ITPI20110011A1 - Assorbitore acustico ad elevate prestazioni per rendere fonoassorbenti barriere antirumore costituite da un materiale prettamente fonoisolante. - Google Patents

Description

Descrizione

ASSORBITORE ACUSTICO AD ELEVATE PRESTAZIONI PER RENDERE

FONOASSORBENTI BARRIERE ANTIRUMORE COSTITUITE DA UN

MATERIALE PRETTAMENTE FONOISOLANTE

Ambito dell’invenzione

La presente invenzione riguarda il settore tecnico inerente le barriere antirumore.

In particolare l’invenzione si riferisce ad uno specifico elemento fonoassorbente, o assorbitore acustico fonoassorbente, applicabile in punti prescelti di una barriera antirumore prevalentemente fonoisolante.

Brevi cenni alla tecnica nota

Le barriere antirumore, a seconda del materiale realizzativo delle stesse, possono avere caratteristiche fonoassorbenti o fonoisolanti molto diverse tra loro. Ad esempio le barriere antirumore in porenbeton, pur presentando svariati vantaggi tecnici, sono piuttosto carenti in termini di fonoassorbenza. E’ infatti noto come tali barriere non sottoposte ad alcun tipo di trattamento o lavorazione ricadano entro una classificazione A1 (la quale à ̈ la più bassa) mentre, a seconda delle applicazioni, sarebbe a volte necessario portarle a valori di classificazione prossimi ad A4.

Tale problematica à ̈ naturalmente presente non solo con le barriere in porenbeton ma anche con barriere di altro materiale quale ad esempio quelle in calcestruzzo.

A tal scopo la stessa richiedente ha depositato in data 13/02/2009 una domanda di brevetto dal numero PI2009A000013 che discuteva una pluralità di casse acustiche fonoassorbenti applicabili alla parete in modo tale da aumentarne localmente le caratteristiche fonoassorbenti. In questa maniera à ̈ dunque possibile poter variare “localmente†a seconda delle esigenze la fonoassorbenza della barriera e trovare un ottimo compromesso tra il fonoisolamento intrinseco della barriera e il fonoassorbimento.

Tali casse sono di forma parallelepipeda e aventi all’interno un materiale di riempimento apposito tipicamente fonoassorbente. Le casse sono poi forate esternamente in modo tale che il suono intercettato dalle stesse penetri all’interno della cassa stessa per venire poi assorbito dal materiale fonoassorbente di riempimento.

Tuttavia tali tipologie di casse acustiche presentano vari inconvenienti tecnici.

Il primo à ̈ che, generalmente, le stesse richiedono un telaio apposito da applicare alla barriera al fine di poterle collegare alla barriera stessa. Il secondo inconveniente à ̈ che tali casse acustiche non risultano particolarmente efficienti per cui à ̈ necessario doverne applicare un numero elevato al fine di incrementare al valore A4 la fonoassorbenza della barriera. E’ evidente, dunque, come un elevato numero di casse fonoassorbenti sia causa di un incremento dei costi di produzione, montaggio e soprattutto di manutenzione periodica.

Sintesi dell’invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire una cassa fonoassorbente applicabile ad una barriera antirumore in materiale sostanzialmente fonoisolante, come ad esempio il porenbeton o il calcestruzzo, che risolva almeno in parte i suddetti inconvenienti.

In particolare à ̈ scopo della presente invenzione fornire una cassa fonoassorbente che sia ad alta efficienza in modo tale da consentirne l’applicazione alle barriere in un numero molto contenuto pur garantendo il raggiungimento di elevate caratteristiche di fonoassorbenza (categoria di fonoassorbenza A3 o A4).

E’ di conseguenza scopo della presente invenzione fornire una cassa fonoassorbente che consenta al contempo di ridurre i successivi costi di manutenzione.

Questi e altri scopi sono dunque ottenuti con la presente cassa fonoassorbente 1 come da rivendicazione 1.

