KR20050025599A - 열점성 손실을 갖는 방음 글레이징 - Google Patents

열점성 손실을 갖는 방음 글레이징 Download PDF

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베아뜨리체 모뗄레
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 밀봉된 접속부(joint)를 형성하는 장치(4)를 이용하여 이의 주변에 조립된 기판(2, 3)의 2장 이상의 시트(sheet), 및 기판(2, 3)의 2장의 시트와 함께 편평한 기체-충전된 공동(5)을 형성하는 스페이서 프레임(spacer frame)을 포함하는 방음 글레이징(sound-insulating glazing)에 관한 것이다. 본 발명은, 하나 이상의 미세-공동(5a, 5b)은 상술한 기체-충전된 공동(5)의 가장자리의 적어도 일부에 형성되어, 상기 공동(5)을 한정하는 기판(2, 3)의 2장의 시트의 내벽 중 적어도 하나의 벽을 따라 상기 공동(5)으로부터 열점성 손실 영역을 형성한다. 미세-공동(5a, 5b)의 치수는 상기 공동(5)으로부터 미세공동으로 음향파(acoustic wave)의 전파(propagation)를 조장하여, 열점성 손실을 생성하고 상기 공동의 음향 에너지를 감소시키도록 선택된다. 또한, 상기 미세-공동(5a, 5b)을 빠져나가는 음향파를 포함하도록 수단(6e)이 제공된다.

Description

열점성 손실을 갖는 방음 글레이징{SOUND-INSULATING GLAZING WITH THERMOVISCOUS LOSSES}
본 발명은 개선된 방음 성능(acoustic performance)을 갖는 글레이징 유닛(glazing unit)에 관한 것이다.
건축에서 방의 단열성을 개선시키기 위해 단열 글레이징 유닛을 사용하는 것이 통상적인 관례이다. 본 글레이징 유닛은 스페이서 프레임(spacer frame)에 의해 함께 접합된 일반적으로 서로 상이한 두께의 2장의 유리 시트(glass sheet)를 포함하며, 이때 상기 스페이서 프레임은 2장의 유리 시트를 특정한 거리로 떨어져 유지시키고, 공기와 같은 기체 층을 이들 사이에 트래핑(trapping)한다.
국제 공개공보 제 WO 00/75473 호에서 보고된 바와 같이, 글레이징 유닛의 방음 성능을 개선시키기 위한 다양한 수단이 지금까지 제안되어 왔다. 특히, 이들 수단은, 글레이징 유닛의 주변(periphery)의 주위에 위치하고, 수개의 오리피스(orifice)를 통해 공기층과 통하는 도파관(waveguide)으로 이루어질 수 있고, 그 형태, 단면(cross section), 및 위치는 글레이징 유닛이 입사 음향 영역(incident acoustic field)에 노출되는 경우에 공기층(air layer)과 유리 시트 전면에 각각 생성된 음향파 및 기계파(mechanical wave)를 불일치시키도록 결정된다.
음향 성능을 개선시키기 위해, 내부에 탄성 연결(elastic link)을 통해 주변 스페이서 프레임에 부착된 부가적인 섹션(section)을 포함하는 방음 이중 글레이징 유닛이 독일 특허출원 제 DE-A-2 803 740 호에 또한 공지되어 있다.
본 출원인은 이 같은 글레이징 유닛의 음향 성능을 추가적으로 개선시키기 위해 연구하였고, 스페이서 프레임에 부착되거나, 스페이서 프레임과 결합된 섹션의 신규한 유형의 구성(configuration)을 개발하였으며, 이러한 섹션은 투명 기판 벽면에 음향파가 이들의 마주하는 벽과의 마찰에 의해 "배출"되는 미세공동을 형성하여, 열점성 손실을 초래하는데, 즉 상기 파를 열 에너지로 전환하고, 결과적으로 음향 에너지를 감소시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 글레이징 유닛은 "열점성 손실 효과"를 갖는 글레이징 유닛으로 불리어질 수 있고, 상기 결과가 하기에서 나타낸 바와 같이, 음향 성능에서 실질적인 개선을 달성할 수 있게 한다.
현재, 본 발명의 청구 주제를 더욱 잘 예시하기 위해, 이의 특정한 실시태양은 첨부된 도면을 참고하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시태양에 따라 이중 글레이징 유닛의 경계 영역에서의 부분 횡단면의 계략도를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제 2 및 제 3 실시태양 각각에 따른 이중 글레이징 유닛의 도 1과 유사한 도면.
