УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА
DEVICE FOR NOISE PROTECTION

Предлагаемое изобретение относится к устройствам, являющимся шумозащитными экранами, устанавливаемым вдоль автомобильных и железнодорожных магистралей. Они предназначены для защиты и обеспечения нормального акустического режима в прилегающих к магистралям жилищных массивах, а также лесопарковых зонах, от шума, создаваемого быстродвигающимся транспортом.
Известен шумозащитный экран, установленный на фундаменте и состоящий из набора акустических панелей, внутренних параллелепипедных полостей, заполненных разнообразными звукопоглощающими модулями. Панели объединены вертикальными и горизонтальными профилями. Соединение осуществляется посредством вибродемпфирующих прокладок (пат. RU №2209874, 2001 г.). Использование в этом устройстве специальных прокладок и их установка существенно затрудняют изготовление подобных шумозащитных устройств. Также использование в качестве шумозащитного наполнителя грунта может привести к размытию его осадками, промерзанию в зимнее время, соответственно произойдет выдавливание ограждающих панелей. Также возможна усадка грунта, как следствие необходимо постоянно его досыпать. Также для предотвращения появления сорняков вместо цветов за таким шумозащитным экраном необходим постоянный уход.
Известно другое устройство шумозащитной стеновой системы, устанавливаемой на цоколе, в который вмонтированы стойки в виде двутавровой балки. На стойках закреплены звукоотражающие прозрачные элементы (пат. RU №2334043, 2003 г.). Такое устройство предназначено для отражения звука и преследует чисто эстетические цели исключительно для пассажиров двигающегося транспорта. Оно слабо эффективно для защиты прилегающих жилищных строений. Недостатком этого устройства является его слабая вандалозащищенность и хрупкость панелей от летящих камней из под колес транспорта. Также в качестве недостатка можно отметить быструю потерю внешнего вида вследствие загрязнения.
Устройство, используемое как защитный экран от воздействия акустических волн и шума по патенту RU №2222662, 2004 г., представляет собой рамный каркас, связанный со стойками, установленными на опорных элементах.
Основное отличие такого устройства в применении оригинального шумопоглощающего элемента в виде трехслойного плоского пакета, в котором могут использоваться различные материалы.
Однако именно оригинальный шумопоглощающий элемент подобного устройства является препятствием для его широкого применения из-за сложности его изготовления и монтажа.
Поскольку к придорожным шумозащитным экранам, располагающимся вдоль магистралей с повышенным скоростным режимом, предъявляются требования не только по шумозащитному эффекту, но и надежности в устойчивости от сильных акустических колебаний, то все рассмотренные в уровне техники устройства не могут быть применены вдоль скоростных железнодорожных магистралей.
Наиболее отвечающим предъявляемым требованиям, с нашей точки зрения, является устройство по патенту RU №2235823, 2003 г., оно является ближайшим аналогом, взятым за прототип. Устройство представляет собой шумозащитный экран, установленный на опорных стойках на опорном основании. Оно содержит акустические панели, установленные между опорными стойками и защищенные с двух сторон экранами. При этом экраны выполнены с разной высотой и перекрывают места примыкания панелей к опорным стойкам.
К существенным недостаткам такого устройства следует отнести техническое решение по установке разновеличинных экранов, так как это затрудняет установку защитного козырька, что очень важно для увеличения срока службы устройства в жестких условиях его эксплуатации. Устройство собирается на сплошном ленточном фундаменте со строго фиксированным расположением опорных стоек, что затруднено в строительной практике. Поэтому незначительное несовпадение размеров в установке опорных профилей не позволит разместить акустические панели. Кроме того, при необходимости увеличения длины экрана, например при увеличении жилищной застройки, возникнут проблемы в продолжении ленточного фундамента. На мостах или виадуках такой фундамент не возможен.
Такому устройству присущ, отмеченный для других устройств, недостаток - использование специальной вибродемпфирующей прокладки, что затрудняет ее применение для крепления элементов конструкции.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, защищающего от шума и устойчивого к силовым воздействиям от воздушных колебаний, образующихся при прохождении железнодорожных составов с высокой скоростью, повышения технико-экономических показателей и уровня дизайна.