La cassa fonoassorbente (1) comprende una superficie frontale (2) rivolta in uso verso la sorgente del suono, ed un canale interno (4) di predeterminata lunghezza longitudinale entro cui risulta predisposto un materiale fonoassorbente (10). Inoltre tale superficie frontale (2), à ̈ provvista di una pluralità di forature (5) per mettere in comunicazione il canale interno (4) con l’esterno della cassa fonoassorbente (1) e quindi con la sorgente del suono.

Il materiale di riempimento viene dunque predisposto all’interno del canale interno (4) in forma di striscia (11, 12) che risiede e riempie longitudinalmente il canale.

A differenza della tecnica nota, in cui il materiale di riempimento veniva inserito ed era configurato in una maniera del tutto standard, adesso la striscia à ̈ invece conformata in modo tale da formare una base (11) su cui si ergono una pluralità di gradini (12) ad altezze in parte o tutte diverse tra loro. Questa soluzione à ̈ adesso notevolmente vantaggiosa in quanto il suono entrante rimbalza tra i gradini risultando progressivamente assorbito tra un rimbalzo e il successivo. La percentuale di suono fuoriuscente dalla cassa (1) risulta dunque notevolmente ridotto rispetto all’arte nota, con il risultato che tale tipologia di cassa fonoassorbente risulta molto più efficiente al punto tale da consentirne in uso una notevole riduzione in numero.

Vantaggiosamente il canale interno (4) à ̈ delimitato posteriormente da una superficie posteriore (7) provvista anche essa di una pluralità di forature (5) e anteriormente dalla superficie frontale (2).

Vantaggiosamente possono essere ulteriormente previste due superfici laterali di chiusura provviste anche esse di una pluralità di forature (5).

Vantaggiosamente il materiale di riempimento può essere a scelta:

- Un feltro in poliestere;

- Lana di roccia;

- Lana di vetro.

Vantaggiosamente il materiale di riempimento può essere predisposto con il lato delle fibre (13) esposte verso la superficie frontale (2) e con il lato piano (14) predisposto dalla parte opposta.

Vantaggiosamente la superficie frontale (2) può avere una forma semisferica in modo tale che la cassa fonoassorbente risulti di forma semicilindrica.

Vantaggiosamente la superficie posteriore (7) può prevedere uno o più perni (31) connessi scorrevolmente entro una guida di tipo Halfen (30) in modo tale che la cassa fonoassorbente (1) risulti applicabile ad una barriera (20) in maniera distanziata dalla sua superficie frontale (21).

Vantaggiosamente à ̈ qui descritta anche una barriera antirumore (20) comprendente una o più di dette casse fonoassorbenti (1) come descritte.

Vantaggiosamente le casse fonoassorbenti (1) possono essere applicate alla barriera (20) in modo tale da risultare distanziate rispetto alla superficie frontale (21) della barriera (20).

Vantaggiosamente la distanza di applicazione può essere selezionata entro un range da 2cm a 9cm e preferibilmente da 3cm a 4cm.

Vantaggiosamente le casse fonoassorbenti possono ulteriormente essere arrangiate in una predetermina area della barriera (20) in modo tale da formare una prima area (60) compresa tra la superficie frontale (21) della barriera e le casse (1), detta prima area formando un primo risuonatore di “Helmholtz†nella direzione ortogonale alla superficie (21) della barriera ed una seconda area nel piano della barriera comprendente un collo (61’) ed un’area sottostante (62’) in modo tale da formare un secondo risuonatore di “Helmholtz†nel piano della barriera.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune forme realizzative, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:

- La figura 1 e la figura 3 mostrano in vista assonometrica la cassa fonoassorbente in accordo alla presente invenzione;

- La figura 2 mostra in vista laterale la cassa di figura 1;

- La figura 4 e la figura 5 mostrano in sezione il canale interno con il materiale fonoassorbente di riempimento e il relativo effetto tecnico dovuto all’uso di una forma del tipo semicilindrica;

- La figura 6 mostra una configurazione di tale cassa priva di ali di attacco ma fornita di perni 31 connessi ad una guida di tipo Halfen da collegare alla superficie frontale 21 di una barriera 20;

- La figura 7 mostra le casse fonoassorbenti applicate ad una barriera antirumore;

- La figura 8 mostra l’applicazione della cassa fonoassorbente distanziata dalla barriera e il suo effetto tecnico;

