CH704558B1 - Schallschutzbauteil. - Google Patents

Abstract

Schallschutzbauteil (1), wobei der Schallschutzbauteil (1) als einstückiger Betonkörper (2) ausgebildet ist, und wobei wenigstens eine erste Oberfläche (3) des Betonkörpers (2) als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist, wobei der Betonkörper (2) einen im Wesentlichen homogenen Aufbau aufweist, wird zur einfachen Herstellung, zur Erfüllung hoher statischer Anforderungen sowie zur Steigerung der Schallschutzwirkung vorgeschlagen, dass der Betonkörper (2) Zuschlagstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m 3 und 3000 kg/m 3 beinhaltet, und dass der Betonkörper (2) als haufwerksporiger Beton ausgebildet ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schallschutzbauteil gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es sind Schallschutzbauteile, wie etwa Lärmschutzpaneele, bekannt, welche Beton umfassend gebildet werden. Derartige herkömmliche Schallschutzbauteile weisen einen Stützkörper bzw. einen Grundkörper auf, welcher in der Regel aus Normalbeton gebildet ist und welcher eine tragfähige Struktur bildet. Auf diesem Grundkörper ist dann wenigstens eine der zu erwartenden Lärmquelle zugerichtete Schicht zur Absorption von Luftschall angeordnet. Eine derartige Schicht ist etwa durch Pflanzenbewuchs oder durch eine Schicht eines porösen Werkstoffes, wie etwa sog. haufwerksporigem Leichtbeton, gebildet.

[0003] Aus der DE 10 2006 033 061 A1 ist ein Schallschutzelement mit einem armierten Betonkern für die statischen Anforderungen, welcher mit einer Oberflächenbeschichtung aus Leichtbeton versehen ist, bekannt.

[0004] Aus der FR 2 714 681 A1 ist ein Schallschutzelement bestehend aus einer bewehrten Betonplatte von einer Dicke zwischen 3 cm und 10 cm und einer schallabsorbierenden Beschichtung bekannt.

[0005] Aus der US 2004/01 488 767 A1 ist ein Schallschutzbauteil umfassend eine innere Schicht, welche primär dazu ausgebildet ist, die statischen Anforderungen zu erfüllen, und einer porösen äusseren Schicht, welche für eine gute Schallabsorption zuständig ist, bekannt.

[0006] Aus der FR 2 759 716 A1 ist eine Betonschutzwand, auf welche eine Absorberverkleidung aufgesetzt ist, bekannt.

[0007] Nachteilig an derartigen bekannten Schallschutzbauteilen ist, dass diese einen tragenden Grundkörper benötigen, um die statischen Anforderungen im Betrieb zu erfüllen, sowie zusätzlich einen absorbierenden Aufbau, da der Grundkörper derartiger herkömmlicher Schallschutzbauteile nicht geeignet ist, die gestellten akustischen Anforderungen zu erfüllen.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schallschutzbauteil der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welcher einfach und mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist, welcher hohe statische Anforderungen erfüllt und welcher eine gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen gesteigerte Schallschutzwirkung aufweist.

[0009] Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0010] Derart ist ein Schallschutzbauteil gebildet, welcher lediglich aus dem Betonkörper gebildet ist. Ein derartiger Schallschutzbauteil weist dadurch einen – gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen – einfacheren Aufbau auf und ist einfach und mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar. Der Schallschutzbauteil erfüllt durch die unmittelbar durch den Betonkörper gebildete erste Oberfläche die akustischen Anforderungen hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit von Luftschall. Durch die relativ hohe Dichte der Zuschlagsstoffe weist ein erfindungsgemässer Schallschutzbauteil die notwendigen statischen Eigenschaften auf, um diesen ohne zusätzlichen Tragkörper aus Normalbeton auszuführen. Ein derartiger Schallschutzbauteil weist aufgrund der hohen Dichte der Zuschlagsstoffe weiter eine hohe Masse auf und damit auch ein hohes Schalldämmungsvermögen.

