MX2008016091A - Sistema de aislamiento acustico en capa bituminosa de piso. - Google Patents

Abstract

Un medio aislante para sonido configurado para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida, incluye una primera capa que es un cojín de reducción de sonido dispuesto sobre el subpiso, una segunda capa colocada sobre la primera capa y que consiste de un hoja de material fibroso y una red de material de masa flácida de alta densidad con una alto coeficiente de amortiguación interna, y una tercera capa colocada sobre la segunda capa y que consiste de otra hoja del material fibroso y una red del material de masa flácida de alta densidad.

Description

SISTEMA DE AISLAMIENTO ACÚSTICO EN CAPA BITUMINOSA DE PISO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a sistemas de pisos diseñados para reducir la transmisión de sonidos a través del aire y por impacto, y más específicamente se relaciona a un sistema de piso mejorado que mejora el aislamiento acústico al mismo tiempo que tiene un perfil que conserva espacio relativamente para mejorar el cumplimiento con los parámetros de diseño de construcción existentes. Los sistemas convencionales de pisos incluyen un subpiso de concreto vertido o triplay. Varias capas bituminosas colocadas entre el subpiso y el piso terminado (por lo regular mosaico de cerámica, mosaico de vinilo o madera sólida) se han empleado para reducir la transmisión del sonido.

Los sistemas de pisos clasificados en cuanto al sonido o flotantes se conocen en la técnica anterior para aislar acústicamente una habitación debajo de un piso donde puede haber impactos, como por ejemplo pisadas de peatones, actividades deportivas, caídas de juguetes o arrastres por mover muebles. Por lo general la generación de ruidos por impactos se puede reducir usando alfombras gruesas, pero cuando se van a usar mosaicos de cerámica, vinilo laminado o de madera sólida el uso de un piso clasificado en cuanto a sonido puede ser particularmente deseable. La transmisión del ruido de impactos al área debajo se puede reducir al soportar el peso de forma elástica el piso separado de la subestructura del piso, lo que por lo regular transmite el ruido al área debajo. Si la superficie del piso que recibe el impacto se aisla de la subestructura, entonces la transmisión del sonido causado por impactos se reducirá en gran medida. De igual manera, si el techo abajo se aisla de la subestructura, el sonido de impacto tendrá su recorrido restringido en el área debajo.

Los pisos clasificados en cuanto a sonido por lo regular se evalúan con el Estándar ASTM #492 y se clasifican en cuanto a clase de aislamiento de impacto (IIC por sus siglas en inglés). Mientras mayor sea la clasificación IIC, menos ruido de impacto se transmitirá al área debajo. Los pisos también pueden clasificarse en cuanto a Clase de transmisión de sonido (STC por sus siglas en inglés) conforme al ASTM E90. Mientras mayor sea la clasificación STC, menos ruido se transmitirá a través del aire al área debajo. Los pisos clasificados en cuanto a sonido tienen especificado que cuentan con una clasificación IIC de no menos de 50 y una clasificación STC de no menos de 50. Aunque una clasificación de IIC de 50 satisface muchos códigos de construcción, la experiencia ha demostrado que en aplicaciones de condominios de lujo incluso los sistemas de piso-techo con una clasificación IIC de 56 a 67 pueden no ser aceptables debido a que todavía se puede escuchar cierto sonido de impactos.

Además de tener una clasificación STC e IIC apropiadas, un piso clasificad en cuanto a sonido aceptable debe tener también un perfil relativamente bajo. El bajo perfil es importante para mantener la mínima altura de transición entre un piso clasificado en cuanto a sonido terminado y las áreas adyacentes, como por ejemplo los pisos con alfombra, que por lo regular no necesitan la construcción clasificada en cuanto a sonido. El bajo perfil también es importante para mantener las dimensiones del umbral de la puerta y la altura del piso, restringir los costos de construcción y mantener otros parámetros arquitectónicos.

