FR2811350A1 - Acoustic lining for building internal walls has layer of viscoelastic foam between wall and outer panel - Google Patents
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Abstract
Description
I 2811350I 2811350
Dispositif de doublaqe acoustique d'une paroi L'invention concerne un dispositif de doublage acoustique d'une paroi de bâtiment, comprenant un parement rigide relié à ladite paroi par des moyens de fixation de manière à laisser subsister entre la paroi et le parement un intervalle d'une épaisseur sensiblement uniforme a, et une couche de mousse synthétique compressible d'une épaisseur au repos The invention relates to an acoustic doubling device for a building wall, comprising a rigid facing connected to said wall by fixing means so as to leave a gap between the wall and the facing. of a substantially uniform thickness a, and a layer of compressible synthetic foam of a thickness at rest
sensiblement uniforme c, emprisonnée dans ledit intervalle. substantially uniform c, trapped in said interval.
De tels dispositifs sont utilisés couramment pour renforcer l'isolation acoustique aussi bien des parois limitant les locaux d'habitation que des parois intérieures de ces locaux, Such devices are commonly used to reinforce the sound insulation both of the walls limiting the residential premises and of the interior walls of these premises,
notamment des murs, des cloisons et des plafonds. including walls, partitions and ceilings.
Lors de la rénovation de logements habités, l'épaisseur disponible pour le dispositif de doublage est généralement limitée, en raison de diverses contraintes, à une valeur de l'ordre de 50 mm. Avec une telle épaisseur, on n'a pas réussi jusqu'ici à obtenir une efficacité acoustique suffisante, notamment aux basses fréquences à cause de la fréquence de résonance du système masse-ressort-masse constitué par la paroi, la couche de mousse et le parement, et aux hautes When renovating inhabited dwellings, the thickness available for the lining device is generally limited, due to various constraints, to a value of the order of 50 mm. With such a thickness, we have so far failed to obtain sufficient acoustic efficiency, especially at low frequencies because of the resonance frequency of the mass-spring-mass system constituted by the wall, the foam layer and the facing, and high
fréquences à cause de la fréquence critique du parement. frequencies because of the critical frequency of the facing.
Le but de l'invention est d'optimiser les caractéristiques du dispositif de manière à obtenir une isolation acoustique satisfaisante vis-à-vis des bruits aériens (voix, télévision, sanitaires, etc.) et des bruits d'impact (pas, chocs, chutes d'objets, etc.), même avec une épaisseur totale d'environ 50 mm. L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit que ladite couche est une couche de mousse viscoélastique à cellules ouvertes ayant un module d'élasticité acoustique dynamique inférieur à 100 kPa et un amortissement acoustique dynamique supérieur à 50 %, et s'appuie par ses deux faces sur la paroi et sur le parement The object of the invention is to optimize the characteristics of the device so as to obtain satisfactory acoustic insulation against airborne noise (voice, television, sanitary, etc.) and impact noise (steps, shocks , falling objects, etc.), even with a total thickness of approximately 50 mm. The invention relates in particular to a device of the kind defined in the introduction, and provides that said layer is a layer of viscoelastic foam with open cells having a dynamic acoustic elasticity modulus less than 100 kPa and a dynamic acoustic damping greater than 50%, and is supported by its two faces on the wall and on the facing
respectivement, sans compression ou avec une légère compres- respectively, without compression or with slight compression
sion, les épaisseurs a et c obéissant à la relation sion, thicknesses a and c obeying the relation
0,9xc s a 5 c.0.9xc s to 5 c.
