SFH-141942 Entwurf Patentschrift ECOOO-WALL Verkehrslärm und Verkehrsicherheitssystem, Entwurf 15.11.2021 Das ECOOO-WALL Projekt geht weiter. Nun liegt ein Entwurf einer umfangreichen Patentschrift vor, die es in sich hat. Ausschnitt: Probleme, Allgemeine und spezielle Hinweise zu den erfindungsgemäßen Lösungen, Später folgen: Figuren, Claims...
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Stand der Technik
In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass für die Bevölkerung weltweit belastende Problem des Verkehrslärms bisher keine wirklich genügend wirksamen, dauerhaften, kostengünstigen bzw. einheitlichen Lösungen für Schutzkonstruktionen gefunden wurden, die auf lange Sicht einen großen Nutzen bringen können.
Durch denn fortschreitenden Klimawandel kommt es zu einem immer stärkeren Temperaturanstieg vor allem in dicht verbauten Gebieten. Der Ruf nach Begrünungen von Gebäuden und Verkehrsflächen, der die Erwärmung in den Städten verringern soll, wird immer lauter.
Für den Problembereich Lärmschutz wurden bisher die unterschiedlichsten Lösungen mit unterschiedlichem Erfolg entwickelt und eingesetzt. Bei diesen Lösungen zeigt sich, dass vor allem die
Schallabsorption zu gering ist die Konstruktionen nicht dauerhaft sind und überdies in den meisten Fällen sehr hohe Kosten anfallen.
Bisher ist es aber nicht gelungen, für solche Probleme einheitliche Schutzkonstruktionen zu verwenden, bei denen vorrangig kostengünstige Altstoffe in einem sehr großen Maßstab sinnvoll zum Einsatz kommen, statt sie zu vernichten und alle denkbaren Rationalisierungsansätze auszunutzen. Für den Problembereich Lärm wurden in neuester Zeit Lösungen entwickelt, die sehr teuer, unansehnlich und oft nicht genügend wirksam sind.
Eine umfassende, integrierte, sinnvolle , kostengünstige und nachhaltige Sammlung und
Verwertung von vor allem Altstoffen, die unverrottbar sind und damit ein Umweltproblem darstellen, verbunden mit einer möglichst einheitlichen und kostengünstigen Lösung für die Problembereiche Verkehrslärms wurde bisher noch nicht gefunden.
Der Versuch, unverrottbare Altstoffe als Teil einer ( begrünten ) Lärmschutwand einzusetzen ist bisher sehr oft gescheitert, das die Konstruktion so aufgebaut war, dass die Bepflanzung nicht dauerhaft war und oft vertrocknete.
Weiters stellt sich die Frage, ob die zumeist waagrecht angeordneten abgerundeten Profile von Elementen aus Holzbeton im Winter den zerstörenden Einflüssen des Winters ( Regen und Eisbildung ) dauerhaft standhalten können.
In jüngster Zeit hat man plant, an der Oberseite eines geschütteten Damms eine 7 m hohe Lärmschutzwand vorzusehen, da die Lärmschutzwirkung unzureichend war. Die Realisierung war aus statischen Gründen nicht möglich.
Darauf hin wurde eine 13 m hohe Lärmschutzwand am Fuß des geschütteten Damms angeordnet. Auf einer massiven Unterkonstruktion, die auf tiefen Bohrpfählen ruht, wurden massive Stahlbetonstützen und darauf Paneele aus Aluminium bzw strukturiertem Beton angebracht.
Die Kosten einer solchen Konstruktion betragen mehr als das Doppelte der bisherigen realisierten Lärmschutzprojekte.
Das derzeit aktuellste Lärmschutzprojekt ist ein rund 500 m langer und rund 23 m hoher geschütteter Damm,der neben einer viel befahrenen Autobahn geplant wird.
Diese Lösung ist nicht optinmal, da sie mit einem sehr hohen Flächenverbrauch verbunden ist und die Schallschutzwirkung relativ gering ist, da die Oberkante des Damms weit vom Lärmerreger entfernt ist.
