NO145771B

NO145771B - Lysgjennomslippende panel.

Info

Publication number: NO145771B
Application number: NO753081A
Authority: NO
Inventors: Paul Derner; Hans Sonntag; Otto Stehl
Original assignee: Bfg Glassgroup
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1982-02-15
Also published as: IE41693L; NO753080L; CH600079A5; US4047351A; ATA701175A; FR2284745A1; NL177034B; DK155377B; NL7510851A; CA1116021A; GB1511922A; NL7510847A; IE41693B1; NL177034C; NO144801C; DK402175A; JPS5155313A; FR2284746B1; FR2284746A1; IE41694L

Abstract

Lysgjennomslippende panel.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et lysgjennomslippende panel i det følgende for enkelthets skyld betegnet vinduselement, som består av minst to ruter som holdes i en avstand fra hverandre ved hjelp av en eller flere skilleanordning-

er og som danner minst ett mellomrom mellom rutene. Oppfinn-

elsen vedrører spesielt de akustiske egenskaper i slike ele-

menter og enkelte utførelser vedrører også de termiske egenskap-

er ved slike elementer.

Anvendelsen av store vindusområder og andre elementer som skillevegger av glass som er et trekk ved moderne arkitektur, gir opphav til problemet med å tilveiebringe komfor-table lydnivåer i værelser hvor disse elementer installeres og da spesielt i støyfylte miljøer. Problemet er spesielt akutt i de tilfeller hvor vinduene vender ut mot trafikkerte veier eller flyplasser og vinduselementer som har gode akustiske isolerende egenskaper er nødvendige i disse tilfeller og også når det gjelder å danne indre skillevegger f.eks. i lydopptak- og kringkastingsstudio.

Vinduselementer som består av to eller flere plater av glass- eller plastmateriale som holdes i en avstand fra hverandre ved hjelp av en eller flere skilleanordninger og som anvendes som vinduer for å redusere varmetapet fra en bygning gir også opphav til tap av lydoverføring, men dette lydoverføringstapet, er generelt sett, utilstrekkelig i mange tilfeller.

Dette lydoverføringstapet kan økes ved å øke bredden av det eller de mellomrom som finnes mellom rutene, men dette gir opphav til fremstillingsvanskeligheter og øker omkostningene for elementet, det omfatter også anvendelsen av større og derfor tyngre og mer kostbare rammer for å holde elementet i stilling.

Det er også foreslått å øke massen i rutene i elemen-

tet for å forbedre elementets akustiske egenskaper.

Når man tegner en kurve av lydoverføringstapet

over et gitt element som en funksjon av forskjellige frekvenser av påfallende, hørbar lyd, oppdager man at dette ikke er en rett linje og at der er forskjellige områder hvor man får over-førings topper.

En slik overføringstopp finner sted ved ganske høye, hørbare frekvenser og skyldes den såkalte koinsidensvirkning. Frekvensen.for lydbølger som gir opphav til koinsidensvirkningen

på en gitt plate, avhenger av påfallsvinkelen av lydbølgene på platen, og tilsvarer frekvensen hvor den påførte, innfallende bølgelengde på platen er lik bølgelengden for den frie plate-bølge. Den laveste lydfrekvens hvorved man finner koinsidens,

den kritiske frekvens, er derfor den frekvens som tilsvarer en lydbølgelengde som er lik den frie platebølgelengde. Den frie platebølgelengde i en plate, ifølge eksisterende terorier,

minker med økende tykkelse, dvs. med masse pr. flateenhet.

En annen slik overføringstopp finner sted ved elementets fundamentale resonansfrekvens og denne avhenger bl.ci.

av massene rutene eller platene.

For en enkelt plate, med et gitt areal, er det beregnet at resonansfrekvensen øker med massen i platen. I et element med flere ruter eller plater, vil avstanden mellom rutene også ha en virkning på resonansfrekvensen.

I mellomområdet av hørbare lydfrekvenser, d.v.s. mellom koinsidens og resonansbverføringstoppene, vil lydoverførings-tapet øke med en økning i den totale masse i platene.

Man kan således se at selv om der er en økning i lyd-overf øringstapet i dette mellomfrekvensområdet når tykkelsen i platene økes, vil utbredelsen av dette frekvensområdet reduseres, og som en konsekvens av dette er det i praksis meget vanskelig å fremstille et element med flere ruter og hvilket det i gjennom-snittlige lydoverføringstap overstiger en gitt verdi. Det gjennom-snittlige lydoverføringstap over et kjent dobbeltvindu vil f.eks. vanligvis ikke overstige 35 dB.

Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vinduselement som består av minst to ruter som holdes i en avstand til hverandre ved hjelp av en eller flere skilleanordninger og som har forbedrede akustiske egenskaper sammenliknet med et kjent element med tilsvarende dimensjoner.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et lysgjennomslippende panel som består av minst to ruter som holdes en avstand fra hverandre ved hjelp av en eller flere skilleanordninger og danner minst ett mellomrom mellom rutene, og dette panel er kjennetegnet ved at det er minst ett mellomrom mellom rutene som er mer enn 9 mm bredt og som er forseglet fra atmosfæren og som inneholder en gass som er eller som er ekvivalent i sammensetning med en blanding omfattende minst 30 volum-% luft med tilsats av minst en annen gass, og ved at gassblandingen er valgt slik at hastigheten av lydutbredelsen i denne blanding er minst 5% forskjellig fra hastigheten i tørr luft ved samme trykk og temperatur.

En nevnt rute kan være en enkelt plate av et materiale eller det kan være et laminat d.v.s. sammenstilling av to eller flere plater som er limt sammen. En nevnt plate kan være en plastplate eller det kan være et glassmateriale. Uttrykket "glassmateriale" anvendes heretter for å betegne glass og vitro-krystallinsk materialet som er et materiale som kan fremstilles ved å underkaste et glass varmebehandling for å fremkalle dannel-sen av en eller flere krystallinske faser.

Man har oppdaget at ved å gjøre bruk av den foreliggende oppfinnelse er det mulig å konstruere et vinduselement som har forbedrede akustiske egenskaper spesielt ved lave og middels frekvensområder og som er relativt enkelt og derfor lite kostbart å fremstille på grunn av den volumandel luft som blir igjen i det nevnte mellomrom mellom rutene. Denne fordel er spesielt åpenbar hvis de forskjellige ruter i elementet stilles sammen i atmosfæren. Bare delvis erstatning av luften som opprinnelig finnes i mellomrommet mellom rutene er nødvendig, og dette vil åpenbart være mindre tidkrevende og mindre kostbart enn total erstatning.

Forbedringen i lydoverføringstapet ved et element ifølge oppfinnelsen ligger primært i området av middels lydfrekvenser, d.v.s. mellom resonansfrekvensen og den kritiske koinsidensfrekvens. Over den kritiske frekvens behøver ikke lydover-føringstapet over elementet ifølge oppfinnelsen å være særlig forskjellig fra det man finner over et tilsvarende dimensjonert, luftfylt element. Siden denne kritiske frekvensen i praksis ofte ligger opp til grensen av det lydfrekvensområdet som kommer i betraktning ved bygningspraksis, er ikke dette forhold spesielt viktig.

Det er videre vanligvis slik at frekvensen hvor man har en resonansoverføringstopp i elementet ifølge oppfinnelsen er lavere enn den tilsvarende frekvens for et tilsvarende dimensjonert, luftfylt element.

Gassen i mellomrommet mellom rutene er fortrinnsvis eller tilsvarer i sammensetning en blanding som består av minst 50 volum-$ luft. Dette gjør det ennå lettere å fremstille elementet ifølge oppfinnelsen. Innbefatningen av en andel luft i det nevnte mellomrom mellom rutene kan videre ha en meget gunstig effekt på de akustiske egenskaper i elementet. I mange tilfeller har man oppdaget at i et gitt element er der et større lydover-føringstap når det nevnte mellomrom mellom platene er fylt med en gass som består av en blanding av en gass med relativt høy tetthet såsom svovelheksafluorid og luft enn når mellomrommet er fylt med bare en gass med relativt høy tetthet. I virkeligheten har man oppdaget at den nevnte gass med fordel kan bestå av opptil 95 volum-% luft i enkelte elementer.

