DK155377B

DK155377B - Isoleringsglaspladeelement

Info

Publication number: DK155377B
Application number: DK402275AA
Authority: DK
Inventors: Paul Derner; Otto Stehl; Hans Sonntag
Original assignee: Bfg Glassgroup
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1989-04-03
Also published as: IE41693L; NO753080L; CH600079A5; US4047351A; ATA701175A; FR2284745A1; NL177034B; NL7510851A; CA1116021A; GB1511922A; NL7510847A; NO145771B; IE41693B1; NL177034C; NO144801C; DK402175A; JPS5155313A; FR2284746B1; FR2284746A1; IE41694L

Description

i

DK 155377 B

Opfindelsen angår et isoleringsglaspladeelement med mindst to plader, som af afstandsstykker holdes i en indbyrdes afstand og afgrænser mindst ét, i forhold til atmosfæren tæt forseglet rum, der er fyldt med en fra luft forskellig gas.

5

Brugen af store arealer med vinduer og andre elementer, såsom glasskillevægge, som er et karakteristisk træk ved moderne arkitektonisk praksis, skaber et problem med hensyn til at opnå behagelige lydniveauer i rum, i hvis vægge elementerne er installeret, navnlig 10 i støjende omgivelser. Problemet er især akut, når det drejer sig om vinduer, der vender ud mod trafikerede gader eller nær lufthavne, og det er i disse tilfælde nødvendigt at bruge lystransmitterende elementer med gode lydisolationsegenskaber, men også når det drejer sig om at danne indre skillevægge, såsom i lydoptagelsesstudier og 15 radiostudier.

Isolerende glasplade- eller rudeelementer med to eller flere lag af glas eller plastmateriale, som holdes adskilt ved hjælp af et eller flere afstandsstykker, således som de er blevet fremstillet til 20 anvendelse som vinduer med det formål at nedsætte varmetabet fra en bygning, bevirker også en formindskelse af lydgennemgangen, men den opnåede lyddæmpning er dog i al almindelighed utilstrækkelig til mange formål, også når plademellemrummet i isoleringsglaselementet er fyldt med en fra luften forskellig gas ifølge AT patentskrift nr.

25 85.584, nr. 112.452 og DE fremlæggelsesskrift nr. 1.955.051.

Denne lydtransmissionsdæmpning kan øges ved at øge bredden af rudemellemrummet, men dette skaber vanskeligheder ved fremstillingen og øger elementets pris; det nødvendiggør også brug af en større og 30 derfor tungere og dyrere ramme til at holde elementet på plads.

Det er også blevet foreslået at forbedre lyddæmpningen for en isoleringsglasrude ved at øge massen af pladerne i det isolerende glaspladeelement eller ved at lade massen af pladerne tiltage i 35 lydgennemgangsretningen eller den modsatte retning, men også i dette tilfælde lader den opnåelige lyddæmpning noget tilbage i forhold til det ønskelige.

Ved afbildning af lydtransmissionsdæmpningen over et givet element 2

DK 155377 B

mod forskeTlige frekvenser af indkommende hørbar lyd ses det, at den fremkomne kurve ikke danner en ret linie, og at der er forskellige områder, hvor der forekommer transmissionstoppe.

5 En sådan transmissionstop forekommer ved ret høje hørbare frekvenser og skyldes den såkaldte koincidenseffekt. Den lydbølgefrekvens, der fremkalder koincidenseffekten i en given plade, afhænger af bølgernes indfaldsvinkel på pladen og svarer til den frekvens, ved hvilken den projicerede indkommende bølgelængde på pladen er lig med bølge-10 længden for fri bøjningsbølger i pladen. Den laveste lydfrekvens, ved hvilken der indtræffer koincidens - den kritiske frekvens - er den, som svarer til den lydbølgelængde, der er lig med den frie bøjningsbølgelængde. Den frie bøjningsbølgelængde i en plade aftager, ifølge nu anerkendte teorier, med stigende tykkelse, d.v.s. med 15 pladens masse pr. areal enhed.

En anden sådan transmissionstop forekommer ved elementets grundresonansfrekvens, og denne afhænger også blandt andet af pladernes masser. For en enkeltplade med et givet areal er det blevet bereg-20 net, at resonansfrekvensen stiger med pladens masse. I et flerlaget element har pladeafstanden også indvirkning på resonansfrekvensen.

I midterområdet for hørbare lydfrekvenser, dvs. mellem koincidens-og resonanstransmissionstoppene, stiger lydtransmissionsdæmpningen 25 ved en forøgelse af pladernes totale masse.

Det ses derfor, at skønt der forekommer en stigning i lydtransmissionsdæmpningen over dette mellemfrekvensområde, når pladernes tykkelser øges, nedsættes dette frekvensområdes udstrækning, og 30 følgelig er det i praksis meget vanskelig at opbygge et flerlaget element, hvorover den gennemsnitlige lydtransmissionsdæmpning overstiger en given værdi. Eksempelvis vil den gennemsnitlige lydtransmissionsdæmpning over en kendt dobbeltlaget enhed normalt ikke overstige 35 dB.

35

Formålet med den foreliggende opfindelse er at forbedre lyddæmpningen for et isoleringsglaspladeelement af den indledningsvis angivne art yderligere. Til grund for opfindelsen ligger den erkendelse, at der opnås en overraskende bedre lyddæmpning med et 3

DK 155377 B

isoleringsglaspladeelement, når plademellemrummet i stedet for luft er fyldt med en anden gas, en blanding af luft og en gas, der er lettere eller tungere end luft.

5 I overensstemmelse hermed er isoleringsglaspladeelementet af den indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at i det mindste ét piademellemrum indeholder et gasformigt medium, som består af en blanding med mindst 30 volumenprocent luft og en gas, der er lettere eller tungere end luft, eller en blanding af sådanne 10 gasser, samt at lydhastigheden i dette medium er forskellig fra lydhastigheden i tør luft ved samme tryk og temperatur med en faktor på fra 0,40 til 0,95 eller på mere end 1,2.

