Schall- und vibrationsisolierter schwimmender Fussboden Vorliegende Erfindung betrifft einen schall- und vibrationsisolierten schwimmen den Fussboden mit einer auf einer elastischen schallisolierenden Zwischenlage unter Ver mittlung einer Deckschicht ruhenden Ober schicht aus Beton.
Bei den herkömmlichen schwimmenden Fussböden-Konstruktionen war es bisher ge bräuchlich, auf die tragende Gebälkkonstruk- tion eine elastische Zwischenlage in der Form einer ausgebreiteten zusammenhängenden Schicht von z. B. Sand, Koksasche, Glas- oder Mineralwollmatten oder dergleichen auf zubringen. Das Giessen der Oberplatte er folgte dann entweder unmittelbar auf diese elastische Zwischenlage oder gegebenenfalls auf die Zwischenlage, mit Teerpappe gedeckt, um zu verhindern, dass die Zwischenlage während des Giessens beschädigt wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die belastete Area der elastischen Zwi schenlage so klein als möglich sein soll, um die grösste Zusammendrückung und damit die beste Isolierwirkung zu geben. Die er höhte Zusammendrückung wird dabei durch die gesteigerte Belastung je Flächeneinheit erreicht.
Ferner soll die Deckschicht solcher Beschaffenheit sein, dass sie als Träger beim Giessen der Oberschicht aus Beton dienen kann und das Entstehen von Schallbrücken beim Giessen verhindert. Fig. 1 in der beigefügten Zeichnung ver anschaulicht eine Kurve über die Isolier- wirkung (die Kurve ist rein theoretisch und nimmt z. B. keine Rücksicht auf innere Dämpfung in der elastischen Zwischenlage, gibt jedoch ein gutes Bild von der Isolier- wirkung).
Auf die Abszisse ist das Verhältnis zwi schen der aufgedrückten Frequenz (n) und der Eigenfrequenz (f) des schwimmenden Fussbodens abgetragen. Die Zahlen längs der Kurve geben an, ein wie grosser Prozentanteil der Schallenergie durchgeht und nach unten an die tragende Gebälkplatte gelangt. Wenn der schwimmende Fussboden eine Eigen frequenz von 50 p/s und die aufgedrückte Vibration z. B. die Frequenz<B>1000</B> p/s hat, findet man das Verhältnis
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und man sieht also, dass weniger als 20/, der aufgedrückten Vibrationsenergie an das Betongebälk gelangt.
Die Eigenfrequenz eines schwimmenden Fussbodens, wo die elastische Unterlage so gestaltet ist, dass hauptsächlich nur senk rechte Bewegungen möglich sind, kann in einfacher Weise laut der Formel
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berechnet werden, wo f die Frequenz in p/s und s die elastische Zusammendrückung der elastischen Unterlage in cm für das Eigen gewicht der Oberplatte und der Fussboden belegung ist.
Man ersieht hieraus, dass die Frequenz niedriger (und damit die Isolierwirkung bes ser - gemäss Fig. 1) wird, je grösser die Zu- sammendrückung ist. Das heisst, der Ober fussboden soll möglichst schwer und die elastische Zwischenlage so weich als möglich und deren belastete Fläche so klein als mög lich sein.
Auf der Grundlage der oben angeführten Voraussetzungen ist der Schall- und vibra- tionsisolierte Fussboden gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass elastische schallisolierende Formstücke auf der tragen den Gebälkkonstruktion des Bodens getrennt voneinander mit Luftzwischenräumen an gebracht sind, und dass die Deckschicht aus einander überlappenden Holzfaserplatten be steht, die eine ununterbrochene tragfähige Schicht bilden, auf der die Oberschicht aus Beton direkt gegossen ist.
Als Beispiel für geeignete Materialien für die elastischen Formstücke seien Kork, ins besondere entspannter Kork, ferner Plastik, z. B. Kautschuk oder Zellplastik, poröse Holz faserplatten und Stahlfedern erwähnt.
Vorzugsweise sind die elastischen Form stücke auf der Gebälkkonstruktion des Bodens in etwa gleichmässiger Verteilung, z. B. in der Form eines Gittermusters, an gebracht, und zwar so, dass sie zusammen nur etwa 10 bis 15% der Oberfläche der Gebälk konstruktion decken. Sie können in verschie dener Weise angebracht sein, z. B. lose auf die Gebälkkonstruktion oder daran angeleimt oder an die Holzfaserplatten angeleimt oder angenagelt sein.