Hastigheten for lydutbredelse i den nevnte gass er mellom kO og 95$ av hastigheten for lydutbredelsen i tørr luft ved samme trykk og temperatur, og optimalt er hastigheten for lydutbredelsen i den nevnte gass minst 60$ av hastigheten for lydutbredelsen i tørr luft ved samme trykk og temperatur. Man har oppdaget at anvendelsen av en gass som har disse egenskaper gir spesielt gode resultater når det gjelder lydoverføringstap over et element ifølge oppfinnelsen. Anvendelsen av slike gasser er vanligvis meget enkelt idet de normalt vil omfatte gasser med relativt stor tetthet som ikke har lett for å diffiindere ut av et forseglet mellomrom mellom rutene slik at det ikke er nødvendig å ta strenge forsiktighetsregler for å forsikre om at elementets integritet og effektivitet er uforandret over tid. En annen fordel ved å anvende denne egenskap er at slike gasser vanligvis også gir forbedrede termiske isolerende egenskaper til elementet og dette gjør det derfor mulig å fremstille et element som er meget effektivt både med hensyn til akustisk og termisk isolering. Man skal imidlertid legge merke til at i tillegg til forskyvningen av frekvensen for resonansoverføringstoppen mot en lavere verdi, vil en innpasning av denne egenskapen ha den effekt at resonans-overf øringstoppen økes, d.v.s. at lydoverføringstapet reduseres

ved resonapsfrekvensene,

I de fleste tilfeller har dette lite praktisk betyd-ning, siden disse frekvenser reduseres til et område hvori de fleste lyttere er relativt ufølsomme og graden av økning av resonanstoppen er vanligvis lavere for gasser som inneholder høyere andeler luft.

Den nevnte gass vil med fordel delvis bestå av svovelheksafluorid (SF^) siden denne gassen er spesielt anvendelig i et element ifølge oppfinnelsen.

Andre meget passende gasser som kan anvendes i et element ifølge oppfinnelsen omfatter minst en gass i gruppen: diklordifluormetan (freon) (CC12F2), karbondioksyd (C02), argon (Ar), butan (C^H10), nitrogenoksyd (NgO), klorpentafluoretan (C^CIF^.). Disse gassene kan enten anvendes alene eller i blanding med hverandre eller med andre gasser og utgjør en del av den nevnte gass i mellomrommet mellom rutene hvor der er minst 30 volum-% luft.

Mange andre gasser kan også anvendes og særlig gasser med høyere tetthet enn luft og som inneholder karbon, svovel eller nitrogen i bundet form.

Elementet omfatter fortrinnsvis en rute hvis masse pr. overflateenhet er minst 1,2 ganger større enn massen pr. overflateenhet i den eller de andre ruter i elementet, og optimalt omfatter elementet en rute hvis masse pr. overflateenhet er minst 1,2 ganger så stor som massen pr. overflateenhet i den eller de andre ruter i panelet. I NO-B-144801 beskrives glassruter med forskjellig masse i sammenheng med en nærmere angitt gassfylling.

Innpassingen av hver av de nevnte to egenskaper fører til en meget viktig fordel. Som man har forklart, vil den kritiske koinsidensfrekvens i en plate med en gitt overflate reduseres med en økning i massen pr. flateenhet, og ved å sørge for at ruten i et element ifølge oppfinnelsen har minst to forskjellige masser pr. flateenhet på denne måte, vil rutene få forskjellige kri-

tiske k oinsidensfrekvenser slik at lydoverføringstoppen ved koinsidens for en rute faller på en forskjellig frekvens enn for en annen rute, noe som gir et forbedret lydoverføringstap i det øvre området av hørbare lydfrekvenser. Man finner også en forbedring i middel-området av lydfrekvenser. Man har videre oppdaget at anvendelsen av forskjellige rutemasser virker synergisk ved anvendelsen av en gass som tidligere beskrevet i mellomrommet mellom rutene ved at lydoverføringstapet på grunn av en kombinasjon av begge disse egenskaper er større enn summen av økning i lydoverføringstapet på

grunn av hver av disse egenskaper alene. I et spesielt eksempel kan dobbeltvinduer med en gitt overflate og med et mellomrom mellom rutene på 12 mm og en total glasstykkelse på 12 mm sammen-liknes med hverandre. Lydoverføringstapet kan karakteriseres med en enkel verdi R tilveiebragt ifølge tysk standard VDI 2729.

For et element hvor rutene har den samme tykkelse (6 mm) og mellomrommet mellom dem er fylt med luft har man oppdaget at R = 33 dB. Ved å variere massene i rutene slik at de er 8 mm og k mm tykke, og fremdeles holde mellomrommet mellom rutene fylt med luft, kan Rw økes til 35 dB. Ved å fylle mellomrommet mellom rutene med

en gass som består av minst 30 volum-$ luft og med tilsats av . minst en annen gass, hvor hastigheten for utbredelse i gassen er minst 5$ forskjellig fra luft, men ved å bruke ruter som er 6 mm tykke er det også mulig å øke R til 35 dB. Hver av disse to egenskaper gir derfor en økning i lydoverføringstap på 2 dB. Ved å anvende disse to egenskaper samtidig, og fylle mellomrommet mellom to ruter 8mm og k mm tykke med den samme gass har man oppdaget at R ikke er 37 dB som man kunne ha ventet, men er øket ytterligere til kl dB, en økning på 8 dB i forhold til et symme-trisk, luftfylt element med den samme totale glassmasse.

Forskjellen mellom det ventede lydoverføringstap (d.v.s. 37 dB) og det virkelige lydoverføringstap (d.v.s. kl dB) på grunn av denne synergistiske virkning, er større for dobbeltvinduer hvor masseforholdet mellom rutene er høyt, og for det samme masseforholdet er den synergistiske effekt større når den totale masse i rutene er liten.

Av praktiske grunner er idet ønskelig å begrense forskjellen i tykkelse i de forskjellige ruter i et element ifølge oppfinnelsen, og følgelig er det foretrukket at den tyngste ruten har en masse pr. flateenhet som høyst er tre ganger massen pr. flateenhet av den lettere rute. Dette, gjør det enklere å fremstille enheten. Hvis man betrakter et spesielt dobbeltvindu, er det vanlig ønskelig å ha en rute mindre enn 3 til k mm tykk da den ellers har lett for å bli knust, og følgelig vil anvendelsen av et høyere masseforhold i rutene bety a- t den andre ruten måtte være unødvendig tykk.

Oppfinnelsen er hittil beskrevet med henvisning til foretrukne utførelser som anvender gasser i mellomrommet mellom rutene hvor hastigheten av lydutbredelsen er lavere enn hastig-

heten i luft.

I andre meget fordelaktige utførelser, anvender man gasser hvor hastigheten for lydutbredelsen er høyere enn for luft.

De nevnte gasser består fortrinnsvis delvis av en

gass som er valgt fra: helium (He), neon (Ne), metan (CH^) og hydrogen (H.,). Slike gasser kan anvendes alene eller blandet med hverandre eller med andre gasser og når de anvendes i en gass/luft-blanding har man oppdaget at det gir gode resultater i elementer ifølge oppfinnelsen. Andre gasser kan også anvendes og man foretrekker mono- eller di-atomiske gasser. Hydrogen kan spesielt gi gode akustiske resultater.

Gassen som anvendes i mellomrommet mellom rutene er fortrinnsvis slik at hastigheten for lydutbredelsen i denne gassen er minst 1,20 ganger hastigheten i tørr luft ved samme trykk og temperatur. Anvendelsen av slike gasser gjør det også mulig med forbedrede lydoverføringstap i det middels lydfrekvensområdet og det fører også til at resonansoverføringstoppen forskyves til en lavere frekvens. Lydoverføringen ved en slik topp reduseres dessuten.

Generelt sett har man oppdaget at de beste resultater fra et akustisk synspunkt tilveiebringes når man anvender slike gasser i relativt høye og av og til hovedandeler i en blanding av gass/luft. Man skal legge merke til at for disse gasser gjelder det generelt sett at dets lavere andel luft som finnes g gassblandingen i mellomrommet mellom rutene, desto verre blir den termiske isolering man får av elementet. Dette er imidlertid ofte ikke så viktig særlig når elementet skal brukes som en indre skille-vegg.