[0011] Die abhängigen Patentansprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0012] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben.

[0013] Dabei zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>einen als Schallschutzwand ausgebildeten Schallschutzbauteil; <tb>Fig. 2<SEP>eine Ausführungsform eines als Fahrzeugrückhaltesystem ausgebildeten Schallschutzbauteils; <tb>Fig. 3<SEP>ein als Fahrzeugrückhaltesystem ausgebildetes Schallschutzbauteil, welches nicht alle Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist; und <tb>Fig. 4<SEP>einen als Schallschutzbodenplatte ausgebildeten Schallschutzbauteil.

[0014] Die Fig. 1 , 2 und 4 zeigen unterschiedliche bevorzugte Ausführungsformen eines Schallschutzbauteils 1, wobei der Schallschutzbauteil 1 als einstückiger Betonkörper 2 ausgebildet ist, wobei der Betonkörper 2 Zuschlagstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m<3>und 3000 kg/m<3>beinhaltet und wobei wenigstens eine erste Oberfläche 3 des Betonkörpers 2 als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist.

[0015] Derart ist ein Schallschutzbauteil 1 gebildet, welcher lediglich aus dem Betonkörper 2 gebildet ist. Ein derartiger Schallschutzbauteil 1 weist dadurch einen – gegenüber herkömmlichen Schallschutzbauteilen – einfacheren Aufbau auf, und ist einfach und mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar. Der Schallschutzbauteil 1 erfüllt durch die unmittelbar durch den Betonkörper 2 gebildete erste Oberfläche 3 die akustischen Anforderungen hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit von Luftschall. Durch die relativ hohe Dichte der Zuschlagsstoffe weist ein erfindungsgemässer Schallschutzbauteil 1 die notwendigen statischen Eigenschaften auf, um diesen ohne zusätzlichen Tragkörper aus Normalbeton auszuführen. Ein derartiger Schallschutzbauteil 1 weist aufgrund der hohen Dichte der Zuschlagsstoffe weiter eine hohe Masse auf und damit auch ein hohes Schalldämmungsvermögen.

[0016] Ein Schallschutzbauteil 1 ist bevorzugt ein Bauteil, welches einen Schutz vor Schall bietet bzw. ermöglicht. Schutz vor Schall bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Verminderung des Schalldrucks durch den Schallschutzbauteil 1, welcher zwischen einer Schallquelle und einer Schallsenke angeordnet ist. Dies umfasst bevorzugt jede Art bzw. Ursache der Verminderung dieses Schalldruckpegels durch den Schallschutzbauteil 1, etwa aufgrund von Schalldämpfung, Schalldämmung, Transmissionsverlusten innerhalb des Schallschutzbauteils 1 und/oder Reflexionsverlusten beim Auftreffen der Schallwellen an der ersten Oberfläche 3.

[0017] Ein Bauteil im Sinne eines erfindungsgemässen Schallschutzbauteils 1 bezeichnet dabei bevorzugt ein bautechnisches Bauteil, welches als einstückiger Betonkörper 2 ausgebildet ist.

[0018] Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Betonkörper 2 Zuschlagsstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m<3>und 3000 kg/m<3>beinhaltet bzw. umfasst. Bei den Zuschlagsstoffen handelt es sich bevorzugt um mineralische und/oder organische Körner bzw. Partikel. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuschlagsstoffe eine Rohdichte zwischen 2700 kg/m<3>und 2900 kg/m<3>aufweisen. Die Rohdichte bezeichnet dabei die Dichte der Gesteinskörnung, daher ohne die freien Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern. Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zuschlagsstoffe eine Schüttdichte grösser 1200 kg/m<3>aufweisen, wobei die Schüttdichte die Dichte unter Einbeziehung der Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern bzw. Partikeln bezeichnet, daher die Gesamtmasse bezogen auf das Gesamtvolumen.

