NL1043001B1 - Gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie (1, 13) voor het aanbrengen voor een veelal naar binnen te openen vensterraam van een gevel, dat belast wordt door verkeerslawaai en waarbij een vereiste natuurlijke ventilatie noodzakelijk is. Het gevelscherm (1, 13) is van buiten naar binnen opgebouwd uit een plaat 6 ( meestal van glas ), welke met een spouwbreedte (Spl) geplaatst is voor een raamvorige cassetteomranding (7, 14) en welke weer met een spleetbreedte (Spl) geplaatst is voor de raamopening (9) van de gevel (8) van het gebouw. Door de verschillende voorzieningen aan genoemde raamvormige cassetteomranding (7, 14) , wordt ter plaatse van de raamopening (9) een grote geluidsreductie metgeschikte natuurlijke ventilatie verkregen.

Description

Gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie.

De uitvinding heeft betrekking op een gevelscherm voor geluidwering en natuurlijke ventilatie aan te brengen voor te openen raamconstructies in gevels van gebouwen, welke meestal akoestisch belast worden met verkeerslawaai, waarbij genoemd gevelscherm ook voldoende ventilerend dient te zijn, waartoe het gevelscherm is opgebouwd uit een voldoend buigsterke plaat, zoals een glasplaat, met daarachter ten minste één rechthoekige cassetteomranding, waarbij tussen plaat, raamvormige cassetteomranding en gevelvlak een ventilatiespleet is aangebracht met breedte Spl , waarbij het gehele gevelscherm veelal op de hoekpunten door middel van ankers , voorzien van afstandhouders , met de gevel van het gebouw is verbonden.

De onderhavige uitvinding is een verdere ontwikkeling van NL 1 041 051, getiteld: “Geluidwerende constructie”, uitvinder Waldemar Gerardus DUIN, aanvrager METAGLAS B.V., ingediend 17-11-2014. Het betreft een geluidwerende constructie voor toepassing bij een raamkozijn, aanwezig in een gevel van een ruimte in een gebouw. Hierbij wordt de constructie gevormd door een glasplaat in combinatie met ten minste één geluidwerende cassetteomranding, die op afstand van de buitengevel met ankers is aangebracht.

De glasplaat in combinatie met geluidwerende cassetteomrandingen hangt dus nagenoeg vrij in de lucht voor een venster, waarbij een demping van de geluidbelasting op de gevel wordt verkregen. De glasplaat, genoemde cassetteomranding en de gevel zijn onderling op enige afstand van elkaar aangebracht om zodoende ventilatie van de ruimte achter het geopende venster mogelijk te maken.

Uit geluidsmetingen is gebleken, dat een enkele glasplaat op afstand van de gevel voor het venster nauwelijks demping van het geluid (meestal verkeersgeluid) optreedt. Bij het aanbrengen van de cassetteomrandingen tussen de glasplaat en het vensterraam blijkt bij het op de juiste afstand aanbrengen een redelijke geluidsreductie van 3 tot circa 10 dB mogelijk te zijn.

-2ln de praktijk, wanneer bijvoorbeeld kantoorgebouwen worden omgezet naar appartementen is genoemde reductie, bij redelijk intensief bereden wegen voor het gebouw, niet voldoende. In de praktijk zal een hogere demping van de geluidsbelasting op het raamvlak in de gevel door verkeerslawaai nodig zijn, waardoor beschreven oplossing niet voldoende is. Derhalve zijn nadere inventieve ingrepen noodzakelijk om de bezwaren op te heffen.

Verder is in het rapport betreffende het onderzoek naar de stand der techniek een tweetal tegenhoudingen genoemd met code X (op zichzelf van bijzonder belang zijnde stand van de techniek). In de eerste plaats het octrooischrift DE 20201300151 van SWS Glasbaubeschlage GmbH, ingediend 25-022013.

Het betreft een inrichting ter bescherming tegen lawaai (verkeerslawaai) aangebracht op afstand voor de raamconstructie in de gevel. Hierbij is de lawaaidempende glasplaat als bescherming tegen het naar buiten vallen van personen uit het geopende venster uitgevoerd met een voldoende buigsterkte. De glasplaat is hierbij met ankers op de hoekpunten van de gevel bevestigd. Deze functie dient bij elke oplossing aanwezig te zijn. Rekenkundig dient een puntlast in het midden van de glasplaat van 1kN (circa 100 kg) opneembaar te zijn.

