DE3526885A1 - Element for the control of airborne noise - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Element zur Luftschalldäm mung bestehend aus einer biegeweichen Vorsatzschale, die vor einer biegesteifen Schale mit geschlossener Oberfläche angeordnet ist.The invention relates to an element for airborne sound insulation mung consisting of a flexible front shell, the one in front of a rigid shell with closed Surface is arranged.
Bekanntlich werden hohe Schalldämmaße wie sie im Hochbau zwischen benachbarten Aufenthaltsräumen gefordert sind, nur entweder mit einfachen dicken Scha len hoher flächenbezogener Masse oder bei geringerer Masse mit zwei durch ein federndes Luftpolster ge trennten Schalen erreicht. Unter Schale sind dabei nicht nur gekrümmte, sondern vorzugsweise auch ebene Plat ten im Sinne des in der Bauakustik üblichen Sprachge brauches zu verstehen. Diese bekannte sogenannte zweischalige Konstruktion ist gemäß Untersuchungen von Wintergerst (Die Schalltechnik, 4 (1931) 6, S. 45-91; sowie Die Schalltechnik, 5 (1932) 1, S. 1-8) bereits seit 1931 in ihrem schalldämmenden Verhalten bekannt. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die Doppel wandkonstruktion eine Eigenfrequenz f0 mit geringer Schalldämmung besitzt und sich daran ein steiler Schall dämmanstieg anschließt. Zur Erzielung hoher Schall dämmung ist es nun notwendig, diese Eigenfrequenz unter den zu dämmenden Frequenzbereich zu verla gern, vorzugsweise unter 100 Hz, wobei entweder ge ringe Massen der Einzelschalen mit hohem Abstand zwischen ihn zu wählen sind oder aber hohe flächenbe zogene Massen der Einzelschalen bei geringem Ab stand.It is known that high sound insulation dimensions as required in building construction between adjacent lounges can only be achieved either with simple thick scales with a high mass per unit area or with a lower mass with two shells separated by a resilient air cushion. The term shell means not only curved, but preferably also flat plates in the sense of the usual use in building acoustics. According to studies by Wintergerst (Die Schalltechnik, 4 (1931) 6, pp. 45-91; and Die Schalltechnik, 5 (1932) 1, pp. 1-8), this well-known double-shell construction has been known for its sound-absorbing behavior since 1931 . It is characterized in that the double wall construction has a natural frequency f 0 with low sound insulation and is followed by a steep sound insulation rise. To achieve high sound insulation, it is now necessary to lay this natural frequency under the frequency range to be insulated, preferably below 100 Hz, either ge low masses of the individual shells with a large distance between them to choose or high area-related masses of the individual shells Small distance.
Aus der DE-OS 28 34 888 ist ein zweischaliges Trenn element zur Luftschalldämmung bekannt, das aus schließlich auf dem Prinzip mitschwingender Luftsäulen im Hohlraum zwischen der dort porigen biegesteifen Schale und einer biegeweichen Vorsatzschale beruht. Dabei ist die biegeweiche flächige Vorsatzschale punkt weise an der porigen biegesteifen Schale, die ihrerseits mehrteilig ausgebildet sein kann, direkt befestigt, bei spielsweise über Klebungen oder Nagelungen. Ob mit tels dieses Prinzipes, und gegebenenfalls wie, hohe Schalldämmung bei einer unporigen biegesteifen Scha le, also einer biegesteifen Schale mit geschlossener Oberfläche erreicht werden kann, ist nicht erkennbar.From DE-OS 28 34 888 is a two-shell separation element for airborne sound insulation known from finally on the principle of resonating air columns in the cavity between the there porous rigid Shell and a flexible front shell is based. The flexible, flat facing shell is the point wise on the porous rigid shell, which in turn can be formed in several parts, directly attached to for example via gluing or nailing. Whether with means of this principle, and if so how, high Soundproofing in the case of a non-porous, rigid sch le, i.e. a rigid shell with a closed one Surface cannot be reached.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsge mäßes Element zur Luftschalldämmung so auszubilden, daß hohe Schalldämmaße erreichbar sind, wobei der optische Eindruck einer durchgehenden Schale nicht verloren gehen soll.It is therefore an object of the invention, a genus to design a moderate element for airborne sound insulation that high sound insulation levels can be achieved, the not a visual impression of a continuous shell should be lost.
