EP3455427B1 - Schallabsorberanordnung und schallgedämmter raum - Google Patents

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EP3455427B1
EP3455427B1 EP17723379.8A EP17723379A EP3455427B1 EP 3455427 B1 EP3455427 B1 EP 3455427B1 EP 17723379 A EP17723379 A EP 17723379A EP 3455427 B1 EP3455427 B1 EP 3455427B1
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EP
European Patent Office
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sound
room
absorber
ceiling
wall
Prior art date
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Christian Hoppe
Ronald Tschiersch
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Liaver GmbH and Co KG
Original Assignee
Liaver GmbH and Co KG
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    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
    • E04B2001/8457—Solid slabs or blocks

Definitions

  • the present invention relates to a soundproof room using sound absorber elements and sound absorber strips made from such elements.
  • Sound-absorbing elements to improve room acoustics have been known for a long time.
  • Acoustic ceilings made of plasterboard or fiberboard improve room acoustics, reduce reverberation and convert sound energy into heat.
  • There are special solutions for sound or recording studios such as corner cabinets, as bass absorbers with long slots and fleece or foam backing.
  • acoustic wall coverings are known, such as panels that are attached to the walls at various angles and sizes and serve as low-frequency absorbers for absorbing low sound frequencies. For the absorption of high sound frequencies, the use of perforated panels, which are attached at certain distances from the wall, is common.
  • sound-absorbing and sound-insulating materials such as foam or felt, between the panels and the wall.
  • the DE 10 2011 105 608 A1 shows a sound absorber arrangement in the manner of an edge absorber for low frequencies.
  • the arrangement includes trough-shaped, preferably cuboid-shaped containers with fibrous or porous absorption material located therein, which have a sound-impermeable or sound-permeable covering.
  • the containers are placed in the corners or edges of a room on the wall or ceiling.
  • the sound absorber arrangement is characterized in that all the sides facing the room are impermeable to sound are trained. Only one side arranged obliquely, preferably perpendicularly, to a wall or the ceiling is designed to be absorbent with a smaller surface.
  • the containers used must have a minimum size, for which appropriate space must be reserved locally. For example, a preferred embodiment uses a 400mm x 500mm thick homogeneous fibrous absorber placed on the floor near an edge of the room.
  • the DE 10 2015 109 808 A1 describes a sound-absorbing component, in particular for outdoor use, comprising a sound-absorbing cover layer and sound-absorbing elements embedded therein with an increased degree of absorption compared to the cover layer.
  • the EP 2 868 826 A1 describes a reinforced concrete element on the surface of which a partially exposed, sound-absorbing, at least partially open-cell foamed material is arranged. The reinforcement is partially enclosed by the foamed material.
  • a ceiling element is also shown, which has several absorber strips made of geopolymer. If the concrete element is used as a ceiling slab, the absorber strips used run in the longitudinal direction but not in the corner areas between the wall and ceiling.
  • the WO 95/30804 A1 shows a sound absorption system for interior walls and ceilings in buildings and a method for producing such a system.
  • the system should be particularly suitable for large buildings such as concert halls and the like.
  • the system uses a first layer of mineral wool attached to the wall or ceiling, for example by gluing, screwing or the like, and furthermore a second layer of fibres, in particular cotton fibres, which is attached to the first layer, for example by spraying.
  • the DE 200 22 685 U1 describes an acoustically absorptive panel using expanded glass.
  • the panel element is used to construct full-surface suspended ceilings or walls that can be placed in front.
  • JPH10311105A discloses the features of the preamble of claim 1.
  • Sound absorber elements made of sintered expanded glass granules, such as those supplied by Liaver GmbH & Co. KG under the brand name Reapor, are available on the market.
  • a product sheet from ABC Acoustic GmbH, Berlin, from 2011 describes a room-acoustic solution for retrofitting in rooms with a floor area of up to 20 m 2 , whereby the opposite sides of the room should not be more than 5 m apart.
  • absorbers made of open-cell foam based on melamine resin are attached in the form of a stucco edge in the upper room edges between the ceiling and the wall. The absorbers protrude approx. 14 to 35 cm into the room so that there is an air space between the absorber and the building wall on the back.
  • the absorbers must be attached to the ceiling with special hangers.
  • the object of the present invention is therefore to provide, based on the prior art, an improved sound absorber arrangement and a living room, work room or recreation room that is acoustically improved over as wide a frequency range as possible.
  • the sound absorber arrangement should take up a minimal volume in the room, be barely noticeable visually, and still achieve a significant improvement in the room acoustics over a wide frequency range.
  • the sound absorber arrangement should allow the desired absorption results to be achieved in rooms with a floor area >40 m 2 .
  • the object is achieved by a soundproof room according to claim 1.
  • the sound absorber arrangement comprises a plurality of sound absorber elements which are arranged in a room with a size of 40 m 2 to 130 m 2 , with walls and a ceiling closing off the room at the top.
  • Several lined-up sound absorbing elements form one or more absorber strips, which / along a between Wall and ceiling of the room running upper abutting edge, ie in the corner area between wall and ceiling, at least partially extended.
  • the absorber strip has a width of 200-400 mm, preferably 250-350 mm, particularly preferably 310 mm.
