DE19506120A1 - Baustein mit schallabsorbierender Wirkung - Google Patents
Baustein mit schallabsorbierender WirkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen dekorativen Baustein in Form eines Ziegels oder
Hohlblocksteins, der selektiv Schallwellen absorbieren kann und gehobenen dekorativen
Ansprüchen genügt. Derartige Bausteine finden Verwendung in Räumen mit erhöhter
Schallemission, wie in Sporthallen oder Schwimmbädern. Ebenso werden Sie zur
Schallabsorption in Räumen verwendet, an die besondere akustische Anforderungen
gestellt werden, wie Konzertsäle, Tonstudios, Konferenzräume oder in Wohnbereichen
mit gehobenem Komfort.
Bekannt sind plattenförmige Baustoffe aus Holzwerkstoffen, die als Hohlkammern aus
gebildet sind und deren Frontflächen Durchbrüche oder Lochungen aufweisen, durch die
Schallwellen ungehindert auf die im Inneren des Hohlraumes angeordneten schall
absorbierenden Mittel, wie Schlackewolle, Glas- oder Steinwolle auftreffen. Durch das
Eindringen der Schallwellen in das Absorbermaterial wird deren Energie nahezu voll
ständig vernichtet. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß Teile der Dämmstoffasern aus
Glas- oder Steinwolle über die Durchbrüche oder Lochungen ungehindert in den Raum
eindringen können. Damit entsteht für die Personen, die sich in diesem Raum aufhalten,
eine latente Gesundheitsgefährdung durch die freigesetzten mineralischen Stäube. Ein
weiterer Nachteil besteht in der hohen Affinität der verwendeten Holzwerkstoffe
gegenüber Wasser oder Wasserdampf. Daher kommt diese Lösung für die Anwendung in
Feuchträumen, wie Hallenbädern, nicht in Betracht. Ebenso genügt diese Lösung nicht
gehobenen ästhetischen Anforderungen, wie sie an den Einrichter der vorstehend
genannten, akustisch zu gestaltenden Räume gestellt werden.
Aus RILÄNDER, N.M.: Lexikon der Akustik, Verlag Erwin Brochinsky, Frankfurt am
Main 1982, Seite 98, ist die Verwendung von Folienabsorbern und deren vorzugsweise
Verwendung in Feuchträumen oder in Räumen mit besonderen hygienischen
Anforderungen vorbekannt.
Eine bereits im Handel angebotene Ausgestaltungsform des Folienabsorbers wird von der
Deutschen Rockwool GmbH in Arm der "Hygiene-Baffeln" und der "ROCKFON-Baf
feln" angeboten (vgl. Prospekte ROCKFON-Baffeln, Prospekt-Nr. 280/10/ND der
Deutschen Rockwool, Gladbeck).
In vergleichbarer Weise wird in einem Prospekt der Fa. Dämpa GmbH,
Willich-Schiefbahn, vom Januar 1980, die Verwendung unperforierter Polyethylenschläuche be
schrieben, die mit einer Einlage aus Mineralwolle verfüllt sind.
Daneben sind Akustikziegel der ERLUS-Baustoffwerke AG, Hockenheim bekannt
(Prospekt der ERLUS-Baustoffwerke AG "ERLUS Akustik- und Lärmschutz-Syste
me"). Dieser Akustikziegel in Sandwichbauweise bestehen aus einer U-förmigen
Schale, die dem Ziegel die nötige Festigkeit verleiht. An der offenen Frontfläche der
U-förmigen Schale schließt sich eine aus gebranntem Ton gefertigte Kulissenplatte mit
integrierter Schräglochung an. Zwischen der Kulisse und der U-förmigen Schale ist eine
Dämmatte mit Schutzflies angeordnet. Dieser Schutzflies, der den Dämmstoff mäander
förmig durchzieht, verleiht diesem die notwendige Festigkeit und vermindert zugleich das
Herausbrechen einzelner Dämmstoffartikel aus dem Verbund. Durch die Verwendung
von gebranntem Ton als Kulissenwerkstoff besteht eine hohe Affinität gegenüber Wasser
und Wasserdampf, so daß ein Einsatz in Feuchträumen ausscheidet.
Auch hat es sich gezeigt, daß weite Bereiche der zu absorbierenden Schallwellen beim
Auftreffen auf die Frontfläche der Akustikziegel reflektiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu
eleminieren und einen Baustein mit schallabsorbierender Wirkung zu schaffen, der
Schallwellen in einem breiten Frequenzspektrum möglichst vollständig absorbiert, hohen
ästhetischen Anforderungen als Gestaltungselement genügt und für den Einsatz in
Feuchträumen geeignet ist. Daneben soll der Baustein kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Baustein durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Eine alternative Gestaltung des schallabsorbieren
den Bausteins ist in Anspruch 2 dargelegt. Vorteilhaft weitergebildet werden die
alternativen Lösungen durch die Merkmale der Unteransprüche.
