DE3527471A1 - Schalldaemmende wandverkleidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schalldämmende Wandverkleidung für in Skelettbauweise zu errichtende Bauten, mit an Stützen des Skeletts zu befestigenden, Dämmaterial aufnehmenden, langgestreckten, dünnwandigen Kassettenprofilen sowie äußeren, eine Wetterschale bildenden Wandelementen, insbesondere in Form von Profilblechen. Derartige Wand- bzw. Fassadenverkleidungen finden insbesondere Verwendung zur Verkleidung von Industriebauten wie etwa Kraftwerksgebäuden.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 82 18 446.1 ist bereits eine Wandverkleidung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der an den Stützen querverlaufende, zweischalige, mit einem äußeren umlaufenden Rahmen versehene Schalldämmplatten befestigt sind, deren innerer Hohlraum mit Schalldämmaterial gefüllt ist. Die Schalldämmplatten sind an ihren Rahmen an den Stützen befestigt. Auf der Außenseite der Schalldämmplatten ist sodann die äußere Wetterschale in Form von Profilblechen angeordnet. Die Profilbleche sind ihrerseits jeweils entlang dem äußeren Rahmen der Schalldämmplatten befestigt. Eine solche Anordnung ist mit erheblichen akustischen Nachteilen behaftet. Die Schalldämmelemente bilden zusammen mit den die Wetterschale bildenden Profilblechen eine dreischalige Anordnung, die praktisch wie ein doppeltes Resonanzsystem wirkt. Ferner werden durch die Rahmen der Schalldämmplatten und deren Befestigung an den Stützen erhebliche Schallbrücken gebildet, die für eine hohe Körperschallübertragung verantwortlich sind. Schließlich müssen die Schalldämmelemente ein verhältnismäßig hohes Flächengewicht aufweisen, um überhaupt eine einigermaßen annehmbare Schalldämmung zu erreichen. Dies wiederum stellt erhöhte Anforderungen an die Statik und verteuert gleichzeitig die Dämmelemente und die Gesamtfassadenverkleidung.

Gemäß der DE-OS 32 35 621 sowie der DE-OS 31 33 978 hat man bereits versucht, die akustischen Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Fassadenverkleidung dadurch zu verbessern, daß zur Beseitigung des Körperschalls und zur Entkopplung der gesamten Fassade von dem Bauwerk die Befestigungen der Schalldämmplatten jeweils über ein weichfederndes, schalldämmendes Element bzw. eine Gummiprofildichtung an der Trägerstütze anliegen. Diese Maßnahme hat jedoch zu keiner wesentlichen Verbesserung der Schalldämmeigenschaften dieser bekannten Anordnung geführt.

Gemäß der DE-OS 31 28 165 hat man auch bereits versucht, die Schalldämmeigenschaften der eingangs erwähnten Fassadenverkleidung dadurch zu verbessern, daß man anstelle einer dreischaligen Anordnung lediglich eine zweischalige Anordnung verwendet, indem man keine beidseitig geschlossenen Schalldämmplatten mehr verwendet, sonder stattdessen sogenannte Kassettenprofile, die im wesentlichen C-förmig im Querschnitt ausgebildet sind und in die das Dämmaterial eingelegt wird. Die mit dem Schalldämmaterial versehenen Kassettenprofile werden an den Trägerstützen unmittelbar befestigt, während die aus den Profilblechen gebildete Wetterschale an außenliegenden Gurten der Kassettenprofile befestigt wird.

Der vorliegende Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Wandverkleidung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß eine verbesserte Schalldämmung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Kassettenprofilen und den Wandelementen erste, im Abstand zueinander angeordnete und zu den Kassettenprofilen querverlaufende Trägerleisten, die im Abstand zu den Befestigungspunkten zwischen den Kassettenprofilen und den Stützen an den Kassettenprofilen befestigt sind, und im Abstand zueinander und zu den ersten Trägerleisten querverlaufende zweite Trägerleisten vorgesehen sind, die im Abstand von den Befestigungspunkten zwischen den Kassettenprofilen und den ersten Trägerleisten an den ersten Trägerleisten befestigt sind, daß die Wandelemente an den zweiten Trägerleisten befestigt sind, und daß die Stützen, die Kassettenprofile, die ersten und zweiten Trägerleisten sowie die Wandelemente jeweils über weichfedernde, elastische Elemente bzw. Schichten gegeneinander anliegen.

