NL8101798A - Isolatieglaseenheid. - Google Patents

Description

N/30.224-tM/lb * * Isolatieglaseenheid.

De uitvinding heeft betrekking op een isolatieglaseenheid met een binnenruit, een buitenruit, een rondlopend afstandsraam en een gasvulling in de tussenruimte, waarbij ten minste êén van de ruiten aan ten minste ëên 5 rand met behulp van een aan de rand van deze ruit bevestigd buigbaar overbruggingsprofiel is verbonden met het afstandsraam. De tussenruimte is bij voorkeur een gesloten tussenruimte. Zowel de binnenruit als de buitenruit of één van beide kunnen ook als zogenaamde samengestelde 10 glasruiten uitgevoerd zijn. Zij kunnen ook als isolatieglasruiten zijn uitgevoerd die op hun beurt weer isolatieglaseenheden zijn.

Bij de bekende uitvoeringsvorm (Duits Offenlegungs-schrift 2031576, fig. 2) is het overbruggingsprofiel een 15 verende plaatstrook die harmonika-achtige vouwen heeft.

De uitvoering is zodanig, dat de aangesloten ruit zich bij door de temperatuur bepaalde volumeveranderingen van de in de tussenruimte opgesloten gasvulling onder vervorming van de verende plaatstrook als het ware als een zuiger 20 bewegen kan. Ook wanneer de aangesloten glasruit onder de druk van de opgesloten gasvulling een naar buiten convexe welving ondergaat, werkt het overbruggingsprofiel onder vervorming vereffenend. Feitelijk dient de beschreven opbouw om bij een geluidisolerende dubbele glasruit storende 25 welvingen van de ruiten te vermijden. Een verbetering van de geluidisolatie wordt niet bereikt. De zogenaamde gewogen geluidisolatiewaarde is bij de bekende uitvoeringsvorm zelfs betrekkelijk klein en ligt in het gebied van 20 tot 30dB zolang de dikte van de tussenruimte tussen de binnenruit en 30 de buitenruit in het gebied van ongeveer 10 mm ligt.

Een vergroting van de tussenruimte op 100 mm, zoals deze voor isolatieglas dat in een normaal venster zelfs van de zwaarste bouwwijze ingebouwd moet worden, in de praktijk nauwelijks uitvoerbaar is, verhoogt de gemiddel-35 de geluidisolatiemaat slechts op 38dB respectievelijk de gewogen geluidisolatiemaat op ca. 40 dB. Zelfs bij de toepassing van de zwaarste monolithische glasruiten kan men met lucht gevulde dubbele ruiten nauwelijks een gewogen ge- 8101798 * ï - 2 - luidisolatiemaat van meer dan ongeveer 42dB bereiken, wanneer men zich beperkt tot isolatieglasdikten van 70 tot 80 mm.

Daarentegen beoogt de uitgave bij een dergelijke 5 isolatieglaseenheid de geluidisolatie met eenvoudige middelen aanzienlijk te verbeteren.

Hiertoe is de uitvinding gekenmerkt, doordat het overbruggingsprofiel is uitgevoerd als membraanstrook, waarvan de buigstijfheid klein is in vergelijking tot de 10 op gelijke breedte betrokken buigstijfheid van de bijbehorende glasruit, waarbij de membraanstrook door randtrans-versale trillingen van de aangesloten ruitrand volgens deze trillingen vervormbaar is. Randtransversale trillingen betekent in de langsrichting van de rand meer of minder 15 sinusvormig verlopende trillingen met amplitudo's uit het ruitvlak. De buigstijfheid van de membraanstrook, die uit metaal, rubber of kunststof kan bestaan, is in een bij -2 voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm een faktor van 10 -6 -4 -5 tot 10 , bij voorkeur ongeveer 10 tot 10 kleiner 20 dan de op gelijke breedte betrokken buigstijfheid van de aangesloten glasruit. Dit betekent dat de beschreven randtransversale trillingen in hun ontwikkeling door een inklemming of andere bevestiging praktisch niet gestoord worden. Meestal zal men de membraanstrook als vlakke 25 strook uitvoeren, waarvan de vrije breedte ongeveer overeenkomt met de dikte van de aangesloten glasruit of groter is.