Der als Hohlkörper ausgebildete Baustein besteht aus einem Grundkörper (1), der dem
Baustein die erforderliche Stabilität und Festigkeit verleiht und die Verbindung mit
gleichartigen Bausteinen zu einem Mauerwerk oder einer im Trockenbau ausgeführten
Wand- oder Deckenverblendung herstellt.
Mit dem Grundkörper (1) ist eine in Schallrichtung davor angeordnete Kopfplatte (2)
verbunden. Diese Kopfplatte (2) weist eine Wanddicke auf, die zumindestens lokal auf
9 mm begrenzt ist. In diesen wanddickenreduzierten Bereichen sind in determinierter
oder stochastischer Verteilung schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet. Der Lochungs
grad als Maß für den Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der
Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5)
der Kopfplatte (2) beträgt 20 bis 40%.
Die optimale Öffnungsweite (lichte Nennweite) der schalldurchlässigen Kanäle (6)
beträgt 2 bis 10 mm. Geringere Nennweiten sind bei der Gestaltung der Kopfplatte (2)
aus Keramik oder Kunststoff fertigungstechnisch schwer beherrschbar. Größere
Nennweiten beeinflussen die Gestaltungsmöglichkeiten der sichtbaren Frontfläche der
Kopfplatte (2). Ein Optimum für die Dimensionierung der Öffnungsweite der
schalldurchlässigen Kanäle (6) findet sich bei etwa 6,0 mm.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch eine diffuse Anordnung der schall
durchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen der Kopfplatte (2) das
Durchgangsverhalten von Schallwellen im mittleren Frequenzspektrum verbessert
werden kann. So bewirkt eine asymmetrische, insbesondere stochastische Verteilung der
schalldurchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen der Kopfplatte
(2) ein besseres Absorptionsverhalten des Bausteins als bei einer Gleichverteilung der
Kanäle (6) (gleiche Größe und Anzahl der Kanäle (6) vorausgesetzt). Zugleich kann die
Anordnung der Kanäle (6) als architektonisches Gestaltungselement der Kopfplatte (2)
genutzt werden.
Durch die Kanäle (6) können die Schallwellen nahezu ungehindert auf die Oberfläche des
dahinter angeordneten Schallabsorbers (4) auftreffen. Dabei wird die Energie der Wellen
nahezu vollständig vernichtet. Abhängigkeit vom Einsatzgebiet des Bausteines
(Absorptionsverhalten, Kosten) wird ein geeignetes Material für den Schallabsorber (4)
gewählt. Um die gesamte Wanddicke des Bausteines zu minimieren, ist der Einsatz von
Mineralwolle oder Schlackewolle als schallabsorbierendes Material vorteilhaft. Dieses
Material kann in Metall- oder Kunststoffolien wasserdicht verpreßt oder verschweißt und
in dieser Kissenform im Innenraum (3) des Bausteines lose eingelegt oder fixiert werden.
In der alternativen Ausbildung nach Anspruch 2 wurde auf einen Grundkörper (1) als
tragendes Element verzichtet. Der Baustein mit schallabsorbierender Wirkung besteht
aus einer selbsttragenden, wannen- oder schalenförmigen Kopfplatte (2), in dessen
Innenraum (3) ein Schallabsorber (4) angeordnet ist. Der Schallabsorber (4) ist in
Analogie zur Lösung gemäß Anspruch 1 wasserdicht abgeschlossen und mit der
Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden. Die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ist
zumindest partiell porös ausgebildet und die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest
lokal auf <= 9 mm reduziert. In diesen Bereichen sind determiniert oder stochastisch
verteilt einzeln oder bündelartig schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet. Der Anteil der
in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zu der in
Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den
wanddickenreduzierten Bereichen beträgt 20 bis 40%.
Die Verbindung des Schallabsorbers (4) mit dem Innenraum (3) der Kopfplatte (2)
erfolgt durch Verklebung oder Verschnürung. Bei einer entsprechenden Gestaltung der
Seitenwandungen des Innenraums (3) kann der vorzugsweise kissenförmige Schall
absorber (4) auch formschlüssig eingefügt werden. In einer kostengünstigen Aus
gestaltung kann der Schallabsorber (4) auch lose in den Innenraum (3) der Kopfplatte (2)
eingelegt werden.
Durch die Eigensteifigkeit der Kopfplatte (2) kann der Baustein direkt auf ebene Flächen,
z. B. durch Kontaktkleber, aufgebracht werden.
Ebenso ist eine Montage an vorgesetzten, stehenden oder hängenden, freischwingenden
Gittern, Gerüsten oder Ständern möglich. Die Verbindung der einzelnen Bausteine
erfolgt mit bekannten Montagemitteln.
