DE19506512C2 - Hochdämmendes und -absorbierendes Studio-Fenster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hochdämmendes und absorbierendes Studiofenster, wie es ähnlich aus dem DE-GM 19 12 644 bekannt ist, dessen schalldämpfende Eigenschaf­ ten jedoch noch nicht optimal sind.

1. Das Problem bei Fenster im Studio-Bau

Mit der Verbesserung von Aufnahme, Speicherung und Wiedergabe von Audio- und Video-Produktionen durch fortschrittliche Digitaltechnik sind auch die bau- und raum­ akustischen Anforderungen an alle Wandbauteile von Studio-, Sprecher-, Regie- und Abhörräumen gestiegen. Damit bestimmte Störgeräuschpegel in diesen Räumen nicht überschritten werden (Kuhl, W.: Höchstzulässige Störgeräuschpegel für Studios und Regieräume. Raum und bauakustische Anforderungen an Studio und Regieräume des Hörfunks aus heutiger Sicht. Rundfunktechnische Mitteilungen 22 (1978), H. 5, S. 255-257; Dickreiter, M.: Akustik der Aufnahmestudios und Regieräume. Handbuch der Tonstudiotechnik Band 1. K.G. Saur, München, 1987, S. 11-15 u. 38-44), müs­ sen auch die Regie- und Beobachtungsfenster, die nicht selten etliche m² der meist innen liegenden Wände einnehmen, eine entsprechend hohe Schalldämmung (R_w) < 60 dB) aufweisen (Goebel, K.; Kühl, J.: Bitte Ruhe, Akustik im Funkhaus. Deutsche Bauzeitung 126 (1992), H. 10, S. 79-80). Als besonders kritisch stellt sich dabei der untere Frequenzbereich zwischen 63 und 250 Hz heraus. Insbesondere beim heutigen Trend zum leichten Innenausbau (Lamperter, H.; Dietz, M.: Eine mobile Bürotrenn­ wand als biegeweiche Innenschale für Studios im neuen Landesstudio Freiburg. Rundfunktechnische Mitteilungen 37 (1993), H. 2, S. 49-53) stoßen konventionell aufgebaute Fenster hier mit Gewichts- und Dichtungs-Problemen an ihre Grenzen. Außerdem stellen die großen, schweren Glasflächen für Sprecher und Tonmeister ein leidiges raumakustisches Problem dar: Da sie die von einem Monitor bzw. Lautspre­ cher abgestrahlten Schallwellen praktisch vollständig reflektieren (s. Bild 5), können sich direkter und reflektierter Schall sehr störend und den Klang verfälschend überla­ gern. Dieser "Kammfilter"-Effekt ist in Bild 2 illustriert. Da jedes Fenster bei der übli­ chen mehrschaligen Raum-in-Raum-Bauweise auch mit den relativ großen Luftzwi­ schenräumen zwischen den Wandschalen (s. Bild 3) in Verbindung steht, gibt es auch häufig Probleme mit ihrer Verschmutzung von innen her. Mit konventionell vor Ort zu­ sammengebauten Fenstern mit Stahlrahmen und Mineralwolle-Hinterfüllungen (s. Bild 4) können die Probleme

• - Schalldämmung
• - Schallabsorption
• - Kapselung gegenüber Baukörper

nur unzureichend und mit erheblichem zusätzlichen Aufwand gelöst werden. Die an­ haltende Diskussion über mögliche Gesundheitsgefährdungen durch künstliche Mine­ ralfasern (KMF) (Köster, J. Grunau, E.B.: Mineralfasern: Eine Gefahrenquelle. Expert Verlag, Ehningen, 1993) legen es außerdem nahe, dieses Material durch einen abrieb­ festen Alternativen/Faserfreien Absorber (ALFA) zu ersetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Studio-Fenster nach dem Stand der Technik dahin­ gehend zu verbessern, daß die Schalldämmung noch besser wird, der Kammfilter-Effekt nicht auftritt und die Schallabsorption zu verbessern. Dies wird erfindungsge­ mäß durch das Studio-Fenster, nachfolgend e.B. genannt, nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fensters sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

2. Konstruktive Gestaltung des neuartigen Studio-Fensters

Das erfindungsgemäße Bauteil (e.B.) besteht nach Bild 1 aus maximal 4, komplett im Werk nach den jeweiligen Rohbaumaßnahmen anzufertigenden Modulen:

