NL2028636B1 - Inrichting voor het reduceren van geluid - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor het reduceren van geluid, in het bijzonder geluid van over een weg of spoor rijdend 5 verkeer, welke inrichting een lichaam omvat met een hoofdoppervlak, waarbij in het hoofdoppervlak een of meer groeven zijn aangebracht, waarbij elke groef zich in een eerste richting uitstrekt en begrensd wordt door een eerste groefrand en een tweede groefrand, waarbij beide groefranden zich parallel aan de eerste richting uitstrekken en in het l0 hoofdoppervlak van het lichaam liggen waarbij elke groef een vanaf de eerste groefrand omlaag hangende eerste groefwand omvat, welke eerste groefwand met het hoofdoppervlak een hoek maakt van tussen 60° en lOO°, bij voorkeur 90°. waarbij elke groef verder een vanaf de onderzijde van de l5 eerste groefwand naar de tweede groefrand oplopende tweede groefwand omvat, waarbij de tweede groefwand, in de eerste richting gezien, vlak of concaaf is en waarbij de verhouding van de afstand tussen de eerste groefrand en de tweede groefrand van een groef en de diepte van de 20 betreffende groef ligt tussen 1,0 en 3,0.

Description

Inrichting voor het reduceren van geluid De uitvinding betreft een inrichting voor het reduceren van geluid, in het bijzonder geluid van over een weg of spoor rijdend verkeer, welke inrichting een lichaam omvat met een hoofdoppervlak, waarbij in het hoofdoppervlak één of meer groeven zijn aangebracht, waarbij elke groef zich in een eerste richting uitstrekt en begrensd wordt door een eerste groefrand en een tweede groefrand, waarbij beide groefranden zich parallel aan de eerste richting uitstrekken en in het hoofdoppervlak van het lichaam liggen waarbij elke groef een vanaf de eerste groefrand omlaag hangende eerste groefwand omvat, welke eerste groefwand met het hoofdoppervlak een hoek maakt van tussen 60° en 100°, bij voorkeur 90°. Een dergelijke inrichting is bekend uit EP 3019662. In deze publicatie zijn de groeven zodanig vormgegeven dat ze functioneren als resonatoren voor verschillende geluidsfrequenties.

De resonatoren buigen het geluid, dat over de inrichting gaat omhoog, zodat achter de inrichting een gebied ontstaat, waar de geluidsdruk gereduceerd is.

Om een resonantie in de groeven op te laten wekken kan de diepte van de groef gelijk zijn tot aan enkele malen de breedte van de groef.

De diepte van de groef is daarbij een kwart van de golflengte van de gewenste resonatiefrequentie.

Voor frequenties tussen 700Hz en 1200Hz, die kenmerkend zijn voor geluid van over een weg rijdend verkeer, varieert de diepte van een groef tussen 0,07m en 0,12m bij bijvoorbeeld een breedte van 0,03m.

Daarnaast moet voor elke gewenste resonantefrequentie een aparte groef gevormd worden, waardoor de inrichting complex wordt.

Het blijkt dat het maken van een lichaam met groeven met dergelijke afmetingen lastig is, wanneer ook vereisten zoals stevigheid, overrijdbaarheid door voertuigen en dergelijke meegenomen dient te worden.

Bovendien is een aanzienlijke hoeveelheid materiaal nodig voor elke inrichting, hetgeen weer nadelig is bij het transport en plaatsen van de inrichtingen.

Daarnaast moet de resonantie in de groeven op gang komen voordat het geluidsreducerende effect verkregen wordt.

Bij een continue geluidsproductie zal dit slechts in de initiële fase merkbaar zijn, maar wanneer de geluidsproductie in intensiteit en/of frequenties varieert kan de gemiddelde geluidsreductie van een dergelijke bekende inrichting lager zijn dan bij een continue geluidsproductie. 40 Het is dan ook een doel van de uitvinding om de bovengenoemde nadelen te verminderen of zelfs te voorkomen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een inrichting volgens de aanhef, die gekenmerkt wordt doordat elke groef verder een vanaf de onderzijde van de eerste groefwand naar de tweede groefrand oplopende tweede groefwand omvat, waarbij de tweede groefwand, in de eerste richting gezien, vlak of concaaf is en waarbij de verhouding van de afstand tussen de eerste groefrand en de tweede groefrand van een groef en de diepte van de betreffende groef ligt tussen 1,0 en 3,0.