Obwohl sehr große Beträge in den Lärmschutz investiert worden sind, kommt es nach wie vor zu einer unerträglichen Lärmbelastung entlang der Verkehrswege, die mit gravierenden gesundheitlichen Schäden für die Anrainer verbunden sind und zu massiven Wertminderungen der angrenzenden Grundstücke führen.
Bisherige Lärmschutzkonstruktionen sind auch aus ästhetischen Gründen Anlaß zu heftiger Kritik.
Begrünbare Steilwälle wurden aus mit Aushubmaterial bzw. Erde hinterfüllten Holzstämmen errichtet, die infolge der Feuchtigkeit nach wenigen Jahren verrotten.
An der Oberseite von geschütteten Dämmen wurden Kisten aus Holz angeordnet, die nach Jahren ebenfalls verrotteten und teuer entsorgt werden müssen.
Solche Lärmschutzkonstruktionen müssen nach wenigen Jahren abgebrochen, teuer in Sondermüllverbrennungsanlagen entsorgt und sodann in einer anderen Form wieder errichtet werden.
Sehr oft ist der Abbruch und eine teure Entsorgung von zu niedrigen und nicht dauerhaften Lärmschutzkonstruktionen mit giftigen Chemikalien imprägnierten Lärmschutzelementen notwendig. Dabei stellt sich die Frage nach dem Grad der Toxizität der abzubrechenden Materialien.
In vielen Fällen erfolgte die Errichtung einer zusätzlichen hohen Lärmschutzwand hinter der niedrigen, um die Lärmschutzwirkung zu erhöhen.
Reine Stahlbetonkonstruktionen als Lärmschutz wurden von der betroffenen Bevölkerung sehr oft aus ästhetischen Gründen abgelehnt.
Da erkannt wurde, dass Lärmschutzwände aus geflochtenen Holzlatten bald verfaulen, wurden neuerdings sogenannte „Holzbetonwände„ bei denen Holzschnitzel mit Beton vermischt werden, eingesetzt. Von diesen Holzbetonwänden wird behauptet, dass sie eine genügende Schallabsorption bieten.
Ob diese Feststellung stimmt, kann nur durch Messungen vor Ort – am besten mit Vergleichen mit anderen Konstruktionen - überprüft werden.
Um Kosten zu sparen, wurden oberhalb von Lärmschutzelementen aus Holzbeton weitere Elemente aus geflochtenen Holzlatten angeordnet, die aber, wie sich in den letzten Jahren gezeigt hat, leicht verfaulen können.
An der Oberseite senkrechter Lärmschutzwände wurden kurze schräge, gekrümmte oder gebogene Lärmschutzelemente zur Erreichung einer zusätzlichen Lärmschutzwirkung angebracht, was nur einen sehr geringen Lärmschutzeffekt, aber hohe Kosten zur Folge hat.
In zahlreichen Fällen ist der Abstand der Lärmschutzkonstruktion vom Lärmerreger viel zu gross, um einen effektiven Lärmschutz zu erreichen. ( zB an der Krone eines Dammes.)
Wie oft zu sehen ist, werden Lärmschutzelemente aus gelochten Stahl- oder Aluminiumblech, aber auch Betonwände mit Graffitis verunziert.
Bei Lärmschutzelementen aus gelochten Stahl- oder Aluminiumblech ist wohl rund die Hälfte der Ansichtsfläche gelocht, was zu einer relativ hohen Schallabsorption führt. Rund die Hälfte der restlichen Fläche ist wegen der glatten Oberfläche aber hoch reflektierend, sodass der gesamte Absorptionswert relativ gering ist.
Zudem stauchen sich die Einlagen in diesen Kasetten im Laufe der Zeit durch die Wirkung der Witterung zusammen, wodurch der Schallschutzeffekt reduziert wird.
Viele konventionelle Lärmschutzwände bieten wegen ihrer speziellen Konstruktion nicht
gleichzeitig hohe Schallabsorptionswerte und Schalldämmwerte.
Dünne Wände bieten zwar eine passable Schallabsorption, aber wegen der fehlenden Masse ein viel zu geringe Schalldämmung.
Lärmschutzkonstruktionen aus Kunststoffprofilen sind der Einwirkung der UV Strahlung ausgesetzt, weshalb ihre Struktur im Laufe der Zeit zerstört wird.
