СТРОИТЕЛЬНАЯ ШУМОЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам, применяемым в строительстве для защиты от шума, и касается конструктивных особенностей строительных панелей, обеспечивающих при их установке в шумозащитные или акустические экраны снижение уровней шума до норм на защищаемой территории.
При установке экранов выбор проводят с учетом как отражения так и поглощения звука. Этим объясняется разработка разнообразных конструкций экранов, сочетающих эти принципы в каждом конструктивном исполнении. Для автомагистралей, проходящих внутри жилой застройки, предпочтение отдается экранам с акустическими панелями обладающими большим звукопоглощающим эффектом. К таким экранам, помимо всего прочего, предъявляются повышенные требования по эстетическому оформлению и экологии.
Подобным целям соответствуют разработки, например, по пат. РФ 134543 (публ. 20.11.2013), в которых применяются металлические и пластиковые панели, собираемые в экран посредством тросов, или по пат. РФ 132455 (публ. 20.09.2013), где используются защитный листовой материал и корпус, последний выполнен в виде составной рамы с продольным пазом на внутренней ее поверхности, в котором размещена краевая часть защитного акустического листового материала на основе магнезиального вяжущего и армирующей стеклоткани или стеклохолста. По периметру защитного листового материала установлена уплотнительная или демпфирующая прокладка. Каркас панели может быть выполнен: из алюминия или его сплавов, стальных толстостенных профилей, из композитных материалов, и т.д.
Применение на практике таких панелей влечет за собой решение проблем коррозионной стойкости, снижение металлоемкости и сохранение пластика от атмосферных воздействий, что уменьшает сроки их службы
Вместе с тем, известно, что в строительной практике широко используются панели на каркасной основе, выполняющие в частности те же функции, что и панели в шумозащитных экранах.
Одним из аналогов, разработанного нами устройства шумозащитной панели, является панель, защищенная патентом РФ 2107135 (опубл. 20.01 1998 г.). Строительная панель, выполненная в виде деревянного каркаса с элементами наружной и внутренней дощатой обшивки, снабженная нащельниками. В образованные полости панели закладывают утеплитель. Элементы дощатой обшивки и нащельники устанавливаются в каркасе с возможностью самоуплотнения. Панель содержит также поперечные и продольные ребра жесткости. Для установки панели в строительную конструкцию и сочленения ее с другими элементами используют различные известные приемы и соединительные элементы.
Использование в этой конструкции дощатой обшивки и наличие звукопоглощающего материала позволяет использовать такую панель для обустройства шумозащитных экранов. Однако слабые шумозащитные свойства такой панели, а также отсутствие в конструкции элементов крепления, не позволяют использовать ее для строительства шумозащитного экрана.
По конструктивным особенностям для решения проблемы упрощения технологии изготовления панели и обустройства ими шумозащитных экранов, одним из аналогов является строительная панель, широко используемая в строительстве различных сооружений, по свидетельству на полезную модель РФ 32515 (опубл. 20.05.2003 г.). Панель представляет деревянный каркас из брусков, содержащий обшивку и минераловатный наполнитель, выполняющий роль утеплителя, размещенный в полости между обшивками. В панели установлены ребра жесткости. Для повышения «жизнестойкости» панели все ее элементы подвергнуты специальной защитной обработке. Обшивка панели выполнена в виде сплошной цементно-стружечной плиты. Для крепления панели в строительных сооружениях по периметру наружного бруска выполнен элемент крепления в виде паза. Данная панель не может выполнять функции звукопоглощающей панели, а может быть применена, как звукоотражающий элемент защитного экрана, в связи с использованием в качестве лицевой обшивки цементно-стружечной плиты.
Практика изготовления таких панелей с деревянной каркасной основой была применена в производстве усовершенствованных панелей, обладающих надежными шумозащитными свойствами. Так в пат. РФ 105311 (публ. 10.06.2011) описано устройство по типу строительных панелей каркасной основы из деревянных брусков с заменой лицевой обшивки на конструкцию в виде сетки и реек. Строительная шумозащитная панель содержит рамный каркас прямоугольной формы, усиленный поперечным ребром жесткости, лицевую обшивку, выполненную в виде сетки и реек. Задняя стенка выполнена в виде набора из шпунтованных досок. В полость между обшивками установлен наполнитель, прикрепленный к каркасу планками. По периметру каркаса прикреплен уплотнитель. Такое устройство лицевой обшивки панели обеспечивает свободный доступ акустических волн к внутреннему наполнителю, являющемуся шумопоглотителем. Изготовление таких панелей хорошо освоено домостроительными производствами, не требует дефицитных комплектующих. Монтаж экранов на основе подобных панелей, описанный в пат. РФ 104943 (публ. 27.05.2011), существенно упрощается, так как крепление панелей при сборке осуществляется за счет применения в конструкции полиуретановой уплотнительной прокладки, закрепленной по периметру. Выполнение обшивок панели из обработанной древесины обеспечивает хорошую сочетаемость с архитектурой застройки.