Elementet omfatter fortrinnsvis en rute hvis masse pr. flateenhet er minst 1,2 ganger så stor som massen pr. flate-

enhet av den eller de andre ruter i elementer, fordelaktigst inneholder elementet en rute hvis masse pr. flateenhet er minst 1,2 ganger så stor som massen pr. flateenhet av den eller dé

andre ruter i elementet, i særlig foretrukne elementer har rutene minst to forskjellige masser og den tyngste rute har en masse pr. flateenhet som høyst er tre ganger massen pr. flateenhet av den letteste ruten. Anvendelsen av disse egenskaper gir lik-nende fordeler som de man har diskutert ovenfor når det gjelder

tilsvarende egenskaper ved elementer hvor det nevnte mellomrom mellom rutene er fylt med en gass hvor hastigheten av lydutbredelsen er lavere enn for luft. Man skal også legge merke til at graden av synergistiske virkninger er større når man anvender gasser hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft enn den er for gasser hvor denne hastigheten er høyere.

Man er spesielt interessert i utførelser av oppfinnelsen hvor elementet består av minst tre ruter som ved hjelp av en eller flere skilleanordninger danner minst to forseglede mellomrom mellom rutene og hvor slike mellomrom inneholder gasser hvor hastigheten av lydutbredelsen er forskjellig fra hverandre. Et slikt mellomrom kunne f.eks. inneholde luft. Det er imidlertid foretrukket at et slikt mellomrom inneholder en gassblanding hvor hastigheten av lydutbredelsen er lavere enn i tørr luft ved gitt trykk og temperatur og at det eller de andre mellomrom inneholder en gassblanding hvor hastigheten av lydutbredelsen er høyere enn for tørr luft ved gitt temperatur og trykk. På denne måten er det mulig å tilveiebringe den fordel at man får en reduksjon i reso-nansoverf ørings topp en på grunn av anvendelsen av en gass hvor hastigheten av lydutbredelsen er høyere enn for luft samtidig som man får den fordel som ligger i øket termisk isolering på grunn av at man anvender en gass hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft.

Spesielt viktig er også utførelser av oppfinnelsen hvor elementet består av minst tre ruter som ved hjelp av en eller flere skilleanordninger danner minst to mellomrom mellom rutene som er forseglet fra atmosfæren og som har forskjellig bredde. Ut-førelser av oppfinnelsen som har denne egenskap har den fordel å være spesielt effektiv i det lavere av det hørbare lydområdet.

De nevnte mellomrom mellom rutene kan f.eks. stå i forbindelse med hverandre og i dette tilfelle er de selvsagt fylt med den samme gassblanding og det vil ha den effekt at det fjerner muligheten for å bøye den mellomste ruten på grunn av trykkforskjeller i de to mellomrommene mellom rutene, det er også mulig at denne ut-førelsen øker overføringstapet over resonansfrekvensområdet. Man har oppdaget at f.eks. et vinduselement med tre ruter har en ten-dens til å resonere ved frekvenser som er styrt av bredden av mellomrommene og selvsagt av massen av de forskjellige ruter. Ved å sørge for at disse mellomrom har forskjellig bredde, er det mulig å gi to grunnleggende resonansfrekvenser til ruten og dette gir et forbedret gjennomsnittlig lydoverføringstap i resonans-området i forhold til de tilfellene hvor mellomrommet mellom rutene har den samme bredde og elementet resonerer som et hele.

Det smaleste av disee mellomrom inneholder fortrinnsvis en gass hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for tørr luft ved gitt temperatur og trykk og det bredeste av disse mellomrom inneholder en gass hvor hastigheten for lydutbredelsen er høyere enn for tørr luft ved gitt temperatur og trykk. Dette øker den gunstige effekt på lydoverføringstapet i resonansfrekvensområdet og det gir likeledes en viss forbedring i termiske egenskaper i elementet. Som man har nevnt ovenfor,

er gasser hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft gunstige med hensyn til termisk isolering og denne fordel økes inris slike gasser finnes i et trangt område hvor der ikke lett kan oppstå et strømningssystem av konveksjonsstrømninger.

Det viste mellomrom mellom rutene kan med fordel være to ganger så bredt som det eller de andre mellomrom siden dette øker den gunstige virkning på lydoverføringstapet.

I foretrukne utførelser av oppfinnelsen er det minst en rute i elementet som er et laminat. Selv om dette klart øker elementets omkostninger, vil denne ulempen i enkelte tilfeller være fullstendig kompensert ved økningen i lydoverføringstap som man får over et meget bredt område av hørbare lydfrekvenser.

Minst en ruteoverflate som danner en grense til det nevnte mellomrom mellom rutene kan med hell ha et belegg av et metall eller oksyd. Slike belegg kan være et infrarødt reflekterende belegg d.v.s. et metall eller metalloksyd som øker den termiske isolering i elementet eller det kan være et anti-reflekterende belegg f.eks. av silisiumdioksyd som øker lysgjennom-gangen i elementet. Dette er spesielt viktig når det dreier seg om elementer med tre ruter (eller med enda flere ruter) siden det er ganske vanlig at der er et tap i ly sg j ennomgang på over ty$ > ved hver grenseflategass/glass. I det tilfelle det dreier seg om et element med tre ruter vil dette føre til et totalt lysgjennomgangstap på 26$. Et slikt lysgjennomgangstap kan reduseres ved å bruke anti-reflekterende belegg. Slike metall- og oksydbelegg har også den virkning at de modifiserer friksjonen mellom gass-massen i mellomrommet mellom rutene og den belagte rute og man har oppdaget at dette modifiserer den mekanishie kopling mellom slike gassmasser og ruten, noe som i sin tur fører til en modi-

fikasjon av lydoverføringstapet.

For å unngå kondensasjon i et element med flere ruter er det ønskelig at gassblandingen som inneholdes i mellomrommet mellom rutene er tørr, men man har oppdaget at mange gasser som kan tenkes brukt ifølge den foreliggende oppfinnelse, har en ten-dens til å reagere med vanlige tørkemidler såsom silikagel. Minst ett av de nevnte mellomrom mellom rutene er fortrinnsvis i forbindelse med et tørkemiddel som er valgt fra gruppen som består av: kalsiumsulfat (CaSO^), kalsiumklorid (CaClg), kalsiumhydrid (CaH2), difosforpentoksyd (P^O,.) og molekylsikter med porer som er mindre eller lik k A. Foretrukne områder av tørkemidler vil ikke lide fra denne ulempe.

Det er ønskelig når man anvender den foreliggende oppfinnelse og forsikre seg om at gassen som anvendes i mellomrommet mellom rutene er kjemisk stabil, og det er særlig ønskelig å unngå anvendelsen av brennbare og spesielt av eksplosive gassblandinger. Det er også ønskelig å unngå anvendelsen av meget toksiske gasser.

Trykket i gassen i melbmrommet mellom rutene kan med fordel tilsvare atmosfæretrykket der hvor elementet fremstilles, siden dette klart vil gjøre produksjonsprosessen enklere, men trykket kan- også varieres spesielt hvis elementet skal anvendes for installering ved større eller mindre høyde over havet. Man kan da sørge for at trykket i gassen tilsvarer (det nominelle) atmosfæretrykket ved den høyde hvor elementet brukes. Oppfinnelsen omfatter imidlertid også tilfeller hvor trykket i gassen er helt forskjellig fra atmosfæretrykket og, i særlig grad, tilfeller hvor det nevnte mellomrom mellom rutene er fylt ved lavt trykk.

Man har oppdaget at mange av fremstillingsparametrene i et element ifølge oppfinnelsen er gjensidig avhengig av hverandre. I de tilfeller der det dreisr seg om en gass for bruk i mellomrommet mellom rutene hvor hastigheten av lydutbredelsen er lavere enn for luft, har man f.eks. funnet det ønskelig at etter som den totale masse i rutene økes under bibehold av et totalt flateinnhold i elementet, bør også forholdet mellom massene i de enkelte ruter økes. Dimensjonene på elementet påvirker også

det optimale valg av gass for anvendelse i mellomrommet mellom rutene særlig når det dreier seg om en gass hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft. Man har generelt sett

fått de beste resultater hvis man sørger for at desto større masseforholdene mellom rutene som begrenser mellomrommet er, desto større bør volumandelen av luft i blandingen være. Siden et slikt element øker i bredde og/eller i areal tror man også

at den optimale volumandel luft øker. Man går også ut fra at i et gitt element, vil den optimale volumandel luft avhengig av gassen eller gassene som luften er blandet med og andelen bør øke med en økning i tettheten i den eller de andre gasser.