Durch die Anordnung der Bausteine nach Anspruch 2 auf derartigen vorgesetzten
freischwingenden Wand- oder Deckenverblendungen können besonders gut tief
frequente Schwingungen absorbiert werden, die beispielsweise auch aus benachbarten
Räumen übertragen werden. Bevorzugt kann eine solche Anordnung, die als biege
weiche Vorsatzschale wirkt, in Konzertsälen oder Tonstudios zum Einsatz gelangen, um
die Übertragung von Körperschall über die Wand- oder Deckenflächen zu verhindern.
In einer alternativen Gestaltungsform nach Anspruch 1 kann die verwendete Mineral
wolle oder Schlackewolle lose in den Grundkörper (1) eingelegt werden.
Durch eine dünnwandige, akustisch leitende Membranfolie (7) aus Metall oder
Kunststoff, die den, zum Innenraum (3) hin offenen, schalenförmigen Grundkörper (1)
wasserdicht umschließt, wird ein Austreten der Schlackewolle aus dem Grundkörper (1)
verhindert. Auf den Grundkörper (1) wird eine vorstehend beschriebene, erfindungs
gemäße Kopfplatte (2) aufgebracht.
In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und
die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander
verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser
Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um
den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu
verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch
leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.
Die Verwendung von Metallfolien für die Umhüllung des Schallabsorbers (4) oder seiner
Abdichtung gegenüber der Kopfplatte (2) bietet den Vorteil, daß bei Ausbrechen von
Bränden keine toxischen Gase freigesetzt werden, wie das beim Verschwelen oder
Abbrennen von Kunststoffolien der Fall ist.
Durch die wasserdichte Trennung des Schallabsorbers (4) wird ein Austreten von Teilen
des Schallabsorbermaterials vollständig verhindert. Die Verwendung von Metall- oder
Polyethylenfolie garantiert außerdem eine hohe Langzeitstabilität und Nutzungsdauer des
schallabsorbierenden Bausteins.
Zur Absorption hochfrequenter Schallwellen weist die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2)
eine poröse Gefügestruktur auf. Die, zumindestens in der oberflächennahen Zone der
Kopfplatte (2) angeordneten und untereinander in Verbindung stehenden Poren bewirken
z. B. durch die Kommunizierung eine Auslöschung der Energie der auftreffenden,
höherfrequenten Schallwellen (Interferenzwirkung der Schallwellen).
Um die, aus akustischen Gründen notwendige Wanddickenreduzierung der Kopfplatte
(2) mechanisch zu beherrschen, weist die Kopfplatte (2) in einer vorzugsweisen Weiter
bildung Aussteifungen (8), (8b) auf. Diese Aussteifungen (8), (8b) können als Stege oder
durchgehende, lokale Verdickungen der Kopfplatte (2) ausgebildet sein und in Abhängig
keit von den ästhetischen Anforderungen auf der, in Schallrichtung gesehenen, vorderen
oder hinteren Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ausgebildet sein.
Vorzugsweise werden bei der konstruktiven Ausbildung der Aussteifungen (8), (8b)
formgestalterische Aspekte berücksichtigt. So können Elemente von Reliefs oder Skulp
turen, die an der Vorderseite der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) angeordnet sind, so
ausgebildet sein, daß sie den oberen und unteren Rand der Kopfplatte (2) mechanisch
miteinander verbinden und damit die Funktion eines Pfeilers oder Stempels übernehmen.
In gleicher Weise können durch fachwerkartige Anordnungen von Stegen horizontal und
vertikal wirkende Kräfte und Momente sicher aufgenommen werden.
Aus ästhetischen Gründen kann die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ein- oder
mehrfarbig gestaltet sein. Dazu können dem Konstruktionswerkstoff der Kopfplatte (2)
Pigmente oder Farbstoffe beigegeben werden. Ein nachträgliches Aufspritzen eines
dünnen Farbfilms im Air-brush-Verfahren ermöglicht gleichfalls eine farbige Gestaltung
der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2), ohne daß dadurch das Absorptionsvermögen,
insbesondere hochfrequenter Töne, gemindert wird.
Die vorzugsweise Verwendung von keramischen Werkstoffen für die Ausbildung der
Kopfplatte (2) bietet aus fertigungstechnischen Gründen optimale Gestaltungsmöglich
keiten bei der Nutzung dieses umweltfreundlichen und vollständig recyclingfähigen
Werkstoffes.
