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Die Erfindung betrifft ein Lüftungsrohr-Bauelement.
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Sanierte und neue Wohngebäude müssen nach aktueller gesetzlicher Lage nahezu luftdicht sein. Die früher übliche Fugenlüftung wird daher zunehmend durch aktive Lüftungskonzepte ersetzt. Hierbei kommen Wohnungslüftungssysteme zum Einsatz, deren Aufgabe es ist, Außenluft bedarfsgerecht zuzuführen und Abluft nach außen zu transportieren.
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Solche Lüftungssysteme basieren auf einer bedarfsgerechten Durchströmung des gesamten Wohnbereichs. Entsprechend dem Bedarf und dem Feuchtegrad transportieren Lüfter die Abluft aus Bad, Küche, WC oder Waschraum ins Freie oder in Abluftschächte. Damit entsteht im Wohnraum ein leichter Unterdruck. Aufgrund dieses Unterdruckes strömt frische, gefilterte Luft durch Außenwand-Luftdurchlässe in die Wohn- und Schlafzimmer, Kinderzimmer und Arbeitsräume.
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Für einen hohen Nutzungskomfort müssen an Gebäuden aufgrund einer häufig vorliegenden Schallbelastung etwa durch Verkehrslärm Schallschutzmaßnahmen vorgesehen werden. Diese Notwendigkeit betrifft neben Wandaufbauten und Fenstern ebenso Lüftungssysteme.
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Zur Reduzierung störender Luftgeräusche im Wohnbereich ist es bekannt, in Wohnungslüftungssystemen verwendete Ventilatoren strömungsmechanisch gezielt anzupassen und besonders sorgfältig auszuwuchten. Zusätzlich kann der Ventilator mit einem Chassis aus einem schalldämmenden Material versehen werden. Desweiteren ist es bekannt, schalldämmende Lüftungsrohrbauelemente sowohl in aktiven Lüftungssystemkomponenten wie Lüftern als auch in passiven Lüftungssystemkomponenten wie Außenwand-Luftdurchlässen einzusetzen.
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Die bekannten Arten schalldämmender Lüftungsrohrbauelemente erfüllen die Anforderungen angesichts steigender Lärmbelästigung nur unzureichend.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lüftungsrohr-Baulement bereitgestellt, das einen in einer Längsrichtung durchgängig offenen Hohlkörper bildet. Das Innenvolumen dieses Hohlkörpers ist von einer Hohlkörper-Grenzfläche begrenzt und erstreckt sich entlang einer Hohlkörper-Längsachse. Die Hohlkörpergrenzfläche ist ausgebildet, entlang der Hohlkörper-Längsachse sich ausbreitende Schallwellen zu dämpfen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Verbesserungen der Schalldämmung bei Lüftungsrohrbauelementen erreicht werden können, wenn das Innenvolumen des Hohlkörpers auch durch die Form der Hohlkörpergrenzfläche zur Schalldämmung beiträgt.
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Auf der Grundlage dieser Erkenntnis wird ein Lüftungsrohr-Bauelement vorgeschlagen, bei dem die Hohlkörper-Grenzfläche in einer zur Längsachse senkrechten Azimutebene als Funktion eines in der Azimutebene liegenden Azimutwinkels einen veränderlichen Abstand von der Hohlkörper-Längsachse aufweist. Durch diesen veränderlichen Abstand ergibt sich eine diffuse Schallreflexion, die dazu führt, dass nur ein Teil der Schallwellen sich weiter entlang der Hohlkörper-Längsachse ausbreitet.
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Das erfindungsgemäße Lüftungsrohr-Bauelement weist in einer Ausführungsform an der Hohlkörper-Grenzfläche schallweiches Material auf, welches das Innenvolumen zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig umgibt. Durch den veränderlichen Abstand der Hohlkörper-Grenzfläche von der Hohlkörperlängsachse ergibt sich vorzugsweise eine unterschiedliche Dicke des schallweichen Materials. Dies führt zu einer größeren Bandbreite der absorbierbaren Frequenzen als dies bei gleichbleibender Dicke der Fall wäre.
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Schallweiche Materialien sind als solches bekannt. Ein für das Lüftungsrohr-Bauelement geeignetes schallweiches Material ist beispielsweise Melaminharzschaum.
