DE4206615C2 - Schallschluckende Bauplatte - Google Patents
Schallschluckende BauplatteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine schallschluckende Bauplatte
zur Verkleidung von Innenraumwänden, insbesondere Deckenplatte,
mit einer steifen Trägerschicht in Form einer
dünnen Lochplatte mit einem beliebigen Lochanteil,
auf deren Rückseite eine luftdichte Schicht aufgebracht
ist.
Eine derartige schallschluckende Bauplatte ist aus
der DE-OS 22 63 700 bekannt.
Die DE-OS 38 06 564 beschreibt eine schallschluckende
Bauplatte, bestehend aus einer mindestens 6 mm dicken
Lochplatte, bei der auf der der Schallquelle abgewandten
Seite der Lochplatte ein Fasertuch oder -gewebe
aufgeklebt ist, wobei der Klebefilm die die Perforation
bedeckenden Bereiche des Tuches oder Gewebes frei läßt.
Diese schallabsorbierende Schicht ist luftdurchlässig
und hat einen Schalldurchgangswiderstand zwischen 120
und 400 Rayl.
Schallschluckende Bauplatten müssen allgemein die Eigenschaft
besitzen, daß Schallwellen in die Bauplatte ein- bzw. sie
durchdringen können. Die Schallwellen erfahren dabei einen
Strömungswiderstand, der bewirkt, daß die Schallenergie in
Wärme umgesetzt wird. Man bezeichnet diesen Vorgang als
Dissipation. Derartige schallschluckende Bauplatten bestehen
aus porösen Materialien, z. B. Mineralfasern oder Holzfasern.
Zur Erzielung eines hohen Schallschluckgrades liegt der
Strömungswiderstand zwischen 200 und 10 000 N·s/m³.
Optimale Absorptionswerte im Bereich der Raumakustik sind bei
einem Strömungswiderstand zwischen 800 und 4000 N·s/m³ zu
erzielen. Die Forderungen nach DIN 18 169 sind dann erfüllt,
wenn im Frequenzbereich von 200-3000 Hz in mindestens zwei
Oktaven der Absorptionsgrad mindestens 50% beträgt.
Bauplatten mit einer steifen Trägerschicht, insbesondere aus
Metallblech, müssen zum Durchtritt der Schallwellen zunächst
mit einer Lochung versehen werden, die vorzugsweise zwischen
16% und 30% der Plattenfläche einnimmt. Der zur
Schallabsorption erforderliche Strömungswiderstand wird
üblicherweise durch eine mikroporöse Beschichtung über die
Löcher hinweg auf der Sichtseite der Trägerschicht (EP 0 00 23 618
B1), durch Beklebung mit einem Faservlies auf der
Rückseite der Trägerschicht (DE 29 47 607 A1) oder durch
Auflegen von Mineralfaserplatten auf der Rückseite erzeugt.
Die Porösität der Schallschluck-Schicht bringt es bei
ungünstigen Luftströmungsverhältnissen mit sich, daß sich
nach einiger Zeit die Löcher in der steifen Trägerschicht als
dunkle Flecken auf der sichtseitigen mikroporösen
Beschichtung abzeichnen. Es ist daher bereits vorgeschlagen
worden, die Rückseite der Trägerplatte zusätzlich mit einer
schalldurchlässigen, aber luftundurchlässigen Folie zu
belegen (DE 34 45 231 A1).
Bei lose aufgelegten Schallschluckdämmstoffen auf der
Rückseite der Lochplatte besteht darüber hinaus die Gefahr,
daß Teile des faserhaltigen Materials durch die Löcher der
Trägerschicht herausfallen können. Es ist daher auch
vorgeschlagen worden, zwischen Trägerplatte und
Schallschluckstoff eine lichtundurchlässige Folie anzuordnen
oder den Dämmstoff in eine solche Folie einzupacken (DE 22 63 700
A1). Zur Verhinderung des Durchrieselns von
Isoliermaterialien und zur Erzeugung einer glatten Sichtseite
ist auch vorgeschlagen worden, auf der Sichtseite eines
schallabsorbierenden Deckenpaneels eine Folie aufzuwalzen
(DE-Gbm 19 35 186). Allerdings wurde dabei festgestellt, daß
der Flächenanteil der Lochung von etwa 16% auf 22-30% zu
vergrößern ist, um gleiche Schallschluckwerte zu erhalten wie
ohne die Folie. Neuere Messungen haben jedoch ergeben, daß
sichtseitig aufgebrachte Folien eine so starke Verminderung
der Absoptionswerte zur Folge haben, daß sie durch
Veränderung des Lochanteils nicht kompensiert werden kann.
