session 18_1 nils-Åke nilsson

Koncept för effektiv skärmning av buller från väg och järnväg

Några utvecklingsexempel inom projekt QCITY

Nils-Åke Nilsson, Acoustic Control AB

Nicklas Erlandsson, Z-bloc Norden

TRANSPORTFORUM 2009Session 18

2

Skärmar – parametrarsom påverkar dämpningen

1. Skärmens höjd, längd och tjocklek

2. Ljudabsorption på trafiksidan.

3. Isolering av ljud som går rakt igenom skärmen.

4. Utformning av skärmkrönet (skarpt eller rundat)

5. Källans höjd och avstånd i förhållande till krönet.

6. Mottagarens höjd och avstånd i förhållande till krönet

3

Koncept 1: Diffraktions-hämmande skärmkrön

1. Genom att förse skärmkrönet med ett cylindriskt element minskas den energi som böjs ner bakom skärmen.

2. Villkor: Diametern på cylindern, d, bör vara större än ljudets våglängd, λ.Dvs: d ≥ λ

3. Dämpningen kan ökas ytterligare genom ljudabsor-berande material på cylindern.

Ett vanligt skarpkantat krön ger kraftig diffraktion

Med diffraktionshämmande skärmkrön böjs mindre energi ner bakom skärmen

4

Försök med ljuddämpande krön - Täby-Lahäll

5

Dämpande skärmkrön-element

Uppmätt insättnings-dämpning: 4.0 dB(A)-enheter.Mätt med högtalaremed och utan dämpandeskärmkrön-element.

Elementet minskar diffraktionen rel skarp-kantat krönGenom den speciellt utformade ljudabsorbenten fås tillskottdämpning

6

Ljuddämpning för cylinderkrön - Lahäll

7

Testskärm med 1200 mm cylinderkrön

8

Ljuddämpande krön, diam. 1200 mm

Beräknad insättningsdämpning relativt trafikbuller över skarp-kantat krön vid Lahäll/Täby

Ljudnivå i mottagarposition

30

35

40

45

50

55

60

65

200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Tersband mittfrekvens [Hz]

A-v

ägd

ljudt

ryck

sniv

å [d

B]

Skarpkantat skärmkrön, 64.7 dB(A)

Absorberande helcylindriskt skärmkrön, 59.5 dB(A)

5.2 dB(A) reduktion

9

Koncept 2: Spårnära skärmar - Dämpningsteori

Vad är det som ger skärmdämpning?Svar: Det är OMVÄGENsom skärmen tvingar ljudet att ta!

A Oskärmad gångväg

D Skärmad gångvägB skärmad

gångväg

C Omväg δ

Omvägen blir δ = (B+C+D) - A

Ju högre skärmJu mindre avstånd mellan ljudkälla och skärmJu mindre avstånd mellan mottagare och skärm

desto längre omväg och desto bättre blir dämpningen

10

Låg spårnära skärm vs standardskärm

Låg skärm δ = 0.79+0.25+7.75-8.31= 0.48 m Hög skärm δ = 4.68+0.10+4.01-8.31 = 0.48 m

Skärmalternativen ger samma omväg i mDärför får vi också samma ljuddämpning

0.25

8.25

8.31

4.684,01

7.75

0.79

0.25

4.25

1.00

2,20

3.90

11

Spårnära skärmar – övriga effekter

KanaldämpningGenom den smala spalten mellan skärm och tågsidabildas en ljuddämpande kanal.Denna kanal ger extra dämpning

Ljudabsorption i boggirummet - Kammardämpning Ljudabsorption i boggirummet (t.ex. från insidan av Z-bloc-skärmen) uppstår s.k. kammardämpning

12

Kanaldämpning - princip

13

Kammardämpning - funktionsprincip

14

Appl 1: Plattforms-skärmar för spårvagnar

15

Vagnnära perrongskärm för spårvagn

Perforerad plåt 1.5 – 2 mm tjock

c-c 300 mmh = 300 mm el 170 mm över rök

Ljudabsorberande mineralull

Levereras av Z-bloc

16

Provade spårvagns-skärmar

Prototyp-skärmar

Spårvagnsskärm vid provplats i Göteborg

Göteborgstesterna av Vagnnära perrongskärm för spårvagnar påvisade en ljudreduktion av 6-7 dB(A)Nya M32:an gav 7 dB(A) Övriga spårvagnar gav 6.5 dB(A)

17

Appl. 2 Spårnära skärmar för järnväg

18

Z-Bloc-skärmar med utrymningsdörrar

1. Z-Bloc-skärm med utrymningsdörrar medger oftare dubbel-sidigt montage2. Spårpersonal kan snabbt komma bort från spårområdet

Av säkerhetsskältillåts ibland intedubbelsidigt montage av Z-Bloc skärmar

Utrymningsdörrar

19

Test 2008 av provsträcka Kungsängen

Inverkan på ljuddämp-ningen av utrymnings-dörrar provad

Uppmätt dämpning: 8-9 dB(A)-enheterIngen mätbar inverkanav utrymningsdörr

Test utfört i samarbete med Banverket

20

Insättningsdämpning med utrymnings-dörr.

Pendeltåg X60 ger IL = 9 dB(A)-enheterPendeltåg X12 ger IL = 7 dB(A)-enheterMer slutet boggi-rum täta boggipartier ökar dämpningen ytterligare.

Insertion loss for low noise barrier with emergency door

0

2

4

6

8

10

12

14

10 100 1000 10000Frekvens [Hz]

IL [d

B]

X60 IL = 9 dB

X12 IL = 7 dB

InterCity IL = 5 dB

X40 IL = 5,5 dB

Gods IL = 4 dB

21

Beräknad insättningsdämpning Spårnära skärm vid Östra Gymansiet

7 dB(A) beräknat i kontrollposition

22

Uppmätt ljuddämpning vid Östra Gymnasiet

0

10

20

30

40

50

60

70

80

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

Tersband mittfrekvens [Hz]

Max

imal

A-v

ägd

ljudt

ryck

sniv

å [d

B re

20

µPa]

Södergående utan skärm LAmaxF=77 dB(A)

Södergående med skärm LAmaxF = 65 dB(A)

Insättningsdämpning för spårnära skärm 11dB(A)-enheter

23

Z-Bloc spårnära skärmar

• Utvecklingen startade 1996• Första generationen Z-Bloc testas år

2000 på Sollentuna station

Nicklas Erlandsson 0708-321 680 www.zblocnorden.com info@zblocnorden.com

24

Nicklas Erlandsson 0708-321 680 www.zblocnorden.com info@zblocnorden.com

25

Z-bloc Generation 3

Nicklas Erlandsson 0708-321 680 www.zblocnorden.com info@zblocnorden.com

Fiberarmerad betong – ingen jordning behövsTätare gummigranulat ger bättre motstånd mot hård miljöMöjligt att ordna utrymning från tåg genom den plana överytan och regelbundet placerade nödtrapporna.

26

Utrymning från tåg

Nicklas Erlandsson 0708-321 680 www.zblocnorden.com info@zblocnorden.com

27

Nicklas Erlandsson 0708-321 680 www.zblocnorden.com info@zblocnorden.com