街道或铁路区段装置背景技术
各场所、街道如高速公路或公路以及铁路轨道经常要加以维修，
原因在于例如用户车辆所致的机械负荷，雨、雪、霜、高温所致的环
境影响，这些均呈高的静态载荷和/动态载荷。此外，各场所、街道以
及铁路轨道必须构建成确保相应用户有尽可能高的安全性，其包括关
系到尤其由相应车辆交通导致的环境影响、光干扰和声干扰的安全性。
此外，各场所、街道以及铁路轨道通常都是令人烦扰的环境发声
的来源。
另外，各场所、街道和铁路轨道的构建和维护必须与成本相关地
进行优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种街道或铁路区段装置，该装置具有以下
优点：
·长远考虑，其经济有效，并且在构建上以及在维修上都经济有
效；
·承受环境负荷，此环境负荷举例来说涉及风、雨、雪、霜、必
要时甚至雪崩或岩崩，视该装置的地理位置而定；
·为相应用户就环境影响提供尽可能好的安全性，所述环境影响
举例来说来自风、雨、雪、霜、可能发生的雪崩或岩崩，视该
装置的地理位置而定，并涉及尤其由相应车辆交通产生的光反
射以及噪声带来的光干扰和声干扰；
·减少尤其是车辆交通噪声造成的环境干扰。
这是根据本发明由一种街道或铁路区段装置实现的，该装置包括
街道的或铁路轨道的区段、以及顶盖和侧壁中的至少一者。所述侧壁
和顶盖中的至少一者由多个构板在用于构建该构板的保持框架上组装
而成。构板的至少一部分均包括：
a)延伸的太阳能转换系统，其具有用于与阳光照射的活性表面，
并具有后表面；
b)层系统，其沿太阳能转换系统的后表面牢固地附接在该后表
面上，并包括至少一层。
所述层系统沿其厚度方向包括：
B1)适于建立构板的力学稳定性的机械支承材料部分，
B2)适于相对于构板的背面热隔离活性表面的绝热材料部分，
B3)适于吸收车辆交通噪声的声能并适于相对于活性表面声隔离
构板的背面的吸声材料部分。
定义
“街道区段装置”应理解为具有一定长度的街道的一部分，其可
为具有反向车流、公路或高速公路的常规街道，街道还配备附加设施，
例如路灯、急救站和一些场所如停车场，“街道”通向和引自这些场所。
因此，术语“街道”和“街道区段”应包括“场所”和“部分场所”。
类似地，“铁路区段装置”应理解为具有一定长度的铁路轨道或多个铁
路轨道，其配备诸如电信设备等等的设施。这类装置包括铁路网，如
火车站中那样。
“顶盖”应理解为任何顶盖，其可为平顶盖、坡顶盖、倾斜顶盖、
片段化为局部不同地倾斜或甚至弯曲的部分的顶盖。不用说，如果顶
盖是根据本发明的方面构建的，其被弯曲，则如本发明所应用的构板
也可以被相应地弯曲，这样术语“板”和“构板”将不单单理解为平
面的板。所述板可以根据顶盖和/或侧壁的相应构建需要而成形。
术语“太阳能转换系统”应理解为将太阳能转换为电能或热能的
系统。本说明书和权利要求书通篇出现的热转换系统指的都是将太阳
能转化为热量的系统。通常，通过太阳能照射产生的热量是沿管道系
统借助于液态热传导介质从这种热转换系统移出或输送的。
术语“光伏转换系统”应理解为将太阳能转换为电能的系统。光
伏转换系统主要应理解为基于半导体太阳能电池的系统。
在整个说明书和权利要求书中，如果谈及“吸声”或“隔声”，则
总是在指吸声和隔声二者，二者都被涉及，不过可能具有不同的效果
或可能定制不同的权重。
因此，根据本发明的街道或铁路区段装置主要由构板建造。这些
构板显著利于构建和维修，因为它们可以预制且易于在建筑工地装卸
运输。一面是只具有基本的机械稳定性的太阳能转换系统、另一面是
在相应单个构板处的层系统的这种组合使得整个区段装置不仅满足街
道或铁路区段装置的交通用户的和环境的要求，而且还额外提供了能
量的产生，这两个效果组合在一起显著提升了这种装置就长期总成本
而言的吸引力。
在根据本发明的街道或铁路区段装置的、可与任何后述实施例相
组合的一个实施例中，除非另有说法，该太阳能转换系统为光伏转换