Durch die erfindungsgemäße Wandverkleidung ist es gelungen, die Wandelemente von den Stützen so weitgehend zu entkoppeln, daß der Anteil des über Körperschallbrücken übertragenen Körperschalls wesentlich herabgesetzt ist. Gleichzeitig kann aber der durch Luftschall übertragene Anteil stärker gedämpft werden, indem Kassettenprofile mit grösserer Tiefe und damit einer dickeren eingelagerten Schalldämmschicht verwandt werden können, ohne daß hierzu die Kassettenprofile in sich verstärkt oder versteift zu werden brauchen, was ansonsten zu einer erneuten Erhöhung des übertragenen Körperschalls führen würde. Daß Kassettenprofile mit größerer Tiefe verwandt werden können, ohne daß die statischen Anforderungen verletzt werden, beruht auf den ersten und zweiten Trägerleisten, die in Form eines Netzwerkes angeordnet sind und für die notwendige Versteifung der Kassettenprofile sorgen, ohne eine bei einer sonstigen Versteifung der Kassettenprofile übliche Erhöhung der Körperschalleitung zu bewirken. Da auf diese Weise die Tiefe der Kassettenprofile für die Statik keine Rolle mehr spielt, können Kassettenprofile verwandt werden, deren Tiefe in einem großen Bereich variabel ist. Da die Dicke der Schalldämmschicht bei den bisherigen Anordnungen aber jeweils durch die Tiefe der Kassettenprofile begrenzt wurde, kann nunmehr auch eine bessere Anpassung des Schalldämmaterials an die vorgegebenen Schallquellen und eine verbesserte Schalldämmung durch erhöhte Dämpfung des Luftschalls erreicht werden. Einen überraschenden Anteil an der Erhöhung der Dämpfung haben auch die weichfedernden elastischen Elemente bzw. Schichten, die an den jeweiligen Befestigungspunkten zwischen den aneinander zu befestigenden Elementen vorgesehen sind. Offenbar dadurch, daß die Zahl der Befestigungs- bzw. Körperschallübergangspunkte von der Stütze bis zu den außenliegenden Wandelementen von bisher zwei Punkten auf nunmehr mindestens vier Punkte erhöht wurde, die jeweils eine federnde Ankopplung ermöglichen, ist der Anteil des durch Körperschall übertragenen Schalls ganz erheblich gemindert.

Vorzugsweise verlaufen die ersten und/oder zweiten Trägerleisten jeweils parallel zueinander und die ersten und zweiten Trägerleisten vorzugsweise in einem Winkel von 90° zueinander. Zur Anpassung an ein vorbestimmtes Absorptionsverhalten kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die ersten und zweiten Trägerleisten jeweils unter einem kleineren Winkel als 90° gegeneinander verlaufen zu lassen und die einzelnen ersten bzw. zweiten Trägerleisten untereinander ggf. auch abweichend von der parallelen Anordnung jeweils im Winkel zueinander verlaufend anzuordnen.

Der Abstand zwischen den einzelnen ersten bzw. zweiten Trägerleisten kann beliebig und höchstens in Abhängigkeit von der notwendigen Statik gewählt werden. Auf diese Weise ist es möglich, daß zweite Trägerleisten jeweils nur in Höhe jeder zweiten, dritten, vierten oder fünften Reihe von aufeinanderfolgenden Kassettenprofilen vorgesehen werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß der Abstand zwischen den einzelnen Befestigungspunkten der Wandelemente in senkrechter Richtung an den zweiten Trägerleisten beliebig gewählt werden kann und nicht mehr abhängig ist von der Höhe der einzelnen Kassettenprofile, an denen bisher jeweils die Wandelemente befestigt wurden. Dadurch, daß der Befestigungsabstand der einzelnen Wandelemente vergrößert werden kann, zeigen die Wandelemente bei ansonsten unveränderter Materialzusammensetzung und räumlichen Abmessungen ein wesentlich "biegeweicheres" Verhalten, was zur Verbesserung der Schalldämmung beiträgt.

Als besonders günstig für das Schalldämpfungsverhalten der Wandverkleidung hat es sich auch erwiesen, wenn die ersten und/oder zweiten Trägerleisten in Form eines Z-Profils oder U-Profils ausgebildet waren.

Die weichfedernden, elastischen Elements werden bevorzugt aus einem Gummi- oder Kunststoffmaterial gefertigt.

Als Dämmaterial wird bevorzugt Mineralwolle verwandt. Bevorzugte Verwendung finden Glaswolle und Steinwolle.