  • the thickness of the absorber strip is 40-65 mm, preferably 50 mm.
  • the sound absorbing elements have a length-specific flow resistance in the range of 8-10 kPa*s/m 2 , preferably 8-9 kPa*s/m 2 . Surprisingly, it has been shown that flow resistances outside the range mentioned do not lead to the desired absorption, even if the flow resistances in the sound absorber elements vary greatly and are therefore at least partly outside the range found by the invention.
  • the length-specific flow resistance of the sound absorber elements used according to the invention preferably varies by less than 0.5 kPa*s/m 2 , preferably less than 0.3 kPa*s/m 2 , based on the area of such an element.
  • This low scattering of the length-specific flow resistance particularly preferably applies over the entire absorber strip, with the length-specific flow resistance being considered on an area of the absorber strip ⁇ 0.5 m 2 , preferably ⁇ 0.3 m 2 , particularly preferably ⁇ 0.1 m 2 .
  • the soundproof room according to the invention is used by people for living, working or other purposes. It has at least one absorber strip arranged on an upper edge of the room. It is essential to the invention that several sound absorbing elements are designed as absorber strips and extend along the upper edge of the room at least extend in sections.
  • the sound absorber elements have the properties mentioned above in relation to the sound absorber arrangement.
  • An essential advantage of the soundproof room realized according to the invention is that by arranging the absorber strip on the upper edge (abutting edge) of the room, a particularly high level of sound absorption can be achieved. This high absorption effect is achieved by the reflections of the sound waves occurring in this area both on the wall and on the ceiling.
  • the absorber strip designed as an absorber strip can be retrofitted into existing rooms with little effort and requires little installation space. By arranging the absorber strip at the upper edge of the room, the areas and volumes available for other uses in the room are only minimally restricted.
  • sound absorber elements with a length-specific flow resistance in the range of 8 - 10 kPa*s/m 2 , preferably 8 - 9 kPa*s/m 2 makes it possible for the first time to achieve very efficient sound absorption with only small volumes of the sound-absorbing material and the of the space occupied by the sound absorber arrangement in a wide frequency range.
  • relatively thin sound absorbing elements can be attached directly to acoustically highly reflective building walls without leaving a significant air space in between. The building walls reflect the sound waves, which have already passed through the sound absorbing element, diffusely back into it, where further absorption can then take place.
  • the length-specific flow resistance in the mentioned range is set, e.g.
  • the sound absorbing elements consist of expanded glass granulate with a particle size of 0.25 - 4 mm, whereby the granulate is sintered in plate form or is connected with an added binding agent.
  • the invention is thus based on a combination of the named properties of the sound absorbing elements and their named arrangement in space.
  • the absorber strip extends all the way around the upper edges of the room.
  • a surrounding absorber strip very good sound absorption is achieved. If, for example for structural reasons, it is not possible for the absorber strip to run all the way round, the absorber strip can also be interrupted in certain areas, in which case good soundproofing can also be achieved in this case.
  • An advantageous embodiment uses several absorber strips. Each absorber strip in turn extends at least in sections on an upper edge of the space.
  • the absorber strips can be designed, for example, in the form of narrow plates that are easy to handle and that preferably connect continuously to one another. However, gaps can also exist between individual absorber strips if this is necessary.
  • the absorber strip is preferably attached to a wall or ceiling of the room. It extends to the top edge of the room, i.e. to the corner formed between the wall and the ceiling.
  • the attachment can take place, for example, by means of a suitable adhesive.
  • the absorber strip can also be fixed to the wall or ceiling using clamps or other suitable mechanical fasteners. It is also conceivable to use a carrier profile in which the absorber strip is clamped or fastened in some other way.
  • the absorber strip consists of an acoustically effective, sound-absorbing, non-ductile foam.
  • This is preferably a mineral material that forms a rigid foam.
  • Glass-based, acoustically effective and diffusion-open foam has proven to be a particularly suitable material for the absorber strip preferably includes expanded glass granules.
  • individual glass particles are connected to one another by sintering or a binding agent, which may contain fibers.
  • the material used for the absorber strips is appropriately suitable for damp rooms, frost-proof, flame-retardant and very light and can therefore be used in a wide variety of rooms. It can also be easily cropped.
  • the length-specific flow resistance of the sound absorber element required according to the invention can be set particularly easily by the grain sizes used, i.e. the grain size distribution in the preferably plate-shaped sound absorber element and/or the proportion of binder that is added to the expanding gas granules during production.
  • the absorber strip has a width of 250 mm to 500 mm. Furthermore, a thickness of 25 mm to 60 mm has proven to be useful. An absorber strip designed in this way can be easily integrated and requires comparatively little installation space.
  • a particularly good and unobtrusive integration of the absorber strip can be achieved by embedding it in the ceiling or wall.
  • a corresponding recess is preferably made in the wall and ceiling.
  • the absorber strip is preferably flush with the ceiling or the wall.
  • This installation variant is particularly suitable for new buildings if the recesses are already taken into account in the planning phase, or for pending, fundamental renovation work.
  • the recesses can, for example, in reinforced concrete ceilings, masonry walls or drywall constructions provided and then equipped with sound absorbing elements.
