DE10107145A1 - Schallschluckende Akustikdecke bzw. -wand - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine dem Beseitigen von Reflexionsschall in Räumen dienende schallschluckende, abgehängte Akustikdecke bzw. -wand. Sie besteht aus Bauplatten, die aus der Schallabsorption dienenden, miteinander unter Druckwirkung mittels eines Bindemittels verbundenen, porösen Partikeln hergestellt sind. Um die akustisch wirksame Funktion zu erfüllen, andererseits die Aufgabe der Temperatursteuerung sicherzustellen, ist die Akustikdecke bzw. -wand durch derart in die Poren der porösen Partikel integrierte oder als in der flüssigen Form mittels Gelbildner stabilisierte Füllkörper beigegebene Materialien mit latenter Wärmekapazität gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit der akustisch wirksamen Poren der Akustikdecke bzw. -wand erhalten bleibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dem Beseitigen von Reflexionsschall in Räumen dienende schallschluckende, abgehängte Akustikdecke bzw. -wand, die aus der Schallab­ sorption dienenden, miteinander unter Druckwirkung mittels eines Bindemittels verbunde­ nen, porösen Partikeln, wie Blähglas-, Blähton- od. dgl. Partikeln hergestellt ist.

Akustikkühldecken sind aus der Literatur bekannt. So ist aus der Zeitschrift Trocken­ bau 7/1992 S. 40-55 die Feststellung entnehmbar, "bauphysikalische Anforderungen, ins­ besondere an die Akustik" stünden dem Einbau einer Kühldecke nicht entgegen. Als Bei­ spiel ist auf eine sog. KA-Klimadecke Bezug genommen, bei der es sich um eine glatte, geschlossene Decke aus Metall oder Gipskarton in verputzter Ausführung mit hohem Strahlungsanteil handelt. Weiter heißt es dazu, "Schallabsorption für alle Deckenvarianten möglich" und ferner sind besonders erwähnt "Kunststoff-Rohrmatten aus PE, die "auf Metalldecken aufgelegt, in Gipskartonelemente integriert oder direkt an der Betondecke befestigt und verputzt" werden. Auffallend ist die Vielzahl der Andeutungen bezüglich des Aufbaus und des Einsatzes der KA-Klimadecke, die dem Fachmann in der Zeitschrift tabel­ larisch angeboten wird, und zwar handelt es sich um eine große Anzahl weiterer Kühl­ decken verschiedenster Konstruktionen, die zum Teil auch schallabsorbierend sein können. Als Beispiel sind vier unterschiedliche Flexi-Cool-Produkte genannt:

• 1. Strahlungsdecke, schallabsorbierend, Kupferrohr-/Aluminium-Wärmeleitprofil, wobei offenbar eine Stahl-Akustikdeckenplatte mit geschlossener oder perforierter Oberflä­ che Einsatz findet und letztere offenbar der Schallabsorption dient,
• 2. Strahlungsdecke, schallabsorbierend. Hier findet ebenfalls ein Kupferrohr-/Aluminium- Wärmeleitprofil Anwendung, allerdings in Verbindung mit einem Aluminium-Paneel mit geschlossener oder perforierter Oberfläche.
• 3. Eine offene Kühldeckenbauform, bei der ein Kupferrohr-/Aluminium-Hohlkammerprofil Anwendung findet.
• 4. Ferner eine schallabsorbierende Strahlungsdecke, die aus Stahlrohr-/Aluminium-Kas­ setten gefertigt sein soll.

Schließlich ist als Beispiel eine schallabsorbierende Kühlstrahldecke aufgeführt, die offenbar aus Aluminium-Kassetten bestimmter Abmessungen besteht, welche eine seitliche Profilierung zur Aufnahme von Kühlrohren besitzen.

Neben dem vorstehend nur auszugsweise zitierten Angebot an verschiedenen Deckenausführungen gemäß der Zeitschrift "Trockenbau" offenbart die DE 39 36 665 eine Deckenverkleidung, die aus Paneelen zusammengesetzt ist und durch eine Trägerkon­ struktion gehalten wird. Die Paneele sind aus Metall und weisen an der Oberfläche eine Vielzahl von feinen Löchern auf. Hierdurch soll eine gute akustische Schallschluckwirkung erzielt werden. Gleichzeitig können die Paneele Kühlschlangen aufnehmen, die von einem Kühl- bzw. Heizmedium durchströmt werden. Durch die feine Lochung der Paneele wird der auftreffende Schall zwischen der Rohdecke und der abgehängten Decke eingeschlossen und dissipiert, wodurch eine gute akustische Absorption gewährleistet sein soll. Die dem Raum zugewandte Seite der abgehängten Decke kann mit einer Dekorschicht versehen werden, die das Aussehen und die optischen Eigenschaften der Decke beeinflußt.

