PT90467B

PT90467B - Barreiras de absorcao de som

Info

Publication number: PT90467B
Application number: PT90467A
Authority: PT
Inventors: Ronald Barden; Phillip J West
Original assignee: Road Const Authority
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1991-02-08
Also published as: EP0341057A3; DK218389A; AU623647B2; MY104011A; NZ228917A; EP0341057A2; EP0341057B1; US5031721A; ATE127607T1; DE68924091T2; FI892085A0; AU3396089A; DE68924091D1; DK218389D0; FI892085A; KR890017433A; CA1303889C

Description

presente invento refere-se a barreiras de absorção de som e mais particularmente a um painel aperfeiçoado de construção adaptado, em associação com outros painéis similares, para formar uma barreira de absorção de som. 0 presente invento tem sido desenvolvido particularmente para uso no controlo do ruído gerado máquinas de transporte rodoviário ou de outros terrenos, mas será claro, através do que se segue, que o invento pode tam bém ser usado noutras aplicações. Outras situações diferentes da adjacente às rodovias onde o invento pode ser empregue, incluem aplicações industriais onde são usadas máquinas ruidosas, invólucros à volta de geradores, barreiras sonoras em aeroportos e adjacente às vias férreas. De novo, esta lista não deve ser considerada como exaustiva.

O som indesejável é vulgarmente referido como ruído. Es. te pode tomar a forma de ruído de avião, ruído de comboio, ruído de veículos a motor e até música alta pode ser ruído para algumas pessoas. 0 nível a partir do qual o som se torna ruído pode ser muito subjectivo. A um certo nível alguns indivíduos podem ser severamente afectados, enquanto outras pessoas podem não reagir até que o nível de ruído se torne muito maior. 0 ruzí do do tráfego gerado pelos automóveis, camiões e motociclos pode tomar duas formas principais, ruído de fundo contínuo e ruído de veículo individual. 0 ruído associado com o tráfego intenso das vias rápidas e ramais de estrada é uma mistura de muitas fontes, e é principalmente um ruído volumoso, contínuo do tráfego com uma sobreposição de veículos individuais ruidosos.

objectivo do presente invento é criar um painel adaptado para uso numa barreira, a qual absorverá o ruído de qualquer local desejado e não reflectirá tal ruído para qualquer distância significativa, enquanto reduz esse mesmo ruído transmitido .

Barreiras de ruído planas, sólidas, densas inseridas entre a fonte de ruído e o receptor, tendem a reduzir a trans69 210

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-3missão do ruído entre a fonte e o receptor. A perda por inserção não é só dependente apenas da densidade da barreira mas tam bém da altura e comprimento da mesma. A integridade da barreira é importante, porque barreiras porosas ou mal unidas permiti^ rão a fuga do ruído, aumentando o nível no receptor. Uma barreira sólida bem construída reflectirá o ruído do tráfego para trás e para além da fonte de veículo motor. Em certas circunstân cias isto pode aumentar os níveis de ruído para um segundo recej) tor oposto à barreira de ruído do outro lado do ramal de estrada ou via rápida. Se isto ocorrer pode ser necessário levantar uma segunda barreira de ruído para proteger o segundo receptor, resultando em barreiras paralelas nos lados da rodovia. A presen. ça de barreiras altas, reflectoras e paralelas adjacentes à rodovia, pode causar a reflecção múltipla do ruído do tráfego entre si. Em algumas circunstâncias os níveis de ruído entre as barreiras podem ser mais altos que os níveis de ruído na fonte sem barreiras. Se o nível de ruído na fonte é efectivamente au mentado, então o nível de ruído no receptor será proporcionalmente aumentado. 0 que isto significa, é que o levantamento du ma segunda barreira será prejudicial para o receptor por trás da primeira barreira que o defende do ruído directo do tráfego.

A redução das capacidades de reflecção de uma barreira de ruído baixará os níveis de ruído do lado oposto da barreira, na situação de barreira simples e os níveis de ruído em ambos os lados da estrada na situação das barreiras paralelas. Reduzir o potencial reflector de uma barreira envolve aumentar as qua lidades de absorção dessa barreira. Uma barreira de absorção deve também ser suficientemente densa para realizar uma efectiva perda de transmissão de som através dela.

A absorção de ruído é em muito menor grau dependente da frequência que a reflecção. Os coeficientes de absorção são ex pressos numa amplitude de 0.0 até 1.0 a uma frequência especifí. ca, normalmente pontos de oitava ou de três oitavas. 0 ruído do tráfego é mais alto na amplitude de baixa frequência de 100 Hz, assim para uma barreira de absorção ser efioaz ela deve desempe.