Bij een isolatieglaseenheid volgens de uitvinding is het in het algemeen voldoende, dat één van de ruiten 30 aan een rand met behulp van een membraanstrook aan het afstandsraam bevestigd is. Binnen het kader van de uitvinding kunnen echter twee tegenoverliggende ruitranden of alle ruitranden op de beschreven wijze met behulp van een membraanstrook aangebracht worden. Binnen het kader van de 35 uitvinding kan verder de isolatieglaseenheid volgens de uitvinding worden geïntegreerd met verdere ruiten, zodat eenheden ontstaan die meer dan twee ruiten hebben.

De uitvinding gebruikt het begrip membraan in de betekenis van de statica. Feitelijk is bij een isolatie-40 glaseenheid volgens de uitvinding de membraanstrook aller- 8101798 ï « - 3 - eerst een statisch bouwelement, omdat deze ook voor het houden of bevestigen van de bijbehorende ruit dient. In een membraanstrook ontstaan bij inklemmeing en/of vervorming hoofdzakelijk spanningen die evenwijdig aan het middenvlak 5 zijn gericht en over de membraandikte in wezen gelijkmatig verdeeld zijn. Een vervorming bewerkt dus (in tegenstelling tot een veerelement zoals dit bij de hierboven beschreven bekende uitvoeringsvorm als overbruggingsstrook is toegepast) geen aanzienlijke terugstellende buigmomenten. De 10 buigstijfheid van een membraanstrook is klein. Dergelijke bouwelementen zijn bij isolatieglaseenheden in het kader van de heersende theorie en bouwleer tot nu toe niet toegepast. De heersende theorie en bouwleer (vergelijk Furrer, Lauber "Raum- und Bauakustik, Larmabwehr", 1972, 15 blz. 197 tot 230, in het bijzonder blz. 208 met fig. 159 en blz. 212 met fig. 164) beschouwt de invallende geluid-golf in de lucht, de reflekterende geluidgolf die bij geluidisolatieproblemen niet stoort, en de voor de geluid-isolatiemaat wezenlijke overdragende geluidgolf. Bij co-20 incidentie tussen de invallende geluidgolf in de lucht en een buiggolf in de isolatieglaseenheid ontstaat een storende resonantie-inbreuk in de over de frequentie afgezette geluidisolatiekurve. Het is bekend, deze resonantie-inbreuk door uitvoering van het afstandsraam in totaal als dempings-25 orgaan te dempen. Een dergelijk afstandsraam heeft echter niet de eigenschappen en het gedrag van de voor de uitvinding wezenlijke membraanstroken. Het laat de ontwikkeling van randtransversale trillingen in de ruitrand praktisch niet toe. De demping maakt alleen de resonantie-inbreuk in 30 de geluidisolatiekurve minder diep. Voor dit doel bestaat het afstandsraam bijvoorbeeld in totaal uit een door inwendige wrijving dempend materiaal of metallische bouwdelen die een desbetreffende laag bezitten. Het probleem van de uitstraling van geluidenergie als zelfstandig, de 35 geluidisolatie beïnvloedend probleem wordt in de heersende leer niet beschouwd. Wel onderzoekt men op wetenschappelijk gebied in de laatste tijd ook de geluiduitstraling van platen (vergelijk Akustika, 1975, blz. 244 tot 245), ook heeft men de uitstraling van luidsprekers omvangrijk onder-40 zocht, deze onderzoekingen hebben echter tot de verbetering 8101798 - 4 - van de geluidisolatiemaat van dergelijke isolatieglaseenheden niet bijgedragen. In het kader van de heersende bouwleer worden bij dergelijke isolatieglaseenheden de beschreven randtransversale trillingen in het gebied van 5 de afstandsramen onderdrukt. Daarentegen berust de uitvinding op het inzicht, dat wanneer de membraanstrook door randtransversale trillingen van de aangesloten ruitrand volgens deze trillingen vervormbaar is, en wel zonder aan deze trillingen of\ vervormingen een storende weerstand te 10 bieden, wanneer dus de beschreven randtransversale trillingen niet onderdrukt worden, een sprongsgewijze verhoging van de geluidisolatiemaat bereikbaar is, en wel wordt bij overigens voorafbepaalde constructie en uitvoering van een isolatieglaseenhèid de doorgaande geluidenergie op 50% of 15 minder verlaagd. Dit geldt in het bijzonder voor het gebied van de middenfrequenties. Het geldt overigens in het bijzonder, wanneer de ruiten een totale glasdikte van 15 mm en meer hebben en de tussenruimte een dikte van 10 tot 70 mm, bij voorkeur in het gebied van 25 tot 50 mm heeft, terwijl de 20 gasvulling van lucht verschilt. In het algemeen ligt de totale glasdikte bij isolatieglaseenheden volgens de uitvinding in het gebied van 10 tot 35 mm. Op doelmatige wijze kiest men de ruitenafstand des te groter naar mate de totale glasdikte kleiner is. Bijvoorbeeld bij 10 mm totale 25 glasdikte - 50 mm, bij 15 mm - 25 mm en bij 20 mm - 10 mm.

