Георги Тончев

Видеоклипове на eлектроцентрали на морски/океански вълни вижте тук !!!!

На шумовото замърсяване у нас се обръща малко внимание, въпреки, че имаме редица нормативи в това отношение, които масово не се спазват.

Шум във физичен смисъл е звук със сложна нехармонична вълна (хаотично събрани тонове), чиято честота и сила не са в определени и постоянни съотношения във времето; в психофизиологичен смисъл - всяко акустично дразнене (въздействие), което се възприема като неприятно, независимо от неговите акустични качества; в патофизиологичен смисъл - всеки акустичен сигнал, който предизвиква със силата си или с продължителността си временни или постоянни промени в организма (слуховия анализатор и извън него).

Проведени са редица научни изследвания и проучвания, според които най-широко разпространените източници на шум днес в заобикалящата ни среда са свързани с транспортните средства (автомобили, влакове, самолети и др.). Сред тях челно място заема шума от трафика по магистралните пътища и основни жп линии, както в градската така и в извънградската среда. Едно от решенията за намаляване на този шум е поставянето на шумозащитни бариери покрай пътя. Кои са предимствата им:

* Могат да намалят шума от трафика на автомобили, влакове, производство и други почти наполовина;
* Значително намаляват нивото на шума за хората, живеещи непосредствено до магистрален или жп път.
* Поставят се по протежение на пътя без ограничение в дължината и височината;
* Ефективни са на отстояние 61 м на магистралата (обикновено от там започват първите редове с къщи);
* Дизайнът им може да стане привлекателен и интересен и да се превърнат в архитектурни елементи;
* Не увеличават осезателно нивото на шума от другата страна на магистралата.

Решението на проблема - eлектрогенериращи шумозаглушителните бариери

Основният недостатък на бариерите е, че изграждането им е свързано и с отделяне на средства, от които няма пряка икономическа възвръщаемост, защото у нас не се калкулира колко струва здравето на хората и какви са икономическите загуби от това.

Предлагаме серия от иновативни технически решения за eлектрогенериращи шумозаглушителните бариери, които имат така наречения "WIN-WIN-WIN" ефект - тоест тройна печалба:

1. Едната е непряка и се отнася до хуманизиране на средата около автомагистралите

2. Втората е пряка икономическа полза, чрез включване в крайпътните бариери на електрогенериращи фотоволтаични панели (с или без отражатели) и безшумни вертикалноосеви турбини.

3. Намаляване на замърсяването с парникови газове

За първата непряка печалба споменахме по-горе.

Втората пряка печалба е от доходите от продажба на произведеното електричество за сметка на безплатната слънчева и вятърна енергия.

Третата пряка печалба е от доходите от продажба на редуцираните емисии от въглероден диоксид и от положителния екоефект.

Като четвърта, и може би най-голяма икономическа печалба, макар и немаркирана в горното изброяване, е новото качество, което придобиват шумозащитни бариери, комбинирани с фотоволтаични панели и вятърни турбини. Те се превръщат в електроцентрали, работещи изцяло на възобновяеми енергийни източници, за които има 100% субсидирано финансиране по различни европейски програми.

Какво представляват конвенционалните шумозащитни бариери?
Това са здрави и солидни прегради между магистралата и къщите, които се намират в близост по протежение на тази магистрала. Те не блокират изцяло шума, а  ограничават шумовия трафик почти наполовина. Бариерите могат да се направят от земни насипи покрай пътя, от високи, вертикални панели от различен материал (дърво, метал, акрилно стъкло, рециклирана пластмаса и др.) или от комбинация между земни насипи и панели. Земните насипи изглеждат най-естествено и затова са привлекателни за изпълнителите и се срещат често. Те намаляват шума с около 3 dB повече от вертикалните стени със същата височина. Но направата им изисква наличие на голямо количество земна пръст, особено ако трябва да са по-високи.

Бариерите, от своя страна, заемат много по-малко пространство, но обикновено тяхната височина е ограничена (до 8 м), поради структурни и естетически причини. Бариерата намалява шума, който достига до населеното място от натоварения магистрален път като го абсорбира (поглъща), предава и отразява отново към пътя или го насочва по дълга пътека над и около бариерата. Шумозащитната бариера трябва да е достатъчно висока и дълга, за да “блокира” пътя от магистралата до областта, която трябва да се предпазва - “приемателя”. Трябва да се отбележи обаче, че носи минимални ползи за къщи по склонове, които се намират по-високо от магистралата или сгради, които се издигат над бариерата.