Die Aufgabe wird bei einem Element der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The task starts with one element mentioned type by the characteristic features of claim 1 solved.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteran sprüche weitergebildet.The invention is characterized by the features of the Unteran further educated sayings.
Wesentlich beim Anmeldungsgenstand ist, daß eine vollflächige Verkleidung der biegesteifen Schale, bei spielsweise einer massiven Wand mit geschlossener Oberfläche, was durch Porenverschluß oder durch Putz erreichbar ist, erreicht wird, wobei die gesamte Anord nung eine bisher nicht erreichbare hohe Schalldäm mung besitzt.It is essential with the subject of registration that a full-surface cladding of the rigid shell, at for example a solid wall with a closed one Surface, what by pore closure or by plaster is achievable is achieved, with the entire arrangement a previously unattainable level of sound insulation mung owns.
Die Erfindung erreicht also eine Erhöhung der Schall dämmung einer nichtporigen Wandkonstruktion in bis her nicht bekannter Höhe, bezogen auf die theoretisch zu erwartende Luftschalldämmverbesserung infolge Massenerhöhung durch die Vorsatzschale. Dies wird zum einen durch die Segmentierung und die punktweise Befestigung der Segmente und zum anderen durch die Bemessung der Segmente erreicht, insbesondere durch die Flächenmasse der Vorsatzschale in der Größenord nung zwischen 10 kgm-2 bis 18 kgm-2.The invention thus achieves an increase in the sound insulation of a non-porous wall construction at a hitherto unknown level, based on the theoretically expected improvement in airborne sound insulation as a result of an increase in mass through the facing shell. This is achieved on the one hand by the segmentation and the point-by-point fastening of the segments and on the other hand by the dimensioning of the segments, in particular by the mass per unit area of the facing shell in the order of magnitude between 10 kgm -2 to 18 kgm -2 .
Derartige Vorsatzschalen bzw. die hierzu verwendba ren Segmente können sowohl im Spritzgußverfahren als auch mittels Pressen hergestellt werden. Die Wanddik ken liegen bei einer flächenbezogenen Masse von 10 kgm-2 zwischen mindesten 3,3 mm (p=3×103 kgm-3) bis etwa 10 mm bei einer flächenbezogenen Masse von 18 kgm-2(entsprechend p=1,8×103 kgm-3) bei einem kompakten Werkstoff. Es kann auch ein Zweikompo nentenmaterial auf Thermoplastbasis mit geschäumtem Kern verwendet werden, wobei dann Dichte und Dicke von den vorerwähnten Werten abweichen können. Schließlich können außer Thermoplasten auch Polyure tane oder andere gefüllte Zweikomponentenharze ver wendet werden, die ebenfalls kompakt oder geschäumt sein können. Als Füllstoffe eignen sich bekannte Füll stoffe, die Schwerspat, Kreide, Schiefermehl, Talkum und Glimmer, aber auch gemahlenes Eisenerz oder Schlacke.Such facing shells or the segments used for this purpose can be produced both by injection molding and by means of pressing. With a mass per unit area of 10 kgm -2, the wall thicknesses are between at least 3.3 mm (p = 3 × 10 3 kgm -3 ) to about 10 mm with a mass per unit area of 18 kgm-2 (corresponding to p = 1.8 × 10 3 kgm -3 ) with a compact material. It is also possible to use a two-component thermoplastic-based material with a foamed core, in which case the density and thickness can deviate from the aforementioned values. Finally, in addition to thermoplastics, polyurethanes or other filled two-component resins can also be used, which can also be compact or foamed. Known fillers are suitable as fillers, the heavy spar, chalk, slate flour, talc and mica, but also ground iron ore or slag.