2.1 Modul 1 mit zweischaliger Isolierverglasung

Auf der lauten Seite besteht das e.B. aus einem z. B. einer 240er-Massivwand ent­ sprechend ca. 240 mm dicken Rahmen, vorzugsweise aus gut abgelagertem Holz, der nach Art konventioneller Fenster mit der einen, dickeren Schale des Baukörpers verbunden, z. B. verkeilt und verschraubt werden kann. Dieses Modul 1 enthält ein aus der Senkrechten heraus um etwa 6° schräg gestelltes Glaselement, bevorzugt 5 + 1 + 5 = 11 mm dickes Verbundglas. Der vorzugsweise oben anzuordnende breitere Überstand des Rahmens sowie die schrägen Seitenteile sind, ebenso wie die innen liegenden Rahmenteile mit offenporigem, geeignet verhautetem Kunststoff-Weich­ schaum (z. B. aus Melaminharz) absorbierend ausgekleidet.

2.2 Modul 2 mit Hohlraumdämpfung und Feuchteausgleich

Zwischen den Modulen 1 und 3 wird ein von diesen körperschallentkoppeltes Ring-Modul entsprechend der Dicke der Wand mit ihrer Trennfuge eingebaut. Ihr umlau­ fender Blechrahmen (Aluwanne) schließt einerseits den Innenraum des e.B. gegen­ über dem Baukörper ab und enthält zum anderen rundum eine Dämpfungsschicht aus offenporigem Weichschaum (vorzugsweise aus Melaminharz), was an sich aus der DE-GM-Schrift 72 37 632 bekannt ist, sowie auf der Unterseite Silikagel-Rollen zur Aufnahme von eingedrungener Feuchte. Alle 3 Module werden vor Ort gegeneinander und gegen die Massivwand dauerelastisch weich abgedichtet, z. B. mit Zellgummi­ streifen.

2.3 Modul 3 mit einschaliger Floatglasscheibe

Auf der Wiedergabe-, Regie- oder Sprecherseite besteht das e.B. aus einem z. B. einer 120er Massivwand entsprechend ca. 120 mm dicken Rahmen, vorzugsweise aus gut abgelagertem Holz, der ähnlich wie Modul 1 eingebaut wird. Er enthält eine maximal 20 mm, vorzugsweise 8 mm dicke Floatglasscheibe. Beide Module 1 und 3 müssen gut gegenüber dem Baukörper rundum dauerelastisch abgedichtet und mit einem umlaufenden Blendrahmen versehen sein, um keinerlei Schallnebenwege zuzulassen. Alle Glasteile werden zur Abdichtung und Körperschallentkopplung zum Rahmen hin in Voll- oder Zellgummistreifen an allen Auflageflächen dauerelastisch weich einge­ bettet.

2.4 Modul 4 mit transparenter mikroperforierter Vorsatzschale

Fakultativ läßt sich raumseitig vor Modul 3 noch eine schallabsorbierende Vorsatzschale aus optisch transparentem Acrylglas in einem an Modul 3 angepaßten Holzrahmen anbringen. Diese vorzugsweise 3-8 mm dicke Vorsatzschale (V) ist gemäß "Schallabsorbierendes Glas- oder transparentes Kunstglas-Bauteil" (DE 43 15 759) mikroperforiert. Sie wird im Abstand von vorzugsweise 50-100 mm vor der Glasscheibe im Modul 3 so angeordnet, daß sie vorzugsweise zwischen 125 und 1000 Hz den vom Raum her einfallenden Schall absorbieren kann.

3. Akustische Eigenschaften des e.B.

Die Wirksamkeit des e.B. läßt sich nach 3 genormten Verfahren an einem charakte­ ristischen Ausführungsbeispiel quantitativ beschreiben:

3.1 Absorptionsgrad bei senkrechtem und schrägem Schalleinfall

Die 3 mm dicke Vorsatzschale, die im Bereich der lichten Durchblickmaße des e.B. mit 0,3 mm breiten Schlitzen in 16 mm Abstand mit einem Perforationsgrad von ca. 2% perforiert ist, weist bei einem Scheibenabstand von 75 mm den in Bild 6 darge­ stellten Absorptionsgrad auf. Messung und Rechnung weisen das Maximum von fast 100% bei ca. 400 Hz und 25% bei 1000 Hz aus. Bei einem Einfallswinkel von 42°, wie er für die Unterdrückung des Kammfilter-Effekts gemäß Ziffer 3.2 gewählt wird, sollte nach der Rechnung das Wirkungsmaximum eher bei etwa 500 Hz liegen.

