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Der Entwurf unseres neuesten Patents:
Stand der Technik
In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass für mehrere die Bevölkerung weltweit belastende Probleme nicht genügend wirklich wirksame, dauerhafte und kostengünstige b.z.w. einheitliche Lösungen für Schutzkonstruktionen gefunden wurden, die langfristig wirksam sind und auf lange Sicht einen grossen Nutzen bringen können.
Dazu zählen insbesondere folgende Bereiche:
Schutz vor Verkehrslärm
Schutz vor Überschwemmungen, Erdrutschen, Erosionen und Dammbrüchen
Schutz vor Trockenheit
Schutz vor Waldbränden
Schutz vor Grenzübertritten
Schutz von Versorgungsleitungen
Bisher wurden für diese unterschiedlichen Problembereiche die unterschiedlichsten Lösungen mit unterschiedlichem Erfolg entwickelt und eingesetzt. Bisher ist es nicht gelungen, für solche Schutzkonstruktionen kostengünstige Altstoffe in einem sehr grossen Massstab sinnvoll und konstruktiv einzusetzen, statt sie zu vernichten und alle denkbaren Rationalisierungsansätze auszunutzen. Vielmehr wurden für jeden der oben angeführten Problembereiche eigene Lösungen entwickelt, was sehr teuer ist.
Eine umfassende, integrierte, sinnvolle , kostengünstige und nachhaltige Sammlung und Verwertung von vor allem Altstoffen, die unverrottbar sind und damit ein Umweltproblem darstellen und eine möglichst einheitliche und kostengünstige Lösung für die oben angeführten Problembereiche wurde bisher noch nicht gefunden.
Probleme: Verkehrslärm
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 von Verkehrswegen verbunden sind und zu massiven Wertminderungen der angrenzenden Grundstücke führen.
Bisherige Lärmschutzkonstruktionen sind Anlass zu heftiger Kritik:
Lärmschutzwände aus Holzkonstruktionen wurden nachträglich begrünt, was den Verrottungsprozess beschleunigt.
Begrünbare Steilwälle wurden aus mit Aushubmaterial b.z.w. Erde hinterfüllten Holzstämmen errichtet, die infolge der Feuchtigkeit nach Jahren verrotten.
An der Oberseite von geschütteten Dämmen wurden Kisten aus Holz angeordnet, die nach Jahren ebenfalls verrotten und teuer entsorgt werden müssen.
Solche Konstruktionen müssen 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 der Toxizität der abzubrechenden Materialien.
In vielen Fällen erfolgte die Errichtung einer zusätzlichen hohen Lärmschutzwand hinter der niedrigen, um die Lärmschutzwirkung zu erhöhen.
Um Kosten zu sparen, wurden oberhalb von Lärmschutzelementen aus Holzbeton weitere Elemente aus geflochtenen Holzlatten angeordnet, die aber leicht verfaulen können.
An der Oberseite senkrechter Lärmschutzwände wurden kurze schräge oder gekrümmte Lärmschutzelemente zur Erreichung einer zusätzlchen 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. (z.B. an der Krone eines Dammes.)
Wie oft zusehen 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 hochreflektierend, 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 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. Zudem taucht die Frage nach der Beständigkeit auf, weil solche Holzbetonwände im Herbst und Winter dem frost ungeschützt ausgesetzt sind.
Um Leiteinrichtungen zu erneuern und durch eine Leitwand aus Beton zu ersetzen, werden alte Leitschienen, die den gesetzen Auflagen nicht entsprechen, abgebrochen und z.B. in Stahlwerken entsorgt. Eine sinnvolle andere Verwendung dieses wertvollen Altmaterials ist bisher nicht erkennbar.
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 in Handarbeit, 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 Föderungsprogramme die Errichtung von Lärmschutzanlagen durch Private unterstützt. Dabei kommen allerdings nur relativ einfache und nicht dauerhafte Lösungen zu Einsatz.
Auch die neueren Konstruktionen aus Holzbeton erfüllen nicht genügend ästhetische Gesichtspunkte, haben eine zu geringe Schallabsorption und sind relativ teuer. Es taucht auch hier das Problem der Dauerhaftigkeit (Frostbeständigkeit) auf.