도 4는 상이한 미세공동 높이에 대한 주파수의 함수로서 음향 감쇠 계수의 곡선을 나타내며, 미세공동이 없는 대조 글레이징과 비교한 도면.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 밀봉된 접합부(joint) 및 스페이서 프레임(spacer frame)을 형성하고, 2장의 기판 시트와 함께 기체로 충전된 편평한 공동(cavity)을 한정하는 장치를 이용하여 이들의 주변(periphery) 둘레가 접합된 2장 이상의 기판 시트를 포함하는 방음 글레이징 유닛으로서, 하나 이상의 미세공동은 상기 공동의 주변의 적어도 일부 상에 형성되어, 상기 공동이 접하고 있는 2장의 기판 시트의 내벽 중 적어도 하나의 벽을 따라 상기 공동으로부터 열점성 손실의 섹션을 구성하고, 상기 미세공동의 치수는 상기 공동으로부터 상기 미세공동으로 음향파 일부의 전파(propagation)를 향상시키도록 선택되어, 열점성 손실을 생성하고, 따라서 상기 공동의 음향 에너지를 감소시키며, 상기 수단은 상기 미세공동을 빠져나가는 음향파를 포함하도록 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라, 글레이징 유닛의 공동에서의 몇몇 음향파는 중파 및 고주파 범위에서 주로 흡수된다.
유리하게는, 미세공동은 박층의 형태이고, 이의 너비는 0.2 내지 1㎜로서 한정치도 포함되며, 이의 유용한 높이는 6㎜ 이상, 바람직하게는 11㎜ 이상이다.
미세공동의 두께가 1㎜ 초과인 경우, 공동의 음향 에너지를 감소시키기 위한 기대 효과는 얻어지지 않을 것이다. 또한, 미세공동의 유용한 높이가 충분하여, 음향파를 위한 큰 마찰 영역이 존재하여 음향 에너지의 감소의 원인이 되는 것으로 생각되는 열점성 손실을 초래하는 것이 가능하다. 그러나, 미세공동의 유용한 높이의 증가가 투명 글레이징의 경우에 허용가능한 일광(daylight)을 유지하려는 필요성에 의해 한정될 것이라는 것이 강조되어야 한다.
본 발명의 하나의 유리한 실시태양에 따라, 하나 이상의 미세공동은 글레이징 유닛의 하나 이상의 면 및 이의 측면 중 하나 이상의 측면상에 형성되며, 특히 하나 이상의 미세공동이 글레이징 유닛의 각각의 면상에, 특히 글레이징 유닛의 전체 주변 위에 형성되는 것이 제공된다.
하나의 특정한 실시태양에서, 미세공동은 기판 시트의 내벽과, 공동의 내부 주변에 위치하고 섹션의 상기 벽에 생성된 하나 이상의 개구부를 통해 미세공동과 통하는 내부 챔버를 한정하는 섹션의 마주하는 벽 사이에 형성되며, 이때 상기 챔버는 미세공동을 빠져나가는 음향파를 포함할 수 있게 한다. 특히, 개구부는 섹션의 전체 길이에 대해 연속 또는 불연속 종방향 개구(slot)에 의해 형성된다. 불연속 개구는 섹션의 강성(stiffness)을 유지하기 위해 바람직할 것이다.
개구 또는 개구들은 미세공동의 유용한 높이를 최대화하고, 결과로서 마찰 표면의 면적을 최대화하기 위해 공동의 반대편 섹션의 하부(lower part), 즉 미세공동의 저부(bottom)에 가능한 한 근접하게 위치할 것이다. 미세공동의 "유용한 높이"란 용어는 개구의 상부 평면과, 미세공동이 공동과 합류하는 평면 사이의 거리를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 개구는 약 1㎜의 높이를 갖는다.
개구의 기능은 기체(공기)가 미세공동을 투과하도록 하기 위해 기체(공기)의 자연적인 순환을 확보하는 것이다. 이러한 순환은 미세공동이 글레이징 유닛의 각각의 면상에서 구성에 제공되는 경우에 개선되고, 이는 바람직한 실시태양을 나타낸다.
따라서, 섹션은 유리하게는 적어도 U-형태의 단면의 성분(element)에 의해 형성되고, 그 밑변은 상기 기체 충전된 공동과 접하고, 플랜지(flange) 각각은 기판의 마주하는 벽에 의해 상기 미세공동을 한정하고, 그 기부(base)를 통해 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 장치와 협력한다.
