JP2019525035A - ばねレールを備えた乾式壁構造システム - Google Patents

Abstract

本発明は、乾式構造ボードを使用したパネルが少なくとも一方の側で取り付けられる複数の金属形材を有している、乾式壁構造システムに関する。少なくともこの一方の側で、金属形材と乾式構造ボードとの間に、ばねレールが配置されている。本発明は特に、軽量鋼構造における遮音性を改善するのに適している。

Description

本発明は、ばねレールを備えた乾式壁構造システムに関する。特に本発明は、遮音特性を備えた、金属支持体とパネルとの間にばねレールが配置されている、乾式壁構造システムに関する。

遮音要求にも合致した乾式壁構造システムは当技術分野において公知である。両側にパネルを備えた金属ポストとビームとから構成された軽量壁の遮音特性は、本質的に、いわゆる質量−ばね−質量原理によって決定される。一般的な用語で言うならば、以下の２つの説明が適用される。
１）パネル層のボードが重いほど（質量−ばね−質量系における質量の増加）、かつ柔軟なほど、壁の遮音性は良好である。
２）対向するパネル層の音響的分離が良好であるほど（例えば、柔軟なばね弾性的な金属支持体により）、壁の遮音性は良好である（質量−ばね−質量系におけるばね剛性の減少）。

これらの原理に基づく高性能の遮音壁システムの一例は、W112 Knauf wall systemである。このW112 Knauf wall systemは、１２．５ｍｍの公称厚さのKnauf Diamant Boards（１０００ｋｇ／ｍ^３超の粗密度を有した石膏プラスターボード）を使用した両側における２層のパネル、ならびに６２５ｍｍの軸方向距離にあるCW100/50/06 Knauf Profiles（壁のための良好なばね性または弾性を備えた「音響」Ｃ字形材）の基礎構造、および８０％の充填レベルでの鉱物綿によるキャビティ防音を有する。この構造は、テストベンチにおいて、６３．２ｄＢの音低減指数Ｒｗを達成する。

しかしながら、このような壁システムは、いかなる体系的な建物荷重にも対処することができない。何故ならば、鋼板厚が０．６ｍｍしかないＣＷ形材（１００／５０／０６形材）が、そのような荷重に構造的に適していないからである。荷重支持壁は、Ｃ９７／５０／１．５コクーン（Cocoon）形材のような、より大きな板厚を持つ形材を必要とする。この軽量鋼形材は１．５ｍｍの鋼板厚を有する。このような形材を、その他の点では設計変更のない壁と共に使用すると、音低減指数は、僅かＲｗ５１．１ｄＢのテストベンチ値に著しく低下する。遮音性のこのような低下は、より大きな板厚を有するＣ９７形材の使用によるものである。

Ｃ９７形材のより大きな板厚は、音響特性を考慮した乾式壁構造システムで使用される、０．６ｍｍの板厚しか有していないＣＷ１００形材と比較して、ばね剛性が明らかに高まる。

さらに、木造フレームを有する屋根裏部屋の改築の分野で使用されるばねレールまたは弾性バーが当技術分野において公知であり、この場合、ばねレールは、十分な遮音性を達成するために、木造フレームの高い音響スティフネスを補償するためのものである。しかしながら、我々の認識によると、このばねレールは、この分野でのみ使用されている。

本発明の目的は、特に、耐荷重壁が、乾式壁原理（軽量鋼構造）により構築されている領域において、改善された遮音性を有する乾式壁構造システムを提案することにある。

この目的は、請求項１記載の、遮音性のための乾式壁構造システムによって達成される。本発明のさらなる有利な改良形は、従属請求項に記載されている。

本発明による乾式壁構造システムは、複数の金属形材を備えており、これらの金属形材は、少なくとも一方の側で、乾式構造ボードを使用してパネルで覆われている。少なくともこの一方の側で、金属形材と乾式構造ボードとの間に、ばねレールが配置されている。ばねレールは、乾式壁構造システムのパネルを形材から音響的に分離し、これにより上述した質量・ばね・質量系におけるばね作用が強化される。

