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Die
Erfindung betrifft ein Schallschutzelement mit zumindest einer in
der Gebrauchslage der Schallquelle zugewandten Dämmschicht
aus röhrenförmigem pflanzlichen Material und zumindest
einer in der Gebrauchslage der Schallquelle abgewandten Schicht
eines aushärtbaren Bindemittels.
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Eine
der zentralen Aufgaben des Umwelt- und Gesundheitsschutzes ist der
Lärmschutz. Schallemissionen, wie sie entlang von Autostraßen
oder Schienenstrecken von den darauf verkehrenden Fahrzeugen verursacht
werden, stellen für Anrainer eine hohe Belastung dar. Durch
bauliche Maßnahmen, wie insbesondere Schallschutzwände,
können Wohngebiete, die entlang solcher Strecken liegen, effektiv
vor dem Lärm geschützt werden. Dabei sind Höhe,
Material sowie Abstand der Lärmschutzwand zur Schallquelle
hinsichtlich einer guten Dämmwirkung von großer
Bedeutung. Das eingesetzte Material sowie die Oberflächenbeschaffenheit
desselben auf der der Schallquelle zugewandten Seite legt fest, ob
der auftreffende Schall vorwiegend absorbiert oder reflektiert wird.
Glatte Beton-, Glas-, Plexiglas-, Metall- sowie Kunststoffwände,
die vielfach beidseitig an Autobahnen und Zugstrecken aufgestellt
sind, reflektieren den Großteil des Schalls lediglich und
sorgen somit für eine verminderte Lärmdämmung
an der gegenüberliegenden Lärmschutzwand, da der
Schall dort in einem flacheren Winkel auftrifft und somit eher in
die lärmgeschützte Zone hinein gebeugt wird.
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Je
nach verwendetem Material für die Lärmschutzwände
sind Absorptionsrate und Lebensdauer der Lärmschutzwand
sowie Herstellungskosten sehr unterschiedlich. Im Sinne einer ökologischen
Bauweise ist es erstrebenswert, Ressourcen-schonende und gegebenenfalls
nachwachsende Baustoffe einzusetzen und auf toxische bzw. anderweitig
gesundheitsschädigende Substanzen zu verzichten. Auf den ersten
Blick erfüllen Lärmschutzwände aus Holz
diese Voraussetzungen, in der Praxis muss das Holz jedoch zur Verlängerung
der Lebensdauer mit Chemikalien versehen werden, wodurch es nicht
bedenkenlos eingesetzt werden kann.
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Die
Verwendung von Schilf als Schallabsorber ist zum Beispiel aus der
Deutschen Gebrauchsmusterschrift
92 12 474.7 bekannt. Darin ist eine Schallschutzwand beschrieben,
die in einer Art Sandwich-Konstruktion zwischen zwei Wandelementen
schalldämmendes Material, vorzugsweise Abfallmaterial oder
Aushubmaterial von Bodenarbeiten, enthält. An den Wandelementen
werden Schilfmatten o. ä. in einer oder mehreren Lagen
auf mind. einer Seite als Schalldämmung befestigt. Als
Grundgerüst ist jede stabile Konstruktion geeignet. Nachteilig
ist jedoch der relativ hohe Aufwand beim Errichten einer solchen
Wand, die praktisch nicht vorgefertigt geliefert und aufgestellt
werden kann, sondern vor Ort aufgebaut werden muss.