De inrichting volgens de uitvinding buigt het geluid, dat over de inrichting, op een andere manier omhoog, dan bij de stand van techniek. Geluid dat over de eerste groefrand van de groef komt, zal zich in de groef voortplanten en tegen de oplopende tweede groefwand weerkaatsen. Hierdoor zal de richting van de geluidsgolf veranderen en min of meer haaks op het hoofdoppervlak uit de groef treden. Hierbij zullen de van richting veranderde geluidsgolven inwerken op de geluidsgolven, die parallel aan het hoofdoppervlak van de inrichting lopen, en daardoor de geluidsgolven van het hoofdoppervlak van de inrichting weg drukken, waardoor achter de inrichting een gebied ontstaat met verminderde geluidsdruk.

Om voldoende ruimte te voorzien voor het weerkaatsen van de geluidsgolven op de tweede groefwand dient de breedte van de groef, d.w.z. de afstand tussen de eerste en tweede groefrand minimaal gelijk te zijn aan de diepte van de groef. De diepte van de groef wordt bepaald door de afstand tussen het hoofdoppervlak en het laagste punt in de groef, daar waar de tweede groefrand aansluit op de eerste groefrand.

Tenslotte dient de verhouding van de afstand tussen de eerste groefrand en de tweede groefrand van een groef en de diepte van de betreffende groef niet groter te zijn dan 3 om te voorkomen, dat de oplopende tweede groefwand niet te vlak is, waardoor de weerkaatste geluidsgolven teveel met het over het hoofdoppervlak komende geluid meebeweegt en geen afbuigend effect meer heeft.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding ligt de diepte van de groef tussen 0,04m en 1,0 m, bij voorkeur 0,04m en 0,25m. Het blijkt dat wanneer de diepte een kwart van de golflengte van een frequentie is, het geluidreducerende effect vanaf deze frequentie, alsook voor frequenties daarboven, optreedt. In normale omstandigheden, waarbij de geluidssnelheid ligt op 331 m/s zorgt een diepte van de groef tussen 0,04m en 0,25m voor een 40 geluidsreductie van frequenties tussen 331Hz en 2068Hz.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de tweede groefwand, in de eerste richting gezien, gevormd volgens een m-de-graadspolynoom, waarbij m minimaal 1,0 is en waarbij m bij voorkeur 2 is.

De meest optimale vorm van de tweede groefwand is, in de eerste richting gezien, dus in dwarsdoorsnede, een parabolische vorm. Dit zorgt er voor dat de weglengte voor de geluidsgolven vanaf de eerste groefrand via de tweede groefrand tot aan het hoofdoppervlak gelijk is. Hierdoor zorgen de weerkaatste geluidsgolven voor een maximale afbuiging van het geluid, dat over het hoofdoppervlak gaat.

Desalniettemin zorgt een tweede groefwand gevormd volgens een m-de- graadspolynoom, waarbij m ligt tussen 1,0 en 3,0 nog steeds voor een afbuiging van het geluid en daarmee voor een geluidsreductie.

In weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is in de één of meer groeven een rooster aangebracht, dat zich ten minste van de eerste groefrand tot aan de tweede groefrand uitstrekt.

Wanneer de inrichting langs een weg wordt aangebracht, moet het hoofdoppervlak geschikt zijn om met een wiel van een voertuig overheen te rijden. Door de breedte van de groeven, die tot wel 0,5m kan zijn, moet voorkomen worden dat een voertuig met een wiel in de groef terecht komt. Door het aanbrengen van een rooster wordt dit voorkomen, terwijl de geluidsgolven nog steeds in de groeven kunnen komen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het rooster kan gevormd zijn door dwars in de groeven geplaatste schotten. Deze schotten kunnen integraal met de groefwand gevormd zijn en zijn bij voorkeur voorzien van een drainage opening, zodat water vanuit de groeven kan wegstromen.

In weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt ten minste de tweede groefwand van elke groef gevormd door een fotovoltaïsche laag.

Aangezien de inrichting zeer geschikt is om langs grote lengtes weg aan te brengen, biedt het oppervlak voldoende ruimte om zonnepanelen van te vormen.

De uitvinding betreft verder een combinatie van een weg en een inrichting volgens de uitvinding, waarbij de inrichting aangrenzend aan de weg en met de eerste richting parallel aan de langsrichting van de weg is aangebracht.

Een uitvoeringsvorm van de combinatie volgens de uitvinding omvat verder een wand, zoals een geluidsscherm, aangrenzend en parallel 40 aangebracht aan de weg, waarbij de inrichting op de bovenrand van de wand is aangebracht.

De inrichting is verder zeer geschikt om op de bovenrand van een wand of geluidscherm aan te brengen. Hierdoor kan ofwel de geluidsreductie van de wand verder verbeterd worden of kan de hoogte van de wand teruggebracht worden, terwijl de gewenste geluidsreductie behouden blijft.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de combinatie volgens de uitvinding maakt het hoofdoppervlak van het lichaam een hoek tussen 0° en 90° met de weg maakt.

Wanneer het hoofdoppervlak parallel aan de weg gehouden wordt, terwijl de inrichting boven op een wand is aangebracht, zal een groot deel van de groeven in de luwte liggen van het scherende geluid, dat over de wand en de inrichting propageert. Door het hoofdoppervlak te kantelen kan alsnog het hoofdoppervlak zo georiënteerd worden, dat het geluid van de weg over het gehele hoofdoppervlak gaat en zo een maximale reductie geeft.

Deze en andere kenmerken van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Figuur 1 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede aanzicht van een groef van de inrichting volgens figuur 1.

Figuur 3 toont een schematische weergave van de reflectie van een geluidgolf in de groef volgens figuur 2.

Figuur 4 toont een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een combinatie volgens de uitvinding.

Figuur 5 toont een schematische dwarsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een combinatie volgens de uitvinding.

Figuur 6 toont een heatmap van de geluidsdruk zonder een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 7 toont een heatmap van de geluidsruk met een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 8 toont een grafiek van de geluidsdruk op een punt volgens figuren 6 en 7.

Figuur 1 toont een perspectivisch aanzicht van een inrichting 1 volgens de uitvinding. De inrichting 1 heeft een lichaam 2 met een hoofdoppervlak 3, waarin twee groeven 4, 5 zijn aangebracht, die zich in een eerste richting R uitstrekken.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede aanzicht van de groef 4,

5. Elke groef 4, 5 wordt begrensd in het hoofdoppervlak 3 door een 40 eerste groefrand 6 en een tweede groefrand 7.

Vanaf de eerste groefrand 6 hangt een eerste groefwand 8 omlaag. Deze eerste groefwand 8 maakt een hoek a met het hoofdoppervlak

3. Deze hoek o ligt tussen 60° en 100°, bij voorkeur 90°.

Op de onderrand 9 van de eerste groefwand 8 sluit een tweede groefwand 10 aan, die oploopt naar de tweede groefrand 7. De vorm van 5 de tweede groefwand 10 is in dwarsdoorsnede gelijk aan een deel van een m-de-graadspolynoom, waarbij m minimaal 1,0 is en waarbij m bij voorkeur 2 is.

De verhouding tussen de breedte b van de groef 4, 5 en de diepte d van de groef 4,5, ligt tussen 1,0 en 3,0 en is bij voorkeur 2,0.

In figuur 3 wordt de inrichting 1 in dwarsdoorsnede getoond, waarbij geluid G over het hoofdoppervlak 3 komt. Bij de eerste groefrand 6 zal een deel van het geluid G in de groef 4 gaan en op de tweede groefwand 10 reflecteren. Dit gereflecteerde geluid G. zal het geluid G omhoog drukken, waardoor achter de groef 4 een reductie in de geluidsdruk verkregen zal worden.

