DE7711360U1

DE7711360U1 - Wandelement gegen laermimmission

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Publication number: DE7711360U1
Application number: DE19777711360
Authority: DE
Original assignee: BERTRAMS AG 5900 SIEGEN
Current assignee: BERTRAMS AG 5900 SIEGEN
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1977-04-09
Publication date: 1977-08-18
Also published as: CH600078A5; JPS52126930A

Description

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Wandelement gBgen Lärmimmission

Die Neuerung betrifft ein Wandelement gegen Lärmimmission insbasondere zur Abschirmung von Autobahnen, Schienenwegen und industriellen Lärmquellen.

Solche Wandelemente werden heute in großem Umfang zum Zusammenstellen von Schallschutzwänden verwendet, mit denen Wohngebiete gegen Lärmquellen abgeschirmt werden sollen. Dabei wird von den Schallschutzwänden erwartet, daß sie die Lärmübertragung durch Schalldämmung und/oder -absorption vermindern. Wegen der großen Bedeutung, die den Lärmschutzmaßnahmen zugemessen wird, ist eine Vielzahl unterschiedlicher Schallschutzwände und dafür vorgesehener Bauelemente bekannt.

Beispielsweise ist in der CH-PS 555 448 ein mehrschichtiges Betonwandelement beschrieben. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Wandelements enthält drei parallel zueinander angeordnete, ρlattenförmige Teile, und zwar ein Betonwandteil, eine davon beabstandete Lochplatte oder -matte und eine davon beabstandete Abschlußplatte. Eine mit solchen Wandelementen gebaute Schallschutzwand weist mehrere Nachteile auf. Der auf das der Lärmquelle zugewandte Betonwandteil auftreffende Schall wird reflektiert oder durch den Wandteil weitergeleitet, aber praktisch nicht absorbiert, Der in dem Raum zwischen dem Betonwandteil und der Abschlußplatte angeordnete Schallabsorptionskörper ist wenig wirksam, weil solche

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Lochplatten oder -matten bzw. Steinwollplatten möglicherweise hohe Frequenzen merklich absorbieren, aber nicht die als besonders unangenehm empfundenen niedrigen Frequenzen. Weiter weist dieses Betonwandelement ein relativ hohes Flächengewicht auf, wodurch der Transport zum Aufstellungsort und der Zusammenbau der Elemente zu Schallschutzwänden erschwert und verteuert werden. Schließlich können die vorgefertigten Betonwandelemente aus ökonomischen Gründen nicht mit beliebigen Abmessungen, sondern nur in wenigen genormten Größen hergestellt werden.

Eine weitere schallabsorbierende Abschirmwand ist aus der DT-OS 2 432 556 bekannt. Diese Abschirmwand besteht aus mehreren Baueinheiten, von denen jede mehrere als Schalldämpfer wirksame Raumelemente enthält. 3edes Raumelement besteht aus einer vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten, quaderförmigen Luftkammer, deren Rückwand aus einer Schicht Mineralwolle gebildet ist und deren der Lärmquelle zugewandte Vorderwand Unterbrechungen aufweist, die mit Mineralwolle abgedeckt sind. Die Luftkammern sollen eine definierte Resonanzfrequenz aufweisen und auftreffende Schallenergie, deren Frequenz im Bereich der Resonanzfrequenz liegt, vernichten. Auch diese Abschirmwand weist entscheidende Nachteile auf. Weil den Raumelementen eine definierte Resonanzfrequenz zugeordnet werden kann, ist die Bandbreite der Resonanzfrequenzen relativ schmal. Um Straßenlärm abzuwehren, dessen Frequenzspektrum zwischen mindestens 150 bis 40D0 Hertz liegt, müßten in eine Abschirmwand Luftkammern mit unterschiedlicher Resonanzfrequenz, d.h. mit unterschiedlichen Abmessungen eingebaut werden. Weiter ist es relativ einfach, solche Luftkammern mit einer niedrigen Resonanzfrequenz zu bauen, während hohe Resonanzfrequenzen schwierig zu verwirklichen sind. Die beschriebene Abschirmwand ist darum für die Verwendung an langen Straßenstrecken zu kompliziert und auch zu teuer und außerdem im Bereich hoher Frequenzen nicht sehr wirkungsvoll.