Zur Erzeugung der Porösität der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) kann der keramische
Werkstoff vorzugsweise aufgeschäumt werden. In einer alternativen, gleichfalls
bevorzugten Form kann die keramische Frontplatte (2) vor dem Brennen mit Sand,
keramischen Partikeln kleiner Nenngröße oder Tonkügelchen beworfen oder bespritzt
werden. Beim nachfolgenden Brennprozeß verbinden sich diese Elemente unlösbar mit
der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zu einer porösen Schicht.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung wird die Grundplatte (1) aus Abfällen der
Kunststoffneufertigung oder aus Recyclingkunststoff durch Urformen oder Umformen
hergestellt. Damit besteht die Möglichkeit, Wertstoffe, die gegenwärtig zum größten Teil
auf Sonderdeponien verbracht werden, dem Stoffrecycling zuzuführen. Da die Grund
platte (1) durch die dekorative Kopfplatte (2) vollständig überdeckt wird, wird auch der
ästhetische Gesamteindruck des Bausteins nicht negativ beeinträchtigt. Daneben wird
durch die Verwendung von Kunststoff gegenüber keramischen Werkstoffen für die
Grundplatte (2) die Masse des Bausteins deutlich reduziert und die Montagegerechtheit
verbessert.
In einer weiteren, nicht näher ausgeführten Fortbildung, weist die Grundplatte (1) an den
Seitenflächen Nuten und Führungsleisten auf, die eine formschlüssige Verbindung
benachbarter Bausteine im Naß- oder Trockenbau ermöglichen.
Durch die Drehung der Bausteine oder der aufgesetzten Kopfplatten (2) um 90°, 180°
oder 270° gegeneinander kann außerdem eine größere Variantenvielfalt bei der akusti
schen und architektonischen Gestaltung von Räumen erreicht werden.
In einer anderen, vorzugsweisen Weiterbildung wird als Absorbermaterial ein Gewirr
langfasriger Späne aus Fertigungsresten verwendet, die bei der Herstellung von
Kunststoffen anfallen oder die aus wiederverwerteten und aufbereiteten Kunststoffen
durch spanende oder zerteilende Verfahren hergestellt werden. Diese Wirrspäne werden
durch eine dünnwandige Metall- oder Kunststoffolie umhüllt, die akustisch leitend und
wasserdicht ist.
In einer gleichfalls bevorzugten Ausführungsform sind Grundkörper (1) und Kopfplatte
(2) im Spritzgußverfahren aus Polypropylen gefertigt. Durch Aufschäumung des Poly
propylens weist die Oberfläche der Kopfplatte (2) eine poröse Struktur auf, die
auftreffende, hochfrequente Töne absorbiert. Eine entsprechend poröse Oberfläche läßt
sich bei Verwendung glatter Kunststoffoberflächen auch durch den Auftrag von
Plastkügelchen realisieren, die auf die Oberfläche (5) aufgebracht und unter Temperatur
einwirkung untereinander und mit der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) lokal ver
schmelzen.
Ebenso kann eine poröse Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) durch den Auftrag von Kies
mit einer mittleren Körnung von ca. 5 mm geschaffen werden. Dazu wird der Kies
entsprechender Körnung mit einem Kunstharzklebstoff benetzt und nachfolgend auf die
Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) aufgebracht.
In einer anderen, vorzugsweisen Ausgestaltungsform ist der Grundkörper (1) aus
Kunststoff oder Keramik wannenförmig ausgebildet. In den wannenförmigen Hohlraum
des Grundkörpers (1) wird das Schallabsorbermaterial lose eingelegt. Ein Austreten von
Bestandteilen des schallabsorbierenden Materials und ein Eindringen von Feuchtigkeit in
das schallabsorbierende Material wird durch eine Membranfolie (7), wie eine dünn
wandige Metall- oder Kunststoffolie, verhindert, die den Rand des wannenförmigen
Grundkörpers (1) wasserdicht umschließt.
In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und
die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander
verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser
Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um
den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu
verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch
leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.
Aus gestalterischen Gründen ist es weiterhin vorteilhaft, eine farbige Membranfolie (7)
zu verwenden. Damit kann die Membranfolie (7), die durch die schalldurchlässigen
Kanäle (6) partiell sichtbar ist, als gestalterisches Element verwendet werden, um die
Farbgestaltung der sichtbaren Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) auf die dahinter
angeordnete farbige Membranfolie (7) abzustimmen.
In gleicher Weise ist es vorteilhaft, wenn die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2)
farbig gestaltet ist. Das kann bei der Verwendung von keramischen Werkstoffen für die
Kopfplatte (2) durch den Bewurf von farbigem, keramischen Granulat erfolgen, das sich
beim nachfolgenden Brennprozeß mit der Oberfläche der Kopfplatte (2) verbindet.
Gleichzeitig entstehen durch den diffusen Bewurf mit keramischen Partikeln ent
sprechender Körnung oder Nenngröße auf der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) poröse
Strukturen, die der Absorption der hochfrequenten Schallwellen dienen.