Vorzugsweisebestehen die einzelnen Segmente der Vorsatzschale aus einem gefüllten thermoplastischen Kunststoffmaterial, insbesondere auf der Grundlage von Polyethylen, Polypropylen und deren Copolymeren, Polystyrol und Copolymeren, Polyamide und Elastome re, basierend auf synthetischem Kautschuk, wobei die Biegesteifigkeit des thermoplastischen Kunststoffs, auf die Breiteneinheit bezogen, den beanspruchten Bereich von 0,4 bis 10 Nm aufweist.The individual segments of the Front shell made of a filled thermoplastic Plastic material, especially based of polyethylene, polypropylene and their copolymers, Polystyrene and copolymers, polyamides and elastomers re, based on synthetic rubber, the Flexural rigidity of the thermoplastic, on related to the unit of width, the claimed area from 0.4 to 10 Nm.
Die Abmessungen der Segmente der biegeweichen Vorsatzschale liegen in der Größenordnung 0,3 m× 0,3 m bis 0,7 m×0,7 m, vorzugsweise bei 0,5 m×0,5 m. Vorteilhaft haben die Segmente der Vorsatzschale ei nen Abstand von der biegesteifen Schale mit geschlos sener Oberfläche (der Wand) im Bereich von 2 mm bis 10 mm, vorzugsweise 5 mm.The dimensions of the segments of the flexible front shell are in the order of 0.3 m × 0.3 m to 0.7 m × 0.7 m, preferably 0.5 m × 0.5 m. The segments of the facing shell advantageously have a distance from the rigid shell with a closed surface (the wall) in the range from 2 mm to 10 mm, preferably 5 mm.
Die erwähnten Abmessungen erlauben besonders gu te Handhabbarkeit und stellen einfache Montagemög lichkeit sicher. Um die punktförmige Befestigung der Segmente der Vorsatzschale an der biegesteifen Schale mit geschlossener Oberfläche zu erreichen, können bei spielsweise Nägel oder Schrauben verwendet werden, bei etwa quadratischen Segmenten sind vorzugsweise solche Befestigungselemente äquidistant vorgesehen. Ferner ist zweckmäßig eine Überfälzung benachbarter Segmente vorgesehen, um eine überlappende Verzah nung zu erreichen, was zu einer schalldichten Oberflä chenverkleidung führt, bei der keine zusätzlichen Ab dichtmaßnahmen vorgesehen werden müssen. Darüber hinaus kann die optisch zutage tretende Außenseite oder Oberfläche der biegeweichen Vorsatzschale mit Dekorfolien, Funieren oder dergleichen durchgehenden Oberflächen versehen werden, beispielsweise inform von Tapeten oder dergleichen.The dimensions mentioned allow particularly good easy handling and easy assembly sure. To fix the punctiform Segments of the facing shell on the rigid shell can be achieved with a closed surface for example, nails or screws are used, for approximately square segments are preferred such fasteners provided equidistant. It is also expedient to overlap neighboring ones Segments provided to overlap teeth to achieve what leads to a soundproof surface Chen paneling, with no additional ab sealing measures must be provided. About that In addition, the visually apparent outside or surface of the flexible front cover with Decorative foils, funtions or the like throughout Surfaces are provided, for example inform of wallpaper or the like.
Die bisher unbekannte Wirkung, die zu einer erhebli chen Verbesserung der Schalldämmwirkung geführt hat, ist nach Ansicht der Erfinder auf materialspezifische Eigenschaften der Segmente sowie die Segmentierung selbst, d. h. die Unterteilung der flächenhaften biegewei chen Verkleidung der biegesteifen Wand (biegesteifen Schale) zurückzuführen.The hitherto unknown effect, which leads to an exalted Chen improvement in the sound insulation effect has, according to the inventors, is material-specific Properties of the segments as well as the segmentation itself, d. H. the subdivision of the flat bending curve Chen cladding of the rigid wall (rigid Shell).