- Le figure 9 e 10 mostrano l’applicazione di casse tra loro sovrapposte e/o affiancate in modo tale da formare dei risuonatori di Helmholtz.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite

In figura 1, figura 2 ed in figura 3 à ̈ descritta una cassa acustica 1 in accordo alla presente invenzione. Questa prevede un corpo 1 di forma semicilindrica avente una predeterminata lunghezza longitudinale L che può variare a seconda delle esigenze. Preferibilmente può essere prevista una lunghezza L di circa 2m anche se, naturalmente, lunghezze diverse possono essere selezionate. Sempre come mostrato in figura 1, la cassa fonoassorbente presenta dunque una superficie frontale 2 di forma semicircolare di predeterminato raggio R. Ad esempio si à ̈ verificato che un raggio compreso in un range tra 10cm e 13cm, e preferibilmente di circa 11,5 cm, ottimizza le prestazioni tecniche, come meglio dettagliato nel seguito. In una prima configurazione costruttiva, dalle estremità della superficie 2 si diramano due ali di attacco 3 le quali vengono utilizzate per la connessione alla barriera antirumore. Come meglio mostrato anche in figura 3 à ̈ ulteriormente prevista una pannellatura posteriore 7 che delimita unitamente alla superficie frontale 2 un canale interno 4. All’interno del canale viene predisposto un materiale di riempimento fonoassorbente 10, preferibilmente un feltro in poliestere. In alternativa potrebbe essere usato un altro materiale tipicamente fonoassorbente come la lana di roccia o lana di vetro.

Sebbene non mostrate in figura sono poi generalmente previsti due superfici di chiusura laterali per chiudere lateralmente il canale 4 e isolare il materiale di riempimento contenuto all’interno.

Disseminate sulla superficie frontale 2 della cassa, sulla superficie posteriore 7 e sulle superfici di chiusura laterali, sono poi provviste una pluralità di forature 5 attraverso cui il suono incidente penetra all’interno del canale 4.

Come meglio mostrato in figura 4, il materiale di riempimento 10 occupa dunque il canale interno 4 ed à ̈ preferibilmente in forma di striscia longitudinale e predisposto secondo uno specifico criterio. In particolare questo prevede una striscia di base 11 su cui si ergono una serie di strisce 12 ad altezze diverse o in parte diverse tra loro in modo tale da formare dei gradini 12. Tale particolare conformazione del materiale di riempimento può essere ottenuta semplicemente ritagliando un’unica striscia di poliestere nella forma desiderata, oppure incollando alla base 11 le strisce 12 sovrastanti con altezze in parte o tutte diverse tra loro. In tal maniera si ottiene di fatto un diffusore di “Schroeder†. Tale soluzione di conformazione del materiale di riempimento, sempre come descritto nella sezione di figura 4, ha notevolissimi vantaggi e consente di incrementare le proprietà fonoassorbenti in maniera rilevante rispetto all’arte nota. Il suono che penetra infatti all’interno del canale 4 attraverso le forature 5 (in figura à ̈ stato rappresentato per chiarezza un solo raggio di suono 100 incidente) inizia a rimbalzare all’interno del canale 4 grazie alla presenza dei gradini 12. La figura 4 mostra dunque con la linea tratteggiata 101 la porzione di suono assorbita da ogni specifico gradino 12 mentre solo una parte 102 riesce a fuoriuscire e scappare via dalla cassa fonoassorbente. Tuttavia, sempre come mostrato in sezione di figura 4, la particolare conformazione curva della cassa fonoassorbente, in particolare in forma semicilindrica, consente una riduzione notevole della percentuale di suono che sfugge. Proprio in virtù della forma circonferenziale della superficie frontale 2 il suono 102 viene scomposto secondo una diffrazione a raggiera piuttosto che seguire una sola linea di uscita. In questa maniera qualsiasi abitazione posta a distanza frontalmente a tali tipi di diffusori riceverà in ritorno solo una minima parte di suono fuoriuscito il quale, ulteriormente, sarà scomposto in direzioni a raggiera. La percentuale dunque di suono che colpirà obiettivi posti frontalmente alla barriera sarà in questa maniera notevolmente ridotta.