Тем не менее, практическое масштабное использование подобных панелей и экранов на их основе выявило некоторые недостатки в их конструкции. Прежде всего это относится к жесткости панели. Поперечный брусок, выполняющий функции ребра жесткости не обеспечивает достаточную прочность панели и усложняет сборку экрана волнистого профиля при обустройстве изгибов и поворотов трассы. Сочленение панелей в экране, обеспечиваемое применяемой эластичной резиновой лентой, также не совсем надежно, особенно при прохождении большегрузного транспорта, создающего мощную воздушную волну.
Целью предлагаемого в качестве полезной модели строительного шумозащитного устройства является повышение его эксплуатационных характеристик при надежных прочностных показателях и расширение областей применения.
Цель достигается изменением положения ребра жесткости путем обустройства каркаса панели двумя диагональными брусками и установкой в сквозных отверстиях по периметру каркаса нагилей.
Технический результат заключается в повышении прочностных характеристик панели, поскольку применение в каркасе диагональных брусков обеспечивает усиление ее жесткости, а снабжение брусков каркаса дополнительными отверстиями под шипы обеспечивает надежное сочленение панелей при их установке в экран, что в свою очередь упрощает монтаж экрана.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена строительная шумозащитная панель в разборе.
Строительная шумозащитная панель (фиг. 1) содержит рамный каркас прямоугольной формы 1, усиленный диагональным ребром жесткости 2, лицевую обшивку, выполненную в виде сетки 3 и реек 4. Задняя стенка 5 выполнена в виде набора из шпунтованных досок. В полость между обшивками установлен наполнитель 6, прикрепленный к каркасу диагоналями 2. К каркасу прикреплен уплотнитель 7 и 8. По верхнему и нижнему брускам каркаса в отверстиях 9 установлены нагили 10.
Рамный каркас 1 выполнен из деревянных брусков 50×100, предпочтительно из импрегнированной сосны. Крепление брусков осуществлено известными способами. В каркас вставляются два диагональных бруска 2, выполняющих функции ребер жесткости. Толщина брусков должна быть меньше, чтобы не мешать прилеганию ваты К каркасу по всей плоскости прикреплена сетка звукопрозрачная 3. Предпочтительно использовать сетку марки HDPE с плотностью 170 г/м2. Крепление сетки осуществляют пристреливанием скобками. По сетке с перекрытием брусков каркаса прикрепляют декоративную рейку 4 (20×45). Расположение рейки выбирается произвольно (горизонтально, вертикально или по диагонали), в зависимости от общего вида создаваемого экрана и архитектуры застройки. Количество устанавливаемых реек должно быть таким, чтобы не менее 30% лицевой поверхности оставалось не перекрытой и обеспечивало свободный доступ внутрь. Это достигается, если зазор между устанавливаемыми рейками будет составлять не менее 1/3 ширины рейки. С внутренней стороны в каркасную полость на сетку укладывают звукопоглощающий наполнитель 6, например, минеральную вату в виде плиты. Предпочтительно используют минеральную плиту толщиной 50 мм, плотностью от 80 до 100 кг/м3. Для предотвращения деформации звукопоглощающего материала, минплиту прижимают к брускам каркаса диагоналями 2 (50×50). Задняя стенка 5 выполнена из шпунтованных досок, толщиной 20 и шириной от 80 до 160 мм, прикрепленных известными способами по вертикали с выпуском для перекрытия установочных стоек при изготовлении экрана. Между задней стенкой 5 и наполнителем 6 внутри каркаса образована воздушная полость, улучшающая звукопоглощающие характеристики панели. По верхней части устанавливают уплотнитель 8 в виде эластичной резиновой ленты. Предпочтительно используют в виде ленты вспененный полиуретан. Размеры панели в трех измерениях (длина, ширина, высота) зависят от размеров экрана, в которой они будут устанавливаться Предпочтительно, стандартный размер: 2960×1000×120 мм. Все деревянные детали (панели, рейки и пр.) должны быть подвергнуты защитной обработке в автоклаве путем импрегнирования под давлением, чем обеспечивается глубокая пропитка древесины различными антисептиками. Это гарантирует высокую степень защиты от плесени и других атмосферных коррозий.
Весь крепежный материал применяется из нержавеющей стали.
Облицовочные материалы для лицевой и задней обшивок применяются из качественно обработанной древесины, что придает панели улучшенный дизайн и хорошую гармонизацию с архитектурой застройки.
Панели собираются в экран следующим образом: на подготовленный фундамент устанавливаются стойки экрана. На нижнюю панель прибивается резиновый уплотнитель, для исключения щели между ростверком и нижней панелью экрана. В просверленные отверстия (9) нижней панели вставляются нагили (10). Далее поочередно одна на другую в том же порядке устанавливаются следующие панели.
Панели удовлетворяют требованиям СНиП 23-03-2003 «Защита от шума», ГОСТ 23499-79 и применяются в качестве составляющей шумозащитных экранов, устанавливаемых вдоль автомагистралей, вокруг технологического оборудования, строительных площадок, а также в качестве пылепреградителей, например, для изоляции стройплощадок в черте города.