También, el piso clasificado en cuanto a sonido debe exhibir suficiente dureza vertical para reducir la formación de grietas, crujidos y la desviación de la cubierta terminada. Al mismo tiempo, el piso clasificado en cuanto a sonido debe ser suficientemente elástico para aislar el ruido producido por impactos del área a proteger debajo. Así, los diseñadores de los pisos acústicos deben alcanzar un equilibrio entre la amortiguación de vibraciones e integridad estructural del piso.

Los dos medios aislantes actualmente utilizados y también aprobados por el Instituto de mosaicos de cerámica para pesos de mosaico clasificados en cuanto a sonido son (i) la marca ENKASONIC® de 0.4 pulgadas (extruido en espiral de nylon y carbono de 630 g/metro cuadrado) fabricado por Colbond Inc. de Enka, North Carolina y (ii) Dow ETHAFOAM™ de 0.25 pulgadas (espuma de polietileno de 2.7 libras por pie cuadrado) fabricado por Dow Chemical Co., Midland Michigan. Aunque estos dos sistemas son estadísticamente suaves y brindan cierto grado de elasticidad para aislar sonidos, el efecto agregado de dureza al aire en los medios de 0.25 y 0.40 pulgadas de grueso hacen al sistema muy duro dinámicamente y limita la cantidad de aislamiento de impactos. Debido a que los sistemas son estadísticamente suaves, no brindan un alto grado de soporte para el piso terminado, y que un panel de mortero en malla de vidrio relativamente grueso (7/16 de pulgada), como por ejemplo el producto llamado Wonderboard, se utiliza para sobre el medio para brindar rigidez para prevenir que el sellado, los mosaicos y otros pisos para acabados se quiebren. Como una alternativa, una cama de mortero reforzado relativamente gruesa (11/4 de pulgada) se debe instalar sobre el cojín elástico.

Otro sistema de aislamiento conocido incluye la instalación de cojines o montajes colocados en un subpiso, después se colocan soportes de madera sobre los cojines o montajes y se fija una cubierta de triplay en los soportes para formar un subpiso secundario. A menudo se coloca aislante de fibra de vidrio en la cavidad definida entre los soportes. Una capa bituminosa vertida o tipo laminado se aplica entonces al subpiso secundario. A pesar de que es acústicamente efectivo en reducir la transmisión de sonidos, el sistema agrega hasta 6 pulgadas al grosor del piso. Este grosor es indeseable en la mayoría de los edificios comerciales y residenciales multifamiliares.

Otros materiales para pisos acústicos conocidos incluyen una capa bituminosa cuajable que se verte y se vende bajo la marca LEVERROCK™ por United States Gypsum Company de Chicago, Illinois (USG). La capa bituminosa de LEVELROCK es una mezcla de yeso, cemento Pórtland y sílice cristalino. Las capas bituminosas de LEVELROCK se han usado con tapetes para reducción de sonido (SRM por sus siglas en inglés) colocados entre la capa bituminosa y el piso. Estos tapetes están hechos de material polimérico y por lo regular son una matriz de formar cilindricas huecas que se mantienen juntas con una malla delgada. Otro material que se utiliza para amortiguar la transmisión de sonidos son los Paneles para reducción de sonido (SRB por sus siglas en inglés) que vende USG de Chicago, Illinois, también bajo la marca LEVELROCK™. SRB es una mezcla de material fibroso fabricado por el hombre y minerales, entre los que se incluyen escoria de fibra de madera, Perlite expandido, almidón, celulosa, Caolín y sílice cristalino.

Sin embargo, los sistemas de pisos acústicos han sido incapaces de lograr de forma constante valores IIC de más de 50 y en el rango deseado de 55 a 60. Conforme a lo anterior, existe la necesidad de un piso con reducción de sonidos mejorado que cumpla con los parámetros de diseño identificados previamente.