Man har tidligere nevnt den optimale volumdndel luft. Grunnen for at der er et optimalt forhold i en gass hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft tror man er føl-gende: når én gass med høy tetthet innføres i et luftfylt mellomrom mellom rutene i et gitt element, vil resonansoverførings-toppen aksentueres men på samme tid vil resonanstoppfrekvensen forskyves mot en lavere verdi og man får en forbedring i lyd-overf øringstapet i mellomlydfrekvensene d.v.s. frekvensene mellom resonans- og koinsidens-frekvensene i elementet. Forbedringene i lydoverføringstap over middelfrekvensene øker imidlertid ikke med samme hastighet som nedbrytningen ved (den forandrede) resonansfrekvens og man kommer til et tidspunkt hvor en ytterligere økning i volumet av gassen med høy 'tetthet i gass/luftblandingen ikke lenger gir en netto forbedring i lydoverføringstapet over hele det hørbare lydfrekvensområdet.

Man går ut fra at der likeledes finnes en optimal verdi for andelene av de øvrige bestanddeler i en gass/luftbland-ing og hastigheten for lydutbredelsen er større enn for luft men grunnene for dette er ikke klarlagt.

Et element ifølge oppfinnelsen kan være gjennomskin-nelig men er fortrinnsvis gjennomsiktig.

En nevnt skilleanordning kan være forseglet til ruten f.eks. en glassrute ved hjelp av lodding eller den kan være limt til ruten. Visse limmaterialer kan danne ytterligere lyddemp-ning mellom en skilleanordning og ruten.

Hver av de nevnte rutene i elementet ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis en glassrute.

Foreliggende element kan fremstilles ved en fremgangsmåte som består i å bringe minst to rater like overfor hverandre med et mellomrom mellom seg på minst 9 mm og å forsegle disse rutene til en eller flere skilleanordninger som er arrangert på en slik måte at mellomrommet opprettholdes og å forårsake at det nevnte mellomrom mellom rutene fylles med gass som består av minst 30 volum-% luft med en ytterligere mengde av minst en annen gass som er valgt slik at hastigheten for lydutbredelsen i gassen som tilslutt fyller mellomrommet mellom rutene er forskjellig med"minst 5% fra hastigheten for lydutbredelsen i tørr luft ved samme trykk og temperatur. Dette er meget enk€ilt, hensiktsmessig og økonomisk fremgangsmåte for å fremstille et vinduselement som har gode akustiske isolerende egenskaper.

En fremgangsmåte kan omfatte et eller flere av de følgende trekk: den nevnte gass i mellomrommet omfatter minst 50 volum-% tørrluft, minst en annen gass er valgt slik at hastigheten for lydutbredelsen i gassen er mellom 40 og 95% av lydutbredelsen i tørr luft ved samme trykk og temperatur, de nevnte ruter er valgt slik at de har minst to forskjellige masser, en av de andre gassene i gassblandingen i mellomrommet mellom rutene består av svovelheksafluorid (SF^) og minst ett av de nevnte mellomrom mellom rutene står i forbindelse med et tørkemiddel som er valgt fra gruppen som består av kalsiumsulfat (CaSO^), kalsiumklorid (CaC^) i kalsiumhydrid (CaH2) , difosforpentoksyd (p2°5 °9 molekylsikter med porer som er mindre eller lik 4 Å.

Fordelene ved disse foretrukne egenskaper vil forstås ut fra de ting som er sagt ovenfor når det gjelder de tilsvarende

