CN103180530A - 镶板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及镶板，所述镶板能够用于覆盖建筑物中的内部表面，例如在礼堂、开敞式办公室中等，其中，所述镶板能够应用在具有热活化建筑系统（TABS）的建筑物中，在所述热活化建筑系统中，声学效果和热舒适的平衡是众所周知的难题。根据本发明的第一实施例，提供一种镶板，所述镶板包括一个或多个吸音元件（3）和子区域（7，8，9），所述子区域使得镶板的前部（11）和镶板的后部（12）相连，并且在子区域（7，8，9）中不存在吸音元件（3），由此所述子区域（7，8，9）确保穿过镶板的热传递。根据本发明的第二实施例，镶板包括基本刚性的框架（1），所述框架在其中限定了一区域，其中，所述区域设置有一个或多个吸音元件，所述吸音元件包括前面和后面，其中，一个或多个吸音元件在由框架（1）限定的整个区域上延伸并且其中，所述子区域（22）设置成穿过所述吸音元件，使得子区域（22）连接所述一个或多个吸音元件的所述前面和后面。

Description

镶板

技术领域

本发明整体涉及镶板，所述镶板用于覆盖建筑物中的内表面，例如在礼堂、开敞式办公室等，并且更具体地涉及这样的镶板，所述镶板用于具有热活化建筑系统（TABS）的建筑物中，在所述热活化建筑系统中，平衡的声学效果和热舒适度是众所周知的难题。

背景技术

在例如建筑与室内设计的领域中，经常需要镶板用于覆盖房间的边界，诸如天花板、墙壁或位于房间内的隔墙。这种镶板可完全用于美观目的，但是也能够用于有效地改变房间的特性，例如，关于房间声学性能和热性能的特性。

用于确定房间的声学性能的镶板通常包括框架结构，所述框架结构支撑吸音材料的板，所述吸音材料诸如为矿物棉、石膏或者薄木膜。尽管这种镶板能够提供关于房间声学调节的非常好的解决方案，但是这种镶板的诸如其热透过性的热性能难以达到最佳状态并且可能事实上远远不够理想。已知镶板所存在的问题是同时使得声学性能和热性能最优，因此所存在的问题是使用所述镶板以试图优化房间的整体舒适度。

尤其在具有热活化建筑系统（TABS）的建筑物中，平衡的声学效果和热舒适度是众所周知的难题。

发明内容

在以上背景中，本发明的目的是提供一种镶板，所述镶板高度优化镶板的热性能和声学性能。本发明的镶板优选地组合了可持续性的设计与独特美感和卓越的功能性能，从而提供了对声学效果和热舒适度的高度控制。根据本发明特征的镶板特征在于创新的“热透过性”技术，并且能够有利地与热活化建筑系统（TABS）组合使用，而同时仍然确保强声学性能。

根据本发明的镶板提供对于不同内部要求的灵活的方案。所述镶板安装快速并且能够容易地拆卸、重新组装而且再装饰，以满足变化的要求。根据本发明的镶板能够设置有织物，所述织物覆盖镶板的前面，并且根据本发明的实施例，根据需要能够频繁地轻易地更换这种织物，以反映更新的使用或者设计要求。

根据本发明的优选的实施例，镶板包括例如由铝制成的框架，所述框架具有隐藏式的张紧机构，所述张紧机构保持织物表面完全伸展。结果，根据本优选实施例的镶板不会受到湿度或者温度变化的影响并且多年保持良好外观。

根据本发明的镶板能够至少用于调节房间的以下主要环境方面：

声学

无论所涉及的房间的尺寸和功能如何，根据本发明的镶板都能够定制成满足全谱声学挑战。结果，本发明的镶板与当今的建筑尤为相关，当今建筑通常的特征是开敞式房间，声响噪音问题对其至关重要。

热舒适度

在具有热活化建筑系统（TABS）的建筑物中，平衡的声学效果和热舒适度是众所周知的难题。根据本发明的镶板设计成辅助控制这种房屋的内部温度。

根据本发明的镶板允许传递热辐射，而没有显著损害声学性能。结果，根据本发明的镶板能够优化舒适度并且显著地有助于降低建筑物的能耗。

根据本发明，利用这种镶板获得了以上和其它有利效果，所述镶板包括一个或者多个吸音元件和子区域，所述子区域使得镶板的前部与镶板的后部相连，并且在所述子区域中不存在吸音元件。从而这种子区域确保通过镶板进行较高程度的热传递。