  • a floor area of between 80 m 2 and 130 m 2 with a wall height of 2 to 3 m has proven advantageous for the soundproof room. Particularly good results in terms of sound absorption can be achieved in this area with the sound-absorbing absorber strip used.
  • the room In order to achieve the best acoustic absorption effects in rooms with a floor area well over 120 m 2 , the room must be acoustically divided into several cells. This can be achieved by attaching further sound absorber elements which preferably have the same properties as the sound absorber elements used in the sound absorber arrangement according to the invention. The other sound absorbing elements are attached to the ceiling and thus divide the room into the cells mentioned. Alternatively, known acoustic baffles can also be used for this.
  • reverberation times in the range from 0.6 s to 0.9 s can be achieved in furnished rooms, which corresponds to the desired value in communication rooms.
  • the reverberation time is reduced from 2-4 s to 0.8 to 1.2 s by using the sound absorber arrangement.
  • the sound absorber arrangement is particularly suitable for damping in the frequency range from 250 Hz to 4 kHz.
  • absorber strips are attached both to the wall and to the ceiling of the room, each extending to the upper edge of the Room extend, ie collide in the corner between wall and ceiling.
  • corner profiles made of absorber strips can also be used, which are attached directly in the corner area of the room.
  • An embodiment is advantageous in which the surface of the absorber strip facing the room has a structured surface.
  • the structuring can further improve the absorption properties and at the same time serve an aesthetic design, so that the absorber strip appears in the manner of a border or a frieze, for example.
  • FIG. 1 shows a not-to-scale ceiling underside view of a soundproof room 01 according to the invention, which shows the upper edge area of the room 01.
  • the floor area of the room is 40 - 130 m 2 .
  • the room is equipped with a sound absorber arrangement according to the invention.
  • a sound-absorbing absorber strip 03 extending along the abutting edges 02 is arranged circumferentially on the upper abutting edges 02 of the room 01 .
  • the absorber strip 03 can be located either on the ceiling or on the wall of the room 01 and extends into the corner formed between the wall and the ceiling (butting edge).
  • the wall or ceiling can have a recess for accommodating the absorber strip 03 completely or partially in cross section.
  • the recess is particularly preferably designed in such a way that the absorber strip 03 can be inserted completely and is thus flush with the ceiling or wall.
  • the absorber strip 03 consists of one or preferably several sound absorber elements made of a non-ductile foam, preferably a glass-based foam with a proportion of expanded glass granules. This material is well suited for soundproofing and is easy to process.
  • the sound absorbing elements have a length-specific flow resistance in the range of 8-10 kPa*s/m 2 , preferably 8-9 kPa*s/m 2 .
  • the absorber strip preferably has a width of between 250 mm and 500 mm and a thickness of 25 mm to 60 mm.
  • the absorber strip 03 is preferably designed in the form of a plate. To form a circumferential absorber strip 03, several sound absorber elements are lined up continuously without a gap. In alternative embodiments the absorber strips 03 only partially extend to the upper abutting edges of the room 01.
  • FIG. 2 shows an absorber strip 03 arranged on an upper edge 02 of the room 01 according to the invention.
  • the reflections of diffuse sound waves occurring in this edge area are shown in a greatly simplified manner by means of arrows.
  • the incident sound waves are mainly reflected in the area of the upper edge of the room on the wall and ceiling, which means that a particularly good absorption effect can be achieved using absorber strips03.
  • FIG. 3 shows several measured value curves for the reverberation time over a wide frequency range in a diagram.
  • the individual curves were recorded in the same room with a floor area of 10 x 20 m, with the walls and ceiling being made of standard reinforced concrete.
  • Curve 1 shows the course of the reverberation time in the original room, i.e. without installing the sound absorber arrangement.
  • Curve 2 shows the reverberation time after installing the absorber strips, attached to the ceiling all around the room, each running up to the upper abutting edge.
  • the reverberation time decreases evenly across all frequencies by around 0.3 - 0.4 s. This result is not yet satisfactory and is due to the fact that the room has a floor area of significantly more than 120 m 2 .
  • Curves 3), 4) and 5) show the reverberation times in the room if it was divided into acoustic cells with ⁇ 120 m 2 . This subdivision was achieved by attaching the same sound absorbing elements to the ceiling in the interior area straight lines along the room, resulting in a grid with areas of 1 x 200, 2 x 100 and 4 x 50 m 2 . Noticeably, the reverberation times are drastically reduced, by more than 1 s over the entire frequency range. The surprising effect occurs in acoustic room sizes from less than 100 m 2 . The acoustic absorption capacity can only be improved disproportionately by installing more than the described sound absorber arrangement. The absorber construction according to the invention thus shows an optimum in relation to the installed amount of absorber and the absorption capacity achieved.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen schallgedämmten Raum, unter Verwendung von Schallabsorberelementen sowie schallabsorbierenden Absorberstreifen aus solchen Elementen.