Шумозащитната бариера може да намали шума до 5 dB, когато е достатъчно висока, така че да пречупи зрителната линия от магистралата до къщите или приемателя. След пречупване на зрителната линия може да се постигне допълнително намаляване на шума с около 1.5 dB за всеки метър от височината на бариерата.

Бариерата трябва да бъде най-малко 8 пъти по-дълга от разстоянието, на което се намират къщите или приемателите от магистралата. По този начин ще се намали по-ефективно шумът, който идва от краищата на бариерата.

Всякакви отвори по бариерите за връзки и отклонения към други пътища нарушават ефективността им. На някои места къщите са доста разпръснати една от друга, което прави неразумен и скъп избора за изграждане на шумозащитни бариери. Те са най-ефективни за райони, които се намират на около 61 метра от магистралата (обикновено това е първият ред от къщи).

За постигането на по-добър шумозащитен ефект някои фирми предлагат допълнителен елемент – шумов редуктор. Това е устройство, което се закрепя върху горния ръб на бариерата, за по-добра изолация, благодарение на специфичното си действие върху разпространението на шумовата вълна в точката където шума се пречупва от бариерата. Шумовият редуктор дава възможност да се намали височината на шумозащитната бариера, което се прави най-вече заради по-добрия външен вид и въздействието, като едновременно с това се запазват същите акустични свойства на бариерата. Специфичната елипсовидна форма на редуктора му позволява да бъде монтиран върху всякакъв вид шумозащитни бариери.

Шумовият редуктор е направен от стомано-ламаринена обшивка отгоре, гофрирана по дължина, под която се намира подходящо огъната гладка стомано-ламаринена обшивка с дупки с различни диаметри на страната, която се поставя върху бариерата. Двете обшивки са свързани механично. Вътрешни стоманени ленти служат за укрепващи и подсилващи елементи на шумопоглъщащия материал, който се състои от минерална или синтетична фибро подложка с дебелина 50 мм. Шумовият редуктор се закрепя върху шумозащитната бариера чрез горещо поцинковане или стоманени фланци.

Кога е необходимо изграждане на конвенционални шумозащитни бариери?
Не е необходимо изграждане на такива бариери по всички магистрални пътища. Няма закон или наредба, която да изисква задължителното им поставяне. Трябва да се направи оценка на шума, близостта на магистралния път до населено място, алтернативните начини за намаляване на шума, необходимите средства за изграждане на различните решения и на базата на всичко това да се вземе оптималното решение.

Създаването на критерий за оценка на смущенията, които шума причинява на хората изисква на първо място да се обясни проблема чрез показателни и сравнителни параметри. Обективното обяснение за шум се основава на статистически записи на шумовата енергия, а връзката между шума и субективния отговор на това се показва чрез сложни индекси на смущение, взети от експериментални изследвания, които сравняват съдържанието на шумовата енергия и нейните вариации с възприемането на смущението, причинено от нея.

Антишумовите бариери са модерен отговор на този сериозен проблем. Предлагат се в богата гама. Панелите за тези бариери са планирани и разработени от специалисти, така че да се гарантира солидна конструкция, лесна и бърза за монтиране. Панелите се използват за защита от шум при изграждането на магистрални и жп пътища, като индустриални шумови бариери и като разделителни стени в производствени сгради. Намират приложение в търговски центрове и дискотеки. Панелите могат да се издигат върху различни подпорни системи – от стомана или бетон, позволявайки да се изпълняват сложни конструкции, съобразно релефа на терена.

Видове конвенционални бариери
Шумозащитната бариера може да се изгради от различни материали – почва, бетон, зидария, дърво, метал и др. За да се намали ефективно преминаването на шум през бариерата избраният материал трябва да бъде устойчив, здрав и достатъчно плътен (най-малко 20 кг/м3). Ако отговарят на тази плътност всички видове материали са еднакво ефективни от акустична гледна точка.

Няма специални изисквания за вида на материала, който да се използва при изграждането на бариерите по магистралите. Това е индивидуален избор, който обикновено се базира на определени фактори като външен вид (естетика), стабилност, поддръжка, разходи и в някои случаи дори предпочитания на жителите в района.

Метални шумозащитни бариери
Те са разработени с цел да се осигури стабилност, бързо и лесно монтиране. Панелите са направени от стомано-ламаринено или алуминиево покритие, минерална вата, покрита с звукопоглъщаща и защитена от прах тъкан (мрежа); перфорирано предно покритие с дупки с различен диаметър. Отделните панели се свързват механично чрез “мъжко/женски” връзки, които предпазват звуковите мостове при свръзките без да е необходимо допълнително уплътняване.