Aus dämmungstechnischer Sicht hat sich eine Anordnung als günstig erwiesen, bei der die erste, der Innenseite eines Kassettenprofils zugewandte Schicht aus einer verhältnismäßig dicken Schicht aus einem Dämmaterial mit niedrigem Raumgewicht, und die zweite, außenliegende Schicht aus einer im Verhältnis hierzu dünneren Schicht aus einem Dämmaterial mit höherem Raumgewicht besteht.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise im weggebrochenen Zustand dargestellte Teilansicht einer Ausführungsform einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Wandverkleidung, und

Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Anordnung entlang der Linie II-II, wobei jedoch eine weitere obere und untere Reihe von Kassettenprofilen eingezeichnet ist.

In Fig. 1 ist allgemein eine mit 1 bezeichnete Wandverkleidung dargestellt. An der Stütze 2, die Teil der Außenwand eines Gebäudes oder Teil eines in Stahl- oder Stahlbeton-Skelettbauweise errichteten Industriegebäudes sein kann, sind über eine Haltekonsole 3 zwei an der Stütze 2 gegeneinanderstoßende Kassettenprofile 4, 5 mit Hilfe von Schweißbolzen 11, 12 befestigt. Die Kassettenprofile 4, 5 bestehen aus einem dünnwandigen Blech, das in C-Form ausgebildet ist. Die Böden der Kassettenprofile bilden zu der Stütze 2 querverlaufende Untergurte 6, 6′, über die die Kassettenprofile an der Stütze 2 befestigt sind. Die Böden 6, 6′ sind an ihren Rändern zu im rechten Winkel hierzu verlaufenden Stegen 7, 8, 7′, 8′ abgebogen, deren Ränder ihrerseits zu Obergurte 9, 10, 9′, 10′ bildenden Flanschen nach abwärts abgewinkelt sind. Der untenliegende Steg 8, 8′ hat üblicherweise eine etwas größere Höhe als der oben liegende Steg 7, 7′, so daß, wenn mehrere horizontal verlaufende Reihen von Kassettenprofilen übereinander an der Stütze 2 befestigt werden, die untenliegende Abkantung 10, 10′ einer oberen Reihe von Kassettenprofilen die Abkantung 9, 9′ des darunterliegenden Kassettenprofils übergreift, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Untergurte 6, 6′ der Kassettenprofile liegen nicht unmittelbar, sondern über elastische Dichtungsstreifen oder Elemente 13 gegen die Stütze 2 an. Desgleichen sind zwischen der Haltekonsole 3 und den nach außen weisenden Seiten der Untergurte 6, 6′ sowie der Innenseiten der Stege 7, 7′ der Kassettenprofile 4 und 5 Dichtungsstreifen 14 vorgesehen, die zur Dämpfung des von der Stütze 2 auf die Kassettenprofile 4 und 5 übertragenen Körperschalls dienen. Diese Dichtungsstreifen, die lediglich aus Fig. 2 ersichtlich sind, bestehen vorzugsweise aus einem weichfedernden Gummi- oder Kunststoffmaterial.

In der Fig. 2 sind drei übereinanderliegende Reihen von Kassettenprofilen dargestellt, von denen lediglich ein oberes Kassettenprofil 15 sowie ein unteres Kassettenprofil 16 gezeigt sind. Der nach abwärts abgekantete Obergurt 18 am unteren Ende des Kassettenprofils 15 übergreift den oberen Obergurt 9 des Kassettenprofils 6. In gleicher Weise übergreift der am unteren Ende liegende Obergurt 10 des Kassettenprofils 6 den am oberen Ende liegenden Obergurt 19 des Kassettenprofils 16.

Auf der Außenseite der Reihen von Kassettenprofilen sind mehrere erste, im wesentlichen senkrecht verlaufende Trägerleisten im Abstand voneinander angeordnet, von denen lediglich zwei erste Trägerleisten 20 und 21 gezeigt sind. Die Trägerleisten bestehen aus vorzugsweise Metallprofilstäben, und sie haben im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Z-Profil. Die ersten Trägerleisten 20, 21, werden an den Obergurten 9, 18, 10, 19 befestigt. Um eine biegeweichere Anordnung zu erhalten, kann es aber auch zweckmäßig sein, die ersten Trägerleisten nicht an jeder Reihe von Kassettenprofilen, sondern beispielsweise lediglich jeder zweiten, dritten oder vierten Reihe von übereinanderliegenden Kassettenprofilen zu befestigen. Die Trägerleisten 20 und 21 liegen vorzugsweise nicht unmittelbar auf den Obergurten 10 und 18 an. Vielmehr ist jeweils an den Befestigungspunkten zwischen die beiden Teile ein weichfederndes, elastisches Element gelegt, das auch in Form einer Oberflächenschicht entweder auf den Obergurten oder den ersten Trägerleisten selbst vorgesehen sein kann. In Fig. 2 sind die weichfedernden Elemente 22 und 23 gezeigt, die zur besseren Verdeutlichung nicht maßstabsgerecht eingezeichnet sind.