Die bekannten schallschluckenden Bauplatten mit einer steifen
Trägerschicht in Form einer Lochplatte besitzen sämtlich
einen dreischichtigen Aufbau, wenn sie neben den
schallschluckenden Eigenschaften auch eine Luftdurchströmung
oder das Herausfallen von Schallisoliermaterialien verhindern
sollen.
Ein ebenfalls dreischichtiges, aber nach einem anderen
Prinzip arbeitendes schallschluckendes Bauelement ist aus dem
DE-Gbm 17 12 145 bekannt. Das Bauelement ist ein flacher
geschlossener Kasten mit einer gelochten Sichtseite, einer
schwingfähigen Membran und einer festen Rückfläche. Die
Abstände zwischen den Flächen sind so gewählt, daß sich für
den zu schluckenden Schallfrequenzbereich ein gedämpfter
Resonator ergibt. In einer besonderen Ausführungsform wird
auch dieser Resonator zusätzlich mit einem Dämpfungsmaterial
ausgefüllt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer
schallschluckenden Bauplatte zu vereinfachen. Insbesondere
sollte die Verwendung von faserhaltigen Stoffen, wie z. B.
Mineralfasern, vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einer schallschluckenden Bauplatte der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der
Unteransprüche 2 bis 10.
Die Erfindung geht von der überraschenden Erkenntnis aus, daß
eine wirksame Schallschluckung auch ohne poröse, einen
Strömungswiderstand aufweisende Materialien und ohne
Einhaltung besonderer Resonatorbedingungen erzielt werden
kann, wenn die an sich bekannte Lochplatte mit einer lose
aufliegenden weichen, luftdichten Folie hinterlegt wird, die
rasterförmig mit der Lochplatte verbunden ist, wobei jeweils
eine Mehrzahl von Löchern der Lochplatte innerhalb eines
Rasterfeldes liegen. Durch die nur
rasterförmige Fixierung der Folie an der Lochplatte ergeben
sich Lochbereiche, die in Schallausbreitungsrichtung jeweils
von einer sehr flexiblen Folie überdeckt werden. Die Folie
ist in ihrem freien Bereich faltig gewellt und somit
in ihrer Fläche dreidimensional strukturiert. Die
der Lochplatte zugekehrte Oberfläche der Folie kann rauh
sein. Sie kann auf diese Weise den Schalldrücken bei
unterschiedlichen Frequenzen und Intensitäten sowohl durch
Deformation der Falten als auch durch diffuse Reflexion
entgegenwirken, d. h. die Schallenergie absorbieren. Die durch
die Lochplatte hindurchtretenden Schallwellen treffen auf
eine nur lokal fixierte und im übrigen lose Folie, die sich
in dem Schallwellenfeld auszurichten versucht und dabei
Schallenergie vernichtet. Aufgrund von Trägheitskräften nicht
in Bewegungsenergie umgewandelte Schallenergie wird wegen der
faltig gewellten Struktur der Folie diffus reflektiert und
trifft auf die Rückseite der steifen Trägerplatte. Da der
Lochflächenanteil nur etwa 16% ausmacht, wird der größere
Teil der reflektierten Wellen an der Trägerplatte wieder in
Richtung der Folie reflektiert, an der je nach lokaler
Geometrie der Folie und Intensität der Schallwellen wieder
ein Teil in Bewegungsenergie umgesetzt und ein Teil
reflektiert werden. Messungen haben in überraschender Weise
sehr gute Schallschluckwerte ergeben, die wesentlich besser
als die der bekannten, mikroporös beschichteten Platten sind.