因此，根据本发明的镶板包括一个或者多个吸音元件和子区域，所述子区域使得镶板的前部和镶板的后部相连，并且在所述子区域中不存在吸音元件，其中，所述子区域形成穿过镶板的通道，所述通道使得镶板的前部与镶板的后部相连，由此所述子区域确保通过镶板进行热传递。

根据本发明的第一类实施例，确保通过镶板的所需热传递的子区域可以是完全敞开，即，使得镶板的前表面和镶板后表面之间流体连接，或者所述子区域能够用具有高热导率的材料填充，从而虽然堵塞了镶板前表面和镶板后表面之间通过子区域的流体连接，但是仍然确保通过子区域的所需热传递。

根据按照本发明的镶板的实施例，所述镶板包括基本刚性的框架，所述框架限定了这样的区域，所述区域包括所述吸音元件，其中，所述区域设置有一个或者多个吸音元件，所述吸音元件包括前面、后面和多个侧面，所述吸音元件以这样的方式布置在所述框架中，使得所述侧面中的至少一些暴露于所述镶板置于其中的周围环境的声场。吸音元件能够呈大体盒状，但是在不悖离本发明的范围的前提下其也可能使用其它形状。

根据本发明的优选的实施例，不仅仅由声场与吸音元件的前表面相接触的来进行吸音，而且声场与这些元件的侧表面相接触也进行吸音，从而增加了个体吸音元件的有效吸音面积并且从而补偿了吸音元件与整个前表面皆由吸音材料构成的镶板相比减小的前部面积。因此，根据本发明的镶板的整体吸音效果不仅受到镶板的前部面积的影响（或者如果镶板的前侧和后侧暴露于声场，则会受到镶板的前部面积和后部面积的影响），而且也受到吸音元件的整个侧部面积的影响并且由此受到镶板厚度的影响。

根据按照本发明的镶板的实施例，根据将实施大量吸音的最低频率来选择所述吸音元件的尺寸。

根据按照本发明的镶板的实施例，框架还设置有例如织物的挠性材料的片材，所述片材悬置在由框架所限定的区域的前部上。框架优选地设置有一种装置，所述装置用于使得挠性材料可释放地附接到框架，并且优选地这些附接装置形成为用于在框架所限定的区域上张紧挠性材料，使得挠性材料总是保持张紧，而与例如环境温度和湿度变化以及挠性材料自身的老化效应无关。

根据本发明的其它实施例，根据本发明的镶板设置有例如织物的挠性材料的片材，所述片材悬置在由框架限定的区域的前部和后部上。

根据按照本发明的镶板的其它实施例，子区域设置成穿过所述吸音元件。本发明的这个实施例包括基本刚性的框架，所述框架在其中限定了一区域，其中，所述区域设置有一个或多个吸音元件，所述吸音元件包括前面和后面，其中，一个或者多个吸音元件在由框架限定的整个区域上延伸并且所述子区域设置成穿过所述吸音元件，使得所述子区域连接一个或者多个吸音元件的所述前面和后面。

子区域可以使得一个或者多个吸音元件的所述前面和所述后面之间流体连接。

此外，本发明还涉及一种方法，所述方法用于优化镶板的热性能和声学性能以提供针对多种内部要求的灵活的方案，而同时仍然确保镶板所需的吸音功能，所述内部要求诸如与热活化建筑系统（TABS）有关，所述方法包括：

（i）设置一个或者多个镶板，所述镶板包括一个或者多个吸音元件和子区域，所述子区域使得镶板的前面（11）与镶板的后面相连，并且在所述子区域中没有设置吸音元件，所述子区域形成穿过镶板的通道，所述通道提供了镶板前部和镶板后部之间的热传递，由此所述子区域确保了通过镶板的热传递；