Gleichfalls ist es vorteilhaft, wenn Grundkörper und Kopfplatte aus keramischem
Werkstoff hergestellt werden. Die dafür verwendeten, natürlichen Ausgangsstoffe
können problemlos bereitgestellt werden und ein daraus geschaffener Ziegel später
umweltgerecht entsorgt werden. Zudem bieten keramische Werkstoffe vielfältige
Möglichkeiten für die individuelle und industrielle Formgestaltung der Kopfplatte (2).
Ebenso vorteilhaft können verschiedenartige, schwer entflammbare Kunststoffe für die
Fertigung des Grundkörpers (1) und der Kopfplatte (2) eingesetzt werden.
Damit besteht die Möglichkeit, den Baustoff extrem dünnwandig und leicht zu gestalten.
Bedarfsweise können zusätzliche Sicken oder Stege in den nicht sichtbaren Bereichen
des Grundkörpers (1) und dem unsichtbaren, dem Innenraum (3) zugewandten Teil der
Kopfplatte (2) eingeformt werden, um dem Baustein die notwendige Eigensteifigkeit zu
verleihen.
Vorteilhaft ist es, wenn für die Fertigung von Teilen des Bausteins recycelte
Kunststoffreste oder Abfälle der Kunststoffneufertigung verwendet werden. So läßt sich
insbesondere der Grundkörper (1) aus zum Teil minderwertigen Kunststoffen durch
bekannte Urformverfahren herstellen. Fremdeinschlüsse, geringfügige Lunker oder
andere Fehlstellen beeinträchtigen nicht den ästhetischen Gesamteindruck des Bausteins,
da der sichtbare Bereich vollständig von der Kopfplatte (2) überdeckt wird.
Ebenso vorteilhaft ist es, wenn als Schallabsorbermaterial langfaserige Wirrspäne aus
Kunststoff verwendet werden, wie sie bei der spanenden Bearbeitung anfallen. Damit
können diese industriellen Abfälle einer neuerlichen wirtschaftlichen Verwendung
zugeführt werden.
Für Wand- und Deckenverkleidungen in Innenräumen ist es besonders vorteilhaft, wenn
der Baustein nicht nur leicht sondern auch sehr kompakt gestaltet ist. Insbesondere soll
die Wanddicke des aus Grundkörper (1) und davor gesetzter Kopfplatte (2) bestehenden
Bausteins möglichst gering sein, um den eintretenden Raumverlust durch den Einbau
akustisch gestalteter Wand- oder Deckenverblendungen zu minimieren.
Zur Realisierung minimaler Abmessungen ist es vorteilhaft, wenn als Schallabsorber (4)
Mineralwolle verwendet wird, die ein vergleichsweise gutes Schallabsorptionsvermögen
aufweist. So genügt es im Regelfall, wenn eine etwa 20 mm starke Mineralwolleschicht
durch eine akustisch leitende, dünnwandige Membranfolie (7) aus Aluminium oder
Polyethylen oder einem gleichwirkenden Material mit einer Wanddicke von <= 50 µm
wasserdicht umschlossen wird. Damit kann die gesamte Dicke des schallabsorbierenden
Bausteins auf ca. 30 mm reduziert werden.
Der dekorative Baustein mit schallabsorbierender Wirkung ist nachfolgend in mehreren
Ausführungsbeispielen beschrieben und in Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Baustein aus Keramik in Vorderansicht, Draufsicht und einer
Schnittdarstellung;
Fig. 2 den Baustein nach Fig. 1 in einer räumlichen Darstellung;
Fig. 3 einen Baustein, dessen Kopfplatte und Grundkörper aus Polypropylen
gefertigt sind, in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 4 einen Baustein nach Fig. 3 in geschnittener Darstellung;
Fig. 5 einen Baustein nach Fig. 3 und 4 in einer auszugsweisen Vergrößerung;
Fig. 6 eine alternative Gestaltung der Kopfplatte (2) des Bausteines nach Fig. 3;
Fig. 7 eine alternative Gestaltung der Kopfplatte (2) des Bausteines nach Fig. 3.
Fig. 1 und 2 zeigen einen keramischen Baustein mit einer kachelähnlichen, quadra
tischen Kopfplatte (1).
Der Grundkörper (1) wird durch eine wannenförmige, keramische Schale gebildet. In
dieser Schale ist der kissenförmige Schallabsorber (4) eingelegt. Der Schallabsorber (4)
besteht aus Mineralwolle, die in eine Membranfolie (7) aus Polyethylen eingeschweißt ist.
Kopfplatte (2) und Grundkörper (1) sind miteinander durch eine umlaufende Klebefuge
(10) verbunden.