[0019] Erfindungsgemäss ist weiter vorgesehen, dass wenigstens eine erste Oberfläche 3 des Betonkörpers 2 als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist, daher dass die erste Oberfläche 3 zur Dämpfung von auf diese erste Oberfläche 3 eintreffendem Luftschall ausgebildet ist. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens die erste Oberfläche 3 Poren vorgegebener Grösse aufweist. Eine Pore ist dabei bevorzugt eine Vertiefung bzw. eine Öffnung in der bzw. angrenzend an die erste Oberfläche 3. Durch die Poren werden Bereiche geschaffen, in welchen den Schallwellen Energie entzogen wird. Ausgehend von dem Frequenzbereich, in welchem die erste Oberfläche 3 wirksam sein soll, ergeben sich die Dimensionen der einzelnen Poren hinsichtlich der Tiefe als auch der Form. Die Poren sind als akustischer Dämpfer wirksam, sofern diese Poren Abmessungen in der Grössenordnung der Wellenlänge der zu dämpfenden Luftschallwellen aufweisen.

[0020] Gemäss den bevorzugten Ausführungsformen ist – insbesondere zur einfachen Ausbildung der Poren – vorgesehen, dass die Zuschlagsstoffe Partikel mit vorgegebenen Korngrössen aufweisen. Bevorzugt sind dabei Kornfraktionen von<1>/4mm,<2>/4mm,<4>/8mm oder<8>/12mm vorgesehen, wobei die Angabe<2>/4mm angibt, dass die Zuschlagsstoffe sowohl Körner mit Durchmesser bzw. Korngrössen auch als Körnung bezeichnet, von 2 mm bis 4 mm aufweisen. Zusätzlich können dabei in geringem Mass, insbesondere zu weniger als 20 Gewichtsprozent der zugegebenen Zuschlagstoffe, jeweils Zuschlagsstoffe mit einer Körnung von 0 bis 1 mm vorgesehen sein, welche in diesem Sinn als Feinkorn-Zuschlagstoffe bezeichnet werden können. Durch die Wahl der Korngrössen kann bereits beim Herstellungsprozess einfach die Grösse der Poren und damit der wirksame Frequenzbereich vorgegeben werden.

[0021] Zur Bildung der Poren kann weiter vorgesehen sein, dass die Partikel der Zuschlagsstoffe eine unstetige Sieblinie aufweisen. Eine unstetige Sieblinie bezeichnet dabei den Umstand, dass bestimmte vorgebbare Körnungen bei den Zuschlagsstoffen nicht vorhanden sind. Dadurch kann ebenfalls eine Vorgabe der Art, Anzahl und Grösse der Poren erzielt werden. Die Poren werden dabei bei den beiden vorgenannten bevorzugten Ausbildungen des Betonkörpers 2, wie bereits dargelegt, durch freie Zwischenräume zwischen einzelnen Partikeln der Zuschlagsstoffe gebildet.

[0022] In Weiterbildung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass der Betonkörper 2 wenigstens bereichsweise Hohlräume aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass wenigstens zwei aneinander angrenzende Hohlräume miteinander in Verbindung stehen. Diese Hohlräume bezeichnen Hohlräume im Inneren des Betonkörpers und sind bevorzugt durch aneinander angrenzende Partikel der Zuschlagsstoffe gebildet. Durch diese Hohlräume kann die innere Dämpfung, und damit die Schallabsorption, erhöht werden, da es in jedem Hohlraum – wenigstens in bestimmten Frequenzbereichen – zu einer Abstrahlung von Luftschall kommt, welcher wiederum an einem anderen Partikel auftrifft, wobei beide Vorgänge verlustbehaftet sind. Zudem wirkt sich die offene Anordnung der Partikel als stark dämpfend bzw. absorbierend für die Körperschallübertragung innerhalb des Betonkörpers 2 aus. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Mehrzahl der Hohlräume miteinander in Verbindung steht und derart gebildete Hohlräume in Poren der ersten Oberfläche 3 münden. Diese weiteren Volumina, welche an die Poren angeschlossen sind, wirken dabei jeweils als Hohlraumresonator bzw. Helmholzresonator und verbessern deutlich die Schalldämpfungseigenschaften eines erfindungsgemässen Schallschutzbauteils 1. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Hohlräume den Betonkörper 2 in der Art eines Schwammes durchziehen. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass der Betonkörper 2 frei von Durchgangsöffnungen ist, welche die Schalldämmungseigenschaften bzw. die Schallabsorptionseigenschaften verschlechtern würden. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, den Betonkörper 2 als haufwerksporigen Beton auszubilden.

