over ongeveer de halve tussenafstand tussen naburige holtestructuren). Dit maakt het mogelijk om bij gelijkblijvende constructieve eisen meer holtestructuren en dus een hogere porositeit te behalen.

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarin de platen van de geluidwerende voorziening niet in hoofdzaak evenwijdig langs de weg (zoals de situaties in figuur 1) zijn geplaatst, maar schuin ten opzichte van de langsas 20 van de weg. In de getoonde uitvoeringsvorm is een aantal platen 7, 7’, 7” op enige onderlinge afstand (M) ten opzichte zijn elkaar aangebracht. In andere uitvoeringen worden groepen van twee of meer achter elkaar geplaatste geluidabsorberende platen schuin ten opzichte van de langsas 20 opgesteld. De platen 7 - 7” worden zodanig achter elkaar geplaatst, dat een rij geluidabsorberende platen ontstaat. De hoek (a) tussen de langsas 20 van de weg en de respectievelijke platen kan variëren, bijvoorbeeld tussen de 30 en 50 graden. In de weergegeven uitvoeringsvorm is de hoek gelijk aan circa 45 graden.

In figuur 2 is verder weergegeven hoe geluid afkomstig van de auto 2, bijvoorbeeld motor- en/of bandengeluid, in de richting P! naar de achterzijde van een plaat 7’van de geluidwerende voorziening wordt gestuurd. Het geluid weerkaatst aan de geluidsabsorberende achterzijde 9 van de plaat 7’ en wordt in de richting P2 van een verdere absorberende plaat 7” gestuurd. Het invallende geluidveld wordt ten minste gedeeltelijk geabsorbeerd door de absorberende zijde 8 van deze plaat 7”. De rest van het geluid wordt weerkaatst en verdwijnt in verdere richting P3. De absorptiekwaliteit van de tweede absorberende plaat 7” en het verlies als gevolg van de reflectie tegen de eerste plaat 7’ bepaalt uiteindelijk hoeveel geluid er in richting P3 verdwijnt. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de bestuurder van de langsrijdende geluidsbron door de geluidwerende voorziening heen kan kijken en zicht behoudt op zijn omgeving. Door het scherm aan beide opstaande zijden te voorzien van de hierin gedefinieerde holtestructuren kan de totale absorptie van de geluidwerende voorziening worden verhoogd ten opzichte van uitvoeringen waarin slechts één opstaande zijde van de geluidwerende voorziening van de genoemde holtestructuren is voorzien. Een verder voordeel van het schuin plaatsen van de platen van de geluidwerende voorziening is derhalve dat er gebruik kan worden gemaakt van zowel de voorzijde als de achterzijde van de platen, hetgeen de geluidabsorptie en daarmee de geluidafschermende werking van het gehele geluidscherm kan doen toenemen.

Zoals hier boven reeds vermeld is, is in een verdere, niet-weergegeven uitvoeringsvorm, de tegenoverliggende (achter-) zijde 9 van elk van de platen 7-7” niet voorzien van een absorberende zijde (door de aanwezigheid van holtestructuren). Ook in deze uitvoering kan het geluid geabsorbeerd worden door de platen, maar gebeurt dat slechts aan één enkele zijde van de betreffende plaat.

In figuur 6 is nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven.

Deze uitvoering is gebaseerd op de in figuur 2 getoonde uitvoeringsvorm, dat wil zeggen de uitvoeringsvorm waarin de geluidwerende voorziening bestaat uit een aantal schuin ten opzichte van de langsas van de weg gerangschikte delen. Het is echter ook mogelijk om de uitvoering van figuur 5 toe te passen op de in figuur 1 getoonde uitvoering, dat wil zeggen de uitvoering waarin de geluidwerende voorziening bestaat uit een lange rij achter elkaar geplaatste delen. In figuur 5 is weergegeven dat in de berm 3 tussen de geluidwerende voorziening en de weg een langgerekte strook 35 van achter elkaar geplaatste diffractorplaten 36, 36’ op de ondergrond (O) is aangebracht. De diffractorplaten 36 zijn zodanig in de ondergrond aangebracht, dat de bovenzijde van de diffractorplaten 36, 36’ ongeveer op gelijke hoogte liggen als de bovenzijde van de ondergrond. De diffractorplaten 36 bestaan uit een aantal naast elkaar gerangschikte parallelle sleuven van verschillende diepte. De sleuven vormen resonatoren met resonantiefrequenties in het gebied van de frequenties van het af te buigen geluid, in het bijzonder frequenties rond circa 1 kHz. De sleuven zijn uitgevoerd als holte waarvan de wanden in hoofdzaak niet absorberend zijn en verder vrij zijn van welk akoestisch absorberend materiaal dan ook. De platen zorgen ervoor dat het van de geluidsbron (bijvoorbeeld de auto 2) afkomstige geluid af gebogen wordt in de richting die afwijkt van de zijdelingse richting. Met andere woorden, het langs de bovenzijde van de diffractorplaat zicht voortplantende geluid wordt naar boven toe afgebogen. Overigens is het niet zo dat er alleen een rij diffractorplaten naast de geluidwerende voorziening kan worden opgesteld. In verdere uitvoeringen zijn naast de rij diffractorplaten 36,36’(optionele) aanvullende diffractorplaten (in figuur 6 met stippellijnen weergegeven) aangebracht om het door de openingen tussen de geluidschermdelen zich voortplantende geluid naar boven toe af te buigen.

