DE3102673A1

DE3102673A1 - Plattenfoermiges lichtrasterelement fuer die teilweise abdeckung von landverkehrswegen

Info

Publication number: DE3102673A1
Application number: DE19813102673
Authority: DE
Inventors: Karl Prof. Dr.-Ing. habil. 7022 Leinfelden-Echterdingen Gösele; Harald Dipl.-Ing. 7255 Rutesheim Riehle; Horst Dipl.-Ing. 7441 Wolfschlugen Widmann
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1981-01-28
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1982-09-02

Description

Plattenförmiges Lichtrasterelement für
die teilweise Abdeckung von Landverkehrswegen Die Erfindung betrifft ein plattenförmges Lichtrasterelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Lichtraster kommen bei Tunnelbauwerken oder teilweise abgedeckten Straßen häufig vor. Im Bereich der Einfahrstrecken läßt sich mit einem Tageslichtraster wegen der dort. erforderlichen hohen Adaptionsleuchtdichter ein großer Teil der Tunnelbeleuchtungskosten einsparen. Aber auch bei tageslichtbeleuchteten Schlitztunneln werden die Schlitze oft mit Lichtrastern verkleidet, um scharfe Hell-Dunkel-Kontraste auf der Fahrbahn infolge direkt einfallenden Sonnenlichtes zu vermeiden.
In letzter Zeit werden Tunnelbauwerke, insbesondere tageslichtbeleuchtete Schlitztunnel, häufig zu dem Zweck erstellt, die Lärmbelästigung der Umgebung stark befahrener Straßen möglichst gering zu halten.
Die Llchtrasterelemente haben In diesen Fällen also nicht nur die Aufgabe, die großen Helligkeitsunterschiede abzubauen, sie müssen auch lärmmindernd wirken.
Die Schallpegelminderung, die sich durch ein schallhartes Raster erreichen läßt, und die ausschließlich auf einer Schirmwirkung ähnlich einer Lärmschutzwand beruht, reicht in vielen Fällen nicht aus. Eine bekannte Maßnahme zur Erhöhung der erzielbaren Minderungen des Mittelungspegels stellt die Verkleidung der Raster mit einer schallabsorbierenden Schicht dar. Diese zusätzlichen Minderungen werden vorwiegend durch die einem Absorptionsschalldämpfer vergleichbare Wirkung der schall absorbierend verkleideten Rasterelemente erreicht.
Nachteilig dabei ist, daß beide Effekte, Schirmwirkung und Dämpferwirkung im selben Frequenzbereich, nämlich bei Frequenzen oberhalb 250 Hz gute Minderungen des Mittelungspegels ergeben. Aufgrund der relativ hohen Einzelminderungen würde man nun eine sehr hohe Gesamtminderung des Mittelungbspegels erwarten. Da jedoch bei der energetischen Addition der Einzelminderungen zur Bildung des Mittelungspegels auch die tiefen Frequenzen unterhalb von 250 Hz erfaßt werden, die durch die beiden Wirkungen weitgehend unberührt bleiben, liegt die Gesamtminderung nur wenig über der'größeren Einzelminderung. Bestimmend für die Höhe des Restschallpegels sind also die tiefen Frequenzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein schallschluckendes Lichtrasterelement zu finden, das sowohl bei hohen als auch bei tiefen FXrequenzen wirksam ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lichtrasterelement mindestens zwei nebeneinanderliegende, voneinander unabhängige Hohlräume enthält, die durch senkrecht zur Plattenebene angeordnete Uffnungen mit der Außenluft verbunden sind, und daß die Außenflächen des Elementes zumindest teilweise schallschluckend ausgeführt sind.
Mit Hilfe der schallschluckend gestalteten Elementoberfläche wird der Schall pegel im Bereich hoher Frequenzen oberhalb von 250 Hz reduziert. Der entscheidende Vorteil der Erfindung besteht nun darin, daß das erfindungsgemäße Lichtrasterelement außer der schallschluckenden Oberfläche für die hohen Frequenzen eine speziell die tiefen Frequenzen dämpfende Konstruktion aufweist. Erfindungsgemäß besteht diese aus in das Lichtrasterelement integrierten Hohlräumen, die über Einzel öffnungen in kurzen Abständen oder auch durchlaufende Schlitze mit der Außenluft in Verbindung stehen.
Die Tiefe der Hohlräume, gemessen von den darauf abgestimmten Lufteintrittsöffnungen aus, ist bestimmend für die Frequenzen, bei denen eine besonders gute Dämpfung infolge von Resonanzerscheinungen auftritt. Um eine über die tiefen Frequenzen möglichst ausgeglichene Dämpfung zu erreichen, ist es notwendig wenigstens zwei unterschiedlich abgestimmt Hohlräume zu verwenden. Die Kombination von schallschluckender Elementoberfläche und von mit Lufteintrittsöffnungen versehenen Hohlräumen im Element ermöglicht somit eine Minderung des Mittelungspegels über alle im Verkehrsgeräusch vorkommenden Frequenzen hinweg bei gleichzeitiger optimaler Raumausnutzung.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, die Hohlräume bis zu den jeweiligen Stirnseiten des Elementes durchlaufen zu lassen. Damit wird erreicht, daß das Element einen über die Länge betrachtet, näherungsweise konstanten Querschnitt aufweist, was zu erheblichen Vereinfachungen bei der Herstellung führt.
Durch die schlitzförmige Gestaltung der oeffnungen, die die Hohlräume mit der Außenluft verbinden, wird ein höherer Schalldämpfungseffekt erzielt.
Für die Herstellung des Elementes ist es von Vorteil, wenn das Element aus einzelnen einfach zu fertigenden Teilen, z.B. U - oder I - Profilen, aufgebaut ist.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, die Außenflächen des Elementes schallhart auszubilden und mit zylindrischen bzw. prismatischen Vertiefungen zu versehen.