I et sådant isoleringsglaspladeelement er frekvensen for resonans-15 transmissionstoppen forskudt i retning mod lavere frekvenser, over for hvilke de fleste personer er forholdsvis ufølsomme. Desuden forekommer der i det lavere og middel frekvensområdet en bedre lyddæmpning. Den forbedrede lyddæmpning viser sig først og fremmest i middelfrekvenslydområdet, dvs. mellem resonansfrekvensen og den 20 kritiske koincidensfrekvens. Over den kritiske frekvens er lyddæmpningen over et isoleringsglaspladeelement ifølge opfindelsen ikke væsentligt forskellig fra lyddæmpningen over et tilsvarende dimensioneret, luftfyldt isoleringsglaspladeelement, men dette er imidlertid uden betydning, da den kritiske frekvens i praksis hyppigt 25 ligger nær den grænse for det hørlige frekvensområde, som må tages i betragtning inden for byggeriet. Derudover har et isoleringsglaspladeelement ifølge opfindelsen endvidere den fordel, at det kan fremstilles billigt og på enkel måde, da den i plademellemrummet normalt forekommende luft ikke skal fortrænges fuldstændigt, hvorfor 30 samlingen af isoleringsglaspladeelementet kan udføres i atmosfæren uden specielle foranstaltninger.

I isoleringsglaspladeelementet har piademellemrummet almindeligvis en bredde på mere end 9 mm, da der kan opnås en bedre lyddæmpning 35 med større bredde i plademellemrummet. Enkeltpladernes tykkelse i et isoleringspladeelement ifølge opfindelsen kan på i og for sig kendt måde være forskellig. Endvidere kan enkeltpladerne i et isoleringsglaspladeelement ifølge opfindelsen være et laminat, hvis enkelte lag kan bestå af glas eller glasagtigt materiale og/eller 4

DK 155377 B

kunststofmaterialer. Desuden kan kompakte enkeltplader i et glaspladeelement ifølge opfindelsen ligeledes også bestå af glas eller gi asagtigt materiale eller kunststofmaterialer.

5 Ifølge en foretrukket udførelsesform udgøres det gasmedium, der indeholdes i piademellemrummet i et isoleringsglaspladeelement ifølge opfindelsen, delvis af svovlhexaflourid (SFg), da der med denne gas, som har en høj massefylde, opnås en god lyddæmpning og tillige en god varmeisolation. Når gasmediet i et i soleringsgi aspia-10 deelement ifølge opfindelsen delvis udgøres af i det mindste én gas fra gruppen: dichlordifluormethan (CC12^2)’ carbondioxid (C02), argon (Ar), buthan (C^H^q), dinitrogenmonoxid (N20) og chlorpenta-fluorethan (CgCIFg), opnås der ligeledes en god lyddæmpning og en god varmeisolation, da der med disse gasser også er tale om gasser 15 med forholdsvis høj massefylde. Ifølge en yderligere udførelsesform udgøres gasmediet delvis af mindst én gas fra gruppen: Helium (He), neon (Ne), methan (CH^) og hydorgen (H2). Ved anvendelse af sådanne gasmedier opnås der ikke kun en forbedret lyddæmpning i middelfrekvensområdet og en forskydning af resonanstransmissionstoppen mod 20 lavere frekvenser, men lydtransmissionen ved resonanstransmissionstoppen formindskes også. Med disse gasser med forholdsvis lav massefylde forringes den med isoTeringsglaspladeelementet opnåelige varmeisolation ganske vist, men dette er navnlig uden betydning, når isoleringsglaspladeelementet skal anvendes til skillevægge mellem 25 rum.

Når et plademellemrum i et isoleringsglaspladeelement ifølge opfindelsen med mindst tre plader, som afgrænser mindst to tætforseglede piademellemrum, indeholder et gasmedium, der er lettere end luft, og 30 det andet piademellemrum indeholder et gasmedium, der er tungere end luft, kan den fordel, der kan tilskrives anvendelsen af et gasmedium med højere lydhastighed end luft, opnåsi form af en formindsket resonanstransmissionstop samtidig med opnåelse af den fordel, der kan henføres til anvendelse af et gasmedium med lavere lydhastighed 35 end luft, i form af en bedre varmeisolation.

Særlig betydning har også udførelsesformer for opfindelsen, hvori elementet omfatter mindst tre ruder, der med et eller flere afstandsstykker afgrænser mindst to rudemellemrum, som er forseglet

DK 155377 B

5 fra atmosfæren og har forskellig bredde. Udførelsesformer for opfindelsen med denne karakteristiske egenskab har den fordel, at de er særligt effektive i den nedre ende af det hørbare lydfrekvensområde. Rudemellemrummene kan f.eks. stå i forbindelse med hinanden, i 5 hvilket tilfælde de naturligvis vil være fyldt med det samme gas-formige medium, og dette vil have den virkning, at muligheden for bøjning af den mellemste rude som følge af trykforskelle i de to rudemel1 emrum undgås; det er også muligt, at dette kan øge transmissionsdæmpningen i resonansfrekvensområdet. Det har vist sig, at 10 f.eks. et trelaget element vil have tendens til at give resonans ved frekvenser, som bestemmes af disse mellemrums bredder og naturligvis af de forskellige ruders masser. Ved at sikre, at disse mellemrum har forskellige bredder, er det muligt at give elementet to grundresonansfrekvenser, og dette giver et forbedret gennemsnitligt 15 lydtransmissionstab i resonansområdet i forhold til det tilfælde, hvor mellemrummene har samme bredde og elementet som helhed svinger med.

Forskellige foretrukne udførelsesformer for opfindelsen vil nu blive 20 beskrevet i forbindelse med den skematiske tegning, hvor fig. 1 og 2 viser tværsnit gennem tolagede elementer, fig. 3 viser en afbildning af lydtransmissionstabet over tolagede 25 elementer afbildet mod frekvensen af indkommende lydbølger, fig. 4 er en graf, der viser variationen i den gennemsnitlige lydtransmissionsdæmpning over et tolaget element, hvis rudemel1 emrum er fyldt med et gasformigt medium, hvori luftandelen varieres, 30 fig. 5 og 6 viser tværsnit gennem yderligere tolagede elementer, fig. 7 og 8 viser hver for sig et tværsnit gennem endnu et tolaget element, som indeholder en lamineret rude, og 35 fig. 9, 10 og 11 viser tværsnit gennem trelagede elementer.

