Πόσο ψηλή πρέπει να είναι μια αντηχητική οθόνη;

Το ύψος της οθόνης είναι ο πρώτος παράγοντας που πολλά έργα επιθυμούν να διευκρινίσουν, και συχνά εκτιμάται με εικασίες. Είναι ελκυστικό να υποθέσει κανείς ότι μια ψηλότερη φραγμός Θόρυβου λειτουργεί καλύτερα σε κάθε κατάσταση. Στην πράξη, το ύψος λειτουργεί σε συνδυασμό με τη θέση της οθόνης, την απόσταση από τον δέκτη και τη συχνότητα του θορύβου, και πέρα από ένα συγκεκριμένο σημείο, κάθε επιπλέον μέτρο προσφέρει ελάχιστη βελτίωση. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς καθορίζεται πραγματικά το ύψος.

Η σύντομη απάντηση για το ύψος αντηχητικής οθόνης

Aφραγμός Θόρυβου πρέπει να είναι αρκετά ψηλό για να διακόψει την ευθεία γραμμή οράσεως μεταξύ της πηγής θορύβου και του δέκτη, συν μια περιθωριακή τιμή για τις συχνότητες και το ύψος του δέκτη που έχουν σημασία. Σε πολλά οδικά και σιδηροδρομικά έργα, αυτό κυμαίνεται μεταξύ 2 m και 4 m πάνω από την πλησιέστερη διαβάσιμη επιφάνεια, ενώ σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις και πολυώροφες τοποθεσίες είναι υψηλότερο. Η ακριβής τιμή προκύπτει από υπολογισμό σχεδιασμού αντιθορυβικού φράγματος, όχι από πίνακα.

Δύο εμπειρικοί κανόνες αξίζει να ληφθούν υπόψη κατά τον υπολογισμό:

• Εάν το φράγμα δεν διακόπτει τη γραμμή οράσεως, λειτουργεί ακουστικά ως φράκτης, και η φραγμός Θόρυβου επίδρασή του θα είναι μέτρια.
• Μόλις διακοπεί η γραμμή οράσεως, πρόσθετο ύψος βοηθά — αλλά με σταδιακά μειούμενα οφέλη.

Πώς το ύψος του αντιθορυβικού φράγματος μειώνει τον θόρυβο: Διάθλαση

Ο ήχος δεν διαδίδεται μόνο σε ευθείες γραμμές. Όταν ένα κύμα συναντήσει την άνω άκρη ενός φραγμός Θόρυβου , τμήμα της ενέργειας κάμπτεται πάνω από αυτήν και συνεχίζει προς τα κάτω στην περιοχή πίσω από το φράγμα. Αυτή η κάμψη ονομάζεται διάθλαση και είναι ο μηχανισμός που καθιστά λειτουργικό το φράγμα.

Η περίθλαση εξαρτάται από τη διαφορά μεταξύ της άμεσης διαδρομής από την πηγή στον δέκτη και της διαδρομής που διέρχεται πάνω από την κορυφή του εμποδίου. Ένα ψηλότερο εμπόδιο αυξάνει αυτήν τη διαφορά διαδρομής, και μεγαλύτερη διαφορά διαδρομής σημαίνει μεγαλύτερη απόσβεση. Δεδομένου ότι η διαφορά διαδρομής μετράται σε σχέση με το μήκος κύματος του ήχου, το ίδιο φραγμός Θόρυβου ύψος λειτουργεί διαφορετικά σε χαμηλές και υψηλές συχνότητες: οι υψηλές συχνότητες αποσβένονται πιο εύκολα, ενώ οι χαμηλές βαθιές νότες κάμπτονται πιο εύκολα πάνω από την κορυφή και αποτελούν το δυσκολότερο μέρος του θορύβου κυκλοφορίας και βιομηχανικών εγκαταστάσεων προς έλεγχο.

