DK145241B - Lydisolerende vindueskonstruktion med flere glaslag - Google Patents

Description

® ( 2) FREMLÆGGELSESSKRIFT du H5241 B

Imf

(19) DANMARK

DIREKTORATET FOR

PATENT- 00 VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 250/74 (51) lnt.CI.3 E 06 B 5/20 (22) Indleveringsdag 17. jan. 1974 // E 04 B l/82 (24) Løbedag 17« jan· 1974 (41) Aim. tilgængelig 19· jul· 1974 (44) Fremlagt 1 1 · okt. 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. “

(30) Prioritet 18. jan. 1975# 7500666# SE

(71) Ansøger BJOERN LUNDQUIST# S-421 50 Vaestra Rroelunda, SE.

(72) Opfinder Samme.

(74) Fuldmægtig Patentagentfirmaet Magnus Jensens Eftf.

(54) Lydisolerende vindueskonstruk= tion med flere glaslag.

Den foreliggende opfindelse angår en lydisolerende vindueskonstruktion med flere glaslag.

Af hensyn til varmeisoleringsevnen anvendes sædvanligvis vindueskonstruktioner med to lag glas og et mellemliggende luftrum, hvis opgave er at give mindre varmeledningskoefficient, end der kan opnås ved de to glaslags samlede tykkelse alene. Akustisk er denne konstruktion uheldig ved en vis frekvens, hvor en sådan dobbeltkonstruktion udviser resonans, som i et vist frekvensområde på begge si-] der af resonansfrekvensen nedsætter den lydisolerende virkning. Ved visse vindueskonstruktioner har man søgt at gøre denne resonansfre-j kvens så lav, at den falder under det frekvensområde, hvor lydisole- "> ringsmålinger foretages. Man har ikke herved undgået resonansfænome- * m i 2 T452A1 nets ulemper, men blot forhindret dets fremtræden ved standardmålinger i henhold til SIS 025251. Forskydningen mod lavere resonansfrekvens fremkaldes ved forøgelse af afstanden mellem glaslagene, af de enkelte glaslags tykkelse eller begge dele. Forøgelse af afstanden mellem glaslagene kan medføre forringet varmeisoleringsevne, medens forøgelse af glastykkelsen kan medføre forringet lydisoleringsevne ved høje frekvenser,· médmindre der træffes særlige foranstaltninger, som eksempelvis kendt fra beskrivelserne til de svenske patenter nr. 146.837 og nr. 323.493.

I rapport nr. 22 fra det svenske Statens Planverk:"Samhalls-planering och vagtrafikbuller" angives, hvilke ækvivalentniveauer udendørs i rekreative områder og indendørs i forskellige typer af lokaler vejtrafikstøjen ikke bør overskride. Disse emmissionsgrænser er angivet i dB (A). Hvorledes dette totalniveau kan måles eller beregnes af et givet lydspektrum, fremgår af eksempelvis IEC Publication 123 "Recommendations for sound level meters". Der tages herved hensyn til den menneskelige hørelses mindre følsomhed ved lavere frekvenser. Som fagmanden bekendt, kan en sænkning af støjniveauet i det lavfrekvente område ikke medføre en sænkning af det totalt opfattede støjniveau, medmindre det oprindelige støjspektrum har en vis dominans ved lave frekvenser.

I nævnte rapport fra Statens Planverk anvises metoder til med udgangspunkt i trafiksammensætning og intensitet samt husfacadens geometriske indplacering i forhold til trafikåren at beregne lydniveauet udenfor husfacaden. Hvis nævnte faktorer anses givne af planlægningstekniske og økonomiske årsager, skal man altså ved hjælp af passende vindueskonstruktioner ved det pågældende trafikstøjspektrum minimere det støjniveau, der hersker indendørs. Det afgørende bedømmelsesgrundlag for et vindues isoleringsevne mod trafikstøj er således den differens, udtrykt i dB (A), som vinduet kan give.

Ved udarbejdelsen af beregningsmetoden i rapporten fra Statens Planverk er man gået ud fra de oktavbåndsniveauer, som angives med signaturen X-X i diagram 1. Dette må anses som et forholdsvis sik kert udtryk for det trafikstøjspektrum, som fås i hvert fald ved højere hastigheder og med en trafiksammensætning på 10# tunge og 90# lette køretøjer. Tager man hensyn til de forudsætninger, som angives for Statens Planverks beregningsmodel, samt indfører den korrektion, som angives i den nævnte IEC-publikation, finder man efter inter-og ekstrapolation for tertsbåndet 100-3150 Hz et andet dimensionerende spektrum, der i diagram 1 er angivet med signaturen----.

3 U5241 1°°ΓΤΤΠ ι ι i i I I I I I I I I I I I I r~r dBW)| 46-----------------------

5· *0 *0 500 1000 2ύΟΟ ' ΛβΟ fcoeO

3tSo

He DIAGRAM 1 X-X oktavbåndsspektrum (20 m afetand, 2 m højde) for sammensat trafik (90/10) ved fri hastighed og med græsbevoksning mellem vej og målested. Svarer til 80dB (A).