Verder is de metalen omranding van de glasplaat op enige afstand (kier) a s 30 mm voor de gevel aangebracht om zodoende ventilatie nog mogelijk te maken. Door deze kier a zal nog een niet onbelangrijk deel van de geluidsbelasting op de gevel door verkeerslawaai naar binnen dringen en is vooral bij geopend venster erg hinderlijk. Ook deze oplossing zal niet kunnen voldoen aan de gebruikelijke eisen van geluidsdemping .

De genoemde kierdikte a dient in het bijzonder kleiner dan 10 mm te zijn om zoveel mogelijk omloopgeluid te weren. Door deze constructie zal de natuurlijke ventilatiecapaciteit bij een geopend raam naar binnen extreem slecht zijn en zal onvoldoende ventilatiecapaciteit opleveren en zodoende technisch veelal niet toepasbaar zijn of een veel grotere spleet of kier geven waardoor de geluidsisolatie door gebrek aan andere maatregelen dramatisch terugloopt.

-3ln de tweede plaats is in genoemd rapport betreffende de stand van de techniek het Amerikaanse Patent nr. 4,328,650; ingediend 04-04-1980 met code X genoemd, van de uitvinder Maurice A. Garbell te California. Het betreft een geluidsbarrière voor openingen in naar het verkeer gerichte openingen in gevels van gebouwen. De titel is: “Ventilated Sound Barrier for Window Openings”.

Het betreft hier een plaatvormig paneel in een frame met een ingewikkelde gootvormige rand met een erin stekende lipconstructie van de gevel. Bij deze constructie dient het omloopgeluid van het verkeer een omweg te maken door genoemde gootvormige rand. Ook door deze constructie zal de ventilatiecapaciteit naar het geopende raam in de gevel of gevelopening zeer sterk beperkt zijn, waardoor ook aan deze constructie nogal grote nadelen kleven, omdat de spleet- of kierdoorgang te gering is. Daarbij is de totale constructie relatief duur en niet economisch verantwoord op de markt te brengen.

De doelstelling van de onderhavige uitvinding betreft een zodanig gemodificeerd en verbeterd gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie te verschaffen, waaraan de hiervoor beschreven nadelen c.q. bezwaren niet kleven en welk gevelscherm op economisch verantwoorde wijze op de markt te brengen is.

Hiertoe is genoemd geluidswerend voor geluidswering en natuurlijke ventilatie overeenkomstig de uitvinding op inventieve wijze zodanig verder ontwikkeld c.q. gemoderniseerd, met het kenmerk, dat genoemde raamvormige cassetteomranding is opgebouwd uit een in dwarsdoorsnede rechthoekig geconstrueerd profiel met lengte- en dwarszijden L en D, waarbij de lengtezijde L voorzien is van een dicht patroon van perforaties , waarbij genoemd geconstrueerd profiel gevuld is met een geluidsabsorberend materiaal, waarbij aan de dagkant van genoemde raamvormige cassetteomranding een dubbel omgekeerd U-vormig profiel met beenlengte D is aangebracht en zodoende vormende circa een kwart van de golflengte van de 500 tot 1000 Hz frequentie van genoemd verkeerslawaai (VL) en waarbij de spleetbreedte Spl een natuurlijke ventilatiecapaciteit heeft overeenstemmend met de voorgeschreven natuurlijke ventilatiecapaciteit van achterliggende verblijfsruimten.

-4Het voordeel is, dat de geluidsbelasting op het te beschermen raam in de geval van het gebouw met meer dan 10 tot 12 dB wordt gereduceerd. Met het dan geopende raam is de ruimte erachter goed te ventileren met een optimaal gereduceerd verkeersgeluid.

Voorts is het gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie zodanig verder ontwikkeld, gekenmerkt doordat, genoemde lengte- en dwarsafmetingen (L, D) van het geconstrueerd profiel zodanig zijn gekozen, dat L gelegen is tussen de 150 en 450 mm, bij voorkeur 310 mm en dat D gelegen is tussen de 60 en 260 mm, bij voorkeur 160 mm.

Het voordeel is, dat bij een L van 310 mm een geluidsreductie van 12 dB en bij meerdere cassetteomrandingen zelfs tot een geluidsreductie van ruim 16 dB mogelijk is.

Dan is het gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie zodanig verder ontwikkeld, met het kenmerk, dat genoemd dicht patroon van perforaties op de lengteafmeting L van het geconstrueerde profiel het perforatiepatroon circa de helft van het oppervlak omvat, waarbij genoemd geluidsabsorberend materiaal een glas- of steenwol is, bij voorkeur een steenwol met een volumegewicht van 45 kg per m³.