Die Kopfplatte (2) weist in den Randbereichen eine umlaufende Aussteifung (8) auf
Diese Aussteifung (8) bildet zugleich den äußeren Rand der Kopfplatte (2). Benachbarte
Bausteine stoßen bei der Montage an diesen äußeren Rändern stumpf aufeinander. Damit
können quasi fugenlos größere, zusammenhängenden Wand- oder Deckenflächen
akustisch und architektonisch gestaltet werden. Zur Aufnahme zusätzlicher Kräfte und
Momente ist eine asymmetrische, bogenförmige Aussteifung (8b) eingeformt.
Die keramischen Aussteifungen (8), (8b) auf der sichtbaren Oberfläche (5) der
Kopfplatte (2) dienen neben der sicheren Aufnahme von Kräften zugleich der ästethe
tischen Formgestaltung. Die Anordnung der Aussteifungen (8), (8b) an der Kopfplatte
(2) wird daher von den aufzunehmenden Kräften und Momenten und von den
architektonischen Erfordernissen bestimmt.
Bedarfsweise können die Aussteifungen (8) ausschließlich an der nicht sichtbaren, dem
Innenraum (3) des Baustein zugewandten Rückseite der Kopfplatte (2) angeordnet
werden, wenn aus architektonischer Sicht der Baustein keine erhabenen oder stark
strukturierten Bereiche aufweisen soll.
In den tieferliegenden Bereichen der Kopfplatte (2) sind Kanäle (6) in Form regelloser
Durchbrüche angeordnet, die eine mittlere Weite von 2 bis 10 mm aufweisen.
Zwischen den Kanälen (6) und in den Freiflächen der Kopfplatte (2) sind feinkörnige
Silikate mit einem mittleren Korndurchmesser von <= 3 mm untereinander und mit der
Oberfläche (5) der Kopfplatte verklebt. Die dadurch geschaffene poröse Oberfläche
absorbiert die hochfrequenten Schallwellen und verleiht zugleich der Kopfplatte (2) einen
warmen Charakter.
Die Membranfolie (7) ist eingefärbt und kann somit als Kontrast- oder Komplemen
tärelement zur Frontflächengestaltung der Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) verwendet
werden.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen einen Baustein, dessen Grundkörper (1) und Kopfplatte (2)
aus Polypropylen gefertigt sind.
Gestalterische Abwandlungen der Kopfplatte (2) sind in den Fig. 6 und 7 dar
gestellt.
Im Grundkörper (1) ist eine Kissenplatte aus Mineralwolle eingelegt, die wasserdicht
durch eine Membranfolie (7) aus Aluminium abgedichtet ist.
In einer alternativen, nicht näher gezeigten Ausgestaltungsform ist im kastenförmigen
Grundkörper (1) als Schallabsorber (4) eine 20 mm starke, lose Schicht aus Mineralwolle
eingelegt. Eine Membranfolie (7) aus Polyethylen schließt die Mineralwolle gegenüber
den seitlichen Wandungen des Grundkörpers (1) wasserdicht ab.
In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und
die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander
verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser
Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um
den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu
verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch
leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.
Auf den Grundkörper (1) ist die Kopfplatte (2) formschlüssig aufgesetzt. Durch eine
rastbare Verbindung wird dabei der Zusammenhalt zwischen Kopfplatte (2) und
Grundkörper (1) hergestellt. Die äußeren Seitenflächen des Grundkörpers (1) weisen
eine umlaufende Nut (9) auf. Über diese Nut (9) und zugehörige Paßfedern können
benachbarte Bausteine in ihrer Lage fixiert und miteinander verbunden werden. Dadurch
wird die Montage an Wänden und Decken vereinfacht.
Die Kopfplatte (2) weist an ihrer sichtbaren Oberfläche (5) je zwei waagerecht und
senkrecht verlaufende Aussteifungen (8) auf, die zusätzlich durch drei bogenförmige
Aussteifungen (8b) ergänzt werden. Durch diese Stege kann die mittlere Wanddicke der
Kopfplatte (2) bis auf 3,0 mm begrenzt werden.
Zwischen den Aussteifungen (8), (8b) sind schalldurchlässige Kanäle (6) mit einer
Nennweite von 2,0 mm bis 10,0 mm stochastisch verteilt angeordnet. Die Anordnung der
Kanäle (6) zueinander erfolgt dabei nach akustischen und gestalterischen Aspekten.
Zwischen den Kanälen (6) und auf der freien Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) ist ein
Granulat (11) aus Kunststoff angeordnet, welches der Platte in diesen Bereichen der
Oberfläche (5) eine hinreichende Porosität verleiht.
Der gleichfalls aus Kunststoff gefertigte Grundkörper (1) ist wannenförmig ausgebildet.
Im wannenförmigen Grundkörper (1) ist ein 25 mm starkes Vlies aus Mineralwolle
eingelegt. Der Schutz des akustisch gestalteten Raumes vor austretenden Mineral
wollefasern wird durch eine Aluminiumfolie realisiert, die die Seitenwände des Grund
körpers (1) formschlüssig überspannt und die, die im wannenförmigen Grundköper (1)
lose eingelegte Mineralwolle einschließt.