  • Schallabsorbierende Elemente zur Verbesserung der Raumakustik, d. h. für eine bessere Sprachverständlichkeit und für den Gehörschutz, sind seit langem bekannt. Akustikdecken aus Gipsplatten oder Faserplatten verbessern die Raumakustik, reduzieren den Hall und wandeln Schallenergie in Wärme um. Für Ton- oder Aufnahmestudios existieren Speziallösungen, wie Eckschränke, als Bassabsorber mit länglichen Schlitzen und hinterlegten Vliesen oder Schaumstoffen. Des Weiteren sind akustische Wandverkleidungen bekannt, wie beispielsweise Platten, die in verschiedenen Winkeln und Größen an die Wände angebracht werden und als Tiefenabsorber zur Absorption tiefer Schallfrequenzen dienen. Für die Absorption hoher Schallfrequenzen ist der Einsatz gelochter Platten üblich, welche in bestimmten Abständen zur Wand angebracht werden. Zwischen Platten und Wand befinden sich schallschluckende und schalldämmende Stoffe, beispielsweise Schaumstoffe oder Filze.
  • Die DE 10 2011 105 608 A1 zeigt eine Schall-Absorberanordnung nach Art eines Kantenabsorbers für tiefe Frequenzen. Die Anordnung beinhaltet trogförmige, vorzugsweise quaderförmige Behälter mit darin befindlichem faserförmigem oder porösem Absorptionsmaterial, welche eine schallundurchlässige oder schalldurchlässige Umhüllung aufweisen. Die Behälter sind in den Ecken oder Kanten eines Raumes an der Wand oder Decke angeordnet. Die Schall-Absorberanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass alle dem Raum zugewandten Seiten schallundurchlässig ausgebildet sind. Lediglich eine schräg, vorzugsweise senkrecht zu einer Wand oder der Decke angeordnete Seite ist mit einer kleineren Fläche absorbierend ausgebildet. Zur Erzielung der gewünschten Wirkung müssen die verwendeten Behälter eine Mindestgröße aufweisen, wofür lokal ein entsprechender Platz vorzuhalten ist. Eine bevorzugte Ausführung nutzt beispielsweise einen 400 mm x 500 mm dicken homogenen faserigen Absorber, welcher auf dem Boden in Nähe einer Raumkante angeordnet ist.
  • Die DE 10 2015 109 808 A1 beschreibt ein schallabsorbierendes Bauelement, insbesondere für den Außenbereich, umfassend eine schallabsorbierende Deckschicht sowie darin eingelassene Schallabsorberelemente mit gegenüber der Deckschicht erhöhtem Absorptionsgrad.
  • Die EP 2 868 826 A1 beschreibt ein bewehrtes Betonelement, auf dessen Oberfläche ein teilweise frei liegender, Schall absorbierender, zumindest teilweise offenzelliger geschäumter Werkstoff angeordnet ist. Die Bewehrung wird teilweise von dem geschäumten Werkstoff umschlossen. Gezeigt ist auch ein Deckenelement, welches mehrere Absorberstreifen aus Geopolymer aufweist. Die genutzten Absorberstreifen verlaufen im Falle der Anwendung des Betonelements als Deckenplatte in Längsrichtung aber nicht in den Eckbereichen zwischen Wand und Decke.
  • Die WO 95/30804 A1 zeigt ein Schallabsorptionssystem für Innenwände und Decken in Gebäuden sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems. Das System soll sich insbesondere für große Gebäude, wie Konzerthallen und dergleichen eignen. Das System verwendet eine erste Schicht aus Mineralwolle, die an der Wand oder Decke angebracht ist, beispielsweise durch Kleben, Anschrauben o.ä., und weiterhin eine zweite Schicht aus Fasern, insbesondere Baumwollfasern, die auf der ersten Schicht beispielsweise durch Aufsprühen angebracht ist.
  • Die DE 200 22 685 U1 beschreibt ein akustisch absorptives Plattenelement, welches Blähglas verwendet. Das Plattenelement dient dem Aufbau vollflächiger abgehängter Decken oder vorsetzbarer Wände.
  • JPH10311105 A offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Am Markt erhältlich sind Schallabsorberelemente aus einem gesinterten Blähglasgranulat, wie es beispielsweise von der Firma Liaver GmbH & Co. KG unter dem Markennamen Reapor geliefert wird.
  • In einem Produktblatt der ABC Akustik GmbH, Berlin, aus dem Jahr 2011, ist eine raumakustische Lösung zur Nachrüstung in Räumen bis 20 m2 Grundfläche beschrieben, wobei die gegenüberliegenden Seiten des Raumes nicht mehr als 5 m voneinander entfernt sein sollen. Dafür werden Absorber aus offenzelligem Schaumstoff auf Melaminharzbasis in Form einer Stuckkante in den oberen Raumkanten zwischen Decke und Wand angebracht. Die Absorber ragen ca. 14 bis 35 cm in den Raum hinein, damit sich auf der Rückseite ein Luftraum zwischen dem Absorber und der Bauwand befindet. Die Absorber müssen mit speziellen Abhängern an der Decke angebracht werden.
