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"Structure de faux plafond suspendu pour le contrôle acoustique".
Cette invention est relative à l'aménagement acousti- que des salles.
Lorsque les conditions acoustiques d'une salle doivent être contrôlées afin de réduire le niveau du bruit à une va- leur requise ou désirée, deux faits s'imposent d'eux mêmes, à savoir que l'énergie acoustique rayonnée est habituellement dis- tribuée à différents degrés dans les différentes bandes de fré- quence et qu'une salle close non contrôlée à des temps de réfle- xion très différents dans les différentes bandes de fréquence.
Le niveau du bruit dans la salle dépend par
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conséquent non seulement du niveau sonore de la source mais aus- si de la réflexion dans la salle et il varie donc avec les dif- férentes bandes de fréquence de sorte que le niveau du bruit eet déterminé par le bruit direct émis par la source et le bruit ré- fléchi.
Le contrôle acoustique des salles dans lesquelles on exige une bonne clarté de la parole ou une qualité élevée du son ou d'un signal est aussi basé sur l'adaptation de la salle à un temps de réflexion idéal pour la parole, la musique, etc. et sur les réflexions individuelles qui se produisent selon certaines règles. Lorsqu'on calcule ou qu'on décide des temps de réflexion extrêmes ou idéaux, l'absorption requise du son dans les différen- tes bandes de fréquence est donnée et grâce a ces faits et à la grandeur des zones libres accessibles pour le contrôle,on peut choisir le matériel acoustique.
On sait déjà, grâce à des panneaux ou des structures de faux plafond constituées par des éléments ou des panneaux en tôle suspendus de manière amovible à une certaine distance du plafond permanent, obtenir un certain degré d'absorption du son en perforant ces panneaux et éventuellement en posant une couche supérieure d'une matière absorbant le son, comme par exemple de la laine minérale, eto.
En utilisant un pareil faux plafond constitué par des panneaux ou éléments ayant des qualités absorbantes analogues, il est impossible avec des panneaux coplanaires d'aménager une salle de manière que certaines zones de celle-ci ne coïncident pas avec la zone de réflexion ou bien en considérant l'emplacement des sources individuelles de bruit et de donner ainsi à la salle un contrôle correct.
On a trouvé, selon la présente invention, qu'on peut réaliser un contrôle acoustique entièrement satisfaisant des sal- les au moyen de faux plafonds constitués par des panneaux ou élé-
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ment. coplanaires fabriqués suivant un modale commun avec une tôle ayant une épaisseur qui ne dépasse de préférence pas un mil- limètre.
Selon l'invention, on y ont arrivé en préparant les absorbantes panneaux ou éléments de manière à leur procurer des qualités/dif- férentes. On a reconnu qu'il suffisait dans oe but d'utiliser trois types principaux d'éléments absorbants, à savoir un élément à haute fréquence, un élément à basse fréquence et un élément à large bande et grâce à la composition de la matière absorbante, on peut obtenir n'importe quel coefficient d'absorption au moye, de ces types d'éléments pour la série des bandes de fréquence. les trois types d'éléments ayant des qualités absoi tes différentes sont préparés de la manière suivante :
Elément à haute fréquence
Ce type d'élément qui doit absorber la haute fréque est pourvu de perforations régulièrement réparties et leur sur- face totale atteint au moins 10% de la surface de l'élément, ma de préférence un pourcentage considérablement plus grand et s la face supérieure de l'élément, on pose une couche ou une cou ture d'une matière absorbant le son, comme par exemple la laine minérale ou un équivalent.
En combinant un degré de perforations relativement élevé à une oouohe relativement épaisse de matière poreuse, on peut obtenir un degré élevé d'absorption du eon dans les ban à haute fréquence.
Elément a basse fréauenoe
Cet élément est constitué par une tôle non perforée par suite sans couche de matière absorbant le son.
Comme on le sait, lorsqu'une onde sonore frappe un ' ne ou une tôle légère et flexible, l'alternance des pressions d@ ces ondes sur le panneau le force à vibrer et les vibrations de flexion qui en résultent dissipent ou consomment une certaine
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quantité de l'énergie sonore incidente en la convertissant en oha- leur et la quantité d'énergie absorbée peut être très grande, en particulier aux basses fréquences.
Cependant, afin d'aoorottre la capacité d'absorption de l'élément, on couvre la surface du panneau, selon la présente in- vention, d'une couche de matière amortissante subissant un tel mou- vement dynamique interne au coure de la vibration avec le panneau, qu'elle absorbe de l'énergie sonore et augmente ainsi la capacité d'aosorption de l'élément.