In einer weiteren, alternativen Ausführung sind der schalenförmige Grundkörper (1) und
die Kopfplatte (2) durch eine umlaufende, abdichtende Fügeverbindung miteinander
verbunden. Die Fügeverbindung verhindert dabei gleichzeitig das Austreten von loser
Mineral- oder Schlackewolle, die bevorzugt als Schallabsorber (4) verwendet wird. Um
den Austritt von Schallabsorberpartikeln durch die Kanäle (6) der Kopfplatte (2) zu
verhindern, ist die vorzugsweise ebene Innenwand der Kopfplatte (2) mit einer akustisch
leitenden Membranfolie (7) abgedichtet.
Gleichzeitig verhindert die Aluminiumfolie, die bevorzugt als Membranfolie (7) Verwen
dung findet, das Eindringen von Feuchtigkeit in den Schallabsorber (4), die sein
Absorptionsvermögen erheblich mindern würde. Die Aluminiumfolie wird durch die auf
gesetzte Kopfplatte (2) auf dem vorstehenden Rand des Grundkörpers (1) fixiert.
Im Interesse eines extremen Leichtbaus kann der Boden des wannenförmigen
Grundkörpers (1) entfallen. In diesem Fall ist die als Schallabsorber (4) verwendete
Mineralwolle kissenförmig ausgebildet und durch eine 50 µm starke Aluminiumfolie
vollständig wasserdicht verschlossen. Um dem Grundkörper (1) trotz fehlenden Bodens
eine hinreichende Eigensteifigkeit zu verleihen, sind zusätzliche Sicken oder Aus
steifungen (8) in den bodennahen Bereichen oder an den Seitenflächen des Grundkörpers
(1) vorgesehen.
Die Verbindung der Kopfplatte (2) mit dem Grundkörper (1) erfolgt durch eine
formschlüssige, rastbare Verbindung, die beim Aufschieben der Kopfplatte (2) auf den
Grundkörper (1) eine lösbare Verbindung herstellt. Die Montage der Grundkörper (1)
auf einer Wand- oder Deckenfläche wird dadurch erleichtert, daß der Grundkörper (1)
eine umlaufende Nut (9) aufweist. Mit Hilfe von nicht näher dargestellten Paßfedern
werden die benachbarten Grundkörper (1) untereinander arretiert und in ihrer Lage
fixiert. Dadurch wird die Montage der Grundkörper (1) auf größeren Flächen wesentlich
vereinfacht.
Die lösbare Verbindung von Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) ermöglicht außerdem
eine Demontage und den eventuellen Austausch der aufgesetzten Kopfplatten (2).
Dadurch können ggf. undichte Membranfolien (7) ersetzt werden, ohne daß der gesamte
Baustein oder ein Teil der verblendeten Wand- oder Deckenfläche entfernt werden muß.
Ebenso kann ein einfacher Austausch der dekorativen Kopfplatten (2) erfolgen, um
veränderten architektonischen Ansprüchen zu genügen oder um eine akustische
Feinabstimmung des Raumes vorzunehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 2 besteht aus einer Kopfplatte
(2) aus Polypropylen, wie sie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt wird.
Die wannenförmigen Kopfplatten (2) weisen im Innenraum (3) eine 30 µm starke Mem
branfolie (7) aus Aluminium auf, die mittels Haftkleber auf der Innenseite der Kopf-platte
(2) fixiert ist. In dem wannenförmigen Innenraum (3) ist eine 30 mm starke
Mineralwolleschicht eingelegt. Das Heraustreten der Mineralwolle aufgrund der
fehlenden Rückwand der Kopfplatte (2) wird durch eine zweite, 50 µm starke
Membranfolie (7) aus Aluminium verhindert, die den Innenraum (3) überspannt und
umlaufend auf den seitlichen Rändern der wannenförmigen Kopfplatte (2) verklebt ist.
Durch einen filmartigen Haftkleber, der auf der Rückseite der Kopfplatte (2) aufgebracht
ist, kann eine einfache Montage auf entsprechend vorbereiteten Wand- oder
Deckenflächen erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Grundkörper
2 Kopfplatte
3 Innenraum
4 Schallabsorber
5 Oberfläche (der Kopfplatte)
6 Kanal
7 Membranfolie
8 Aussteifung
9 Nut
10 Klebefuge
11 Granulat
2 Kopfplatte
3 Innenraum
4 Schallabsorber
5 Oberfläche (der Kopfplatte)
6 Kanal
7 Membranfolie
8 Aussteifung
9 Nut
10 Klebefuge
11 Granulat
Claims (18)
1. Baustein mit schallabsorbierender Wirkung
dadurch gekennzeichnet,
daß im Innenraum (3) des Bausteins, der von Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) gebildet wird, ein Schallabsorber (4) angeordnet ist,
daß der Schallabsorber (4) wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden ist,
daß die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zumindest partiell porös ausgebildet ist,
daß die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert ist und daß in diesen Bereichen schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet sind,
daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40% beträgt.