系统和热转换系统中的至少一者。显然，两个系统可以组合起来，可
以为：光伏转换系统可由液态热传导介质冷却，从而也间接地充当热
转换系统；可以为：除光伏转换系统外，还可在所述构板上另设热转
换系统。
在本发明的、可与任何前述实施例或仍有待论述的实施例相组合
的一个实施例中，除非另有说法，太阳能转换系统包括具有电互连的
多个光伏电池的光伏转换系统。
在本发明的、可与任何前述实施例或仍有待述及的实施例相组合
的又一个实施例中，除非另有说法，构板的层系统比太阳能转换系统
厚。
面板形状适合应用于根据本发明的构板的太阳能转换系统通常略
具柔性且可弯曲，并且只提供基本的机械稳定性、隔热性及隔声性。
当今，例如具有多个光伏电池的光伏转换系统(亦即所谓的光伏
面板)大多是用至少一块仅提供基本的机械稳定性和电绝缘性的且隔
热性和隔声性低的玻璃层合而成的。这种光伏转换系统一点也满足不
了街道或铁路区段的顶盖或侧壁的要求。这对热转换系统而言情况也
类似。在每个构板处沿着太阳能转换系统的后表面牢固地附接在该后
表面上的层系统对整个构板增加了专为所述街道或铁路应用定制的附
加特性(即机械稳定性和强度)以及附加的绝热特性，使得相应的街
道或铁路轨道受到保护而能够抵御周围的高温或低温，例如冬季抵御
霜冻，夏季抵御过高的温度。此外并且由于层系统一面的吸声体性质，
车辆交通噪声得到吸收，从而保护交通用户，并且也使这种街道或铁
路区段装置的环境免于过度噪声干扰。
在根据本发明的装置的、可与任何前述实施例或仍有待述及的实
施例相组合的较佳实施例中，除非另有说法，层系统结合到太阳能转
换系统的后表面上，例如通过胶粘。
因此，这种结合可以沿太阳能转换系统的整个后表面实现，但在
较佳实施例中只沿着预定区域来实现，使得这种结合之间的区域允许
通过沿如下区域俘获或循环的空气实现附加的隔热或冷却系统，对于
光伏转换系统而言，这些区域没有被结合，对于热转换系统而言，这
些区域将包括直接位于太阳能转换系统与层系统之间的通道或管道系
统。
如果根据本发明的街道或铁路区段装置包括侧壁，则在可与任何
前述实施例或仍有待述及的实施例的较佳实施例中，除非另有说法，
在所述侧壁处的构板布置有用于离开街道或相应铁路朝向外、即朝向
街道或铁路区段装置的环境的用于受阳光照射的活性表面。由此避免
太阳能转换系统可能的光反射活性表面将来自汽车或火车的光反射回
给街道或铁路轨道上的交通用户，就安全方面而言该反射也可能显著
干扰用户。
在根据本发明的装置的、可与任何前述实施例或仍有待述及的实
施例相组合的较佳实施例中，除非另有说法，层系统的机械支承材料
部分、隔热材料部分和吸声材料部分中的至少两个由材料截然不同的
材料层和结构截然不同的材料层中的至少一者设置而成。
因此，在整个说明书和权利要求书中，材料的“结构”应理解为
其微观或宏观横截面形态(包括其表面)，举例来说范围从结晶度到孔
隙率，以及甚至进一步到其通过加工如通过镗、铣、压印、冲压等等
产生的结构。
由于存在大量的材料易于实现机械支承和/或隔热和/或对车辆噪
声进行吸声(在这类噪声的频谱中)，并且由于除了材料的厚度之外，
材料结构也可限定这些材料的机械稳定性和强度、隔热和吸声性能的
相应程度，因此，可以选择具有相应选定的层厚、结构(可能沿其范
围变化)的一种且相同的材料以便提供机械支承、隔热和吸声的组合
效果。可替代地，其三个要求或其中两个要求可以通过相应的“专用”
层来实现，从而形成具有两个或更多个离散层的层系统的夹层结构。
在根据本发明的装置的、可与任何前述实施例或仍有待述及的实
施例相组合的实施例中，除非另有说法，层系统包括线缆、光纤，线
缆用于下述中的至少一者：利用光电转换层系统的电能，以及供能给
相应装置的其他设施如街道或铁路轨道灯、电信等等。这些线缆已设
置在构板内，只需互连即可。
在根据本发明的装置的、可与任何前述实施例相组合的一个实施
例中，除非另有说法，层系统包括管道或通道装置，其用于：