t * ;foretrukne egenskaper i elementet. ;Forskjellig foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil ;i det følgende bli beskrevet under henvisning til de medfølgende tegninger hvor: fig. 1 og 2 er tverrsnitt gjennom dobbeltvinduer; ;fig. 3 er en kurve over lydoverføringstapet over et dobbeltvindu som en funksjon av frekvensen av påfallende lydbølger; ;fig. k er en kurve som viser variasjonen i gjennomsnittlig lydoverføringstap over et dobbeltvindu hvor mellomrommet mellom rutene er fylt med en gass hvor volumandelen luft varieres; ;fig. 5 og 6 er tverrsnitt-gjennom andre dobbelte vinduer; ;fig. 7 og 8 er hver et tverrsnitt gjennom ennå andre dobbeltvinduer som har en laminert rute og ;fig. 9> 10 og 11 er tverrsnitt gjennom vinduselementer med tre ruter. ;I eksemplene er det gitt resultater fra forskjellige prøver og man skal legge merke til at alle prøvene ble utført på elementer som målte 1,5 x 2 m. I noen tilfeller er det gitt to verdier for lydoverføringstapet over et spesielt element. Disse verdiene er som er tilveiebragt ifølge tysk standard VDI 2719 og I clsom er målt ifølge International Standard ISO/R717. Prø-vene ble i alle tilfeller (hvis ikke noe annet er angitt) utført med lyden påfallende den tykkeste rute i elementet som anvist med pilene i figurene. Når andelene gasser i gassblandingen er gitt, er disse i alle tilfeller volumandeler.. Verdiene for K, varme-overføringskoeffisienten er gitt i kcal/m^ time °C. ;Figur 1 ;Fig. 1 viser et dobbeltvindu som består av to ruter ;1 og 2 med samme tykkelse og som hver består av en enkelt glassplate. Rutene har et mellomrom 3 mellom seg som er forseglet med en skillekant k som er festet til metallkantene på glassplatene ved hjelp av lodding 5. ;Prøveelement 1 ;Av sammenlikningsgrunner ble et luftfylt prøveelement fremstilt i overensstemmelse med fig. 1 og besto av to glassplater som hver var 6 mm tykke og som var holdt i en avstand fra hverandre ved hjelp av en skillekant slik at man derfed får et mellomrom mellom rutene som er 12 mm bredt. ;Lydoverføringstapet over denne ruten var R^ = 33 dB. ;Eksempel 1 ;Prøveelement 1 ble gjennomstrømmet med svovelheksafluorid (SFg) inntil mellomrommet mellom rutene inneholdt en gassblanding som besto av 25$ SF^ og 75$ luft. Hastigheten for lydutbredelsen i denne gassen (C ) er ?8$ av hastigheten for lydutbre-deise i luft (Ca). ;Lydoverføringstapet var R = 35 dB som er en forbedring på 2 dB i forhold til prøveelement 1. ;Prøveelement 2 ;Et annet luftfylt element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 1. Hver glassrute var k mm tykk og mellomrommet rutene var 12 mm bredt. Lydoverføringstapet var R^ = I = 31 dB. ;Eksempel 2 ;Prøveelement 2 ble gjennomstrømmet med freon (CClgF,,) inntil mellomrommet mellom rutene inneholdt 20$ CCl^F og 80$ luft. I denne gassblandingen var Cg = 78$ Ca. Lydoverførings-tapet i dette elementet var R =1 = 34 dB som er en forbed- ;w a ;ring på 3 dB i forhold til det tilsvarende luftfylte prøveele-ment 2. ;Figur 2 ;Fig. 2 viser et dobbeltvindu som består av to ruter ;6 og 7 som hver består av en enkel glassplate. Den første ruten 6 er tykkeredenn den andre ruten 7« Ruten har et mellomrom mellom seg og mellomrommet 8 mellom dem er forseglet med en skilleanordning 9 som er festet til metallkantene på glassplatene ved hjelp av lodding 10. ;Prøveelement 3 ;Et luftfylt prøveelement ble fremstilt som beskrevet i fig. 2. Glassrutene var henholdsvis 8 og 4 mm tykke og dette ga et masseforhold mellom rutene på 2:1 men ved den samme totale rutemasse som i prøveelement 1 og i elementet fra eks. 1 og mellomrommet mellom rutene var igjen 12 mm. Elementet hadde en varmeoverføringsko effi si ent K = 2,54. Resonansoverføringstoppen lå på en frekvens F^ = 200 Hz og lydoverføringstapet ved denne frekvensen var L = 22 dB. Lydoverføringstapet var R = I ;w a ;35 dB. ;Eksempel 3 ;Mellomrommet i prøveelement 3 ble fylt med den samme ;gassblanding som ble anvendt i eks. 1, nemlig 25$ SF^ og 75$ luft. ;Lydoverføringstapet var R^ = 4l dB. ;Man vil se at anvendelse av hver av de egenskaper som skiller elementet fra eksempel 1 og prøveelement 3 fra prøveele-ment 1 gir en forbedring i lydoverføringstap på R^ er 2 dB men med å slå sammen disse to egenskaper å fremstille elementet i eksempel 3» får man en forbedring i lydoverføringstap R "Vi i prøve-element 1 ikke på 4 dB som ventet men på 8 dB. Dette er på grunn av den synergistiske virkning av de to egenskaper. ;Prøveelement 4 ;Et element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 med de samme dimensjoner som prøvelement 3« Mellomrommet mellom rutene ble fylt med freon (CCl^F^). Hastighetene for lydutbredelsen i denne gassen (Cg) er 44$ av hastigheten for lydutbre- ;deisen i luft (Ca). Man fikk følgende resultater: ;R = 40 dB I = 39 dB ;w a ;F = léOHz L = 19 dB ;XV ;K = 2,37 ;Eksempel 4 ;Luften i prøveelement 3 ble erstattet med en blanding 50$ freon (CC12F2) og 50$ luft. Man fikk følgende resultater: ;Cg = 59$ ;R =1 = 40 dB ;w a ;F_, = 160Hz ;L = 21 dB ;K =2,33;Disse tallene viser en forbedring i termisk og akustisk isolering i forhold til prøveelement 3 og i forhold til prøveelement 4 og dette viser at ved å innføre volumandeler som er større enn 30$ av gassblandingen mellom rutene får man en mer gunstig effekt på lydoverføringstapet særlig i resonansfrekvensområdet enn når man anvender en ren gass. ;Prøveelement 5 ;Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 hvor rutene var av glass og henholdsvis 6 og 4 mm tykke noe som ga et masseforhold mellom rutene på 1,5:1 og mellomrommet mellom rutene var 12 mm. ;I dette elementet er R =1 =33 dB. ;w a ;Selv om ikke K ble målt på dette elementet vil den være større enn den korresponderende verdi på 2,54 i prøveele-ment 3 på grunn av forskjellen i total glasstykkelse. ;Eksempel 5 ;Et element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 og med de samme dimensjoner som prøveelement ty. Mellomrommet 8 ble fylt med en gassblanding som besto av 10$ freon (CClgF,,) og 90$ luft. Man fikk følgende resultater: ;Cg = 87$ Ca ;R =1 = 36 dB ;w a ;FR = 200Hz ;L = 18 dB ;K = 2,51 ;Man vil legge merke til at dette representerer en forbedring i forhold til prøveelement 5 og at der til og med er en liten forbedring i lydoverføringstapet generelt og i termisk isolering i forhold til prøveelement 3 selv om man har større tykkelse i glasset og et større masseforhold mellom rutene i dette prøveelementet. ;Prøveelement 6 ;Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2. Glassplatene var henholdsvis 8mm og 6mm tykke og dette ga et masseforhold mellom rutene på 1,33:1 og en total rutetykkelse på 14 mm. Mellomrommet mellom rutene var 12 mm bredt. ;Lydoverføringstapet R^ var 35 dB. ;Eksempel 6 ;Prøveelement 6 blE anvendt og mellomrommet mellom rutene ble fylt med 25$ SFg og 75$ luft. I denne gassblandingen er Cg = 78$ Ca. ;Lydoverføringstapet R^ var 38 dB. ;Prøveelement 7 ;Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig.2. Glassrutene var henholdsvis lOmm og 4 mm tykke og dette ga et masseforhold mellom rutene på 2,5:1 og den samme totale rutetykkelse som i prøveelement 6. Mellomrommet mellom rutene var igjen 12 mm. ;Lydoverføringstapet R^ var 36 dB. ;Eksempel 7 ;Prøveelement 7 ble anvendt og mellomrommet mellom rutene ble fylt med 25$ SF^ og 75$ luft, den samme gassblanding^ som ble anvendt i eksempel 6. ;Lydoverføringstapet Rw var 4l dB. ;Sammenlikning av prøveelementene og eksemplene 6 og 7 viser to interessante forhold. Ved å øke masseforholdet mellom rutene men ved å la den totale rutemasse være uforandret, får man en forbedring i lydoverføringstapet R^. Videre vil man legge merke til at forbedringen i lydoverføringstapet mellom elementet fra eksempel 7 og prøveelement 7 er større enn mellom elementet fra eksempel 6 og prøveelement 6. Dette viser at for elementer med den samme totale masse er den synergistiske effekt som man har nevnt ovenfor større når masseforholdet av rutene i elementet øker (kfr. i denne forbindelse NO-B-144801). ;Prøveelement 8 ;Et luftfylt dobbeltvindu som illustrert i fig. 2 ble fremstilt fra glassplater som henholdsvis var 12mm og 4 mm tykke og som var skilt med et mellomrom på 12 mm. Masseforholdet mellom rutene var 3*1»

Man fikk følgende resultater:

<R>w<=> 36 dB

FD = 250 til 300 Hz

L = 25 dB

Prøveelement 9

Et element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 og med de samme dimensjoner som prøveelement 8. Mellomrommet mellom rutene ble fylt med CC^F^.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 44$ Ca

R = 40 dB

w

F„ = l60Hz

L = 14 dB

Eksempel 8

Et element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 og med de samme dimensjoner som prøveelementene 8 og 9» Mellomrommet mellom rutene ble fylt med 20$ CClgFg og 80$ luft.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 78$ Ca

R = 42 dB

w

FR = 160 Hz

L = 23 dB

Dette eksemplet og sammenlikning med prøveelementene 8 og 9 viser det riktige forhold at en blanding av en viss gass og luft kan gi bedre akustiske egenskaper i et element med gitte dimensjoner enn både en ren gass og ren luft. Det viser også at andelen av en slik gass kan være ganske liten og dette er viktig når det gjelder frems til1ings omko s tningene for elementet.

Prøveelement 10

Et SFg-fyllt element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 2 og med de samme dimensjoner som prøveelement 8.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 39$ Ca

R = 41 dB

w

FD = l60Hz

K

L = 13 dB

Eksempel 9

Prøveelement 10 ble fylt med en gassblanding som besto av 25$ SF6 og 75$ luft.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 78$ Ca

R = 42 dB

w

F = 160Hz

ti

L = 21 dB

Man vil igjen legge merke til at å innføre en viss andel luft i gassblandingen har en gunstig effekt på lydover-føringstapet ved resonansfrekvensen sammenliknet med et element hvor gassblandingen ikke inneholder luft.

Figur 3.

Fig. 3 er en kurve som viser lydoverføringstap over tre doble vinduer ved forskjellige lydfrekvenser. Kurvene a og b tilsvarer henholdsvis til prøveelementene 8 og 10 og kurve c tilsvarer elementet fra eksempel 9.

Kurve a viser koinsidensoverføringstopper med 800Hz

og 3150Hz som tilsvarer de kritiske koinsidensfrekvenser for en 12 mm plate og en 4ttm plate og en resonansoverføringstopp mellom 250Hz og 300Hz. Ved frekvensen for resonansoverføringstoppen (FR) er der et lydoverføringstap (L) på 25 dB.

Kurve b viser lydoverføringstapet over et element med de samme dimensjoner fylt med SF^. Man vil legge merke til at man har en betraktelig forbedring i det middels frekvensområde og en mindre men fremdeles merkbar forbedring mellom koinsidens-frekvensene. - Over den høyeste koinsidensfrekvens er der ikke noe særlig forskjell mellom kurvene a og b. Kurve b viser en resonansoverføringstopp ved frekvensen l60Hz hvor der er et lyd-overf øringstap på 13 dB. Man vil imidlertid legge merke til at å fylle mellomrommet mellom rutene med SF^ har forårsaket at resonanstoppen er blitt skarpere og at i frekvenser under 200 Hz er der i virkeligheten et tap i det tilveiebragte lydover-føringstapet. Denne nedbrytningen ved lave frekvenser balanseres av gevinsten i lydoverføringstap over området av frekvenser fra 200Hz til en høyere kritisk koinsidensfrekvens slik at der er en netto gevinst i lydoverføringstap R wpå 5 dB, men selv om dette er tilfelle ville et slikt element hvis det skal møte visse stand-arder f.eks. ISO-R717, være uantagelige under disse forhold på grunn av den relative økning i lydoverføring ved resonans-

Frekvensen.

