Шумозащитный экран

О П И С А Н И Е пц 56509 бИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(51) М, Кл.- Е 04 В 1(82 твенный комитетМинистров СССРм изобретенийоткрытий суд овет под 3) Приоритет Опубликовано 15,07.77, Бюллетень2 Дата опубликования описания 10.08,77 УДК 69,022.14:) Заявитель о-исследовательский институт строительных конструкций 4) БУМОЗАЩИТНЫЙ ЭКРА Изобретение относится к технике защиты от шума и может найти применение в строительстве, на транспорте, в авиации, а также в тех областях техники, где требуется защита зданий и сооружений от шума.Изобретение может нанти применение для звукоизоляции закрытых помещений жилых и общественных зданий от наружного шума, источником которого может быть транспорт, промышленные предприятия и т. д.Б настоящее время в технике защиты от щ ма находят широкое применение шумозащитные экраны, устанавливаемые между источником шума и защищаемым объектом.Известные экраны-барьеры в зависимости от конструкции и размеров позволяют добиться существенного снижения уровня шума в области звуковой тени. Так, экспериментальные конструкции звукоотражательных барьеров вдоль транспортных магистралей, применяемых за рубежом (Канада), позволяют добиться общего снижения шума порядка 25 - ЗО дб.Известные шумозащитные экраны представляют собой дорогостоящие громоздкие сооружения (стенки), выполненные из железобетонных, каменных и т, п, строительных конструкций 1.Экраны устанавливают вдоль шумных транспортных магистралей преимущественно на кавальерах или над выемкои, где проходиттрасса, высота нх ограничена, Для увеличения надежности экрана при ветровых нагрузках приходится создавать массивные фунда 5 менты и увеличивать высоту стенок. Для выполнения таких экранов необходимы большиезатраты труда и средств, 1(роме того, в условиях существующей городской застройки устройство экранов вдоль шумных улиц затруд 0 нено. Указанные недостатки резко ограничивают область применения экранов.Известны более легкие экраны, выполненные из материала эластомера,Наиболее близким к предлагаемому являет 5 ся звуковой экран, снаокенньп 1 расположенными перпендикулярно к нему ребрами 2,Ребра ориентированы по двум взаимно перпендикулярным направления. Экран Обеспечивает значительное снижение лишь отра;кен 20 ного от него звука. В связи с тем, что толькочасть падающего луча возьращается обратно,луч реерпеает исколко отражений и какдый раз перед тем как выйти из экрана подвергается ослаблению. Поэтом большая часть25 звуковой энергии, падаюшеи на экран, прохо.дит через нето, и лишь незначительная частьотражается обратно.Низкая звукоизолирующая способность известного экрана также вызвана тем, что палпЗО чие ребер увеличивает кесткость экрана иприводит к тому, что область волнового совпадения, при которой экран становится полностью акустически прозрачным, сдвигается в нормируемый диапазон частот. Звукоизолирующий эффект экрана обусловлен отражением звуковых волн от границы раздела двух сред; чем меньше энергия отраженных волн, тем больше ее остается в прошедших волнах и, следовательно, тем меньше звукоизолирующая способность, К недостаткам известного экрана относится также высокая стоимость и трудоемкость его изготовления.Цель изобретения - повысить звукоизолирующую способность и увеличить устойчивость при действии ветровых нагрузок.Поставленная цель в соответствии с изобретением достигается тем, что звукозащитный экран выполнен в виде набора пластин, соединенных между собой упругими прокладками и закрепленных в средней части между горизонтально натянутыми гибкими нитями, например тросами, смещенными одна относительно другой по горизонтали, причем нижняя часть пластин жестко защемлена.Нити могут быть смещены в горизонтальной плоскости одна относительно другой посредством жестких распорок. В этом случае пластины являются верхним поясом шпренгельной системы, что обеспечивает повышенную прочность экрана при действии ветровых нагрузок. Плоские пластины могут соединяться между собой как впритык, так и в нахлестку, причем нахлестка должна быть не менее двух толщин пластины.Возможен вариант выполнения изобретения, по которому подвеска пластин производится к нескольким нитям, размещенным в вертикальной плоскости (при повышенной высоте экрана),Возможен вариант выполнения изобретения, по которому поверхность пластин, обращенная в сторону источника шума, покрыта звукопоглощающим материалом. Г 1 ри стыковке пластин впритык в качестве упругих прокладок могут быть использованы резиновые трубки, заполненные упруго-вязким материалом, например битумом или асфальтом, или мастикой ЦПЛ.Повышение звукоизолирующей способности предлагаемого технического решения звукового экрана основано на следующих физических предпосылках и соображениях.Как известно, прохождение звука через ту или иную плоскую преграду связано с возбуждением и распространением в ней изгибных волн, которые легко возбуждаются в пластине воздушными волнами, и, в свою очередь, излучают звуковую энергию в изолируемое пространство.