[0023] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung ist vorgesehen, dass ein erfindungsgemässer Schallschutzbauteil 1 ohne zusätzlichen tragenden Körper aus Normalbeton bzw. Ähnlichem auskommt bzw. auskommen kann, wie dies ansonsten bei Schallschutzbauteilen gemäss dem Stand der Technik vorgesehen ist. Ein erfindungsgemässer Schallschutzbauteil 1 weist daher bevorzugt einen im Wesentlichen homogen Aufbau auf, wodurch auf die zusätzlichen tragenden Bauteile verzichtet werden kann, da erfindungsgemässe Schallschutzbauteile 1 in der Lage sind, die im Einsatz auftretenden statischen Belastungen aufzunehmen.

[0024] Zur Verbesserung der statischen Eigenschaften eines erfindungsgemässen Schallschutzbauteils 1 ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem Betonkörper 2 eine Bewehrung angeordnet ist, wobei es sich um jede Art einer für Beton geeigneten Bewehrung handeln kann. Bevorzugt ist eine im Wesentlichen korrosionsbeständige Bewehrung vorgesehen, da aufgrund der Hohlräume Feuchtigkeit gut in das Innere des Betonkörpers 2 eindringen kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bewehrung verzinkten Stahl umfasst. Zur guten Verbindung der Bewehrung mit dem von Hohlräumen bereichsweise durchbrochenen Betonkörper 2 ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewehrung als wenigstens zweidimensionales Gerüst bzw. Gebilde ausgebildet ist.

[0025] Die Fig. 1 , 2 und 4 zeigen drei bevorzugte Ausbildungen erfindungsgemässer Schallschutzbauteile 1. Erfindungsgemässe Schallschutzbauteile 1 weisen eine hohe Schallabsorption auf, wobei beispielsweise bei einer Bauteildicke von 18 cm bereits eine Schallabsorption von mehr als 8 dB(A) erreicht werden kann. Fig. 1 zeigt einen Schallschutzbauteil 1, welcher als Schallschutzwand 4 ausgebildet ist. Hierbei bildet der Schallschutzbauteil 1 an sich bereits die Schallschutzwand 4 aus. Diese Schallschutzwand 4 kann eine Bewehrung aufweisen, wobei die Schallschutzwand 4 an sich selbsttragend ist und daher keine weiteren Stützmittel bzw. Halteanordnungen benötigt. Die Schallschutzwand 4 weist weiter einen Sockel auf, welcher Sockel Teil der Schallschutzwand 4 ist, und ist freistehend. Erfindungsgemässe Schallschutzbauteile 1 können auch als Paneele für eine Schallschutzwand 4 ausgebildet sein. Derartige Paneele werden etwa in Profilschienen bzw. Stehern gehalten, wobei die Paneele und die die Paneele haltenden Profilschienen bzw. Steher die Schallschutzwand 4 ausbilden.

[0026] Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines als Fahrzeugrückhaltesystem 6 zur Begrenzung einer Fahrbahn ausgebildeten Schallschutzbauteils 1. Durch ein derartiges Fahrzeugrückhaltesystem 6 können insbesondere die Rollgeräusche in Fahrbahnnähe gedämpft werden. Fig. 2 zeigt daher ein Fahrzeugrückhaltesystem 6, welches als einstückiger Betonkörper 2 ausgebildet ist.