  • Die meisten vorbekannten, effizient wirkenden Schallabsorberlösungen müssen entweder von Beginn an in die akustisch zu verbessernden Räume eingebaut oder mit erheblichem Aufwand nachgerüstet werden. Häufig kommt es dabei zu einem Zielkonflikt zwischen den akustischen Wirkungen und der sonstigen Gestaltung des Raumes unter funktionalen, bautechnischen und gestalterischen Gesichtspunkten. Beispielsweise lassen sich gute akustische Wirkungen durch eine vollflächige Belegung der Decke mit Schallabsorberplatten erreichen, jedoch ist dann eine Anordnung von Deckenklimaelementen nicht mehr möglich. Die Nachrüstung von Schalldämmenden Decken in bestehenden Räumen ist bautechnisch und finanziell aufwendig, sodass davon nur selten Gebrauch gemacht wird. Die Anordnung großvolumiger Kantenabsorber stört das ästhetische Raumempfinden meist erheblich.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ausgehend vom Stand der Technik eine verbesserte Schallabsorberanordnung sowie einen in einem möglichst breiten Frequenzbereich akustisch verbesserten Wohn-, Arbeits- oder Aufenthaltsraum zur Verfügung zu stellen. Die Schallabsorberanordnung soll ein minimales Volumen im Raum einnehmen, visuell kaum in Erscheinung treten und dennoch eine nennenswerte Verbesserung der Raumakustik in einem breiten Frequenzbereich erreichen. Gleichzeitig soll es die Schallabsorberanordnung gestatten, die gewünschten Absorptionsergebnisse in Räumen mit einer Grundfläche > 40 m2 zu erreichen. Die Aufgabe wird durch einen schallgedämmten Raum gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Schallabsorberanordnung umfasst mehrere Schallabsorberelemente, die in einem Raum mit mit einer Größe von 40 m2 bis 130 m2, mit Wänden und einer den Raum nach oben abschließenden Decke angeordnet sind. Mehrere aneinandergereihte Schallabsorberelemente bilden einen oder mehrere Absorberstreifen, der/die sich längs einer zwischen Wand und Decke des Raumes verlaufenden oberen Stoßkante, also im Eckbereich zwischen Wand und Decke, zumindest abschnittsweise erstreckten. Der Absorberstreifen besitzt eine Breite von 200 - 400 mm, bevorzugt 250 - 350 mm, besonders bevorzugt 310 mm. Die Dicke des Absorberstreifens beträgt 40 - 65 mm, bevorzugt 50 mm. Besonders bedeutsam für die Funktionsfähigkeit der Erfindung ist es, dass die Schallabsorberelemente einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich 8 - 10 kPa*s/m2 , bevorzugt 8 - 9 kPa*s/m2 aufweisen. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass Strömungswiderstände außerhalb des genanten Bereichs nicht zu den gewünschten Absorptionen führen, auch dann nicht, wenn die Strömungswiderstände in den Schallabsorberelementen stark variieren und damit jedenfalls teilweise außerhalb des von der Erfindung aufgefundenen Bereiches liegen.
  • Bevorzugt variiert der längenspezifische Strömungswiderstand der erfindungsgemäß genutzten Schallabsorberelemente um weniger als 0,5 kPa*s/m2, vorzugsweise weniger als 0,3 kPa*s/m2, bezogen auf die Fläche eines solchen Elements. Besonders bevorzugt gilt diese geringe Streuung des längenspezifischen Strömungswiderstands über den gesamten Absorberstreifen betrachtet, wobei jeweils der längenspezifische Strömungswiderstand auf einer Fläche des Absorberstreifens < 0,5 m2, vorzugsweise < 0,3 m2, besonders bevorzugt < 0,1 m2 betrachtet wird.
  • Der erfindungsgemäße schallgedämmte Raum dient Personen zum Wohn-, Arbeits- oder sonstigen Aufenthaltszwecken. Er weist mindestens einen an einer oberen Kante des Raumes angeordneten Absorberstreifen auf. Erfindungswesentlich ist, dass mehrere Schallabsorberelemente als Absorberstreifen ausgebildet sind und sich längs der oberen Kante des Raumes zumindest abschnittsweise erstrecken. Die Schallabsorberelemente besitzen die zuvor in Bezug auf die Schallabsorberanordnung genannten Eigenschaften.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß realisierten schallgedämmten Raumes besteht darin, dass durch Anordnung des Absorberstreifens an der oberen Kante (Stoßkante) des Raumes eine besonders hohe Absorption von Schall erreicht werden kann. Diese hohe Absorptionswirkung wird durch die in diesem Bereich sowohl an der Wand als auch an der Decke auftretenden Reflexionen der Schallwellen erreicht. Der als Absorberstreifen ausgeführte Absorberstreifen lässt sich aufwandsarm nachträglich in bestehende Räume integrieren und erfordert nur wenig Einbauraum. Durch Anordnung des Absorberstreifens an der oberen Kante des Raumes werden die zur sonstigen Nutzung im Raum verfügbaren Flächen und Volumen nur minimal eingeschränkt.
  • Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Schallabsorberelementen mit einem längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich 8 - 10 kPa*s/m2, bevorzugt 8 - 9 kPa*s/m2 wird es erstmals möglich, eine sehr effiziente Schallabsorption mit nur geringen Volumina des schallabsorbierenden Materials und des von der Schallabsorberanordnung eingenommenen Raums in einem breiten Frequenzbereich zu erzielen. Insbesondere können relativ dünne Schallabsorberelemente direkt an akustisch stark reflektierenden Bauwerkswänden angebracht werden, ohne Belassung eines nennenswerten Luftraums dazwischen. Die Bauwerkswände reflektieren die Schallwellen, die das Schallabsorberelement bereits einmal durchlaufen haben, diffus in dieses zurück, wo dann weitere Absorption stattfinden kann. Für diese besonders effiziente Absorption ist es erforderlich, dass der längenspezifische Strömungswiderstand in dem genannten Bereich eingestellt wird, z. B. durch geeignete Auswahl der Korngröße und der Materialzusammensetzung der verwendeten Schallabsorberelemente. Die Schallabsorberelemente bestehen aus Blähglasgranulat mit einer Korngröße von 0,25 - 4 mm, wobei das Granulat in Plattenform gesintert ist oder mit hinzugesetztem Bindemittel verbunden ist.
  • Die Erfindung basiert damit auf einer Kombination aus der genannten Beschaffenheit der Schallabsorberelemente und deren genannter Anordnung im Raum.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Absorberstreifen umlaufend an den oberen Kanten des Raumes. Durch Nutzung eines umlaufenden Absorberstreifens wird eine sehr gute Schallabsorption erreicht. Falls, beispielsweise aus baulichen Gründen, kein umlaufender Verlauf des Absorberstreifens möglich ist, kann der Absorberstreifen auch bereichsweise unterbrochen sein, wobei auch in diesem Fall eine gute Schalldämmung erreicht werden kann.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform verwendet mehrere Absorberstreifen. Jeder Absorberstreifen erstreckt sich wiederum an einer oberen Kante des Raumes zumindest abschnittsweise. Die Absorberstreifen können beispielsweise in Form gut handhabbarer schmaler Platten ausgebildet sein, welche vorzugsweise fortlaufend aneinander anschließen. Zwischen einzelnen Absorberstreifen können jedoch auch, sofern dies erforderlich ist, Zwischenräume bestehen.
  • Der Absorberstreifen ist vorzugweise an einer Wand oder einer Decke des Raumes befestigt. Er erstreckt sich jeweils bis zur oberen Stoßkante des Raums, d.h. bis in die Ecke, die zwischen der Wand und der Decke ausgebildet ist. Die Befestigung kann beispielsweise mittels eines geeigneten Klebers erfolgen. Alternativ kann der Absorberstreifen auch mit Hilfe von Klammern oder anderer geeigneter mechanischer Befestigungsmittel an Wand oder Decke fixiert werden. Denkbar ist auch die Verwendung eines Trägerprofils, in welches der Absorberstreifen eingeklemmt oder auf andere Weise befestigt ist.
  • Gemäß einem Beispiel besteht der Absorberstreifen aus einem akustisch wirksamen, schallabsorbierenden,nicht duktilen Schaumstoff. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen mineralischen Werkstoff, der einen Hartschaumstoff bildet. Als besonders geeignetes Material für den Absorberstreifen hat sich glasbasierter, akustisch wirksamer und diffusionsoffener Schaumstoff erwiesen, welcher bevorzugt ein Blähglasgranulat beinhaltet. Einzelne Glasteilchen sind hierfür durch Sintern oder ein Bindemittel, welches einen Faseranteil aufweisen kann, miteinander verbunden. Das für den Absorberstreifen verwendete Material ist zweckmäßigerweise feuchtraumgeeignet, frostsicher, schwer entflammbar und sehr leicht und somit in unterschiedlichsten Räumlichkeiten einsetzbar. Es lässt sich außerdem problemlos zuschneiden.
  • Der erfindungsgemäß erforderliche längenspezifische Strömungswiderstand des Schallabsorberelementes lässt sich besonders einfach einstellen durch die verwendeten Körnungen, also die Korngrößenverteilung im bevorzugt plattenförmig ausgebildeten Schallabsorberelement und/oder den Anteil an Bindemittel, welches während der Herstellung dem Blähgasgranulat zugesetzt wird.
  • Der Absorberstreifen weist eine Breite von 250 mm bis 500 mm auf. Weiterhin hat sich eine Dicke von 25 mm bis 60 mm als zweckmäßig erwiesen. Ein derart ausgebildeter Absorberstreifen lässt sich gut integrieren und benötigt vergleichsweise wenig Bauraum.
  • Eine besonders gute und unauffällige Integration des Absorberstreifens kann durch Einlassen in die Decke oder die Wand erreicht werden. Hierfür wird vorzugsweise eine entsprechende Ausnehmung in Wand und Decke eingebracht. Der Absorberstreifen schließt bevorzugt bündig mit der Decke oder der Wand ab. Diese Einbauvariante eignet sich insbesondere bei Neubauten, wenn die Ausnehmungen bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden, bzw. bei anstehenden, grundlegenden Renovierungsarbeiten. Die Ausnehmungen können beispielsweise in Stahlbetondecken, Mauerwerkswänden oder Trockenbaukonstruktionen vorgesehen und dann mit Schallabsorberelementen bestückt werden.
  • Für den schallgedämmte Raum hat sich eine Größe zwischen 80 m2 und 130 m2 Grundfläche bei einer Wandhöhe von 2 bis 3 m als vorteilhaft erwiesen. In diesem Bereich lassen sich mit dem verwendeten schallabsorbierenden Absorberstreifen besonders gute Resultate hinsichtlich der Schallabsorption erreichen.