При волновом совпадении, когда след падающей на пластину звуковой волны равен длине свободных изгибных волн в пластине, наблюдается максимальное прохождение звуковой энергии через пластину. При выполнении экрана в виде набора пластин, соедп 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ненных упругими прокладками, общая цилиндрическая жесткость при изгибе его уменьшится и граничная частота будет перемещена в область частот, расположенных выше нормируемого диапазона частот. Поэтому звукоизолирующая способность такого экрана в диапазоне частот, в наибольшей мере генерируемых транспортом (10 в 20 гц), будет увеличена.С другой стороны, выполнение экрана в виде набора плоских пластин, подвешиваемых на горизонтально натянутых гибких нитях, делает возможным его устройство практически на любой высоте над уровнем земли вдоль шумных магистралей, 11 ластины могут быть выполнены, например, из металла, дерева, армоцемнта, стеклопластика, пластмассы и т, п. Монтаж экрана (его подвеска) может быть осуществлен с помощью крана из отдельных секций, собранных из пластин в заводских условиях, или же другими известными методами,На фиг, 1 изображен шумозащитный экран, общий вид; на фиг. 2 и 3 - разрезы по А - А и В - Ь; на фиг. 4 - узел стыковки пластин.Шумозащитный экран состоит из набора пластин 1, прикрепленных к горизонтально натянутым тросам 2, которые крепятся к вертикально установленным опорам 3, закрепленных в гильзах 4 и на фундаменте 5. Между собой пластины соединены посредством упругих прокладок 6.Крепление пластин 1 к тросу 2 осуществляется известными способами, например посредством распорок 7 и жестких пластинок 8, размещаемых между тросами и поверхностью пластин. При размещении гибких нитей несколькими рядами в плане пластины подвешиваются таким образом в вертикальной плоскости, что нижняя кромка верхней пластины жестко защемлена в железобетонном лотке 9,11 олученная таким образом шпренгельная система обладает большой прочностью при действии звукопеременных ветровых нагрузок, причем пластины в плоскости шпренгельной системы работают на сжатие, Поверхность пластин, направленных в сторону источника шума, может быть покрыта слоем звукопоглощающего материала 10,Соединение пластин между собой выполня. ется известными способами, например с по. мощью болтов или скеливанием известными клеящими составами. Крепление пластин к опорам 3 может быть выполнено, например, посредством полосового хомута. Для созда ния большой гибкости экрана в торцевых кромках пластин могут быть устроены изогнутые участки 11, в которых размещены гер. метики б (см. фиг. 4),Технология устройства звукового экрана предусматривает установку опор, натяжение горизонтальных нитей, подвеску и закрепление к ним пластин, предварительно собранных в секции,Звуковая волна, падающая на экран под всевозможными углами со стороны источника шума, отражается от него и при этом частично ослабевает. За пластиной вынужденные изгибные волны излучают звук в гораздо меньшей степени за счет того, что граничная частота для гибкого экрана находится в области высоких частот и излучение аномально, т. е, вблизи пластины возникает экспоненциально затухающее ближнее поле, где воздух перемещается без излучения. Ввиду больших размеров экрана по сравнению со звуковой и изгибной волнами этот эффект может привести к существенному улучшению звукоизолирующей способности экрана в диапазоне нормируемых частот (100 - 3200 Гц). Звукоизлучение свободными изгибными волнами экрана, ограниченного по высоте, но большой протяженности по длине будет разделено на частотную область эффективного излучения (1 ) ,р), где высота и длина экрана мало влияют на интенсивность излучения ( ( р), Последняя область для данной конструкции экрана будет преобладающей, т. к. экран имеет небольшую цилиндрическую жесткость.Повышенная звукоизолирующая эффективность экрана будет иметь место, как при подвижном источнике шума (транспорт), так и при неподвижном (стационарные шумные установки производственных предприятий). Под действием знакопеременных ветровых нагрузок экран из упруго соединенных пластин, закрепленных между натянутыми нитями и жестко закрепленных в основании, обеспечивает увеличение звукоизолирующей способно сти и устойчивости.Формула изобретения1. Шумозащитный экран, выполненный извертикальных пластин, о т л и ч а ю щ и й с я10 тем, что, с целью повышения звукоизолирующей способности и увеличения устойчивостипри действии ветровых нагрузок, экран в средней части снабжен горизонтально натянутыми гибкими нитями, между которыми закреп 15 лены пластины, соединенные между собойшарнирно посредством упругих прокладок,причем пластины жестко защемлены в основа нпи.2. Экран по п. 1, отличающийся тем,что каждая упругая прокладка выполнена ввиде резиновой трубки, заполненной вязкимматериалом, например тиоколом.3. Экран по п. 1, отличающийся тем,что стыкующиеся участки пластин выполненыэ 5 изогнутыми для их чахлестки.Источники информации, принятые во вниманке при экспертизе:1. Неаггу Сопа 1 гас 11 оп Юепа, 1971, 15,%48, р. 4 - 8.2. Патент СССР Уо 283086, кл. 6 01 К 11/00,1968,56509 о А БИБВЯ Фиг. Составитель Е. Чернявскаясдактор Э. Шибаева Текред М Семенов Корректор Л. Кот Заказ 1829/2ЦНИИП 1 Г 1 одписноСССР ипография, пр. Сапунова, 2 Изд,610 Государственного по делам изо 3035, Москва, Ж