Hoe het geluid naar boven toe af kan buigen is getoond in de uitvoering van figuur 7. Deze uitvoering komt grotendeels overeen met die van figuur 6, met het verschil dat de platen 37 op een afstand (h) boven de ondergrond (o) zijn geplaatst, bijvoorbeeld door deze op een aparte steunconstructie (poten) aan te brengen. Het van de auto afkomstige geluid wordt naar de resonatoren in de diffractor gestuurd (richting P4). Afhankelijk van de golflengte van het geluid wordt dit door een bijbehorende sleufvormige resonator 37 naar boven toe afgebogen (richting P5). Het geluid komt dus terecht op de onderste strook van de plaat 37 en wordt daar door de vormholtes geabsorbeerd. In een gebied vanaf de ondergrond tot aan de minimale hoogte H. er geen of slechts zeer weinig geluid invallen. De geluidwerende voorziening aan de onderzijde dus niet voorzien te zijn van een geluidsabsorberende laag of, zoals in de in figuur 6 getoonde uitvoeringsvorm, de geluidwerende voorziening kan aan de onderzijde geheel weggelaten worden. Hierdoor wordt de totale constructie van de geluidwerende voorziening lichter en heeft verkeer op de weg via de onderzijde van de geluidwerende voorziening zicht op zijn omgeving. Voor verdere details van de hierin genoemde diffractor en diffractorplaten wordt verwezen naar de internationale octrooiaanvrage WO 2015005774 Al van aanvraagster, waarvan de inhoud hierin als geheel ingelast dient te worden beschouwd.

Figuur 8 toont een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin aan de bovenzijde van de plaat 17, die ten minste aan de voorzijde 18 voorzien is van absorberende holtestructuren (maar in sommige uitvoeringsvormen ook aan de achterzijde voorzien is van dergelijke holtestructuren) eveneens aan het bovenoppervlak 30 speciale voorzieningen heeft. Het bovenoppervlak van de geluidwerende voorziening strekt zich schuin uit ten opzichte van de opstaande zijde 8 en daarmee ten opzichte van de ondergrond in gebruik uit. De hellingshoek (β), zoals is weergegeven in figuur 8, is hierbij zodanig gekozen dat het vanaf de geluidbron op de weg naar de bovenzijde van het scherm getransporteerde geluid door een aantal in het bovenoppervlak 30 voorziene diffractoren 31 af gebogen kan worden. De diffractoren kunnen bijvoorbeeld uit een aantal langgerekte en evenwijdige resonatorsleuven 32 zijn opgebouwd. Bij een kleine afstand tussen de weg en de geluidwerende voorziening zal de hoek β over het algemeen groter moeten zijn dan bij een grote afstand. Voor verder details van dergelijke diffractoren wordt verwezen naar de boven genoemde octrooiublicatie WO 2015005774 Al.

De diffractoren 31 aan de bovenzijde van de geluidwerende voorziening bestaan uit zich in langsrichting van de geluidwerende voorziening uitstrekkende sleuven 32. Deze sleuven 32 zijn net zoals de sleuven in de eerdergenoemde diffractorplaten 36, 36’ vervaardigd van akoestisch hard materiaal en zijn bovendien in hoofdzaak leeg uitgevoerd althans er is geen akoestisch absorberend materiaal in aangebracht. Vanaf de zichtzijde (zijde 8) van de geluidwerende voorziening in de richting van de achterzijde neemt de diepte (lengte) van de diffractorgleuven 32 telkens af. Verder is de monding van elk van de diffractorsleuven 32 telkens op een grotere hoogte gesitueerd dan de monding van de vorige diffractorsleuf. De dieptes van de reactorsleuven nemen bij voorkeur monotoon af maar, in andere uitvoeringsvormen, kan er enige variatie in de diepte plaats vinden. Het langs de bovenzijde van de geluidwerende voorziening getransporteerde geluid wordt als gevolg van de aanwezigheid van de diffractor 31 naar boven toe afgebogen zodat het geluid afschermende effect van de geluidwerende voorziening nog verder wordt verhoogd.