Aus der DE 43 09 626 ist eine aus schallschluckenden Leichtbauplatten bestehende Akustikdecke bekannt, bei der die Leichtbauplatten aus der Schallabsorption dienenden, miteinander unter Druckwirkung mittels Kunstharz verbundenen Blähglas-, Blähton- oder ähnlichen Partikeln hergestellt sind und ein der Wärmeableitung dienendes, an eine Kühl­ mittelquelle anschließbares Fluidrohrnetz eingelagert ist. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt im wesentlichen darin, daß die Leichbauplatte schallabsorbierende Eigenschaften auf­ weist und somit auf eine zusätzliche Schalldämmung auf der raumabgewandten Seite der Bauplatte verzichtet werden kann.

Allen beschriebenen Deckenaufbauten haftet gemeinsam der Nachteil an, daß sie verhältnismäßig aufwendig in der Gesamtkonstruktion sind und dadurch die Kosten für einen klimatisierten Raum erheblich verteuern. Darüber hinaus ist die Betriebssicherheit nicht vollständig gewährleistet, da die Anschlüsse und die Rohrleitung des Kreislaufes des Kühl- bzw. Heizmediums letztlich nie absolut dicht sind und Fehler in Form von Rohr­ brüchen od. dgl. auftreten können, deren Auswirkungen auf einen hochwertigen Arbeitsplatz verheerend sind.

Wohlbefinden setzt nicht nur eine gemäßigte, möglichst konstante Raumtemperatur voraus, sondern auch ausreichende Luftqualität. Konventionelle Lüftungssysteme erreichen dieses Ziel nicht ohne Nebeneffekte. Dazu gehören einerseits die typische, nicht überhör­ bare Geräuschkulisse, andererseits eventuelle Zugerscheinungen aufgrund höherer Raum­ luftgeschwindigkeiten, sowie zahlreiche, großformatige Ein- und Auslässe.

Das Prinzip der luftkühlenden Akustikdecke basiert auf einer flächigen Luftdurchlässigkeit abgehängter, mikroporöser Akustikplatten. Gekühlte Luft wird in den Hohlraum der abgehängten Akustikdecke eingebracht und erzeugt einen geringen Über­ druck. Die Luft sinkt durch die mikroporöse Akustikplatte lautlos und kondensationsfrei in den Raum. Dabei kühlt sie zusätzlich die Akustikplatten und unterstützt somit die Wärme­ abführung durch Strahlungsaustausch.

Nachteilig an den bekannten Luftkühlakustikdecken ist die Tatsache, daß ein Vielfa­ ches der zur Belüftung des Raumes notwendigen Luftmenge zugeführt werden muß, um die notwendige Kühlleistung zu erbringen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die schallschluckende Akustikdecke bzw. -wand der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß mit ihrer Hilfe eine kostengünstige und betriebssichere Klimatisierung von Räumen, insbesondere solchen mit zeitlich be­ grenztem Klimatisierungsbedarf, wie z. B. Besprechungsräumen, Konferenzräumen und ähnlichen Räumen und gleichzeitig eine Verbesserung der akustischen Eigenschaften die­ ser Räume erreichbar ist.

Die erfindungsgemäße abhängbare Akustikdecke bzw. -wand, mit der diese Aufgabe gelöst ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in die Akustikdecke bzw. -wand Materialien mit latenter Wärmekapazität integriert sind.

Durch die Phasenumwandlung der Materialien mit latenter Wärmekapazität wird die erfindungsgemäße Kühlleistung erreicht. Erst nach einer vollständigen Phasenumwandlung der Materialien mit latenter Wärmekapazität, wobei die zur Verfügung stehende Klimatisie­ rungsphase nur von der Menge an Materialien mit latenter Wärmekapazität begrenzt wird, sinkt die Kühlleistung ab.