La matière de couverture peut consister en un mélange d'un adhésif approprié, par exemple du plastique, aveo une matière de remplissage consistant en une matière appropriée fine et granu- leuse ou en flocons, comme par exemple la vermioulite en flocons.
Ce mélange est appliqué sur le panneau, de préférence sur sa face intérieure, par pistolage ou peinture en une couche ayant 1' épais- seur requise ; cette couche, après durcissement, adhère fortement au panneau. La quantité de matière de remplissage dans le mélange doit être choisie de manière que ses particules, au cours de la vibration de la couche de couverture conjointement avec le panneau, augmentent la dissipation de l'énergie sonore par de frottements mutuels.
En adaptant l'épaisseur de la couche de matière de couverture proportionnellement à l'épaisseur de la tale, on obtient un accroissement de la capacité d'absorption du son de l'élément dans lea bandes à basses fréquences atteignant jusqu'à 100%.
EMI4.1
E é ent à la e bande de fréquence*
Cet élément est formé par la combinaison des deux types précités car le panneau est pourvu de perforations, d'une couche de matière de couverture sur sa face postérieure et d'une couche ou couverture de matière absorbant le son, comme par exemple la laine minérale, sur sa face supérieure.
Il est à remarquer que les coefficients d'absorption
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sont déterminée pour tous les types d'éléments en fonction de la @ distance entre le plafond permanent et la construction du faux plafond suspendu.
Il est possible, au moyen des trois types d'éléments précités,de construire un plafondsuspendu qui procure un degré très élevé d'absorption du son dans toutes les bandes de fréquence et à n'importe quelle distance du plafond permanent, le faux pla- fond étant constitué selon les conditions stipulées en combinant les trois types d'éléments qui sont tous semblables extérieurement.
Il est donc possible de construire à une distance pré- déterminée d'un plafond permanent, un faux plafond ayant les va- leurs d'absorption désirées pour toutes les bandes de fréquence et de donner par conséquent à la salle le contrôle acoustique correct requis.
En outre, lorsqu'il s'agit de constructions neuves dans @ lesquelles la division finale et l'usage de la salle et les sour- ces fortuites de bruit ne sont pas connus à l'avance, la salle @ peut être pourvue initialement d'un faux plafond constitué par '* des éléments à large bande et par la suite, lorsque la salle est en service, les conditions acoustiques peuvent être réajustées par un simple remplacement d'éléments.
A la suite de transformations d'agrandissements, etc., de la salle, on peut réajuster les oon- manière ditions acoustiques de la même/simple sans devoir remplacer tout le plafond ou modifier la distance séparant le faux plafond du plafond permanent.
Si on désire des concentrations locales de certaines matières absorbantes en vue de réduire le bruit, on peut oonoen- trer les éléments dans les zones désirées dans la salle, par exem- ple juste au dessus des sources possibles de bruit, tout en mainte- nant la même absorption totale et la même distance du plafond per- manent pour tous les types d'éléments.
Le problème posé par une absorption variable, comme
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par exemple à la suite de la présence d'un certain nombre de per- sonnes dans une salle, peut être résolu, graoe à la présente in- vention, au moyen d'une simple disposition supplémentaire,
Pour les éléments à basse fréquence, on utilise une matière de couverture dont les qualités absorbantes dépendent de la température et cette matière offre le maximum d'absorption à une certaine température, par exemple à la température normale d'un toit, soit environ 20 à 25 0, mais l'absorption est oonsi- dérablement réduite à environ 15 C.
Par la présence d'un nombre croissant de personnes dans une salle, par exemple un hall de oonoert, la température du pla- fond peut être abaissée selon une fonction calculée au préalable et par conséquent on peut changer de manière correcte l'absorption des basses par suite de la variation du nombre de personnes pré- sentes. Cet abaissement ou régulation de la température peut se faire au moyen d'un dispositif sensible à la température qui com- mande un système de conditionnement ou de refroidissement-du pla- fond.
Dans le même but,l'élément à haute fréquence peut être réglé en montant sur sa surface intérieure un amortisseur coulis- sant ayant des perforations correspondant à celles de l'élément, de aorte qu'en déplaçant cet amortisseur par rapport à l'élément, la zone libre de perforations de celui-ci peut être modifiée de manière à régler l'absorption par l'élément d'une valeur maximum à une valeur minimum. Le déplacement de l'amortisseur peut se faire, par exemple au moyen de la flexion d'une lame bimétallique déterminée par la température du toit.
