ITTO950400A1

ITTO950400A1 - Riduttore di rumore per barriere acustiche stradali

Info

Publication number: ITTO950400A1
Application number: IT95TO000400A
Authority: IT
Inventors: Francesco Baroglio
Original assignee: Tubosider Italiana S P A
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1996-11-22
Also published as: EP0744496A1; ES2143712T3; DE69605974D1; ITTO950400A0; ATE188524T1; IT1279551B1; EP0744496B1

Abstract

Il riduttore di rumore comprende elementi tubolari quali tubi spiroidali, o tubi composti da due valve, aventi pareti almeno parzialmente perforata e foderati internamente di materiale fonoassorbente, e fissabili longitudinalmente sul colmo della barriera.

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"Riduttore di rumore per barriere acustiche stradali"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un riduttore di rumore per barriere acustiche, principalmente per la protezione di abitati dal rumore proveniente da strade e ferrovie, ma applicabile anche contro i rumori di cantieri, cave e simili.

Le barriere acustiche attualmente installate per esempio lungo tratti urbani e suburbani di autostrade e simili consistono generalmente di pannelli di cemento poroso o di altro materiale, eretti in forma di parete fiancheggiante l'autostrada per assorbire in parte e in parte riflettere le onde acustiche generate dai veicoli transitanti . Lo scopo di tali barriere e di eliminare o almeno attenuare il livello di rumore, o "inquinamento acustico " che altrimenti perverrebbe alle case situate lungo l'autostrada, propagandosi come onda acustica sferica dalla sorgente, cioè dal veicolo transitante, che è tipicamente poco sopra il livello del suolo dell'autostrada. Per fornire una protezione efficace, la barriera dovrebbe quindi elevarsi almeno fino a intercettare una linea immaginaria che congiunga il pavimento dell'autostrada coi piani più alti degli edifici retrostanti, e ciò senza contare la diffrazione dell'onda oltre il ciglio dellla barriera. E' evidente che, nel caso di edifici di quattro o cinque piani e oltre, la barriera dovrebbe essere alta parecchi metri, per esempio 8-10 metri o più, con costi associati inaccettabili, senza contare lo sgradevole impatto ambientale.

In pratica, come noto, le barriere acustiche vengono per lo più erette con altezze non superiori a 2-3 metri, tollerando che ciò comporti una protezione acustica limitata ai piani bassi degli edifici da proteggere.

Scopo essenziale dell'invenzione è quindi di realizzare un riduttore di rumore da associare a barriere acustiche tradizionali, per accrescerne l'effetto a parità d'altezza, consentendo di ottenere un effetto di barriera desiderato con costo inferiore e impatto ambientale meno vistoso rispetto a una barriera tradizionale equivalente.

Un altro scopo è di realizzare il riduttore di rumore in modo che abbia un'ottima resistenza alle intemperie e possa quindi restare in efficienza per lungo tempo con poca manutenzione.

Ancora un altro scopo è di realizzare il riduttore di rumore con tecniche di fabbricazione che non richiedano la messa in opera di attrezzature dedicate di alto costo.

Il suddetto e altri scopi e vantaggi, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti dall'invenzione con un riduttore di rumore per migliorare l'efficacia di una barriera acustica, caratterizzato dal fatto di comprendere elementi tubolari a parete almeno parzialmente perforata e foderati internamente di materiale fonoassorbente, fissabili longitudinalmente sul colmo della barriera.

Si descriveranno ora alcune realizzazioni preferite dell'invenzione, date a titolo d'esempio non restrittivo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la Fig. 1 è una vista in elevazione frontale di una barriera acustica munita di riduttore di rumore secondo una prima realizzazione preferita dell'invenzione;

la Fig. 2 è una vista in sezione trasversale praticata lungo la linea A-A della Fig. 1;

la Fig. 3 è una vista in sezione trasversale, in scala ingrandita, del riduttore di rumore secondo la prima realizzazione dell'invenzione ;

la Fig. 4 è una vista in sezione trasversale, sempre in scala ingrandita, di un riduttore di rumore secondo una seconda realizzazione dell'invenzione;

la Fig. 5 è una vista in sezione trasversale, sempre in scala ingrandita , di un riduttore di rumore secondo una terza realizzazione dell'invenzione.

la Fig. 6 è una vista in sezione trasversale, sempre in scala ingrandita, di un riduttore di rumore secondo una quarta realizzazione dell'Invenzione.