I eksemplerne er forskellige forsøgsresultater angivet, og det bør bemærkes, at forsøgene alle blev gennemført på elementer, der målte 6

DK 155377 B

1,5 m x 2 m. I visse tilfælde er der angivet to værdier for lydtransmissionsdæmpningen over et nærmere bestemt element. Disse værdier er Rw, der er tilvejebragt ifølge tysk VDI 2719, og Ι&, der er målt ifølge International Standard IS0/R717. Disse forsøg blev i 5 alle tilfælde (med mindre andet er angivet) gennemført på en sådan måde, at lyden faldt ind mod den tykkeste rude i elementet, som angivet med de på figurerne viste pile. Hvor relative mængder af gasser i gasblandinger er angivet, er disse i alle tilfælde på volumenbasis. Værdierne af K, varmegennemgangstallet, er angivet i 10 w/m2.°C.

Figur 1

Fig. 1 viser en dobbeltlaget enhed, omfattende en første og en anden 15 rude 1, 2 med samme tykkelse, der hver udgøres af en enkeltglasplade. Ruderne er adskilte, og rummet 3 mellem dem er forseglet af en afstandsstrimmel 4, der er fastgjort til glaspladernes metalliserede randområder ved hjælp af loddekanter 5.

20 Prøveelement 1

Til sammenligningsformål fremstilledes et luftfyldt prøveelement ifølge fig. 1 og omfattende to glasruder, der hver var 6 mm tykke, og som var adskilt af en påloddet afstandsstrimmel, således at der 25 afgrænsedes et 12 mm bredt rudemellemrum.

Lydtransmissionstabet bestemtes til Rw = 33 dB.

Eksempel 1 30

Prøveelement 1 gennemskylledes med svovlhexafluorid (SFg), indtil ruderne!!emrummet indeholdt et gasformigt medium, omfattende 25% SFg og 75% luft. Lydudbredelseshastigheden i dette gasformige medium (Cg) er 78% af lydudbredelseshastigheden i luft (Ca).

Lydtransmissionsdæmpningen bestemtes til = 35 dB, hvilket er en forbedring på 2 dB i forhold til prøveelement 1.

35 7

DK 1 55377 B

Prøveelement 2

Der fremstilledes et andet luftfyldt element ifølge fig. 1. Hver glasrude var 4 mm tyk og rudemel1 emrummet var 12 mm bredt.

5 Lydtransmisssionsdæmpningen bestemtes til R = I = 31 dB.

W d

Eksempel 2

Prøveelement 2 gennemskylledes med freon (CC12F2)> indtil rudemel-10 lemrummet indeholdt 20% CClgFg og 80% luft. For dette gasformige medium gælder Cg = 78% Ca. Den gennemsnitlige lydtransmissionsdæmpning, man opnåede med dette element, bestemtes til R = I = 34 dB, W di hvilket er en forbedring på 3 dB i forhold til det tilsvarende luftfyldte prøveelement 2.

15

Figur 2

Fig. 2 viser en tolaget enhed indeholdende en første og en anden rude 6, 7, der hver for sig udgøres af en enkelt glasplade. Den 20 første rude 6 er tykkere end den anden rude 7. Ruderne er adskilte, og rummet 8 mellem dem er forseglet af en afstandsstrimmel 9, der er fastgjort til glaspladernes metalliserede randområder ved hjælp af loddekanter 10.

25 Prøveelement 3

Et luftfyldt prøveelement fremstilledes som beskrevet i forbindelse med fig. 2. Den første og den anden rude var henholdsvis 8 mm og 4 mm tyk, hvilket giver et rudemasseforhold på 2:1, men samme totale 30 rudemasse som prøveelement 1 og elementet ifølge eksempel 1, og rudeafstanden var igen 12 mm. Elementet havde en varmetransmissions- 2 koefficient på K = 2,95 w/m .°C. Resonanstransmissionstoppen forekom ved en frekvens på F^ = 200 Hz, og lydtransmissionsdæmpningen ved denne frekvens var L = 22 dB. Lydtransmissionsdæmpningen bestemtes 35 til R = I = 35 dB.

W α

Eksempel 3

Rudemel1 emrummet i prøveelement 3 fyldtes med det samme gasformige 8

DK 155377 B

medium, som anvendtes i eksempel 1, nemlig 25% SFg og 75% luft. Lydtransmissionsdæmpningen bestemtes til Rw = 41 dB.

Det ses således, at brugen af hver af de karakteristika, som ad-5 skiller eksempel 1 elementet og prøveelementet 3 fra prøveelement 1 giver en forbedring af lydtransmissionsdæmpningen R. på 2 dB, men at der ved at kombinere disse karakteristika og opbygge elementet ifølge eksempel 3 fås en forbedring af lydtransmissionsdæmpningen R

W

over prøveelement 1, ikke på 4 dB, som det kunne forventes, men på 8 10 dB. Dette skyldes, at de to karakteristika virker synergistisk.

Prøveelement 4

Der opbyggedes et element ifølge fig. 2 til samme dimensioner som 15 prøveelement 3. Rudemellemrummet fyldtes med freon (CC12^2)*

Lydudbredelseshastigheden i denne gas (Cg) er 44% af lydudbredelseshastigheden i luft (Ca). Følgende forsøgsresultater opnåedes:

20 Rw = 40 dB Ia = 39 dB

Fr = 160 Hz L = 19 dB

K = 2,76 w/m2.°C

Eksempel 4 25

Luften i prøveelement 3 erstattedes med en blanding af 50% freon (CC^Fg) og 50% luft. Der opnåedes følgende resultater:

Cg = 59% Ca

30 IL = L “ 40 dB

Fr = 160 Hz L = 21 dB K =2,71 w/m2.eC

35 Disse tal viser en forbedring af varme- og lydisolationen i forhold til prøveelement 3 og i forhold til prøveelement 4, og dette viser, at der ved at inkorporere en luftmængde på mere end 30% af det gasformige medium kan opnås en gunstigere virkning på lydtransmissionsdæmpningen, navnlig i resonansfrekvensområdet, end ved at

DK 155377 B

9 anvende en ren gas.

Prøveelement 5 5 Et luftfyldt tolaget element fremstilledes som vist i fig. 2, hvori den første og den anden rude var af henholdsvis 6 mm og 4 mm tykt glas, hvilket giver et rudemasseforhold på 1,5:1, og ruderne!1 emrummet var 12 mm bredt.