------ Tertsbåndspektrum af ovennævnte med hensyntagen til forudsætninger i rapport nr. 22 fra Statens Planverk og trykfordobling ved facaden.

..... ...... Samme, udjævnet.

-e-e-e Ønsket reduktionstalsforløb, når intet tertsbånd skal blive af dominerende betydning i dB (A) inden for den lydreducerende konstruktion.

Af beregningshensyn normaliseres dette spektrum til det i diagram 1 med signaturen 1 » viste forløb, der af hensyn til overskueligheden er tegnet 10 dB lavere.

For at optimere en lydreducerende konstruktion med henblik på det angivne støjspektrum, bør reduktionstalskurven modsvare det spektrum, der i diagram 1 er angivet med signaturen

For en enkeltrude eller en plade gælder den såkaldte masselov, der medfører, at reduktionstallet stiger 6 dB ved fordobling af frekvensen. Højden over nullinien hos denne reduktionstalskurve bestemmes af enkeltvæggens fladevægt.

Ved dobbeltkonstruktioner, såsom sædvanlige varmeisolerende vinduer, fås ved en vis frekvens en sænkning af 4 145241 reduktionstallet, som imidlertid mod lavere frekvenser sluttelig ophører med at gøre sig gældende. Under dette område fås en til masseloven svarende lydisolering, hvorved fladevægten sættes lig med de to lags sammenlagte vægt. I dette område kan forbedret lydreduktion alene opnås ved hjælp af øget glastykkelse. Ved hidtil anvendte koblede vinduer med 2x3 mm glas i 30 mm afstand, samt ved såkaldt iso-lerglas med 2x4 mm glas i 10-12 mm afstand, optræder resonans i området 150-300 Hz. Nedsættelsen på grund af resonansfænomenet stræk-mer sig helt ned mod 100 Hz. Den indtræffer endvidere i et område, hvor enkeltkonstruktionens lydisolering ifølge masseloven er forholdsvis lille. For ikke at nedsætte et allerede lavt reduktionstal, bør derfor denne resonansfrekvens flyttes opad, eksempelvis til området 500-800 Hz.

Over dobbeltkonstruktionens resonansfrekvens stiger reduktionstallet hurtigere end ventet efter masseloven.

Den forringelse af lydisoleringen, som opnås ved høje frekvenser på grund af såkaldt koincidens, er af mindre betydning, fordi reduktionstallet såvel i henhold til masseloven for enkeltglasset, som i henhold til lovene for dobbeltkonstruktioner er unødvendigt højt ved høje frekvenser. Denne forringelse kan endvidere til dels elimineres ved, at der i dobbeltkonstruktionen benyttes glaslag af forskellig tykkelse, hvilket er kendt og allerede udnyttes.

Koincidensfænomenet medfører ifølge B.B. Woffers "Transmission loss of some masonry walls", Journ. Acoust. Soc. of America, Vol. 31 (1959) p. 898-911, at enkeltkonstruktionens reduktionstal ophører med at stige fra en vis frekvens. Reduktionstalskurven slutter med et plateau, hvis højde bestemmes alene af materialeegenskaberne efter formlen

Rp= 30 log p - 10 log E + 2 log Tj + 41 hvor p- vægmaterialets massefylde E = vægmaterialets elasticitetsmodul

Tj - vægmaterialets indre tabsfaktor.

Det afgørende for bestemmelsen af acceptabel glastykkelse er, at koincidensplateauet ikke i nævneværdig grad må falde sammen med det område, hvor resonansforringelse hos dobbeltkonstruktionen indtræder. Dette leder ifølge diagram 2 til, at glastykkelser op til 8 mm bør kunne anvendes.

I forbindelse med reduktionstalsmålinger på sædvanlige stan-dardvinduer med koblede rammer er det konstateret, at den lydenergi- 5 145241 overføring mellem ydre og indre glaslag, som opnås ved en fastere mekanisk kobling mellem disse, mere end tilstrækkeligt kompenseres af den lydisolationsforbedring, som opnås på grund af øgede tab ved glaslagenes rande. Det er således fordelagtigt at udføre forbindelserne mellem glaslag og ramme uden elastiske mellemlag.

" 3o.ZZZZZ,ZiZtlZ2ZZZZZZZZZZZ

OD ---^-------------------8 mm glas 20----------------—------- lo------------------------- _ 30__________(ti_________4 mm glas d& --_ ---------- 2o----^-------------------- io------------------------

o 1-1.1 —L L[—T.L4J- L .[ I—L

s· |ao 2M Sao (ooo Sooo 5oco /ooao wT* DIAGRAM 2 - Reduktionstal i henhold til masseloven for bøjesvag enkelt- konstruktion med fladevægt ca. 11 kg/m henholdsvis 22 kg/m .

—-----Reduktionstalskurvens forløb på grund af forringelse ved re sonans 630 Hz i en dobbeltkonstruktion.

-o-o-o Koincidensplateau for glas med E*70.10^ N/m, p = 2500 kg/m2, * 5%·

Sammenfattende får man af det foranstående følgende dimensioneringshensyn: 1: Tykkere glas i begge lag, op til 8 mm, for opnåelse af størst muligt reduktionstal i lavfrekvensområdet i henhold til masseloven,