DE4206615C2 - Schallschluckende Bauplatte - Google Patents

Schallschluckende Bauplatte

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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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