Die Erfindung betrifft also die besondere Ausführung auch hinsichtlich geometrischer Art einer biegeweichen Vorsatzschale für eine biegesteife Schale mit geschlos sener Oberfläche, die eine rationelle und hinsichtlich des Zeitaufwandes optimale Montage zuläßt (Nageln oder Schrauben der Segmente ohne Hilfskonstruktionen). Bisher im Bau übliche Vorsatzschalenkonstruktionen wie mittels Ständerwerk- oder Holzlattengerüsten sind nicht erforderlich. Zur Erhöhung wärmedämmender Ei genschaften, können entsprechende Isolierstoffe vorge sehen werden, Oberflächendekorvariationen können vorgesehen sein und schließlich kann die Anordnung zur weiteren Rationalisierung als Ersatz für Putz oder Tapeten vorgesehen sein. Darüber hinaus ist die Auf tragsdicke außerordentlich niedrig.The invention therefore relates to the special embodiment also with regard to the geometric nature of a flexible switch Front shell for a rigid shell with closed surface which is rational and in terms of Time required for optimal assembly (nailing or Screwing the segments without auxiliary structures). Cladding shell constructions that were previously used in construction such as by means of stud frames or wooden slats not mandatory. To increase heat-insulating egg properties, appropriate insulating materials can be pre-selected surface decorations can be seen can be provided and finally the arrangement for further rationalization as a replacement for plaster or Wallpaper will be provided. In addition, the on extremely thick.
Zur Deutung der Schalldämmverbesserung kann von einer Modellvorstellung ausgegangen werden. Eine Segmentierung entspricht einer Aufhebung einer flächi gen zusammenhängenden Verkleidung der biegesteifen Schale und führt daher zu einem andersartigen Ab strahlverhalten. Dieses besteht darin, daß durch gegen phasige Schwingungen der segmentierten Flächen Energieentzug durch akustischen Kurzschluß stattfin det, der bei ganzflächiger Verkleidung mit Platten hoher Biegesteifigkeit nicht erreicht werden kann.The interpretation of the sound insulation improvement can be from a model presentation can be assumed. A Segmentation corresponds to the abolition of a surface coherent cladding of the rigid Peel and therefore leads to a different type of ab blasting behavior. This consists in the fact that against phase vibrations of the segmented surfaces Energy withdrawal through acoustic short circuit instead det, the high with full-surface cladding with panels Flexural rigidity cannot be achieved.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei genThe invention is based on the in the drawing presented embodiments explained in more detail. It shows gene
Fig. 1 perspektivisch und schematisch ein erfindungs gemäßes Element zur Luftschalldämmung, Fig. 1 in perspective and schematically a fiction, according element for airborne sound,
Fig. 2 und 3 Ausführungsformen von Uberfälzungen benachbarter Segmente, Fig. 2 and 3 embodiments of Uberfälzungen of adjacent segments,
Fig. 4 im Schnitt eine Ausführungsform eines Seg mentes, Fig. 4 in cross-section an embodiment of a Seg mentes,
Fig. 5 Versuchsergebnisse bei Verwendung eines er findungsgemäßen Elementes, Fig. 5 experimental results when using a he inventive element
Fig. 6 Versuchsergebnisse bei Verwendung einer Vorsatzschale aus Hartfaserplatte als Vergleich hierzu. Fig. 6 test results when using a facing made of hardboard as a comparison.