Κανόνας της Ορατής Γραμμής του Εμποδίου Θορύβου

Οι οδηγίες σχεδιασμού σε τυπικές αναφορές ακουστικής ξεκινούν από την ορατή γραμμή. Ένα εμπόδιο που απλώς διακόπτει την άμεση γραμμή μεταξύ της πιο θορυβώδους πηγής και του δέκτη αποδίδεται συνήθως περίπου 5 dB απώλειας εισαγωγής. Για να επιτευχθεί περίπου 10 dB, το εμπόδιο πρέπει συνήθως να βρίσκεται εμφανώς πάνω από αυτήν τη γραμμή, ώστε ο δέκτης να βρίσκεται καθαρά εντός της ακουστικής σκιάς.

Γι’ αυτό τα δύο στοιχεία που καθορίζουν τον σχεδιασμό της θορυβομόνωσης είναι:

• Ύψος πηγής. Οι αγωγοί εξάτμισης, οι εγκαταστάσεις στην οροφή, οι λουβρέδες και οι ανεμιστήρες ψυκτικών πύργων βρίσκονται σε υψηλή θέση, και μία μόνωση που έχει σχεδιαστεί για τον θόρυβο των τροχών σε ύψος 0,3 m θα είναι πολύ χαμηλή για έναν ανεμιστήρα σε ύψος 6 m.
• Ύψος δέκτη. Μία μόνωση που έχει σχεδιαστεί για μονόχωρο κτίριο μπορεί να μην προσφέρει καμία προστασία στα παράθυρα του πρώτου ορόφου που βρίσκονται πίσω της. Όπου ο δέκτης βρίσκεται σε υψηλότερο επίπεδο, το ύψος της μόνωσης πρέπει να αυξάνεται αναλόγως.

Γιατί η θέση της θορυβομόνωσης είναι πιο σημαντική από το ύψος της

Μετακίνηση ενός φραγμός Θόρυβου η τοποθέτηση πλησιέστερα στην πηγή ή πλησιέστερα στον δέκτη συχνά επιτυγχάνει περισσότερα από την προσθήκη ενός μέτρου στο ύψος, και κοστίζει λιγότερο.

• Πλησιέστερα στην πηγή η μόνωση αποκόπτει μεγαλύτερο μέρος του αποκλίνοντος ηχητικού πεδίου προτού διασκορπιστεί.
• Πλησιέστερα στον δέκτη η ζώνη σκιάς είναι μικρότερη, οπότε ένα συντομότερο φράγμα μπορεί να καλύψει ακόμα τα παράθυρα που έχουν σημασία.
• Σε επιχώματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δωρεάν ύψος μια υφιστάμενη κλίση, εφόσον η γραμμή του φράγματος είναι σταθερή και η πρόσβαση είναι αποδεκτή.

Ένας χρήσιμος έλεγχος: αν μια φραγμός Θόρυβου στο όριο της ιδιοκτησίας απαιτεί 5 m, ερωτήστε εάν η ίδια γραμμή πανέλων στο άκρο του πεζοδρομίου θα λειτουργούσε σε ύψος 3 m. Σε μακρύς διαδρόμους, η απάντηση είναι συχνά ναι.

Τυπικά ύψη φραγμάτων αντιθορύβου ανά εφαρμογή

• Τοπικοί δρόμοι και κατοικημένες πρόσοψεις: 2 m έως 3 m, συχνά σε συνδυασμό με σχεδιασμό ακουστικού φράγματος όπου ο χώρος είναι περιορισμένος.
• Εθνικοί δρόμοι και αυτοκινητόδρομοι: 3 m έως 4 m για το κύριο τμήμα, με τοπικές αυξήσεις απέναντι από παράθυρα ανωερών ορόφων και όπου η διαδρομή ανοίγει.
• Σιδηρόδρομοι: 2 μέτρα έως 4 μέτρα, με το ύψος να καθορίζεται από τις απαιτήσεις πρόσβασης και τις αποστάσεις συντήρησης κατά μήκος της γραμμής.
• Βιομηχανικό εργοστάσιο: 3 μέτρα έως 6 μέτρα, καθοριζόμενα από το ύψος του εξοπλισμού και όχι από την κυκλοφορία, και συχνά απαιτούν απορροφητικές επιφάνειες για τον έλεγχο των ανακλάσεων μεταξύ των κτιρίων.
• Ψυκτικοί πύργοι και μηχανοστάσια: το ύψος ακολουθεί το επίπεδο των ανεμιστήρων ή των λουβρών και μπορεί να υπερβαίνει τα 6 μέτρα.