Een bijzonder hoge geluidisolatie heeft een uitvoering van de isolatieglaseenheid volgens de uitvinding, die in combinatie met de beschreven aanbrenging en uitvoering van de membraanstrook is gekenmerkt, doordat de 30 gasvulling bestaat uit een gas waarin de geluidsnelheid ten minste 10% kleiner is dan die in lucht. Tot bijzonder hoge waarde van de geluidisolatie komt men echter, wanneer in combinatie met de beschreven aanbrenging en uitvoering van een membraanstrook de gasvulling bestaat uit een gas, 35 waarin de geluidsnelheid ten minste 20%, bij voorkeur 30% groter is dan die in lucht. Gaat het om zeer grote isolatieglaseenheden, dan kan het nodig worden, klossen onder de rand van de ruit aan te brengen, die aan de membraanstrook is aangesloten. Volgens de uitvinding hebben de klossen 40 een afstand, die groter is dan de golflengte van de rand- 8101798 J- * - 5 - transversale trillingen bij de spooraanpassingsfrequentie.

Het begrip' spooraanpassingsfrequentie hoort bij het verschijnsel van de reeds genoemde golfcoïncidentie. Wanneer met stijgende excitatiefrequentie de golflengte in lucht bij 5 een bepaalde frequentie kleiner wordt dan de buiggolf-lengte van de glasruit, treden zogenaamde coincidentie-effecten op. Deze ontstaan door een soort ruimtelijke resonantie tussen de akoestische excitatie van de glasruit en zijn vrije buigtrillingen. Dit effect wordt ook als 10 spooraanpassingseffect genoemd en de overeenkomstige frequentie heet spooraanpassingsfrequentie. Volgens de uitvinding kunnen tenslotte aan de membraanstrook .en/of aan de bijbehorende ruitrand aanvullende dempingsinrichtingen worden aangesloten. Ook kan aan de met de membraanstrook 15 verbonden ruit aan de van het afstandsraam afgekeerde zijde een afdeklip aangelegd worden, die anderzijds is verbonden met het afstandsraam of een aangesloten raamdeel.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening waarin een uitvoeringsvoorbeeld 20 is afgeheeld. Daarin tonen schematisch en niet op schaal:

Fig. 1 een verticale doorsnede door een isolatieglaseenheid volgens de uitvinding bij wijze van uitsnijding, fig. 2 een zicht van het onderwerp van fig. 1 in de richting van de pijl A, 25 fig. 3 een andere uitvoeringsvorm van het onder werp van fig. 1.

De in de fig. afgebeelde isolatieglaseenheid bestaat in zijn principiële opbouw uit een binnenruit 1, een buitenruit 2, een rondlopend afstandsraam 3 en de gasvul-30 ling 4 in de tussenruimte.