（ii）确定所述子区域的物理特征，使得基本确保通过镶板的所需热传递；

（iii）确定吸音元件的物理特征，使得基本确保所需的吸音特征。

附图说明

通过结合附图阅读以下本发明的实施例的详细描述和表明本发明效果的声学测试的结果，将更加充分地理解本发明，其中：

图1示出了根据本发明的镶板的第一实施例的示意性透视图；

图2示出了在吸收件直接放置在地板（“0mm”）上的情况下的所有测试结果的曲线图；

图3示出了针对75%的覆盖面（三条下方的线）和标准化的值（每单元面积吸收）的吸音曲线，即，在100%覆盖范围的假设情况中这种构造将吸收多少；

图4示出了对应于图1中的那些结果的结果，但是其中吸收件放置成距离地板10mm；

图5（a）示出了根据本发明的镶板的第二实施例的示意性透视图，其示出了穿过镶板的剖视图，用于显示镶板的内部结构；和

图5（b）示出了穿过根据在图5（a）中示出的本发明的实施例的镶板的剖视图。

具体实施方式

参照图1，示出了根据本发明的镶板的实施例的示意性透视图，其中，所述镶板包括基本刚性的框架1，所述框架1限定了镶板的中央区域，所述中央区域使得镶板的前面11与镶板的后面12相连，在图1中是从后面看到的镶板。

中央区域设置有用于吸音元件（未示出）的两个声音接收区域7和9，该吸音元件包括前面、后面和多个侧面，所述吸音元件布置在所述框架中，使得至少一些面暴露于所述镶板置于其中的周围环境中的声场。为了将吸音元件附接在框架中，框架设置有横向托架3，在示出的实施例中，所述横向托架3包括中央部分6和顶部以及底部部分4和5。这种结构与框架一起形成接收部，用于容置吸音元件。为了提供声场接近吸音元件的侧面的途径，托架的中央部分6设置有穿过该中央部分的孔。虽然这在图1中用圆形孔4的图案来示例，但是这些孔也能够具有其它形状，在毗邻托架中示出的对应孔15为细长狭缝的形式。只要足够强度的网和/或用于该目的的织物能够将吸音元件保持在合适位置中并且提供声音进入吸音元件的侧面的途径，则能够替换地使用所述网和织物。

中央区域包括子区域8，所述子区域8形成穿过镶板的通道，所述通道使得镶板的前面11与镶板的后面12相连，并且在子区域8中不存在吸音元件。这些子区域或穿过镶板的通道促进通过镶板进行热传递并且因此提供了作为本发明的特征的“热透过性”。

在图1a中示出的实施例中，吸音元件基本为盒状，但是应当理解的是在根据本发明的镶板中也能够使用具有其它形状的吸音元件。

根据本发明的实施例，能够根据实施大量吸音的最低频率来选择吸音元件的尺寸。

根据本发明的实施例，框架还设置有例如织物的挠性材料片材10，所述挠性材料片材10悬置在由框架限定的区域的前面11上。

以下是所进行的一些初级实验的结果，用于示出本发明的原理。所有实验均以可从Ecophon公司获得的40mm絮垫（batts）来进行。

（1）针对直接放置在地板上的矿物棉的实验结果

在下表1中总结了实验结果：

表1：针对直接放置在地板上的矿物棉的实验结果

从以上实验结果可知，其表明随着吸音材料的数量增加而吸音作用增强的总趋势。然而，更加特别地，其表明在1至4kHZ的频率范围中，在用“小吸收件”（“小板条”）的25%的覆盖范围所获得的吸音作用与用更大吸收件形式的两倍吸收材料的量（50%）所获得吸音作用几乎一样多。这种效果很大程度上是由于吸收件3的侧面（边缘部分）数量增加，所述侧面极大地增加了吸收件的吸音表面面积。对于75%的覆盖范围，即使在最大的吸收件（最大的板条）的情况下也获得大致提高了35%的吸音作用。

在1000Hz的条件下，表明针对不同程度的穿孔（覆盖百分比）（分别为25%、50%和75%）中的每一种，吸收件（板条）的尺寸越小越能够获得更大的吸音效果。然而，在250Hz和在设置低于125Hz的频率带中不是这样的情况。原因在于，在这些频率区域中，吸收件的极大增加了吸收面积的边缘部分（侧面）与在这些频率中的声音波长相比太小，不能产生任何可觉察到的吸音效果。实际上，低频下的大吸音件（板条）的吸音作用更大，这是由于在这些低频率下的吸音件的尺寸与声音的波长相当。多个/很少吸收件（板条）之间的吸音作用在75%的百分比覆盖范围的条件下存在相对较小的差异（在这种情况中效果仅为10%-15%）的情况强调了这一事实。