Contrairement aux mousses élastiques utilisées habituelle- ment, la mousse utilisée dans l'invention est viscoélastique, c'est-à-dire qu'après déformation elle ne reprend que Unlike the elastic foams usually used, the foam used in the invention is viscoelastic, that is to say that after deformation it only takes up
progressivement sa forme initiale, ce qui améliore l'effica- gradually its initial shape, which improves the efficiency
cité acoustique. Contribue également à ce résultat un module acoustic city. Also contributes to this result a module
d'élasticité acoustique dynamique peu élevé et un amortisse- low dynamic acoustic elasticity and damping
ment acoustique dynamique élevé, ces caractéristiques étant mesurées selon la norme NF EN ISO 9052-1, sur un échantillon de 200 mm x 200 mm comprimé sous une plaque de charge reproduisant la compression recherchée pour une efficacité optimale. Quant à la relation entre les épaisseurs a et c, elle permet à la couche de mousse d'être effectivement en contact simultanément avec la paroi et avec le parement, tout en évitant une réduction d'épaisseur supérieure à 10 % qui high dynamic acoustics, these characteristics being measured according to standard NF EN ISO 9052-1, on a sample of 200 mm x 200 mm compressed under a load plate reproducing the compression sought for optimal efficiency. As for the relationship between the thicknesses a and c, it allows the foam layer to be effectively in contact simultaneously with the wall and with the facing, while avoiding a thickness reduction greater than 10% which
conférerait à la mousse une rigidité excessive. would give the foam excessive stiffness.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémen- Optional features of the invention, complementary
taires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - La couche de mousse a un module d'élasticité acoustique or alternative, are set out below: - The foam layer has an acoustic elastic modulus
dynamique inférieur à 60 kPa et/ou un amortissement acousti- dynamic below 60 kPa and / or acoustic damping
que dynamique supérieur à 100 %.that dynamic greater than 100%.
- Les épaisseurs a et c obéissent à la relation - The thicknesses a and c obey the relation
0,95xc 5 a 5 c.0.95xc 5 to 5 c.
- L'épaisseur c est comprise entre 30 et 40 mm. - The thickness c is between 30 and 40 mm.
- Les épaisseurs a et c obéissent à la relation a c - 2 mm. - The thicknesses a and c obey the relation a c - 2 mm.
- La couche de mousse est en polyéther. - The foam layer is made of polyether.
- Le parement est une plaque de plâtre d'une épaisseur - The facing is a thick plasterboard
comprise entre 13 et 18 mm.between 13 and 18 mm.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront The characteristics and advantages of the invention will be
exposés plus en détail dans la description ci-après, en se described in more detail in the description below, in
référant aux dessins annexés.referring to the attached drawings.
La figure 1 est une vue partielle en coupe d'une paroi de bâtiment munie d'un dispositif de doublage acoustique selon l'invention. Figure 1 is a partial sectional view of a building wall provided with an acoustic doubling device according to the invention.
La figure 2 est un détail agrandi de la figure 1. Figure 2 is an enlarged detail of Figure 1.
La figure 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne Figure 3 is a partial sectional view along the line
III-III de la figure 2.III-III of figure 2.
La figure 4 est un graphique montrant l'efficacité aux bruits aériens en fonction de la fréquence de différents dispositifs Figure 4 is a graph showing the efficiency of airborne noise as a function of the frequency of different devices
de doublage acoustique minces.thin acoustic dubbing.