Όπου μια σειρά πρέπει να αλλάξει ύψος, η αλλαγή πρέπει να είναι βηματική, όχι κεκλιμένη, και το ψηλότερο τμήμα πρέπει να εκτείνεται αρκετά πέρα από τον δέκτη για να αποφευχθεί η πλευρική διάδοση ήχου γύρω από το άκρο του φράχτη.

Φθίνουσα απόδοση

Η σχέση μεταξύ ύψους και απόδοσης δεν είναι γραμμική, και αυτό είναι ένα χρήσιμο γεγονός στις συζητήσεις για τον προϋπολογισμό. Τα πρώτα μέτρα, τα οποία διακόπτουν την οπτική επαφή, παρέχουν το μεγαλύτερο όφελος. Κάθε επιπλέον μέτρο πάνω από αυτή τη γραμμή προσφέρει λιγότερο όφελος από το προηγούμενο, επειδή η διαφορά διαδρομής αυξάνεται πιο αργά και επειδή ο χαμηλής συχνότητας ήχος διαθλάται όλο και περισσότερο πάνω από την κορυφή, ανεξάρτητα από το ύψος.

Η πρακτική συνέπεια είναι ότι ένα πολύ ψηλό φραγμός Θόρυβου σπάνια αποτελεί την αποτελεσματική λύση σε ένα επίμονο πρόβλημα θορύβου. Όταν η επιπλέον ύψωση δεν προσφέρει πλέον χρήσιμη μείωση, συνήθως υπάρχουν καλύτερες εναλλακτικές: μια απορροφητική επάνω διαμόρφωση, μια αλλαγή στον προσανατολισμό, ένα δεύτερο εμπόδιο πλησιέστερα στην πηγή ή μια επεξεργασία στην ίδια την πηγή.

Μήκος, διακένα και πλευρική διαδρομή

Το ύψος λειτουργεί μόνο εάν το εμπόδιο αντιμετώπισης του θορύβου είναι αρκετά μακρύ. Ο ήχος διαδίδεται γύρω από τα άκρα ενός σύντομου τοίχου σαν να μην υπήρχε καθόλου τοίχος, οπότε ένα εμπόδιο 5 m σε μια πρόσοψη 20 m επιδίδει χειρότερα από ένα εμπόδιο 3 m σε μια πρόσοψη 100 m. Συνήθως προτείνεται να επεκτείνεται το εμπόδιο σε απόσταση περίπου τετραπλάσια του ύψους του πέραν του τελευταίου δέκτη, με εξαίρεση τους περιορισμούς του χώρου.

Ένα μόνο μη σφραγισμένο διάκενο εξουδετερώνει επίσης γρήγορα το όφελος του ύψους: μια πύλη, ένα λείπον πάνελ ή μια μη σφραγισμένη διάτρηση για εγκαταστάσεις μπορεί να μεταφέρει περισσότερο θόρυβο από όσο αφαιρεί ο τοίχος. Για ένα φραγμός Θόρυβου , η αεροστεγάνεια στις αρθρώσεις των πανέλ έχει την ίδια σημασία με το ύψος των πανέλ.

Φορτίο ανέμου, θεμέλια και κόστος

Το ύψος είναι μια δομική απόφαση, καθώς και μια ακουστική. Η φόρτιση από τον άνεμο ενεργεί στην εκτεθειμένη επιφάνεια του φραγμός Θόρυβου , και αυξάνεται με το ύψος — περίπου ανάλογα με την επιφάνεια, με επιπλέον επίδραση από την αύξηση της ταχύτητας του ανέμου με το ύψος κοντά στο έδαφος.