Die Vertiefungen wirken als Resonanzschalldämpfer und werden durch entsprechende Wahl der Abmessungen auf bestimmte Frequenzen abgestimmt. Die Elementaußenfläche ist auf diese Weise imstande Schallenergie zu verzehren. Auf eine besondere Absorptionsschicht bzw. auf die Verwendung eines absorptionsfähigen Material es kann bei Einbau entsprechender Vertiefungen in die schallharte Elementoberfläche verzichtet werden. Dadurch ist es möglich das \Element aus einem einzigen Material, wie z.B. Beton, Stahl, Aluminium oder Kunststoff, herzustellen.
Um eine über die hohen Frequenzen möglichst ausgeglichene Schalldämpfung zu erreichen, ist es zweckmäßig, mindestens zwei unterschiedlich große Vertiefungen zu verwenden. Es ist außerdem von Vorteil, die Hohlräume im inneren des Elementes mit haufwerksporigem Beton oder lockerem Absorptionsmaterial zu füllen, da dadurch eine noch höhere Dämpfung im Bereich der Resonanzfrequenzen erzielt wird.
Eine schallschluckende Außenfläche des Elementes kann auch durch Einbau von Mineral- oder Steinwolleschichten erreicht werden. Wird als Elementmaterial haufwerksporiger Beton verwendet, ergeben sich zwei wesentliche Vorteile.
Zum einen ist haufwerksporiger Beton ein sehr beständiges und unempfindliches Material, was sich auf die Lebensdauer des Elementes auswirkt.
Zum anderen kann auf eine zusätzliche Absorptionsschicht verzichtet werden, da der haufwerksporige Beton einen relativ hohen Schallabsorptionsgrad aufweist.
Durch die Verstärkung eines oder mehrerer Elementränder mit bewehrtem Normal beton wird die Tragfähigkeit, damit die mögliche freitragende Elementlänge erheblich gesteigert.
Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt einer teilweise abgedeckten Straße; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 1 - 1 in Fig. 1 Fig. 3 eine Seitenansicht eines Lichtrasterelementes aus Fig. 1 ; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie II - II in Fig. 3 Fig. 5 einen Querschnitt eines Lichtrasterelementes aus haufwerksporigem Beton; Fig. 6 einen Querschnitt eines Lichtrasterelementes aus Blech mit schallharter Außenfläche und Vertiefungen in der Außenfläche ; Fig. 7 eine Seitenansicht des Lichtrasterelementes aus Fig.6 ; Fig. 8 einen Querschnitt eines Lichtrasterelementes aus verputztem haufwerksporigem Beton mit Vertiefungen in der Außenfläche.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine zwischen Stützwänden 1 verlaufende Straße 2 dargestellt, die mit einem Lichtraster teilweise abgedeckt ist, das aus Querträgern 3 und erfindungsgemäßen, in Schlitze der Querträger eingeschobenen Lichtrasterelementen 4 besteht.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen das Lichtrasterelement 4 aus den Fig. 1 und 2 in Ansicht und Querschnitt. Das Element 4 besteht im wesentlichen aus den Innenwänden 4a und den gelochten Außenwänden 4b, dazwischen befindet sich Mineralwolle 5. Die drei im Querschnitt U-förmigen Teile sind durch Stege 4c verbunden, zwischen denen die Durchbrüche 6a und 6b liegen. Auf die Stege 4c kann auch verzichtet werden, wenn die einzelnen Teile durch Endquerschotten verbunden werden. Der Schall kann durch die Durchbrüche 6a und 6b in die beiden Hohlräume 7a und 7b eindringen. In diesem Beispiel ist der Hohlraum 7a auf eine Resonanzfrequenz der doppelten Wellenlänge des Hohlraums 7b abgestimmt.
Das Lichtrasterelement, dessen Querschnitt in Fig. 5 dargestellt ist, besteht gemäß Anspruch 15 aus haufwerksporigem Beton 14, der sowohl den Abschluß der Hohlräume 17a und 17b als auch die Absorption der hohen Frequenzen durch seine Offenporigkeit übernimmt. Das Element setzt sich aus drei U-förmigen Teilen zusammen. Die Teile stehen übereinander, wobei ihr Abstand durch Distanzstücke 14a, zwischen denen sich die Durchbrüche 16a und 16b befinden, gesichert ist. Das Element ist am unteren Rand zur Erhöhung der Tragsicherheit mit einer bewehrten Normalbetonschicht 18'versehen. Die seitliche Sicherung der übereinanderstehenden Teile erfolgt z.B. durch Einschieben in Schlitze von Querträgern.
In den Fig. 6 und 7 ist ein Lichtrasterelement mit schallharter Außenfläche zu sehen.
Das Element besteht aus den Blechen 21, 22 und 23, in die kleine und große Vertiefungen 24 bzw. 25 eingeprägt sind und die durch Stege 26 miteinander verbunden sind. Die Bleche schließen die beiden Hohlräume 27a und 27b ein, die durch Schlitze 28a und 28b mit der Außenluft verbunden sind.
Die Vertiefungen 24 und 25 bewirken die Schalldämpfung der hohen Frequenzen, die Hohlräume 27a und 27b dämpfen die tiefen Frequenzen. Die Dämpfung beruht auf Resonanzerscheinungen.
Das in Fig. 8 dargestellte Lichtrasterelement entspricht in Funktion und äußerer Geometrie dem in den Fig. 6 und 7 gezeigten Element. Die Hohlräume werden jedoch bei diesem Beispiel durch die Poren des haufwerksporigen Betons 31 gebildet. Die schallharte Außenfläche besteht aus den Mörtel schichten 32, 33 und 34, die auf den haufwerkspoSigen Beton 31 aufgebracht worden sind. Die Mörtelschichten schließen die Hohlräume nach außen ab, wobei die Mörtelschicht 33 gleichzeitig die Trennung der beiden Hohlräume bewirkt. Die Zwischenräume 35a und 35 b zwischen den Mörtelschichten ermöglichen den Lufteintritt in die Hohlräume.

