NO324996B1 - Lydisolerende vindu. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et lydisolerende vindu.

I bygninger benyttes ofte isolerende vinduer for å forbedre lokalitetenes termiske isola-sjon. Vinduene omfatter generelt to glassplater som er forbundet ved hjelp av en mellomliggende ramme som holder platene i en viss avstand fra hverandre idet det mellom platene fanges inn et sjikt av luft eller en gass. For eksempel kan glassplatene ha en tykkelse på 4 mm og være atskilt av luft eller gass i en avstand av mellom 6 og 24 mm. Uansett hvordan de er har slike vinduer begrensede akustiske ytelser, særlig er de dårli-gere enn de til et monolittisk glass med samme totale overflatemasse og særlig viser dobbeltvinduer med to plater på 4 mm dårlige akustiske egenskaper.

Forskjellige midler har vært benyttet i industrien for å forbedre de akustiske ytelser for disse isolasjonsvinduer. Det mest benyttede middel består i å øke tykkelsen av glassplaten men denne teknikk har en begrenset effektivitet og øker vekten av vinduet.

Et annet middel består i å øke tykkelsen av luft sjikt men denne virkning er ikke følsom for annet enn luftsjikt på flere centimeter, noe som forbyr realisering av faste isolerende vinduer.

Fra EP-0 100 701 kjenner man et vindu hvis glassplater består av spesielle laminater som innarbeider spesielle polymerfilmer. Denne type vindu tillater en meget god for-bedring i forhold til de vanlige isolasjonsvinduer men prisen er imidlertid likeledes vesentlig høyere.

Visse publikasjoner har foreslått vinduer dannet av plater av monolittisk glass av stan-dard tykkelse på hvis utside det er installert Helmholtz resonatorer tilpasset resonans-frekvensen for luftsjiktet som er lukket inne mellom glassplatene med hvilke de er forbundet. En Helmholtz resonator består av et hulrom som står i forbindelse med det ytre via en snever munning. Når et akustisk trykk virker på denne munning vil denne begyn-ne å vibrere luftmassen inneholdt i hulrommet ved en viss frekvens som er en funksjon av dimensjonene av hulrommet. Helmholtz resonatoren benyttes for å oppnå lavfrek-vensoscillasjon; effektiviteten er maksimal rundt sin akustiske resonansfrekvens samt dennes harmonier.

Et eksempel på denne teknikk er beskrevet i WO-A-85 02640. Dette patent angår en kasse utstyrt med sfæriske Helmholtz resonatorer som befinner seg på utsiden av kas-sen og står i forbindelse med dens indre hulrom via ledninger med lite tverrsnitt. Imidlertid er dette systemet svært lite egnet for isolasjonsvinduer da realisering av ytre sfæriske resonatorer er kostbar og vanskelige å bringe på plass. Videre er disse resonatorer relativt voluminøse i forhold til volumet av luftsjiktet i vinduet og fører så til en enhet med betydelige dimensjoner.

DE 3 401 996 angår en variant av det ovenfor beskrevne system anvendt på et vindu og som ikke benytter mer enn en Helmholtz resonator, fremdeles på utsiden av vinduet, montert ved dettes periferi og hvis hulrom står i forbindelse med det mellomliggende luft sjikt ved hjelp av en kontinuerlig spalt men dette system oppviser de samme feil som ovenfor.

Fra EP 0 579 542 kjenner man til slutt et vindu som ved periferien er utstyrt med en bølgeføring som står i forbindelse med luftsjiktet via flere munninger hvis form, tverrsnitt og posisjon bestemmes for å bryte de akustiske og mekaniske bølger som respektivt oppstår i luftsjiktet og på glassplatene når vinduet underkastet et innfallende lydfelt.

Denne bølgeføring er tilveiebrakt ved hjelp av en enkel profil rundt det isolerende vindu, anordnet langs sidene av den mellomliggende ramme, innenfor rammen, med hull

fortrinnsvis midt på sidene for å sikre kommunikasjon mellom det indre av bølgeføring-en og luftsjiktet. I en andre variant er bølgeføringen tildannet av flere rette profiler hvis ender ikke er forbundet og som således tilveiebringer ytterligere kommunikasjonspassa-sjer mellom det indre av bølgeføringen og luftsjiktet.