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Viele verfügbare schallweiche Materialien sind zugleich druckweich, können also bei der Handhabung im Rahmen ihrer Installation relativ leicht verformt werden. Auch gegenüber Druckeinwirkung nach der Installation, in einem beispielsweise bei Temperaturänderungen oder Erschütterungen „arbeitenden” und daher auf das Lüftungsrohr-Bauelement Druck ausübenden Mauerwerk, ist eine Robustheit der Außenwandung des Lüftungsrohr-Bauelements vorteilhaft. Manche schallweiche Materialien können auch relativ viel Feuchtigkeit aus dem umgebenden Mauerwerk aufnehmen und ohne ausreichende Belüftung Schaden nehmen.
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In einer Ausführungsform ist das Lüftungsrohr-Bauelement daher zwar vollständig aus einem schallweichen Material gefertigt, jedoch in seiner äußeren Form und seinen Außenmaßen als Einführstück zum bündigen Einführen in ein zweites Lüftungsrohr-Bauelement ausgebildet. Das zweite Lüftungsrohr-Bauelement kann aus einem bekannten, druckharten und in einer Variante zusätzlich feuchtigkeitsabweisenden Material gefertigt sein. Geeignet ist beispielsweise ein Kunststoff, wie Polypropylen (PP) oder Expandiertes Polypropylen (EPP). Ein solches druckhartes Material ist in der Regel zugleich auch schallhart, wirkt also nicht schalldämpfend. Durch Einfügen des Lüftungsrohr-Bauelements des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein solches schallhartes zweite Lüftungsrohr-Bauelement entsteht jedoch als Verbund insgesamt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüftungsrohr-Bauelements, welches sowohl die erfindungsgemäße schalldämmende Wirkung als auch vorteilhafterweise eine ausreichende Robustheit und Beständigkeit gegenüber Druck- und Feuchteeinwirkung etwa aus dem Mauerwerk hat.
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Das vorliegendes Ausführungsbeispiel, also ein einführbares Lüftungsrohr-Bauelement, eignet sich darüberhinaus besonders zum einfachen Nachrüsten bereits produzierter oder installierter Lüftungssysteme, weil das zweite Lüftungsrohr-Bauelement ein in solchen Lüftungssystemen nach dem Stand der Technik schon verwendetes Bauteil sein kann. Auch ein späteres Austauschen des (ersten) Lüftungsrohr-Bauelements ist bei der vorliegenden Ausführungsform auf einfache Weise möglich.
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In einer dazu alternativen Ausführungsform hat das Lüftungsrohr-Bauelement eine druckharte Außenwand, der zum Innenvolumen hin an ihrer Innenfläche ein schallweiches Material folgt. Das schallweiche Material kann dort – beispielsweise durch Klebung – befestigt sein. Alternativ kann das Lüftungsroh-Bauelement eine vorteilhafte Druckhärte durch ein an sich schallweiches, nach außen hin gehärtetes Material erhalten. Diese Ausführungsform ist jedoch aufwändiger in der Herstellung und weniger flexibel in ihrer Anwendung.
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Das Lüftungsrohr-Bauelement weist in einer besonders einfach zu fertigenden Ausführungsform ein Innenvolumen auf, dessen in einer Azimutebene betrachtete Form in allen zu dieser Azimutebene parallelen Ebenen entlang der Längsachse gleich ist.
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Eine alternative und aufwändigere, aber im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Schalldämpfung vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass das Innenvolumen bei Betrachtung in zu dieser Azimutebene parallelen Ebenen entlang der Längsachse unterschiedliche Formen aufweist, da diese Ausführungsform zusätzliche Hindernisse für die Schallausbreitung sowie zusätzliche Absorptionselemente bereitstellt.
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Eine bevorzugte Form für das Innenvolumen, betrachtet in einer Azimutebene, ist die Sternform, wobei ein Stern über n innere Ecken und n äußere Ecken verfügt und n ≥ 3 gilt. Gute Ergebnisse wurden mit einer sechseckigen Sternform (n = 6) des Lumens erzielt. Bei bevorzugten, einfach herstellbaren Ausführungsformen ist die Sternform des Innenvolumens mit Hilfe zweier Hilfskreise mit unterschiedlichen Radien und einem gemeinsamen Mittelpunkt beschreibbar. Auf dem Hilfskreis mit dem geringeren Radius sind die inneren Ecken und/oder auf dem Hilfskreis mit dem größeren Radius die äußeren Ecken des Sterns angeordnet.
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Die äußere Form des Lüftungsrohr-Bauelementes ist bevorzugt zylindrisch oder in Form eines Vierkantrohres ausgebildet, um in gängige Lüftungsrohre aufgenommen werden zu können.