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Die
hervorragenden Dämmungseigenschaften von Lehm werden in
der
DE 297 03 284
U1 beschrieben. Darin ist eine begrünbare Schallschutzwand
gezeigt, die aus flächenförmigen Lehmkörper-Kernelementen
besteht. Es ist vorgesehen, Module für Begrünung,
Bewässerung etc. anzubringen, die Schallschutzwirkung geht
von den 2 bis 5 cm dicken Lehmkörpern aus. Allerdings sind
bei dieser Wand regelmäßige Wartungsarbeiten notwendig, wodurch
die Gesamtkosten erhöht werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, ein Schallschutzelement
der eingangs angeführten Art zu schaffen, welches sehr
gute schalldämmende Eigenschaften aufweist, aus umweltfreundlichen
Materialien besteht und kostengünstig herzustellen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein oben genanntes Schallschutzelement gelöst,
bei dem die zumindest eine Dämmschicht aus röhrenförmigem
pflanzlichen Material und die zumindest eine Bindemittelschicht
in einem Rahmen aus Holz angeordnet sind, und zumindest eine Bindemittelschicht
zumindest teilweise in zumindest eine Dämmschicht eingepresst
ist. Die zumindest eine Dämmschicht aus röhrenförmigem
pflanzlichen Material nimmt den von der Schallquelle herrührenden
Schall auf und absorbiert ihn zu einem großen Teil. Als
röhrenförmige pflanzliche Materialien für
die Dämmschicht kommen beispielsweise Schilf, Stroh oder
Bambus in Frage. Diese Materialien sind sehr gut zur Schalldämmung
geeignet, da sie aufgrund ihrer Struktur über eine exzellente
Schallabsorption verfügen. Außerdem stehen derartige
Materialien häufig in ausreichender Menge zur Verfügung
und sind daher sehr kostengünstig zu erwerben. Auch lassen
sich röhrenförmige pflanzliche Materialien relativ
leicht verarbeiten. Aufgrund der pflanzlichen Natur der Materialien
der Dämmschicht sind derartige Materialien bedenkenlos
entsorgbar, da sie biologisch abbaubar sind und keine Problemstoffe
enthalten. Die zumindest eine Bindemittelschicht verhindert ein
Durchtreten des Schalls durch das Schallschutzelement. Zusätzlich
verleiht die teilweise in die Dämmschicht eingepresste
Bindemittelschicht der Dämmschicht die erforderliche Stabilität
und Festigkeit, welche beim röhrenförmigen pflanzlichen
Material alleine nicht gegeben wäre. Durch die Kombination
zumindest einer solchen Dämmschicht und Bindemittelschicht
können gute Schalldämmwerte auch bei geringen
Dicken der Schallschutzelemente und somit geringen Herstellungskosten
und geringem Gewicht erzielt werden. Da derartige Schallschutzelemente,
wie sie in Form von Schallschutzwänden beispielsweise entlang
von Autostraßen und Zugstrecken angeordnet sind, große
Angriffsflächen für Winde darstellen, wird ein
Rahmen aus Holz zur Verstärkung angeordnet. Durch einen
solchen Rahmen wird auch der Transport des gesamten Schallschutzelements
wesentlich vereinfacht und auch die Montage am Einsatzort beschleunigt.
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Zur
weiteren Erhöhung der Stabilität des Schallschutzelements
kann beidseitig am Rahmen jeweils zumindest eine Leiste angeordnet
sein. Durch die Anbringung einer oder mehrerer solcher Leisten wird
ein Herausfallen der Schichten verhindert.
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Sind
diese an den Seiten des Rahmens angeordneten Leisten miteinander
verbunden, so kann die Stabilität der Konstruktion zusätzlich
erhöht werden. Durch die Verbindung der Leisten können
die dazwischen angeordneten Schichten des Schallschutzelements auch
miteinander verpresst werden.
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Diese
Verbindung der Leisten kann beispielsweise durch Gewindestangen
und entsprechende Muttern gebildet werden. Im Falle der Verwendung
von Flügelmuttern kann das Verpressen der Schichten auch
werkzeuglos durchgeführt werden.
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Da
Schilf vor allem aufgrund seiner Struktur den Schall sehr gut absorbiert,
ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Dämmschicht aus
diesem Material besteht. Darüber hinaus gilt Schilf als weitgehend verrottungsfest
und ist ein kostengünstiger, nachwachsender Rohstoff, der
einfach zu verarbeiten und biologisch abbaubar ist.
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Wegen
seiner hervorragenden schalldämmenden Eigenschaften sowie
der guten Verfügbarkeit und niedrigen Kosten besteht die
Bindemittelschicht bevorzugt aus dem umweltfreundlichen Baustoff
Lehm. Es können jedoch auch andere pastöse Materialien
wie Zementschlämme, Beton oder dergl., eingesetzt werden.
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Da
der Rahmen des Schallschutzelements üblicherweise einer
hohen Beanspruchung durch Witterung ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft,
wenn dieser aus wärmebehandeltem Holz besteht, da ein derartig
behandeltes Holz widerstandsfähiger und somit langlebiger
ist. Auf den Einsatz von Chemikalien zum Imprägnieren kann
bei wärmebehandeltem Holz verzichtet werden.
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Um
eine höhere Schalldämmung zu erzielen und auch
aus optischen Gründen kann es günstig sein, an
der in der Gebrauchslage der Schallquelle abgewandten Seite der
Bindemittelschicht zumindest eine weitere Dämmschicht anzuordnen.
Diese zusätzliche Schicht hat auch noch die Funktion, die
Bindemittelschicht vor Witterungseinflüssen, insbesondere
Feuchtigkeit, zu schützen.
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Hinsichtlich
einer umweltfreundlichen Ausgestaltung des Schallschutzelements
ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine weitere Dämmschicht ebenfalls
aus pflanzlichem röhrenförmigen Material, insbesondere
Schilf, gebildet ist.