In figuur 4 wordt een eerste uitvoeringsvorm 20 van een combinatie volgens de uitvinding getoond. In deze combinatie is langs een verkeersweg 21 een rij van inrichtingen 1 volgens voorgaande figuren aangebracht, waarmee het geluid langs de weg 21 gereduceerd wordt.

In figuur 5 wordt een tweede uitvoeringsvorm 30 van een combinatie volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede getoond. Hierbij is langs een verkeersweg 31 een geluidswand 32 geplaatst. Op de bovenrand van de geluidswand 32 is een uitvoeringsvorm van de inrichting 33 volgens de uitvinding geplaatst. Doordat de inrichting 33 op een verhoogde positie is aangebracht, is het hoofdoppervlak 34 van de inrichting 33 onder een hoek p geplaatst, zodat de groeven 35, 36 optimaal kunnen werken.

Figuur 6 toont een heatmap van de geluidsdruk, die door een geluidsbron G veroorzaakt wordt. Figuur 7 toont een heatmap van de geluidsdruk, die dezelfde geluidsbron G veroorzaakt, maar waarbij een inrichting 40 met vier groeven volgens de uitvinding is aangebracht.

Op basis van de heatmap is duidelijk dat in het punt 41 de geluidsdruk zonder inrichting 40 hoger is dan wanneer de inrichting 40 is geplaatst.

In figuur 8 wordt een grafiek getoond van de geluidsdruk SPL in het punt 41 afhankelijk van de frequentie. Duidelijk is te zien dat bij het toepassen van de inrichting 40 vanaf een start frequentie (in 40 dit geval ongeveer 400 Hz) over het verdere frequentiebereik een aanzienlijke reductie in de geluidsdruk verkregen wordt.

Claims (8)

Conclusies

1. Inrichting voor het reduceren van geluid, in het bijzonder geluid van over een weg of spoor rijdend verkeer, welke inrichting een lichaam omvat met een hoofdoppervlak, waarbij in het hoofdoppervlak één of meer groeven zijn aangebracht, waarbij elke groef zich in een eerste richting uitstrekt en begrensd wordt door een eerste groefrand en een tweede groefrand, waarbij beide groefranden zich parallel aan de eerste richting uitstrekken en in het hoofdoppervlak van het lichaam liggen waarbij elke groef een vanaf de eerste groefrand omlaag hangende eerste groefwand omvat, welke eerste groefwand met het hoofdoppervlak een hoek maakt van tussen 60° en 100°, bij voorkeur 90°.

met het kenmerk, dat elke groef verder een vanaf de onderzijde van de eerste groefwand naar de tweede groefrand oplopende tweede groefwand omvat, waarbij de tweede groefwand, in de eerste richting gezien, vlak of concaaf is en waarbij de verhouding van de afstand tussen de eerste groefrand en de tweede groefrand van een groef en de diepte van de betreffende groef ligt tussen 1,0 en 3,0.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de diepte van de groef ligt tussen 0,04m en 1,0 m, bij voorkeur 0,04m en 0,25m.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de tweede groefwand, in de eerste richting gezien, gevormd is volgens een m-de- graadspolynoom, waarbij m minimaal 1,0 is en waarbij m bij voorkeur 2 is.

4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij in de één of meer groeven een rooster is aangebracht, dat zich ten minste van de eerste groefrand tot aan de tweede groefrand uitstrekt.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste de tweede groefwand van elke groef gevormd wordt door een fotovoltaïsche laag.

6. Combinatie van een weg en een inrichting volgens éen van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting aangrenzend aan de weg en met de eerste richting parallel aan de langsrichting van de weg is aangebracht.

7. Combinatie volgens conclusie 6, verder omvattende een 40 wand, zoals een geluidsscherm, aangrenzend en parallel aangebracht aan de weg, waarbij de inrichting op de bovenrand van de wand is aangebracht.

8. Combinatie volgens conclusie 7, waarbij het hoofdoppervlak van het lichaam een hoek tussen 0° en 90° met de weg maakt.