  • Um bei Räumen mit einer deutlich über 120 m2 liegenden Grundfläche beste akustische Absorptionswirkungen zu erzielen, ist eine akustische Aufteilung des Raumes in mehrere Zellen erforderlich. Dies lässt sich durch die Anbringung weiterer Schallabsorberelemente erreichen, die bevorzugt dieselben Eigenschaften wie die in der erfindungsgemäßen Schallabsorberanordnung genutzten Schallabsorberelemente haben. Die weiteren Schallabsorberelemente werden an der Decke befestigt und zergliedern den Raum dadurch in die genannten Zellen. Dafür können alternativ auch bekannte Akustikbaffel genutzt werden.
  • Mit der erfindungsgemäß genutzten Schallabsorberanordnung sind in eingerichteten Räumen Nachhallzeiten im Bereich von 0,6 s bis 0,9 s erreichbar, was dem angestrebten Wert in Kommunikationsräumen entspricht. In nicht eingerichteten Räumen mit Wänden und Decken aus Stahlbeton wird die Nachhallzeit von 2-4 s durch die Nutzung der Schallabsorberanordnung auf 0,8 bis 1,2 s reduziert. Die Schallabsorberanordnung eignet sich insbesondere für die Dämpfung im Frequenzbereich von 250 Hz bis 4 kHz.
  • Bei einer abgewandelten Ausführungsform werden Absorberstreifen sowohl an der Wand als auch an der Decke des Raums angebracht, die sich jeweils bis zur oberen Stoßkante des Raums erstrecken, d. h. im Eckbereich zwischen Wand und Decke aneinanderstoßen. Es können alternativ dazu auch Eckprofile aus Absorberstreifen genutzt werden, die direkt im Eckbereich des Raumes angebracht werden.
  • Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die zum Raum gerichtete Oberfläche des Absorbersteifens eine strukturierte Oberfläche besitzt. Die Strukturierung kann die Absorptionseigenschaften weiter verbessern und gleichzeitig einer ästhetischen Gestaltung dienen, sodass der Absorberstreifen beispielsweise in der Art einer Borte bzw. eines Fries erscheint.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Schallabsorberanordnung und des damit ausgerüsteten schallgedämmten Raumes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen nicht maßstabsgetreue Deckenuntersicht eines erfindungsgemäßen schallgedämmten Raumes;
    Fig. 2:
    einen an einer oberen Kante des erfindungsgemäßen Raumes angeordneten Absorberstreifen;
    Fig. 3:
    ein Diagramm zur Darstellung von Messwerten der Nachhallzeit in unterschiedlich konfigurierten Räumen über einen breiten Frequenzbereich.
  • Fig. 1 zeigt eine nicht maßstabsgetreue Deckenuntersicht eines erfindungsgemäßen schallgedämmten Raumes 01, welcher den oberen Randbereich des Raumes 01 darstellt. Die Grundfläche des Raumes beträgt 40 - 130 m2. Der Raum ist mit einer erfindungsgemäßen Schallabsorberanordnung ausgerüstet.
  • An den oberen Stoßkanten 02 des Raumes 01 ist dafür umlaufend ein sich längs der Stoßkanten 02 erstreckender schallabsorbierender Absorberstreifen 03 angeordnet. Der Absorberstreifen 03 kann sich entweder an der Decke oder an der Wand des Raumes 01 befinden und erstreckt sich jeweils bis in die zwischen Wand und Decke ausgebildete Ecke (Stoßkante).
  • Zwischen Decke und Absorberstreifen 03 bzw. Wand und Absorberstreifen 03 besteht eine feste, möglichst vollflächige Verbindung, beispielsweise in Form einer Klebeverbindung oder einer mechanischen Verbindung, zum Beispiel mittels Klammern.
  • Die Wand oder Decke kann eine Ausnehmung zur vollständigen oder im Querschnitt teilweisen Aufnahme des Absorberstreifens 03 aufweisen. Die Ausnehmung ist besonders bevorzugt so gestaltet, dass der Absorberstreifen 03 vollständig eingebracht werden kann und somit bündig mit Decke bzw. Wand abschließt.
  • Der Absorberstreifen 03 besteht aus einem bzw. bevorzugt mehreren Schallabsorberelementen aus einem nicht duktilen Schaumstoff, vorzugweise einem glasbasierten Schaumstoff mit einem Blähglasgranulatanteil. Dieses Material eignet sich gut zur Schalldämmung und lässt sich einfach verarbeiten. Die Schallabsorberelemente weisen einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich 8 - 10 kPa*s/m2 auf, vorzugsweise 8 - 9 kPa*s/m2.
  • Der Absorberstreifen besitzt bevorzugt eine Breite zwischen 250 mm und 500 mm sowie eine Dicke von 25 mm bis 60 mm. Der Absorberstreifen 03 ist vorzugsweise plattenförmig ausgeführt. Zum Bilden eines umlaufenden Absorberstreifens03 werden mehrere Schallabsorberelemente fortlaufend ohne Zwischenraum aneinandergereiht. Bei alternativen Ausführungsformen können sich die Absorberstreifen 03 auch nur abschnittsweise an den oberen Stoßkanten des Raumes 01 erstrecken.