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Alternativ
kann die zumindest eine weitere Dämmschicht aus Kork gebildet
sein, da Kork ebenfalls ein nachwachsender Rohstoff ist und über
gute Schalldämmungseigenschaften verfügt.
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Da
auch Hanf hervorragende Schalldämmung aufweist, kann in
einer weiteren Ausbildungsform die zusätzliche Dämmschicht
aus Hanf gebildet sein.
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Da
trockenes pflanzliches Material häufig leicht entflammbar
ist und somit im Falle eines Brandes eine Gefahrenquelle darstellt,
da ein Ausbreiten der Flammen begünstigt wird, ist es von
Vor teil, wenn die zumindest eine Dämmschicht mit einem
Brandschutzmittel, vorzugsweise einem im Brandfall aufschäumenden
Mittel, behandelt ist.
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Hinsichtlich
einer längeren Haltbarkeit ist es vorteilhaft, die Schädlingsresistenz
der zumindest einen Dämmschicht aus röhrenförmigem
pflanzlichen Material zu erhöhen und eine Behandlung mit
einem Mittel zum Schutz vor Schädlingen vorzusehen.
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Gerade
bei langen Autobahnstrecken haben Schallschutzwände einen
nicht zu unterschätzenden Effekt auf Autofahrer. Einerseits
bewirken die sich ständig wiederholenden Elemente eine
Ermüdung, andererseits stößt die oft
unansehnliche Ausführung vieler Beton- oder Metallwände
auf Ablehnung. Durch eine optisch ansprechende Ausgestaltung wird
die Akzeptanz einer Schallschutzwand erhöht. Dazu ist es
vorteilhaft, wenn die in der Gebrauchslage der Schallquelle zugewandte
Seite und bzw. oder die in der Gebrauchslage der Schallquelle abgewandte
Seite eingefärbt ist bzw. sind.
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Bei
einer Aufstellung des Schallschutzelements im Freien wird zumindest
die außenliegende Dämmschicht vorzugsweise so
angeordnet, dass das röhrenförmige pflanzliche
Material der Dämmschicht in der Gebrauchslage im Wesentlichen
senkrecht orientiert ist. Dadurch kann Regenwasser besser abrinnen
und nicht tiefer in die Schicht eindringen. Darüber hinaus
sorgt eine derartige Anordnung für eine verbesserte Stabilität.
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Alternativ
zu einer parallelen Ausrichtung des röhrenförmigen
pflanzlichen Materials mehrerer Dämmschichten kann das
röhrenförmige pflanzliche Material übereinander
liegender Dämmschichten auch in einem Winkel, vorzugsweise
von im Wesentlichen 90°, zueinander orientiert sein. Durch
diese kreuzweise Anordnung wird die Stabilität zusätzlich erhöht
und auch die Schalldurchlässigkeit verringert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform besteht die der Schallquelle
zugewandte Dämmschicht aus Schilf mit einer Dicke von 20–120
mm, die Bindemittelschicht aus Lehm mit einer Dicke von ca. 3–20 mm
und die der Schallquelle abgewandte weitere Dämmschicht
aus Schilf mit einer Dicke von ca. 10–60 mm, da in diesem
Bereich ein optimales Verhältnis zwischen den jeweiligen
Schichtdicken und der erreichten Schallabsorption erreicht wird.
Zur Bestimmung der geeigneten Schichtdicken wurden praktische Versuche
durchgeführt, wobei Lehm als Bindemittel und Schilf als
röhrenförmiges pflanzliches Material verwendet
wurden. Bei einem Schallschutzelement, bei dem eine durchschnittlich
10 mm dicke Lehmschicht zwischen einer 20 mm und einer der Schallquelle
zugewandten 100 mm dicken Schilfschicht verpresst wurde, konnte
ein Labor-Schalldämm-Maß (Rw-Wert
nach DIN EN 20140-3) von 29 dB erzielt werden.
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Um
eine verbesserte Schalldämmung zu erzielen sowie hinsichtlich
einer optisch ansprechenden Ausgestaltung ist es günstig,
zumindest an der in der Gebrauchslage der Schallquelle zugewandten Seite
ein mit dem Rahmen verbundenes Abdeckelement mit Öffnungen
zur Aufnahme des Schalls vorzusehen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Abdeckelement
durch lamellenartig voneinander beabstandet angeordnete Leisten
gebildet. Bei einer jalousieartigen Anordnung der Lamellen schräg
zur senkrechten Richtung kann außerdem Regenwasser besser
abrinnen.