Los objetivos mencionados anteriormente se cumplen o exceden con el presente sistema de aislamiento acústico en capa bituminosa, que exhibe mejores propiedades de reducción de sonido, mantenimiento de integridad estructural aceptable del piso y conserva un perfil relativamente bajo. Una de las formas en que se logran estas metas es proporcionando una capa bituminosa compuesta de una pluralidad de capas de materiales, cada capa contiene propiedades acústicas discontinuas, que reducen la cantidad de energía sonora que se transmite entre i las capas, y en último término a través del piso. Además, el arreglo y la selección de los materiales distribuyen la carga de los impactos para disipar la compresión de materiales relativamente elásticos.

Más específicamente, la presente invención proporciona un medio aislante para sonido configurado para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida, incluye una primera capa que es un cojín de reducción de sonido dispuesto sobre el subpiso, una segunda capa colocada sobre la primera capa y que consiste de una hoja de material fibroso y una red de material de masa flácida de alta densidad con una alto coeficiente de amortiguación interna, y una tercera capa colocada sobre la segunda capa y que consiste de otra hoja del material fibroso y una red del material de masa flácida de alta densidad.

En otro ejemplar, el sistema de piso para aislamiento acústico en capa bituminosa de piso está configurado para que se coloque entre un subpiso y un piso terminado, e incluye una primera capa que es un cojín para reducción de ruido colocado sobre el subpiso. Una segunda capa se coloca sobre la primera capa y consiste de un material discontinuo de la primera capa, que es homogéneo y que proporciona acojinamiento y absorción de sonido. Una tercera capa se coloca sobre la segunda capa, construida de un material que es descontinúo de la segunda capa, es homogéneo y resistente a la compresión.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista perspectiva superior fragmentada de un piso que incluye un ejemplar predilecto del presente sistema acústico en capa bituminosa; La Figura 2 es una sección vertical esquemática del sistema de capa bituminosa de la Figura 1 ; La Figura 3 es una sección vertical esquemática de un ejemplar alternativo del sistema de capa bituminosa de la Figura 1 ; La Figura 4 es una sección vertical esquemática de un segundo ejemplar alternativo del sistema de capa bituminosa de la Figura 1 ; y La Figura 5 es una sección vertical esquemática de un tercer ejemplar alternativo del presente sistema de capa bituminosa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a las Figuras 1 y 2, el presente sistema de pisos por lo general se designa 10, y se utiliza en una construcción que tiene un subpiso 12, ilustrado de forma esquemático y por lo regular de concreto vertido o al menos una capa de triplay como se conoce en la técnica. Mientras que solamente se divulgan las dos alternativas antes mencionadas, está contemplado que cualquier material de subpiso convencional será apropiado para usarlo con el presente sistema de pisos 10. Como se conoce en la técnica, el subpiso está soportado por viguetas (no ilustradas) por lo regular hechas de madera, acero o concreto.

El presente sistema de pisos 10 incluye un aislamiento acústico de capa bituminosa de piso, por lo general designada 14 que está dispuesta entre el subpiso 12 y un piso terminado 16 que por lo regular es mosaico de cerámica, mosaico de vinilo, madera sólida u otros materiales duros distintos a la alfombra. Una cinta adhesiva 17 como por ejemplo mortero, mástique o un adhesivo químico fija el piso terminado 16 a la capa bituminosa 14.

Una primera capa 18 que está dispuesta sobre el subpiso 12 es un cojín para reducción de ruido (SRM) hecho de un material polimérico y configurado como una pluralidad de cilindros abiertos y huecos 20 dispuestos en un arreglo de filas separadas, de preferencia paralelas con extremos inferiores 22 que apuntan al subpiso 12. Los cilindros 20 se mantienen juntos en extremos opuestos 24 por una celosía polimérica 26. La capa de SRM 18 tiene tres funciones: Proporciona una barrera contra agua o vapor, los cilindros 20 acojinan el sistema de pisos 10 y absorben las fuerzas de impactos, y brinda un nivel de discontinuidad del material y el área de contacto substancialmente reducida, lo que es un factor importante en la reducción de transmisiones de sonidos a través del sistema de pisos 10.