Claims

Plattenförmiges Lichtrasterelement fUr die teilweise Abdeckung von Landverkehrswegen P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Plattenförmiges Lichtrasterelement für die teilweise Abdeckung von Landverkehrswegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Element wenigstens zwei, in der Plattenebene nebeneinanderliegende, voneinander getrennte Hohl raume aufweist, die durch senkrecht zur Plattenebene angeordnete Uffnungen mit der Außenluft verbunden sind, wobei die Außenflächen des Elementes zumindest teilweise schallschluckend ausgebildet sind.
2. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinanderliegenden Hohlräume bis zu den jeweiligen Stirnseiten des Elementes durchlaufen.
3. Plattenförmies Lichtrasterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Uffnungen schlitzförmig ausgebildet sind.
4. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus einzelnen Teilen zusammengesetzt ist.
5. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der AnsprUche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Elementes schallhart ausgebildet ist und näherungsweise zylindrisch bzw. prismatisch gestaltete Vertiefungen besitzt.
6. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zwei Gruppen von Vertiefungen besitzt, die sich durch die Größe der Vertiefungen unterscheiden, so sollen z.B. bei der teilweisen Abdeckung einer Straße Durchmesser bzw. Tiefe der Vertiefungen der ersten Gruppe ewa 40 mm bzw. 70 mm und der zweiten Gruppe etwa 80 mm bzw. 200 mm betragen.
7. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Elementes aus gefügedichtem Kalk- oder Zementmörtel besteht.
8. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Elementes aus Blech besteht.
9. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit haufwerksporigem Beton gefüllt sind.
10. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit einer Einlage aus lockerem Absorptionsmaterial oder geknitterter Folie versehen sind, die jedoch nur einen Teil der Hohlraumvolumens einnimmt.
11. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Elementes schallabsorbierend gestaltet ist.
12. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus Blech besteht.
13. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsmaterial auf der Außenfläche des Elementes Mineral- oder Steinwolle ist, die durch eine gelochte Platte geschützt oder mit einer Kaschierung aus Vlies oder Metallfolie versehen ist.
14. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit einer Einlage aus lockerem Absorptionsmaterial oder geknitterter Folie versehen sind.
15. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus haufwerksporigem Beton besteht.
16. Plattenförmiges Lichtrasterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeihnet, daß das Element zur Steigerung der Tragfähigkeit zumindest an einem Rand durch eine Schicht aus bewehrtem Normal beton verstärkt ist.