La commande de l'amortis- seur est ainsi synchronisée aveo les changement@ d'absorption des basses fréquences et il est donc possible de régler à la fois l'absorption des basses et des hautes fréquences par un simple réglage de la température et il reste toujours possible d'ajuster l'absorption totale du plafond à la valeur correcte.
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La monture détachable des éléments à la distance pradé- terminée en dessous du plafond permanent peut être réalisée de n'importe quelle manière appropriée ou connue et elle ne fait pa@ partie de la présente invention. Il est toutefois préférable de fabriquer les éléments d'une manière connue par elle-même en re- pliant un bord vers le haut ce qui permet d'assembler les élément de manière amovible sur le support se trouvant au-dessus, comme c'est représenté et décrit dans la demande de brevet oonjointe déposée par la demanderesse sous le numéro de série PV 42693 le 7 juin 1963.
REVENDICATIONS l.- Disposition de panneaux ou de structure de fa plafond destinée au contrôle acoustique des salles, dans laque les panneaux ou éléments en tôle sont suspendus de manière am@ ble à une certaine distance d'un plafond permanent, oaraotéri. en ce que le faux plafondcomprend une combinaison de trois tyy principaux d'éléments standards ayant des qualités d'bsorptio différentes, à savoir, un élément haute fréquence, un élément i fréquence et un élément à large bande de fréquences.
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"Suspended false ceiling structure for acoustic control".
This invention relates to the acoustic arrangement of rooms.
When the acoustic conditions of a room have to be controlled in order to reduce the noise level to a required or desired value, two facts are obvious, namely that the radiated acoustic energy is usually distributed. to different degrees in the different frequency bands and that an uncontrolled closed room has very different reflection times in the different frequency bands.
The noise level in the room depends on
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therefore not only of the sound level of the source but also of the reflection in the room and it therefore varies with the different frequency bands so that the noise level is determined by the direct noise emitted by the source and the reflected noise.
Acoustic control of rooms in which good speech clarity or high sound or signal quality is required is also based on adapting the room to an ideal reflection time for speech, music, etc. . and on individual reflections that occur according to certain rules. When calculating or deciding extreme or ideal reflection times, the required absorption of sound in the different frequency bands is given and thanks to these facts and the size of the free areas accessible for control, you can choose the acoustic material.
It is already known, thanks to false ceiling panels or structures formed by elements or sheet metal panels suspended in a removable manner at a certain distance from the permanent ceiling, to obtain a certain degree of sound absorption by perforating these panels and possibly by laying a top layer of a sound absorbing material, such as mineral wool, eto.
By using such a false ceiling constituted by panels or elements having similar absorbent qualities, it is impossible with coplanar panels to arrange a room in such a way that certain zones of this one do not coincide with the reflection zone or else in considering the location of individual sources of noise and thus giving the room proper control.
It has been found, according to the present invention, that a completely satisfactory acoustic control of the rooms can be achieved by means of false ceilings formed by panels or elements.
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is lying. coplanars manufactured in a common modal with a sheet having a thickness which preferably does not exceed one millimeter.
According to the invention, this has been achieved by preparing the absorbent panels or elements in such a way as to provide them with different qualities. It has been recognized that it is sufficient for the purpose of using three main types of absorbent elements, namely a high frequency element, a low frequency element and a broadband element, and by virtue of the composition of the absorbent material, any absorption coefficient can be obtained by means of these types of elements for the series of frequency bands. the three types of elements having different absolute qualities are prepared as follows:
High frequency element
This type of element which must absorb the high frequency is provided with evenly distributed perforations and their total surface area reaches at least 10% of the surface of the element, preferably a considerably larger percentage and s the upper face of the element. the element, a layer or a covering of a sound absorbing material, such as for example mineral wool or the like, is applied.
By combining a relatively high degree of perforation with a relatively thick layer of porous material, a high degree of eon absorption can be obtained in high frequency bans.
Low-frequency element
This element consists of a non-perforated sheet, consequently without a layer of sound-absorbing material.
As is known, when a sound wave strikes a light, flexible sheet or sheet, the alternation of the pressures of these waves on the panel forces it to vibrate and the resulting bending vibrations dissipate or consume some.
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amount of incident sound energy by converting it into oha- sor and the amount of energy absorbed can be very large, especially at low frequencies.