대체 실시태양에 따라, 상기 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 상기 장치는 2장의 서로 마주하는 기판 시트의 내부 가장자리에 부착된 주변 개스켓(gasket)과 접촉하는 저부를 갖는 프레임, 및 연속 또는 불연속 결합/밀봉 비드(bonding/sealing bead)의 삽입(interposition)에 의해 기판 시트의 반대편에 위치한 플랜지로 이루어지고, 상기 미세공동을 형성하기 위한 U-형태의 섹션은 상기 삽입 프레임에 부착되거나, 이와 함께 하나의 단편(piece)으로서 형성되고, 이 경우에 삽입 프레임의 플랜지는 상기 U-형태의 섹션의 플랜지를 형성하기 위해 확장된다.
다른 대안적인 실시태양에 따라, 상기 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 상기 장치는 2개의 기판의 가장자리에 부착된 주변 호일(foil)로 이루어지고, 상기 미세공동을 형성하기 위한 U-형태의 섹션은 상기 호일에 부착된다.
본 발명에 따라 이중 글레이징 또는 다중 글레이징 유닛을 형성하는 기판 시트는 단일층 유리, 적층 유리, 또는 "음향" 적층 유리로 지칭되는 유리, 즉 유리 시트 사이에 놓인 삽입 시트(insert sheet)로서 음향 특성을 갖는 특정한 플라스틱의 하나 이상의 필름을 결합된 유리로 이루어질 수 있다. 이러한 경우에, 음향 특성을 갖는 이들 필름으로 인해 음향 성능은 본 발명의 "열점성 손실 효과"를 갖는 구성(configuration)으로 인해 이들에게 부가될 것이다.
도 1을 참고하면, 방음 이중 글레이징 유닛은 그 전체가 참고부호: 1로 표기되며, 이러한 유닛은 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 주변 장치(4)에 의해 분리되어 있는 서로 상이한 두께의 2장의 유리 시트(2, 3)를 포함되고, 상기 시트(2, 3) 및 상기 장치(4)는 공기와 같은 기체를 포함하는 편평한 밀봉된 공동(5)을 한정한다.
상기 장치(4)는 2개의 측벽(6a, 6b)을 포함하는 섹션으로 이루어진 스페이서 프레임(6)으로 구성되고, 2개의 측벽 각각은 종방향 결합/밀봉 비드(7a, 7b)의 삽입에 의해 마주하는 유리 시트와 각각 접한다. 상기 결합/밀봉 비드(7a, 7b)는 연속적이다.
상기 프레임(6)은 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 복합체로 이루어질 수 있고, 상기 결합/밀봉 비드는, 예를 들어 부틸 고무로 구성될 수 있다.
상기 2개의 측벽(6a, 6b)은 전면 횡방향 벽(6c)에 의해 내부 측면상에서 폐쇄되고, 2장의 서로 마주하는 유리 시트(2, 3)의 내부 경계에 결합된 폴리설파이드로 구성된 주변 개스켓(8)에 부착된 저부 횡단벽(6d)에 의해 외부 측벽이 폐쇄된다. 글레이징 유닛을 결합시키고 기계적으로 지지하는 것 이외에, 개스켓은 기체, 먼지 및 물(liquid water)을 밀봉하는 기능을 한다. 부틸 비드(7a, 7b)에 의해, 및 마주하는 알루미늄(6d)의 존재에 의해 물에 대한 밀봉이 제공된다는 것을 주지해야 한다.
섹션(6)의 2개의 벽(6a, 6b) 각각은 개개의 결합/밀봉 비드(7a, 7b)에 평행한, 연속 또는 불연속일 수 있는 개개의 종방향 개구(9a, 9b)를 갖는다.
따라서, 미세공동(5a)은 유리 시트(2)와 벽(6a) 사이에 형성되고, 미세공동(5b)은 유리 시트(3)와 벽(6b) 사이에 형성되며, 이때 미세공동(5a, 5b)은 공동(5)과 합류하는 박층의 형태를 갖고, 공동(5)에 포함된 기체는 본 발명의 하나의 특징을 구성하는 섹션을 또한 구성하는 스페이서 프레임(6)의 내부 챔버(6e)에서 이들 미세공동(5a. 5b)과 개구(9a, 9b)를 통해 순환된다.
도 1에서 나타나 있는 계략도는 일정한 비로 도시되지 않고, 주요 특징적인 치수가 하기에 나타나 있다:
- 유리 시트(2)의 두께: 4㎜
- 유리 시트(3)의 두께: 6㎜
- 공동(5)의 두께: 20㎜
- 비드(7a, 7b)의 두께/미세공동(5a, 5b)의 너비: 0.2㎜
- 벽(6c)과 벽(6d) 사이의 거리: 20㎜
- 벽(6a)과 개구(9a, 9b)의 상부 경계 사이의 거리/미세공동(5a, 5b)의 유용한 높이: 15㎜.