In aggiunta, come sempre mostrato in figura 4 tale conformazione semicircolare riesce a scomporre non solo la piccola percentuale di suono fuoriuscente ma anche la parte di suono 103 incidente che non penetra dai fori ma rimbalza direttamente sulla superficie frontale 2.

Come poi mostrato in figura 5, al fine di ottimizzare ulteriormente l’assorbimento, il materiale di riempimento viene preferibilmente predisposto con il lato fibroso 13 (detto lato fibre) che si rivolge verso la superficie frontale e il lato piano 14 del taglio rivolto verso la superficie posteriore 7. Il lato fibre, infatti, riesce ad assorbire il suono entrante maggiormente rispetto che il lato piano del taglio.

In una seconda possibile configurazione preferita dell’invenzione, come mostrato schematicamente in figura 6, le ali di attacco 3 possono essere omesse. In questo caso, allora, à ̈ possibile prevedere direttamente una semplice bullonatura 31 o perni 31 connessi al pannello posteriore e che terminano entro una guida di tipo Halfen 30 da applicare direttamente alla barriera 20.

La cassa fonoassorbente formata dalla superficie posteriore 7 e dalla superficie frontale 2 può essere realizzata in un unico pezzo o in due pezzi separati e poi uniti insieme.

E’ inoltre evidente come il materiale realizzativo può essere qualsiasi quale ad esempio alluminio, acciaio zincato, plastica riciclata ed altri.

La figura 7 mostra, a titolo di esempio, una applicazione della presente invenzione ad una porzione di barriera antirumore 20, ad esempio una barriera in porenbeton o calcestruzzo, in particolare nel caso di casse fonoassorbenti provviste di ali di attacco 3.

Come poi schematizzato in figura 8, al fine di ottimizzare ulteriormente le caratteristiche di fonoassorbimento le casse vengono preferibilmente applicate distanziate rispetto alla superficie frontale 21 della barriera ad esempio semplicemente applicando dei distanziali nel caso di uso di casse con ali di attacco 3 oppure utilizzando la soluzione sopra descritta con guide halfen.

La distanza di distacco dalla barriera può essere compresa preferibilmente in un range tra 2cm e 9cm. L’effetto tecnico di tale distacco à ̈ quello di ridurre ulteriormente l’assorbimento del suono e dunque di rendere ancora più fonoassorbente la barriera. Il distacco consente infatti di recuperare anche quella percentuale di suono 105 che supera l’assorbitore e che viene riflessa dalla barriera fonoisolante in forma di onda 106. In tal maniera l’onda 106 penetra attraverso la superficie posteriore 7 forata ma la distanza prefissata fa si che il picco di onda 106’ vada a cadere proprio ove à ̈ posizionato il materiale fonoassorbente. Preferibilmente il range può andare dai 4cm agli 8cm nel caso di componenti del rumore emesso alle alte frequenze (3150-8000Hz) e più preferibilmente in un range che va dai 3cm ai 4cm.

Inoltre la configurazione distanziata dalla barriera, come da schematizzazione di figura 9, migliora ulteriormente l’assorbimento in quanto di fatto crea una sorta di risuonatore di “Helmholtz†nella direzione ortogonale alla superficie 21 della barriera. In particolare la figura 9 mostra un’area campita 60 delimitata dalla superficie posteriore 7 di due casse tra loro affiancate o sovrapposte e dalla superficie 21 del pannello che si affaccia alle superfici posteriori 7. Come si vede dalla figura si viene così a creare una gola 61 a sezione ristretta dovuta alla distanza di accostamento che si affaccia internamente su un canale interno 62 più ampio formato dal volume delimitato appunto dalla superficie 21 e dalle superfici posteriori 7. In tal maniera il suono entrante attraverso il “gap†lasciato libero dall’accostamento, ovvero il collo 61, viene ulteriormente smorzato il tutto con un notevole miglioramento delle prestazioni.