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Vorteilhaft ist es, mindestens zwei Lüftungsrohr-Bauelemente miteinander zu kombinieren. Dies geschieht bevorzugt so, dass Lüftungsrohr-Bauelemente, die in der Azimuthebene betrachtet, identisch geformte Innenvolumina haben, entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind, und dass mindestens zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Lüftungsrohr-Bauelemente azimutal gegeneinander verdreht angeordnet werden. Diese Anordnung führt ebenso wie der Einsatz von Lüftungsrohr-Bauelementen mit veränderlichen Formen des Innenvolumen zu einer Erhöhung der Anzahl von Hindernissen für die Schallausbreitung und zu weiteren Absorptionsflächen.
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Ähnliche Effekte lassen sich auch erreichen, wenn zwei Lüftungsrohr-Bauelemente, die in der Azimutebene betrachtet unterschiedlich geformte Innenvolumina haben, auf einer gemeinsamen Längsachse hintereinander angeordnet sind.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Außenwandluftdurchlass mit zwei Auslässen, wobei zwischen den Auslässen mindestens eines der Lüftungsrohr-Bauelemente angeordnet ist.
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Mögliche Ausführungen und Vorteile, welche mit Bezug auf das Lüftungsrohr-Bauelement gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind, beziehen sich ebenso auf den Außenwandluftdurchlass gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. So können sowohl für das Lüftungsrohr-Bauelement wie auch für die weiteren Lüftungsrohr-Bauelemente beliebige Ausführungen, wie mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläutert, verwendet werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden bei Betrachtung der nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele offensichtlich werden.
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1 zeigt in drei Teilfiguren eine Ausführungsform eines Lüftungsrohr-Bauelement gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Teilfigur a) zeigt das Lüftungsrohr-Bauelement in einer dreidimensionalen Darstellung, b) zeigt das Innenvolumen in einer dreidimensionalen Darstellung und c) zeigt das Innenvolumen betrachtet in einer Azimutebene.
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2 zeigt in zwei Teilfiguren eine weitere Ausführungsform des Lüftungsrohr-Bauelementes. Teilfigur a) zeigt eine Ansicht in einer Azimutebene, Teilfigur b) eine Schnittdarstellung entlang A-A aus Teilfigur a)
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3 zeigt in zwei Teilfiguren eine Kombination aus zwei Lüftungsrohr-Bauelementen. Teilfigur a) zeigt eine Explosionszeichnung, Teilfigur b) eine Ansicht aus einer Azimutebene heraus.
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4 zeigt eine Explosionszeichnung eines Außenwandluftdurchlasses gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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1a) zeigt ein Lüftungsrohr-Bauelement 100 gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung. Das Lüftungsrohr-Bauelement 100 bildet einen in einer Längsrichtung 120 durchgängig offenen Hohlkörper mit einem von einer Hohlkörper-Grenzfläche 110 begrenzten Innenvolumen 200, das sich entlang einer Hohlkörper-Längsachse 130 erstreckt. Die Hohlkörper-Grenzfläche 110 ist hierbei ausgebildet, sich entlang der Hohlkörper-Längsachse ausbreitende Schallwellen zu dämpfen.
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1b) zeigt das Innenvolumen 200 mit der es begrenzenden Hohlkörpergrenzfläche 110, wobei sich das Innenvolumen entlang der Hohlkörper-Längsachse 120 erstreckt, sowie eine Azimutebene 300 senkrecht zur Längsachse.
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1c) zeigt diese Azimutebene 300 betrachtet entgegen der Längsrichtung 120. Die Form des Innenvolumens 200 wird begrenzt durch die Hohlkörper-Grenzfläche 110, welche von der Längsachse 130 einen veränderlichen Abstand 310 als Funktion eines in der Azimutebene 300 liegenden Azimutwinkel 320 hat.
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Durch die Kombination aus Innenvolumen in Form eines Vierkantrohres und der runden Außenform des Lüftungsrohr-Bauelementes verfügt das in diesem Ausführungsbeispiel vollständig aus schallweichem Material 140 gefertigte Lüftungsrohr-Bauelement 100 über unterschiedliche Abstände zwischen Hohlkörpergrenzfläche 110 und Außenform und somit unterschiedliche Dicken an schallweichem Material, so dass verschiedene Frequenzbereiche absorbiert werden können.