미세공동(5a)에서 음파의 경로가 화살표 F로 도 1에서 기호로 나타나 있다. 본 발명의 구성은 상기 음파가 이러한 미세공동을 한정하는 벽에 대한 마찰을 거치면서 이러한 미세공동으로 이동하도록 조장하는 것이며, 이때 이의 음향 에너지는 이들의 열점성 손실 때문에 감소한다.
도 1에 따른 이중 글레이징 유닛에 대한 주파수의 함수로서 음향 감쇠 계수는 미세공동(5a, 5b)의 유용한 높이(4.5㎜, 6㎜, 11㎜ 및 16.5㎜)를 변경하고, 측면 개구가 없는 통상적인 스페이서 프레임을 대조군으로 채택함으로써 측정 및 산정에 의해 수득되며, 이때 스페이서 프레임의 벽(6c)은 비드(7a, 7b)의 상부 경계의 평면에 놓인다(대조군: 공기).
이들 곡선으로부터 EN ISO 717 파트 1 표준에 따라 대조군에 대한 전체 게인(gain) RA,tr 및 게인 RW 계수가 산정될 수 있다:
미세공동의 유용한 높이(㎜) 게인 RA,tr/대조군(dB) 게인 RW/대조군(dB)
6.5 0 1
11 1 2
16.5 2 3
도 1에 도시된 실시태양은, 대조군 이중 글레이징 유닛에 사용된 것과 같이, 전형적인 스페이서 프레임의 높이가 조절될 필요가 있다.
도 2에 도시된 실시태양을 예시하기 위해, 참조번호는 도 1에서 유사한 성분을 나타내기 위해 사용된 것보다 10이 더 큰 참조 번호가 사용되었다. 이러한 실시태양은, 사용된 스페이서 프레임이 비드(17a, 17b)의 상부 경계의 평면에 놓인 횡방향 벽(16f)에 의해 폐쇄된 전형적인 스페이서 프레임이고, 저부(16c), 및 개개의 개구(19a, 19b)를 갖는 2개의 플랜지(16a, 16b)를 포함하는 섹션(16)이 이러한 프레임에 부착되어 있다는 사실에 의해 도 1의 실시태양과는 상이하다. 섹션(16)은 결합, 용접 또는 공압출(coextrusion)과 같은 임의의 수단에 의해 표준 스페이서 프레임에 부착될 수 있다.
도 3에 도시된 실시태양을 예시하기 위해, 참조번호는 도 1에서 유사한 성분을 나타내기 위해 사용된 것보다 20이 더 큰 참조 번호가 사용되었다. 이러한 실시태양은, 장치(24)가 2장의 유리 시트(22 및 23)의 가장자리에 부착된 주변 호일(28)에 한정되고, 저부(26c), 및 개개의 개구(29a, 29b)를 갖는 2개의 플랜지(26a, 26b)를 포함하는 U-형태의 섹션(26)이 상기 포일(28)에 직접 부착되어 있다는 사실에 의해 도 1의 실시태양과는 상이하다. 상기 호일(28)은, 예를 들어 알루미늄으로 구성되고, 따라서 완전 밀봉을 제공한다.
상술한 특정 실시태양은 표시에 의해 나타내며, 어떠한 한정도 내포하지 않으며, 임의의 방식에서 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한, 변형 및 대체 실시태양이 제공되는 것으로 명백히 이해되어야 한다.
본 발명은 2장 이상의 투명 유리 기판 시트를 포함하는 절연 글레이징 유닛에 관해서 설명하였다. 또한, 이는 금속, 폴리카보네이트 또는 메트아크릴레이트 기판과 같은 기판이 필수적으로 투명하지 않고/않거나, 유리로 구성되는 절연 글레이징 유닛에 적합하다.