• Οι διατομές στύλων και πλακών πρέπει να αυξάνονται με το ύψος, ή η απόσταση μεταξύ των στύλων πρέπει να μειωθεί.
• Θεμέλιος αυξάνονται γρηγορότερα από το φράγμα, επειδή η ροπή ανατροπής εξαρτάται από το ύψος πάνω από τη βάση.
• Η πρόσβαση και η συντήρηση γίνονται δυσκολότερες καθώς το τείχος ανεβαίνει, γι’ αυτό τα πολύ ψηλά φράγματα συχνά διαιρούνται σε κλιμακωτά τμήματα.

Η αποτελεσματική σχεδίαση είναι επομένως το συντομότερο φράγμα που παρέχει την απαιτούμενη μείωση του θορύβου με επαρκή περιθώριο — όχι το ψηλότερο διαθέσιμο.

Συχνές Ερωτήσεις

Πόσο ψηλό πρέπει να είναι ένα φράγμα αντιθορύβου για να είναι αποτελεσματικό;

Αρκετά ψηλό για να διακόψει την οπτική επαφή μεταξύ της κυρίαρχης πηγής και του δέκτη, συν μια περιθωριακή απόσταση ώστε ο δέκτης να βρίσκεται εντελώς μέσα στην ακουστική σκιά. Σε έργα οδικών και σιδηροδρομικών υποδομών, αυτό είναι συνήθως 2 μέχρι 4 μέτρα πάνω από την επιφάνεια κυκλοφορίας· σε βιομηχανικούς χώρους, η διάσταση καθορίζεται με βάση το ύψος του εξοπλισμού.

Διπλασιάζεται η μείωση του θορύβου όταν διπλασιάζεται το ύψος;

Όχι. Η απώλεια εισαγωγής (insertion loss) αυξάνεται πολύ πιο αργά από το ύψος, επειδή εξαρτάται από τη διαφορά μήκους διαδρομής πάνω από την άνω άκρη, όχι απευθείας από το ύψος. Τα πρώτα μέτρα που διακόπτουν την οπτική επαφή προσφέρουν το μεγαλύτερο όφελος, ενώ κάθε επιπλέον μέτρο προσθέτει λιγότερο από το προηγούμενο.

Είναι ποτέ αρκετός ένας ακουστικός φράχτης ύψους 2 μέτρων;

Ναι, σε συγκεκριμένες περιπτώσεις: όταν ο δέκτης είναι μονόχωρος και βρίσκεται κοντά σε χαμηλή πηγή, σε ήσυχο δρόμο με χαμηλό στόχο σχεδιασμού, ή όταν ο φράχτης μπορεί να τοποθετηθεί κοντά στον δέκτη, ώστε ακόμα και ένας σύντομος τοίχος να καλύπτει τα παράθυρα που επηρεάζονται. Δεν είναι αρκετός όταν ο δέκτης βρίσκεται στον πρώτο όροφο ή υψηλότερα.

Τι άλλο έχει σημασία εκτός από το ύψος;

Το μήκος του φράγματος, η θέση του σε σχέση με την πηγή και τον δέκτη, η αεροστεγάνωση των πλακών, η ύπαρξη απορροφητικών επιφανειών όπου διαφορώς θα συσσωρεύονταν οι ανακλάσεις και το φασματικό περιεχόμενο του θορύβου. Ένα σύντομο, ψηλό φράγμα με μη σφραγισμένη πόρτα συχνά παρουσιάζει χειρότερη απόδοση από ένα μακρύτερο, χαμηλότερο φράγμα που είναι κατάλληλα σφραγισμένο.

Επόμενο βήμα

Στείλτε μας τη διάταξη του χώρου, τα ύψη της πηγής και του δέκτη και την επιθυμητή μείωση. Θα σας προτείνουμε ένα φραγμός Θόρυβου ύψος μαζί με τον τύπο πλάκας, την απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων και την κατηγορία θεμελίωσης που ταιριάζει, και θα επιβεβαιώσουμε το μήκος και τη βαθμίδα που απαιτούνται για να αποφευχθεί η πλευρική διάδοση. Ξεκινήστε από το φραγμός Θόρυβου εύρος, ή διαβάστε τη συνοδευτική σημείωση για πόσα ντεσιμπέλ μειώνουν τα φράγματα θορύβου αυτοκινητοδρόμων για τα αναμενόμενα στοιχεία απόδοσης.