10 For dette element bestemtes = I = 33 dB.

Skønt K ikke måltes for dette element, ville den være større end den 2 tilsvarende værdi på 2,95 w/m .°C for prøveelement 3 i betragtning af forskellen i den totale glastykkelse.

15

Eksempel 5

Der opbyggedes et element ifølge fig. 2 med samme dimensioner som prøveelement 4. Rudemel1 emrummet 8 fyldtes med et gasformigt medium 20 bestående af 10% freon (CClgFg) og 90% luft. Der iagttoges følgende resultater:

Cg = 87% Ca R -1-36 dB w a 25 Fr = 200Hz

L = 18 dB K = 2,92 w/m2.eC

Det vil bemærkes, at dette udgør en forbedring i forhold til prøve-30 element 5, og at der også er en lille forbedring i forhold til den totale lydtransmissionsdæmpning og den varmeisolation, der fås med prøveelement 3 på trods af dette prøveelements større glastykkelse og større rudemasseforhold.

35 Prøveelement 6

Der fremstilledes et luftfyldt tolaget element som vist på fig. 2. Glaspladerne var henholdsvis 8 mm og 6 mm tykke, hvilket giver et rudemasseforhold på 1,33:1, og en total rudetykkelse på 14 mm.

DK 155377 B

10

Rudemellemrummet var 12 mm bredt.

Lydtransmissionsdæmpningen Rw, bestemtes til 35 dB.

5 Eksempel 6

Prøveelement 6 blev anvendt, og dets rudemel1 emrum blev fyldt med 25% SFg og 75% luft. For dette gasformige medium gælder Cg = 78% Ca.

10 Lydtransmissionsdæmpningen R.., bestemtes til 38 dB.

w

Prøveelement 7

Et luftfyldt tolaget element fremstilledes som vist i fig. 2.

15 Glaspladerne var henholdsvis 10 mm og 4 mm tykke, hvilket giver et rudemasseforhold på 2,5:1 og den samme totale rudetykkelse som prøveelement 6. Rudemel!emrummet var igen 12 mm bredt.

Lydtransmissionsdæmpningen Rw, bestemtes til 36 dB.

20

Eksempel 7

Prøveelement 7 blev anvendt, og dets rudemel!emrum blev fyldt med 25% SFg og 75% luft, det samme gasformige medium, som anvendtes i 25 eksempel 6.

Lydtransmissionsdæmpningen R , bestemtes til 41 dB.

w

Sammenligning af prøveelementerne og eksemplerne 6 og 7 viser to 30 interessante træk. Ved at øge masseforholdet mellem ruderne, men lade den totale rudemasse være uændret, fås en forbedring af lydtransmissionsdæmpningen R . Det vil yderligere bemærkes, at for-

- · .. ______ ......_____ W

bedringen af lydtransmissionsdæmpningen mellem eksempel 7 elementet og prøveelement 7 er større end mellem eksempel 6 elementet og 35 prøveelement 6. Dette viser, at den ovenfor omtalte synergistiske effekt er større for elementer med samme totale masse, når masseforholdet for ruderne i elementet øges.

DK 1S5377B

π

Prøveelement 8

Der fremstilledes et luftfyldt tolaget element som vist i fig. 2 ud fra henholdsvis 12 mm og 4 mm tykke glasplader adskilt af et rude-5 mellemrum på 12 mm. Forholdet mellem rudemasserne var 3:1.

Der iagttoges følgende egenskaber: R = 36 dB w 10 Fr = 250-300 Hz

L = 25 dB

Prøveelement 9 15 Der opbyggedes et element ifølge fig. 2 med samme dimensioner som prøveelement 8. Rudemellemrummet fyldtes med CC12F2-

Der iagttoges følgende egenskaber: 20 Cg - 44 Ca R, = 40 dB w

Fr = 160 Hz L = 14 dB

25 Eksempel 8

Der opbyggedes et element ifølge fig. 2 med samme dimensioner som prøveelementerne 8 og 9. Rudemel1 emrummet fyldtes med 20% CC12F2 og 80% luft.

30

Der iagttoges følgende egenskaber:

Cg = 78% Ca Rw = 42 dB

35 Fr = 160 .Hz

L = 23 dB

Dette eksempel og sammenligningen med prøveelementerne 8 og 9 illustrerer det betydningsfulde, at en blanding af en nærmere 12

DK 155377 B

bestemt gas og luft kan give et element med givne dimensioner bedre akustiske egenskaber end enten den rene gas eller ren luft. Det indicerer også, at andelen af den pågældende gas kan være forholdsvis lille, og dette har en gunstig virkning på elementets pris.

5

Prøve!ament 10

Et SFg fyldt element opbyggedes ifølge fig. 2 med samme dimensioner som prøveelement 8.

10

Der iagttoges følgende egenskaber:

Cg = 39% Ca

Rl( = 41 dB w 15 Fr = 160 Hz

L = 13 dB

Eksempel 9 20 Prøveelement 10 fyldtes med et gasformigt medium, omfattende 25% SFg og 75% luft.

Der iagttoges følgende egenskaber: 25 Cg = 78% Ca

% = 42 dB Fr = 160 Hz L = 21 dB

30 Det vil igen bemærkes, at inkorporeringen af en del luft i det gasformige medium har en gunstig virkning på lydtransmissionsdæmpningen ved resonansfrekvensen sammenlignet med et element, hvori det gasformige medium ikke indeholder luft.

35 Fiaur 3

Fig. 3 er en afbildning, der viser lydtransmissionsdæmpningen over tre tolagede elementer med forskellige lydfrekvenser. Kurverne a og b svarer til prøveelementerne 8 henholdsvis 9, og kurve c svarer til 13

DK 1553 77 B

eksempel 9 elementet.

Kurve a viser koincidenstransmissionstoppe ved 800 Hz og 3150 Hz, svarende til de kritiske koincidensfrekvenser for en 12 mm plade og 5 en 4 mm plade, og en resonanstransmissionstop mellem 250 Hz og 300 Hz. Ved resonanstransmissionstopfrekvensen (F^) er der en lydtransmissionsdæmpning (L) på 25 dB.