De voordelen zijn een groot geluidsabsorberend vermogen van de cassetteomranding.

Verder is het geluidwerend gevelraamscherm zodanig verder ontwikkeld, dat genoemd dubbel omgekeerd U-vormig profiel met beenlengte D een basisbreedte heeft gelegen tussen de 10 en 40 mm, bij voorkeur 20 mm, waarbij het materiaal van het geconstrueerde profiel met het dubbel omgekeerd U-vormige profiel aan zijn dagkant een metaal is, zoals bijvoorbeeld aluminium.

De voordelen zijn een extra geluidsreducerend vermogen van ten minste 0,5 tot dB bij % lambda golflengte van het dubbel omgekeerde U-vormige profiel met een diepte van 160 mm.

De uitvinding is hieronder nader toegelicht aan de hand van een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm, weergegeven in de tekening. Hierbij toont:

-5figuur 1 een horizontale dwarsdoorsnede over de rand van het gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie bij een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, zonder dubbel omgekeerd U-vormig profiel in de dagkant;

figuur 2 een horizontale dwarsdoorsnede over de rand van het gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke isolatie volgens een voorkeursuitvoeringsvorm met optimale geluidsreductie;

figuur 3A/3B weergave van de resulterende geluidreducties bij de uitvoeringsvorm van figuur 1 en 2, en een enkele raamvormige cassetteomranding zonder en met dubbel omgekeerd U-vormig profiel; en figuur 4A/4B weergave van de resulterende geluidreducties bij een uitvoeringsvorm van een tweetal raamvormige cassetteomrandingen zonder dubbel omgekeerd U-vormig profiel.

In figuur 1 is een horizontale dwarsdoorsnede over de rand van het gevelschema voor geluidswering en natuurlijke ventilatie 1 volgens een eerste uitvoeringsvorm met een dikte van 80 mm en spouwbreedte van circa 50 mm. De geluidwerende rand 1 heeft een geconstrueerd rechthoekig profiel met lengtezijden 2 van 210 mm en dikte- of breedtezijden 3 van 80 mm. De lengtezijden 2 zijn voorzien van een dicht patroon perforaties 4 en het complete profiel is gevuld met bij voorkeur een steenwol 5 van 45 kg per m³ voor een optimaal resultaat. Het geluidwerende gevelraamscherm 1 is opgebouwd uit een doorzichtige plaat of glasplaat 6, genoemde cassetteomranding 7 voor de gevel 8 van het gebouw met raam 9, dat kan worden geopend. Tussen genoemde elementen zijn afstandshouders 10, 11 aangebracht op de ankers 12 op de hoekpunten van het geluidwerende gevelraamscherm 1.

In figuur 2 is een horizontale dwarsdoorsnede over de rand van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven, zijnde het optimale geluidwerende gevelraamscherm 13. De afmetingen L en D van het eveneens geconstrueerde rechthoekige profiel 14 zijn hierbij 210 mm en 160 mm. Zie voor L en D de figuren 3A en 4A. De zijde 15 van 210 mm, welke ook voor nog een beter resultaat 310 mm kan zijn, is voorzien van een dicht perforatiepatroon 16. De

-6korte zijde 18 is circa 160 mm lang. Het geconstrueerde rechthoekige profiel 14 is eveneens gevuld met glas- of steenwol 17. Bij voorkeur steenwol van 45 kg per m³. Aan de dagzijde van het geconstrueerde rechthoekige profiel 14 is een dubbel omgekeerd U-vormig profiel 19 aangebracht. Voor extra geluidsdemping, hetgeen door proeven en berekeningen (EEM methode) is aangetoond. De diepte van het U-vormige profiel is % lambda van de golflengte, zodat geluidsfrequenties vanaf 500 tot 1000 Hz extra worden gedempt. Men bedenke de werking van de grondtoon van een aan één zijde open orgelpijp .

Het gevelscherm voor geluiddswering en natuurlijke ventilatie 13 voor optimale geluidsreductie is opgebouwd uit eenzelfde geluidwerende plaat of glasplaat 6, waarbij genoemde dikkere cassetteomranding 13 van een dubbel omgekeerd U-vormig profiel 19 met lengte % lambda van de golflengte aan de dagkant is voorzien. De breedte van het U-vormige profiel 19 is circa 20 mm. Verder is een en ander met ankers 20 en afstandshouders 10,11 bij de hoekpunten aan de gevel 8 bevestigd. Teneinde hoge geluidsreducties te bereiken ,is berekend wat de geluidsreductie is wanneer er gebruik gemaakt wordt van 2 cassetteomrandingen van 160 mm dikte . Daarbij is de situatie onderzocht met 3 spleetbreedten Spl en de situatie door één spleetbreedte Spl bij de gevel af te dichten. Zie hiervoor figuur 4B.(nr.21).