Eine besonders effektive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Akustikdecke wird erreicht, wenn in den raumabgewandten Deckenhohlraum gekühlte Luft zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Akustikdecke mit integriertem, eine latente Wärmekapazität besitzenden Material weist gegenüber den beschriebenen Systemen nach dem Stand der Technik den Vorteil auf, daß eine dem Raumluftbedarf entsprechende Menge an Luft zu­ führbar ist und nicht die volle Kühlleistung erbracht werden muß. Durch gezielte Zuführung von gekühlter Luft in den Hohlraum der abgehängten Akustikdecke ist es in vorteilhafter Weise möglich, die gekühlte Luft durch die Decke hindurch dem Raum vollflächig zuzuführen, da die integrierten Materialien mit latenter Wärmekapazität die zusätzlich benötigte Kühlleistung temporär zur Verfügung stellen.

Durch eine Lüftung der entsprechenden Räume kann in Ruhezeiten ohne überhöhten Klimatisierungsbedarf die Phasenumwandlung der Materialien mit latenter Wärmekapazität wieder rückgängig gemacht werden.

Die Erfindung ist weiterhin auf eine der Herstellung derartiger abhängbarer Akustik­ decken bzw. -wände dienende schallschluckende Bauplatte aus der Schallabsorption die­ nenden, miteinander unter Druckwirkung mittels eines Bindemittels verbundenen, porösen Partikeln, wie Blähglas-, Blähton- od. dgl. Partikeln gerichtet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in die Bauplatte Materialien mit latenter Wärmekapazität integriert sind.

Geeignete Materialien mit latenter Wärmekapazität, die eine Phasenumwandlung im bevorzugten Temperaturbereich unter 30°C zeigen, sind z. B. Salzhydrate auf der Basis von Calciumchloridhexahydrat (CaCl₂.6H₂O) oder Paraffine wie z. B. n-Heptadecan, n-Octa­ decan oder deren Mischungen.

Die Integration der Materialien mit latenter Wärmekapazität in die Bauplatten kann auf unterschiedlichste Weise erfolgen. So beschreibt z. B. die WO 99/24525 die Verwendung von Mikrokapseln mit lipophilen Substanzen als Kernmaterial, die einen Festflüssig-Pha­ senübergang im Temperaturbereich von -20 bis 120°C aufweisen, als Latentwärmespei­ cher in mineralischen oder polymeren Formkörpern und Beschichtungsmassen. Beim Ein­ satz der mikroverkapselten Materialien mit latenter Wärmekapazität werden jedoch die der Schallabsorption dienenden Hohlräume zwischen den porösen Füllstoffpartikeln derart ge­ füllt, daß die Schallabsorption nicht in ausreichendem Maße erhalten werden kann.

Paraffine hingegen lassen sich in flüssiger Form unter Vakuum in offenporigen porö­ sen Materialien, wie z. B. Holzfasern, offenporigem Blähglas u. ä., binden. Wesentlicher Vor­ teil dabei ist, daß die Paraffine in gebundener Form auch in flüssiger Phase nicht aus dem Trägermaterial austreten.

Es besteht weiter die Möglichkeit, Paraffine mit Gelbildnern zu versehen, um auf diese Weise einen Austritt von Paraffin in flüssiger Phase zu verhindern. Paraffin in Gelform läßt sich in geeigneten Korngrößen von 1 bis 5 mm direkt mit dem porösen Füllstoff und dem Bindemittel mischen.

Im folgenden ist der Einsatz der erfindungsgemäßen abhängbaren Akustikdecke zur Klimatisierung, wie er in der beigefügten Zeichnung, beispielhaft für eine luftkühlende Aku­ stikdecke schematisch dargestellt ist, beschrieben.

Unterhalb der Rohdecke 1 des veranschaulichten Raums befindet sich die erfindungs­ gemäße Akustikdecke 2. In den von ihr abgetrennten oberen Hohlraum 3 ragt ein Zuführ­ rohr 4, das durch ein den Hohlraum 3 quer durchsetzendes Schott 5 hindurchgeführt ist. Außerdem ist vor dem Schott 5 eine der Ableitung von durch eine Öffnung 6 hinzutretender Abluft dienende Rohrleitung 7 vorgesehen.