Un SRM predilecto se vende por USG bajo la marca LEVELROCK™, el cojín para reducción de sonido SRM-25, que tiene un núcleo de polietileno que forma los cilindros 22 y una tela de polipropileno que forma la celosía 26. La celosía 26 también de preferencia tiene una superficie superior con textura 27 como se muestra de forma fragmentada en la Figura 1. Mientras que la construcción antes descrita se considera predilecta, también está contemplado que otros materiales que ofrezcan una barrera contra el vapor acojinada y un material discontinúo se pueden utilizar. Una alternativa que brinda menos propiedades acústicas deseables es la fibra de nylon sin tejido antes descrita o el alambre recubierto como por ejemplo ENKASONIC #91 10, fabricado por Coldbond Inc., Enka, Carolina del Norte, que se emplea en el ejemplo anterior como un tapete independiente resistente al agua.

Una segunda capa del aislamiento acústico en capa bituminosa 14 por lo regular se designa 28 y de preferencia es una hoja de material fibroso de grosor y construcción homogénea. En la aplicación presente, "homogéneo" se referirá a la hoja que tiene un altura o un grosor substancialmente uniforme, y que es substancialmente uniforme en toda su área para brindar una amortiguación y absorción de sonido constantes. De preferencia, la segunda capa 28 es una hoja de fibra de vidrio que tiene una altura o grosor de aproximadamente ¼ de pulgada y una densidad de aproximadamente 3 libras por pie cúbico (48.06 kg/metro cúbico). La segunda capa 28 está dispuesta sin asegurarse sobre la SRM 18, de preferencia sin adhesivos u otros sujetadores. Otra característica importante de la segunda capa 28 es que es discontinúa con el SRM 18. Como tal, la energía sonora que se transmite a través del sistema de pisos 10 se amortigua y/o disipa a medida que avanza a través de las capas 18, 28.

Una tercera capa del aislamiento acústico en capa bituminosa 14 por lo general se designa 30 y de preferencia es un material de masa flácida de alta densidad con un alto coeficiente de amortiguación interna. En la presente aplicación, "alta densidad" se refiere a las densidades en el rango preferido de 22 a 72 libras por pie cúbico; sin embargo las densidades que comienzan desde 10 libras por pie cúbico y que exceden 72 libras por pie cúbico se contemplan como apropiadas. Para propósitos de la presente aplicación, "alto coeficiente de amortiguación interna" se refiere a un coeficiente de 0.01 o mayor a 1 ,000 Hz. Dicho material es discontinúo con la segunda capa 28. Además, el material utilizado en la capa 30 previene la comprensión de la segunda capa fibrosa 28.

De preferencia, la tercera capa 30 se proporciona como hojas de Panel para reducción de sonido que tiene una composición de al menos 30% por peso de escoria de fibra de madera; no más de 40% por peso de Perlite expandido, menos de 15% por peso de almidón, al menos 5% por peso de celulosa y menos de 10% por peso de caolín y menos de 5% por peso de sílice cristalina. Los ingredientes se mezclan, se forma un lechado, se hace hojas y se seca. Un tipo apropiado de SRB lo vende USG bajo la marca LEVELROCK™ SRB, sin embargo hay tipos equivalentes de SRB disponibles comercialmente. El SRB 30 de preferencia se coloca sobre la segunda 28 sin adhesivos o sujetadores.

Con referencia ahora a la Figura 3, una capa bituminosa para reducción de sonido alternativa que por lo general se designa 14a, y los componentes compartidos 14 se designan con numerales de referencia idénticos. Mientras que se prefiere en la capa bituminosa 14 que la capa fibrosa 28 esté debajo de la capa de SBR 30, en la capa bituminosa 14a la disposición de estas capas se invierte, con el SRB colocado directamente sobre el SRM 18.

Con referencia ahora a la Figura 4, otro ejemplar alternativo de la capa bituminosa para reducción de sonido 14 por lo general se designa 14b, y los componentes compartidos 14 y 14a se designan con numerales de referencia idénticos. En la capa bituminosa 14b, un material alternativo al SRB en la tercera capa, designado 30' es un panel cementoso o de cemento como por ejemplo la capa bituminosa de cemento marca DUROCK™ fabricada por USG. Este panel está formado conforme al proceso en la Patente de Estados Unidos número 4,916,004, que se incorpora a la presente a manera de referencia. En resumen, el lechado de cemento Pórtland agregado se combina con malla de fibra de vidrio cubierta con polímero para envolver el frente, la parte posterior y los bordes.