Das Gleiche gilt für gekrümmte Lärmschutzkonstruktionen aus Holzbeton bzw. aus gelochten Metallelementen. In einigen Fällen war der Lärm nach der Errichtung solcher Konstruktionen höher als davor.
In erdbebengefährdeten Gebieten werden besonders aufwändige Fundamentkonstruktionen eingesetzt, welche die Gesamtkosten der Lärmschutzanlage wesentlich erhöhen.
Der zusätzliche Lärmschutz bei sehr hohen Wänden ist sehr gering.
In jüngste Zeit wird von vom Lärm betroffenen Anrainern darauf hingeweisen, dass die Lärmschutzgrenzwerte des zuständigen Ministeriums höher seien als die von der Weltgesundheitsbehörde der UNO angegeben seien. 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 zeigen.
Wenn es allerdings gelänge, Lärmschutzkonstruktionen mit einer maximalen Schalldämmung und (gleichzeitig) maximalen Schallabsorption zu errichten, wird es auch möglich sein, niederere Lärmschutzkonstruktionen vorzusehen, b.z.w. 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.
Problem: Überschwemmungen, Erdrutsche, Erosionen und Dammbrüche
Bekanntlich kommt es weltweit immer häufiger zu starken Überschwemmungen, Erdrutschen, Erosionen und Dammbrüchen. Die Wassermassen können nicht rasch genug vom Boden aufgenommen werden. Sehr oft fehlt es an genügend Raum zur Aufnahme dieser Wassermassen. In vielen Fällen wurden potentielle Überschwemmungsgebiete dicht besiedelt und ein geordneter Abfluß behindert.
Schutzwände werden zumeist aus massiven Betonkonstruktionen errichtet, was teuer und nicht ästhetisch ist.
Vor allem in den Küstenregionen kam es in den letzten Jahrhunderten zu großräumigen Abholzungen, was zur Erodierung der damals vorhandenen Erdschichte führte und nur mehr blanken Gestein hinterliess, wodurch jede land- bzw forstwirtschaftliche Nutzung unmöglich gemacht wurde.
Auch die grundsätzliche Problematik von Erosionen vor allem in Küstengebeiten wird immer größer. Durch sehr starke Wasserbewegungen (besonders starke Flut) kann es dazu kommen, dass Sand und Kies von den Küsten weggeschwemmt werden. Um die Küsten wieder herzustellen, müssen Sand und Kies aufwändig antransportiert und verteilt werden. Ein endgültiger Schutz vor Erosionen ist damit nicht gegeben. Diese Vorgänge können sich immer wieder wiederholen.
Entlang von instabilen Steilküsten kommt es häufig zu Erosionen. Soferne Häuser zu nahe an der Küste gebaut werden sind, besteht die Gefahr, dass diese abstürzen, wenn die Erosion zu weit fortgeschritten ist.
Solche Häuser müssen entweder aufgegeben oder müssen aufwändig gesichert bzw überhaupt versetzt werden.
In der Vergangenheit ist es öfters zu Dammbrüchen gekommen, weil der Druck zu groß wurde und die Dämme aufgeweicht wurden.
Problem: Waldbrände
Es ist bekannt, daß es in zahlreichen Ländern zu riesigen Flächenbränden gekommen ist, die mit den herkömmlichen Mitteln nicht oder nur sehr schwer gelöscht werden konnten.
Entweder war die Hitze zu groß, sodaß die Feuerwehren nicht genügend nahe an den Brandherd herankommen konnten oder der Wind entfachte an den verschiedensten Stellen das Feuer immer wieder an.
Die materiellen Schäden sind unabsehbar. Für die Versicherungen werden derartige Brandkatastrophen zu einer immer größer werdenden Belastung. Immer häufiger werden von solchen Großbränden bewohnte Gebiete betroffen. Es wurden dadurch ganze Wohnsiedlungen gefährdet. Zahlreiche Häuser wurden innerhalb kürzester Zeit ein Raub der Flammen.