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-4nhar muito bem o seu papel nesta amplitude.

A função principal de uma barreira de som, particularmente para uso adjacente às rodovias ou semelhante, é atenuar o ruído entre a fonte e um receptor enquanto minimiza ou evita a reflecção do ruído. Na obtenção deste requisito básico é,com certeza também, desejável realizar uma barreira de som que seja relativamente pouco dispendiosa de produzir, durável, sem manutenção, esteticamente aceitável e que tenha elevados coeficientes de absorção a baixas frequências.

objectivo do presente invento é proporcionar um eleme£ to de barreira acústica o qual, com outros elementos similares, está adaptado para formar uma barreira de som separando um recejo tor de uma fonte de ruído. De acordo com um primeiro aspecto do presente invento, é proporcionado um elemento de barreira acústi ca compreendendo um invólucro tendo um elemento painel frontal, o qual tem, pelo menos, uma abertura que, em uso, está adaptada para ficar virada na direcção da fonte de ruído, e um elemento painel traseiro contínuo separado para trás do dito elemento de painel frontal, incluindo ainda a dita barreira um material de absorção de som disposto dentro do dito invólucro sobrepondo a zona ou zonas abertas do dito elemento de painel frontal e estando localizado de tal forma que uma face posterior do material de absorção de som está separada para a frente de uma face inter na posterior do elemento de painel traseiro do invólucro.

De acordo com um segundo aspecto do presente invento, é proporcionado um elemento de barreira acústica compreendendo um invólucro tendo um elemento de painel frontal o qual tem pelo menos uma abertura que, em uso, é adaptada para ficar virada na direcção da fonte de ruído, e um elemento de painel traseiro con tínuo separado para trás do dito componente painel frontal, incluindo ainda o dito elemento de barreira um material de absorção de som compreendendo, pelo menos, uma camada fibrosa absorvedora de som, com uma camada de material plástico sólido dis, .de posta adjacente a uma face dirigida para tras da,ou/uma das ditas mantas de fibra de absorção, de modo que a dita manta de

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-5fibra de absorção de soía fica virada para o elemento de painel frontal do dito invólucro, estando o dito material de absorção de som disposto dentro do dito invólucro sobrepondo-se à(s) zonais) do dito elemento de painel frontal e estando localizado de modo que a face posterior do material de absorção de som está separada para frente de uma face interna posterior do elemento de painel traseiro do invólucro. 0 invento ao proporcionar uma parede frontal aberta, uma parede traseira fechada e um material de absorção de som em relação espaçada entre as mesmas, consegue um elevado grau de prevenção da transmissão e reflecção do som. Vantajosamente, a dita camada de material plástico rígido é poli(cloreto de vinilo) ou semelhante e é aderente a cada uma das ditas mantas de fibra de absorção de som. Vantajosa mente, uma dita camada de material plástico é aderente a cada uma das ditas mantas de fibra de absorção. Numa disposição pre. ferida o material de absorção de som pode ser, pelo menos, tão grande quanto as dimensões internas do invólucro formando o pai. nel. Numa outra disposição preferida, uma face anterior do material de absorção de som é separada para trás da face frontal do invólucro. Desta maneira, são formadas caixas de ar entre o material de absorção de som e a face posterior do invólucro ou entre o material de absorção de som e ambas as faces frontal e traseira do invólucro.

De acordo com uma disposição ainda mais preferível, o material de absorção de som pode compreender pelo menos duas man tas de fibra de absorção de som com uma camada de poli(cloreto de vinilo), substancialmente rigido, localizado entre elas. Con. venientemente o material de absorção de som pode compreender du as mantas de fibra de absorção de som cada uma com uma camada de poli(cloreto de vinilo) aderente a uma face da manta de fibra, sendo as duas mantas de fibra dispostas de tal modo que as cama das de poli(cloreto de vinilo) são adjacentes uma à outra. Pre. ferencialmente o invólucro é formado por moldagem de cimento re. forçado com fibras de vidro (CRPV). Convenientemente o invólucro é moldado em duas partes sendo a face frontal formada separadamente da face traseira. Á face traseira pode ser moldada

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-6integralmente, prolongando-se as paredes de bordo laterais, de topo e de fundo.para a frente, sendo a face frontal moldada separadamente e fixável às paredes de bordo laterais, de topo e de fundo para completar o invólucro.