Como en el caso del panel SRB, el panel cementoso de marca DUROCK™ se coloca de preferencia sobre la capa fibrosa 28, pero también está contemplado que la capa fibrosa se coloque sobre la tercera capa 30'. Se comprenderá que el panel cementoso marca DUROCK™, cuando se utiliza como la capa tercera 30', es acústicamente discontinúa con la capa 28 y la capa SRM 18, igual que en el SRB. i En situaciones donde el panel de cemento marca DUROCK™ no es apropiado, también está contemplado que la tercera capa 30, 30' se proporcione en forma de un material de masa flácida de alta densidad que se vierte y es cuajable, que tienen un coeficiente de amortiguación interno superior, como por ejemplo la fórmula de DUROCK™ proporcionada por USG. Un material alternativo a DUROCK ™ son los paneles de recubrimiento reforzados con fibras resistentes al agua de la marca FIBEROCK™ fabricados por USG.

Para cumplir con el requerimiento del bajo perfil antes descrito, se prefiere que la altura o el grosor combinado ya armado "T" de las capas 18, 28 y 30 ó 30' (Figura 2) sea inferior o igual a una pulgada (2.5 cm). Más específicamente, el SRM 18 de preferencia tiene 1/4 de pulgada, la capa fibrosa 28 tiene de preferencia 1/4 de pulgada, el SRB 30 tiene de preferencia 3/8 de pulgada y el panel de marca DUROCK™ 30' de preferencia tiene 1/2 pulgada. Mientras que estos son grosores comúnmente disponibles para estoas materiales, está contemplado que otras dimensiones son apropiadas para capas específicas lo que depende de la aplicación y siempre que el grosor total de "T" no exceda una pulgada.

Una vez que el aislamiento acústico en capa bituminosa 14 esté armada sobre el subpiso 12, en el ejemplar predilecto una capa vertida de capa bituminosa cuajable 32 se aplica a una superficie superior 34 de la tercera capa 30. En el ejemplar predilecto, la capa bituminosa vertida 32 es la capa bituminosa 2500 para piso LEVELROCK™ de USG, que tiene una composición de al menos 85% por peso de yeso (CaS04 1/2 H20), menos de 10% por peso de cemento Pórtland y menos del 5% por peso de sílice cristalino. Después del cuajado de la capa bituminosa 32, el piso terminado 16 se aplica como es bien conocido en la técnica. En la práctica, debido al a tendencia de la capa bituminosa cuajable a migrar hacia la capa fibrosa 28, la capa bituminosa 14 se considera preferible en muchas aplicaciones en vez de la capa bituminosa 14a.

En la presente aplicación predilecta, con respecto a la capa bituminosa 14, los valores IIC se determinaron usando una prueba de escala completa conforme a ASTM E497 y se concluyó que cumplían o excedían los requerimientos mencionados de 55 a 60 IIC.

En cualquiera de las formulaciones, tener el material de masa flácida altamente amortiguado adyacente a la capa bituminosa densa y rígida ayuda a amortiguar la vibración acústica inicial y mejora así el desempeño general del sistema de pisos.

Con referencia ahora a la figura 5todavía otro ejemplar del presente sistema de pisos se designa generalmente 40. Los componentes compartidos con los ejemplares descritos anteriormente se designan con números de referencia idénticos. Una capa de material fibroso 42, como por ejemplo fibra de vidrio como se de4scribe anteriormente con relación a la capa 28, u otro material sin tejido se dispone sobre el subpiso 12. Como es el caso con la capa 28, el material fibroso es homogéneo y tiene aproximadamente 1/4 de pulgada de alto o grosor. A i continuación, la capa 42 se cubre con una capa bituminosa cuajable y vertible 32, como por ejemplo la capa bituminosa LEVELROCK™ comentada anteriormente. El piso terminado 16 se coloca entonces sobre la capa bituminosa LEVELROCK™ 32 como se discute anteriormente.