Die Porosität der Akustikdecke 2 ist durch vertikale Pfeile 8, die Frischluftbewegung andeuten, veranschaulicht. Die Pfeile 9 versinnbildlichen die Wärmestrahlung, die von einer Person 10 oder einem Fenster 11 stammt und durch die Akustikdecke absorbiert wird.

Die im Raum entstehende Wärme speziell in Form von Wärmestrahlung 9 wird an der abgehängten Decke 2 absorbiert. Dabei führt die Wärmeaufnahme der Decke aufgrund der integrierten Materialien mit latenter Wärmekapazität ab der Temperatur der Phasenum­ wandlung in der Regel nicht zu einer Erhöhung der Deckentemperatur.

Gekühlte Luft kann in den Hohlraum 3 oberhalb der abgehängten Akustikdecke 2 eingebracht werden und erzeugt einen entsprechenden Überdruck. Die aufbereitete Luft sinkt durch die der Schallabsorption dienende, poröse Decke lautlos und kondensationsfrei in den Raum, wo sie für eine als äußerst angenehm empfundene, großflächige Luftdurch­ spülung sorgt. Durch die Kombination der Luftkühlung mit den Materialien mit latenter Wärmekapazität wird eine thermische und lüftungstechnische Klimatisierung des Raumes mit geringem technischen Aufwand und geringem Hilfsenergiebedarf realisiert, da die zu­ geführte Luftmenge nur den Anforderungen der Lüftung gerecht werden muß.

Claims (12)

1. Dem Beseitigen von Reflexionsschall in Räumen dienende schallschluckende, abge­ hängte Akustikdecke bzw. -wand, dadurch gekennzeichnet, daß in die Akustikdecke bzw. -wand Materialien mit latenter Wärmekapazität integriert sind.

2. Akustikdecke bzw. -wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aku­ stikdecke bzw. -wand aus Bauplatten besteht, die aus der Schallabsorption dienenden, mit­ einander unter Druckwirkung mittels eines Bindemittels verbundenen, porösen Partikeln, wie Blähglas-, Blähton- od. dgl. Partikeln hergestellt sind, wobei die Materialien mit latenter Wärmekapazität in die porösen Partikel integriert sind.

3. Der Herstellung abhängbarer Akustikdecken bzw. -wände nach Anspruch 1 dienende schallschluckende Bauplatte aus der Schallabsorption dienenden, miteinander unter Druck­ wirkung mittels eines Bindemittels verbundenen, porösen Partikeln, wie Blähglas-, Blähton- od. dgl. Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bauplatte Materialien mit latenter Wärmekapazität integriert sind.

4. Bauplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Partikel mit den eine latente Wärmekapazität besitzenden Materialien mit Hilfe eines Bisphenolhar­ zes und ein primäres Amin als Aminhärter umfassenden Epoxidbindemittels verbunden sind.

5. Bauplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Partikel mit den eine latente Wärmekapazität besitzenden Materialien mit Hilfe von Wasserglas ver­ bunden sind.

6. Bauplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Partikel mit den eine latente Wärmekapazität besitzenden Materialien mit Hilfe von 5 bis 19% Alumini­ umphosphat, 10 bis 40% amorphem feinverteiltem Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid oder einem Gemisch aus beiden, 20 bis 46% Kaliwasserglas mit einem Mol-Verhältnis SiO₂ : K₂O von 1,5 bis 2,2 sowie 15 bis 45% Wasser verbunden sind.

7. Bauplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in sie eingelagerten Materialien mit latenter Wärmekapazität aus Paraffinen, wie z. B. n-Heptade­ can, n-Octadecan oder deren Mischungen bestehen.

8. Bauplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in sie integrierten Materialien mit latenter Wärmekapazität eine Phasenumwandlung im Tempera­ turbereich zwischen 0°C und 30°C zeigen.

9. Bauplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Paraf­ fine mit Gelbildnern versehen sind.

10. Bauplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in flüssiger Phase ein Gel bildenden Paraffine in die porösen Partikel eingelagert sind.

11. Bauplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Paraffin-Gel in Form kleiner Partikel mit einem Durchmesser von 1 bis 5 mm den porösen Partikeln, wie Bläh­ glas, Blähton od. dgl. beigemischt ist.

12. Bauplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Paraffin Brandschutzmittel beigemischt sind.