DE2758041A1

DE2758041A1 - Schallabsorbierendes bauelement aus kunststoff-folie

Info

Publication number: DE2758041A1
Application number: DE19772758041
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Phys Kiesewetter; Bertalan Dipl Ing Lakatos
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2758041C2

Description

Schallabsorbierendes Bauelement aus Kunststoff-Folie
Die Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Bauelement mit mindestens zwei Lagen aus Folie zur Auskleidung von Innenräumen, insbesondere Kunststoff-Folien.
In Arbeituräumen, wie z.B. Großraumbüros, Rechenzentren, Werkstätten und Fabrikhallen sind die Menscllen heute einer ständig wachsenden Lärmbelastung ausgesetzt. Man steht deshalb vor der Aufgabe, den Lärmpegel soweit wie möglich zu reduzieren, um annehmbare Arbeitsbedingungen zu schaffen.
Eine Senkung des Lärmpegels kann dadurch erreicht werden, daß man die Räume mit schallabsorbierenden Wand- oder Deckenelementen (Schallabsorbern) auskleidet.
Die bisher verwendeten Schallabsorber bestehen im allgemeinen aus Mineralfaserplatten (vgl. z.B. 1) Libratur) deren Porosität bei der praktischen Anwendung in manchen Fällen von Nachteil sein kann. Die porösen Absorber sind nämlich nicht abwaschbar, so daß sich an ihrer Oberfläche sehr leicht Schmutz und Staub festsetzen können. Sie eignen sich deshalb nicht für Räume, in denen hohe hygienische Anforderungen gestellt werden, wie z.B. in Krankenhäusern, insbesondere Operationssälen, und in GroßkUchen. Sie eignen sich ebenfalls nicht für Feuchträume (Urauer6bn, Molkereien usw.), weil sich dort der poröse Absorber vollsaugt und unwirksam wird. In Räumen mit Dachbelichtungselementen können die herkömmlichen porösen Schallabsorber fUr abgehängte Decken nur in Wabenformen verwendet werden, die relativ viel Platz einnehmen und ein hohes Flächengewicht haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wirkungsvollen Schallabsorber zu schaffen, der einerseits von geringem Gewicht ist, andererseits eine dichte geschlossene Oberfläche hat und daher leicht sauber zu halten und hygienisch ist. Der Schallabsorber soll darüberhinaus nach Wahl lichtdurchlässig sein oder aber auch farbig hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.
Die bei einfallendem Schall zu Schwingungen angeregten Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen absorbieren also durch innere Reibung einen Teil der einfallenden Schallenergie. Die Schallabsorptlon ist besonders groß bei den Plattenresonanzen der Bodenflächen. Diese Plattenresonanzen sind bestimmt durch die Abmessungen und mechanischen Eigenschaften der Bodenfläche der becherförmigen Vertiefungen sowie durch die Resonanzfrequenz des Masse-Feder-Systems, das aus der Masse der Bodenfläche und dem in Jeder becherförmigen Vertiefung eingeschlossenen Luftpolster besteht.
Die Resonanzfrequenzen der Bodenflächen der t)echerförmigen Vertiefungen können durch Auswahl der Parameter Form und Größe der Bodenfläche, Bechertiefe, flächenbezogene Masse der Folie, mechanischer Verlustfaktor und E-Modul der Folie abgestimmt werden.
Zur Erzielung einer breitbandigen Absorption, d.h. einer Vergrößerung der Anzahl der Resonanzen, kann man nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung bei ein- und demselben schallabsorbierenden Folienelement die Bodenfläche und/oder die Tiefe einzelner becherförmiger Vertiefungen voneinander unterschiedlich gestalten.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann eine breitbandige Absorption auch dadurch erreicht werden, daß mindestens zwei Folien mit gleich angeordneten, becherförmigen Vertiefungen in Schalleinfallrichtung hintereinanderliegen, so daß sie zusammen mit der die becherförmigen Vertiefungen abschließenden ebenen Folie einen mehrschichtigen Aufbau mit verschieden dicken abgeschlossenen Luftpolstern bilden.
Dabei kann ohne zusätzliche Befestigung der Abstand der Folien mit den becherförmigen Vertiefungen durch den Winkel der konischen Be¢herwände bestimmt werden.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß eine breitbandige Absorption durch Ausprägungen in der Bodenfläche der becherförmigen Vertiefungen hervorgerufen wird.
Die Folie mit den rasterförmig nebeneinanderliegenden becherförmigen Vertiefungen besteht aus einer einzigen thermoplastisch verformten Tiefziehfolie und kann nach Wahl glasklar oder farblich ausgestaltet sein. Ebenso kann die die becherförmigen Vertiefungen abschließende ebene Folie glasklar oder farbig sein. Das schallabsorbierende Folienelement kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung an den Rändern eine Umkantung zur Befestigung in einer Tragkonstruktion besitzen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die schallabsorbierenden Folienelemente eine glatte, geschlossene Oberfläche haben, die dem Schmutz nur geringe Haftflächen bietet und leicht abzuwaschen ist.
