bélyegkép|jobbra|300px|Zajvédő fal és erdősáv Katonatelepen bélyegkép|jobbra|300px|A hangcső Melbourne-ben, Ausztráliában, amelyet úgy terveztek, hogy csökkentse az útzajt anélkül, hogy rontaná a terület esztétikáját A zajvédő fal (más néven hanggátló fal, zajárnyékoló fal, zajfogó fal) feladata, hogy a zajforrás – például közlekedés, ipari berendezések, hőszivattyúk, klímák vagy kompresszorok – által kibocsátott hanghullámokat elnyeljék, visszaverjék vagy eltereljék, így mérsékelve a zajterjedést a védett területek felé.
A felszíni közlekedésből származó zaj esetében a forrászaj intenzitásának csökkentésére szolgáló egyéb módszerek közé tartozik a hibrid és elektromos járművek használatának ösztönzése, az autók aerodinamikájának és a gumiabroncsok kialakításának javítása, valamint az alacsony zajszintű útburkolatok választása. A zajvédő falak széles körű használata az Egyesült Államokban a zajszabályozások 1970-es évek elején történt bevezetése után kezdődött.
Az Egyesült Államokban a huszadik század közepe óta építenek zajvédő falakat, amikor a járműforgalom fellendült. Az első zajvédő fal az I-680-as autópálya volt Milpitasban, Kaliforniában. Az 1960-as évek végén megjelent az analitikus akusztikai technológia, amely matematikailag értékelte egy adott úttest melletti zajvédő fal hatékonyságát. Az 1990-es évekre Dániában és más nyugat-európai országokban már átlátszó anyagokat tartalmazó zajvédő falakat terveztek.Benz Kotzen and Colin English (1999) Environmental Noise Barriers: A Guide to Their Acoustic and Visual Design, Published by Taylor & Francis, , 165 pages bélyegkép|jobbra|300px|Akusztikai mérnök méri a hangot egy zajvédő fal tervezési tanulmányában, Santa Clara megye, Kalifornia A korai számítógépes modellek közül a legjobbak figyelembe vették az úttest geometriájának, a domborzatnak, a járműtérfogatnak, a járműsebességnek, a teherautó-összetételnek, az útfelület típusának és a mikrometeorológiának a hatásait. Számos amerikai kutatócsoport fejlesztette ki a számítógépes modellezési technikák variációit: a Caltrans központja Sacramentóban, Kaliforniában; az ESL Inc. csoport Sunnyvale-ben, Kaliforniában; a Bolt, Beranek és Newman csoport Cambridge-ben, Massachusettsben, valamint egy kutatócsoport a Floridai Egyetemen. Valószínűleg a legkorábbi publikált munka, amely tudományosan tervezett egy adott zajvédő falat, a Foothill Expressway-re vonatkozó tanulmány volt Los Altosban, Kaliforniában.
Számos esettanulmány készült az Egyesült Államokban, amelyek hamarosan több tucat különböző meglévő és tervezett autópályával foglalkoztak. A legtöbbet az állami autópálya-hivatalok rendelték meg, és a fent említett négy kutatócsoport egyike végezte el. Az 1970-ben elfogadott amerikai nemzeti környezetvédelmi törvény gyakorlatilag előírta az ország minden egyes szövetségi támogatású autópálya-törvény projektjének zajszennyezésének mennyiségi elemzését, elősegítve a zajvédő falak modelljének kidolgozását és alkalmazását. Az 1972-es zajszabályozási törvény elfogadásával a zajvédő falak tervezése iránti kereslet megugrott.
Az 1970-es évek végére az Egyesült Államokban több mint egy tucat kutatócsoport alkalmazott hasonló számítógépes modellezési technológiát, és évente legalább 200 különböző helyszínt vizsgáltak meg zajvédő falak telepítése céljából. Ez a technológia szabványnak számít az autópályák zajszennyezésének értékelésében. A felhasznált számítógépes modellek jellege és pontossága közel megegyezik a technológia eredeti, 1970-es évekbeli verzióival.
A legtöbb zajvédő falban apró és célszerű rések találhatók, amelyek lehetővé teszik a tűzoltók számára, hogy hozzáférjenek a közeli tűzcsapokhoz és áthúzzák a tűzoltótömlőket, amelyeket általában a legközelebbi kereszteződést jelző tábla és egy tűzcsap piktogramja jelöl, bár egyes tűzcsaprésekben a tömlők a fal alatti kis átereszcsatornákon keresztül vezetnek.