Kurve c viser lydoverføringstapet over et element

med tilsvarende dimensjoner fylt med en gassblanding som består av 25$ SF^ og 75$ luft. Man vil legge merke til at over den kritiske koinsidensfrekvens er der ikke særlig forskjell mellom kurve c og kurve a og b. Mellom de kritiske frekvenser er der en marginal forbedring i forhold til kurve b mens i det middels frekvensområdet viser kurve c en vesentlig forbedring i forhold til kurve a. Man vil igjen legge merke til at resonansover-føringstoppen er blitt forskjøvet til en lavere frekvens (l60Hz) men i dette tilfelle er cer et meget større lydoverføringstap ved resonanstoppen på 21 dB. Lydoverføringstapet R wfor et element ifølge kurve c er k2 dB noe som gir en forbedring i forhold til kurve a på 6 dB og i forhold til kurve b på 1 dB.

Figur k

For å illustrere virkningen av å forandre volumandelen luft i gassblandingen i et dobbeltvindu, henvises det nå til fig. k som er en kurve som viser forbedringen i lydover-føringstap R^ som en funksjon av variasjonen av volumandeler luft i et dobbeltvindu som består av to glassruter som henholdsvis er 12mm og k mm tykke, og som er plasert i en avstand av 12 mm fra hverandre. Elementet var opprinnelig luftfylt og luften ble erstattet med økende volumandeler SFg. Man vil legge merke til at den akustiske forbedring øker raskt inntil gassblandingen består av 5$ SFg og 95% luft og at kurven f later ut og når et maksimum på ca. 40$ SF^ og 60$ luft. Man vil også legge merke til at man kan få bedre resultater med 10$ SFg enn med 100$ SFg i gassblandingen i mellomrommet mellom rutene. Endelig vil man legge merke til at kurven gjelder prøveelementene 8 og 10 og elementet fra eksempel 9«

Man har funnet at når man setter opp en tilsvarende kurve for et element som har glassplater som er 10 mm fra hverandre, og som er henholdsvis 6 mm og k mm tykke, d.v.s. at der finnes et masseforhold mellom rutene på 1,5:1 i motsetning til 3:1, vil man få et maksimalt lydoverføringstap R^ når gass/luft-blandingen i mellomrommet inneholder 60$ SFg.

Figur 5

Fig. 5 viser en annen type dobbeltvindu som består av to glassruter 11 og 12 med et mellomrom 13 som er forseglet og som opprettholdes av en skilleanordning lk som er limt med et limstoff 15 til glasskantene. Skilleanordningen 14 er en ramme-konstruksjon og limstoffet kan være av kjent type. Glassplatene 11 og 12 er av samme tykkelse.

Prøveelement 11

Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 5. Glassplatene var hver 6 mm tykke og mellomrommet mellom rutene var 2k mm. Lydoverføringstapet var R w=

I a = 36 dB.

Prøveelement 12

Prøveelement 11 ble fylt med SF^ og man fant at I = <R>w <=> 39 dB.

Eksempel 10

Prøveelement 11 ble gjennomblåst med SF^ slik at mellomrommet mellom rutene inneholdt 63$SF^ og 37$ luft. I dette elementet fant man at I = R = 40 dB noe som represen-

a w

terer en forbedring i lydoverføringstap i forhold til det tilsvarende luftfylte element på k dB, og en forbedring på 1 dB

i forhold til det korresponderende SF^-fylte element. Den siste forbedring skyldes hovedsakelig større lydoverføringstap ved resonansfrekvensene.

Figur 6

Fig. 6 viser et annet dobbeltvindu som består av to glassruter 16 og 17 med et mellomrom 18 som er forseglet og som opprettholdes ved hjelp av en rammeliknende skilleanordning 19 som er limt med et limstoff 20 til rutenes kanter. I denne fi-guren vil man legge merke til at den første ruten 16 er tykkere enn den annen rute 17 og at den derfor har større masse pr. overflateenhet.

Prøveelement 13

Et luftfylt element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 6. Platene 16 og 17 var henholdsvis 8mm og 5 mm tykke og mellomrommet var 12 mm bredt.

Man fikk følgende resultater:

R = 37 dB

w

F_ = 250Hz

XV

L = 2k dB

Prøveelement 14

Mellomrommet mellom rutene i prøveelement 13 ble fylt med SF6.

Man fikk følgende resultater:

R = 39 dB

F_ = 160Hz

K.

L = 13 dB

Eksempel 11

Mellomrommet mellom rutene i prøveelement 13 ble fylt med 25$ SF6 og 75$ luft.

Man fikk følgende resultater:

R = kl dB

■w

FD = léOHz

xi.

L = 23 dB

K =2,39

Disse egenskaper representerer en vesentlig forbedring i forhold til prøveelementene 13 og lk. Prøveelement 15

Mellomrommet i prøveelement 13 økt fra 12 til 20 mm.

Prøveelement 16

Mellomrommet i prøveelement 15 ble fylt med SF^. Man fikk følgende resultater:

R = 40 dB

F., = léOHz

xv

L = 13 dB

Eksempel 12

Mellomrommet i prøveelement 15 ble fylt med en blanding av 25$ SF6 og 75$ luft.

Man fikk følgende resultater:

R = kl dB

w

Fn = 125Hz

XV

L = 19 dB

Prøveelement 17

Et luftfylt element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 6. Glassrutene 16 og 17 var henholdsvis 9 mm og 5 mm tykke og mellomrommet 18 var 20 mm bredt.

Prøveelement 18

Prøveelement 17 ble fylt med en blanding av 90$ He og 10$ luft.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 232$ Ca

R =1 = 46 dB

w a

Man fant at lydoverføringstapet i dette elementet var større enn i prøveelement 17 selv ved resonansfrekvensene men den

termiske isolering på dette elementet var meget dårlig.

Eksempel 13

Prøveelement 17 ble fylt med en blanding av 40$ He

og 60$ luft.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 127$ Ca

R =1 = kj dB

w a

Lydoverføringstapet for dette elementet var forbedret i forhold til tapet man fikk ved prøveelement 17 på en meget tilfredsstillende måte, selv om der ikke var så stort tap som i prøveelement 18. Elementet ifølge dette eksemplet var imidlertid meget bedro enn prøveelement 18 når det gjaldt termisk iso- . lering.

Ved sammenlikning av prøveelement 18 og eksempel 13 vil det være åpenbart at anvendelsen av en gassblanding hvor hastigheten for lydutbredelsen er større enn for luft, vil lave volumandeler luft i blandingen gi et bedre lydoverføringstap enn høyere volumandeler, men på samme tid vil dette redusere effektiviteten i elementet som termisk isolator.

Prøveelement 19

Av sammenlikningsgrunner ble et luftfylt prøveelement fremstilt i overensstemmelse med fig. 6 hvori plater 16 var 12 mm tykk, plate 17 var 4 mm tykk og mellomrommet mellom platene

18 var 12 mm bredt.

Man fikk følgende resultater:

R = 38 dB

Ia <=> 39 dB

F_, = 2 50Hz

XV

L = 24 dB

K = 2,5

Prøveelement 20

Prøveelement 19 ble fylt med SFg og man fikk føl-gende resultater:

R = 43 dB

F_, = léOHz

XV

L = 14 dB

K = 2,46

Eksempel 14

Prøveelement 19 ble fylt med en blanding av 25$ SF^ og 75$ luft, og man fikk følgende resultater:

R = 44 dB

F_ = 160Hz

K.

L = 21 dB

K =2,37

Disse tallene viser en meget tilfredsstillende forbedring i forhold til prøveelementene 19 og 20.

Videre, hvis man sammenlikner eksempel 11 med eksempel 14 vil man legge merke til at dette siste eksemplet gir bedre resultater. Dette skyldes delvis det større masseforhold mellom rutene i elementet i det sistnevnte eksempel.