Kurve b viser lydtransmissionsdæmpningen over et element med samme 10 dimensioner fyldt med SFg. Det vil bemærkes, at der er en betydelig forbedring over mellemfrekvensområdet og en mindre, men stadig mærkbar, forbedring mellem koincidensfrekvenserne. Over den højeste koincidensfrekvens er der stort set ingen forskel mellem kurverne a og b. Kurve b viser en resonanstransmissionstop ved en frekvens på 15 160 Hz, hvor der er en lydtransmissionsdæmpning på 13 dB. Det vil imidlertid bemærkes, at fyldning af elementets rudemel1 emrum med SFg har bevirket, at resonanstoppen bliver skarpere, og ved frekvenser under 200 Hz er der faktisk et fald i den opnåede lydtransmissionsdæmpning. Denne forringelse ved lave frekvenser opvejes af for-20 øgeisen af lydtransmissionsdæmpningen over frekvensområdet fra 200 Hz til den højeste kritiske koincidensfrekvens, således at der forekommer en total forøgelse af lydtransmissionsdæmpningen R på 5 dB, men også, når elementet skal opfylde visse standarder, f.eks. ifølge IS0-R717, kan et sådant element under visse omstændigheder 25 være uacceptabelt på grund af den relative stigning i lydtrans missionen ved resonansfrekvensen.

Kurve c viser lydtransmissionsdæmpningen over et element med tilsvarende dimensioner fyldt med et gasformigt medium bestående af 25% 30 SFg og 75% luft. Det vil bemærkes, at der over den største kritiske konincidensfrekvens stort set ikke er nogen forskel mellem kurve c og kurverne a og b. Mellem de kritiske frekvenser er der en marginal forbedring i forhold til kurve b, mens kurve c i mellemfrekvensområdet viser en betydelig forbedring i forhold til kurve a. Det vil 35 igen bemærkes, at resonanstransmissionstoppen har flyttet sig til en lavere frekvens (160 Hz), men i dette tilfælde er der en væsentligt forbedret lydtransmissionsdæmpning ved resonanstoppen på 21 dB. Lydtransmissionsdæmpningen Rw for elementet svarende til kurve c er 42 dB, hvilket giver en forbedring i forhold til elementet svarende 14

DK 1553 77 B

til kurve a på 6 dB og elementet svarende til kurve b på 1 dB.

Fiour 4 5 Virkningen af en ændring af volumenandelen af luft i det gasformige medium i et tolaget element fremgår af fig. 4, som er en afbildning, der viser forbedringen i lydtransmissionsdæmpningen R afbildet mod den relative luftmængde i et tolaget element, der omfatter to henholdsvis 12 mm og 4 mm tykke glasruder anbragt 12 mm fra 10 hinanden. Elementet var fra begyndelsen luftfyldt, og luften erstattedes af en stigende mængde SFg. Det vil bemærkes, at den opnåede akustiske forbedring stiger stærkt, indtil det gasformige medium består af 5% SFg og 95% luft, hvor kurven flader ud og når et maksimum ved ca. 40% SFg og 60% luft. Det vil også bemærkes, at der 15 kan opnås bedre resultater med 10% SFg end med 100% SFg i det gasformige medium i elementets rudemellemrum. Endelig vil det bemærkes, at denne afbildning gælder for prøveelementerne 8 og 10 og eksempel 9 elementet.

20 Ved optegning af en tilsvarende afbildning for et element med glasplader anbragt 12 mm fra hinanden og henholdsvis 6 mm og 4 mm tykke, d.v.s. med et rudemasseforhold på 1,5:1 i stedet for 3:1, har det vist sig, at den største lydtransmissionsdæmpning, R , opnås når

W

gas/luft-blandingen i rudemellemrummet indeholder 60% SFg 25

Figur 5

Fig. 5 viser en anden type tolaget enhed, der omfatter to glasruder 11 og 12 med et rudemellemrum 13, der er forseglet og opretholdt ved 30 hjælp af et afstandsstykke 14, som ved hjælp af et klæbestof 15 er limet til rudernes randkanter. Afstandsstykket 14 er af kasselignende konstruktion, og det anvendte klæbestof kan være af kendt type. Glaspladerne 11, 12 har samme tykkelse.

35 Prøveelement 11

Et luftfyldt tolaget element opbyggedes ifølge fig. 5. Glaspladerne var hver 6 mm tykke, og rudemellemrummet var 24 mm bredt. Lydtransmissionsdæmpningen bestemtes til R^^ = Ia = 36 dB.

DK 155377B

15

Prøveelement 12

Prøveelement 11 fyldtes med SFg, og det fandtes, at Ia = 1^ = 39 dB.

5 Eksempel 10

Prøveelement 11 gennemskylledes med SFg, således at dets ruderne!- lemrum indeholdt 63% SFg og 37% luft. For dette element bestemtes Ig = R = 40 dB, hvilket udgør en forbedring af lydtransmissionsdæmp-w 10 ningen i forhold til det tilsvarende luftfyldte element på 4 dB og en forbedring på 1 dB i forhold til det tilsvarende SFg-fyldte element. Denne sidste forbedring skyldtes først og fremmest den større lydtransmissionsdæmpning ved resonansfrekvenserne.

15 Figur 6

Fig. 6 viser et andet tolaget element omfattende to glasruder 16, 17 med et rudemellemrum 18, der er forseglet og opretholdt ved hjælp af et kasselignende afstandsstykke 19, som ved hjælp af et klæbestof 20 20 er fastiimet til rudernes randkanter. I denne figur vil det bemærkes, at den første rude 16 er tykkere end den anden rude 17 og derfor har en større masse pr. arealenhed.

Prøveelement 13 25

Et luftfyldt element opbyggedes ifølge fig. 6. Pladerne 16, 17 var henholdsvis 8 mm og 5 mm tykke, og rudemel 1 emrummet 18 var 12 mm bredt.

30 Der iagttoges følgende egenskaber:

Rw - 37 dB Fr = 250 Hz L = 24 dB 35

Prøveelement 14

Rudemel1 emrummet i prøveelement 13 fyldtes med SFg.

16

DK 155377 B

Der iagttoges følgende egenskaber:

RtI = 39 dB w

Fr = 160 Hz

5 L = 13 dB

Eksempel 11

Ruderne!1 emrummet i prøveelement 13 fyldtes med 25% SFg og 75% luft.

10 Der iagttoges følgende egenskaber:

Rw = 41 dB

Fr = 160 Hz

L = 23 dB

15 K = 2,78 w/m2.eC

Disse egenskaber udgør en betydelig forbedring i forhold til prøveelementerne 13 og 14.