Nelle Figg. 1, 2 e 3 è illustrata la prima realizzazione dell'invenzione, applicata a una barriera parzialmente trasparente. Su una schiera di plinti 10 incassati nel terreno, fiancheggianti un'autostrada non rappresentata, sono sorretti mediante flange 11 rispettivi piedritti 12 di profilato metallico, per esempio a doppio T, fra cui sono montati pannelli prefabbricati di cemento poroso 14. Al di sopra dei pannelli 14 sono montati fra i piedritti 12 rispettive lastre 15 di polimetacrilato trasparente, e infine fra le sommità dei piedritti 12 si estendono traversine 16 fissate con flange 17.

Secondo l'invenzione lungo il colmo della barriera è disposto un riduttore di rumore formato da tubi spiroidali 18 di lamiera d'alluminio perforata, curvata elicoidalmente e aggraffata sui lati (come noto all'esperto del ramo) , del diametro di circa 300 mm. I tubi 18 poggiano longitudinalmente sul colmo della barriera e sono ancorati alla barriera stessa con fascette 19 aventi i capi opposti fissati ai piedritti 12 o alle traversine 16 con bulloni 20. Le estremità dei tubi spiroidali 18 sono raccordate fra loro mediante giunti imbullonati 21, costituiti di rispettive lamiere avvolgenti o di spezzoni di tubo spiroidale di diametro lievemente maggiorato, non illustrati.

La lamiera dei tubi 18 è perforata con fori per esempio da 5 mm, con una percentuale di foratura del 30-35%. All'interno del tubo è inserita lana di vetro 25 in coppella disposta perimetralmente lungo la parete interna . La lana di vetro ha preferibilmente una densità di circa &0 kg/m<3>.

Gli esperimenti condotti su una barriera così perfezionata mediante il riduttore di rumore sopra descritto hanno mostrato che essa fornisce una riduzione di rumore equivalente a una barriera tradizionale che sia più alta nella misura di 1-1,5 m. In altre parole, il riduttore di rumore del diametro di 300 mm ha un effetto equivalente a una sopraelevazione della barriera eseguita in modo convenzionale mediante pannelli di cemento poroso, nella misura di 3 o 4 volte il suo diametro.

Una barriera acustica alta 2 m è stata sottoposta a prove in camera semianecoica senza e con riduttore di rumore di 300 mm di diametro come descritto sopra. Come sorgente di rumore si utilizzò un altoparlante racchiuso in un tubo perforato disteso a livello del suolo a 1,3 metri dalla barriera e parallelamente a essa. Un microfono di misura venne posto sulTaltro lato della barriera, ad altezza di 4 metri e a varie distanze orizzontali D dalla barriera. Si applicò all'altoparlante un segnale di tipo rumore bianco nella gamma 50-10.000 Hz, con volume elevato arbitrario. Si misurarono col microfono i livelli sonori L globali (da 50 a 10.000 Hz) in dB(A) , ottenendo i seguenti risultati:

Tabella I

si vede che la maggior attenuazione apportata dal riduttore dell'invenzione ammonta a 3-4 dB, pari a un dimezzamento o più del livello sonoro rispetto alla barriera tradizionale.

Nella Fig. 4 è illustrata una seconda realizzazione di riduttore di rumore secondo l'invenzione. Il riduttore è simile a quello della prima realizzazione , e viene montato sulla barriera nello stesso modo, ma è formato con tubi ottagonali di lamiera d'alluminio perforata anziché con tubi spiroidali.

Preferibilmente i tubi ottagonali sono fabbricati piegando due lamiere rettangolari 22, 24 con quattro pieghi, longitudinali per ottenere rispettive valve formate di quattro piatti angolati a 45° uno rispetto all'altro, in modo che i due piatti terminali risultano paralleli. Le due valve 22, 24 vengono poi accostate frontalmente sovrapponendo i rispettivi piatti terminali, i quali vengono poi rivettati fra loro per ottenere il tubo finito. Il tubo è rivestito internamente di lana di vetro 25 in coppella simile a quella della Fig. 3.

La lamiera delle valve 22 , 24 è perforata sui tre piatti intermedi con fori da 3 mm, con una percentuale di foratura del 25% o 30% della superficie complessiva.