Uansett utførelsesform er den akustiske ytelse heller begrenset og anbringelsen av bøl-geføringsprofilen(e) er komplisert.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å avhjelpe manglene ved den kjente teknikk som beskrevet ovenfor og har til gjenstand et akustisk isolerende vindu bestående av to plater av monolittisk glass eller andre, med forbedret akustisk effektivitet, som bevarer et klart gjennomsyn, redusert omfang, som er lett å fabrikkere og til en pris som er gunsti-gere enn den for de klassiske isolasjonsvinduer.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at et vindu tildannet av to glassplater og som underkastes en innfallende akustisk eksitasjon er sete for flere vibroa-kustiske modi men at kun en av de akustiske modi som transporterer den meste energi fra en plate til en annen er den ved y/2. Hvis man således vesentlig demper denne modus

i

ved y/2 eliminerer man størstedelen av den akustiske energi som transmitteres fra et glass til det neste.

Foreliggende oppfinnelse angår således et akustisk isolerende vindu av den type som er beskrevet i EP 0 579 542, som omfatter: - to glassplater, satt sammen langs kanten ved hjelp av en enhet som utgjør en tett skjøt og en mellomramme som sammen med de to glassplater definerer et flatt hulrom fylt med en gass, og - en bølgeføring festet mellom de to glassplater, innenfor mellomrammen, bølgeføringen består av minst en rettlinjet rørformet profil anordnet ved periferien av hulrommet som er fylt med gass, langs én side av vinduet,

særpreget ved at profilen er utstyrt med en tversgående skillevegg som lukker den i

lengderetning, idet skilleveggen befinner seg ved et område av lengden av profilen som er en funksjon av den akustiske modus for hulrommet man ønsker å desorganisere idet skilleveggen på begge sider av seg definerer to kamre som gjennom profillengdene står i kommunikasjon med hulrommet.

Man forbinder således vinduet med en dobbelt rørformet Helmholtz resonator tilpasset bølgelengden for den akustiske modus man i det vesentlige ønsker å desorganisere, for eksempel y/2 hvis man ønsker å desorganisere denne vibrasjonsmodus, eller y/i (der i er et helt tall) hvis man ønsker å desorganisere en annen vibrasjonsmodus. Man vet at y er gitt ved formelen y=c/l der c er hastigheten for lyden i det indre hulrom av vinduet og 1 er lengden av den rørformede Helmholtz resonator som funksjon av posisjonen for skilleveggen.

Fortrinnsvis og for å oppnå en best mulig effektivitet anordnes, langs periferien av et rektangulært isolasjonsvindu, fire profiler i hulrommet langs kantene av vinduet idet hver profil er utstyrt med en tversgående skillevegg.

Posisjonen for denne skillevegg avhenger av den akustiske modus som skal de-organiseres; den anbringes i det vesentlige i midten av lengden av profilen for å virke i modus y/2 eller ved en tredjedel for å bryte den akustiske modus y/3.

Skilleveggen kan realiseres på en hvilken som helst egnet måte. Den kan stamme fra fabrikasjonen med profilen under dennes ekstrudering eller den kan tilveiebringes sene-re, særlig ved å legge to profiler med en lengde som er litt under den halve lengde av en vinduskant, mot en forbindende skillevegg, det vil si utstyrt med en skillevegg, eller også, særlig når det gjelder profiler av termoformbart plastmateriale, ved innsnevring av tverrsnittet og lodding, eller videre kan en skillevegg skyves inn og festes i det indre av den glatte profil.

På den annen side er det mulig i det indre av bølgeføringene å innføre et absorberende materiale for å forbedre de akustiske egenskaper. Det er altså valgfritt å benytte et slikt absorpsjonsmiddel i stedet for en skillevegg og å la materialet spille skilleveggens rolle. Føring tilformes for eksempel av rørprofiler, innvendig glatte, i hvilke plugger av absorberende materiale innføres og posisjoneres i de ønskede områder, særlig respektivt midt i lengden av hver profil.