3.2 Unterdrückung des Kammfilter-Effekts

Bei einer beispielhaften Anordnung des e.B., Schallquelle (Lautsprecher) und Empfän­ ger (Mikrofon) wie in Bild 7, zeigt die Übertragungsfunktion in Bild 8 ohne absorbie­ rende Vorsatzschale (Modul 4) den charakteristischen Kammfilter-Effekt mit Pegel-Einbrüchen von bis zu 25 d.B. Bei zusätzlicher Anbringung von Modul 4 in der Geo­ metrie wie unter Ziffer 3.1 wird die Übertragungsfunktion gem. Bild 9 um 500 Hz herum völlig und zwischen 125 und 1000 Hz bis auf weniger als 10 dB eingeebnet, so daß die Klangverfärbungen so auf ein Minimum begrenzt bleiben.

3.3 Schalldämmung in Anlehnung an DIN 52 210

Eingangs wurde auf die besondere Bedeutung der tiefen Frequenzen hingewiesen. Deshalb wurde in der Anordnung nach Bild 10 mit Modul 1 auf der lauten und Modul kund 4 auf der leisten Seite im Fensterprüfstand bis 63 Hz herunter gemessen. Bild 11 zeigt das sehr gute Ergebnis der Schalldämmung des Prototyps nach Bild 1 mit 11 m Verbundglas (5/1/5) im Modul 1, 8 mm Floatglas im Modul 2, Mikroperfo­ rierte Vorsatzschale gemäß Ziffer 3.1 und 3.2 im Abstand von 75 mm im Modul 4. Da die Grenzdämmung des Prüfstandes in einem breiten Frequenzbereich fast erreicht wurde, stellt das bewertete Dämmaß von immerhin 66 dB eine Abschätzung nach unten dar. Auf jeden Fall dürfte so der Prototyp alle Anforderungen in der Praxis gut erfüllen.

4. Ausführungsbeispiele

Je nach Wandaufbau, lassen sich die unter Ziffer 2 und 3 beschriebenen Fenster-Mo­ dule 1 und 3 unterschiedlich kombinieren, z. B.

• (a) für 2 × 240 mm Massivwände:
  Modul 1 mit (5/1/5) um +6° schräg gestelltem Verbundglas
  Modul 1 mit (7/1/7) um -6° schräg gestelltem Verbundglas
• (b) für 240 + 115 mm Massivwände:
  Modul 1 mit (5/1/5) um 6° schräg gestelltem Verbundglas
  Modul 3 mit 8 mm Floatglas
• (c) für 2 × 120 mm Montagewände:
  Modul 3 mit 9 mm Floatglas
  Modul 3 mit 6 mm Floatglas.

Claims (6)

1. Hochdämmendes und absorbierendes Studio-Fenster bestehend aus

• - einem Modul (1) mit einem schräg zur Einfallsrichtung geneigten Doppelfen­ ster in einem Rahmen,
• - einem weiteren Modul (2) bestehend aus einem Rahmen, z. B. einer Alu­ miniumwanne (10), wobei der Rahmen (8) in seinem Inneren mit offenporigem Weichschaum (6) gefüllt ist,
• - einem dritten Modul (3) bestehend aus einem Glasfenster, das in einem Rahmen gehalten ist,
• - und einer vor dem Modul (3) im Abstand angeordneten mikroperforierten Glas- oder Kunstglasplatte (V).

2. Studio-Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen der Module (1) und (3) aus Holz bestehen.

3. Studio-Fenster nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (1) auf dem Rahmen angeordneten offenporigen Weichschaum aufweist.

4. Studio-Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Modul (2) Lufttrocknungsmittel, z. B. Silikagelkörper, vorgesehen sind.

5. Studio-Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Module (1, 2, 3) gegenüber dem Gebäudeausschnitt mit Weichgummi bzw. Zellgummi isoliert sind.

6. Studio-Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben in den Rahmen mittels Weichgummi gelagert sind.