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Alternativ
dazu kann das Abdeckelement durch eine Lochplatte gebildet sein.
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Bei
einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Schallschutzwand mit
zumindest einer in der Gebrauchslage des Schallschutzelements der Schallquelle
zugewandten Dämmschicht aus röhrenförmigem
pflanzlichen Material und zumindest einer in der Gebrauchslage des
Schallschutzelements der Schallquelle abgewandten Schicht eines
aushärtbaren Bindemittels wird die zumindest eine Dämmschicht
in einem Rahmen aus Holz angeordnet, anschließend eine
Schicht des aushärtbaren Bindemittels in flüssiger
oder pastöser Form auf die in der Gebrauchslage des Schallschutzelements
der Schallquelle abgewandten Seite der zumindest einen Dämmschicht
aufgebracht, und die Bindemittelschicht in noch flüssiger
oder pastöser Form in die Dämmschicht eingepresst.
Auf diese Weise lassen sich die oben beschriebenen Schallschutzelemente relativ
rasch und kostengünstig herstellen. Beim Verpressen des
Bindemittels dringt dieses zwischen die einzelnen Elemente des röhrenförmigen
Materials und wirkt nach dem Aushärten als Barriere für
den Schall und zusätzlich als Armierung für die
Dämmschicht.
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Die
Schicht des aushärtbaren Bindemittels kann praktischerweise
auf die Dämmschicht aufgespritzt werden.
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Alternativ
dazu kann das aushärtbare Bindemittel auf die Dämmschicht
mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs aufgestrichen werden. Beide Methoden
erlauben ein gleichmäßiges Auftragen des Bindemittels
auf die gesamte Fläche in kurzer Zeit.
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Um
die Schalldämmung zu verbessern sowie die Bindemittelschicht
vor eventuell auftretender Feuchtigkeit zu schützen, kann
an der in der Gebrauchslage des Schallschutzelements der Schallquelle
abgewandten Seite zumindest eine weitere Dämmschicht angeordnet
werden.
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Eine
optimale Armierung wird dadurch erreicht, dass die zumindest eine
Dämmschicht, die zumindest eine Bindemittelschicht und
allfällige weitere Dämmschichten mit Hilfe beiderseits
am Rahmen angeordneter Leisten verpresst werden.
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Um
die Brandgefahr des Schallschutzelements zu minimieren, können
die zumindest eine Dämmschicht und allfällige
weitere Dämmschichten mit einem Brandschutzmittel, vorzugsweise
einem im Brandfall aufschäumenden Mittel, behandelt werden.
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Für
eine höhere Lebensdauer des pflanzlichen Materials ist
es günstig, wenn die zumindest eine Dämmschicht
und allfällige weitere Dämmschichten mit einem
Mittel zum Schutz vor Schädlingen behandelt werden.
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Eine
optisch ansprechende Lösung ergibt sich, wenn die in der
Gebrauchslage des Schallschutzelements der Schallquelle zugewandte
Seite und bzw. oder die der Schallquelle abgewandte Seite eingefärbt
wird.
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Das
Anbringen an der in der Gebrauchslage des Schallschutzelements der
Schallquelle zugewandten Seite eines Abdeckelements mit Öffnungen zur
Aufnahme des Schalls verbessert nicht nur die Schalldämmung,
sondern bietet auch die Möglichkeit, eine optisch ansprechende
Lösung zu erzielen. Darüber hinaus kann der Schutz
vor Witterungseinflüssen, insbesondere Regenwasser, verbessert
werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht
beschränkt sein soll, noch näher erläutert.
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Darin
zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines Schallschutzelements gemäß vorliegender
Erfindung;
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2 ein
Schnittbild durch das Schallschutzelement gemäß 1 entlang
der Schnittlinie II-II;
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3 ein
Schnittbild durch einen Teil einer anderen Ausführungsform
eines Schallschutzelements;
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4 einen
Ausschnitt einer Seitenansicht des Schallschutzelements; und
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5 eine
alternative Ausführungsform des Schallschutzelements in
perspektivischer Ansicht.
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In 1 ist
ein Schallschutzelement 1 von der Schallquelle gesehen
in Seitenansicht gezeigt. Das Schallschutzelement 1 besitzt
einen Rahmen 4 aus Holz, in dem zumindest eine Dämmschicht 2, 2' aus
röhrenförmigem pflanzlichen Material und zumindest
eine Schicht 3 aus einem aushärtbaren Bindemittel
angeordnet sind. Der Rahmen 4 besteht vorzugsweise aus
wärmebehandeltem Holz, sodass er der Witterung länger
standhält.