20 Prøveelement 15

Ruderne!1 emrummet i prøveelement 13 forøgedes fra 12 mm til 20 mm.

Prøveelement 16 25

Ruderne!lemrummet i prøveelement 15 fyldtes med SFg.

Det fandtes at:

30 Rw - 4o dB

Fr = 160 Hz

- L = 13 dB

Eksempel 12 35

Ruderne!1 emrummet i prøveelement 15 fyldtes med en blanding af 25% SFg og 75% luft.

Det fandtes at:

DK 155377B

17

Rw = 41 dB

Fr = 125 Hz L = 19 dB

5 Prøveelement 17

Et luftfyldt element opbyggedes ifølge fig. 6. Glaspladerne 16 og 17 var henholdsvis 9 mm og 5 mm tykke, og rudemel1 emrummet 18 var 20 mm bredt.

10

Prøveelement 18

Prøveelement 17 fyldtes med en blanding af 90% He og 10% luft.

15 Der iagttoges følgende egenskaber:

Cg = 232% Ca

R„ - ia - 46 dB

20 Man fandt, at den lydtransmissionsdæmpning, der opnåedes med dette element, var større end den, der opnåedes med prøveelement 17, selv i resonansfrekvensområdet, men at den varmeisolation, som dette element ydede, var meget ringe.

25 Eksempel 13

Prøveelement 17 fyldtes med en blanding af 40% He og 60% luft.

Der iagttoges følgende egenskaber: 30

Cg = 127% Ca

Rw - I. - 43 OB

Den lydtransmissionsdæmpning, man opnåede med dette element, var 35 forbedret i forhold til den dæmpning, der opnåedes med prøveelement 17, til et meget tilfredsstillende niveau, selv om den ikke var så stor som den dæmpning, man opnåede med prøveelement 18. Elementet ifølge dette eksempel var imidlertid meget bedre end prøveelement 18 ud fra et varmeisolationssynspunkt.

18 DK Ί55377 Β

Ved sammenligning af prøveelement 18 og eksempel 13 fremgår det, at når man anvender en gasblanding, hvori lydudbredelseshastigheden er større end i luft, giver lave volumenandele luft i blandingen en bedre lydtransmissionsdæmpning end større relative mængder, men 5 samtidig nedsættes elementets effektivitet som varmeisol ator.

Prøveelement 19

Til sammenligningsformål opbyggedes et luftfyldt prøveelement ifølge 10 fig. 6, hvori pladen 16 var 12 mm tyk, pladen 17 4 mm tyk og rude-niel lemrummet 18 12 mm bredt.

Der iagttoges følgende egenskaber:

15 = 38 dB

I = 39 dB Fr = 250 Hz L = 24 dB K = 2,91 w/m2.eC

20

Prøveelement 20

Prøveelement 19 fyldtes med SFg, og følgende egenskaber iagttoges:

25 Rw = 43 dB

Fr = 160 Hz L = 14 dB K = 2,86 w/m2.°C

30 Eksempel 14

Prøveelement 19 fyldtes med en blanding af 25% SFg og 75% luft, og følgende resultater iagttoges:

" 35 Rw = 44 dB

Fr = 160 Hz L = 21 dB K = 2,76 w/m2.°C

19

DK 155377 B

Disse tal udgør en meget tilfredsstillende forbedring i forhold til prøveelementerne 19 og 20.

Når eksempel 11 yderligere sammenlignes med eksempel 14, vil det 5 bemærkes, at dette sidste ekempel giver forbedrede resultater. Dette skyldes i det mindste delvis det større rudemasseforhold i elementet ifølge dette sidste eksempel.

Prøveelement 21 10

Prøveelement 19 fyldtes med helium. Følgende egenskaber iagttoges:

Cg = 290¾ Ca Rw = 46 dB

15 K = 4,07 w/m2.°C

Det ses, at dette element giver særdeles gode resultater ud fra et akustisk synspunkt, men på bekostning af dets varmeisol ati onsegenskaber.

20

Eksempel 15.

Prøveelement 19 fyldtes med en blanding af 56% He og 44% luft. Følgende resultater iagttoges: 25

Cg = 145% Ca R, = 44 dB w

K = 3,49 w/m2.°C

30 Dette udgør et meget acceptabelt kompromis, idet man opnår en høj lydtransmissionsdæmpning uden et sådant fald i varmeisolationsegen-skaber, som fås med prøveelement 21.

Prøveelement 22 35

Prøveelement 19 fyldtes med methan (CH^), og følgende resultater i agttoges:

Cg = 129% Ca

DK 155377 B

20

Rw = ia = 40 dB Fr = 250 Hz L = 25 dB

5 Eksempel 16

Til yderligere demonstration af virkningen af at iblande luft i et elements gasformige medium fyldtes prøveelement 19 med en blanding af 50% CH4 og 50% luft.

10

Det blev fundet, at:

Cg = 113% Ca (beregnet) r = I = 43 dB w a 15 Fr = 160 Hz

Dette viser en betydelig forbedring i forhold til såvel et luftfyldt element med samme dimensioner (prøveelement 19) som det methanfyldte prøveelement 22.

20

Eksempel 17

Prøveelement 19 fyldtes med en blanding af 50% og 50% luft.

25 Følgende egenskaber iagttoges:

Cg = 88% Ca (beregnet) ^=^ = 43 dB Fr = 160 Hz

30 K =2,79w/m2.eC

Dette er et andet meget effektivt lydisolerende element, som også har forbedrede varmeisolationsegenskaber.

35 Figur 7

Yderligere udførelsesformer for opfindelsen vil nu blive beskrevet under henvisning til fig. 7, der viser et tolaget element omfattende en første rude 21, som er et laminat, der består af to glasplader

DK 155377 B

21 22, 23, som er sammenbundet ved hjælp af et lag 24 af polyvinylbu-tyral (PVB). Glaspladerne 22, 23 er hver 6 mm tykke, og PVB-laget 24 er 1,4 mm tykt og var fremstillet af et antal kommercielt tilgængelige PVB-folieark med tykkelsen 0,38 mm. Den første rude 21 er 5 adskilt fra en anden rude 25, som er 4 mm tyk, af et 12 mm bredt rum 26. Rudemellemrummet opretholdes og forsegles af en afstandsstrimmel 27, der ved 28 er loddet til de to ruders metalliserede randområder.