However, in order to increase the absorption capacity of the element, the surface of the panel, according to the present invention, is covered with a layer of damping material undergoing such internal dynamic movement during the course of the vibration. with the panel, that it absorbs sound energy and thus increases the element's aosorption capacity.
The covering material may consist of a mixture of a suitable adhesive, for example plastic, with a filler material consisting of a suitable fine and granular material or in flakes, such as for example vermioulite in flakes.
This mixture is applied to the panel, preferably on its interior face, by spraying or painting in a layer having the required thickness; this layer, after hardening, adheres strongly to the panel. The amount of filling material in the mixture should be chosen so that its particles, during the vibration of the cover layer together with the panel, increase the dissipation of sound energy by mutual friction.
By adapting the thickness of the layer of covering material in proportion to the thickness of the tale, an increase in the sound absorption capacity of the element in the low frequency bands of up to 100% is obtained.
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E ent at th frequency band *
This element is formed by the combination of the two aforementioned types because the panel is provided with perforations, a layer of covering material on its rear face and a layer or cover of sound-absorbing material, such as for example mineral wool , on its upper face.
It should be noted that the absorption coefficients
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are determined for all types of elements according to the @ distance between the permanent ceiling and the construction of the suspended suspended ceiling.
It is possible, by means of the three types of elements mentioned above, to construct a suspended ceiling which provides a very high degree of sound absorption in all frequency bands and at any distance from the permanent ceiling, the false ceiling. bottom being formed according to the stipulated conditions by combining the three types of elements which are all similar on the outside.
It is therefore possible to construct at a predetermined distance from a permanent ceiling, a false ceiling having the desired absorption values for all frequency bands and therefore to give the room the correct acoustic control required.
In addition, in the case of new constructions in which the final division and use of the room and the fortuitous sources of noise are not known in advance, the room @ may be initially provided with 'a false ceiling made up of' * broadband elements and subsequently, when the room is in service, the acoustic conditions can be readjusted by a simple replacement of elements.
Following transformations of enlargements, etc., of the room, the acoustic variations of the same / simple can be readjusted without having to replace the entire ceiling or modify the distance between the false ceiling and the permanent ceiling.
If local concentrations of certain absorbent materials are desired in order to reduce noise, the elements can be balanced in the desired areas in the room, for example just above possible sources of noise, while maintaining the same total absorption and the same distance from the permanent ceiling for all types of elements.
The problem posed by variable absorption, such as
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for example as a result of the presence of a certain number of people in a room, can be solved, graoe with the present invention, by means of a simple additional arrangement,
For the low frequency elements, a roofing material is used whose absorbent qualities depend on the temperature and this material offers the maximum absorption at a certain temperature, for example at the normal temperature of a roof, about 20 to 25 0, but the absorption is greatly reduced to about 15 C.
By the presence of an increasing number of people in a room, for example an oonoert hall, the ceiling temperature can be lowered according to a function calculated in advance and therefore the bass absorption can be changed in a correct way. as a result of the variation in the number of people present. This lowering or regulation of the temperature can be effected by means of a temperature sensitive device which controls a conditioning or cooling system for the ceiling.
For the same purpose, the high frequency element can be adjusted by mounting on its inner surface a sliding damper having perforations corresponding to those of the aorta element, than by moving this damper relative to the element. , the area free of perforations thereof can be modified so as to adjust the absorption by the element from a maximum value to a minimum value. The displacement of the shock absorber can be done, for example by means of the bending of a bimetallic strip determined by the temperature of the roof.
The damper control is thus synchronized with the changes @ in absorption of the low frequencies and it is therefore possible to adjust both the absorption of the low and the high frequencies by a simple adjustment of the temperature and it remains. always possible to adjust the total absorption of the ceiling to the correct value.
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The detachable mounting of the elements at the predetermined distance below the permanent ceiling can be made in any suitable or known manner and does not form part of the present invention. It is, however, preferable to manufacture the elements in a manner known per se by folding an edge upwards which allows the elements to be removably assembled on the support lying above, as is. shown and described in the joint patent application filed by the applicant under serial number PV 42693 on June 7, 1963.
CLAIMS 1. Arrangement of panels or ceiling structure intended for the acoustic control of rooms, in which the panels or sheet elements are suspended am @ ble at a certain distance from a permanent ceiling, orarotéri. in that the false ceiling comprises a combination of three main types of standard elements having different absorption qualities, namely, a high frequency element, a frequency element and a broadband frequency element.