Durch Veränderung des Rasters zur Fixierung der Folie kann in
einfacher Weise der Schallschluckwert innerhalb bestimmter
Frequenzbereiche beeinflußt werden. Durch Veränderung der
Flächenmasse, d. h. der Folie, können auch die
Absorptionsmaxima frequenzabhängig verschoben werden.
Der wesentliche Vorteil liegt darin, daß auf die Verwendung
von lockeren Faserdämmstoffen vollkommen verzichtet werden
kann. Der Einbau dieser Dämmstoffe ist nicht nur bei der
Montage der Bauplatten problematisch,
sondern er erfordert auch aus bauhygienischen Gründen besondere
Vorsichtsmaßnahmen.
Weitere Vorteile der neuen schallschluckenden Bauplatte in
baustatischer Hinsicht liegen in ihrem geringeren Gewicht.
Die im Brandfalle beim Schmelzen oder Verbrennen der Folie
evtl. entstehenden gesundheitlichen Dämpfe oder Gase
sind aufgrund der äußerst geringen Massen im Vergleich zu
anderen Schadstoffen und im Vergleich zu den in herkömmlich
verwendeten Vlies- und Faserstoffen enthaltenen chemischen
Bindemitteln vernachlässigbar gering.
Für den bauphysikalischen Aufbau von Decken erweist es sich
bei bestimmten Anwendungsfällen als großer Vorteil, daß die
erfindungsgemäße Bauplatte keine Wärmedämmung hat, so daß
insbesondere bei größerem Luftfeuchteanfall die Gefahr der
Schwitzwasserbildung praktisch ausgeschlossen ist.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im
einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine schallschluckende Bauplatte,
Fig. 2 eine Seitenansicht,
Fig. 3 Schallschluck-Meßkurven.
In Fig. 1 ist eine Aufsicht auf die Rückseite der Lochplatte
10 dargestellt, in die ein regelmäßiges Muster aus Löchern 11
eingearbeitet ist. Die Löcher haben einen Durchmesser von
etwa 3 mm und ihr Anteil an der Fläche der Lochplatte 10
beträgt etwa 16%. Der Rand der Lochplatte 10 ist mit einer
ringförmig geschlossenen Klebefläche 12 versehen. Über die
Fläche der Lochplatte 10 verteilt ist ein Raster an
Klebepunkten 13 angebracht. Das Raster kann regelmäßig sein
oder auch statistisch verteilt. Der optimale Abstand der
Rasterpunkte kann in Abhängigkeit von der zu verwendenden
Folie und dem zu dämpfenden Schallfrequenzspektrum durch
Versuche ermittelt werden. Außer einem Punktraster ist auch
ein Linienraster möglich.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Lochplatte 10 mit
ihren zu einem flachen Kasten aufgebogenen Rändern 14, die in
geeignete Montageschienen eingehängt werden können. In den
Boden dieses Kastens ist faltig gewellt eine dünne Folie 15
eingelegt und an den Klebepunkten 13 mit der Lochplatte 10
verbunden. Als Folienmaterial hat sich PVC oder PE in einer
Stärke von ca. 20 µm bewährt. Die ringförmig geschlossene
Klebefläche 12 verhindert eine Luftzirkulation durch die
Löcher 11 hindurch. Einander benachbarte Klebepunkte
schließen einen Flächenbereich ein, in dem eine Anzahl Löcher
11 liegen. Aus optischen Gründen kann die Folie 15 farblich
auf die Lackierung der Lochplatte 10 abgestimmt werden.
Die in Fig. 3 dargestellten Meßkurven des
Schallabsorptionsgrades in Abhängigkeit von der
Schallfrequenz belegen deutlich die durch die
erfindungsgemäße Kombination der Lochplatte mit der Folie
erzielte Schallabsorption. Die Meßkurven wurden nach DIN
52 215 aufgenommen.
Die Kurve a) zeigt die Schallabsorption an einem Lochblech
mit 16% Lochflächenanteil ohne zusätzliche
Schallschluckstoffe. Die Kurve b) zeigt die Schallabsorption
an der als Membran aufgespannten 20-µm-PVC-Folie allein. Die
Kurve c) wurde bei einem System erhalten, bei dem die Folie
über die Rückseite der Lochplatte gespannt wurde, wobei sie
lediglich am Rand befestigt wurde. Die Kurven d) und e)
entsprechen der erfindungsgemäßen Anordnung der Folie auf der
Rückseite der Lochplatte mit einer Punktraster-Verbindung.