·热传导介质，以便控制顶盖或侧壁的温度，从而间接控制街道
或铁路区段装置内部的大气的温度。
因此，用于热传导介质的这种管道或通道装置可设置为构板中唯
一的通道或管道装置。可替代地，在太阳能转换系统的热转换系统中
可另行设置第二管道或通道装置。如果层系统中的所述通道或管道装
置是构板中唯一的通道或管道装置且太阳能转换系统包括热转换系
统，则层系统中的通道或管道装置实际上变成了太阳能转换系统的一
部分。
如果太阳能转换系统包括光伏转换系统，则可利用这种管道或通
道装置从光伏转换系统的背面移出热量，或在很低的温度环境中甚至
将其加热。
可替代地或者附加地，可设置该管道或通道装置用于：
·灭火介质，用以在发生事故的情况下提供灭火能力，和/或用于
·解冻液，例如用于快速地将活性表面从冰中释出，从而在雪或
冰在其上沉积后迅速地完全恢复光伏转换效率。
附图说明
现在将借助附图进一步阐述本发明。这些附图显示：
图1为根据本发明的街道或轨道区段装置的实施例的示意性简化
透视图，
图2为构板的示意性简化横截面图，根据图1的装置的一部分由
该构板组装，
图3(a)至(c)为应用于根据本发明的构板的层系统的示意性
横截面图，其中
(a)对构板的所有要求由单层实现，
(b)对构板的所有要求由两层实现，
(c)对构板的所有要求由三层实现。
具体实施方式
图1以透视图最示意性地和最简化地示出了根据本发明的街道区
段装置或铁路区段装置的实施例的实例。街道或铁路轨道(如虚线所
示)的区段1配备有顶盖3和/或至少一个侧壁5。顶盖3(例如，其
为平顶盖)和/或侧壁5是由构板7组装而成。如示意性地示出的那样，
构板7被预制并安装在框架9上，以便与街道或铁路轨道区段1一起
形成根据本发明的装置。每个或至少主要数量的构板7包括太阳能转
换系统，在图1中其由具有在光伏转换系统11中电互连的多个太阳能
电池13的光伏转换系统11实现。光伏转换系统11是可以具有至少一
个玻璃层的层合结构。类似于热转换系统面板，光伏转换系统本身只
提供基本的机械、热、电和化学稳定性，正如从市售的光伏转换模块
或面板获知的那样。构板7还包括刚性固定到光伏转换系统11上的层
系统15。层系统15包括至少一层，并提供机械稳定性、构板7的背
面17与太阳能转换系统例如图1中光伏转换系统11的、受阳光S照
射的活性表面19之间的隔热性能、以及街道或铁路轨道区段1上的车
辆交通噪声所产生的声能的吸收性能。吸声相对于根据这种车辆交通
噪声的频带来定制。因此，每个构板7设置用于满足顶盖3和/或壁5
的全面要求。
为了避免街道上或铁路轨道上车辆交通引起的光反射，各构板7
安装在框架9上，使得它们的活性表面19朝向该装置的环境或周围U，
而不是朝向街道或铁路轨道区段1。这是因为通常太阳能转换系统、
特别是光伏转换系统的活性表面19至少在一定程度上是光反射表面，
会使车辆交通造成的危险的光闪烁返回给街道或铁路轨道区段1上的
交通用户。
图2示意性地示出了构板7的横截面。限定受阳光S照射的构板
7的活性表面19的太阳能转换系统11s如所述那样牢固地固定于层系
统15，在一较佳实施例中，其通过结合在不同区域25而牢固地固定
于层系统15。在一较佳实现方式中，太阳能转换系统11s是具有电互
连的多个太阳能电池的光伏转换系统、和/或热转换系统，如图1所示。
两个系统即图1的11处所示的光伏转换系统和热转换系统作为相应的
转换系统面板是为本领域技术人员所知晓的。因此，未将这样的已知
转换系统的详情示于图中。层系统15厚度通常显著大于太阳能转换系
统11s例如光伏转换系统11(图1)的厚度，沿着层系统15的厚度d，
层系统15包括一定厚度的机械支承材料部分，其适于建立相应的顶盖
或壁应用场合所要求的整个构板的机械稳定性。层系统15还包括一定
厚度的具有隔热能力的材料部分，以便相对于活性表面19热隔离构板
7的背面17。它还包括一定厚度的具有吸声能力的材料部分，其适于