Come poi mostrato in figura 10 la configurazione sovrapposta di tali tipi di risuonatori a gruppo di tre contribuisce anche essa alla formazione di un ulteriore risuonatore di Helmholtz nel piano della superficie 21 della barriera attraverso un collo 61’ ed un’area sottostante 62’ molto più ampia del collo. In questa maniera anche onde sonore tangenti alla barriera e passanti attraverso il “gap†di affiancamento dei risuonatori 1 vengono smorzate.

Infine l’applicazione di tali tipi di risuonatori o casse fonoassorbenti 1 incrementa notevolmente lo spessore locale del pannello migliorando in genere la diffrazione.

Sebbene si sia descritta una configurazione del risuonatore di forma semicilindrica à ̈ comunque evidente come una superficie frontale 2 non perfettamente semicircolare ma ad esempio semiellittica o curva in genere può essere utilizzata senza per questo allontanarsi dal presente concetto inventivo. In alternativa possono utilizzarsi risuonatori cilindrici sebbene tale soluzione non risulti ottimale per via di complessità per realizzare il collegamento alle barriera.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una cassa fonoassorbente (1) per una barriera antirumore (20) comprendente: - Una superficie frontale (2); - Un canale interno (4) di predeterminata lunghezza longitudinale ed entro cui risulta predisposto un materiale fonoassorbente (10); ed in cui, ulteriormente, la superficie frontale (2) à ̈ provvista di una pluralità di forature (5) per mettere in comunicazione il canale interno (4) con l’esterno della cassa fonoassorbente (1) e caratterizzato dal fatto che il materiale di riempimento (10) predisposto all’interno del canale interno (4) à ̈ in forma di striscia (11, 12) predisposta longitudinalmente entro il canale e conformata in modo tale da formare una base (11) su cui si ergono una pluralità di gradini (12) ad altezze in parte o tutte diverse tra loro.
2. 2. Una cassa fonoassorbente (1), secondo la rivendicazione 1, in cui il canale interno (4) à ̈ delimitato posteriormente da una superficie posteriore (7) provvista anche essa di una pluralità di forature (5) e anteriormente dalla superficie frontale (2).
3. 3. Una cassa fonoassorbente (1), secondo la rivendicazione 2, in cui sono ulteriormente previsti due superfici laterali di chiusura provviste anche esse di una pluralità di forature (5).
4. 4. Una cassa fonoassorbente (1), secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale di riempimento può essere a scelta: - Un feltro in poliestere; - Lana di roccia; - Lana di vetro.
5. 5. Una cassa fonoassorbente (1), secondo la rivendicazione 1 o 4, in cui il materiale di riempimento à ̈ predisposto con il lato delle fibre (13) esposte verso la superficie frontale (2) e con il lato piano (14) predisposto dalla parte opposta.
6. 6. Una cassa fonoassorbente (1), secondo una o più rivendicazioni precedenti, in cui la superficie frontale (2) ha una forma semisferica in modo tale che la cassa fonoassorbente risulti di forma semicilindrica.
7. 7. Una cassa fonoassorbente (1), secondo una o più rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 6, in cui la superficie posteriore (7) prevede uno o più perni (31) connessi scorrevolmente entro una guida di tipo Halfen (30) in modo tale che la cassa fonoassorbente (1) risulti applicabile ad una barriera (20) distanziata dalla sua superficie frontale (21).
8. 8. Una barriera antirumore (20) caratterizzata dal fatto di comprendere una o più di dette casse fonoassorbenti (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 7.
9. 9. Una barriera antirumore (20), secondo la rivendicazione 8, in cui le casse fonoassorbenti (1) sono applicate alla barriera (20) in modo tale da risultare distanziate rispetto alla superficie frontale (21) della barriera (20).
10. 10. Una barriera antirumore (20), secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui le casse fonoassorbenti sono arrangiate in una predetermina area della barriera (20) in modo tale da formare una prima area (60) compresa tra la superficie frontale (21) della barriera e le casse (1), detta prima area formando un primo risuonatore di “Helmholtz†nella direzione ortogonale alla superficie (21) della barriera ed una seconda area nel piano della barriera comprendente un collo (61’) ed un’area sottostante (62’) in modo tale da formare un secondo risuonatore di “Helmholtz†nel piano della barriera.