Prove condotte in camera semianecoica in modo identico a quello riportato sopra, ma con riduttore di 300 mm di diametro, fabbricato secondo la seconda realizzazione dell'invenzione. hanno dato i seguenti risultati:

Tabella

Il tubo ottagonale ha il vantaggio di poter essere fabbricato con semplici macchine piegatrici, e non richiede quindi la disponibilità dei più costosi impianti per la fabbricazione del tubo spiroidale. Inoltre, il tubo ottagonale consente di lasciare piena (cioè non perforata) la lamiera nella faccia rivolta verso l'alto, con parziale protezione della lana di vetro dalla pioggia e neve.

La Fig. 5 mostra una terza realizzazione preferita di riduttore di rumore secondo l'invenzione. In questo caso il riduttore è formato da un tubo di lamiera d'alluminio in forma di esagono irregolare allungato, con uno stretto piatto di base, due ampi piatti laterali lievemente divergenti, a cui fanno seguito due piatti stretti e fortemente convergenti, e infine con un piatto superiore orizzontale di chiusura. Solo i piatti laterali divergenti sono perforati, per esempio con fori di 6 mm, per una percentuale di foratura del 30-35%.

Preferibilmente il tubo della Fig. 5 è fabbricato a partire da due valve di lamiera, una inferiore 26 e una superiore 28, e la valva superiore 28 presenta inoltre bordini ripiegati 30 che si accoppiano coi bordi della valva inferiore 26 e sono rivettati a essi . I piatti laterali divergenti sono preferibilmente dotati di pieghe d'irrigidimento 32, e inoltre alla valva superiore è rivettato internamente un profilato metallico a C 34, sempre a scopo d'irrigidimento. Le superfici interne delle facce divergenti sono foderate con rispettivi materassi di lana di vetro 36 simile a quella menzionata sopra.

Si sono eseguite altre prove simili a quelle riportate sopra, ma con barriera di 1 metro d'altezza, e con microfono posto a 3,15 metri d'altezza a varie distanze, sia con barriera tradizionale, sia con barriera dotata delle due prime realizzazioni di riduttore di rumore descritte sopra (diametro 300 mm) , sia ancora con barriera dotata di riduttore a tubo esagonale, di altezza complessiva 400 mm. I risultati ottenuti sono i seguenti:

Tabella III

Si vede che anche la terza realizzazione di riduttore dà risultati simili a quelli delle realizzazioni precedenti, e anzi lievemente migliori. Il riduttore a tubo esagonale ha inoltre il vantaggio di una protezione praticamente completa della lana di vetro dalle intemperie, grazie alla valva superiore piena che si estende su tutta la larghezza del riduttore.

Non è del tutto chiaro il meccanismo fisico-acustico per il quale il riduttore espleta la sua funzione, ma si ritiene che la spiegazione sia da cercare essenzialmente nell'alterazione del fenomeno di diffrazione che l'onda sonora subisce nel passaggio oltre il bordo superiore della barriera. Nella barriera tradizionale la transizione dal materiale rigido della barriera all'aria è brusca, e pertanto la diffrazione agisce in modo marcato, deviando parte dell'energia sonora nettamente verso il basso. Col riduttore invece la transizione fra i due mezzi di propagazione (barriera-aria) è più graduale, e si deve presumere che l'onda che incide sul bordo superiore sia meno diffratta. In altre parole, la parte di energia che colla barriera tradizionale scavalcava la barriera per diffrazione, ora penetra nei fori della lamiera e viene assorbita dal materiale fonoassorbente. Probabilmente intervengono però anche altri effetti meno evidenti.

Inoltre, nel caso del riduttore a tubo esagonale contribuisce probabilmente al miglioramento di efficacia anche il fatto che la parte di energia riflessa viene deviata verso il suolo dall'inclinazione delle facce operative del riduttore.

Nella Fig. 6 è illustrata una quarta realizzazione dell'invenzione, simile alla seconda illustrata nella Fig. 4, e comprendente quindi un tubo ottagonale 40 di lamiera perforata, rivestito internamente di lana di vetro 42, ma comprendente inoltre un tubo 44 a parete non forata, inserito flottante ad occupare lo spazio lasciato vuoto dal rivestimento di lana di vetro. Il tubo 44 può essere un tubo spiroidale a parete sottile (per esempio 0,5 mm) d'acciaio zincato, mantenuto in posizione dal materasso di lana di vetro.