Figuur 11 toont een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin de geluidwerende voorziening vervaardigd is van gewapend beton. Dit geluidscherm bevat dus een op zich bekende wapening 44, welke wapening bijvoorbeeld bestaat uit een metalen traliewerk. De wapening is bijvoorbeeld in het midden van de plaat gerangschikt, maar kan in andere uitvoeringsvormen ook dichter bij de voorzijde of de achterzijde zijn aangebracht. De holtestructuren 45 zijn in deze uitvoeringsvorm zodanig gerangschikt dat ten minste een deel van de holtestructuren zich tot voorbij de positie van de wapening 44 kan uitstrekken (zoals is aangeduid met de stippellijnen 46). Ter plaatse van de wapening zijn derhalve ofwel geen holtestructuren gesitueerd of alleen een groep holtestructuren met een relatief kleine lengte. Dit maakt het mogelijk om enerzijds de plaats te wapenen maar anderzijds vrijwel de totale dikte van de plaat te gebruiken om daarin holtestructuren te voorzien. Overigens geldt dit niet alleen voor uitvoeringsvormen waarin de holtestructuren zich slechts aan één zijde (zichtzijde) van de geluidwerende voorziening zich uitstrekken, maar tevens in de eerdergenoemde uitvoeringsvormen waarin de holtestructuren aan beide zijden zijn voorzien (en het scherm dus aan beide zijden absorberend is).

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de hierin beschreven uitvoeringsvormen daarvan. De beschermingsomvang wordt gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies, binnen de strekking waarvan talloze modificaties denkbaar zijn.

Claims (32)

1. Geluidwerende voorziening, in het bijzonder een geluidafschermingseenheid, die is ingericht voor het althans voor een bepaald frequentiegebied beperken van de zijdelingse uitstraling van door gemotoriseerd wegverkeer veroorzaakt luchtgeluid, de geluidwerende voorziening omvattende een plaat met een akoestisch hard buitenoppervlak, waarbij de plaat ten minste één geluidabsorberende zijde omvat, waarbij de geluidabsorberende zijde een veelvoud van in de plaat aangebrachte en op het harde buitenoppervlak uitmondende langgerekte holtestructuren met resonantiefrequenties in het bepaalde frequentiegebied hebben voor het ten minste gedeeltelijk absorberen van het op de geluidabsorberende zijde invallende geluid, met het kenmerk, dat de plaat monolithisch is uitgevoerd, dat het binnenoppervlak van elk van de holtestructuren is vervaardigd van akoestisch hard materiaal en dat de holtestructuren vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal en gegroepeerd zijn in verscheidene over de zijde van de plaat verdeelde zijnde groepen, waarbij binnen elke groep de holtestructuren onderling afwijkende lengtes hebben.

2. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 1, omvattende een eerste opstaande geluidabsorberende zijde alsmede een tweede, tegenoverliggende opstaande geluidabsorberende zijde.

3. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 1 of 2, waarin de plaat een zelfdragende plaat is die is ingericht om stabiel op een ondergrond opgesteld te worden, bij voorkeur omvattende een voet voor het stabiele ondersteunen van de zelfdragende plaat op de ondergrond.

4. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een aantal platen die zijn ingericht om bevestigd te worden aan een in de ondergrond verankerde steunconstructie, bijvoorbeeld een bestaand geluidscherm.

5. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een holtestructuur gevormd is in een in het materiaal van de plaat verankerde buis.

6. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 5, waarbij de plaat vervaardigd is van beton en waarbij de holtestructuur gevormd wordt door één of meer tijdens het fabricageproces in het beton achtergebleven kunststof buizen.

7. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de holtestructuren gevormd worden door langgerekte buisvormige holtes, die zich bij voorkeur loodrecht op de absorberende zijde uitstrekken, waarbij de buisvormige holtes bijvoorbeeld geheel of gedeeltelijk cilindrische uitsparingen en/of boringen in het oppervlak van de plaat zijn.

8. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de holtestructuren een lossende vorm, in het bijzonder conische vorm, hebben.

9. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de holtestructuren in hoofdzaak gelijkmatig over de geluidabsorberende zijde van de plaat verdeeld zijn.

10. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de verdeling van de holtestructuren over de hoogte van een opstaande geluidabsorberende zijde ten minste deels varieert.

11. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren op hoge posities ten opzichte van de ondergrond in hoofdzaak kleiner is dan de gemiddelde dwarsdoorsnede van de holtestructuren op lage posities.

12. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een holtestructuur gevormd wordt door een buisvormige uitsparing, in het bijzonder een uitsparing in de vorm van een in hoofdzaak rechte buis, gevormd in het materiaal van de plaat.

13. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de holtestructuur een in over de lengte constante dwarsdoorsnede heeft.

14. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de porositeit (PL) van een deel van de plaat, gedefinieerd als de sommatie van alle oppervlakken van holtestructuren van dezelfde lengte en gedeeld door het totale oppervlak van het betreffende deel van de plaat tussen de 0,01% en 15%, bij voorkeur tussen de 0,5% en 2%, met nog meer voorkeur circa 1,4%, bedraagt.

15. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de naar boven toe gerichte zijde van de plaat voorzien is van een aantal holtes die zijn ingericht voor het afbuigen en/of absorberen van het door het verkeer veroorzaakte geluid.

16. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 15, waarbij de diffractoren gevormd worden door één of meer evenwijdige langgerekte uitsparingen in het bovenoppervlak van de plaat, waarbij elk van uitsparingen akoestisch in hoofdzaak niet-absorberende wanden hebben en vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal.

17. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 15 of 16, waarbij de uitsparingen, in een langs een weg gerangschikte toestand, vanaf de weg gezien in een aantal achter elkaar gelegen evenwijdige resonatomjen zijn gerangschikt, waarbij in een richting van de weg af, per rij, de diepte van uitsparingen afneemt.

18. Geluidwerende voorziening volgens een van de conclusies 15-17, waarbij de bovenzijde van de plaat zodanig schuin is georiënteerd ten opzichte van de geluidabsorberende zijde(n) dat deze, in een langs een weg gerangschikte toestand, naar de weg gericht is.

19. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een aantal in een rij langs een weg opgestelde schermdelen bestaande uit een of meer achter elkaar geplaatste platen, waarbij elk schermdeel zich schuin ten opzichte van de lengteas van de weg uitstrekt.

20. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 19, waarbij de schermdelen zich onder een hoek (a) ten opzichte van de lengteas uitstrekken, waarin de hoek (a) zich bevindt in een hoekbereik van 5 tot 60 graden, bij voorkeur een hoek tussen 30 en 50 graden, uitstrekt.

21. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 19 of 20, waarin de schermdelen onderling vrijstaand zijn opgesteld.

22. Samenstel van een geluidwerende voorziening en een langs een weg, op een positie tussen de weg en de geluidwerende voorziening aangebrachte of aan te brengen diffractor, de diffractor omvattende ten minste één zijdelings naast de weg op te stellen diffractie-element, waarbij het diffractie-element is voorzien van een patroon van uitsparingen in het bovenoppervlak daarvan voor het afbuigen van het verkeersgeluid in een richting die afwijkt van de zijdelingse richting, waarbij de uitsparingen akoestisch in hoofdzaak niet-absorberende wanden hebben en vrij zijn van akoestisch absorberend materiaal, waarbij de diepte van de uitsparingen bij toenemende afstand ten opzichte van de weg per rij afneemt, bij voorkeur monotoon afneemt.

23. Samenstel volgens conclusie 22, omvattende een in de ondergrond te verankeren steunconstructie die is ingericht om de één of meer platen op ten minste een vooraf bepaalde minimumhoogte boven de ondergrond op te stellen, waarin bij voorkeur de ruimte tussen de onderzijde van de plaat en de ondergrond in hoofdzaak transparant is.

24. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de plaat vervaardigd is van beton, bij voorkeur beton met wapening.

25. Geluidwerende voorziening volgens conclusie 24, waarbij de holtestructuren zich vanaf de monding in het akoestisch harde buitenoppervlak van de plaat over verschillende lengtes (h-lj in de plaat uitstrekken, waarbij ten minste één van deze lengtes groter is dan de afstand (a) tussen het genoemde buitenoppervlak en de wapening.

26. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de porositeit, diameter en lengte van de holtestructuren zijn uitgevoerd voor het absorberen van geluid in het frequentiegebied van ca. 400 Hz - 2000 Hz.

27. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de porositeit, diameter en lengte van de holtestructuren zijn uitgevoerd voor het optimaliseren van de absorptiecoëfficiënt van de plaat in een frequentiegebied tussen circa 550 Hz - 1715 Hz.

28. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het akoestisch harde buitenoppervlak een absorptiecoëfficiënt van minder dan 0,15, bij voorkeur minder dan 0,10 en met nog meer voorkeur minder dan 0,05 heeft.

29. Geluischerm volgens conclusie 3, waarbij de holtestructuren aan beide tegenoverliggende en opstaande zijden van de plaat zijn voorzien, waarbij de lengtes van de holtestructuren aan beide zijden van de geluidwerende voorziening bij voorkeur aan elkaar zijn aangepast en/of waarbij relatief lange holtestructuren in een eerste zijde van het scherm zijn gepositioneerd tegenover relatief korte holtestructuren in een tweede, tegenoverliggende zijde van het scherm en vice versa.

30. Geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaande conclusies, dat is ingericht om opgesteld te worden tussen naburige rijstroken van een weg.

31. Weg voorzien van ten minste één geluidwerende voorziening volgens een van de voorgaand conclusies.

32. Weg volgens conclusie 31, waarin de weg een spoorweg of een autoweg is.