Prøveelement 23 10

Et luftfyldt tolaget element opbyggedes ifølge fig. 7.

For dette element gælder 1^ = 39 dB.

15 Prøveelement 24

Prøveelement 23 fyldtes med CC1gFg-

Rw - 42 dB — " 20 Fr - 160 Hz

L = 18 dB

Eksempel 18 25 Prøveelement 23 fyldtes med en blanding af 50% CC^Fg og 50% luft.

R, = 44 dB w

Fr = 160 Hz L = 23 dB

30

Det vil således bemærkes, at det også er fordelagtigt at iblande en luftmængde i det gasformige medium i et element med denne bygning.

Prøveelement 25 35

En luftfyldt tolaget enhed opbyggedes ifølge fig. 7 med undtagelse af, at rudemel1 emrummet forsegledes med et limet afstandsstykke svarende til det, der er beskrevet i forbindelse med fig. 6. Ruderne!! emrumsbredden på 12 mm blev bibeholdt. R, bestemtes til 39 dB.

1 Vi 22

Eksempel 19

DK 155377 B

Prøveelement 25 fyldtes med en blanding af 40% SFg og 60% luft. Rw bestemtes til 47 dB, hvilket viser, at dette element giver en 5 særdeles god lydtransmissionsdæmpning.

Figur 8

Fig. 8 viser et tolaget element omfattende en første rude 30, der er 10 en 12 mm tyk glasplade, som holdes adskilt fra en anden rude 31, der udgøres af tre glasplader 32, 33, 34, som hver er 3 mm tykke og er sammenbundet af to lag 35, 36 af PVB, hver med tykkelsen 0,76 mm. Rudemellemrummet 37 er 12 mm bredt, og afstanden blev opretholdt af en afstandsstrimmel 38, der er sammenføjet med de to ruders metal -15 liserede randområder ved hjælp af loddekanter 39.

Eksempel 20

Et element opbyggedes ifølge fig. 8, og rudemellemrummet fyldtes med 20 et gasformig medium bestående af 25% CC^Fg og 75% luft.

Cg = 73% Ca

«W - Ja - 44 dB

Fr = 125 Hz

25 L = 28 dB

K = 2,72 w/m2.°C

Det ses således, at dette element giver gode resultater, såvel hvad angår varmeisolation som lydisolation.

30

Nedenstående eksempler angår trelagede elementer.

Fiaur 9 35 Fig. 9 viser en trelaget enhed omfattende tre glasplader 40, 41, 42, der henholdsvis er 10 mm, 4 mm og 4 mm tykke og adskilt af rude-mellemrum 43, 44, der henholdsvis er 6 mm og 12 mm brede, og som er forseglet fra hinanden og fra atmosfæren ved hjælp af kassetværsnitsformede afstandsstykker 45, 46, der er fastgjort mellem

DK 155377 B

23 pladerne ved hjælp af klæbestof 47. Det ses, at massen af den første plade er 2,5 gange massen af hver af de andre plader, og at det ene rudemellemrum er dobbelt så bredt som det andet.

5 Prøveelement 26

Et luftfyldt trelaget element opbyggedes ifølge fig. 9 til sammenligningsformål. Lydtransmissiondæmpningen over dette element er af størrelsesordenen 40 dB. Ved optegningn af en kurve over den ind-10 kommende lydfrekvens mod lydtransmissionsdæmpningen over elementet, ses det, at der er to resonanstransmissionstoppe. Disse optræder ved Fr = 200 Hz og F'R = 315 Hz.

Eksempel 21 15

Det snævreste rudemellemrum 43 i prøveelement 26 fyldtes med en blanding af 5% SFg og 95% luft (Cg mindre end Ca), og det bredeste rudemel1 emrum fyldtes med 70% helium og 30% luft (Cg større end Ca).

For dette element var lydtransmissionsdæmpningen adskillige dB 20 større end de 40 dB, der opnås med det tilsvarende luftfyldte prøveelement 26. Det viste sig, at den laveste resonanstransmission-stopfrekvens skiftede til en lavere frekvens.

Fiaur 10 25

Andre trelagede elementer ifølge opfindelsen kan opbygges som vist i fig. 10. Det viste element omfatter en første rude 50, der udgøres af en 10 mm tyk glasplade, som ved hjælp af et afstandsstykke med kassetværsnit 51 er sammenføjet med en anden glasrude 52, som er 4 30 mm tyk. Afstandsstykket 51 er gjort fast til den første og anden rude ved hjælp af klæbestof 53 og er formet således, at der tilvejebringes en skulder 54, hvorimod en midterrude af glas 55 (også 4 mm tyk) fastholdes af et afstandsstykke 56, f.eks. af butylgummi.

Rudemel1 emrummene 57, 58 mellem den første rude 50 og midterruden 55 35 henholdsvis mellem midterruden 55 og den anden rude 52 er bragt i forbindelse med hinanden ved hjælp af huller 59, 60 i afstandsstykket 51.

24

DK 1 55377 B

Prøveelement 27

Et luftfyldt trelaget element opbyggedes ifølge fig. 10. Rudemel-1 emrummene 57 og 58 var henholdsvis 2,5 og 9,5 mm brede. Det fand-5 tes, at = I = 39 dB, når lyden ved rudens afprøvning faldt ind mod den tyndeste yderrude.

Eksempel 22 10 Prøveelement 27 ændredes ved, at det fyldtes med en blanding af 33% C02 og 67% luft. På denne måde kunne den opnåede lydtransmissionsdæmpning, når den igen måltes med lyd, der indkom mod den tyndeste yderrude, øges til R. = I, = 41 dB. Forbedringen i forhold til prøveelement 27 var navnlig mærkbar i resonansfrekvensområdet.

15

Prøveelement 28

Prøveelement 27 ændredes ved at øge bredden af det bredeste ruderne! lemrum til mere end 11 mm under bevarelse af den samme totale 20 rudemellemrumsbredde. Dette element var fremdeles luftfyldt, og når det afprøvedes med lyd, som indkom mod den tykkeste yderrude, som angivet med pilen i fig. 10, fandtes det, at = 41 dB.

Prøveelement 29 25

Prøveelement 28 fyldtes med CC^Fg og det fandtes, at Ia = 42 dB og Rw = 44 dB.