An den ersten Trägerleisten 20 und 21 sind Reihen von im wesentlichen horizontal verlaufenden zweiten Trägerleisten befestigt, von denen lediglich eine zweite Trägerleiste 24 dargestellt ist. Die zweiten Trägerleisten sind ähnlich wie die ersten Trägerleisten ausgebildet und bestehen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Z-förmigen Metallprofilstangen. An diesen zweiten Trägerleisten 24 sind aus Trapezprofilblech bestehende Wandelemente 33, 33′ befestigt, die eine allgemeine mit 25 bezeichnete Wetterschale bilden. Die Befestigung sowohl der Trapezprofilbleche an der zweiten Trägerleiste 24 wie auch der zweiten Trägerleiste 24 selbst an der ersten Trägerleiste erfolgt unter Zwischenschaltung von weichfedernden Elementen 26 und 27, die ebenfalls aus einem elastischen Gummi- oder Kunststoffmaterial oder anderen federnden Teilen bestehen können. Die Form dieser Elemente ist beliebig wählbar, sofern sie eine gute gegenseitige Anlage der aneinander zu befestigenden Teile und eine gute Körperschalldämmung gewährleisten.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Wetterschale 25 nicht mehr unmittelbar an den Obergurten der jeweiligen Kassettenprofile befestigt, sondern es ist aufgrund der ersten und zweiten Trägerleisten ein Befestigungsnetzwerk vorgesehen, das die Befestigungsmöglichkeit der Wetterschale 25 äußerst variabel gestaltet und zu einer Optimierung der Schalldämpfung, insbesondere des durch Körperschall übertragenen Schallanteils, beiträgt. Dadurch, daß beispielsweise die Befestigungspunkte A und B der ersten Trägerleiste 20 an den Obergurten 9 und 10 des Kassettenprofils 6 in Fig. 1 horizontal seitlich gegen den linken Rand des Kassettenprofils 6, an dem dieses mit Hilfe der Haltekonsole 3 an der Stütze 2 befestigt ist, versetzt werden können, wird die durch den Körperschall in dem Kassettenprofil zurückzulegende Wegstrecke erheblich verlängert. Soweit die statischen Anforderungen es erlauben, kann die Anordnung der ersten Trägerleisten 20 und 21 deshalb vorteilhafterweise derart erfolgen, daß sie jeweils in der Mitte eines horizontal verlaufenden Kassettenprofils an diesem befestigt werden. Werden allerdings Kassettenprofile mit einer erheblichen Länge verbaut, so kann es aus statischen Gründen notwendig sein, daß die Befestigungspunkte A und B, in denen die gesamte Last der Wetterschale 25 abgetragen wird, näher zu den seitlichen Enden der Kassettenprofile hin verlagert werden, in denen diese selbst an der Stütze 2 gehaltert sind.

Ein weiterer wesentlicher Beitrag zur Dämpfung des übertragenen Körperschalls wird dadurch erreicht, daß nunmehr die Befestigungspunkte der zweiten Trägerleisten, etwa der Befestigungspunkt C der Trägerleiste 24, in einem senkrechten Abstand von den Befestigungspunkten A und B der ersten Trägerleiste 20 vorgesehen werden können. Dadurch wird der Weg des Körperschalls, bis dieser die Wetterschale 25 erreicht, die an der Trägerleiste 24 befestigt ist, weiter verlängert.

Da der Abstand der einzelnen zweiten Trägerleisten 24 voneinander beliebig, und insbesondere unabhängig von der Höhe der einzelnen Kassettenprofile gewählt werden kann, kann der senkrechte Abstand der Befestigungen für die Wetterschale 25, die ja lediglich an den zweiten Trägerleisten 24 befestigt ist, vergrößert werden. Dadurch werden die Trapezprofilbleche der Wetterschale 25 in ihrem Verhalten biegeweicher, was für die Schalldämmung von Vorteil ist.