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Eine weitere Schallschutzwand für Verkehrswege wird in _der CH-PS 572 3D beschrieben. Diese Wand ist aus mehreren freitragenden, aureinanderstellbaren und zwischen Stützpfosten angeordneten Schallschluckelementen zusammengestellt. Jedes Schallschluckelement besteht aus einem hohlen Gehäuse mit einer geschlossenen Rückwand, einer oberen und unteren Schmalseite und einer mit vorzugsweise quadratischen Löchern versehenen Vorderwand. Der Hohlraum im Inneren des Gehäuses ist von einer senkrecht angeordneten Dämmstoffplatte in einen von der Rückwand geschlossenen und einen durch die Löcher in der Vorderwand offenen Schallraum unterteilt. Die aus einem Metallprofil gebildete Vorderwand weist eine starke Schallreflektion auf, und die im Inneren des Schallschluckelements angeordnete Dämmstoffplatte ist möglicherweise zum Absorbieren hoher Frequenzen, aber nicht zum Absorbieren relativ niedriger Frequenzen geeignet. Die vorgeschlagene Ganzmetallkonstruktion ist vergleichsweise teuer in der Herstellung und im Aufbau und erfordert eine regelmäßige Wartung.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile der bekannten schalldämmenden und/oder schallabsorbierenden Wandelemente zu beheben.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch ein Wandelement gelöst, das eine profilierte Platte aus einem dichten Material aufweist, die Resonanzräume mit einem breiten Resonanzspektrum bildet, wobei auf mindestens einer der Lärmquelle zuzuwendenden Seite der profilierten Platte eine im wesentlichen ebene Schicht aus einem porösen Material angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Wandelements ist auf der der profilierten Platte abgewandten Außenseite der porösen Schicht eine schalldurchlässige Abdeckung angeordnet. Bei einer weiteren Ausführungsform des nsuen Wandelements ist zur Verbesserung der Schalldämpfung bei niedrigen Frequenzen die poröse Schicht von der profilierten Platte beabstandet angebracht. Vorzugsweise

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sind die profilierte Platte, die poröse Schicht und die schall^ durchlässige Abdeckung in ein kassettenförmiges Gehäuse eingelegt, das die der porösen Schicht abgewandte Seite der profilierten Platte und die Stirnseiten der profilierten Platte, der porösen Schicht und der schalldurchlässigen Abdeckung abdeckt.

Das neue Wandelement ermöglicht durch die der Lärmquelle zuzuwendende Schicht aus porösem Material eine geringe Re-

( flexion des auftreffenden Schalles sowie eine gute Absorption der hohen Frequenzen. Weiterhin können die von der profilierten Platte begrenzten Resonanzräume mit unterschiedlicher Tiefe relativ niedrige Frequenzen in ainem ungewöhnlich breiten Frequenzband absorbieren. Das neue Wandelement kann mit handelsüblichen, bewährten Materialien hergestellt und den jeweiligen Anforderungen entsprechend mit beliebigen Abmessungen erstellt werden. Bei geeigneter Auswahl der verwendeten Materalien weist das Wandelement ein vergleichsweise geringes Flächengewicht und eine unerwartet hohe Schalldämmung auf. Wegen der möglichen Verwendung handelsüblicher Materialien und der einfachen Herstellung können die Kosten für das neue Wandelement niedrig ge-

. halten werden, was besonders beim Aufstellen von Schallschluckwänden längs langer Straßenstücke ein wichtiger Vorteil ist. Weitere Einzelheiten der Neuerung sind der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 die rückwärtige Ansicht eines Teils einer

Schallschluckwand mit den neuen Wandelementen,

Fig. 2 den vergrößerten horizontalen Schnitt längs der Linie A-A durch eines der in Fig. 1 gezeigten Wandelemente, und

Fig. 3 eine gemessene Kurve der Werte des Schallabsorptionsgrads als Funktion der Frequenz für eine Ausführungsform des neuen Wandelements.