Bei der Messung der Kurve d) wurde ein Befestigungsraster mit
2250 Punkten pro m² und bei Kurve e) ein Befestigungsraster
mit 5000 Punkten pro m² gewählt. Die Kurve f) stellt das
Ergebnis einer Messung mit mikroporöser Beschichtung auf der
Sichtseite der Lochplatte dar. Versuchsweise wurde diese
Platte zusätzlich auch mit der erfindungsgemäß befestigten
Folie versehen. Die Vergleichsmessung hat keine signifikante
Änderung der Absorptionswerte ergeben. Der ungehinderte
Durchtritt der Schallwellen durch die Lochplatte ist daher
wesentlich für die Funktionsweise der Folie als
schallschluckendes Element.
Aus dem Vergleich der Kurven c), d) und e) wird deutlich, daß
die faltig gewellte Auflage der Folie zusammen mit der nur
rasterförmigen Verbindung mit der Lochplatte den
entscheidenden Beitrag zur befriedigenden Schallabsorption
bringt. Außerdem belegen die Kurven, daß bei gegebener
Flächenmasse der Folie durch das Befestigungsraster der
Schallabsorptionsgrad beeinflußt wird.
Aus dem Vergleich der Kurven d) und e) mit der Kurve f) wird
zunächst das unterschiedliche Frequenzverhalten deutlich.
Hervorzuheben ist jedoch der überraschend hohe
Schallabsorptionsgrad der erfindungsgemäßen Bauplatte, der
über einen Frequenzbereich von 500 Hz bis 2000 Hz wesentlich
über 50% liegt. Zu berücksichtigen ist dabei noch, daß der
Material- und Herstellungsaufwand für die dem üblichen Stand
der Technik entsprechende mikroporöse Beschichtung wesentlich
über dem für die erfindungsgemäß zu befestigende Folie liegt.
Neben den bereits genannten technischen Vorteilen ergeben
sich daher auch beachtliche wirtschaftliche Vorteile.
Claims (10)
1. Schallschluckende Bauplatte zur Verkleidung von Innen
raumwänden, insbesondere Deckenplatte, mit einer
steifen Trägerschicht in Form einer dünnen Lochplatte
(10) mit einem beliebigen Lochanteil, auf deren Rückseite
eine luftdichte Schicht (15) aufgebracht ist, dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) die Schicht aus einer Folie (15) aus einem weichen Material besteht und
- b) lose auf der Lochplatte (10) aufgelegt und mit dieser rasterförmig derart verbunden ist, daß jeweils eine Mehrzahl von Löchern (11) der Lochplatte (10) innerhalb eines Rasterfeldes liegen,
- c) und daß die Folie (15) in ihrem freien Bereich faltig gewellt und somit in ihrer Fläche dreidimensional strukturiert ist.
2. Schallschluckende Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lochanteil zwischen 16% und 30%
liegt.
3. Schallschluckende Bauplatte nach Anspruch 1 oder2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (10) mittels
aufgebogener Ränder zu einem flachen Kasten geformt
ist.
4. Schallschluckende Bauplatte nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lochplatte
zugekehrte Oberfläche der Folie rauh ist.
5. Schallschluckende Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rand der Folie (15) ringförmig
geschlossen (12) mit der Lochplatte (10) verbunden ist.
6. Schallschluckende Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (13) der Folie
(15) mit der Lochplatte (10) ein Punktraster bilden.
7. Schallschluckende Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen
der Folie (15) mit
der Lochplatte (10) ein Linienraster bilden.
8. Schallschluckende Bauplatte nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte
Verbindungsstellen (13) des Rasters jeweils einen Bereich von
1 bis 6 cm², vorzugsweise 2 cm², der Lochplatte (10)
umfassen.
9. Schallschluckende Bauplatte nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (15) ca. 20 µm
bis 100 µm, vorzugsweise 24 µm, dick ist und aus
Kunststoff, wie z. B. Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyäthylen
(PE) besteht.
10. Schallschluckende Bauplatte nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (15)
eingefärbt ist.
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