Claims (12)

  1. 밀봉된 접합부(joint)/스페이서 프레임(spacer frame)을 형성하고, 2장의 기판 시트(2, 3; 12, 13; 22, 23)와 함께 기체로 충전된 편평한 공동(cavity)(5; 15; 25)을 한정하는 장치(4, 14, 24)를 이용하여 주변(periphery) 둘레가 접합된 2장 이상의 기판 시트(2, 3; 12, 13; 22, 23)를 포함하는 방음 글레이징 유닛에 있어서,
    상기 공동(5; 15; 25)의 주변의 적어도 일부 상에 하나 이상의 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)이 형성되어, 상기 공동(5; 15; 25)을 한정하고, 2장의 기판 시트(2, 3; 12, 13; 22, 23)의 내벽 중 적어도 하나의 벽을 따라 상기 공동(5; 15; 25)으로부터 열점성 손실의 섹션을 구성하고, 상기 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)의 치수는 상기 공동(5; 15; 25)으로부터 상기 미세공동으로 음향파 일부의 전파(propagation)를 향상시키도록 선택되고, 열점성 손실을 생성하고, 따라서 상기 공동의 음향 에너지를 감소시키며, 수단(6e; 16e; 26e)은 상기 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)을 빠져나가는 음향파를 포함하도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)은 박층의 형태이고, 이의 너비는 0.2 내지 1㎜로서 0.2㎜와 1㎜도 포함되며, 이의 유용한 이는 6㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 박층의 상기 높이는 11㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)은 상기 글레이징 유닛의 하나 이상의 면, 및 이의 측면 중 하나 이상의 측면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)은 상기 글레이징 유닛의 각각의 면, 특히 상기 글레이징 유닛의 전체 주변 둘레에 형성되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)은 기판 시트(2, 3; 12, 13; 22, 23)의 내벽과, 상기 공동(5; 15; 25)의 내부 주변주에 위치하고, 섹션(6; 16; 26)의 마주하는 벽(6a, 6b; 16a, 16b; 26a, 26b)에 형성된 하나 이상의 개구부(opening)(9a, 9b; 19a, 19b; 29a, 29b)를 통해 상기 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)과 통하는 내부 챔버(6e; 16e; 26e)를 한정하는 섹션(6; 16; 26)의 상기 벽(6a, 6b; 16a, 16b; 26a, 26b) 사이에 형성되고, 상기 챔버(6e; 16e; 26e)는 상기 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)을 빠져나가는 음향파를 포함할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서, 개구부(9a, 9b; 19a, 19b; 29a, 29b)는 상기 편평한 공동(5; 15; 25)의 반대편 섹션의 하부에 제공된 연속 또는 불연속 종방향 개구(longitudinal slot)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 개구(9a, 9b; 19a, 19b; 29a, 29b)의 높이는 약 1㎜인 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섹션(6; 16; 26)은 적어도 U-형태 단면의 성분(element)에 의해 형성되고, 이의 저부(6c; 16c; 26c)는 상기 기체 충전된 공동과 접촉하고, 상기 플랜지(flange)(6a, 6b; 16a, 16b; 26a, 26b)는 내부 챔버(6e, 16e, 26e)를 한정하고, 상기 플랜지(flange)(6a, 6b; 16a, 16b; 26a, 26b) 각각은 기판(2, 3; 12, 13; 22, 23)의 마주하는 벽면으로 상기 미세공동(5a, 5b; 15a, 15b; 25a, 25b)을 한정하고, 이들이 기부(base)를 통해 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 장치(4; 14; 24)와 협력하는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 상기 장치(4; 14)는 2장의 서로 마주하는 기판 시트(2, 3; 12, 13)의 내부 가장자리에 부착된 주변 개스켓(gasket)(8; 18)과 접촉하는 저부(6d; 16d)를 갖는 프레임(6; 16)과 연속 또는 불연속 결합/밀봉 비드(bonding/sealing bead)(7a, 7b; 17a, 17b)의 삽입(interposition)에 의해 상기 기판 시트(2, 3; 12, 13)의 반대편에 위치한 플랜지(6a, 6b; 16a, 16b)로 이루어지고, 상기 미세공동을 형성하기 위한 U-형태의 섹션은 상기 삽입 프레임(14)에 부착되거나, 이와 함께 하나의 일체형(piece)으로서 형성되고, 이 경우에 삽입 프레임(6)의 플랜지(6a, 6b)는 상기 U-형태 단면의 플랜지를 형성하기 위해 확장되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 밀봉된 접합부/스페이서 프레임을 형성하는 상기 장치(24)는 2개의 기판(22, 23)의 가장자리에 부착된 주변 호일(foil)(28)로 이루어지고, 상기 미세공동(25a, 25b)을 형성하기 위한 U-형태의 섹션(26)은 상기 호일(28)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 기판 시트(2, 3; 12, 13; 22, 23)는 단일층 유리, 적층 유리 또는 음향 적층 유리에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는, 방음 글레이징 유닛.
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