声吸收车辆交通噪声的且因而处于相应声频谱之内的声能。因此还可
以提供构板7的背面17与活性表面19之间的隔声。
对层系统15的机械、热、声等三个主要要求中的至少两个可以通
过不同材料和/或不同结构(包括表面结构)的“专用”的不同层或通
过具有单一结构的单一材料层来实现。此外，所述要求中的至少两个
可以由一个材料层或多于一个的不同材料层实现，材料层的结构沿其
厚度d的方向改变。
如本领域技术人员熟知的那样，存在着大量材料，机械强度、隔
热和吸声或隔声的要求可以用这些材料实现，这取决于所应用的这些
材料的参数，尤其是厚度、结构(包括表面结构)，此外还取决于这些
材料例如在夹层结构中的组合。
因此，材料相应形成的能力在很大程度上取决于材料本身，但也
取决于其结构和厚度，所述结构包括可能的表面结构，例如孔隙率(闭
或开密度)。例如，就吸声能力而言，除选择具有相应厚度和孔隙率的
适当材料外，还可以如图2虚线20所示那样通过对构板7的背面17
相应成型来改善这种吸声。
因此并且如图3(a)所示，完全可以由一个相应材料层LM+A+T
实现层系统15的机械要求M、声要求A和热要求T，从而沿厚度d
的方向改变例如孔隙率，以形成一个部分来满足机械稳定性、形成相
同材料的不同密度或不同结构的第二部分来实现隔热、以及进而用这
种材料的第三部分来满足吸声。请注意，在图3中不同密度的剖面线
表示可能改变的结构。然而，也可以通过相应选择材料、其结构和厚
度来满足由层系统15的均匀结构的单一材料层实现的所有要求。在另
一个极端措施中并且根据图3(c)，层系统15包括用于保证机械稳定
性M的“专用”层LM、用于保证隔热性能T的“专用”层LT和用
于保证吸声性能A的“专用”层LA，所有各层LM至LA由不同材料
制成和/或具有不同结构。
图3(b)示出了根据图3(a)与图3(c)的实现形式之间的中
间实现形式。根据图3(b)的实现形式，设置了一个专用层，例如用
于机械强度的专用层LM，而由第二层LA+T满足其余的声和热要求。
如图2所示，不论其实现形式如何，层系统15都包括插入线缆
21。这种线缆21可以是金属线缆，用以从实现太阳能转换系统11s的
光伏转换系统移出电能和/或用以供能给街道或铁路轨道区段装置的
设施，例如用于灯的设施、用于信号的设施、用于电信设备的设施；
或者这种线缆也可以是光纤线缆。
如果这些线缆21设置在构板中，则在构建壁5的顶盖3时，只需
将它们互连即可。
另外，通道和/或管道系统23可以设置在构板7的层系统15中，
用于随后插入上述线缆和/或用以使加热或冷却介质流过层系统15，或
使灭火介质流向在该装置的顶盖处或沿该装置的壁的用于这种介质的
喷洒装置，或者解冻介质可流过这种管道系统以便缩短活性表面19
被雪或冰覆盖的时间间隔。为了有效地完成这个任务，管道系统可以
流动连接于与这种解冻介质起作用的表面或界面，例如通过图2虚线
所示的孔27流动连接于活性表面19。
从图2可见，通道23可在层系统15的表面形成，该表面固定(例
如在胶粘区域25处结合)到太阳能转换系统11s的背面。因此，如果
这种结合是沿特定的、分开的区域25实现的，则其间的非结合区域可
以用作用于空气或甚至用于液态介质的通道，和/或可能进入到所述表
面通道中，如图2中虚线所示的两个。
因此，可以利用这样的通道和/或管道23，特别是管道，用于热量
传输和移出，特别是在太阳能转换系统11s由热转换系统实现或包括
热转换系统的情况下更是如此。在后一情况下，甚至可以只设置管道
用于通过层系统15中的液态介质进行热量输送，使得这种热转换系统
由11s处的吸热系统实现且所吸收的热量借助液态热传导介质通过层
系统15中的通道23移出。
如果另外的要求要由构板7满足和/或一个要求要加以改善，如机
械要求M，则如图3的一个或多于一个的层可以相应地由两个或更多
个层结构代替和/或可以附加地设置层，例如以满足与雨有关的密封性
要求。