DE3806564A1 - Perforiertes schallschluckendes paneel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein perforiertes Paneel mit einer Dicke von mindestens 6 mm zum Gebrauch als Schall­ schutzelement, insbesondere an Kassettendecken.

Es sind verschiedene Bauvorschriften und Anforderungen hin­ sichtlich des Schutzes von Personen betreffend des Schall­ schutzes bei unterschiedlichen Voraussetzungen zu beachten. Verschiedene Paneeltypen wurden mit der Absicht hergestellt, möglichst große Schallabsorptionen zu erreichen. Beispiels­ weise gibt es perforierte Paneele, die zusammen mit einer rückwärtigen oder unteren Lage Mineralwolle verwendet wurden. Diese Kombination ergibt eine exzellente Schallabsorption, jedoch in den meisten Fällen lediglich in einem engen Fre­ quenzbereich. Bei besonderen Voraussetzungen, wie beispiels­ weise Hörsäle, Theater etc., werden verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Schallschluckelementen versehen, um unter­ schiedliche aktive Frequenzbereiche für eine genaue Einstel­ lung der Nachhallzeit zu erzielen. Derartige Teilbereiche können eine große Absorption innerhalb eines engen Frequenz­ bereichs oder ein spezielles Frequenzabsorptionsdiagramm auf­ weisen.

In den meisten Gegebenheiten, wie große Werkhallen, Versamm­ lungshallen oder Lobbies etc. ist normalerweise der gesamte Deckenbereich mit lediglich einem Absorbertyp bedeckt. Dabei ist es besser, wenn dieser eine verhältnismäßig gute Absorp­ tion in einem großen Frequenzbereich aufweist, als eine sehr gute Absorption innerhalb eines geringen Frequenzbereichs.

Ein bekannter Absorptionstyp ist eine Kassettendecke, die in einem speziellen Trägersystem oder Hängesystem hängt und eine Oberfläche für eine dicke Lage loser Mineralwolle bildet.

Wenn diese Art von Decke zusammengebaut wird, dann ist es sehr wichtig, daß die Mineralwolle korrekt positioniert wird, um den gewünschten Absorptionseffekt zu erzielen. Elektrische Leitungen und Ventilations- oder Lüftungskanäle liegen oft in dem Raum zwischen Decke und Kassettendecke. Während der War­ tungsarbeiten an diesen Systemen müssen Teile der Kassetten­ decke abgenommen werden, wodurch stets die Gefahr besteht, daß die Mineralwolle von den Elektro- oder Lüftungstechnikern nicht wieder in ihre ordnungsgemäße Position gebracht wird.

Ebenfalls bekannt sind perforierte Paneele, wobei die Rück­ seite des Paneels lose aufliegend oder teilweise angeklebt eine Stoff- oder Mattenlage aufweist, anstelle von Mineral­ wolle. Diese Maßnahme führt zwar zu einer vereinfachten An­ ordnung und Einstellung, nicht jedoch zu einer wirkungsvolle­ ren Absorption.

Es ist schwieriger, eine Breitbandabsorption mit perforierten Paneelen aus einer Gipswand oder anderen Bauplatte zu erzie­ len, als mit der Alternative, nämlich teureren Paneelen aus Metall und Kunststoff. Der Grund hierfür liegt darin, daß letztere mit geringerer Stärke hergestellt werden können. Diese dünnen Paneele haben jedoch nach einem Wiederanstrich eine beträchtlich reduzierte Schallabsorptionsfähigkeit, da die Farbe an dem Tuch oder Gewebe anhaften kann.

Es gibt daher ein großes Bedürfnis, den Umfang der Schallab­ sorptionsfrequenzen bei perforierten Gipsplatten beträchtlich auszuweiten.

Wenn eine gute Schallabsorption über einen weiteren Frequenz­ bereich gewünscht wird, sind drei Parameter zu beachten:

• 1. Das Ausmaß der Perforation, das so groß wie möglich sein muß,
• 2. die Dicke des Paneels, die so klein als möglich sein sollte, und
• 3. der Abstand der Hauptdecke von der Kassettendecke, der groß sein sollte.

Was sind die Folgerungen für diese drei Parameter.