Fig. 1 zeigt schematisch ein anmeldungsgemäßes Ele ment zur Luftschalldämmung. Es besteht aus einer bie gesteifen Schale 1, insbesondere einer massiven Wand mit geschlossener Oberfläche, wie durch Porenver schluß oder durch Putz erreicht, sowie eine vorgesetzte biegeweiche Vorsatzschale 2. Fig. 1 shows schematically a registration element for airborne sound insulation. It consists of a rigid shell 1 , in particular a solid wall with a closed surface, such as by pore sealing or achieved by plaster, and a superior flexible front shell 2 .
Die biegeweiche Vorsatzschale 2 besteht aus einzel nen Segmenten 3 mit bevorzugten Abmessungen zwi schen 0,3×0,3 und 0,7×0,7 m, vorzugsweise 0,5× 0,5 m. Die einzelnen Segmente sind jeweils über punkt förmige Befestigungselemente, etwa Schrauben 4 oder Nägel mit der biegesteifen Schale 1 mit geschlossener Oberfläche verbunden. Dabei wird ein Abstand 7 zwi schen der biegesteifen Schale 1 und der biegeweichen Schale 2 sichergestellt. Die einzelnen Segmente 3 der biegeweichen Vorsatzschale 2 sind bündig nebenander angeordnet, so daß eine insgesamt durchgehende Flä che gebildet ist. Diese kann zusätzlich eine Dekorfolie 8 oder ein Furnier oder eine Tapete oder dergleichen auf weisen, so daß optisch der Eindruck einer durchgehen den Wand erscheint. Zur weiteren Verbesserung sind zwischen benachbarten Segmenten 3 der Vorsatzschale 2 Überfälzungen vorgesehen, etwa überlappende Falze 5 gem. Fig. 2 oder Nut/Feder-Falze 6 gem. Fig. 3.The flexible front cover 2 consists of individual NEN segments 3 with preferred dimensions between 0.3 × 0.3 and 0.7 × 0.7 m, preferably 0.5 × 0.5 m. The individual segments are each connected via point-shaped fastening elements, such as screws 4 or nails, to the rigid shell 1 with a closed surface. A distance 7 between the rigid shell 1 and the flexible shell 2 is ensured. The individual segments 3 of the flexible front shell 2 are arranged flush next to each other, so that an overall continuous surface is formed. This can additionally have a decorative film 8 or a veneer or wallpaper or the like, so that the impression of a continuous wall appears. For further improvement of the facing layer are 2 Überfälzungen provided between adjacent segments 3, about 5 overlapping folds gem. Fig. 2 or tongue and groove folds 6 acc. Fig. 3.
Wie in Fig. 4 dargestellt, kann das Segment 3 nicht nur eine nach außen weisende Dekorfolie 8 sondern auch eine nach innen, d. h. zur biegesteifen Schale 1 mit geschlossener Oberfläche weisende Kaschierung 9 aus einem Wärmeisolationsmaterial wie geschäumtem Po lystyrol oder dergleichen aufweist.As shown in Fig. 4, the segment 3 can not only have an outward-facing decorative film 8 but also an inward facing, that is to say the rigid shell 1 with closed surface facing 9 made of a heat insulation material such as foamed Po lystyrene or the like.
Die Segmente selbst können aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und lassen sich im Spritzguß- oder Tiefziehverfahren herstellen.The segments themselves can be made of thermoplastic Plastic exist and can be injection molded or Manufacture deep-drawing process.
Ein anmeldungsgemäßes Element wurde am Prüf stand mit einer unverkleideten Wand ohne Putz und einer Wand mit Vorsatzschale aus Hartfaserplatten ver glichen.An element according to the application was tested stood with an unclad wall without plaster and a wall with facing made of hardboard like.
