NO123321B - - Google Patents

Description

Hul byggeblokk av lydabsorberende materiale.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en hul byggeblokk av lydabsorberende materiale, inneholdende to ytterflatevegger som ligger i avstand fra hverandre og som ytterst består av et materiale med lav lydrefleksjon og høy lydabsorpsjon, samt steg som forbinder de to ytterflatevegger med hverandre til dannelse av en enhetlig eller sammenhengende byggeblokk med mellomliggende hulrom og forbindelses-steg, hvor forholdet mellom hulromvolu-met og stegvolumet er fra minst 1,5 : 1 opp til omtrent 2 : 1, så at lydenergi even-tuelt kan passere med lavt overførings-tap fra den ene ytterflatevegg til den annen gjennom hulrommet, sammenliknet med overføringstapet ved passering gjennom forbindelsesstegene.

Mellomvegger i bygninger utføres ofte av sådanne konstruksjonsenheter som

slagg-betongblokker, som festes til hverandre for å danne en vegg. I kontorer, skole-bygninger og andre bygninger er det vik-tig at veggene har høyt lydgjennomgangstap for å hindre lydoverføring fra et rom til et naborom. For å oppnå et sådant høyt gjennomgangstap i en vegg med en-blokks tykkelse må veggkonstruksjonsenhetene

være massive og praktisk talt ugjennog-trengelige for luft. Uttrykket ugjennomtrengelig skal her innebære at motstanden mot en lydenergistrøm gjennom vegg-materialet er av betydelig høyere størrel-sesorden enn den karakteristiske impedans hos luft mot en plan lydbølge, dvs. større enn 76 rayl, uttrykt i cgs-enheter. En tett betongvegg og en vegg av betongblokker har begge den nødvendige masse

og ugjennomtrengelighet for lydenergi til å forårsake det ønskete høye gjennomgangstap. Murvegger og vegger av pus-sete slagg-betongblokker og liknende er også hva gjennomgangstap angår fullt tilfredsstillende. Uheldigvis har imidlertid sådanne vegger nesten ingen lydabsorpsjon, så at mens lydenergien i ett rom ikke går gjennom til et nærliggende rom på grunn av høyt gjennomgangstap, reflekteres lydenergien og spredes fra veggene i det førstnevnte rom og forårsaker bulder og ekkoproblemer i dette. Av hensyn til ut-seende og renhold er videre sådanne vegger slette eller platte og må ofte males, og smussflekker på dem blir sterkt frem-tredende. For å oppnå lydabsorpsjon i rommet er det følgelig i de fleste tilfeller nødvendig å anbringe ekstra materiale, for eksempel akustiske plater, på de frie veggflater i rommet. Derved økes imidlertid byggetid, materialtilgang og ar-beidsomkostninger betydelig.

I den senere tid har man anvendt se-mentblokker, som inneholder et fyllmate-riale, for eksempel pimpsten, til innerveg-ger. Sådanne blokker har tilstrekkelig po-røsitet til å kunne gi tilstrekkelig absorpsjon av de lyder i rommet, som treffer dets vegger, men denne porøsitet gjør imidlertid blokken avgjort uheldig med hensyn til gjennomgangstapet mellom rommene. Det lave gjennomgangstap i slike blokker kan forbedres noe ved maling eller ved grundig tetning av flatene, for eksempel ved pussing. Dette motvirker imidlertid veggmaterialets absorpsjonsevne, og dess-uten tapes den fra estetisk synspunkt øn-skelige grove overflatestruktur hos veggen som gjør det unødvendig å male eller på annen måte å overflatebehandle veggen og skjuler smussflekker.

Det er kjent å forsyne lydisolasjons-plater med et lufttett sjikt som delvis dek-ker den ene plateside. Med denne for-anstaltning tas det sikte på å senke lydre-fleksjonen inne i et rom så meget som overhodet mulig, mens det derimot ikke tas hensyn til hvorvidt denne lydenergi forplanter seg til et naborom.

Ved byggeblokker av den beskrevne art vil en ankommende lydbølge først bli absorbert i det porøse materiale på den flate som vender mot lydkilden, så at lyd-bølgen ikke blir reflektert tilbake til rommet hvor lydkilden befinner seg. Slik absorbert lydenergi vil imidlertid være til-bøyelig til å trenge videre gjennom en byggeblokk og inn til naborommet. Nær-været av hulrom i byggeblokken vil aksen-tuere dette; men selv ved massive porøse byggeblokker vil dette være tilfelle.

