ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩАЯ ПАНЕЛЬ ДОРОЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к шумозащитным ограждениям с шумопоглощающими материалами, предназначенным для защиты от шума посредством его поглощения и отражения, устанавливаемым вдоль железнодорожных и автомобильных магистралей, вокруг строительных площадок, промышленных объектов и других источников шума.
В настоящее время в связи с повышением экологических требований к среде проживания и деятельности человека все острее ставится вопрос об обеспечении снижения уровня транспортного и производственного шума.
К шумозащитным ограждениям, располагаемым вдоль железнодорожных и автомобильных магистралей, предъявляются высокие эксплуатационные требования. Воздействие дождя, снега, льда, химических реагентов, абразивных частиц, суточных и сезонных температур с высокой амплитудой жестко регламентируют требования к материалам, применяемым при производстве шумозащитных ограждений наружного применения.
Производственный шум (транспорт, строительство жилых и производственных объектов и пр.), распространяемый на открытом пространстве, имеет свои особенности и закономерности, значительно отличающие его от бытового шума (телевизор, звукозапись, дрель, пылесос и т.д.), создаваемого в закрытых помещениях. Соответственно и к материалам и конструкциям, применяемым для поглощения указанного вида шумов, применяются различные требования.
Так материалы, предназначенные для уменьшения, поглощения или отражения шумов (звуковых волн) на открытом пространстве, должны иметь большую стойкость к агрессивному воздействию окружающей среды. При этом конструктивное выполнение шумозащитных устройств может предусматривать не только шумопоглощение, но и шумоотражение.
Из уровня техники (см. WO 2013/010217 от 24.01.2013) известна панель снижения шума на дорогах, представляющая собой многослойную структуру, обеспечивающую акустическое ослабление частот.
Недостатком известного технического решения являются недостаточная эффективность шумопоглощения, сложность монтажа/демонтажа шумопоглощающих экранов и большие материально-технические затраты на их производство.
Из KR 100923310 от 12.11.2009 известна звукоизоляционная панель, содержащая множество канавок полусферических форм для поглощения шумовых (акустических) волн. Канавки расположены на передней поверхности панели и имеют наклон. Профиль канавок постепенно уменьшается от источника шума назад. Предусмотрены отверстия на задней центральной части канавок. Такая конструкция позволяет уменьшать шумовые помехи за счет их поглощения, отражения, дифракции и интерференции звуковых волн, распространяющихся в звуконепроницаемых панелях через канавки.
Недостатками известного технического решения являются низкая эффективность шумопоглощения, сложность формы шумопоглащающего элемента и, как следствие, нетехнологичность его производства.
За прототип выбрана шумоизоляция для наружного использования, раскрытая в JPH 01226906 от 11.09.1989, содержащая большое количество пирамидальных шумоподавляющих выступов с отверстиями в боковых поверхностях и сферическим полым профилем в центральной части пирамидального тела. Звуковые волны должны отражаться на каждой поверхности пирамидального тела или затухать в полых секциях.
Данное средство не позволяет гасить шумы и вибрации с достаточной эффективностью, требует применения дополнительных шумопоглотителей, имеет малый срок службы и достаточно сложно и затратно в производстве и использовании.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание простого, недорогого и надежного в эксплуатации средства наружного применения, позволяющего эффективно гасить транспортные и промышленные шумы.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в увеличении шумопоглощающего эффекта, в уменьшении массы готового изделия и в уменьшении складских и транспортных габаритов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что звукопоглощающая панель дорожного ограждения выполнена из упругого эластичного материала. Новым, согласно предлагаемой полезной модели, является то, что звукопоглощающая панель дорожного ограждения представляет собой объемную панель в виде упорядочено расположенных пирамид, основания которых лежат в одной плоскости, а вершины направлены в сторону источника шума, при этом пирамиды выполнены пустотелыми за счет образования в каждой из них пирамидальной полости, открытой только со стороны основания.
Целесообразно выполнение звукопоглощающей панели из переработанной резины.
Выполнение звукопоглощающей панели из упругого эластичного материала позволяет эффективно гасить звуковые вибрации. Помимо этого, упругий эластичный материал прост в монтаже на любых, в том числе выпуклых, вогнутых, ломаных поверхностях дорожных и строительных ограждений. Применение в качестве упругого эластичного материала переработанной резины позволяет снизить технологические и производственные затраты, а также повысить эффективность поглощения шума за счет быстрого затухания амплитуды звуковой волны.