Dadurch wird die Ansiedlung von Bakterien auf der Absorber oberfläche verhindert. Dies ist vor allem wichtig in Krankenhäusern, insbesondere Operationssälen, und in Betrieben der Nahrungsmittelindustrie. Auch in Großküchen, wo die starken Fettablagerungen die Poren der herkömmlichen porösen Absorber verstopfen würden, ist die glatte abwaschbare Oberfläche der schallabsorbierenden Folienelemente von Vorteil. Außerdem können die Folienelemente von Zeit zu Zeit erneuert werden, da sie leicht austauschbar und billig sind.
Schallabsorbierende Folienelemente nehmen keine Feuchtigkeit auf und eignen sich deshalb auch für Feuchträume. In der glasklaren Ausführung kann man sie in Räumen mit Dachbelichtungselementen als untergehäqge Decken verwenden. Auch das geringe Gewicht der schallabsorbierenden Folienelemente kann in manchen Fällen vorteilhaft sein.
Ausführungsbeispiele und Absorptionskurven der schallabsorbierenden Folienelemente sind in den Zeichnungen dargestellt: Fig. 1 zeigt ein schallabsorbierendes Folienelement, daß aus einer Folie mit becherförmigen Vertiefungen und einer ebenen Folie besteht.
Fig. 2: Absorptionskurve für das Folienelement nach Fig. 1 Fig. 3: Absorptionskurve eines schallabsorbierenden Folien elementes, das aus zwei Folien mit becherförmigen Vertiefungen und einer ebenen Folie besteht.
Fig. 4 zeigt die Verbreiterung der Absorptionskurve, die durch die Ausprägungen der Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen entsteht.
Das in Fig. 1 in Draussicht, im Schnitt nur in perspektivischer Darstellung gezeigte Bauelement besteht aus einer Kunststoff-Folie 1 mit rasterförmig nebeneinander angeordneten becherförmigen Vertiefungen 2 mit einer Tiefe von z.B. 30 mm. Die becher 2 haben eine rechteckige Form nilt den Maßen a . b von z.B. 80 90 mm am oberen Rand und einen gegenseitigen Abstand c von z.B. 7 mm. Die Folie 1 besteht aus Kunststoff, z.B. Polyäthylen mit einer Stärke von z.B.
0,1 mm.
Die becherförmigen Vertiefungen der Folie 1 sind an ihrem oberen Rand durch eine ebene polys-tyrol-Folie 3 von etwa 0,3 mm abgedeckt, so daß das Luftvolumen jedes einzelnen Bechers 2 filr sich lufdicht abgeschlossen i.I'. Ein derartiges Bauelement hat bei einer fläche von z.B. 1 m2 ein Gewicht von z.B. 1 kg.
Die Folien können glasklar oder auch farbig sein.
Die Figur 2 zeigt den Schallabsorptionsgrad eines Bauelementes gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit von der Schallfrequenz, gemessen bei 50 mm Entfernung des Bauelementes von einer Wand.
In der Fig. 3 ist ein Bauelement dargestellt, bei dem zwei mit ihren becherförmigen Vertiefungen in ochalleinfallsrichtung hintereinander angeordneten Folien 4 urlf1 5 flit einer ebenen Folie 6 verbunden sind. Der mit einem derartigen Bauelement erreichbare Schallabsorptionsgrad bei verschiedenem Abstand A von einer Wand 7 ist aus dein Kurvenverlauf ersichtlich.
Inwieweit es vorteilhaft ist, die Bodenflächen der trichterförmigen Vertiefungen mit Ausprägungen zu versehen, geht aus der Fig. 4 hervor. Die Abb. 4 a zeigt eine Verti.efung mit glatter Bodenfläche und die Abb. 4 b eine Vertiefung mit einer mit Ausprägungen versehenen Bodenfläche.
Die Kurve b zeigt, daß die Ausführung mit Ausprägungen der Bodenfläche einen breitbandigeren Schallabsorptionsgrad besitzt.
Literaturhinweis 1) W. Fasold und E. Sonntag: Bauphysikalische Entwurfslehre, Band 4, Kap. 3.4 Köln-Braunsfeld, 1971 L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche (1.) Schallabsorbierendes, nur aus mindestens zwei übereinander angeordneten Folien bestehendes Bauelement zur Auskleidung von Innenräumen, insbesondere Kunststoff-Folien, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Folie rasterförmig nebeneinanderliegende becherförmige Vertiefungen aufweist, deren beim Einbau dem Schallfeld auszusetzende Bodenflächen bei Schalleinfall zu verlustbehafteten Schwingungen anregbar sind, und daß die oberen Ränder der becherförmigen Vertiefungen ge meinsam durch eine weitere ebenfalls schwingungsfähige, aber ebene Folie abgedeckt sind, die die in den einzelnen becherförmigen Vertiefungen enthaltenen LuftvoluMen luftdicht abschließt.
2. Bauelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ein- und demselben Bauelement die Bodenfläche und/oder die Tiefe einzelner becherförmiger Veitbefungen voneinander unterschiedlich gestaltet ist.
3. Bauelement nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Folien mit gleich angeordneten, becherförmigen Vertiefungen derart ineinandergesteckt sind, daß sie zusammen mit der die becherförmigen Vertiefungen abschließenden ebenen Folie einen mehrschichtigen Aufbau mit abgeschlossenen Luftpolstern bilden.
4. Bauelement nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien mit becherförmigen Vertiefungen miteinander und mit der ebenen Folie fest verbunden sind.
5. Bauelement nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dan die Bodenflächen der becherförmigen Vertiefungen Ausprägungen aufweisen.
6. Bauelement nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die fest miteinander, z.B. durch Schweißen, verbundenen Folien eines Bauelementes an den Außenrändern eine Umkantung zur Befestigung des Bauelementes an einer Tragkonstruktion besitzen.
7. Bauelement nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien lichtdurchlässig insbesondere glasklar oder farbig ausgebildet sind.