In het uitvoeringsvoorbeeld is steeds één van de ruiten 2 met één van zijn randen 5, namelijk met de onderrand 5, met behulp van een aan de rand van deze ruit bevestigd buigbaar overbruggingsprofiel verbonden met 35 het afstandsraam 3. Het overbruggingsprofiel is uitgevoerd als membraanstrook 6. Het is in de tekening van het uitvoeringsvoorbeeld duidelijkheidshalve te dik getekend. Feitelijk is de uitvoering zodanig, dat de membraanstrook 6 een buigstijfheid heeft, die klein is in vergelijking 40 met de buigstijfheid van de bijbehorende glasruit 2, betrok- 8101798 v' <·» - 6 - ken op gelijke breedte (de verhouding V van de buigstijfheden wordt berekend volgens de formule „ em V 5 EG · DG3 E., = elasticiteitsmodulus van het membraan,

M

Er = elasticiteitsmodulus van de glasruit, < - — -» ~ D_ = dikte van de glasruit.

10 De membraanstrook 6 moet namelijk door randtrans- versale trillingen 7 van de aangesloten ruitrand 5 volgens deze trillingen 7 vervormbaar zijn en wel zonder aan deze trillingen 7 of vervormingen een storende weerstand te bieden.

.15 Dergelijke randtransversale trillingen 7 zijn in het bijzonder in fig. 2 overdreven afgeheeld. In het uit-voeringsvoorbeeld en volgens een bij voorkeur toegepaste ï uitvoeringsvorm van de uitvinding mag de membraanstrook 6 uit metaal, rubber of kunststof bestaan. Zijn buigstijfheid —2 "“6 20 moet een faktor van 10 tot 10 kleiner zijn dan de op gelijke breedte betrokken buigstijfheid van de aangesloten glasruit 2. 'In. de praktijk., werkt men in het algemeen -4 -5 met een faktor van ongeveer 10 tot 10 .In het uit-voeringsvoorbeeld en volgens een bij voorkeur toegèpaste 25 uitvoeringsvorm van de uitvinding is de membraanstrook 6 overigens als vlakke strook uitgevoerd. Zijn in de fig. aangegeven vrije breedte B moet ongeveer overeenkomen met de dikte van de aangesloten ruit 2 maar kan ook groter of kleiner zijn.

30 De dikte DZ van de tussenruimte is bij een isola tieglaseenheid volgens de uitvinding in principe willekeurig. De fig. tonen beide de uitvoeringsvorm waarbij de verhoudingen ongeveer zo liggen dat de tussenruimte een dikte DZ van 10 tot 70 mm, bij voorkeur een dikte DZ in 35 het gebied van ongeveer 50 mm heeft, terwijl de beide ruiten 1, 2 een totale dikte van ongeveer 14 mm hebben.

8101798 r * - 7 -

De gasvulling 4 bestaat niet uit lucht. Deze mag uit 40% SFg + 60% lucht of uit helium bestaan. In het eerste geval bestaat de gasvulling 4 uit een gas waarin de geluidsnel-heid ten minste 10% kleiner is dan die in lucht. In het 5 tweede geval bestaat de gasvulling 4 uit een gas waarin de geluidsnelheid ten minste 20% groter is dan die in lucht. Vergelijkt men een dergelijke isolatieglaseenheid met een tot de stand van de techniek behorende, waarbij in plaats van de membraanstrook 6 een buigstijve, verende overbrug-10 gingsprofielstrook is aangebracht of waarbij de overeenkomstige ruit is aangesloten aan het afstandsraam 3, dan bereikt men met deze gasvullingen bij de uitvoering volgens de uitvinding een maat van de gewogen geluidisolatie van ongeveer 50dB, terwijl de maat van de gewogen geluidisolatie 15 bij de bekende uitvoeringsvorm bij gelijke gasvullingen slechts bij 45dB ligt.

Een verhoging van de geluidisolatiemaat met 5 dB betekent dat de geluidenergie met de faktor 3,2 verminderd wordt.

20 Bij de uitvoeringsvorm volgens de uitvinding kan door vergroting van de totale glasdikte de geluidisolatiemaat verder verbeterd worden, terwijl bij de bekende uitvoeringsvorm een verdere verhoging niet mogelijk is.