Wie oben angegeben dienen die harten Holzfaserplatten als Trägerschicht für den Transport und die Auslegung des Betons und als Form beim Giessen der schweren Ober schicht und als Form und Träger für die neu gegossene Betonschicht, bis diese nach dem Abbinden eine selbsttragende und lastauf nehmende Oberschicht bildet.
Es hat sich gezeigt, dass der erfindungs gemässe Fussboden ausgezeichnete Schall- und vibrationsisolierende Eigenschaften besitzt.
Fig. 2 in der Zeichnung veranschaulicht im senkrechten Schnitt eine Fussboden konstruktion gemäss der Erfindung.
In der Figur ist 21 die tragende Beton gebälkkonstruktion, 22 sind Korkstücke und 23 sind Holzfaserplatten, auf welche die Ober schicht oder Oberplatte 25 aus Beton ge gossen wird. 24 ist ein Plattstreifen, der eben-, falls eine Holzfaserplatte sein kann, und der nur während des Giessens aufgebracht und später entfernt wird. 26 ist eine Verschleiss schicht aus Linoleum.
Wie in der Figur gezeigt, sind die Holz faserplatten 23 so angebracht, dass sie ein ander überlappen, wodurch die Entstehung von Schallbrücken, die sonst durch durch dringenden Beton verursacht werden kann, verhindert wird.
Durch die Anordnung der elastischen Unterlage oder Zwischenlage aus Form stücken 22 wird erreicht, dass im wesent lichen nur vertikale Bewegungen durch die selben übertragen werden können, was eine beinahe genaue theoretische Berechnung der Isolation ermöglicht.
Ein Beispiel hierfür wird unten angeführt. Wünscht man eine Eigenfrequenz f für den Oberfussboden von 35 p/s, welcher Wert gemäss Fig. 1 eine sehr gute Isolation gibt, so findet man aus der Frequenzgleichung, dass die Zusammendrückung s 0,02 cm sein soll.
Bei entspanntem Kork mit dem Raum gewicht etwa 0,150 g/cm3 wurde bei statischen Belastungsproben eine umkehrbare Zusam- mendrückung von etwa 4% für eine Belastung von 0,5 kg/cm2 erzielt. Wählt man nun die Korkstärke 2 cm und für das Gewicht der Oberplatte oder Oberschicht den Wert 150 kg/ m2, so ergibt sich die prozentuale Korkarea.
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Die Belastung auf dem Kork vom Ober fussboden her plus bewegliche Last - an genommen insgesamt 350 kg/m2 - wird dann ungefähr 0,3 kg/cm'.
Die belastete Korkarea könnte mithin noch mehr vermindert werden mit dadurch bedingter verbesserter Schall isolation, ohne dass die zulässige Bean spruchung des Korkes von 0,5 kg/cm2 über schritten wird. Hier kommt aber der Um stand noch hinzu, dass die Korkstücke und die Holzfaserplatte imstande sein sollen, die Belastung beim Ausfahren des Betons für die Oberschicht aufnehmen zu können. Aus die sem Grunde soll die belastete Korkarea zweckmässig nicht weniger als 10% betragen.
Wird diese Korkarea im obengenannten Beispiel auf 10 % herabgesetzt, so findet man, dass die Eigenfrequenz f etwa 29 p/s und die Belastung auf dem Kork etwa 0,35 kg/cm2 wird.
Sound- and vibration-insulated floating floor The present invention relates to a sound- and vibration-insulated floating floor with an upper layer made of concrete resting on an elastic sound-insulating intermediate layer with the mediation of a top layer.
In the case of conventional floating floor constructions, it has hitherto been customary to place an elastic intermediate layer in the form of a spread out, cohesive layer of, for example, on the supporting beam construction. B. sand, coke ash, glass or mineral wool mats or the like to spend. The top plate was then poured either directly onto this elastic intermediate layer or, if necessary, onto the intermediate layer, covered with tar paper to prevent the intermediate layer from being damaged during casting.
The invention is based on the knowledge that the stressed area of the elastic intermediate layer should be as small as possible in order to give the greatest compression and thus the best insulating effect. The increased compression is achieved by the increased load per unit area.