A área aberta desejável da face frontal é de, pelo menos, 10$ da área total da face frontal e preferivelmente cerca de 40$ da referida área total. A área aberta máxima está dependente dos constrangimentos do projecto mecânico para o próprio painel, mas pode ser aumentada até 60$. Convenientemente a área aberta pode ser composta por uma pluralidade de aberturas discretas es paçadas na face frontal. As referidas aberturas podem ter a forma de diamante. Preferivelmente uma fina rede de material po_ cobrir as aberturas para dentro do invólucro para prevenir ou minimizar a entrada de contaminantes tais como poeira, água, in sectos ou outros.

invento será agora descrito com referência aos desenhos anexos os quais representam uma concretização particularmente preferida adaptada para formar uma barreira de som adjacente às rodovias ou semelhante.

Nos desenhos:

a Figura la. é um alçado de frente esquemático de uma seçj ção frontal de um painel produzido de acordo com a concretização preferida do presente invento;

a Figura lb. é uma vista em detalhe da área marcada com B na Figura la.;

a Figura lc. é uma outra vista em detalhe de parte da Figura lb.;

as Figuras 2a. e 2b., são vistas em alçados exteriores de secções traseiras de painéis adaptados para funcionarem conjuntamente com a secção frontal mostrada na Figura la.;

a Figura 2c. é uma vista do plano de topo da secção tra seira mostrada na Figura 2a.;

a Figura 2d é uma vista em alçado da extremidade da sec. ção traseira mostrada na Figura 2a.;

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-Ίο. Figura 2e. é unia vista detalhada em. corte da área mar cada com D na Figura 2c.;

a Figura 3a. é uma vista em alçado interior da secção traseira mostrada na Figura 2a.;

a Figura 3b. é uma vista detalhada em corte transversal de um elemento de reforço incluído na construção da secção traseira; e a Figura 4 é uma vista em corte transversal mostrando esquematicamente a localização transversal dos vários elementos que constituem o painel de absorção de som.

Com referência aos desenhos, o painel de barreira de ruí. do preferido é construído com três componentes principais. Cada componente é descrito abaixo com algum detalhe. 0 primeiro com ponente é o painel frontal 10 o qual tem uma grelha aberta cons^ truída em CRFV. As dimensões básicas totais podem ser 1990 mm x 980 mm enquanto a profundidade do painel variará de acordo com as dimensões totais, as quais estão, então, dependentes da apli. cação.

painel frontal 10 foi disposto com um caixilho só.

lido envolvente 11 e uma pluralidade de aberturas 12 ao longo das diagonais no painel (Figura la). As longarinas diagonais sólidas em CRFV 13, 14 alternam de cerca de 20 mm até cerca de 25 mm, e aumentam em largpra com a profundidade do painel (Figu ra lb). Estas dimensões são variáveis e futuros projectos de grelhas podem ter as longarinas tendo um tamanho uniforme ou seja do a longarina alternante 13 maior que a longarina estreita 14.

Os furos 11a., proporcionam um rebaixo para as porcas 33 que são roscadas nos parafusos 23 moldados dentro de uma unidade de pai nel traseiro 16. As porcas 33/apertadas roscadamente nos parafusos 23 e fixam o painel frontal 10 à unidade de painel trasei. ro 16.

A área aberta do painel 10 deve ser de, pelo menos, 10% e preferivelmente cerca de 40%, enquanto as aberturas individuais 12 têm a forma de diamante ou quadrado/rectangulo medindo 45 nua x 45 mm tendo bordos chanfrados na frente do painel, enquanto a a

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-8bertura é ligeiramente chanfrada com um ângulo muito menor atra vés da profundidade do painel. A espessura do painel frontal é dependente da área aberta projectada e solidez. Uma dimensão conveniente pode ser entre 10 mm e 20 mm. A percentagem de área aberta e a dimensão das aberturas pode variar de acordo com a a plicação da barreira.

Uma rede fina de malha 15, por exemplo uma rede contra moscas, pode ser colada à parte traseira do painel frontal 10.

A rede fina 15 serve dois propósitos. Reduz a quantidade de sal picos de chuva e água de entrar na barreira e também reduz a oportunidade de insectos e pássaros aninhantes de entrarem no painel.

As secções traseira e laterais do painel da barreira de ruído são mostradas nas Figuras 2a a 3b dos desenhos.

As secções traseira e laterais da barreira são moldadas numa única unidade 16 de cimento reforçado com fibra de vidro (CRFV). Basicamente as dimensões totais podem ser 1990 mm x 1000 mm, com uma secção transversal de profundidade máxima de 230 mm. 0 material CRFV pode ser numa espessura nominal de 10 mm

A Figura 2a., dá uma ideia geral do arranjo arquitectural do painel traseiro e o tamanho dos componentes individuais no arranjo do painel. A superfície traseira exterior da unidade 16 tem preferivelmente três painéis salientes 17, 18 e 19 se. parados pelas ranhuras 20 e 21.