Hensikten med den foreliggende opp-finelse er å komme frem til en byggeblokk som samtidig som den gir god lyd-isolasjon også gir god lydabsorpsjon.

Byggeblokken ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at hulrommet er ut-ført med et tilnærmet lufttett materiale som tvinger lydenergien til å passere utenom hulrommet og gjennom stegene hvor den absorberes av stegmaterialet, hvorved blokken på samme tid har både høyt akustisk overføringstap og høy akustisk absorpsjon.

Ytterligere formål skal forklares i det følgende og særlig presiseres i den etter-følgende patentpåstand.

Oppfinnelsen er i det følgende beskre-vet under henvisning til medfølgende teg-ninger : Fig. 1 viser i et fragmentarisk perspektivriss et antall veggbygningsenheter av vanlig type. Fig. 2 viser i et tilsvarende riss de i fig. 1 viste enheter, modifisert ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser på samme måte en endret utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 viser i et perspektivriss, en fore-trukket teknikk for behandling av bygningsblokker for å oppnå formålet ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 viser i et diagram, den markerte forskjell mellom vanlige bygningsblokker og en ifølge foreliggende oppfinnelse kon-struert blokk. Fig. 6 og 7 viser i perspektiv ytterligere modifiserte bygningsenheter. Fig. 1 viser en vanlig bygningsblokk 1, som har prismeform og består av et porøst

materiale, for eksempel pimpesten, slagg-betong eller organisk fyll- og/eller bin-demateriale. Blokken har et antall i samme innbyrdes avstand anordnete hulrom

3, som strekker seg tvers gjennom blokken og begrenses av en fremre blokkvegg 5 som vist øverst i fig. 1, en bakre blokkvegg 7 som vist nederst, og indre skillevegger 9. Blokken og hulrommene er her vist med rektangulær utforming, idet hulrommene har avrundete hjørner, men naturligvis kan også andre former forekomme. Blokkene 1 er festet til hverandre på velkjent måte ved hjelp av fuger 11 for

å danne den ønskete vegg. De vertikale

linjer i fig. 1 representerer stråler av lydenergi, som frembringes på den ene side av blokken 1, her i et rom A ved blokkveggen 5, og forplanter seg gjennom blokken 1 til et rom B ved blokkveggen 7. Det vil sees, at en del av den lydenergi, som treffer veggen 5, reflekteres tilbake til rommet A, hvilket er antydet ved pilene 13, men antall reflekterte eller spredte stråler

13 er meget lite i forhold til det antall

stråler, som treffer veggen 5. Sådanne po-røse blokker er derfor tilstrekkelig lydabsorberende til å hindre betydelig reflek-sjon, og de egner seg således til å minske ekkoeffekter og dempe lyd i rommet A.

Andre lydenergistråler trenger imidlertid inn i blokkens 1 porøse fremvegg 5. De stråler som trenger inn i fremveg-gen 5 ved blokkens skillevegger 9, for eksempel strålene 15 og 17, må trenge frem gjennom det porøse materiale et stykke, som er lik blokkens 1 hele tykkelse, for å nå den motsatte blokkveggs 7 flate. Da blokken er forholdsvis tykk, dempes disse lydbølger effektivt på sin lange vei gjennom skilleveggen 9. Av inntrengende stråler 15, 17 er det følgelig bare en meget liten lydenergimengde, representert av den eneste stråle 15, som utgår fra veggen 7 og trenger inn i rommet B, mens hoveddelen av den igj enværende lydenergi, representert av strålene 17, absorberes, hvorfor strålene ender inne i skilleveggen 9. I betraktning av at skilleveggene 9 er re-lativt tynne i sammenlikning med hulrommets 3 bredde, trenger imidlertid det mes-te av den lydenergi som kommer inn i den porøse fremvegg 5 og som representeres av strålene 16, gjennom den tynne vegg 5 og inn i hulrommene 3. Strålene 16 fortset-ter nesten usvekket gjennom det luftfylte hulrom og gjennom den tynne bakvegg 7 og går fra denne ut i rommet B. Det volum som opptas av hulrommene 3, er meget større enn det volum som opptas av blokkens 1 absorberende materiale, hvorfor en meget stor del av den i rommet A frembragte lydenergi går gjennom blokken 1 til rommet B. Den representeres av det store antall stråler som treffer veggen 5 og som derpå utgår fra veggen 7. Volumforholdet mellom hulrommene 3 og det absorberende blokkmateriale kan være 1,5 : 1, 2 : 1 eller deromkring.