Steilwälle aus Stahlbetonfertigteilen bzw. Lärmschutzkonstruktionen aus Kunststoffprofilen wärmen sich durch die Sonnenbestrahlung sehr stark auf, weshalb Pfanzen dort nur schwer oder überhaupt nicht gedeihen können.
An der Unterseite von Lärmschutzanlagen aus Lärmschutzkasetten werden Stahlbetonelemente angebracht, um einen Kontakt mit dem feuchten Boden zu vermeiden. Solche Elemente sind aber hochreflektiernd und reduzieren damit die Lärmschutzwirkung der gesamten Konstruktion.
Eine Erhöhung der Lärmschutzwände hat zwar hohe Kosten zur Folge, die zusätzliche Lärmschutzwirkung ist aber relativ gering.
In vielen Fällen wurden die Lärmschutzwände aus geflochteten Holzlatten abgebrochen. Sie müssen unter Beachtung der gesetzlichen Auflagen teuer entsorgt werden.
Beim Abbruch bestehender, unzureichender, zu niedriger oder bereits verrotteter Lärmschutzwände werden die Lärmschutzelemente abgebaut und entsorgt, die Stützen abgeschnitten und die gerammten Stahlrohre gezogen.
Um solche Kostruktionen zu errichten, muss ein hoher Anteil des im Laufe der Jahre entstandenen natürlichen Bewuchses entfernt werden, wodurch zahlreiche Nistplätze von Vögeln verloren gehen. Bei der Entsorgung solcher Lärmschutzelementen aus Holzlatten taucht die Frage nach der Toxizität der Mineralwolle im Inneren und der Imprägnierung der Holzteile auf.
Solche Wände werden in vielen Fällen durch hohe Wände aus „ Holzbeton „ ersetzt, was - abgesehen von der Frage nach der hinreichenden Schallabsorption - ein gewisse ästhetische Problematik der Einbindung solcher Konstruktionen in die Landschaft erkennen lässt. Weiters taucht die Frage nach der Beständigkeit auf, weil solche Holzbetonwände im Herbst und Winter dem Frost ungeschützt ausgesetzt sind. Zudem sind sie sehr teuer.
Das Gleiche gilt für gekrümmte Lärmschutzkonstruktionen aus Holzbeton bzw. aus gelochten Metallelementen. In einigen Fällen war der Lärm nach der – sehr teuren -Errichtung solcher Konstruktionen sogar höher als davor.
In mehreren Fällen wurden Lärmschutzkonstruktionen aus Altreifen sowie recyceltem Altkunststoff errichtet. Die Erfahrungen sind unterschiedlich. Soferne die Erde nicht voll abgedeckt ist, kommt es zu Problemen beim Bewuchs.
Ein besonderes Problem bei begrünten Lärmschutzkonstruktionen waren bisher die kostenintensive Produktion und Montage, ein hoher Aufwand für die Bepflanzung und Probleme bei der Bewässerung und Betreuung.
Besonders störend ist der fehlende Ausblick auf die Umgebung des Verkehrswegs durch die Anordnung von durchgehenden hohen Lärmschutzkonstruktionen.
Da auch an niederrangigen Strassen der Lärm unerträglich hoch ist, wird durch spezielle Förderungsprogramme die Errichtung von Lärmschutzanlagen durch Private unterstützt. Dabei kommen allerdings nur relativ einfache und nicht dauerhafte Lösungen zu Einsatz.
In erdbebengefährdeten Gebieten werden besonders aufwändige Fundamentkonstruktionen eingesetzt, welche die Gesamtkosten der Lärmschutzanlage wesentlich erhöhen.
In jüngster Zeit wird von vom Lärm betroffenen Anrainern von Verkehrswegen, die wegen der unerträglichen Lärmprobleme sogar Tunnel fordern, darauf hingewiesen, dass die Lärmschutzgrenzwerte des zuständigen Ministeriums höher seien als die von der Weltgesundheitsbehörde der UNO angegeben.
Dem wird entgegengehalten, dass diese Festlegungen für den nationalen Bereich nicht verbindlich seien.
Dazu kommt, dass die vom Lärm betroffenen Einwohner keinen Rechtsanspruch auf den Schutz vor Lärm haben.