I en alternativ utførelse vedrører således oppfinnelsen et lydabsorberende vindu som nevnt over, der bølgeføringsprofilen fungerer samtidig som mellomrammen.

Prinsippet med profiler som støter mot en konnektor som omslutter en plugg av absorberende materialer er likeledes en praktisk interessant løsning.

Profilene som utgjør bølgeføringen behøver ikke å være forent og i dette tilfelle vil deres indre rom som er definert på hver side av skilleveggen stå i forbindelse med vinduets hulrom via de åpne ender av profilene motsatt skilleveggen.

De kan likeledes settes sammen ved hjelp av rørformede beslag eller lignende hvis ar-mer omhylles i profillengdene og der det er tilveiebrakt en åpning i beslaget eller i skilleveggen overfor profilene for å bringe det indre rom av profilene i kommunikasjon med vinduets hulrom, på høyde med vinduets hjørner.

I en annen utførelsesform realiserer man en ramme fra en rettlinjet hulprofil ved å bøye denne og man skaper munninger i rammens hjørner, i den vegg som er ment å vende mot det indre hulrom av vinduet.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de forskjellige utførelsesfor-mer med samtidig henvisning til de vedlagte figurer der: Figur 1 viser et planriss av et lydisolasjonsvindu i henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen med et snitt gjennom midten av vinduet; Figur 2 viser et tverrsnitt i større målestokk langs linjen II-II i figur 1; Figur 3 er et riss delvis i snitt analogt figur 1 av et lydisolasjonsvindu i henhold til en andre utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 4 er et tverrsnitt langs linjen rV-IV i figur 3; Figurene 5, 6 og 7 i lengdesnitt viser tre utførelsesformer av midtveggen i en profil; Figur 8 viser en skillevegg i form av en konnektor; Figur 9 i perspektiv viser et beslag som tjener til å forbinde to profiler seg imellom; og Figur 10 er et perspektivriss av en bølgeføring med rektangulær form, realisert ved hjelp av profiler som er satt sammen med beslag ifølge figur 9 og konnektorer iføl-ge figur 8.

Under henvisning til figurene 1 og 2 omfatter det viste vindu 10 på i og for seg kjent måte to glassplater 12 og 14, seg imellom og langs hele periferien forbundet ved hjelp av en mellomliggende tett pakning/ramme, i sin helhet angitt ved referansetallet 16, og som holder platene atskilt og mellom disse definerer et flatt hulrom 18 som kan inne-holde luft og/eller en gass. Enheten 16 omfatter generelt en stiv profil 16i som danner mellomrammen limt til platene 12 og 14.

Profilen 16i er, langs hver av sideflatene og i kontakt med glassplatene, utstyrt med en lim/tettestreng I62 av butylgummi og en perifer tettemasse I63 som kleber til de indre kanter av glassplatene 12 og 14.

Ifølge oppfinnelsen og for å øke lydisolasjonen for vinduet er det ved periferien av dette, innenfor enheten 16, anordnet en bølgeføring som står i kommunikasjon med hulrommet 18 via mellomliggende munninger anbrakt på egnede punkter. Bølgeføringen består av et antall rettlinjede, rørformede profiler 20,22,24,26 som er limt til de to glassplater og til den indre flate av enheten 16.

Disse profiler har et rektangulært tverrsnitt med samme høyde som profilene som utgjør rammen 161 og er åpne ved endene. De omfatter for eksempel, ved midten av deres lengde, en mellomliggende skillevegg 28 som definerer, atskilt fra hverandre, to kammere 30, 31. Disse profiler er ikke forent slik at kamrene 30, 31 står i kommunikasjon med hulrommet 18 via de åpne ender.