Det er således klart, at porøse bygningsblokker, som før nevnt, kan være tilfredsstillende med hensyn til lydabsorpsjon, idet de demper lyd i rommet A ved veggen 5 og i rommet B ved veggen 7, takket være sin egen natur, men deres evne til å bevirke overgangstap er overordentlig dårlig, hvorfor lyd i stor mengde kan trenge gjennom blokken mellom de inntil hverandre beliggende rom A og B. Ifølge foreliggende oppfinnelse økes det lave overgangstap ved at hulrommene 3 gjøres ugjennomtrengelige for strømmen av det medium som bærer lydenergien, hvilket i dette tilfelle vil si at de gjøres ugjennomtrengelige for luftstrømmen. Dette er i fig. 2 vist utført ved belegging av hulrommenes 3 vegger med et sjikt 2 av for luft ugjennomtrengelig materiale, for eksempel latexfarge, oljefarge, asfalt, vinyl-plast eller liknende, som på grunn av sin lufttetthet ikke tillater noen gjennomgang av lydenergi. Belegget 2 kan på den annen side bestå av gips- eller sementmørtel eller liknende materiale, som har overordentlig stor lydmotstand. Også papp eller liknende materiale kan anvendes. Et krav som i ethvert fall må oppfylles, er at mel-lomrommet mellom blokkens vegger 5 og 7 gjøres ugjennomtrengelig for luft eller gis så stor akustisk motstand, at luften eller annet medium som bærer lydenergien, tvinges til å trenge frem utelukkende i blokkens mellomvegger 9 som følge av en meget høyere impedans mot lydenergien hos hulrommet 3. Dette er vist i fig. 2 i form av sammentrekning av de inntrengende stråler 16 til den hals 21, som dan-nes av mellomveggene 9, og resultatet er at en meget liten del 15 av den inntrengende lydenergi utgår fra veggen 7. Da beleggets 2 akustiske motstand er større enn motstanden hos blokkens 1 lydabsorberende materiale, er den naturligvis ennå meget større enn motstanden hos luften i hulrommene 3. Hver økning av motstanden ut over den karakteristiske impedans hos luft mot en plan lydbølge, det vil si 76 rayl, innebærer en forbedring med hensyn til gjennomgangstapet i bygnings-blokken, men det er ønskelig at belegget 2 har stor lydmotstand, det vil si betydelig mer enn 76 rayl. Belegget 2 anbringes på alle hulrommets sider.

Som en illustrasjon av oppfinnelsens effekt viser fig. 5 grafisk en sammenlikning mellom lydgjennomgangstapene i en pim-pestenblokk 1 av standardtype, omtrent 20 cm bred og 40 cm lang, før og etter dens behandling ifølge foreligggende oppfinn-nelse. Blokkens fremvegg, bakvegg og mellomvegger var alle ca. 2,5 cm. tykke. Ordinaten i fig. 5 representerer lydgjen-nomgangstapet i decibel, mens frekvensen er abscisse. Kurven I viser det ubetydelige gjennomgangstap av konstant 12 decibel i standardblokken ifølge fig. 1 innenfor hoveddelen av det hørbare lydfrekvens-bånd. Kurven II viser derimot at blokken ifølge fig. 2 gir et lydgjennomgangstap av størrelsen 20 desibel med meget lave lyd-frekvenser, i nærheten av 20 hertz, 30— 42 decibel i lav- og mellomfrekvensområ-det, omtrent mellom 90 og 600 hertz, og omkring 46 decibel for de høyere frekven-ser, over 1000 hertz. Den spesifikke eller

gjennomsnittlige strømningsmotstand hos

en blokk med et belegg 2, bestående av to

latexsjikt, er konstatert å være omtrent

16 ganger større enn strømningsmotstan-den hos det porøse materiale i pimpesten-blokken 1. Gjennomgangstapet 46 decibel representerer i virkeligheten en strøm-ningsmotstand av mer enn 100 ganger den

karakteristiske impedans hos luft mot en plan lydbølge, dvs. mer enn 760 rayl.