Les figures 1 à 3 illustrent une structure classique de doublage acoustique mince pour une paroi de bâtiment 1, par exemple en béton, tel qu'un mur, une cloison ou un plafond, utilisable de manière non limitative dans l'invention. Cette structure comprend une ou plusieurs plaques de plâtre 2, mutuellement juxtaposées selon un plan parallèle à celui de la paroi 1, en fonction de la surface de cette dernière, et fixées à celle-ci par des moyens de fixation 3 de manière à ménager entre la paroi et le parement un intervalle 20 d'une épaisseur sensiblement uniforme a. Les moyens de fixation 3 comprennent une multiplicité de profilés en C ou "fourrures" 4, allongés parallèlement les uns aux autres et dont l'un est montré sur les figures 2 et 3. Chaque fourrure 4 est associée à une multiplicité de suspentes 5 en forme de cavaliers, réparties le long de celle-ci, réalisées comme elle en tôle métallique. Chaque suspente présente un dos 6 sensiblement plan tourné vers la paroi 1, et deux branches 7 présentant des encoches 8 dans lesquelles s'accrochent les bords 9, repliés l'un vers l'autre, de la fourrure. Le dos 6 de chaque suspente est appliqué contre la paroi 1, avec interposition éventuelle d'une rondelle 12, par une vis 10 associée si nécessaire à une cheville 11. Les plaques 2 sont elles-mêmes fixées au dos des fourrures 4 au moyen de vis 13. L'espace compris entre deux fourrures 4 consécutives dans l'intervalle est occupé par un panneau 21 d'une mousse qui selon Figures 1 to 3 illustrate a conventional thin acoustic lining structure for a building wall 1, for example concrete, such as a wall, a partition or a ceiling, usable in a nonlimiting manner in the invention. This structure comprises one or more plasterboards 2, mutually juxtaposed along a plane parallel to that of the wall 1, as a function of the surface of the latter, and fixed to the latter by fixing means 3 so as to provide space between the wall and the facing an interval 20 of substantially uniform thickness a. The fastening means 3 comprise a multiplicity of C-shaped sections or "furs" 4, elongated parallel to one another and one of which is shown in FIGS. 2 and 3. Each fur 4 is associated with a multiplicity of lines 5 in form of jumpers, distributed along it, made like it in sheet metal. Each hanger has a substantially flat back 6 facing the wall 1, and two branches 7 having notches 8 in which the edges 9, folded towards one another, of the fur hang. The back 6 of each hanger is applied against the wall 1, with possible interposition of a washer 12, by a screw 10 associated if necessary with a dowel 11. The plates 2 are themselves fixed to the back of the furs 4 by means of screw 13. The space between two consecutive furs 4 in the interval is occupied by a panel 21 of foam which, according to
l'invention est viscoélastique et à cellules ouvertes. the invention is viscoelastic and open cell.
Dans un exemple de réalisation, le parement 2 est formé de plaques de plâtre résistant au feu d'une épaisseur de 15 mm, commercialisées par la société KNAUF sous la dénomination KF 15. Les panneaux 21 ont une épaisseur au repos de 40 mm et sont en mousse de polyéther ayant un module d'élasticité acoustique dynamique de 46 kPa et un amortissement acoustique dynamique de 160 %. L'épaisseur a de l'intervalle 20 est de 39 mm, ce qui entraîne pour les panneaux 21 une réduction In an exemplary embodiment, the facing 2 is formed from fire-resistant plasterboard with a thickness of 15 mm, sold by the company KNAUF under the name KF 15. The panels 21 have a thickness at rest of 40 mm and are polyether foam with a dynamic acoustic elasticity module of 46 kPa and a dynamic acoustic damping of 160%. The thickness a of the interval 20 is 39 mm, which means for the panels 21 a reduction
d'épaisseur de 1 mm, soit 2,5 % de l'épaisseur initiale. 1 mm thick, or 2.5% of the initial thickness.