In figuren 3A en 3B zijn de geluidsreducerende waarden met een cassetteomranding overeenkomstig de uitvinding weergegeven.

In de figuren 4A en 4B is dit eveneens voor een tweetal aangebrachte cassetteomrandingen weergegeven. Hierbij zijn overeenkomstige elementen met dezelfde nummers aangeduid.

Ten slotte dient nadrukkelijk vermeld te worden, dat hiervoor voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn omschreven en dat vanzelfsprekend verdere modificaties en dergelijke mogelijk zijn, zonder dat de beschermingsomvang van dit octrooischrift wordt verlaten.

Claims (8)

1. Gevelscherm voor geluidswering en natuurlijke ventilatie aan te brengen voor te openen raamconstructies in gevels van gebouwen, welke meestal akoestisch belast worden met verkeerslawaai, waartoe genoemd geluidwerend gevelraamscherm doorzichtig dient te zijn, waartoe het genoemd gevelscherm is opgebouwd uit een voldoend buigsterke plaat, zoals een glasplaat, met daarachter ten minste één rechthoekige cassetteomranding, waarbij tussen plaat, cassetteomranding en gevelvlak een ventilatiespleet Spl is aangebracht, waarbij het gehele gevelscherm veelal op de hoekpunten door middel van ankers , voorzien van afstandhouders , met de gevel van het gebouw is verbonden, met het kenmerk, dat genoemde rechthoekige raamvormige cassetteomranding (7,14) is opgebouwd uit een in dwarsdoorsnede rechthoekig geconstrueerd profiel (1, 13 ) met lengte- en dwarszijden L en D (2,3,15,18), waarbij de lengtezijde L voorzien is van een dicht patroon van perforaties (4,16), waarbij genoemd geconstrueerd profiel gevuld is met een geluidabsorberend materiaal (5, 17), waarbij aan de dagkant van genoemde raamvormige cassetteomranding (13) een dubbel omgekeerd U-vormig profiel (19) met beenlengte D is aangebracht en zodoende vormende circa een kwart van de golflengte van de 500 -1000 Hz frequentiebereik van genoemd verkeerslawaai (VL) en waarbij genoemde spleetbreedte (Spl) een natuurlijke ventilatiecapaciteit heeft overeenstemmend met voorgeschreven natuurlijke ventilatiecapaciteiten van achterliggende verblijfsruimten.

2. Gevelscherm volgens conclusie 1, met het ken- merk, dat genoemde lengte- en dwarsafmetingen (L, D) van het geconstrueerde profiel (1,13) zodanig zijn gekozen, dat L gelegen is tussen de 150 en 450 mm, bij voorkeur 310 mm en dat D gelegen is tussen de 60 en 260 mm, bij voorkeur 160 mm.

3. Gevelscherm volgens conclusie 1-2, met het

-8kenmerk, dat genoemd dicht patroon van perforaties (4,16) op de lengteafmeting L van het geconstrueerde profiel (1,13) het perforatiepatroon circa de helft van het oppervlak omvat.

4. Gevelscherm volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat genoemd geluidsabsorberend materiaal (5, 17) een glas- of een steenwol is, bij voorkeur een steenwol.

5. Gevelscherm volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat genoemde breedte van genoemde tussenruimte of sleuf een waarde Spl heeft gelegen tussen de 25 en 90 mm, bij voorkeur 40 a 50 mm.

6. Geluidwerend volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat genoemd dubbel omgekeerd U-vormig profiel (19) met beenlengte D een basisbreedte heeft gelegen tussen de 10 en 40 mm, bij voorkeur 20 mm.

7. Gevelscherm volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het materiaal van het geconstrueerde profiel (1,13) met het dubbel omgekeerde U-vormige profiel (19) aan zijn dagkant een metaal is, zoals bijvoorbeeld aluminium.

8. Geluidwerend gevelraamscherm volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde plaat (6) een gehard veiligheidsglas of een polycarbonaat is met een dikte afhankelijk van het oppervlak ervan.