金属形材は、好適には、最小１ｍｍ〜最大３ｍｍの板厚を有する軽量の鋼形材である。好適には、板厚は、１．５ｍｍよりも大きく、最大３ｍｍである。これらの形材は、荷重支持構造での使用に適している。しかしながら、このような大きな板厚のため、これらの形材は、屈曲に抗して比較的剛性が高く、したがって、今日の遮音基準に従うためには追加の遮音手段が必要となる。形材とパネルとの間に配置されたばねレールによる分離によって、比較的大きな板厚の音響的欠点が補償され、実際には補償以上のものとなっている。

分離エレメントとしてばねレールを使用する、本発明による乾式壁構造システムは、従来の乾式壁構造システムにおいても有利に使用することができる。この場合、使用される金属形材は、特に良好な音響特性を有するいわゆるばね形材である。これらばね形材の板厚は０．４ｍｍ〜１ｍｍである。これらばね形材と、パネル用に使用される乾式構造ボードとの間にばねレールを使用することにより、音低減指数のさらなる増加を達成することができる。

本発明の特に好適な態様によれば、ばねレールはトップハットレールである。トップハットレールは、基部と、基部の両側に隣接するシャンクとを有しており、シャンクは、所定の角度を成して基部から突出している。シャンクはフランジに接合されていて、フランジもシャンクから所定の角度を成して延在している。

フランジとベースとは、ばねレールを金属形材／構造ボードに取り付けるために使用される。アングル付きのシャンクは、ばねレールのばね作用を提供する。

ばねレールは好適には金属に凹部を有している。凹部によりばねレールの柔軟性が高まり、ばねレールと金属形材との間の接触が少なくなり、したがって、金属形材とパネルとの間の分離がさらに改善される。特に好適には、凹部は、シャンクの近傍に設けられてよい。円形または楕円形の凹部は、レールの安定性と柔軟性との間の特に良好な関係を促進するので、特に好適である。

乾式壁構造システムは、乾式構造ボードを使用する片側パネル及び両側パネルの両方に適している。片側パネルシステムは、既に存在する構造物において外層シェルとして主に使用される。両側または２面のパネルは、例えば（荷重支持式の）隔壁が構築される場合に使用される。さらに、このようなシステムは、隔壁を構築するため、および外壁を構築するためのいずれの場合にも、モジュラー構造システムでの使用に適している。

本発明の典型的な態様によれば、ばねレールは、金属形材に対して垂直に配置されている。次いで、この形材格子に構造ボードを取り付けることができる。

特に好適には、ばねレールは金属形材に留められており、例えばばねレールを、金属形材のフランジにねじを用いて固定することができる。構造ボードをばねレールに位置固定することができる。特に好適には、構造ボードはばねレールに、構造ボードが金属形材には固定的に接続されないように、固定される。この実施形態により、構造ボードを金属形材から最大限分離することができ、したがって、このシステムで達成することができる最大限の音低減指数が得られる。しかしながら、確かにこのシステムによる安定性は比較的低いので、本発明からその他の実施形態を除外することはできない。

本発明のさらなる改良によれば、遮音性をさらに向上させるために遮音材料をキャビティに充填することができる。遮音材料は、ばねレールによって取り囲まれたキャビティ内に、およびばねレール間のキャビティ内に配置される。加えてまたは付加的に、金属ポスト間に遮音材料を配置することもでき、したがってボード間のキャビティが完全に、または少なくとも部分的に遮音材料で満たされる。特に好適には、乾式構造ボードの間の空間の容積の８０％までが遮音材料で充填される。

本発明の観点からは、鉱物綿が好適な遮音材料である。しかしながら、他の音響的に有効な遮音材料も等しく使用することができ、または互いに組み合わせて使用することもできる。

以下、例示的な実施形態を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

図１Ａは、異なる乾式壁構造システムに関する、周波数に依存した空気伝達音低減指数を示す図であり、図１Ｂは、本発明による乾式壁構造システムの概略断面図であり、図１Ｃは、一般的に使用される、遮音特性を備えた乾式壁構造システムの概略断面図であり、図１Ｄは、軽量鋼により形成された乾式壁構造システムの概略断面図である。 ばねレールの一部を示す上面斜視図である。 本発明による組み込み状態を示す概略的な断面図である。