L'efficacité au bruit aérien du dispositif décrit a été mesurée en laboratoire sous une dalle d'épaisseur 14 cm, selon la norme NF EN ISO 140-1 / ISO 140-3 / 20140-2. Les résultats sont indiqués par la courbe A de la figure 4. Sur cette même figure, la courbe B représente les résultats de mesures analogues effectuées sur un dispositif différant de celui précédemment décrit par le fait que l'épaisseur a est réduite à 35 mm, correspondant à une réduction d'épaisseur de mm ou de 12,5 %, supérieure à celle préconisée selon l'invention. La courbe C représente les résultats de mesures analogues effectuées en remplaçant la mousse de polyéther viscoélastique par une mousse de mélamine d'une épaisseur de mm, l'épaisseur a de l'intervalle 20 étant également de 30 mm, cette mousse ayant un module d'élasticité dynamique de 110 kPa et un amortissement acoustique dynamique de 11 %. La courbe D est un gabarit indiquant les valeurs minimales représentant l'amélioration perceptible du confort des occupants, sous réserve d'un écart toléré de 3 dB pour l'une The airborne noise efficiency of the device described was measured in the laboratory under a 14 cm thick slab, according to standard NF EN ISO 140-1 / ISO 140-3 / 20140-2. The results are indicated by curve A in FIG. 4. In this same figure, curve B represents the results of analogous measurements carried out on a device different from that previously described by the fact that the thickness a is reduced to 35 mm, corresponding to a reduction in thickness of mm or 12.5%, greater than that recommended according to the invention. Curve C represents the results of analogous measurements carried out by replacing the viscoelastic polyether foam with a melamine foam with a thickness of mm, the thickness a of the interval 20 also being 30 mm, this foam having a module d dynamic elasticity of 110 kPa and dynamic acoustic damping of 11%. Curve D is a template indicating the minimum values representing the perceptible improvement in occupant comfort, subject to a tolerated deviation of 3 dB for one
des fréquences de mesure.measurement frequencies.
On constate pour la mousse de mélamine une efficacité acoustique inférieure à celle de la courbe gabarit, donc insuffisante, à la fréquence de résonance (100 Hz) et à la fréquence critique du parement (2500 Hz). L'efficacité globale au bruit aérien rose, déterminée selon la norme We note for melamine foam an acoustic efficiency lower than that of the template curve, therefore insufficient, at the resonance frequency (100 Hz) and at the critical frequency of the facing (2500 Hz). The overall efficiency of pink airborne noise, determined according to the standard
précitée, est + 1 dB(A).above, is + 1 dB (A).
La mousse viscoélastique comprimée de 5 mm permet de corriger le défaut d'efficacité acoustique à la fréquence critique du parement, grâce à l'amortissement des vibrations de celui-ci par la mousse comprimée. En revanche, cette compression importante conduit à une rigidification de la mousse, provoquant une chute de l'efficacité acoustique pour trois fréquences proches de la fréquence de résonance, à savoir , 125 et 160 Hz. L'efficacité globale au bruit aérien rose est ici encore + 1 dB(A). On a également déterminé pour ce dispositif à forte compression l'efficacité globale au bruit d'impact selon la norme NF EN ISO 140-1 / ISO 140-6 / 20140-2, The 5 mm compressed viscoelastic foam corrects the lack of acoustic efficiency at the critical frequency of the facing, thanks to the damping of vibrations of the facing by the compressed foam. On the other hand, this significant compression leads to a stiffening of the foam, causing a drop in the acoustic efficiency for three frequencies close to the resonance frequency, namely, 125 and 160 Hz. The overall efficiency with pink aerial noise is here again + 1 dB (A). The overall impact noise efficiency was also determined for this high compression device according to standard NF EN ISO 140-1 / ISO 140-6 / 20140-2,
soit + 17 dB(A).or + 17 dB (A).
Enfin, le dispositif de doublage selon l'invention présente Finally, the doubling device according to the invention has
également une efficacité acoustique satisfaisante à 2500 Hz. also satisfactory acoustic efficiency at 2500 Hz.
Cette efficacité est également correcte à 125 et 160 Hz. This efficiency is also correct at 125 and 160 Hz.
Seule l'efficacité acoustique à 100 Hz est à 3 dB au-dessus Only the acoustic efficiency at 100 Hz is 3 dB above
de la courbe gabarit, ce qui permet de satisfaire à la norme. of the template curve, which makes it possible to meet the standard.
L'efficacité globale au bruit aérien rose et l'efficacité globale au bruit d'impact sont également améliorées par rapport au dispositif à forte compression, soit + 3 dB(A) et The overall efficiency at pink airborne noise and the overall efficiency at impact noise are also improved compared to the high compression device, ie + 3 dB (A) and
+ 19 dB(A) respectivement.+ 19 dB (A) respectively.
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