Som forklart tidligere oppfører slike profiler med skillevegger i midten av lengden seg som Helmholtz resonatorer som har den egenskap at de desorganiserer den akustiske modus ved y/2, som transporterer hovedenergimengden av det innfallende lydfelt.

Det er klart at et rektangulært vindu ifølge figur 1 som benytter to par profiler med respektive lengder L og 1, kan bølgeføringen svekke to bølgelengder yj/2 og y2/2 der yi og y2 respektivt er lik c/L og c/l.

I det tilfelle der man ønsker å desorganisere andre akustiske modi, for eksempel y/3, er det ved andre områder av lengden av profilene man anbringer skilleveggen 28, for eksempel ved en tredjedel av lengden av profilene 20,22,24,26.

Effektiviteten av bølgeføringen kan øke ved i det indre av kamrene 30,31 å føre inn et lydabsorberende materiale 32.

Som kjent på området isolasjonsvinduer blir et tørkemiddel 34 fortrinnsvis anordnet i profilene som utgjør den indre ramme 16i der hull 36 gjennom profilene 16i mot det indre av profilene 20,22,24,26 av bølgeføringene bringer tørkemidlet 34 i kommunikasjon med luften i hulrommet 18 via bølgeføringsprofilen 20,22, 24,26.

Den utførelsesform som er vist i figur 3 og 4 skiller seg fra den foregående kun ved det faktum at de rørformede rettlinjede profiler 20,22,24,26 samtidig gjør tjeneste som stiv mellomliggende rammeprofil 16i som tjener til å holde de to glassplater i avstand fra hverandre. Således er realiseringen av vinduet enklere og synsfeltet øket.

I denne utførelsesform, slik det allerede særlig er vist i figur 4, er det strengene av butylgummi I62 som tilveiebringer tettheten mellom glassplatene slik de er avsatt på sideflatene av bølgeføringsprofilen idet tørkemidlet 34 samt eventuelt lydabsorpsjonsmidlet 32 er anordnet inne i disse profiler.

Fortrinnsvis og slik det er vist i figur 4 er sideflatene av rørprofilene 20,22,24,26 utstyrt med langsgående spor 33 som befinner seg mellom strengene av butylgummi I62 og hulrommet 18. Disse spor er ment for å tjene som sikkerhetsreservoar for butylgummi eller generelt limmasse som kan migrere mot synsfeltet av hulrommet 18 under inn-virkning av tyngdekraften, temperatur eller vibrasjoner.

Skilleveggen kan realiseres på forskjellige måter, for eksempel kan den bestå av en innsnevring 38 oppnådd ved sammenpressing av de to overfor hverandre liggende vegger av profilen (figur 5) eller en enkelt profil skillevegg (figur 6). Dette er spesielt praktisk når profilene 20,22,24,26 er av et termoplastisk materiale; man realiserer således den innsnevring av profilen og dens termosveising. Skilleveggen kan likeledes bestå av en plugg 39 med sterk lydabsorpsjonsevne (figur 7).

Skilleveggen kan likeledes tilveiebringes ved hjelp av en konnektor skillevegg 40 som vist i figur 8. Denne konnektor består av et rørformet profilstykke 41 med kort lengde, for eksempel rundt 2 til 5 cm, med et tverrsnitt noe mindre enn den til profilene 20,22, 24,26 av bølgeføringen men med samme form for å kunne skyves inn i disse sistnevnte. Konnektoren er videre utstyrt med en skillevegg 28 og på periferien, for eksempel i flukt med skilleveggen 28, med en vulst 42 i relieff i forhold til overflaten og med en høyde lik tykkelsen til veggene av profilene 20,22,24,26.

Således rager to halvlengder av profilen ut fra konnektoren og utgjør på enkelt måte en bølgeføringsprofil med glatt ytre overflate og med en skillevegg 28. Man merker seg at lydabsorpsjonsmidlet likeledes kan anbringes i konnektoren 40 på hver side av skilleveggen 28.

Konnektor/skilleveggen som vist i figur 8 omfatter langsgående spor 43 ment for opptak av rillene 37 som er anordnet i det indre av profilene 20,22,24,26.