Eksempel 23 30

Prøveelement 28 ændredes ved at fylde det med en blanding af 58% CC12F2 °9 42%

Cg = 56% Ca

35 Rw - 47 dB

I, = 45 dB a

Dette viser, at en forbedring i lydtransmissionsdæmpningen kan opnås med et trelaget element fyldt med et gasformigt medium, som delvis

DK 155377 B

25 består af luft.

Eksempel 24 5 Prøveelement 28 fyldtes med en blanding af 50% $Fg og 50% luft. Det fandtes, at Rw = Ia = 45 dB.

Brugen af en ren gas i rudemellemrummene i et element ifølge fig. 10 forskyder den laveste resonansfrekvenstop til en lavere frekvens, 10 men samtidig reduceres transmissionsdæmpningen ved den pågældende (skiftende) topfrekvens i sammenligning med et tilsvarende dimensioneret luftfyldt element. Ved at blande en sådan ren gas med luft er det imidlertid muligt at reducere virkningerne af en resonans transmissionstop og således forbedre lydtransmisssi onsdæmpningen i 15 forhold til et tilsvarende dimensioneret element fyldt med enten ren luft eller ren gas.

Prøveelement 30 20 Et luftfyldt trelaget element opbyggedes ifølge fig. 10 men med den ændring, at afstandsstykket 51 blev vendt således, at midterruden 55 blev fastholdt nærmere ved den tyndeste yderrude 52 end ved den tykkeste rude 50. Det bredeste rudemellemrum mellem den tykkeste rude 50 og midterruden 55 var 9,5 mm bredt, og det snævreste rude-25 mellemrum var 2,5 mm bredt. Ved afprøvning med lyd, der faldt ind mod den tykkeste yderplade, som angivet med pilen i fig. 10, be stemtes lydtransmissionsdæmpningen til at være Rw = 39 dB.

Prøveelement 31 30

Prøveelement 30 fyldtes med SFg og afprøvedes på tilsvarende måde.

Det fandtes, at lydtransmissionsdæmpningen var R.. = I = 41 dB.

W α

Eksempel 25 35

Prøveelement 30 fyldtes med en blanding af 19% SFg og 81% luft. Det fandtes, at Rw * I = 42 dB.

Eksempel 26 26

DK 1 55377 B

Eksempel 25 elementet ændredes ved at øge bredden af det bredeste rudemellemrum til over 11 mm, idet bredden af det snævreste rude-5 mellemrum samtidig mindskedes, således at den totale rudemellemrumsbredde forblev 12 mm. Der opnåedes en forbedring af 1^ på omkring 1 dB.

Eksempel 27 10

Et element ifølge opfindelsen, som giver særligt gode resultater, såvel med hensyn til akustiske som termiske egenskaber, kan opbygges som vist i fig. 11. På tegningen er tre glasplader 61, 62, 63 holdt adskilte ved hjælp af et afstandsstykke med kassetværsnit, der er 15 limet til pladerne 61, 62. Afstandsstykket 64 er formet med en forsænkning 65 med en skulder, hvorimod midterlaget 63 fastholdes som beskrevet i forbindelse med fig. 10. Et snævert rudemel1 emrum 66 mellem pladerne 61 og 63 står i forbindelse med et bredere rudemel-lemrum 67 via huller, såsom 70 i afstandsstykket. Midterpladen 63 20 bærer på den flade, der afgrænser det bredeste rudemellemrum 67, en belægning 68, som er i stand til at tilbagekaste infrarød stråling.

Denne belægning kunne f.eks. være kobber, guld eller tinoxid. Hver flade af de andre plader 61 og 62 bærer en belægning 69, som er i stand til at begrænse tilbagekastningen af synligt lys. Disse 25 belæginger 69 kan f.eks. være af titanoxid eller siliciumdioxid, og de har den virkning, at de øger lystransmissionen, og at dobbelt bi 11 eder undgås, når der ses gennem elementet. Naturligvis er andre belægningskombinationer også mulige ligesom andre belægningsmaterialer.

30

Et element opbygget ifølge fig. 11 kan fyldes med et hvilket som helst egnet gasformigt medium, f.eks. et gasformigt medium som angivet i et af eksemplerne 22-26. Hvis der anvendes et gasformigt medium som angivet i et af de andre eksempler, og elementet ifølge 35 det foreliggende eksempel opbygges med samme dimensioner som ifølge det respektive andet eksempel, vil det ses, at der fås en meget tilsvarende lydtransmissionsdæmpning med elementet ifølge fig. 11.

Claims

1. Isoleringsglaspladeelement med mindst to plader, som af afstandsstykker holdes i en indbyrdes afstand og afgrænser mindst ét, 5. forhold til atmosfæren tæt forseglet rum, der er fyldt med en fra luft forskellig gas, kendetegnet ved, at i det mindste ét plademellemrum indeholder et gasformigt medium, som består af en blanding med mindst 30 volumenprocent luft og en gas, der er lettere eller tungere end luft, eller en blanding af sådanne gasser, samt at 10 lydhastigheden i dette medium er forskellig fra lydhastigheden i tør luft ved samme tryk og temperatur med en faktor på fra 0,40 til 0,95 eller på mere end 1,2.

2. Element ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gasmediet 15 udgøres delvis af svovlhexafluorid (SFg).

3. Element ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gasmediet delvis udgøres af mindst én gas fra gruppen: dichlordifluormethan (CClgFg), carbondioxid (C02), argon (Ar), butan (C^Hjg), dinitrogen- 20 monoxid (N20) og chlorpentafluorethan (C^ClFg).

4. Element ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gasmediet delvis udgøres af mindst én gas fra gruppen: helium (He), neon (Ne), methan (CH4) og hydrogen (H2). 25

5. Element ifølge et hvilket som helst af de foregående krav og som afgrænser mindst to tætforseglede plademellemrum, kendetegnet ved, at et plademellemrum indeholder et lettere gasmedium, og at det andet eller et andet plademellemrum indeholder et 30 gasmedium, der er tungere end luft.

6. Element ifølge krav 1 eller 5 og med mindst tre plader, mellem hvilke mellemrummene har forskellig tykkelse, kendetegnet ved, at det smalle mellemrum indeholder det tungere gasmedium, og at 35 det bredere mellemrum indeholder det lettere gasmedium.