  • Fig. 2 zeigt einen an einer oberen Kante 02 des erfindungsgemäßen Raumes 01 angeordneten Absorberstreifen 03. Die in diesem Kantenbereich auftretenden Reflexionen von diffusen Schallwellen sind mittels Pfeilen stark vereinfacht dargestellt. Die einfallenden Schallwellen werden vor allem im Bereich der oberen Kante des Raumes an Wand und Decke reflektiert, wodurch eine besonders gute Absorptionswirkung mittels Absorberstreifen03 erreicht werden kann.
  • Fig. 3 zeigt in einem Diagramm mehrere Messwertkurven zur Nachhallzeit über einen breiten Frequenzbereich. Die einzelnen Kurven wurden in demselben Raum mit einer Grundfläche von 10 x 20 m aufgenommen, wobei die Wände und die Decke aus bauüblichem Stahlbeton hergestellt waren.
  • Kurve 1) zeigt den Verlauf der Nachhallzeit im ursprünglichen Raum, d.h. ohne Einbau der Schallabsorberanordnung.
  • Kurve 2) zeigt die Nachhallzeit nach Einbau der Absorberstreifen, umlaufend im Raum an der Decke angebracht, jeweils verlaufend bis in die obere Stoßkante. Die Nachhallzeit verringert sich gleichmäßig über alle Frequenzen um etwa 0,3 - 0,4 s. Dieses Ergebnis ist noch nicht zufriedenstellend und darauf zurückzuführen, dass der Raum eine Grundfläche von deutlich mehr als 120 m2 aufweist.
  • Die Kurven 3), 4) und 5) zeigen die Nachhallzeiten im Raum, wenn dieser in akustische Zellen mit ≤ 120 m2 unterteilt wurde. Diese Unterteilung erfolgte jeweils durch das Anbringen derselben Schallabsorberelemente an der Decke im Innenbereich des Raums entlang gerade Linien, sodass sich ein Raster mit Flächen von 1 x 200, 2 x 100 und 4 x 50 m2 ergab. Erkennbar sind die Nachhallzeiten drastisch verringert, um mehr als 1 s über den gesamten Frequenzbereich. Die überraschende Wirkung tritt bei akustischen Raumgrößen ab kleiner 100 m2 auf. Die akustische Absorptionsleistung ist auch durch Mehrinstallation gegenüber der beschriebenen Schallabsorberanordnung nur noch unterproportional zu verbessern. Die erfindungsgemäße Absorberkonstruktion zeigt somit ein Optimum im Verhältnis von installierter Absorbermenge und erreichter Absorptionsleistung.
    • Bezugszeichenliste
    • 01 -
    schallgedämmter Raum
    02 -
    obere Kanten
    03 -
    Absorberstreifen

Claims (7)

  1. Schallgedämmter Raum (01) für Wohn-, Arbeits- oder Aufenthaltszwecke mit Wänden, einer diese nach oben abschließenden Decke sowie mindestens einer an einer Wandoder Deckenfläche des Raumes (01) angeordneten Schallabsorberanordnung bestehend aus mehreren Schallabsorberelementen, die in dem Raum (01) mit einer Grundfläche von 40 m2 bis 130 m2 angeordnet sind,
    wobei mehrere aneinandergereihte Schallabsorberelemente (5) einen oder mehrere Absorberstreifen ausbilden, der/die sich längs einer zwischen Wand und Decke des Raumes (4) verlaufenden oberen Stoßkante zumindest abschnittsweise erstreckt/erstrecken,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schallabsorberelemente plattenförmig ausgebildet sind und aus Blähglasgranulat mit einer Korngröße von 0,25 - 4 mm bestehen, wobei das Granulat in Plattenform gesintert ist oder mit hinzugesetztem Bindemittel verbunden ist;
    - die Schallabsorberelemente eine Breite von 200 - 400 mm sowie eine Dicke von 40 - 65 mm aufweisen;
    - die Schallabsorberelemente einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich 8 - 10 kPa*s/m2 aufweisen.
  2. Schallgedämmter Raum (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längenspezifische Strömungswiderstand im Bereich 8 - 9 kPa*s/m2 liegt.
  3. Schallgedämmter Raum (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Absorberstreifen (03) direkt an der Wand oder der Decke des Raumes (01) befestigt ist, vorzugsweise daran angeklebt ist, ohne dass ein Hohlraum zwischen den Schallabsorberelementen und der Befestigungsfläche verbleibt.
  4. Schallgedämmter Raum (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (01) in akustische Zellen unterteilt ist, die jeweils nicht größer als 130 m2 Grundfläche sind, wobei diese Unterteilung durch an der Decke befestigte Schallabsorberelemente hergestellt ist.
  5. Schallgedämmter Raum (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Absorberstreifen (03) umlaufend an den oberen Kanten (02) des Raumes (01) erstreckt.
  6. Schallgedämmter Raum (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Absorberstreifen (03) umfasst, wobei sich jeder Absorberstreifen (03) an einer oberen Kante (02) des Raumes (01) zumindest abschnittsweise erstreckt.
  7. Schallgedämmter Raum (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberstreifen (03) in die Decke oder Wand des Raumes (01) integriert ist, wobei er vorzugsweise bündig mit der Decke oder Wand abschließt.
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