Указанная техническая задача достигается тем, что предлагаемое устройство для защиты от шума содержит внутренние и внешние экраны, выполненные с одинаковой высотой, причем внутренний экран является сборным из П-образных металлических профилей, установленных в специальные пазы друг на друга между опорными стойками и прикрепленных к ним через вибродемпфирующую прокладку. Количество устанавливаемых профилей зависит от высоты создаваемого шумозащитного устройства, но не менее 3 метров. Внешний экран также сборный и представляет набор металлических профилированных листов с перфорацией, закрепленных одновременно к опорным стойкам, с перекрытием их, и к П-образным профилям внутреннего экрана. Пространство между экранами и стойками в виде параллелепипеда заполнено шумопоглощающим наполнителем. Опорная стойка представляет собой в сечении двутавр с приваренной по всей ее длине и с обеих сторон стальной пластиной для крепления П-образных профилей. В основании стойка содержит опорную пластину с ребрами жесткости и отверстиями для крепления к опорному основанию. Опорное основание выполнено в виде точечного фундамента под каждую опорную стойку. Опорная стойка крепится к фундаменту при помощи болтового соединения. Пространство между опорами засыпано грунтом для исключения щелей. Как вариант, вместо грунтовой засыпки или совместно с ней может использоваться полимерная влагостойкая и морозостойкая полоса из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), устанавливаемая по всей длине между фундаментами. Сверху устройство содержит козырек, охватывающий акустические панели и стойки.
Конструкция такого шумозащитного устройства решает поставленную задачу, поскольку проста и не трудоемка при изготовлении, обладает повышенной прочностью, поскольку все конструктивные составляющие взаимосвязаны и обеспечивают шумозащиту путем как отражения акустических волн, так и их поглощением.
На фиг.1 показано устройство для защиты от шума (вид со стороны источника шума). На фиг.2 показано устройство для защиты от шума (вид со стороны внутренних экранов). На фиг.3 представлены внутренние экраны в частично разобранном виде. На фиг.4 представлены внутренние экраны с шумозащитным наполнителем. На фиг.5 представлены внешние экраны (вид сверху).
Устройство для защиты от шума содержит опорные стойки 1 с приваренными к их основанию пластинами и ребрами жесткости, установленные на точечном фундаменте 6. Опорные стойки имеют в сечении двутавр. К перемычке двутавра на определенном расстоянии приварены пластины для крепления внутренних экранов в виде П-образных профилей 2. П-образные профили устанавливаются друг на друга в специальные пазы, образуя, таким образом, сплошную герметичную конструкцию. Внутрь П-образных профилей закладывается шумозащитный наполнитель 3. Толщина наполнителя выбирается исходя из толщины П-образных профилей. На П-образные профили 2, с уложенным в них наполнителем 3, закрепляются перфорированные профилированные металлические листы 4 с полимерным покрытием, которые выполняют роль наружного экрана. Сверху, на всю конструкцию, устанавливается металлический козырек 5, который крепится как к опорным стойкам 1, так и к перфорированным листам 4.
Устройство для защиты от шума работает следующим образом.
При прохождении составов создается акустическая волна, которая при соприкосновении с перфорированной поверхностью внешнего экрана устройства частично отражается монолитной поверхностью экрана, а частично поглощается шумонаполнителем внутри панелей. Сборка устройства осуществляется следующим образом.
Подготавливается опорное основание 6. На опорное основание 6 устанавливаются опорные стойки 1. Между опорными стойками 1 устанавливается внутренний экран 2. Во внутренний экран 2 устанавливается шумозащитный наполнитель 3. Устанавливается наружный экран 4. Внутренний экран притягивается к опорным стойкам 1 с помощью узлов крепления 7. Внешний экран 4 притягивается к опорным стойкам 1 и внутреннему экрану 2 с помощью узлов крепления 7. Внешние экраны 4 устанавливаются со стороны источников шума. При этом высота внутренних экранов 2 равна высоте внешних экранов 4. Опорное основание может быть выполнено из бетона или в виде забивных металлических свай. Внутренние экраны могут быть выполнены в виде металлических стеновых панелей массового производства. Внешние экраны могут быть выполнены в виде металлических профилированных перфорированных листов массового производства. Шумозащитный наполнитель может быть выполнен в виде минеральной ваты.
Разработан технический проект предлагаемого устройства с чертежами, альбомом конструктивных решений, инструкцией по монтажу в электронном виде.
Таким образом, предлагаемое техническое решение повышает эффективность шумозащиты, улучшает технико-экономические показатели, благодаря применению в устройстве узлов массового производства, обеспечивает требования дизайна до уровня европейских стандартов. Предлагаемое устройство обеспечивает простоту монтажа без использования строительной техники, также обеспечивает гибкость с точки зрения быстровозводимости и замены отдельных элементов устройства.
Предлагаемое устройство для защиты от шума может быть применено на железных и автомобильных дорогах, аэродромах, вокруг производственных зданий и сооружений с повышенным уровнем шума.