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Wie
aus dem Schnittbild gemäß 2 besser
ersichtlich, besteht die gezeigte Ausführungsform aus zwei
in der Gebrauchslage des Schallschutzelements 1 der Schallquelle
zugewandten Dämmschich ten 2, 2' sowie
einer weiteren Dämmschicht 2'', welche an der
Schallquelle abgewandten Seite angeordnet ist. Das röhrenförmige
pflanzliche Material der äußeren, der Schallquelle
zugewandten Dämmschicht 2' ist im Wesentlichen
senkrecht angeordnet. Dies verleiht dem Schallschutzelement 1 eine
höhere Stabilität und erleichtert auch das Abrinnen
von Regenwasser. Die dahinter angeordnete Dämmschicht 2 weist
eine gegenüber der Dämmschicht 2' um
90° gedrehte Orientierung auf, d. h. das röhrenförmige, pflanzliche
Material ist im Wesentlichen horizontal orientiert. Ein solches
Versetzen der Orientierung der Dämmschichten 2, 2' erhöht
die Stabilität des Schallschutzelements 1 und
verringert die Schalldurchlässigkeit. Die Bindemittelschicht 3,
beispielsweise aus Lehm, ist teilweise in die Dämmschicht 2 eingepresst. An
der in der Gebrauchslage der Schallquelle abgewandten Seite des
Schallschutzelements 1 ist eine weitere Dämmschicht 2'' angeordnet,
in welche die Bindemittelschicht 3 ebenfalls eingepresst
sein kann.
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Der
Rahmen 4 umgibt die Dämmschichten 2, 2', 2'' und
die Bindemittelschicht 3 und verleiht dem Schallschutzelement 1 eine
entsprechende Stabilität. Über die außen
am Rahmen 4 gegenüberliegend angeordneten Leisten 5 wird
ein Herausfallen der Dämmschichten 2, 2', 2'' und
der Bindemittelschicht 3 aus dem Rahmen 4 verhindert.
Zusätzlich können die gegenüberliegenden
Leisten 5 beispielsweise über Gewindestangen 6 und
entsprechende Muttern 7 miteinander verbunden werden. Auf
diese Weise können die Dämmschichten 2, 2', 2'' und
Bindemittelschicht 3 verpresst werden.
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3 zeigt
eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform
eines Schallschutzelements 1 bestehend aus zwei in der
Gebrauchslage der Schallquelle zugewandten Dämmschichten 2, 2' aus
Schilf mit einer gesamten Dicke d1 von 100
mm, einer Bindemittelschicht 3 aus Lehm mit einer Dicke d2 von 10 mm und einer in der Gebrauchslage
der Schallquelle abgewandten Dämmschicht 2'' mit
einer Dicke d3 von 20 mm. Mit einem derartigen
Schallschutzelement 1 mit einer Gesamtdicke d von etwa 125
mm (durch das Einpressen des Lehms verringert sich die rechnerisch
ermittelte Gesamtdicke von 130 mm) konnten Dämmwerte von
29 dB erzielt werden.
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4 zeigt
ein Schnittbild eines mehrschichtig aufgebauten Schallschutzelements 1,
wobei zwei Bindemittelschichten 3, 3' zwischen
drei Dämmschichten 2, 2', 2'' angeordnet
sind. Die Bindemittelschicht 3 ist teilweise in die Dämmschichten 2, 2' und die
Bindemittelschicht 3' teilweise in die Dämmschichten 2', 2'' eingepresst.
Ein derartiges Schallschutzelement 1 ist noch stabiler
und weist noch bessere Dämmungseigenschaften auf.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform eines Teils eines Schallschutzelements 1 in
perspektivischer Ansicht dargestellt. Am Rahmen 4 ist an
der der Schallquelle zugewandten Seite ein Abdeckelement 8 mit Öffnungen 9 zur
Aufnahme des Schalls angebracht, welches in der hier dargestellten
Ausführungsform durch lamellenartig voneinander beabstandet
angeordnete Leisten 10 gebildet ist. Der zu absorbierende
Schall dringt durch die Öffnungen 9 zwischen den
Leisten 10 des Abdeckelements 8 ein und wird von
den innerhalb des Rahmens 4 angeordneten Dämmschichten
(nicht dargestellt) entsprechend absorbiert. Ein solches Abdeckelement 8,
welches verschiedenartig aufgebaut sein kann, verleiht dem Schallschutzelement 1 ein
gefälligeres Aussehen und schützt zusätzlich
die dahinter angeordneten Dämmschichten aus röhrenförmigem
pflanzlichen Material vor Witterungseinflüssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9212474 [0004]
- - DE 29703284 U1 [0005]