• 1. Dünne Paneelen aus Metall oder Kunststoff können bis zu einem Ausmaß von 30% perforiert sein. Bei Gipsplatten ist ein Perforationsgrad von mehr als 20% nicht möglich, da die Fe­ stigkeit aufrecht zu erhalten ist.
• 2. Paneele aus Metall oder Kunststoff sind in einer Dicke von weniger als 2 mm erhältlich, wohingegen Gipsplatten eine Dicke zwischen 6 und 18 m aufweisen.
• 3. Mit Paneelen, die einen hohen Perforationsgrad aufwei­ sen, kann eine gute Absorption mit Abständen von 30 mm und mehr erzielt werden. Um ähnliche Werte für Gipsplatten zu er­ halten, ist ein Minimalabstand von 70 mm notwendig. In beiden Fällen ist der Frequenzbereich der Absorption wesentlich er­ höht, bzw. verbessert, wenn der Abstand auf 200 mm erhöht wird. Darüberhinaus sind die Verbesserungen minimal.

Wenn alle Parameter 1 bis 3 günstig sind, kann eine Breit­ bandabsorption erzielt werden mit Mineralwolle und lose befe­ stigten dünnen Gewebe auf dem Paneel. Für Gipsplatten sind die Parameter 1 und 2 immer ungünstig gewesen und es ist in­ soweit kein Verfahren bekannt, eine gute Absorption in einem weiten Frequenzbereich zu erzielen.

Die schwedischen Patentanmeldungen SE 4 02 142, SE 4 04 540, SE 4 07 957 und SE 4 40 524 und die deutsche Patentanmeldung DE 32 42 940 beziehen sich auf resonanzabsorbende Elemente mit ei­ nem dünnen Fasergewebe anstatt einer Lage aus Mineralwolle, es ist jedoch in allen Dokumenten des Stands der Technik be­ tont, daß das Fasergewebe auf ein sehr dünnes perforiertes Paneel befestigt werden sollte, z.B. eine dünne Metallplatte. In diesen Fällen wird ein gewünschter spezifisicher Durch­ gangswiderstand für das perforierte Paneel mit Gewebe mit ca. 500 Nsm^-3 angegeben. Diese Schallabsorber sind eher dort am besten geeignet, wo eine große Absorption nahe der Resonanz­ frequenz gewünscht wird, als bei einer Breitbandabsorption.

Für die schallabsorbierende Wand gemäß SE 4 04 520 wird ein Wert von 400 Nsm^-3 als geeignet angegeben, eine maximale Ab­ sorption im Frequenzbereich von 500 bis 1000 Hz zu erzielen, in welchem Bereich die Intensität von Verkehrsgeräuschen am größten ist.

Gegenstand der Erfindung ist es, ein peroriertes Paneel an­ zugeben, beispielsweise aus Gips, welches einen geeigneten akustischen Durchgangswiderstand besitzt, so daß es für eine Breitbandabsorption ohne Auflage loser Mineralwolle verwend­ bar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jede Perforation von einem dünnen Fasergewebe bedeckt ist, das an den Rändern der Perforation festgeklebt ist und dem Paneel einen spezifischen akustischen Durchgangswider­ stand zwischen 1200 und 4000 Nsm^-3 (akkustischer Ohm) ver­ leiht.

Weitere Merkmale sind in den Ansprüchen offen­ bart.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen perforierten Paneels anhand eines Beispiels und Zuhil­ fenahme der Zeichnungen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes perfo­ riertes Paneel, und

Fig. 2 eine Diagramm, in dem Referenzgraphen und der Abso­ prtionsgraph einer Gipsplatte gemäß der Ausführung nach Fig. 1 dargestellt sind.

Der akkustische Durchgangswiderstand kann verglichen werden mit einem Wechselstromwiderstand. Etwa seit 1985 ist ein Ver­ fahren zum Messen dieses dynamischen Widerstands aus: "Measurements of acoustic flow restistance" K.U. Ingard und T.A. Dear, Journal of Sound and Vibration (1985), 103 (4) be­ kannt. Zur Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde die­ ses 103 (4) - Verfahren verwendet. Die Daten des Durchgangs­ widerstands, die in der Literatur gefunden werden können, vergleichen unmittelbar Stromwiderstand. Dies ist wesentlich einfacher zu Messen, kann jedoch erheblich von dem korrektren akkustischen Verhalten abweichen.

Das Paneel 10 wurde aus Gips 11 hergestellt, der, als eine konventionelle Gipsplatte von einer Papierlage 12 umgeben ist.