Prøveelement 21

Prøveelement 19 ble fylt med helium. Man fikk føl-gende resultater:

Cg = 290$ Ca

R = 46 dB

v

K =3,5

Man vil legge merke til at dette elementet gir meget gode resultater fra et akustisk synspunkt, men på bekostning av de termiske isolerende egenskaper.

Eksempel 15

Prøveelement 19 ble fylt med en blanding av 56$ He og 44$ luft. Man fikk følgende resultater;

Cg = 145$ Ca

R = 44 dB

w

K = 3,0.

Dette representerer et meget akseptabelt kompromiss idet man får et høyt lydoverføringstap uten en så stor reduksjon i termiske isolerende egenskaper som i prøveelement 21 Prøveelement 22

Prøveelement 19 ble fylt med metan (CH^) og man fikk følgende resultater:

Cg = 129$ Ca

R =1 = 40 dB

w a

FR = 250Hz

L = 25 dB

Eksempel 16

For ytterligere å demonstrere virkningen av å blande luft inn i gassblandingen i elementet, ble prøveelement 19 fylt med en blanding av 50$ CH^ og 50$ luft.

Man fikk følgende resultater:

Cg = 113$ Ca (beregnet)

R =1 = 43 dB

w a

F-, = 160Hz

Dette viser at man får en vesentlig forbedring både

i forhold til det luftfylte element ved de samme dimensjoner (prøveelement 19) og det metanfylte prøveelement 22.

Eksempel 17

Prøveelement 19 ble fylt med en blanding av 50$ CO^ og 50$ luft. Man fikk følgende resultater;

Cg = 88$ Ca (beregnet)

R = I = 43 dB

w a

Fn = 160Hz

xv

K = 2,4

Dette er et annet meget effektivt lydisolerende element som også har forbedrede termiske isolerende egenskaper.

Figur 7

Ytterligere utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til fig. 7 som viser et dobbeltvindu som består av en rute 21 som er et laminat og består av to glassplater 22 og 23 som er limt sammen ved hjelp av et lag 24 av polyvinylbutyral (PVB). Glassplatene 22 og 23 er hver 6 mm tykke og PVB-laget 24 er 1,14 mm tykt og består av et antall lag kommersielt tilgjengelig PVB film som er 0,38 mm tykt. Den første ruten 21 er skilt fra den andre ±?uten 25 som er 4 mm tykk ved et mellomrom 26 som er 12 mm bredt. Mellomrommet mellom rutene opprettholdes og forsegles ved hjelp av en skilleanordning 27 som er loddet til de metallbelagte kanter av de to rutene.

Prøveelement 2 3

Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 7» I dette elementet er R = 39 dB.

Prøveelement 24

Prøveelement 23 ble fylt med CC12F2.

R = 42 dB

■w

Fn = l60Hz

XV

L = 18 dB

Eksempel 18

Prøveelement 23 ble fylt med en blanding av 50$ CC12F2 og 50$ luft.

it»//; i R = 44 dB

w

F^ = 160Hz

L = 23 dB

Man vil således legge merke til at det også er en fordel å blande en volumandel luft i gassblandingen i et element med denne konstruksjon.

Prøveelement 2 5

Et luftfylt dobbeltvindu ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 7 bortsett fra at mellomrommet ble forseglet under anvendelse av en limt skilleanordning som tilsvarer den som er nevnt i fig. 6. Mellomrommet var 12 mm bredt. Man fant at R^ var 39 dB.

Eksempel 19

Prøveelement 25 ble fylt med en blanding av 40$ - SFg og 60$ luft. Man fant at Rw var 47 dB, noe som viser at dette elementet gir et meget godt lydoverføringstap.

Figur 8

Fig. 8 viser et dobbeltvindu som har en rute 30 som er en glassplate 12 mm tykk som holdes i avstand fra en annen rute 31 som består av tre glassplater 32,33,34 som hver er 3mm

tykke og som er limt til hverandre ved hjelp av to lag 35 °g 3° av PVB som hver er 0,76 mm tykt. Mellomrommet mellom rutene 37 er 12 mm bredt og rutene holdes i denne avstand ved hjelp av en skilleanordning 38 som er festet til den metallbelagte kanten av de to rutene ved hjelp av lodding 39•

Eksempel 20

Et element ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 8 hvor mellomrommet mellom rutene ble fylt med en gassblanding som besto av 25$ CC12F2 og 75$ luft.

Cg = 73$ Ca

£ =1 = 44 dB

w a

FR = 125Hz

L = 28 dB

K =2,34

Man vil således iégge merke til at dette elementet gir gode resultater både med hensyn til termisk og akustisk isolering.

Eksemplene som følger vedrører vinduselementer med tre truter.

Figur 9

Fig. 9 viser et vinduselement med tre ruter som består av tre glassplater 40, kl og k2 som henholdsvis er lOmm,

k mm og k mm tykke og som er skilt fra hverandre med mellomrommene 43 og kk som henholdsvis er 6 mm og 12 mm brede og forseglet fra hverandre og fra atmosfæren ved hjelp av rammeliknende skilleanordninger 45 og 46 som holdes fast mellom rutene ved hjelp av lim 47. Man vil legge merke til at massen av den første ruten er 2,5 ganger så stor som hver av de andre rutene og at et av mellomrommene mellom rutene er dobbelt så bredt som det andre.

Prøveelement 26

Et luftfylt vinduselement med tre ruter ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 9« Lydoverføringstapet over dette elementet er av størrelsesorden 40 dB. Når man tegner en kurve av påfallende lydfrekvens mot lydoverføringstapet over elementet finner man at der er to resonansoverføringstopper. Disse finner sted ved FR = 200 Hz og F' = 315Hz.

Eksempel 21

Det smaleste mellomrom 43 i prøveelement 26 ble fylt med en blanding av 5$ SFg og 95$ luft (Cg er lavere enn Ca) og det bredeste mellomrom ble fylt med 70$ helium og 30$ luft (Cg er høyere enn Ca). I dette elementet er lydoverføringstapet flere BB høyere enn de 40 dB man fikke ved det tilsvarende luftfylte prøveelement 26. Man fant at frekvensen for den laveste resonansoverføringstopp ble forskjøvet mot en lavere frekvens.

Figur 10

Andre elementer med tre ruter ifølge oppfinnelsen kan fremstilles som vist i fig. 10. Elementet som er vist består av en rute 50 som består av en glassplate 10 mm tykk som ved hjelp av en skilleanordning av rammetypen 51 er festet til en annen glassrute 52 som er 4 mm tykk. Skilleanordningen 51 er festet til den første og den andre ruten ved lim 53 °g den er formet slik at den har en skulder 54 hvortil en mellomliggende glassrute 55 (som også er 44 mm tykk) holdes ved hjelp av et mellom-legg 56 f.eks. av butylgummi. Mellomrommene 57 og 58 mellom henholdsvis den første og den mellomste ruten 50 og 55 og mellom den mellomste og den andre ruten 55 og 52 står i forbindelse med hverandre ved hjelp av huller 59 og 60 i skilleanordningen 51»

Prøveelement 27

Et luftfylt vinduselement med tre ruter ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 10. Mellomrommene 57 °g 58 var henholdsvis 2,5 mm og 9,5 mm bred. Man fant at R w = I = 39 dB når elementet ble prøvet med lyd påfallende den tynneste ytre rute.

Eksempel 22

Prøveelement 27 ble modifisert ved at det ble fylt med en blanding av 33$ C02 og 67$ luft. På denne måten kunne lydoverføringstapet som igjen ble målt med lyd påfallende den tynneste ytre rute, øket til R^ = I& = 41 dB. Forbedringen i forhold til prøveelement 27 var spesielt merkbar i resonansfrekvensområdet.

Prøveelement 28

Prøveelement 27 ble modifisert ved å øke de videste mellomrom mellom rutene til en større bredde enn 11 mm mens man samtidig beholdt den totale bredde i mellomrommene. Dette elementet ble igjen luftfylt og når man prøvde det med lyden påfallende den tykkeste ytre rute som antydet med pilene i fig. 10, fant man at R = kl dB.

