[发明专利]具有消音型材的吸收声音的结构元件以及隔音壁

说明书

本发明涉及一种尤其适合户外使用的吸收声音的结构元件。该结构元件包括具有声音入射面(02)的吸收声音的吸收层(01)以及多个完全包在吸收层(01)中的、彼此间隔开布置的消音型材(05)。消音型材(05)由声音反射材料构成并具有型材内腔(09)，该型材内腔具有背离声音入射面(02)的敞开侧。消音型材(05)优选包括至少一个具有大量声音进入开口(07)的进入面(06)以及至少一个邻接该进入面的闭合的反射面(08)，其中，与进入面(06)相比，消音型材(05)的反射面(08)和敞开侧与声音入射面(02)间隔更远。型材内腔(09)是中空的或者全部或部分用吸收层的材料填充。本发明还涉及一种具有承载层(10)的隔音壁，大量的吸收声音的结构元件安设在该承载层上。

技术领域

本发明涉及一种吸收声音的结构元件，其优选具有板状的基本形状，但也可以制造成其他造型。吸收声音的结构元件包括吸收层以及嵌入其中并完全包在吸收层的材料中的消音型材，该消音型材同样影响结构元件的声学特性并且以特别出人意料的方式有助于增强吸收效果。

背景技术

近年来，随着噪音污染不断增长，特别是在交通路线附近，在户外建造隔音壁的需求显著攀升。不仅在公路和铁路旁需要使用吸收声音的结构元件，而且例如在噪音污染增高的商业区也需要使用吸收声音的结构元件。在此情形下，声学目标是在宽频率范围内尽可能广泛地吸收声音或噪音。另外，户外使用的吸收声音的结构元件必须长时间耐候并且满足可能例如因高风荷载或可能的肆意破坏袭击所致的机械要求。目前，实际上不存在既有高机械强度又能抵抗环境影响并且在宽频率范围内具有高吸音率的可用材料。

在弗劳恩霍夫建筑物理研究所出版的IBP通讯234,20(1993)中W·Scholl所著的《Entwicklung und Anwendung von(隔噪壁的开发和应用)》中解释了在隔噪壁上实现吸收特性的基本原理。

EP 0 417 049 A1揭示了一种用于隔噪壁的板元件，该板元件由多个材料层构成。在此情形下，承载层由相互连接的木板形成，在该木板上朝向声源的方向涂覆连续的岩棉层或类似的纤维材料层。该噪音吸收层在其整个面上覆盖另外一层水泥粘合的多孔材料层。这种板元件的材料成本和制造成本很高。如果要获得可用的吸收性能，则须选择很厚的板元件总厚度。总体而言，这种板元件仅在某些频率范围内表现出合适的吸收特性，这是因为相当大的频率范围要么已经在连续的覆盖层处反射，要么不能被包着的岩棉层充分吸收，从而背后的木壁处出现非期望的反射声音。包着的岩棉还具湿度敏感性，因此板元件要么必须费力密封，要么吸音特性随时间的推移而减弱。

EP 1 508 650 B1中描述了一种用于制造由吸收声音的结构元件构成的隔噪壁的方法。一种照此制造的结构元件的实施方式具有混凝土制成的承载板，在其一侧或两侧上安设包含烧结发泡玻璃的饰面壳。虽然烧结发泡玻璃原则上耐候性良好，但它非常易受机械应力的影响。因此，位于吸收声音的结构元件外侧的烧结发泡玻璃的饰面壳在诸如组装过程中可能发生的中等机械应力下就已受损。

DE 197 12 835 C3揭示了一种具有隔音特性的由轻质材料制成的成型体。

EP 0 548 856 B1说明了一种具有支撑承载结构的视线和噪音隔绝壁。在一个特殊的实施方式中，强烈型材化的防音型材紧固到混凝土承载壁上。防音型材由集料多孔贫混凝土制成并且具有部分伸入防音型材的贫混凝土层中的各个空腔。为了改善隔音，这些空腔可以填充有矿棉。这种布置的缺陷在于，防音型材的朝外指向的面具有相当明显的型材化部，虽然能够改善吸收特性，但在强气流时无法使用，例如在高速列车的铁路附近。这还导致总壁厚增大并且重量增高。

DE 42 31 487 A1中公开了一种吸收声音的壁元件，其具有由混凝土制成的承载层。在承载层中加入大面积凹部，在其面上覆盖由集料多孔混凝土制成的各个板状元件构成的覆盖层。集料多孔混凝土板改善了吸收特性，但其下方承载层的机械稳定性变差。为了进一步改善声音吸收，集料多孔混凝土元件与承载层之间存在面式构造的吸音板。除了各个集料多孔混凝土板的边棱处的微小暴露区域之外，位于中间的吸音板基本上填充凹部中的整个面。