На металните панели са направени различни тестове за определяне коефициента на поглъщане на шум, звукоизолация, устойчивост на вятър и удар от камъни, анкерен тест на минералната вата, поставена в панела. На същите тестове са подложени и бариери от смесен тип – метални и прозрачни панели, полиметилметакрилатни панели, поставени в подходяща рамка.

Бетонови шумозащитни бариери
Друго решение за бариери е използването на типични за строителството материали като бетон и керамзит. Факторът, който има най-голямо значение за ефективността на шумозащитните бариери е шумовата изолация, която зависи от количеството материал и поглъщането на шум, шупливостта и формата му. Затова бетоновите бариери се правят от два слоя: първият, който има освен изолационна и товаро-носеща функция, е железобетон, а вторият е лек, порест (шуплест) бетон.

Изолационният индекс на бетоновите бариери е много висок (повече от 40 dB на закрито, в зависимост от шумопоглъщането на предната страна и дебелината на товаро-носещия слой). Тази система е идеално решение за всякакви шумови проблеми от трафик, тъй като е с добри шумопоглъщащи свойства, минимални пространствени изисквания, няма нужда от поддръжка, лесно приляга на всякакъв път или жп линия, предлага се в различни цветове и видове външна облицовка, лесен монтаж на безопасни отвори (врати), ниски разходи.

Стандартната дължина на панелите е около 290 см като се осигурява междуосово разстояние на подпори (колони) от 3 м, но е възможно да се произведат и по-дълги панели. Стандартната височина на отделните панели е от 1,5 – 2 м. Има възможност бариерите да се издигат до желаната височина чрез вертикално наслагване. Панелите се монтират върху метални подпори (колони), за да издържат напора от вятъра и динамичното осово натоварване (напр. от преминаване на влак).

Стандартният външен слой е с прорези, но може да се изпълни и с други форми - шестоъгълници (като восъчна пита), с връхчета или оребрен. Моделът с шестоъгълници по външния слой позволява оптимизиране на шумопоглъщащите нива, тъй като множеството вдлъбнатини значително подсилват връзката между шумопоглъщащата повърхност и нейното проектиране в равнината.

Към бетоновата смес могат да се добавят сгурия, керамзит или специално обработени негниещи, минерализирани, дървесни влакна, които не променят геометричната форма на бариерата, а повишават шумовата защита. Количеството на тези смески се определя чрез строги тестове в лабораториите на производителите. Лицевата страна на бариерата може да се боядисва по желание или да се нанася покритие от железни оксиди по време на смесването (обикновено охра, червено, кафяво и др.). Задната част на бариерата се оставя гладка, в цвета на бетона или се боядисва на място.

За шумова защита на жп линиите, бариерите се правят от товаро-носещи елементи и стоманобетонови подпори (колони), а горните елементи (панелите) може да са освен от стоманобетон и от друг материал – метал, дърво и др.

Специални елементи позволяват бариерите да се подреждат хоризонтално и вертикално, стъпаловидно, в зависимост от неравностите на терена.

Дървени шумозащитни бариери
Те предлагат не само ефективна шумозащита, но са и ценен архитектурен елемент. Произвеждат се от импрегнирана, автоклавно-вулканизирана иглолистна дървесина; неипрегнирана първокласна твърда дървесина; смесени панели от импрегнирана иглолистна дървесина и неимпрегнирана първокачествена твърда дървесина; полиметилметакрилатни панели, поствени в дървени рамки. Използването на рамки или панели от иглолистна автоклавно-вулканизирана дървесина, импрегнирана с неорганични ерозо-устойчиви соли позволява да се създават шумозащитни бариери, които намаляват значително влиянието на околната среда по пътища или жп линии.

Шумопоглъщащият материал е двойна минерална вата с голяма плътност (90 кг/м3) и дебелина 30/50 мм, защитена от атмосферни влияния чрез фина силиконова мрежеста материя (тъкан), устойчива на вредни газове и ултравиолетови лъчи.

Задната страна на панела, която е шумоизолиращия елемент на бариерата е направена от дъски с полупрепокриване или със съединения на нут и федер (на зъб и длаб).

В шумоизолиращите панели от екструдиран прозрачен или цветен полиметилметакрилат има прорези от вътрешната страна на дървената рамка за вмъкване първо на “U”-образни уплътнители с EPDM фланци и след това, на полиметилметакрилатов лист. Предната страна на панела е покрита с декоративни ленти с различни шарки, което също прекъсва шумовите вълни.