Выполнение звукопоглощающей панели объемной в виде упорядочено расположенных пирамид обеспечивает эффективное поглощение звуковых волн, а также демпфирование акустических вибраций. Не поглощенная часть звуковых волн отражается от боковых поверхностей пирамид и распределяется по боковому фронту, поглощаясь соседними пирамидами. Отсутствие поверхностей, параллельных источнику шума (фронту звуковой волны), обеспечивает эффективное рассеивание и поглощение шума, не позволяя ему возвращаться. Для этого предназначено и расположение пирамид - все вершины направлены в сторону источника шума, создавая поверхность со множеством граней, эффективно поглощающую звуковые волны и перераспределяющую их на периферию, способствуя затуханию звуковых колебаний. Все основания пирамид лежат в одной плоскости, исключая появления резонансных эффектов, возникающих при гашении акустических вибраций.
Для повышения эффективности поглощения звуковых волн и уменьшения эффекта отражения, в каждой пирамиде выполнена пирамидальная полость, открытая только со стороны основания. Звуковая волна, проходя через упругий эластичный материал стенки пирамиды и теряя значительную часть энергии, попадает в расширяющуюся к выходу многогранную полость, где многократно отражаясь от стен и продвигаясь к выходу, теряет остаточную энергию.
Наличие пирамидальных полостей позволяет также складировать и транспортировать звукопоглощающие панели в стопах, укладывая одну панель на другую. При таком складировании вершины нижней панели размещаются в полостях верхней панели, уменьшая, тем самым, транспортно-складские габариты.
Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображено поперечное сечение предлагаемой звукопоглощающей панели.
Звукопоглощающая панель дорожного ограждения представляет собой объемную панель в виде упорядочено расположенных пирамид 1. Основания всех пирамид 1 лежат в одной плоскости. Смежные пирамиды соприкасаются основаниями, то есть у смежных пирамид одно ребро основания общее. Вершины всех пирамид направлены в сторону источника шума. Такое расположение пирамид позволяет исключить участки панели, отражающие звуковые волны по направлению к источнику шума - отражение не поглощенных звуковых волн происходит исключительно на периферию.
Все пирамиды выполнены пустотелыми за счет образования в каждой из них пирамидальной полости 2.
Пирамидальная полость 2 открыта только со стороны основания.
Выполнение пирамид пустотелыми увеличивает как поглощающую способность стенок пирамид, так и способность воспринимать акустическую вибрацию. Расширяющиеся к своему основанию пирамидальные полости способствуют эффективному затуханию звуковых вибраций и исключают возникновение резонансных эффектов. Отсутствие отверстий и открытых полостей на гранях пирамид обеспечивает равномерное распределение звуковой волны и выравнивает ее давление по всем направлениям периферийного распространения.
Помимо вышеперечисленного, выполнение пирамид пустотелыми обеспечивает экономию материала, уменьшает массу готового изделия, складские и транспортные габариты.
В оптимальном, но не единственно возможном варианте исполнения, звукопоглощающая панель дорожного ограждения изготавливается из упругого эластичного материала, такого, например, как переработанная резина. Учитывая дешевизну исходного материала (использованные автомобильные покрышки), высокие износостойкие характеристики при наружном применении, хорошие показатели звукопоглощения и гашения отраженных звуковых волн и упрощенную технологию производства можно считать переработанную резину превосходным материалом для звукопоглощающих панелей наружного применения. Конечно, в качестве материала для заявляемой звукопоглощающей панели могут быть использованы и другие виды резин, как и иные подходящие материалы - пластик, пенопласт, дерево, металл и т.д.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Звукопоглощающая панель (одна или несколько, в зависимости от площади необходимого покрытия) крепиться на дорожное или строительное ограждение со стороны источника шума. Крепление звукопоглощающей панели может быть разнообразным - клей, крепежные элементы и т.д. Целесообразным является простой и быстрый способ крепления с помощью саморезов - вес панелей и свойства материала допускают возможность такого крепления без каких-либо ограничений. Панели крепятся встык, без образования между ними зазоров. Упругость и эластичность материала панелей позволяет крепить их не только на плоские поверхности, но и на поверхности, выполненные с различными радиусами кривизны и ломанные поверхности, что является не редкостью в дорожных и строительных шумозащитных ограждениях.
Звуковые волны всех диапазонов, распространяемые источником шума, доходя до звукопоглощающих панелей шумозащитных ограждений разбиваются на части множеством пирамидальных выступов упомянутых панелей и поглощаются материалом панелей. Отраженная часть волн со значительно уменьшившийся амплитудой распространяется на периферию, где воспринимается соседними пирамидами и поглощается окончательно. Не отраженные звуковые волны, проникшие через стенки пирамид, затухают в пирамидальных полостях, многократно отражаясь от их граней. Происходит быстрое и эффективное гашение шума без его отражения.
Таким образом, в материалах данной заявки раскрыта звукопоглощающая панель дорожного ограждения, простая в производстве и надежная в эксплуатации при наружном применении, обеспечивающая увеличение шумопоглощающего эффекта, уменьшение массы готового изделия и уменьшение складских и транспортных габаритов.