図１には、様々な乾式壁構造システムについての、周波数に依存した音低減指数Ｒが示されている。図１Ｂ〜図１Ｄには、それぞれの乾式壁構造システムが概略的に水平断面図で示されている。図１Ｃには、遮音性に関して最適化された一般的に使用される乾式壁構造システムが示されている。この乾式壁構造システムは、両側２層パネルと共に、乾式壁構造システムで一般的に使用される金属形材（板厚０．６ｍｍの形材）から成っている。金属形材の間の内側キャビティは容積の８０％まで鉱物綿で充填されている。全ての石膏プラスターボード（粗密度＞１０００ｋｇ／ｍ^３）は、金属形材のフランジに直接ねじ固定されている。矢印は、このような乾式壁構造システムに対して得られた関連する音響低減グラフを指している。○印のついたグラフを参照。

図１Ｄには、図１Ｃに示した実施形態と同じシステム構成であるが、１．５ｍｍの板厚を有する軽量の鋼形材を有するものが示されている。矢印は、関連する音響低減グラフを指している。△印のついたグラフを参照。図１Ｃの遮音システムと比較すると、乾式壁システムの遮音特性が、軽量鋼形材の使用によって低下することが明らかになっている。

図１Ｂには、本発明による乾式壁構造システムの実施形態が示されており、これは、図１Ｄに示した実施形態とは、金属形材に対して垂直に延在するばねレールの存在により異なっている。ばねレールは、１．５ｍｍの厚さの軽量鋼形材と、一方の側のパネルとの間に配置されている。ばねレールは、交点で金属形材にねじ固定される一方、石膏プラスターボードはばねレールのみにねじ固定される。パネルは金属形材から分離されているので、実際には音響エネルギのごく僅かな部分しか、他方の側に、システムを介して移送され得ない。矢印は、この乾式壁構造システムに関連する音響低減グラフを指している。×印のついたグラフを参照。このシステムは、図１Ｃに示した遮音システムに対してさえ、特に高周波範囲において優れていることがわかる。このことは音低減指数Ｒｗを見ても明らかである。音低減指数は、本発明の実施形態では６６．４ｄＢであり、図１Ｃの遮音態様では６３．２ｄＢであり、さらなる対策を有さない軽量鋼の態様では僅か５１．５ｄＢである（図１Ｄ）。１．５ｍｍの軽量鋼形材が遮音性に及ぼす悪影響は、ばねレールの組み込みによって単に補償されるだけでなく、明らかに十分に補償される。このような肯定的な結果は期待されていなかった。

図２および図３には、トップハット形材の形態のばねレールの可能な実施形態が示されている。側面の領域で、ばねレールには楕円の穴が設けられており、これによりレールはより弾性的になっている。傾斜フランジも穴を備えていて、この穴は、金属形材にねじ固定するために利用することができる。

図３には例として組み込まれた状態が縦断面図で示されている。金属形材１は、２つのフランジ２ｂを介してねじによってこの金属形材に固定されているトップハットレールまたはばねレール２を有している。２つの構造ボード３、この場合は石膏プラスターボードが、ねじによって１つの層で、ばねレール２の基部２ａに固定されている。石膏プラスターボードを固定するためのねじは、プラスターボードをばねレール２にのみ固定し、金属形材１には固定しない。

Claims (11)

1. 乾式構造ボードに少なくとも一方の側で取り付けられる複数の金属形材を備える乾式壁構造システムであって、
   少なくともこの一方の側で、前記金属形材と前記乾式構造ボードとの間に、ばねレールが配置されていることを特徴とする、乾式壁構造システム。
2. 前記金属形材（軽量鋼形材）は、最小１ｍｍ〜最大３ｍｍの板厚、好適には１．５ｍｍよりも厚い板厚を有している、請求項１記載の乾式壁構造システム。
3. 前記形材は、０．４ｍｍ〜１ｍｍの板厚を有するばね形材である、請求項１記載の乾式壁構造システム。
4. 前記ばねレールは、トップハットレールである、請求項１から３までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
5. 前記ばねレールは、金属に、少なくとも金属の一部に、凹部を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
6. 前記金属形材は、両側で取り付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
7. ばねレールは、前記金属形材に対して垂直に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
8. 前記ばねレールは、前記金属形材に留められている、請求項１から７までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
9. 前記乾式構造ボードは、前記金属形材にではなく、前記ばねレールに固定されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
10. 前記ばねレールによって取り囲まれたキャビティには、遮音材料が充填されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。
11. 前記乾式構造ボードと前記形材との間のキャビティの容積の８０％までが、遮音材料によって充填されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の乾式壁構造システム。

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