Tervezés A zajvédő falak működésének akusztikai alapja azon a megközelítésen nyugszik, hogy a közutakat vagy vasutakat folyamatos zajforrásként kezelik. A cél az, hogy a hang terjedését a védendő terület irányába gátolják. Ezt a falak úgy érik el, hogy megszakítják a hanghullámok útját, ugyanakkor számolni kell azzal is, hogy a hang hajlamos „megkerülni” az akadályokat. A fal tetején például a hanghullámok részben meghajlanak, ezért a teljes elzárás nem lehetséges. Minél inkább takarja a fal a zajforrás közvetlen rálátását, annál több hangot képes visszatartani.
A helyzetet tovább bonyolítja a légköri hatások szerepe: a szélirány és a hőmérséklet-változások a hang útját görbíthetik. A zajforrás modellezésekor figyelembe kell venni, hogy a járművek zaját több tényező alkotja: a motor zaja, a gumiabroncsok gördülési hangja, valamint a légellenállás okozta zaj.
A zajvédő fal magánterületen, közterületen vagy más közterületen is építhető. Mivel a zajszintet logaritmikus skálán mérik, a kilenc decibeles csökkentés a nemkívánatos hangteljesítmény körülbelül 86 százalékának megszüntetésével egyenértékű. jobbra|bélyegkép|300px|Zajvédő fal földsánc a kaliforniai 12-es számú állami út mentén, Sonoma megyében, Kaliforniában Hangvédő falaknak számos különböző anyag használható, beleértve a falazatot, földfeltöltést (például földsáncot), acélt, betont, fát, műanyagokat, szigetelőanyagokat vagy kompozitokat. Az elnyelő anyagból készült falak másképp csillapítják a hangot, mint a kemény felületek. Lehetséges zajvédő falakat készíteni aktív anyagokkal, például napelemekkel, amelyek áramot termelnek, miközben csökkentik a forgalmi zajt is.
Egy porózus felületű és hangszigetelő tartalmú fal elnyelő lehet, ahol kevés vagy semmilyen zaj nem verődik vissza a forrás felé vagy máshová. A kemény felületeket, mint például a falazatot vagy a betont, visszaverőnek tekintjük, ahol a zaj nagy része a zajforrás felé és azon túl verődik vissza.
A zajvédő falak hatékony eszközök lehetnek a zajszennyezés csökkentésére, de bizonyos helyszínek és domborzatok nem alkalmasak a zajvédő falak használatára. A költség és az esztétika is szerepet játszik a zajvédő falak kiválasztásában. Bizonyos esetekben az úttestet zajvédő szerkezet veszi körül, vagy alagútba vezetik a forgalmat.
Hátrányok A zajvédő falak lehetséges hátrányai a következők:
A nagy, összefüggő falak ronthatják a környezet esztétikai értékét, és sokak számára „elzáró” jellegűek lehetnek. Megépítésük és karbantartásuk jelentős anyagi ráfordítást igényel. A hang diffrakciója miatt a zaj teljes kizárása nem lehetséges, különösen magas épületek felső szintjein. Láthatatlan terek létrehozása és társadalmi kontroll elől elrejtve (pl. vasútállomásokon). Madár-ablak ütközések esetén a falak akadályt jelenthetnek a vadon élő állatok mozgásában és élőhelyeik összeköttetésében.
A légszennyezésre gyakorolt hatások Az útszéli zajvédő falakról kimutatták, hogy csökkentik az út menti légszennyezettség koncentrációját. Az út szélétől számított 15–50 méteren belül a zajvédő falak szélárnyéki oldalán a légszennyezettség koncentrációja akár 50%-kal is csökkenhet a nyílt úton mért értékekhez képest.
A zajvédő falak arra kényszerítik az útról érkező szennyező felhőket, hogy felfelé és át haladjanak a falon, ami egy megemelt forrás hatását kelti, és fokozza a felhő függőleges szétszóródását. A zajvédő fal lassítása és a kezdeti áramlás eltérítése a felhőt vízszintes szétszóródásra kényszeríti. A fal szélárnyékában egy erősen turbulens nyírózóna jön létre, amelyet alacsony sebességek és egy recirkulációs üreg jellemez, ami tovább fokozza a szétszóródást; ez összekeveri a környezeti levegőt a fal mögötti, szélirányban lévő szennyező anyagokkal.
Jegyzetek
Fordítás
További információk
Kapcsolódó szócikk Zaj
Kategória:Akusztika