总的结论是，可推荐以这样的方式设计镶板，使得利用吸收件（板条）的侧面（边缘部分）的效果，以便如先前所述那样获得较大的吸音作用而且仍然具有镶板所需的“热透过性”。

在图2中，示出了针对直接放置在地板（“0mm”）上的吸收件的所有上述测试结果的曲线图。

在图3中，示出了针对75%覆盖范围（三条下线）的吸音曲线和标准化值（三条下线）的吸音曲线，即，每单位面积的吸收，即，该构造在100%的覆盖范围的假设情况中能够吸收多少。由于三条上线实际上位于表示在100%覆盖范围的条件下测量值的线的上方，所以其表明与覆盖整个区域的吸收件相比，使用吸收件（板条）更有效，原因在于，所述吸收件的侧面（边缘部分）暴露于声场。

（2）针对放置在地板上方100mm的矿物棉的实验结果

在表2中总结了实验结果，如下：

表2.针对放置在地板上的矿物棉100mm的实验结果

表2中示出的结果表明存在与上述针对地板上方0厘米的情况相同的趋势。

（3）在以上表1和表2中示出的结果的总结

下面在表3中给出了吸音系数的平均值的总结：

表3.针对地板上方0mm和100mm的吸收件（板条）的吸音系数的平均值。

在表的下行中说明了当吸收件处于地板高度上方100mm处时矿物棉的吸收作用增加了多少百分比。即使利用这种类型的棉絮也能够获得显著增长的百分率（大致50%），所述棉絮非专为此目的设计。

参照图2、3和4，这些附图示出了对应于在以上表中给出的实验结果的曲线图。

因此，总的结论是，在这样的镶板中使用吸收件（板条）的侧面（边缘部分）的声学效果是有利的，并且能够用于使得镶板具有声学吸收作用和热透过性的理想组合。

而且，在镶板和墙壁之间的距离仅为100mm的情况下获得吸音作用显著增长的百分率（大致50%）（尽管在本研究中使用对于此目的而言并非最优的棉絮）。

在图5（a）和图5（b）中示出了根据本发明的镶板的第二实施例。

参照图5（a），示出了第二实施例的示意性透视图，为了更清晰地图解镶板的内部结构，其示出了镶板的剖视图。整体用附图标记16表示的镶板包括大体刚性的框架17，沿着所述框架17的边缘部分设置有用附图标记18表示的自张紧装置，所述自张紧装置用于保持在镶板的前面上延伸的诸如织物的挠性材料片材19。在图5（a）和图5（b）中示出的自张紧装置是在本申请人名下的先前国际专利申请WO2005/073482A2中详细示出并且描述的类型，但是应当理解的是在不背离本发明的由权利要求所限定的范围的前提下还可以使用其它类型的自张紧装置。

可选地，镶板的后面还可以设置有挠性材料片材20，所述片材可以通过使用如上所述的自张紧装置能够附接到框架17或者用其它方式附接到框架17的相应部分。

沿着框架的内部分，设置有凹陷区域23，所述凹陷区域23形成用于吸音体21的附接装置，当安装在框架17内时，所述吸音体21能够填满由框架17所限定的整个内部区域，或者可选地可以仅仅填满由框架所限定的子区域。在图5（a）和图5（b）示出的实施例中，吸音体21填满由框架所限定的整个区域。

为了确保通过镶板的所需的热透过性，在实施例中示出的吸音体21设置有多个筒形贯通通道22，所述通道22在吸音体21的整个面上形成规则图案并且使得吸音体21的前表面和后表面流体连接。在不背离本发明的范围的前提下，从吸音体21的前面至其后面延伸穿过吸音体21的这种通道的多种替代性形状和尺寸也是可以的。通道还可以不必形成如在图5（a）中示出的那样的规则图案。

参照图5（b），示出了穿过在图5（a）中示出的根据本发明的实施例的镶板的剖视图。

利用本发明的第二实施例能够获得有利的声学效果。因此，能够选择吸音体21的尺寸和/或每单位面积的质量，使得吸音体21将不仅仅提供由在吸音材料自身的多孔结构中的能量损耗所导致的吸音作用而且还提供由作为整体的吸音体21的声场导致的振动所引发的吸音作用，即，吸音体21能够根据本发明通过设置适当的尺寸并且选择材料而起到膜或镶板吸收件和多孔吸音件的组合的功能。因为在高频条件下多孔吸收体将尤为有效，而膜或者镶板吸收件能够设计成在低频条件下尤为有效，所以根据本发明的组合的吸收件能够用于增加根据本发明的镶板的总吸收带宽。