En vanlig bygningsblokk som har alle de ønskete egenskaper som finnes hos pimpesten eller andre porøse blokkmateri-aler, behandles derfor ifølge oppfinnelsen således at den også gir meget stort gjennomgangstap. Økningen av omkostnin-gene for sådan behandling av de vanlige bygningsblokker er ubetydelige, hvilket fremgår av fig. 4, som viser den fore-trukne teknikk. Et rør 23 for beleggma-terialet er forsynt med et antall utløp 25, som ender i 360° spredermunnstykker 27. Munnstykkene 27 kan senkes og heves inne i hulrommene 3 takket være dreie-koblinger 29, som tillater senkning og hev-ning av røret 23 mens hulrommets 3 vegger belegges ved sprøytning. Andre be-legningsmetoder kan naturligvis også anvendes, og også på forhånd fremstilte foringer kan anvendes om ønskes. Selv om det er mest økonomisk er det imidlertid ikke nødvendig å forsyne hulrommenes 3 vegger med bare et tynt belegg. Om ønskes kan belegget fylle hele hulrommet 3, således som vist under betegnelsen 2' i fig. 3. Fremdeles gjelder at belegget eller fyllingen 2' er ugjennomtrengelig for en luftstrøm og har en meget høy akustisk strømningsmotstand.

Foreliggende oppfinnelse omfatter også fremstilling av bygningsenheter av annen form enn den prismatiske blokk ifølge fig. 2—3. I fig. 6 er for eksempel vist en lydabsorberende veggplate 4 av et eller annet hensiktsmessig lydabsorberende materiale plasert midt imot og parallelt med en liknende absorberende veggplate 6. Platene 4 og 6 holdes i en bestemt innbyrdes avstand av distansestenger eller strevere 8. Den ene eller hver innerside av de absorberende plater 4 og 6 kan være forsynt med et belegg av lufttett materiale med overordentlig høy strømningsmotstand, således festet at ingen merkbar bevegelse kan forekomme mellom belegget og platen. Som illustrasjon vises innersiden av platen 4 forsynt med et sådant belegg 2". Ved den i fig. 7 viste modifikasjon er en fremre plate 4' forsynt med et for luft ugjennomtrengelig belegg 2" med høy strømningsmotstand på innersiden, og den annen lydabsorberende plate 6, som kan være av samme pimpe-stenmateriale eller et annet fibrøst eller porøst materiale alt etter forholdene, kan likeledes være forsynt med et belegg 2", som er ugjennomtrengelig for luft eller har høy strømningsmotstand på innersiden. Streverne eller distansestengene 8' i fig. 7 er vist innbyrdes forbundne med lyddempende mellomlegg eller isolatorer 10 av gummi eller liknende for ytterligere

å minske overføringen av lydenergi gjennom stengene mellom platene 4' og 6.

Claims (1)

1. Hul byggeblokk av lydabsorberende materiale, inneholdende to ytterflatevegger som ligger i avstand fra hverandre og som ytterst består av et materiale med lav lydrefleksjon og høy lydabsorpsjon, samt steg som forbinder de to ytterflatevegger med hverandre til dannelse av en enhetlig eller sammenhengende byggeblokk med mellomliggende hulrom og forbindelses-steg, hvor forholdet mellom hulromvolu-met og stegvolumet er fra minst 1,5 : 1 opp til omtrent 2 : 1, så at lydenergi even-tuelt kan passere med lavt overføringstap fra den ene ytterflatevegg til den annen gjennom hulrommet sammenliknet med overføringstapet ved passering gjennom forbindelsesstegene, karakterisert v e d at hulrommet er utformet med et tilnærmet lufttett materiale som tvinger lydenergien til å passere utenom hulrommet og gjennom stegene hvor den absorberes av stegmaterialet, hvorved blokken på samme tid har både høyt akustisk over-føringstap og høy akustisk absorpsjon. Anførte publikasjoner:

   Dansk patent nr. 24 499. Fransk patent nr. 946 387, 997 024. Svensk patent nr. 147 711. Østerriksk patent nr. 132 727.