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Fig. 1 zeigt pinan Teil einer Schallaohluokwand von dtir Rückseite her gesehen, d.h· von der der Lärmquelle abgewcndten Seite, Die Wand bBstsht aus Wandelementen 10 bis 15, die teilweise übereinandergestellt sind und seitlich an Tragpfasten 17, 18 bB-festigt sind. Da alle Wandelemente gleichartig aufgebaut sind, wird im folgenden nur das Element 12 beschrieben. Im gezeigten Beispiel ist das Wandelement 12 mit Hilfe von Klemmbügeln 20 bis 23 an den beiden Trägerpfosten 17, 18 befestigt. Die Rückwand jedes Wandelements ist mit in der Längsrichtung verlaufenden, reliefartig vorstehenden Prägungen 2B bis 29 versehen, die die Steifheit des Wandelements merklich erhöhen. Vorzugsweise weisen diese Prägungen im waagerechten und im senkrechten Schnitt ein trapezförmiges Profil auf, Mindestens die obere und die untere Schmalseite jedes Wandelements sind mit einer längs verlaufenden Nut 37 bzw. einer entsprechenden Feder versehen. Diese Verbindung ermöglicht es, die Trennfuge zwischen aufeinandergestellten Wandelementen zu schließenund damit den Durchgang von Luftschall zwischen den Elementen zu verhindern. Die gleiche Verbindung kann zwischen den seitlichen Schmalseiten der Elemente unJ den Trägerpfosten vorgesehen werden.

Der Aufbau des neuen Wandelements ist aus dem in Fig. 2 ge- \_ zeigten horizontalen Schnitt durch das Element 12 zu ersehen.

Danach weist das Wandelement ein kassettenförmiges Gehäuse 31 auf, das vorzugsweise aus Metall gepreßt ist und die Rückwand, die beiden seitlichen Schmalseiten sowie die obere und die untere Schmalseite des Wandelements bildet. In der seitlichen Schmalseite ist eine eingepreßte Nut 37 angebracht, deren Funktion vorstehend beschrieben ist. An der Innenseite der Rückwand liegt eine gewellte Platte 32 an, die vorzugsweise aus einem schalldämmenden Material, wie beispielsweise verleimten Mineralfasern oder Asbestzement besteht. Das Flächengewicht dieser Platte soll mindestens 10 kg/m betragen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß die Orientierung der Wellen auf die schalldämpfende Wirkung des Wandelements wenig oder keinen Einfluß hat. Wegen der

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möglichen Verbesserung der mechanischen Stabilität ist die gewellte Platte 32 derart angeordnet, daß die Wellen in Richtung der Prägungen 26 bis 29 in der Rückwand verlaufen und sich die durch die Wellen gebildeten Räume senkrecht zu den Prägungen erstrecken. Es wird angenommen, daß die von den einzelnen Wellen nach rückwärts und seitlich begrenzten Räume als Resonanzräume wirken, deren Tiefe zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert veränderlich ist und die deshalb ein breites Resonanzspektrum aufweisen bzw. ein breites Frequenzband dämpfen. An die gewellte Platte ist ein Abstandshalter 33 galegt, der im gezeigten Ausführungsbespiel einfacherweise als Lattenrost ausgebildet ist. Vor dem Lattenrost ist eine zur Schallabsorption vorgesehene poröse Platte 34 angeordnete Diese Platte besteht vorzugsweise aus gepreßten Mineral- und/oder Glasfasern, deren schallabsorbierende Wirkung für relativ hohe Frequenzen.bekannt ist. Die poröse Platte 34 ist auf ihrer Außenseite mit einem Schutzgitter 35 belegt, das die mechanische Festigkeit des gesamten Aufbaus verbessern und insbesondere die poröse Platte vor möglichen Beschädigungen schützen soll. Der vordere Rand 36 der seitlichen und mindestens auch der unteren Schmalseite des Gehäuses 31 ist um 90° abgekantet und bildet einen Rahmen, der die gewellte Platte 32, den Abstandshalter 33, die poröse Platte 34 und das Schutzgitter 35 im Gehäuse 31 einschließt.