daß im Innenraum (3) des Bausteins, der von Grundkörper (1) und Kopfplatte (2) gebildet wird, ein Schallabsorber (4) angeordnet ist,
daß der Schallabsorber (4) wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden ist,
daß die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zumindest partiell porös ausgebildet ist,
daß die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert ist und daß in diesen Bereichen schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet sind,
daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40% beträgt.
2. Baustein mit schallabsorbierender Wirkung
dadurch gekennzeichnet,
daß im Innenraum (3) einer Kopfplatte (2) ein Schallabsorber (4) angeordnet ist,
daß der Schallabsorber (4) wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden ist,
daß die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zumindest partiell porös ausgebildet ist,
daß die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert ist und daß in diesen Bereichen schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet sind,
daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40% beträgt.
daß im Innenraum (3) einer Kopfplatte (2) ein Schallabsorber (4) angeordnet ist,
daß der Schallabsorber (4) wasserdicht abgeschlossen und mit der Kopfplatte (2) akustisch leitend verbunden ist,
daß die Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) zumindest partiell porös ausgebildet ist,
daß die Wanddicke der Kopfplatte (2) zumindest lokal auf <= 9 mm reduziert ist und daß in diesen Bereichen schalldurchlässige Kanäle (6) angeordnet sind,
daß der Anteil der in Schallausbreitungsrichtung projizierten Fläche der Kanäle (6) im Verhältnis zur in Schallausbreitungsrichtung projizierten Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) in den wanddickenreduzierten Bereichen 20 bis 40% beträgt.
3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schalldurchlässigen Kanäle (6) in den wanddickenreduzierten Bereichen
der Kopfplatte (2) stochastisch angeordnet sind.
4. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
die mittlere Öffnungsweite der schalldurchlässigen Kanäle (6) 2 mm bis 10 mm
beträgt.
5. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schallabsorber (4) gegenüber der Kopfplatte (2) durch eine Membran
folie (7) aus Metall oder Kunststoff abgedichtet ist.
6. Baustein nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membranfolie (7) aus Polyäthylen besteht.
7. Baustein nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membranfolie (7) farbig ist.
8. Baustein nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopfplatte (2) zwischen den schalldurchlässigen Kanälen (6)
Aussteifungen (8) aufweist.
9. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die lokalen Wanddickenreduzierungen der Kopfplatte (2) als strukturierte
Reliefs oder als gestalterische Elemente im sichtbaren Bereich der Kopfplatte (2)
ausgebildet sind.
10. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die sichtbare Oberfläche (5) der Kopfplatte (2) farbig gestaltet ist.
11. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopfplatte (2) aus keramischem Werkstoff besteht.
12. Baustein nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (1) aus keramischem Werkstoff besteht.
13. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopfplatte (2) aus Kunststoff besteht.
14. Baustein nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (1) aus Kunststoff besteht.
15. Baustein nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (1) aus Abfallen der Kunststoffneufertigung oder aus
Recyclingkunststoff besteht.
16. Baustein nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopfplatte (2) oder ihre Oberfläche (5) aus aufgeschäumtem Poly
propylen besteht.
17. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schallabsorber (4) aus langfaserigen Wirrspänen aus Fertigungsresten,
die bei der Herstellung von Kunststoffen anfallen oder aus wiederverwertetem
und aufbereitetem Kunststoff besteht, die durch eine dünnwandige Membran
folie (7) aus Metall oder Kunststoff akustisch leitend und wasserdicht um
schlossen sind.
18. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schallabsorber (4) aus Mineralwolle oder Schlackewolle besteht, die
durch eine dünnwandige Membranfolie (7) aus Metall oder Kunststoff akustisch
leitend und wasserdicht umschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995106120 DE19506120A1 (de) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | Baustein mit schallabsorbierender Wirkung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995106120 DE19506120A1 (de) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | Baustein mit schallabsorbierender Wirkung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19506120A1 true DE19506120A1 (de) | 1996-08-29 |
Family
ID=7754732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995106120 Withdrawn DE19506120A1 (de) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | Baustein mit schallabsorbierender Wirkung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19506120A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009010292A3 (de) * | 2007-07-17 | 2009-04-02 | Erich Diel | Schallabsorber |
-
1995
- 1995-02-22 DE DE1995106120 patent/DE19506120A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009010292A3 (de) * | 2007-07-17 | 2009-04-02 | Erich Diel | Schallabsorber |
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