In den Fig. 5 und 6 sind die Ergebnisse dargestellt. Die Kurve 1 zeigt das Schalldämmaß Rw einer 115 mm dik ken KSV-Wand ohne Putz mit einer flächenbezogenen Masse von ca. 210 kgm-2. Die Kurve 2 zeigt das Schall dämmaß Rw dann, wenn die erwähnte Wand mit einer anmeldungsgemäßen biegeweichen Vorsatzschale ver sehen ist, die eine Dicke von 7 mm und eine flächenbe zogene Masse von 18 kgm-2 besitzt, wobei der Abstand 7 zwischen der biegesteifen Schale 1 und der biegewei chen Schale 2 5 mm beträgt. Kurve 3 in Fig. 6 zeigt das Schalldämmaß Rw dann, wenn bei der gleichen Wand eine Vorsatzschale aus Hartfaserplatten der Abmessun gen 2 m×1,25 m mit flächenbezogener Masse von 3,6 kgm-2 und einem Abstand von 5 mm zur Wand vor gesehen ist.The results are shown in FIGS. 5 and 6. Curve 1 shows the sound insulation value Rw of a 115 mm thick KSV wall without plaster with a mass per unit area of approx. 210 kgm -2 . Curve 2 shows the sound insulation value Rw when the wall mentioned is seen with a pliable soft facing shell according to the application, which has a thickness of 7 mm and a mass per unit area of 18 kgm -2 , the distance 7 between the rigid shell 1 and the bendable shell 2 is 5 mm. Curve 3 in Fig. 6 shows the sound insulation value Rw if, in the case of the same wall, a facing shell made of hardboard of dimensions 2 m × 1.25 m with a mass per unit area of 3.6 kgm -2 and a distance of 5 mm from the wall is seen.
Im Ergebnis wird (Kurve 1) das Schalldämmaß von 46 dB durch die anmeldungsgemäß ausgebildete Vorsatz schale auf 49 dB erhöht. Frequenzbezogen wird jedoch oberhalb 500 Hz im Mittel sogar eine Verbesserung von ca. 8 dB erreicht.As a result (curve 1 ) the soundproofing is increased from 46 dB to 49 dB thanks to the front shell designed according to the application. Frequency-related, however, an improvement of approximately 8 dB is achieved on average above 500 Hz.
Nach dem Bergerschen Massengesetz ist eine theore tische Dämmerhöhung über 20×1 g (m 1/m 0)=20× 1 g (228/210) von nur 0,7 dB zu erwarten. Jedoch ist die erreichte Verbesserung bezüglich des Wertes Rw tat sächlich 3 dB. Es sei darauf verwiesen, daß die Berech nung der Einzelangaben Rw zur Kennzeichnung der Luftschalldämmung in DIN 52 210 Teil 4 näher erläutert ist.According to Berger's law of mass, a theoretical increase in twilight above 20 × 1 g (m 1 / m 0) = 20 × 1 g (228/210) of only 0.7 dB can be expected. However, the improvement achieved in terms of the Rw value is actually 3 dB. It should be noted that the calculation of the individual data Rw for identifying airborne sound insulation is explained in more detail in DIN 52 210 Part 4 .
Bei den Prüfstandversuchen wurden zum Erreichen der Kurve 2 Segmente mit den Abmessungen 0,5× 0,5 m verwendet. Diese waren mittels vier äquidistant angeordneten Schrauben bzw. Nägeln pro Segment punktweise an der biegesteifen Schale 1 befestigt.In the test bench tests, two segments measuring 0.5 × 0.5 m were used to reach the curve. These were attached to the rigid shell 1 point by point using four equidistantly arranged screws or nails per segment.
Kurve 3 zeigt den zusätzlichen Vergleichsversuch mit einer steifen Vorsatzschale großformatiger Abmessun gen. Die Ergebnisse zeigen insbesondere im Bereich un ter 500 Hz keine signifikante Änderung gegenüber der Wand ohne Putz gemäß Kurve 1.Curve 3 shows the additional comparison test with a stiff facing shell of large-sized dimensions. The results, especially in the range below 500 Hz, show no significant change compared to the wall without plaster according to curve 1 .
Claims (7)
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