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2 zeigt eine Ausführungsform des Lüftungsrohrbauelementes 400. In Teilfigur a) ist das Lüftungsrohr-Bauelement 400 in einer Azimutebene dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das Innenvolumen 200 durch die Hohlkörper-Grenzfläche 110 als sternförmig definiert. Der Stern verfügt in dieser Ausführungsform über sechs innere Ecken 440 und sechs äußere Ecken 430, wobei die inneren Ecken auf einem inneren Hilfskreis 420 und die äußeren Ecken auf eine äußeren Hilfskreis 410 angeordnet sind. Dabei beträgt der Radius des äußeren Hilfskreises 410 das 1,5-fache des Radius des inneren Hilfskreises 420. Der Winkel 450 zwischen einer äußeren Ecke 430 und einer direkt benachbarten inneren Ecke 440 beträgt hier 30°. Teilfigur b) zeigt den Schnitt entlang der Linie A-A in Teilfigur a). In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Sternform des Innenvolumens über die gesamte Länge der Längsachse 130 des Lüftungsbauelementes gleich bleibt. Das Lüftungsrohr-Bauelement 400 ist vollständig aus schallweichem Material 140 gefertigt und bietet somit in dieser Ausführungsform den Vorteil Schallwellen unterschiedlicher Frequenzbereiche absorbieren zu können und darüberhinaus eine große Anzahl von Flächen, die die Schallausbreitung in Längsrichtung behindern.
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3 zeigt eine Anordnung zweier Lüftungsbauelemente 400 und 500, in Teilfigur a) in einer Explosionsansicht, in Teilfigur b) aus einer Azimutebene heraus. Die Lüftungsrohr-Bauelemente 400 und 500 haben, in einer Azimutebene betrachtet, identisch geformte Innenvolumina und sind entlang einer gemeinsamen Längsachse 130 angeordnet. Die beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden der Lüftungsrohr-Bauelemente 400 und 500 sind azimutal gegeneinander verdreht, in diesem Ausführungsbeispiel um 30°. Auch eine solche Anordnung erhöht die Anzahl von Reflexionsflächen, die die Schallausbreitung in Längsrichtung behindern.
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4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Außenwandluftdurchlasses Außen 600 für eine Raumlüftung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Dieser Außenwandluftdurchlass verfügt über keinen Ventilator, vermeidet also zusätzliche Schallquellen. Der Außenwandluftdurchlass 600 setzt sich beginnend im Innenraum aus den im Folgenden beschriebenen Komponenten zusammen. Vom Raum her sichtbar ist eine Frontblende 610, die auf einen Filterrahmen 620 aufgesetzt wird, in dem sich ein Filter 630 befindet und der von einer Wärmeisolierung 640 umschlossen wird. Zwischen Frontblende und Filterrahmen befindet sich ein innenraumseitiger Auslass 615. Hinter dem Filterrahmen 620 ist in einer runden Schalldämmung 670 eine Winddrucksicherung 650 angeordnet, auf die Winddrucksicherung 650 folgen fünf Lüftungsrohrbauelemente 100, welche wiederum azimutal gegeneinander verdreht angeordnet sind. Den außenseitigen Auslass 675 des Lüftungssystems bildet ein Außengitter 680. Die Anordnung aus Windsicherung 650, Schalldämmung 670 und den fünf Lüftungsrohr-Bauelementen 100 ist in einem Rohr 600 angeordnet, das auf einer Seite an den Filterrahmen 620 und auf der der ersten Seite gegenüberliegenden Seite an das Außengitter 680 grenzt. Mit einer solchen Außenwanddurchlass wird ein Dn,w-Wert von 50 und 55 dB bei Wandstärke von 36 und 50 cm erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Lüftungsrohr-Bauelement
- 110
- Hohlkörpergrenzfläche
- 120
- Längsrichtung
- 130
- Längsachse
- 140
- schallweiches Material
- 200
- Innenvolumen
- 300
- Azimutebene
- 310
- Abstand
- 320
- Azimutwinkel
- 400
- Lüftungsrohr-Bauelement
- 410
- äußerer Hilfskreis
- 420
- innerer Hilfskreis
- 430
- äußere Ecke
- 440
- innere Ecke
- 450
- Winkel
- 500
- zweites Lüftungsrohr-Bauelement
- 600
- Außenwandluftdurchlass
- 610
- Frontblende
- 615
- innenraumseitiger Auslass
- 620
- Filterrahmen
- 630
- Filter
- 640
- Wärmeisolierung
- 650
- Winddrucksicherung
- 660
- Rohr
- 670
- Schalldämmung rund
- 675
- außenseitiger Auslass
- 680
- Außengitter