Slechts met streeppunten werd in fig. 1 aange-25 duid dat aan de membraanstrook 6 en/of aan de bijbehorende ruit 2 aanvullend,dempingsinrichtingen 8 aangesloten kunnen worden. Fig. 3 toont dat aan de met de membraanstrook 6 verbonden ruit 2 aan de van het afstandsraam 3 afgekeerde zijde een afdeklip 9 is aangelegd, die anderzijds met 30 een aan het raam 11 aangesloten raamdeel 10 verbonden is.

Voor de verdere toelichting zijn hierna enige concrete uitvoeringsvoorbeelden genoemd:

De aangegeven gewogen geluidisolatiematen werden volgens de twee-ruimtenmethode volgens DIN 52 210 35 aan, voor zover niet anders genoemd, 1,25 m x 1,50 m grote ruiten gemeten. Voor zover niet anders genoemd, diende als overbruggingsprofiel een 0,15 mm dikke en 30 mm brede staalmembraanstrook, die over een breedte van 7 mm op de glasruit en van 10 mm op het afstandsraam geplakt 40 was, zodat een vrije breedte B van 13 mm overbleef. Het 8101798

9 V

- 8 - membraan was eventueel aan de gehele ruitomtrek aangebracht.

Bij de isolatieglaseenheden zonder överbruggingsprofiel waren de beide ruiten op de gebruikelijke wijze direct op het af-standhouderprofiel geplakt. De laatste constructie wordt 5 hierna afgekort "star" genoemd, in tegenstelling tot "flexibel" bij toepassing van een membraan.

1. Voorbeeld: dikte van de buitenruit D1 = 5 mm, dikte van de tussenruimte DZ = 50 mm, gevuld met een gas, bestaande uit 70% SFg en 30% 10 lucht, dikte van de binnenruit D2 = 4 mm, R... star = 43 dB, hï R flexibel = 46 dB, w flexibel aangebracht was de 4 mm dikke ruit.

15 2. Voorbeeld: = 10 mm, DZ = 30 mm, gevuld met een gas, bestaande uit 70% SFg + 30% lucht, = 4 mm, R star = 42 dB, w 20 R flexibel = 46 dB, w flexibel aangebracht was de 4 mm dikke ruit.

3. Voorbeeld: D^ = 15 mm, DZ = 50 mm, gevuld met lucht, D2 = 8 mm, 25 R star = 42 dB, w R flexibel = 47 dB, w flexibel aangebracht was de 8 mm dikke ruit.

4. Voorbeeld: D^ = 19 mm, DZ = 12 mm, gevuld met een gas bestaande uit 30 70% SF,. + 30% lucht,

O

D2 = 8 mm, R star = 41 dB, w R flexibel = 47 dB, w flexibel aangebracht was de 8 mm dikke ruit.

8101798 - 9 - 5. Voorbeeld: = 15 mm, DZ = 12 mm, met helium gevuld, D2 = 8 mm, R star = 42 dB, w ® R flexibel = 48 dB, w flexibel aangebracht was de 8 mm dikke ruit.

2

De metingen werden aan 6m grote isolatieglaseenheden uitgevoerd.

6. Voorbeeld: = 10 mm, 10 DZ = 50 mm, gevuld met een gas bestaande uit 40% SFg + 60% lucht, D2 = 4 mm, R star = 45 dB, w R, flexibel = 50 dB, w 15 flexibel aangebracht was de 4 mm dikke ruit.

7. Voorbeeld: Ruitopbouw en gasvulling als voorbeeld 6 met de wijziging, dat de vrije breedte van het staalmembraan op 6,5 mm gehalveerd werd R flexibel = 50 dB. w 20 8. Voorbeeld: Opbouw en gasvulling als voorbeeld 7 maar met een rubberlip van 5 mm dikte en de Shore- hardheid 40, volgens fig. 3 afgedekt R flexibel = 51 dB. w t 9. Voorbeeld: Ruitenopbouw en gasvulling als voorbeeld 6 25 met de wijziging, dat in plaats van het 0,15 mm dikke staalmembraan een 0,1 mm dikke aluminiums trook toegepast werd R. flexibel = 50 dB. w 10. Voorbeeld: Geometrie en gasvulling als voorbeeld 6 maar 30 het flexibele staalmembraan door een 5 mm dik rubbermembraan met de Shore-hardheid 40 vervangen R = 50 dB. w 8101798

V

-lO- ll. Voorbeeld: = 19 ram, DZ = 50 ram/ gevuld met een gas bestaande uit 70% SFg + 30% lucht, D2 = 8 mm, 5 R star = 44 dB, w ' R flexibel = 54 dB, w flexibel aangebracht was de 8 mm dikke ruit.