Figur 9 viser i perspektiv et hjørne 50 som tjener for sammenføyning av profiler 20,22, 24,26 for å lette anbringelsen i det indre av et dobbeltvindu og særlig for å sikre konti-nuiteten og fastheten av den mellomliggende ramme i dobbeltvinduet i den grad, slik det er vist i figurene 3 og 4, profilene 20,22,24,26 samtidig utgjør den mellomliggende ramme 16i.

Hvert hjørne 50 oppviser et sentralt legeme 51 og to fløyer 53, 55 med samme ytre tverrsnitt som profilene. Fløyene avsluttes av stusser 56, 58 med redusert tverrsnitt for å kunne skyves inn i det indre av profillengdene. Hjørnene oppviser i det indre hjørne åpninger 54 som tilveiebringer kommunikasjon mellom det indre av bølgeføringene og hulrommet 18.

Fremstillingen av lydisolasjonsvinduet ifølge figur 3 skjer som følger: man begynner med å tildanne de fire profiler 20,22,24,26 ved hjelp av konnektorer/skillevegger 40 og rørformede profildeler som settes på disse. I de således tildannede fire profiler 20, 22,24,26 innføres absorpsjonsmiddel 32 og tørkemiddel 34 og deretter settes profilene sammen ved hjelp av hjørnene 50 for å oppnå den ramme som er vist i figur 10. Lengden av profilene velges som en funksjon av vinduet man skal fremstille. Man anordner deretter strengene I62 av butylgummi på sideflatene av den således tildannede ramme og limer deretter platene 12,14 mot rammen. Deretter injiserer man plastisk tettemateri-ale I63 i sporet som dannes langs periferien av vinduet.

Man merker seg at monteringen av profilene skjer med stor enkelhet og kan skje uten komplikasjoner forutsatt at skuldrene 60 definert mellom stussene 56, 58 og hjørnele-gemet 51 avgrenser en riktig verdi for lengden for innføring av stussene i det indre av profilene. Man merker seg videre at den øvre og nedre flate av mellomrammen er flate over hele overflaten og oppviser ingen overhøyde. De to glassplater ligger således an enhetlig over hele overflaten av disse flater.

Det skal være klart at bølgeføringen også etter behov kan tildannes i et enkelt stykke med gitte dimensjoner, for eksempel ved bøying av en lang rørformet profil i henhold til formen og dimensjonene for vinduet som skal fremstilles og ved lodding eller på annen måte å forene de to ender av rammen.

Hull bores så gjennom i de indre hjørner av rammen for å bringe det indre i kommunikasjon med hulrommet 18. Også her realiseres skilleveggene 28 ved en av de tidligere beskrevne metoder, for eksempel ved i det indre av profilen og før dens bøying å føre inn fire plugger av absorpsjonsmiddel som så posisjoneres på en slik måte at de etter bøying befinner seg i midten av de fire sider av bølgeføringen eller også, særlig hvis det dreier seg om termoplastiske profiler, ved å klemme inn profilen ved de ønskede steder og så termolodding.

For å realisere vinduet i den variant som er vist i figurene 1 og 2 tildanner man profilene 20,22,24,26 for eksempel ved hjelp av rør og konnektorer/skillevegger. Man anbringer deretter en streng av butylgummi på sideflatene av hver profil 20,22,24,26 som er tildannet på denne måte. Disse profiler blir så avsatt i det indre av et vindu under dettes fremstilling og som allerede er utstyrt med den nedre plate 12 og den stive mellomramme I61, limt til platen 12. Når profilene 20,22,24,26 er på plass, anordnet langs de . forskjellige sider av mellomrammen, lukkes vinduet ved å bringe den andre glassplate 14 på plass.

Slike vinduer ifølge oppfinnelsen er særlig effektive for luftsjikt med tykkelse 16 til 24 mm.