A Figura 2b., dá uma impressão geral de um arranjo arqui tectural alternativo do painel traseiro e dimensão dos componen tes individuais no arranjo do painel. A superfície traseira ex terior da unidade 16a., tem três secções prismáticas salientes 17a e 18a separadas pelas ranhuras 20a e 21a. Outros arranjos alternativos do painel traseiro da unidade de painel traseiro serão usados de vez em quando dependendo da aplicação dos painéis.

A Figura 2c., mostra o alçado de topo e o tamanho relativo de um componente interno de reforço 22 mostrado eip. maior detalhe nas Figuras 3a e 3b. 0 alçado de extremo , Figura 2c.,

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-9demonstra onde o painel frontal 10 se fixa à unidade de painel traseiro 16 usando os parafusos 23. Desta maneira o painel froja tal 10 é fixado à unidade traseira 16.

Uma ranhura extrema de armação 24 é mostrada nas Figuras 2c e 2e, 0 arranjo da calha moldada 24 variará de acordo com o tratamento do armação de suporte. Quanto maior a barreira for, mais larga será a secção transversal da armação e assim mais larga será a ranhura. A configuração mostrada na Figura 2e., é projectada para uma barreira de 2 m de altura suportada por uma armação galvanizada de secção quadrada de 76 mm x 76 mm. Em uso, uma pluralidade de painéis de barreira de ruído são suportados um sobre o outro entre duas armações de suporte. 0 com. primento da barreira é aumentado dispondo mais armações de supor te com os painéis localizados entre eles.

A calha em U de reforço 22, fixada ao centro da unidade traseira 16 é mostrada nas Figuras 3a e 3b. Esta calha é molda da independentemente da unidade traseira 16 e é ligada quando a unidade traseira 16 está a ser moldada. A calha 22 reforça a unidade 16 e auxilia a localização da unidade de absorção de som 25 afastada da superfície interna traseira 26, de modo a ser criada uma cavidade 27. A cavidade 27 aumenta o rendimento acústico a médias até altas frequências. Acredita-se que o tama nho da cavidade não seja muito critico, contudo um espaçamento de,pelo menos, 50 mm é correntemente reconhecido como óptimo.

A uniformidade da cavidade 27 não ó essencial e espaçamentos maiores que 50 mm não alterarão grandemente as características de rendimento.

componente de absorção de som ou unidade 25 é melfror visto na Figura 4. De preferência a unidade 25 inclui duas man tas de fibra 28, 29 em malha de fibra de vidro ensanduichando uma chapa fina, e está localizada no interior do invólucro formado pelo painel frontal 10 e a unidade traseira 16.

A manta de vidro de absorção de som 28 pode ser de uma espessura de 50 mm e ter uma densidade nominal entre cerca de 32 a 35 Kg/m\ Esta gama de dimensões e densidades são de produ ção normalizada e estão geralmente , disponíveis, tendo caracte.

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-10rísticas de rendimento acústico que são adequadas para os presen. tes propósitos. 0 rendimento acústico cairá se a densidade ou a espessura for menor do que os valores anteriores. A manta de fibra frontal pode ter um tecido 30 colado à superfície voltada de frente para o painel de grelha frontal 10. Este tecido 30 é usado para reduzir a quantidade de água da chuva que penetra a manta de fibra frontal 28.

A manta de fibra posterior 29 tem uma chapa substancial mente rígida em PVC 31 de 400 yun de espessura, colada na superfície virada de frente para a manta de fibra frontal. Uma chapa de plástico de maior espessura que 400 yw. pode ser mais cara mas não aumenta grandemente o rendimento acústico do painel. A chapa 31 actua como um absorsor de baixa frequência assim como também proporciona um pequeno aumento de rigidez à totalidade dos componentes de absorção 25.

Os componentes de absorção 25 estão localizados firmemente na unidade do painel traseiro 16 por serem ligeiramente maiores que as dimensões internas. As dimensões totais dos com ponentes de absorção 25 podem variar dependendo da aplicação da barreira. A disposição é também de modo a, de preferência proporcionar um espaço de ar ou cavidade 32 entre a manta de fibra frontal 28 e o painel frontal 10. 0 espaçamento ajuda a aumentar a resistência à chuva.

ruído do tráfego diário tende a predominar na banda de frequência de 100 Hz até 1000 Hz, depois decresce em intensidade sonora acima de 1000 Hz. A intensidade sonora do ruído do tráfego varia, dependendo da superfície da estrada e da mistura de veículos, bem como/axposição da fonte e do receptor.