Шумозащитни бариери от рециклирана пластмаса
Основни характеристики:

* Материалът, от който са направени се получава след рециклиране на пластмасови отпадъци, което предпазва околната среда от по-нататъшно замърсяване. Рециклиране на материали означава запазване на естествените основни ресурси, които са ограничени и следователно по-ценни;
* Добрите им акустични характеристики ги правят подходящи за борба с шумовото замърсяване навсякъде.

Бариерите от рециклирана пластмаса са направени от товаро-носещ, огънат профил от поцинкована стомана, шумоизолираща задна стена, състояща се от модулни елементи, подредени един до друг; шумопоглъщащ вътрешен панел от минерална вата с голяма плътност с устойчива неплетена тъкан и шумопоглъщаща предна обшивка (покритие) от модулни елементи.

С оглед на екологичните им свойства и естествен изглед тези бариери се интегрират добре в заобикалящата среда. Могат да имат меки цветни нюанси, които се постигат чрез добавяне на различни пигменти по време на производствения процес. Могат да се комбинират и с прозрачни или цветни панели, с гладки или назъбени елементи и др.

Интегриране на бариерите в околната среда
Един от важните въпроси при проектирането на шумозащитна бариера е визуалното й влияние върху заобикалящата среда. Например, висока бариера в близост до няколко отдалечени къщи, може да има и негативен визуален ефект. Добро решение в този случай е да се осигурят шахматни елементи около бариерата чрез залесяване. За предпочитане са естествените дървета и растения. При изборът на бариера трябва да се вземе под внимание заобикалящата среда, за да може изградената конструкция да се “вмести” максимално в средата. Винаги е за предпочитане да се запази естествения вид на пейзажа. Друга възможност е съчетаването на различни панели – полупрозрачни, дървени, бетонови и др. Чрез тяхното редуване се постига добър архитектурен ефект.

Примери за интегриране на конвенционални фотоволтаици в eлектрогенериращи шумозащитните бариери

Полупрозрачни и непрозрачни фотоволтаични панели могат да се монтират пряко на насипи около магистралите, които имат фронт, ориентиран приблизително в южна посока.

Полупрозрачни и непрозрачни фотоволтаични панели могат да се монтират върху наклонени и ориентирани на юг метални и/или дървени конструкции

Полупрозрачни и непрозрачни фотоволтаични панели могат да се монтират на вертикални метални и/или дървени конструкции

Ролята на шумови редуктори в горната част на шумозащитните прегради може да се поеме от редица от вертикалноосеви вятърни турбини.

Магистралите пътища в градски условия генерират високо шумово натоварване в населените около тях зони. Типичен примери за това са Южната дъга на околовръстния път на София и булевард "Цариградско шосе"

Изграждането на eлектрогенериращи шумозаглушителните бариери има многопосочни ползи не само за самото население, но и за Общините. Произведеното електричество от фотоволтаици, например, се изкупува по висока преференциална изкупна цена у нас - 72 стотинки на киловатчас. Но то може да се използва и пряко за     електрозахранване на съществуващия градски електротранспорт и за зареждане на батериите на евентуални екологични  електроатаксита, както и за светодиодно улично осветление. Във всички случаи се гарантират непрекъснати доходи за Общините, както и здравни и екоползи за жителите.

Следва списък с някои изобретения, които се ползват в иновативните eлектрогенериращи шумозаглушителните крайпътни бариери:

Тончев Г., “Линеен термо-фотоволтаичен генератор” съгласно регистрация №109 819/2007 г. в Патентно ведомство на Р България

Тончев Г., “Лопата за вятърна турбина”, съгласно регистрация № 110 038 / 2008 г. в Патентно ведомство на Р България

Тончев Г., “Скоба за проводници и фиброоптични кабели и метод за полагането им”, съгласно регистрация №106 857/2002 г. в ПВ на Р България

Видеоклипове, показващи най-новите патенти,  вижте тук.

Патентните публикации вижте  тук.

За ВЕИ иновации повече може да прочетете тук

39A, Jerusalem Street. Sofia, BG - 1784,  Е-mail: George Tonchev

Voice / Fax: +3592 8760 431, +3592 8770 481, +3598 9787 2857,  +359 888 40 39 13,

София, Тел.: 02 8760 431, 02 8770 481, 0897 872 857, 0888 40 39 13, Е-mail: George Tonchev

Author and inventor: © George Tonchev

For patent publications see here