De bij de gasvullingen behorende geluidsnelheden in verhouding tot de geluidsnelheid in lucht en de ver-10 houdingen van de buigstijfheden kunnen worden ontnomen aan de beide volgende tabellen:

Tabel 1 n

Gas C (m/sec) G

__ 100% lucht 329 15 40% SFg + 60% lucht 197 0,.60 70% SFg + 30% lucht 156 0,47 100% He 966 2,94

Tabel 2

20 Membraan Glas V

-4 0,15 mm staal 4 mm 1,6 ' 10 8 mm 2,0 * 10 ^ 0,1 mm Al 4 mm 1,6 * 10 ^ -5 25 5 mm rubber 4 mm ^ 10 - 8101798

Claims (10)

1. Isolatieglaseenheid met een binnenruit, een buitenruit, een rondlopend afstandsraam en een gasvulling in de tussenruimte, waarbij ten minste één van de ruiten aan ten minste één rand met behulp van een aan de rand 5 van deze ruit bevestigd, buigbaar overbruggingsprofiel is verbonden met het afstandsraam, met het kenmerk, dat het overbruggingsprofiel is uitgevoerd als membraan-strook (6), waarvan de buigstijfheid klein is in vergelijking met de op gelijke breedte betrokken buigstijfheid 10 van de bijbehorende glasruit (2), waarbij de membraanstrook (6) door randtransversale trillingen (7) van de aangesloten ruitrand (5) volgens deze trillingen (7) vervormbaar is.

2. Isolatieglaseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de membraanstrook (6) 15 bestaat uit metaal, rubber, kunststof of dergelijke en —2 -6 een buigstijfheid heeft, die een faktor van 10 tot 10 , -4 -5 bij voorkeur ongeveer 10 tot 10 kleiner is dan die van de aangesloten glasruit (2).

3. Isolatieglaseenheid volgens conclusie 1 of 2, 20 met het kenmerk, dat de membraanstrook (6) is uitgevoerd als vlakke strook.

3. Isolatieglaseenheid volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de membraanstrook (6) een vrije breedte (B) van ongeveer de dikte (D) van de 25 aangesloten ruit (2) heeft.

5. Isolatieglaseenheid volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat aan de met de membraanstrook (6) verbonden ruit (2) aan de van het afstandsraam (3) afgekeerde zijde een afdeklip (9) is 30 aangelegd, die anderzijds is verbonden met het afstandsraam (3) of een aangesloten raamdeel (10).

6. Isolatieglaseenheid volgens één der conclusies 1-5 in de uitvoeringsvorm waarbij de ruiten een totale glasdikte van meer dan 10 mm hebben, met het ken- 35 merk, dat de tussenruimte een dikte (D3) van 10 tot 70 mm, bij voorkeur in het gebied van 25 tot 50 mm heeft en de gasvulling (4) verschilt van lucht. 8101798 v # V - 12 -

7. Isolatieglaseenheid volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de gasvulling (4) be staat uit een gas, waarin de geluidsnelheid ten minste 10% kleiner is dan die in lucht.

8. Isolatieglaseenheid volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de gasvulling (4) bestaat uit een gas, waarin de..geluidsnelheid ten minste 20%, bij voorkeur 30% groter is dan die in lucht.

9. Isolatieglaseenheid volgens één der conclusies 10 1-8 in de uitvoeringsvorm met klossen onder de rand van de aan de membraanstrook aangesloten ruit, met het kenmerk, dat de klossen een afstand hebben, die groter is dan de golflengte van de randtransversale trillingen (7) bij de zogenaamde spooraanpassingsfrequentie.

10. Isolatieglaseenheid volgens één der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat aan de membraanstrook (6) en/of aan de rand (5) van de bijbehorende ruit (2) aanvullend dempingsinrichtingen (8) aangesloten zijn. 8101798