Así, se apreciará que el presente sistema de aislamiento acústico en capa bituminosa resuelve las necesidades antes identificadas, y proporciona un sistema de bajo perfil caracterizado por varias capas delgadas de materiales discontinuos para absorber la energía sonora entre pisos. También, la integridad estructural del piso se mantiene al mismo tiempo que también se proporcionan características de absorción de impactos.

Mientras que ejemplares particulares del presente sistema de aislamiento acústico en capa bituminosa se ha descrito en la presente, aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que se pueden hacer cambios y modificaciones a la misma sin salir de la invención en sus aspectos más amplios y como se establece en las reivindicaciones siguientes.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un medio para aislamiento acústico configurado para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida, que comprende: Una primera capa que es un cojín para reducción de sonido colocado sobre el subpiso; Una segunda capa colocada sobre dicha primera capa y que está compuesta de una hoja de material fibroso y una red de material de masa flácida de alta densidad con un alto coeficiente de amortiguación interna; y Una tercera capa colocada sobre dicha segunda capa y que es otra de una hoja del material fibroso y una red del material de masa flácida de alta densidad.

2. El medio aislante de la Reivindicación 1 en donde dicho cojín para reducción de sonido comprende una pluralidad de cilindros huecos unidos en un extremo por una red polimérica.

3. El medio aislante de la Reivindicación 2 en donde dichos cilindros huecos están arreglados en una matriz de filas por lo general paralelas unidas por dicha red polimérica de manera que los extremos de los cilindros apunten hacia el subpiso.

4. El medio aislante de la Reivindicación 1 en donde dicha hoja de material fibroso es fibra de vidrio. I

5. El medio aislante de la Reivindicación 4 en donde dicha hoja de fibra de vidrio es homogénea.

6. El medio aislante de la Reivindicación 1 en donde dicha hoja del material fibroso tiene aproximadamente 1/4 de pulgada de altura y una densidad de 3 libras por pie cúbico.

7. El medio aislante de la Reivindicación 1 en donde dicho material de masa flácida de alta densidad con un alto coeficiente de amortiguación interna se toma del grupo que consiste esencialmente de panel para reducción de sonidos y un panel cementoso.

8. El medio aislante acústico de la Reivindicación 1 en donde dichas tres capas combinadas tienen una altura de menos de o igual a una pulgada.

9. El medio aislante acústico de la Reivindicación 1 en donde cada una de dichas primera, segunda y tercera capas está hecha de un material que es acústicamente discontinúo de las capas adyacentes.

10. El medio aislante acústico de la Reivindicación 1 en donde, después de la instalación de dicha capa bituminosa vertida sobre dicho medio forma una capa bituminosa de piso compuesta que tiene un valor IIC al menos en el rango de 55 a 60.

1 1. Un sistema de aislamiento acústico de capa bituminosa en pisos configurado para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado, que comprende: Una pnmera capa que es un cojín para reducción de sonido colocado sobre el subpiso; una segunda capa se coloca sobre dicha primera capa y consiste de un material discontinuo de dicha primera capa, que es homogéneo y que proporciona acojinamiento y absorción de sonido; y una tercera capa colocada sobre dicha segunda capa, construida de un material que es descontinúo de dicha segunda capa, és homogéneo y resistente a la compresión.

12. El sistema de pisos acústico de la Reivindicación 1 1 en donde dichas primera, segunda y tercera capas combinadas tienen una altura de menos de o igual a una pulgada.

13. El sistema de pisos acústicos de la Reivindicación 1 1 que además incluye una capa de material cuajable y que se verte dispuesto sobre dicha tercera capa. I

14. El sistema de pisos acústico de la Reivindicación 11 en donde dichas segunda y tercera capas son independientemente una hoja de fibra de vidrio homogénea, un panel para reducción de sonidos y un panel cementoso.