Prøveelement 29

Prøveelement 28 ble fylt med CClgFg og man fant at I = 42 dB og R = 44dB.

a & w

Eksempel 2 3

Prøveelement 28 ble modifisert ved at det ble fylt med en blanding av 58$ CC12F2 og 42$ luft.

Cg = 56$ Ca

R = 47 dB

w

I = 45 dB

a

Dette viser en økning i lydoverføringstap kan tilveiebringes i et vinduselement med tre ruter fylt med en gassblanding som delvis består av luft.

Eksempel 24

Prøveelement 28 ble fylt med en blanding av 50$ SF^ og 50$ luft. Man fant at R^ = I = 45 dB.

Anvendelsen av en ren gass i mellomrommene i et element ifølge fig. 10 forskyver den laveste resonansoverførings-topp til en lavere frekvens, men på samme tid vil overførings-tapet ved denne (forandrede) toppfrekvens reduseres, sammenliknet med tilsvarende dimensjonert, luftfylt element. Ved å blande en slik ren gass med luft, er det imidlertid mulig å redusere effektene av resonansoverføringstoppen og således for-

bedre lydoverføringstapet i forhold til et tilsvarende dimensjonert element som er fylt enten med ren luft eller med en gass.

Prøveelement 30

Et luftfylt vinduselement med tre ruter ble fremstilt i overensstemmelse med fig. 10 med den modifikasjon at skilleanordningen 51 var snudd slik at mellomplaten 55 ble holdt nærmere den tynneste ytre 52 enn den tykkeste rute 50. Det videste mellomrom mellom den tykkeste rute 50 og mellomruten 55 var 9,5 mm, og det smaleste mellomrommet var 2,5 mm bredt.

Når man prøvde dette elementet med lyd på den tykkeste ytre ruten, som vist med pilene i fig. 10, var lydoverføringstapet R =39 dB.

Prøvelement 31

Prøveelement 30 ble fylt med SF^ og utprøvet. Man fant at lydoverføringstapet var R =1 =41 dB.

w a

Eksempel 2 5

Prøveelement 30 ble fylt med en blanding av 90$

SF,- og 81$ luft. Man fant at R w BI =42 dB.

6 ' w a

Eksempel 26

Elementet fra eksempel 25 ble modifisert ved at man økte bredden av det bredeste mellomrom mellom rutene til mer enn 11 mm samtidig som man reduserte bredden av det smaleste mellomrom • slik at den totale bredde i begge mellomrommene var 12 mm.

En forbedring i R^ på ca. 1 dB ble tilleiebragt.

Eksempel 27

Et element ifølge oppfinnelsen som gir spesielt gode resultater både med hensyn til akustiske og termiske egenskaper kan fremstilles som vist i fig. 11. I denne tegningen er tre glassplater 6l, 62 og 63 holdt i en avstand fra hverandre ved hjelp av en skilleramme 64 som er limt til platene 6l og 62. Skilleanordningen 64 er fremstilt med en fordypning 65 som har

en skulder som mellomplaten 63 holdes mot, som beskrevet i fig.

9, Et smalt mellomrom 66 mellom platene 6l og 63 står i for-bindelse med et bredere mellomrom 67 gjennom haller 70 i skilleanordningen. Mellomplaten 63 har på den siden som vender mot det bredeste mellomrommet 67 et belegg 68 som reflekterer infra-rød' stråling. Slike belegg kan f.eks. være kopper, gull eller

tinnoksyd. Hver overflate av de andre platene 6l og 62 har et belegg 69 som er slik at det reduserer refleksjon av synlig lys. Disse beleggene 69 kan f.eks. være titanoksyd eller silisiumdioksyd og de har den virkning at de øker lysgjennom-gangen og hindrer dobbeltbilder når man ser gjennom vinduet.

Man kan også bruke beleggene i en annen sammensetning og andre materialer.

Et element ifølge fig. 11 kan fylles med en passende gassblanding f.eks. en gassblanding som nevnt i eksempel 22 til 26. Hvis man bruker en gassblanding som er nevnt i et av de eksemplene, og elementet fremstilles ved de samme dimensjonene som i de andre eksemplene, finner man at lydoverføringstapet i et element ifølge fig. 11 er meget lik.

I en variant, kan begge overflatene av mellomruten 63 dekkes med et belegg som reflekterer infrarød stråling. I en annen variant, kan et av de anti-reflekterende belegg 69 er-stattes med et belegg som reflekterer infrarødt. I ennå en annen variant, er de to mellomrommene isolert fra hverandre. I denne varianten kan de to mellomrommene mellom rutene fylles med forskjellige gassblandinger. For eksempel kan en blanding hvor Cg er mindre enn Ca innføres i det smaleste mellomrom for å gi gode termiske egenskaper til elementet mens en blanding hvor Cg er større enn Ca kan innføres i det bredeste mellomrommet og gi gode lydoverføringstap.

S.ærlig kan mellomrommene fylles med gasfeblandinger som nevnt i eksempel 21 og for tilsvarende dimensjonerte elementer vil man få tilsvarende lydoverføringstap.

Man vil legge merke til at man i hvilket som helst

av eksemplene som er nevnt kan anvende forskjellige gassblandinger og særlig gassblandinger som er nevnt i noen av de andre eksemplene og at et hvilket som helst av elementene som er beskrevet i fig. 1,2,5,6,7,8,9 og 10 kan ha ett eller flere belegg på overflatene f.eks. belegg som er beskrevet i eksempel 27.

Videre vil man legge merke til at man kan innføre et tørkemiddel i et enkelt eller flere av mellomrommene mellom rutene i elementene som beskrevet i eksemplene. Dette kan gjøres meget enkelt ved å anvende en skilleanordning av rammetypen som er beskrevet i fig. 5,6,9,10 og 11 hvor der er ettieller flere huller eller forsenkninger i skilleanordningen slik at rammens indre står i forbindelse med det tilknyttede mellomrom. Tørke-midlet kan da oppbevares i skilleanordningen.

Man vil videre legge merke til at den indre overflate av en skilleanordning kan dekkes med et lyddempende materiale såsom filt. Dette har særlig gunstig effekt på lydover-føringstoppen, særlig når elementet er fylt med en gassblanding hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for luft.

Claims

1. Lysgjennomslippende panel som består av minst to ruter

som holdes en avstand fra hverandre ved hjelp av en eller flere skilleanordninger og danner minst ett mellomrom mellom rutene,karakterisert ved at det er minst ett mellomrom mellom rutene som er mer enn 9 mm bredt og som er forseglet fra atmosfæren og som inneholder en gass som er eller som er ekvivalent i sammensetning med en blanding omfattende minst 30 volum-% luft med tilsats av minst en annen gass, og ved at gassblandingen er valgt slik at hastigheten av lydutbredelsen i denne blanding er minst 5% forskjellig fra hastigheten i tørr luft ved samme trykk og temperatur.

2. Panel ifølge krav 1, karakterisert ve d at gassblandingen er eller tilsvarer sammensetningen av en blanding som består av minst 50 volum-% luft.

3. Panel ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte gassblanding delvis består av svovelheksafluorid (SFg).

4. Panel ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den nevnbe gassblanding delvis består av minst en gass som er valgt fra gruppen: diklordifluormetan (freon) (CC12F2) , karbondioksyd (CO,,) , argon (A) , butan (C4H1Q) , nitrogenoksyd (N20) og klorpentafluoretan (C2C1F,-).

5. Panel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den nevnte gassblanding delvis består av minst en gass som er valgt fra helium (He), neon (Ne), metan (CH^) og hydrogen (H2).

6. Panel ifølge krav 1-5, karakterisert ved at et mellomrom inneholder en gassblanding hvor hastigheten på lydutbredelsen er lavere enn i tørr luft ved gitt temperatur og trykk, og at et annet slikt mellomrom inneholder en gassblanding hvor hastigheten på lydutbredelse er høyere enn for tørr luft ved gitt trykk og temperatur.

7. Panel ifølge krav 6, karakterisert ved at det smaleste av mellomrommene mellom rutene inneholder en gassblanding hvor hastigheten for lydutbredelsen er lavere enn for tørr luft ved gitt temperatur og trykk, og at det videste av mellomrommene inneholder en gassblanding hvor hastigheten av lydutbredelsen er høyere enn for tørr luft ved gitt trykk og temperatur.