A maior parte dos projectos anteriores de barreiras de absorção têm sido construídos noutros materiais diferentes de CRFV, por exemplo, compostos de fibra de vidro ou chapa metálica. Estas barreiras requerem manutenção constante e podem even tualmente deteriorar-se num grau em que a barreira necessita de ser substituída. Muitas destas barreiras têm sido projectadas mais na base fundamental do rendimento que num conceito de ren69 210

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-11dimento e estética. A barreira descrita neste documento é projectada para ser de longa duração, sem manutenção e esteticamen te interessante.

Claims

1 - Elemento de barreira acústica, compreendendo um invólucro tendo um elemento de painel frontal (10), o qual tem, pelo menos, uma zona aberta (12) que, em utilização, está adaptada para ficar virada de frente para uma fonte de ruído e um elemento de painel traseiro contínuo (16), sendo o dito elemento de barreira caracterizado por compreender um material de absorção de som (25) disposto dentro do dito invólucro que se sobrepõe à zona ou zonas abertas (12) do dito elemento de painel frontal e estando localizado de modo que a face traseira do material de absorção de som (25) fica espaçada para a frente de uma face in terior do elemento de painel traseiro (16) do invólucro.

2 - Elemento de barreira acústica, compreendendo um invólucro tendo um elemento de painel frontal (10) que tem, pelo menos uma zona aberta (12) que, em utilização,. está adaptada pa ra ficar virada de frente para uma fonte de ruído e um elemento de painel traseiro contínuo (16) afastado para trás a partir do elemento de painel frontal (10), sendo o dito elemento de barreira caracterizado por incluir um material de absorção de som (25) compreendendo, pelo menos, uma camada de absorção de som (28, 29) com uma camada de material sólido (31) disposta adjacente a uma face dirigida para trás da ou de uma das ditas cama das de absorção de som (28, 29), de modo que a dita camada de absorção de som fique virada de frente para o elemento de painel frontal (10) do dito invólucro, sendo o dito material de ab sorção. de som (25) disposto dentro do dito invólucro que se sobrepõe à zona ou zonas abertas (12) do dito elemento de painel frontal (10) e estando localizado de modo que uma face traseira do material de absorção de som (25) fica espaçada para a frente de uma face traseira interior do elemento de painel traseiro (16) do invólucro.

3 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin dicação 1 ou 2, caracterizado por o dito invólucro ser formado por um cimento moldado reforçado com fibras.

4 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin

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-13dicação 2, caracterizado por o dito material aólido (31) estar aderente à dita camada de absorção de som (28, 29).

5 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin. dicação 2, caracterizado por o material de absorção de som (25) ter uma área superficial, pelo menos, tão grande como as dimensões internas do dito invólucro.

6 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin dicação 2, caracterizado por a face da frente do dito material de absorção de som (25) estar espaçada para trás da face interna do dito elemento de painel frontal.

7 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin dicação 2, caracterizado por o dito material de absorção de som (25) compreender duas ditas camadas de absorção de som (28, 29) formadas como mantas de fibras e o dito material sólido (31) es. tar localizado entre as duas ditas camadas de absorção de som (28, 29).

8 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin dicação 2, caracterizado por o dito material de absorção de som (25) compreender um par das ditas camadas de absorção de som (28, 29), tendo cada uma das ditas camadas (28,. 29).iam material sólido (31) aderente às mesmas, estando 0 material sólido (31) em contacto com elas.

9 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivin dicação 2, caracterizado por 0 dito elemento de painel frontal (10) incluir uma pluralidade de aberturas (12) formando as ditas zonas abertas, pelo que a área total aberta do dito elemento de painel frontal está entre 10% e 60% da área total do dito elemento de painel frontal (10).

10 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as ditas aberturas (12) serem conformadas em diamante.

11 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por estar fixado um material de malha fina (15) à face interna do dito elemento de painel frontal

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-14(10) ou adjacente à mesma.

12 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ser aplicado um material repelente de água (30) à face frontal do dito material de absorção de som (25).

13 - Elemento de barreira acústica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a face traseira do dito elemen to de painel traseiro (16) incluir protuberâncias angulares (17» 17a, 18, 18a, 19) dispostas para reflectirem o ruído dirigido para a face traseira quer para cima quer para baixo.

Lisboa, 4 M.À’ ' 39