Claims (17)

1.一种镶板，包括一个或多个吸音元件和子区域（8，22），所述子区域连接所述镶板的前部（11）与所述镶板的后部（12），并且在所述子区域（8，22）中不存在所述吸音元件，所述子区域（8，22）形成穿过所述镶板的通道，所述通道提供了所述镶板的所述前部（11）和所述镶板的所述后部（12）之间的热传递，由此所述子区域（8，22）确保穿过所述镶板的热传递。

2.根据权利要求1所述的镶板，其中，所述子区域（8，22）提供了所述镶板的所述前部（11）和所述后部（12）之间的流体连接。

3.根据权利要求1所述的镶板，其中，所述子区域堵塞了所述镶板的所述前部（11）和所述后部（12）之间的流体连接，但是其中所述子区域设置有具有高导热率的材料。

4.根据权利要求1所述的镶板，其中，所述镶板包括基本刚性的框架（1，17），所述框架在其中限定了一区域，其中所述区域设置有一个或多个吸音元件，所述吸音元件包括前面、后面和多个侧面，所述吸音元件布置在所述框架中，使得所述侧面中的至少一些暴露于所述镶板置于其中的周围环境中的声场。

5.根据权利要求1或4所述的镶板，其中，所述吸音元件基本为盒状。

6.根据权利要求1所述的镶板，其中，根据将实施大量吸音的最低频率选择所述吸音元件的尺寸。

7.根据前述权利要求中的任意一项所述的镶板，其中，所述框架还设置有挠性材料的片材（10，19），所述片材悬置在由所述框架（1）限定的区域的前部（11）上。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的镶板，其中，所述镶板包括托架（3），所述托架与框架部分一起提供了用于所述吸音元件的接收部，并且其中，所述托架（3）包括中央部分（6），所述中央部分的特征在于提供了声场进入所述吸音元件的侧面的途径。

9.根据权利要求8所述的镶板，其中，所述中央部分（6）设置有孔（14）。

10.根据权利要求8所述的镶板，其中，所述中央部分（6）由提供了声场进入所述吸音元件的侧面（6）的声音途径的材料制成。

11.根据权利要求10所述的镶板，其中，所述材料是网或者织物。

12.根据权利要求1所述的镶板，其中，所述子区域（22）设置成穿过所述吸音元件。

13.根据权利要求1所述的镶板，其中，所述镶板包括基本刚性的框架（1），所述框架在其中限定了一区域，其中，所述区域设置有一个或多个吸音元件，所述吸音元件包括前面和后面，其中，所述一个或多个吸音元件在由所述框架（1）限定的整个区域上延伸，并且其中所述子区域（22）设置成穿过所述吸音元件，使得所述子区域（22）连接所述一个或多个吸音元件的所述前面和所述后面。

14.根据权利要求12或13所述的镶板，其中，所述子区域（22）提供了所述一个或多个吸音元件的所述前面和所述后面之间的流体连接。

15.根据权利要求12或13所述的镶板，其中，所述子区域（22）堵塞了所述一个或多个吸音元件的所述前面和所述后面之间的流体连接，但是其中，所述子区域（22）设置有具有高导热率的材料。

16.根据前述权利要求12至15中任意一项所述的镶板，其中，所述框架（1）在面对由所述框架限定的内部区域的边缘部分上设置有凹陷的附接部分（23），用于将所述一个或多个吸音元件（21）附接到所述框架（17）。

17.一种用于优化镶板的热性能和声学性能的方法，用于提供针对诸如与热活化建筑系统（TABS）结合的不同内部要求的灵活方案，而同时仍然确保所述镶板的所需的吸音功能，所述方法包括：

（i）提供一个或多个镶板，所述镶板包括一个或多个吸音元件和子区域（8，22），所述子区域连接所述镶板的前面（11）与所述镶板的后面（12），其中在所述子区域（8，22）中没有设置吸音元件，所述子区域（8，22）形成穿过所述镶板的通道，所述通道提供了所述镶板的所述前部（11）和所述镶板的所述后部（12）之间的热传递，由此，所述子区域（8，22）确保穿过所述镶板的热传递；

（ii）确定所述子区域（8，22）的物理特征，使得基本确保穿过所述镶板的所需热传递；

（iii）确定所述吸音元件的物理特征，使得基本确保所需的吸音特征。

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