Furthermore, the top layer should be of such a nature that it can serve as a carrier when pouring the top layer of concrete and prevents the formation of sound bridges when pouring. 1 in the attached drawing illustrates a curve for the insulating effect (the curve is purely theoretical and, for example, does not take into account internal damping in the elastic intermediate layer, but gives a good picture of the insulating effect).
The ratio between the imposed frequency (n) and the natural frequency (f) of the floating floor is plotted on the abscissa. The numbers along the curve indicate how large a percentage of the sound energy passes and gets down to the supporting beam plate. If the floating floor has a natural frequency of 50 p / s and the imposed vibration z. B. has the frequency <B> 1000 </B> p / s, one finds the ratio
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and you can see that less than 20 /, of the applied vibration energy reaches the concrete framework.
The natural frequency of a floating floor, where the elastic underlay is designed in such a way that mainly only vertical movements are possible, can easily be calculated using the formula
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where f is the frequency in p / s and s is the elastic compression of the elastic underlay in cm for the weight of the top plate and the floor covering.
It can be seen from this that the frequency is lower (and thus the insulating effect better - according to FIG. 1) the greater the compression. This means that the upper floor should be as heavy as possible, the elastic intermediate layer as soft as possible and its loaded surface as small as possible.
On the basis of the above-mentioned prerequisites, the sound and vibration-insulated floor according to the invention is characterized in that elastic sound-insulating molded pieces are attached to the supporting beam construction of the floor separated from one another with air gaps, and that the cover layer is made of overlapping wood fiber panels that form an uninterrupted load-bearing layer on which the top layer of concrete is poured directly.
An example of suitable materials for the elastic fittings are cork, in particular relaxed cork, and also plastic, e.g. B. rubber or cellular plastic, porous wood fiber panels and steel springs mentioned.
Preferably, the elastic molded pieces on the entablature structure of the floor in an approximately even distribution, z. B. in the form of a grid pattern, brought on, in such a way that they together cover only about 10 to 15% of the surface of the entablature construction. You can be attached in various dener ways, for. B. be loosely glued to the entablature structure or glued or nailed to the fibreboard.
As stated above, the hard wood fiber boards serve as a carrier layer for the transport and design of the concrete and as a form when pouring the heavy upper layer and as a form and carrier for the newly poured concrete layer until it forms a self-supporting and load-bearing upper layer after setting.
It has been shown that the floor according to the invention has excellent sound and vibration insulating properties.
Fig. 2 in the drawing illustrates in vertical section a floor construction according to the invention.
In the figure, 21 is the load-bearing concrete beam structure, 22 are pieces of cork and 23 are wood fiber boards on which the top layer or top plate 25 made of concrete is poured. 24 is a flat strip, which can also be a wood fiber board, and which is only applied during casting and removed later. 26 is a wear layer made of linoleum.
As shown in the figure, the wood fiber panels 23 are attached so that they overlap each other, whereby the formation of sound bridges, which can otherwise be caused by penetrating concrete, is prevented.
By arranging the elastic pad or intermediate sheet from molded pieces 22 it is achieved that essentially only vertical movements can be transmitted through the same, which enables an almost exact theoretical calculation of the insulation.
An example of this is given below. If you want a natural frequency f for the upper floor of 35 p / s, which value according to FIG. 1 gives a very good insulation, one finds from the frequency equation that the compression s should be 0.02 cm.
With relaxed cork with a volume weight of about 0.150 g / cm3, a reversible compression of about 4% was achieved for a load of 0.5 kg / cm2 in static load tests. If you now choose the cork thickness 2 cm and the weight of the top plate or top layer 150 kg / m2, the percentage cork area results.
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The load on the cork from the upper floor plus the moving load - assuming a total of 350 kg / m2 - is then approximately 0.3 kg / cm '.
The contaminated cork area could therefore be reduced even more with the resulting improved sound insulation, without exceeding the permissible stress on the cork of 0.5 kg / cm2. Here, however, there is also the fact that the cork pieces and the wood fiber board should be able to absorb the load when moving the concrete for the top layer. For this reason, the contaminated cork area should not be less than 10%.
If this cork area is reduced to 10% in the above example, it is found that the natural frequency f is around 29 p / s and the load on the cork is around 0.35 kg / cm2.