So wurden auch ganze Siedlungen mit tausenden Einwohnern durch das Feuer total vernichtet und hunderte Menschen kamen um das Leben.
Selbst Atomkraftwerke und Atomforschungszentren wurden von den Flammen bedroht.
Aber auch in den unbewohnten Gebieten sind die Schäden von Buschfeuern bzw Bränden in Wäldern äußerst hoch.
Aber auch zahlreiche Feuerwehrleute verloren bei solchen Löscheinsätzen ihr Leben. Die Ausrüstung der eingesetzten Feuerwehren ist oft nicht geeignet, solche Feuerstürme rasch und erfolgreich zu bekämpfen.
Durch Trockengewitter und Blitzschläge kann es an mehreren Stellen gleichzeitig zu Bränden kommen, die wegen der oft beträchtlichen Distanzen nicht sofort und gleichzeitig bekämpft werden können. Dazu kommen noch zahlreiche Fälle von Selbstentzündung.
Aber auch durch das bewußte Abbrennen von Gräsern und Buschwerk kam es schon oft zu einer überraschenden Ausweitung des Brandbereichs, der nicht mehr unter Kontrolle zu bekommen war.
Die Bekämpfung der Brände durch Flugzeuge oder Hubschrauber, welche Wasser auf die brennenden Flächen abwerfen, ist zwar wirksam, aber in vielen Fällen nicht rasch genug möglich.
Problem: Versorgungsleitungen
Versorgungsleitungen betreffen die Wasserversorgung, die Abwasserentsorgung, Pipelines für Öl- bzw Benzintransporte und Hochspannungsleitungen.
Rohre für die Wasserversorgung und die Abwasserentsorgung werden in der Regel im Boden eingegraben, wobei zunächst ein Schacht gegraben wird.
Pipelines für Öl- bzw Benzintransporte werden ebenfalls im Boden eingegraben oder an der Oberfläche frei verlegt.
Die Versorgung mit Strom aus Hochspannungsleitungen wird immer dringender. Allerdings gibt es immer größere Akzeptanzprobleme bei der Bevölkerung im Fall von auf hohen Stützen befestigten Hochspannungsleitungen. Das unterirdische Verlegen neuer Hochspannungsleitungen ist sehr teuer.
Eine Verlegung an der Oberfläche in begrünten Aufbauten wurde noch nicht erwogen.
Problem: Grenzübertritte
Zur Abwehr unerlaubter Grenzübertritte wurden bisher Zäune, Wände aus Stahlteilen und Mauern aus Stahlbeton verwendet. Solche Grenzsperren werden z.B. entlang der Grenze zwischen Mexico und den USA vorgesehen und können eine Länge von bis zu mehreren tausend Kilometern und Höhen bis zu neun Metern haben.
Trotz dieser Grenzsperren wurden diese Grenzen überwunden oder sogar darunter Tunnel gegraben.
Seit neuestem sind sehr hohe und schmale Mauern aus Stahlbeton oder Stahl mit tief reichenden Fundamenten vorgesehen, um das Graben von Tunneln zu verhindern.
Seit Neuestem wird die Forderung gestellt, dass diese Wände durchsichtig sein sollen.
Diese Lösungen haben eine Reihe gravierender Nachteile:
Durch die Höhe der Wand werden grosse Windlasten aufgenommen, weshalb sehr starke und teure Fundamente notwendig werden.
Eine solche Anlage erfüllt nur den Zweck der Grenzsicherung, eine kostengünstige Integration weiterer Funktionen wurde bisher gar nicht angedacht.
Eine solche Mauer mag die aktuellen Probleme beim Grenzübertritt ansatzweise - auf eine sehr teure und ästhetisch problematische Weise - lösen, berücksichtigt aber nicht die Chance, diese „Trennmauer" langfristig zu einer „Verbindungsmauer" zu adaptieren.
Entlang der bisher errichteten Grenzsperren sind Verkehrswege angelegt, auf denen Grenzposten mit Kraftfahrzeugen patroullieren. In sehr steilen Geländeabschnitten können solche Fahrten nicht durchgeführt werden.
Allgemeine Hinweise zu den erfindungsgemäßen Lösungen werden noch adaptiert
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