Das Paneel 10 ist mit Löchern oder Schlitzen 13 perforiert, die sich in Querrichtung zur Paneelebene erstrecken und zwar sowohl durch den Gips, als auch durch die Papierlagen hin­ durch. Die Rückseite 14 des Paneels, d.h. diejenige Seite, die dazu vorgesehen ist, einer Schallquelle abgewandt zu wer­ den, weist ein die Schlitze 13 bedeckendes, aufgeklebtes Fa­ sergewebe 15 auf. Das Gewebe ist an dem Paneel entlang der Ränder 13 A der Perforation mittels eines Klebfilms 16 ange­ klebt. Diejenigen Teile des Gewebes, die die Perforierungen bedecken, sind frei von Klebstoff 16. Wenn das Paneel 10 vor­ schriftsmäßig montiert ist, ist ein Luftspalt zwischen der Rückseite 14 und einer Decke oder einer Rückwand vorhanden. Wenn Breitband-Schallabsorbierende Elemente entsprechend dem schwedischen Standard SS 0 25 259 und SS 0 25 260 berechnet wer­ den, ist es nicht als wichtig empfunden worden, auf einer guten Absorption bei niedrigen Frequenzn zu bestehen, wie bei hohern Frequenzen und eine Reduktion der Absorption ist ge­ stattet unter 500 Hz.

In Fig. 2 wurden sowohl Absorptionsgraphen einer schlitzper­ forierten Gipsplatte mit einer rückseitigen Lage aus 30 mm starker Mineralwolle und eine entsprechende Gipsplatte mit aufgeklebter Lage Fasergewebe entsprechend der Erfindung, d.h. ein Element mit einem spezifischen akkustischen Durch­ gangswiderstand von 3150 Nsm^-3 auf Referenzgraphen der oben erwähnten schwedischen Standarspezifikationen, aufgetragen. In beiden Fällen beträgt der Perforationsgrad 17,8%, die Dicke der Gipsplatte ist 13 mm und der Luftspalt hinter der Oberfläche beträgt 200 mm.

Beide Messungen wurden in dem Nationalen Schwedischen For­ schungszentrum durchgeführt.

Der Absorber mit dem Fasergewebe gemäß der Erfindung und ohne Mineralwolle liegt eine Gradierung über dem konventionellen Paneel, der mit Mineralwolle kombiniert ist, jeweils Absor­ bergrad D und Absorbergrad D.

Die gewichteten Absorptionsfaktoren α _w betragen jeweils 0,6 bzw. 0,4.

Ein Beispiel eines geeigneten Fasergewebematerials enthält zwischen 5 und 90% künstlicher organischer Faser, zum Bei­ spiel Polyesterfasern, wobei der Rest Zellulosefasern auf­ weist. Die Größe der Fasern soll im Bereich von 1,7 bis 17 dtex und die Länge zwischen 12 und 35 mm liegen. Ein Latex­ klebemittel kann bei der Herstellung des Fasertuchs oder der Matte verwendet werden, jedoch sind auch andere thermische mechanische oder chemische Bindeagentien verwendbar. Das Ge­ webe oder die Matte sollte ein Gewicht von etwa 20 bis 300 g/m besitzen.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausfüh­ rungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt Veränderungen, die im Schutzbereich der die Erfindung verkörpernden Ansprüche möglich sind. Beispielsweise können zwei erfindungsgemäße Paneele zusammen laminiert werden, wobei die Gewebe- oder Mattenlage zwischen den einander zugewandten Paneelseiten an­ geordnet ist. Des weiteren müssen die Paneele nicht notwendi­ gerweise aus Gipsplatten bestehen, sondern sie können aus an­ deren Paneelen ähnlicher Dicke und Perforation bestehen, bei­ spielsweise Holzfaserplatten oder Paneelen auf Zementbasis.

Claims (5)

1. Perforiertes Paneel (10) mit einer Dicke von mindestens 6 mm, zum Gebrauch als Schallschutzelement, insbesondere an Kassettendecken, dadurch gekennzeichnet, daß jede Perforation (13) mit einem dünnen Fasertuch oder -gewebe (15) abgedeckt ist, das an den Rändern (13 A) der Perfo­ ration angeklebt ist, so daß das Paneel einen spezifi­ schen Schalldurchgangswiderstand zwischen 1200 und 4000 Nsm^-3 aufweist.

2. Paneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasertuch (15) in Form einer kontinuierlichen Lage mit­ tels eines Klebstoffs (16) bezüglich der Schallquelle auf der abgewandten Seite des Paneels (10) aufgeklebt ist.

3. Paneel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebfilm (16) sich zu den Rändern (13) der Perforationen erstreckt und die die Perforationen (13) bedeckenden Be­ reiche des Tuchs oder Gewebes (15) frei läßt.

4. Paneel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprü­ che dadurch gekennzeichnet, daß das Fasertuch oder -ge­ webe (15) dem laminierten Paneel einen spezifischen Durchgangswiderstand von etwa 1800 bis 3500 Nsm^-3 ver­ leiht.

5. Paneel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprü­ che dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Perfora­ tionen etwa 10 bis 20% der Paneelfläche beträgt.