[0027] Fig. 3 zeigt stattdessen ein herkömmliches Fahrzeugrückhaltesystem 6, welches einen Tragkörper 7 aufweist, welcher etwa aus Normalbeton gebildet ist.

[0028] Fig. 4 zeigt weiter einen erfindungsgemässen Schallschutzbauteil 1, welcher als Schallschutzbodenplatte 5 ausgebildet ist. Derartige Schallschutzbodenplatten 5 sind etwa bevorzugt bei sog. festen Fahrbahnen im Bereich von Gleisanlagen für Schienenfahrzeuge vorgesehen, wie dies auch in Fig. 4 dargestellt ist. Dadurch kann der von einer Gleisanlage abgestrahlte Schall deutlich reduziert werden. Dadurch kann auch der Lärm in einem Zug reduziert werden, welcher eine derartig ausgestattete Strecke befährt, da der durch den Zug erzeugte Schall in nurmehr sehr geringem Mass von der Gleisanlage reflektiert wird und nunmehr nicht mehr bzw. stark vermindert auf die Unterseite des Zuges auftrifft. Besonders in Tunneln ist der Einsatz derartiger Schallschutzbodenplatten 5 bevorzugt, da diese neben der deutlichen Lärmreduktion weiter ein Befahren der Gleisanlage durch Einsatzfahrzeuge ermöglicht. Bei erfindungsgemässen Schallschutzbodenplatten 5 kann – wie bereits dargelegt – auf eine spezielle Profilierung, wie diese etwa in Form von Platten mit wellen- oder pyramidenförmigen Oberflächen im Bereich der Schallabsorption bekannt sind, verzichtet werden. Dadurch können erfindungsgemässe Schallschutzbodenplatten 5 auch den Boden eines Fluchtweges bilden, da diese aufgrund deren im Wesentlichen ebenen Oberfläche keine Stolpergefahr für fliehende Menschen darstellt. Trotz der ebenen Oberfläche weisen derartige Schallschutzbodenplatten 5 eine hohe Schallabsorption auf, wobei bei einer Bauteildicke von 18 cm bereits eine Schallabsorption von mehr als 8 dB(A) erreicht werden kann.

Claims (12)

1. Schallschutzbauteil (1), wobei der Schallschutzbauteil (1) als einstückiger Betonkörper (2) ausgebildet ist, und wobei wenigstens eine erste Oberfläche (3) des Betonkörpers (2) als akustischer Absorber zur Dämpfung von Luftschall ausgebildet ist, wobei der Betonkörper (2) einen im Wesentlichen homogenen Aufbau aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) Zuschlagsstoffe mit einer Rohdichte zwischen 2000 kg/m<3>und 3000 kg/m<3>beinhaltet, und dass der Betonkörper (2) als haufwerksporiger Beton ausgebildet ist.

2. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Oberfläche (3) Poren vorgegebener Grösse aufweist.

3. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagsstoffe Partikel mit vorgegebenen Korngrössen aufweisen.

4. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel der Zuschlagsstoffe eine unstetige Sieblinie aufweisen.

5. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) wenigstens bereichsweise Hohlräume aufweist.

6. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren durch freie Zwischenräume zwischen einzelnen Partikeln der Zuschlagsstoffe gebildet sind.

7. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betonkörper (2) eine Bewehrung angeordnet ist.

8. Schallschutzbauteil (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung als wenigstens zweidimensionales Gerüst ausgebildet ist.

9. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Schallschutzwand (4) ausgebildet ist.

10. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Paneel für eine Schallschutzwand (4) ausgebildet ist.

11. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Schallschutzbodenplatte (5) ausgebildet ist.

12. Schallschutzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallschutzbauteil (1) als Fahrzeugrückhaltesystem (6) zur Begrenzung einer Fahrbahn ausgebildet ist.