Eine praktisch erprobte Ausführungsform des neuen Wandelements weist eine Länge von 4 m, eine Höhe von 1 m und eine Tiefe von etwa 14 cm auf. Das kassettenförmige Gehäuse 31 ist aus verzinktem Stahlblech von 1,25 mm Dicke hergestellt. Als gewellte Platte 32 kann eine handelsübliche Platte aus verleimten Mineralfasern oder Asbestzement verwendet werden mit einer Materialdicke von etwa 6 mm und einer Gesamtdicke von etwa B cm. Der Abstandshalter 33 ist als Lattenrost ausgebildet, dessen Latten eine Uicke von etwa 2,5 cm aufweisen, was eine Gesamtdicke des Rests von etwa 5 cm ergibt. Als poröse Platte 34 kann eine handelsübliche gepreßte, poröse Mineralfaser- oder Glasfaserplatte

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oder auch eine Platte mit gemischten Mineral- und Glasfasern verwendet werden« Besonders geeignet sind Mineralfaserplatten, welohe auf einer Seite eine dünne Schicht Glas.asern aufweisen, wobei die mit Glasfasern belegte Seite als Außenseite verwendet wird. Das Flächengewicht einer geeigneten porösen Platte beträgt etwa 1,2 kg/m bei einer Dicke von etwa 3 cm. Als Schutzgitter 35 kann ein Baustahlgit-uer mit einer Maschenweite von etwa 15 c;n und einem Drahtdurchmesser von etwa 5 mm verwendet werden. Für den gleichen Zweck hat sich auch Streckmetall aus eloxiertem Aluminium bewährt. Fig. 3 zeigt den gemessenen Schallabsorptionsgraü als Funktion der Schallwellenlänge, Die Messungen wurden nach den Vorschriften gemäß DIN 52 212 durchgeführt. Das verwendete Wandelement bestand aus einer gewellten Platte mit darüber geschichteter poröser Platte und aufgelegtem Schutzgitter. Wie aus der gemessenen Kurve zu erkennen ist, liegen die gemessenen Schallabsorptionsgrade für Frequenzen unter 400 Hertz im Bereich der Werte, die mit technisch sehr aufwendigen Resonanzelementen erzielt werden können und für Frequenzen über 400 Hertz ist das neue Wandelement solchen Resonanzelementen klar überlegen .

Das neue Wandelement ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Anstelle der gewellten Platte können auch Platten mit einem trapezförmigen oder rechteckigen Profil verwendet werden. Weiter ist es möglich, das kassetterförmige Gehäuse zweiteilig auszubilden, wobei der eine Teil aus der Rückwand und den umlaufenden Schmalseiten besteht und zum Einlegen der profilierten Platte vorgesehen ist, während der andere Teil aus dem vorderen Rand und gegebenenfalls aus verkürzten Schmalseiten besteht und zum Einlegen der porösen Platte sowie der schalldurchlässigen Abdeckung vorgesehen ist. Dieses zweiteilige Gehäuse ermöglicht, eine zweiteilige Wand zu fertigen, deren Teile nach Bedarf und an Ort und Stelle zusammengesetzt werden