Bisher ist es offensichtlich nicht gelungen, Lärmschutzkonstruktionen zu errichten, welche die von der Weltgesundheitsbehörde der UNO vorgegebenen Ergebnisse erreichen und relativ kostengünstig und sehr dauerhaft sind
Wenn es allerdings gelänge, Lärmschutzkonstruktionen mit einer maximalen Schalldämmung und ( gleichzeitig ) maximalen Schallabsorption zu errichten, wird es auch möglich sein, niedrigere
Lärmschutzkonstruktionen vorzusehen bzw. einen Teil der Lärmschutzkonstruktion mit durchsichtigen Elementen auszustatten.
Für die sinnvolle Verwertung von verschiedensten Altstoffen bzw. abgebrochenen Bauteilen statt einer Zerstörung und Entsorgung im Rahmen einer Schutzkonstruktion wurde bisher keine überzeugende und weitestgehend einheitliche Lösung gefunden.
Die konventionellen Lärmschutzsysteme bewirken mangels grüner Pflanzen keine C02 Assimilation und können keinen Feinstaub binden.
Um Sonnenenergie für die Stromerzeugung zu nutzen, wurde an der Oberseite von Lärmschutzkonstruktionen Fotovoltaikparneele angebracht. Die übrige Gesamtfläche der Lärmschutzkonstruktion wird dabei aber nicht benützt.
Für Lärmschutzkonstruktionen wird auch recycelter Altkunststoff verwendet, der allerdings in der Regel aufwendig gereinigt und sortiert wird.
Dieser Aufwand ist aber nicht notwendig, da die Teile aus recyceltem Altkunsttsoff nicht zu sehen sind, da sie im Inneren der Lärmschutzkonstuktion bzw unter der Begrünung angeordnet sind.
Bekannte Lösungen Bereich Verkehrslärm
In der folgenden Patentschrift werden solche Lösungen für den Lärmschutz beschrieben.
ZB.:EP 0273911 B1 vom 16.10.1986
Bei diesem Patent werden die Reifen gleichzeitig mit dem Reifenwulst durch mehrere vom Zentrum des Reifens ausgehenden Schnitten aufgetrennt, in den Reifenflanken Pflanzlöcher gestanzt und danach der aufgetrennte Reifen auf einem Traggerüst befestigt. Dabei bilden im wesentlichen nur die Reifenlaufflächen die Oberfläche der Lärmschutzwand, da die Reifenflanken in das Wandinnere zeigen. Die mögliche Einbindung der Reifenflanke als Teil der Oberfläche der Lärmschutzwand wurde nicht dargestellt.
Die Bearbeitung der Autoreifen ist relativ aufwendig, weshalb auch eine Alternative der Abdeckung in Form von imprägnierten Matten bzw. Folienund einem verzinkten Gitter, insbesondere Baustahlgitter vorgesehen ist.
Das gewählte Traggerüst bestand beim oa Patent aus Latten aus recyceltem Altkunststoff, das wie sich zeigte bei starker Sonnenbestrahlung seine Tragfähigkeit zT verliert.
Wesentliche Details für eine wirtschaftliche und dauerhaften Lösung und andere Anordnungsmöglichkeiten wurden in diesem Patent nicht dargestellt.
Bei der Anwendung dieses Patents hat sich gezeigt, dass die Begrünung ausgezeichnet funktioniert und eine Bewässerung bzw. Betreuung in einem Zeitraum von mehr als zwanzig Jahren gar nicht notwendig ist. Die errichteten Projekte zeigen, dass verschiedene dauergrüne Pflanzen geradezu ungebremst wuchern. Durch die spezielle Anordnung der Reifenteile bleibt die Erde vor dem Austrocknen geschützt. Selbst in heissen Sommern kommt es im Inneren der Wand zu Kondensationserscheinungen, wobei das Erdreich bzw die Pflanzen die Feuchtigkeit aufnehmen.
In der folgenden Patentschrift werden ähnliche Lösungen für den Lärmschutz beschrieben.
ZB.:EP 0273911 B1 vom 16.10.1986
Allgemeine Hinweise zur erfindungsgemäßen Lösung
Die vorliegende erfindungsgemäße Lösung geht aber weit darüber hinaus:
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