Claims (12)

1. Lydisolerende vindu av den type som omfatter: - to glassplater (12,14), satt sammen langs kanten ved hjelp av en enhet (16) som utgjør en tett skjøt (I63) og en mellomramme (I61) som sammen med de to glassplater definerer et flatt hulrom (18) fylt med en gass, og - en bølgeføring festet mellom de to glassplater, innenfor mellomrammen, bølgeføringen består av minst en rettlinjet rørformet profil (20,22,24,26) anordnet ved periferien av hulrommet (18) som er fylt med gass, langs én side av vinduet, karakterisert ved at profilen er utstyrt med en tversgående skillevegg (28) som lukker den i lengderetning idet skilleveggen befinner seg ved et område av lengden av profilen som er en funksjon av den akustiske modus for hulrommet man ønsker å desorganisere idet skilleveggen på begge sider av seg definerer to kamre (30,31) som gjennom profillengdene står i kommunikasjon med hulrommet (18).

2. Vindu ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter flere bølgeføringsprofiler, særlig fire bølgeføringsprofiler (20,22,24,26) anordnet langs lengden av hver av hulrommets (18) sider.

3. Vindu ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at skilleveggen (28) i hver profil i det vesentlige befinner seg i midten av lengden.

4. Vindu ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at skilleveggen (28) befinner seg ved en tredjedel eller en fjerdedel av lengden av profilen.

5. Vindu ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skilleveggen er realisert ved hjelp av ett av de midler som fremgår av den følgende gruppe: konnektor/skillevegg (40), innsnevring (38) som er termoloddet i en termoplastisk profil, plugg (39) av akustisk absorberende materiale eller en skillevegg ført inn i profilen.

Vindu ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den mellomliggende ramme (16i) i isolasjonsvinduet og bøl-geføringsprofilene (20,22,24,26) er distinkte og ved siden av hverandre.

7. Lydisolerende vindu av den type som omfatter: - to glassplater (12,14), satt sammen langs kanten ved hjelp av en enhet (16) som utgjør en tett skjøt (I63) og en mellomramme (I61) som sammen med de to glassplater definerer et flatt hulrom (18) fylt med en gass, og - en bølgeføring festet mellom de to glassplater, innenfor mellomrammen, bølgeføringen består av minst en rettlinjet rørformet profil (20,22,24,26) anordnet ved periferien av hulrommet (18) som er fylt med gass, langs én side av vinduet, og bølgeføringsprofilen fungerer samtidig som mellomrammen, karakterisert ved at profilen er utstyrt med en tversgående skillevegg (28) som lukker den i lengderetning idet skilleveggen befinner seg ved et område av lengden av profilen som er en funksjon av den akustiske modus for hulrommet man ønsker å desorganisere idet skilleveggen på begge sider av seg definerer to kamre (30,31) som gjennom profillengdene står i kommunikasjon med hulrommet (18).

8. Vindu ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at bølgeføringsprofilene (20,22,24,26) langs deres flater i kontakt med glassplaten (12,14) er utstyrt med et langsgående spor (33) som utgjør et sikkerhetsreservoar for å fange opp materiale (162) som tjener til å lime glassplatene (12, 14) mot mellomrammen (I61) i tilfelle sig og renning.

9. Vindu ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at profilene er satt sammen i form av en kontinuerlig ramme med samme form som vinduet hvorved åpningene (54) er skåret til i de indre hjørner av rammen for å bringe det indre kammeret av profilene i kommunikasjon med hulrommet (18).

10. Vindu ifølge krav 1, karakterisert ved at profilene (20,22,24,26) er avbrutt og deres indre kamre (30,31) står i kommunikasjon med hulrommet (18) gjennom de åpne ender av profilene.

11. Vindu ifølge krav 9, karakterisert ved at profilene (20,22,24,26) er satt sammen ved hjelp av rørformede hjørner (50) hvis fløyer (56, 58) skyves inn i profillengdene hvorved hjørnene oppviser en åpning (54) til sitt indre for å bringe det indre rom av profilen i kommunikasjon med vinduets hulrom.

12. Vindu ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at bølgeføringen inneholder et lydabsorpsjonsmiddel (32).