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können. Die gleichen Schallschirme mit einer profilierten Platte, die auf beiden Seiten mit einer porösen Platte abgedeckt ist, können vorteilhafterweise auch als Schallschutzwände längs des Mittelstreifens von Autostraßen oder -bahnen aufgestellt werden, wenn eine nach beiden Seiten wirksame Schallschutzwand gefordert wird. Die praktische Erfahrung hat auch gezeigt, daß die Wirkung von Schallschutzwänden verbessert werden kann, wenn die einzelnen Wandelemente einer solchen Wand nicht die gleiche gewöhnlich senkrechte Ausrichtung aufweisen, sondern wenn eines oder mehrere oder auch alle Wandelemente gegenüber der Senkrechten geneigt si nd .

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Claims

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PATENTANWALT

DIPLHNG, ROLF PÜRCKHAUER

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Fa, Bertrams AG, 59op Siegen 1, Eiserfelder Straße 70

7. APR. 1977

Sohutzansprüohe

1. Wandelement gegen Lärmimmission, insbesondere zur Abschirmung von Autobahnen, Schienenwegen und industriellen Lärmquellen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine profilierte Platte (32) aus einem dichten Material aufweist, die Resonanzräume mit einem breiten Resonanzspektrum bildet, und daß auf mindestens einer der Lärmquelle zuzuwendenden Seite der profilierten Platte (32) eine im wesentlichen ebene Schicht (34) aus einem porösen Material angeordnet ist.

2. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Platte (32) als Wellplatte ausgebildet ist.

3. Wandelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der profilierten Platte (32) abgewandten Außenseite der porösen Schicht (34) eine schalldurchlässige Abdeckung (35) angeordnet ist.

4. Wandelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schalldurchlässige Abdeckung (35) als Schutzgitter ausgebildet ist.

5. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Schalldämpfung bei niedrigen Frequenzen die poröse Schicht (34)mit Abstand von der profilierten Platte (32) angebracht ist.

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B, Wands lernent nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Platte (32), die poröse Schicht (34) und diB schalldurchlässige Abdeckung (35) in ein kassettenförmiges Gehäuse (31) eingelegt sind,das die der porösen Schicht(34) abgewandts Seite der profilierten Platte (3?) und die Stirnseiten der profilierten Platte (32), der porösen Schicht (34) und der schalldurchlässigen Abdeckung (35) abdeckt.

7. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Platte (32) dicht gepresste, gebundene Mineralfasern enthält.

6. Wandelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Flächengewicht der profilierten Platte (32) mindestens

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10 kg/m beträgt,

9. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Schicht (34) gepresste Mineral- und/ oder Glasfasern enthält.

10.Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden bzw. die Rückwand des Gehäuses (31) zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit Ausformungen (26, 27, 28, 29) aufweist.

11. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum schalldichten Aneinandersetzen mehrerer Wandelemente (12) die seitlichen sowie die oberenund die unteren Schmalseiten des Gehäuses (31) eine Nut (37) bzw. eine Feder aufweisen .

12. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Wirkung des Wandelements als Schallschirm auf beiden Seiten der profilierten Platte (32)

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eine im wesentlichen ebene Schicht (34] aus einem porösen Material angeordnet ist.

13. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befestigen des Wandelements (12) beim Erstellen von Schallschutzwänden im Bereich der seitlichen Enden der RücKwand des kassettenförmigen Gehäuses (31) zum Anklemmen oder Anschrauben an Trägerpfosten (17, 18) geeignete Laschen (20-23) angeordnet sind.

14. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das kassettenförmige Gehäuse (31) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der eine die Rückwand enthaltende Teil zum. Einsetzen der profilierten Platte (32) und der andere den vorderen Rahmen enthaltende Teil zum Einsetzen mindestens der porösen Schicht C 34 j vorgesehen ist.

15. Mehrteilige Schallschutzwand aus Wandelementen nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Wandelemente (12) zur Senkrechten geneigt angeordnet ist.

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