L'effetto del tubo 44 a parete piena è quello di riflettere all 'indietro la quota d'energia sonora che, essendo penetrata nel tubo esterno, supera lo sbarramento della lana di vetro. Questa energia infatti, in assenza di tubo interno, emergerebbe dai fori del tubo 18 sul lato opposto, sia pure dopo essere stata ulteriormente attenuata dalla lana di vetro interposta . In altre parole, il tubo 44 crea col tubo esterno 40 uno spazio anulare in cui l'energia acustica viene intrappolata e si smorza progressivamente rimbalzando fra i due tubi.

Benché il materiale preferito per la fabbricazione dei tubi sia lamiera d'alluminio a causa della sua leggerezza, l'invenzione prevede anche l'uso della lamiera d'acciaio in tutti i casi elencati, e in questo caso potrebbe essere più vantaggiosa la saldatura in sostituzione della rivettatura.

L'esperto nel ramo comprenderà come il riduttore secondo l'invenzione, nelle varie forme e materiali previsti, possa essere fabbricato senza necessità di costose attrezzature speciali quali stampi e simili, ma usando soltanto macchine convenzionali molto diffuse, quali piegatrici, rivettatrici, e simili.

Le realizzazioni preferite descritte sopra sono state date a puro titolo d'esempio, ma gli insegnamenti dell'invenzione possono essere attuati in molte altre forme. Gli elementi tubolari possono essere fabbricati con altre tecniche e avere altre geometrie. Nella fabbricazione a valve, le lamiere, anziché piegate ad angolo vivo, potrebbero essere curvate. Inoltre, invece della lana di vetro si potrebbe usare un altro materiale fonoassorbente quale lana di roccia o altro. Anche i mezzi di fissaggio potrebbero essere diversi. In particolare, nel caso per esempio della terza realizzazione illustrata, potrebbe essere vantaggioso fissare il riduttore alla barriera sottostante mediante bulloni che attraversino il piatto di base della valva inferiore, assemblando su di essa la valva superiore solo dopo installazione sulla barriera .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Riduttore di rumore per migliorare l'efficacia di una barriera acustica , caratterizzato dal fatto di comprendere elementi tubolari a parete almeno parzialmente perforata e foderati internamente di materiale fonoassorbente, fissabili longitudinalmente sul colmo della barriera.
2. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che in ognuno di detti elementi tubolari è inserito inoltre un riflettore tubolare sostanzialmente aderente al materiale fonoassorbente.
3. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 2 , caratterizzato dal fatto che detto riflettore tubolare è a parete non perforata.
4. Riduttore di rumore secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detti elementi tubolari e detti riflettori tubolari sono di lamiera.
5. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti elementi tubolari sono tubi di lamiera spiroidali.
6. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti elementi tubolari sono costituiti ciascuno di due valve contrapposte di lamiera piegata o curvata a C .
7. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le valve costituenti ognuno di detti elementi tubolari sono uguali tra loro, e ciascuna di esse è costituita di una lamiera rettangolare piegata a C.
8. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che ogni valva è costituita da una lamiera rettangolare piegata con quattro pieghi formanti più piatti angolati, di cui i due piatti terminali sono paralleli, due valve essendo contrapposte con sovrapposizione dei rispettivi piatti terminali opposti.
9. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le due valve di ogni elemento tubolare sono perforate solo negli piatti intermedi fra quelli terminali.
10. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che le due valve di ogni elemento tubolare sono unite mediante rivettatura fra gli piatti sovrapposti.
11. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che ogni elemento tubolare comprende una valva inferiore con due pieghi definenti un piatto intermedio stretto e due piatti laterali divergenti, larghi e perforati, e una valva superiore con due pieghi definenti tre piatti non perforati, con bordini ripiegati lungo i bordi esterni per accoppiarsi rispettivamente coi bordi di detti piatti laterali della valva inferiore.
12. Riduttore di rumore secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i bordini ripiegati della valva superiore sono rivettati ai bordi della valva inferiore.
13. Riduttore di rumore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta lamiera è d'alluminio.
14. Riduttore di rumore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta lamiera è d'acciaio.
15. Riduttore di rumore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto materiale fonoassorbente è lana di vetro.