Zur Dämpfung des Luftschalls sind die Kassettenprofile mit einem geeigneten Absorbermaterial ausgefüllt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine erste, aus zwei Unterschichten 28 und 29 bestehende Schicht 30 aus einem Absorbermaterial mit einem Raumgewicht von 50 kg/m³ vorgesehen. Die Außenseite der Profilkassette ist abgeschlossen mit einer zweiten, gegenüber der ersten Schicht 30 dünnerwandigen Schicht 31 aus einem Dämmaterial mit höherem Raumgewicht. Diese zweite Schicht bildet ein Absorberschott. Das Absorbermaterial besteht aus Mineralwolle mit der gewünschten Raumdichte und dem gewünschten akustischen Strömungswiderstand. Beispielsweise wurde für die innenliegende Schicht Steinwolle und für die außenliegende Schicht Glaswolle verwandt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht nunmehr darin, daß die Tiefe der Kassettenprofile bei Bedarf erheblich vergrößert werden kann, so daß eine größerer Variationsmöglichkeit für die Kombination der Schichten des Absorbermaterials und damit eine Optimierung der Schalldämpfung erzielt werden kann. Eine größere Tiefe der Kassettenprofile bei sonst unveränderten Abmessungen der Kassettenprofile läßt sich dadurch erreichen, daß nunmehr aufgrund der durch die Trägerleisten erzielten Gitterkonstruktion eine solche Versteifung der Kassettenprofile erzielt wird, daß die Vergrößerung der Tiefe der Kassettenprofile vom statischen Standpunkt unbedenklich ist.

Messungen haben gezeigt, daß mit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Anordnung gegenüber einer Anordnung, bei der die Wetterschale 25 unmittelbar an den Kassettenprofilen befestigt war, eine Verbesserung der Schalldämmung um 11 dB erzielt wird.

Claims (9)

1. Schalldämmende Wandverkleidung für in Skelettbauweise zu errichtende Bauten, mit an Stützen des Skeletts zu befestigenden, Dämmaterial aufnehmenden, langgestreckten, dünnwandigen Kassettenprofilen sowie äußeren, eine Wetterschale bildenden Wandelementen, insbesondere in Form von Profilblechen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kassettenprofilen (4, 5, 15, 16) und den Wandelementen (25) erste, im Abstand zueinander angeordnete und zu den Kassettenprofilen querverlaufende Trägerleisten (20, 21), die im Abstand zu den Befestigungspunkten (11, 12) zwischen den Kassettenprofilen (4, 5) und den Stützen (2) an den Kassettenprofilen (4, 5) befestigt sind, und im Abstand zueinander und zu den ersten Trägerleisten (20, 21) querverlaufende, zweite Trägerleisten (24) vorgesehen sind, die im Abstand von den Befestigungspunkten (A, B) zwischen den Kassettenprofilen (4, 5) und den ersten Trägerleisten (20, 21) an den ersten Trägerleisten (20, 21) befestigt sind, daß die Wandelemente (25) an den zweiten Trägerleisten (24) befestigt sind, und daß die Stützen (2), die Kassettenprofile (4, 5, 15, 16), die ersten und zweiten Trägerleisten (20, 21; 24) sowie die Wandelemente (25) jeweils über weichfedernde, elastische Elemente bzw. Schichten (13, 14, 22, 23, 26, 27) gegeneinanderanliegen.

2. Wandverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Trägerleisten (20, 21; 24) jeweils parallel zueinander verlaufen.

3. Wandverkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Trägerleisten (24) jeweils nur in Höhe jeder zweiten, dritten, vierten oder fünften Reihe von aufeinanderfolgenden Kassettenprofilen (16, 6, 15) vorgesehen sind.

4. Wandverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (20, 21) und/oder zweiten (24) Trägerleisten ein Z-Profil oder U-Profil aufweisen.

5. Wandverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weichfedernden, elastischen Elemente aus einem Gummi- oder Kunststoffmaterial bestehen.

6. Wandverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmaterial aus Mineralwolle besteht.

7. Wandverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmaterial aus einer wenigstens zweilagigen Schicht (30, 31) besteht.

8. Wandverkleidung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, der Innenseite der Profilkassetten (4, 5) zugewandte Schicht (30) aus einer verhältnismäßig dicken Schicht aus einem Dämmaterial mit niedrigem Raumgewicht, und die zweite, außenliegende Schicht (31) aus einer im Verhältnis hierzu dünneren Schicht aus einem Dämmaterial mit höherem Raumgewicht besteht.

9. Wandverkleidung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende Schicht (30) selbst aus zwei Lagen (28, 29) besteht.