DE69727360T2

DE69727360T2 - Schall- und wärmedämmende Mehrfachverglasung

Info

Publication number: DE69727360T2
Application number: DE69727360T
Authority: DE
Inventors: Marc Rehfeld
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: FR2755685B1; ES2215217T3; EP0842767B1; ATE258494T1; FR2755685A1; DE69727360D1; JPH10203850A; EP0842767A1; JP4226673B2; DK0842767T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrscheiben-Isolierglas, das in ein Fenster mit Wärme- und Schalldämmeigenschaften einzubauen ist und eine Verbundglasscheibe umfasst. Solche Gläser sind im allgemeinen für die Ausstattung von Fahrzeugen oder Gebäuden derart vorgesehen, dass im Inneren die Wahrnehmung von von außen kommendem Lärm verringert wird.
Seit mehreren Jahren ist in zahlreichen Ländern die Verwendung von Wärmeschutzgläsern allgemein verbreitet. Meist bestehen sie aus zwei Glasscheiben mit derselben Dicke, im allgemeinen von 2,5 bis 4 mm, die durch eine 6 bis 12 min dicke Füllung aus trockener Luft voneinander getrennt und am Rand mittels verschiedener Kitte und gegebenenfalls Metallprofile miteinander verklebt sind. In der Heizperiode wird von solchen Verglasungen der Komfort in Wohn-, Arbeits- und Freizeiträumen verbessert und werden die Wärmeverluste deutlich gesenkt.
Weiterhin besteht in bestimmten Lärm ausgesetzten Zonen der Wunsch nach einer verstärkten Schalldämmung. Daher sind mehrere Verfahren zur Erhöhung der Schalldämmleistung von Wärmeschutzscheiben oder Fenstern, in denen sie eingebaut sind, vorgeschlagen worden. So sind im Stand der Technik zahlreiche Typen von Einfach-, Verbund- und Mehrfachglasscheiben vorgeschlagen worden, um bestimmte Anforderungen an Wärme- oder Schalldämmung zu erfüllen.
So ist im europäischen Patent EP-B-0 100 701 von der Gesellschaft SAINT-GOBAIN VITRAGE ein Mehrscheiben-Isolierglas vorgeschlagen worden, das eine erste Scheibe aus einem Verbundglas und eine zweite Scheibe aus einfachem Glas umfasst, die parallel zur ersten Scheibe steht und von dieser durch eine Gasfüllung getrennt ist, wobei die beiden Scheiben durch aus dem Stand der Technik bekannte Mittel gasdicht miteinander verbunden sind. Dieses Mehrscheibenisolierglas ist derart, dass die erste Scheibe aus Verbundglas zwei einfache Glasscheiben mit einer Dicke von jeweils 3 bis 8 mm umfasst, die durch eine Harzschicht mit einer Dicke von höchstens 10 mm verbunden sind, und die Gasfüllung eine Dicke von 6 bis 30 mm und die zweite Scheibe eine Dicke von mehr als 8 mm besitzt. Dabei wird das Harz des Verbundglases der ersten Scheibe derart gewählt, dass ein Stab mit einer Länge von 9 cm und einer Breite von 3 cm, der aus einem Verbundglas besteht, das zwei Glasscheiben mit einer Dicke von 4 mm umfasst, die durch eine Schicht von 2 mm dieses Harzes miteinander verbunden sind, eine kritische Frequenz besitzt, die sich höchstens um 35% von derjenigen eines Glasstabes mit derselben Länge, derselben Breite und 4 mm Dicke unterscheidet. Dieses Glas ermöglicht einem Gebäude eine gute Schalldämmung gegen Straßenlärm.
Auf einem weiteren Gebiet des Schallschutzes, nämlich demjenigen, in welchem es sich darum handelt, ein Fahrzeug vor aerodynamischem Lärm zu schützen, wird von dem europäischen Patent EP-B-0 387 148 vorgeschlagen, eine Verbundglasscheibe zu verwenden, deren Zwischenschicht eine Dämpfung bei Biegung ν = Δf/f_c von mehr als 0,15 besitzt, wobei die Messung durchgeführt wird, indem ein Stab mit einer Länge von 9 cm und einer Breite von 3 cm, der aus einem Verbundglas hergestellt ist, in welchem das Harz sich zwischen zwei jeweils 4 mm dicken Glasscheiben befindet, durch einen Schlag angeregt wird und die Resonanzfrequenz der ersten Mode f_c und die Breite des Peaks Δf bei einer Amplitude A/√2 gemessen wird, wobei A die maximale Amplitude bei der Frequenz f_c derart ist, dass ihr Schalldämm-Maß sich bei keiner Frequenz von über 800 Hertz um weniger als 6 Dezibel von einem Bezugs-Schalldämm-Maß unterscheidet, das um 9 dB pro Oktave bis auf 2000 Hz und um 3 dB pro Oktave bei höheren Frequenzen erhöht wird. Weiterhin bleibt die Standardabweichung der Differenzen seines Schalldämm-Maßes, verglichen mit dem Bezugs-Schalldämmmaß, kleiner als 4 dB. Die Dicken der zwei Glasscheiben können gleich sein. In einer Abwandlung beträgt diese gemeinsame Dicke 2,2 mm.
Der Kennwert, der das im Patent EP-B-0 387 148 beschriebene Harz charakterisiert, unterscheidet sich von demjenigen des Patents EP-B-0 100 701, da es sich um die Breite des "Peaks" der kritischen Frequenz eines Verbundstabes handelt, eine Größe, die mit der Dämpfung des Harzes variiert, das die Zwischenschicht des Verbundglases bildet, während im Patent EP-B-0 100 701 es die eigentliche kritische Frequenz war, welche die charakteristische Größe war, die mit der Steifigkeit des Harzes variiert.
Weiterhin ist es bekannt, um die Schalldämmleistung von Wärmeschutzgläsern, d. h. von Mehrscheiben-Isoliergläsern, zu verbessern, diese mit einzelnen Gläsern mit unterschiedlicher Dicke, gegebenenfalls in Form von Verbundglasscheiben, zu verbinden, wobei die Zwischenfolie verbesserte Schalldämpfungseigenschaften besitzt. Diese Lösungen, die zweifellos die Schalldämmeigenschaften mehr oder weniger stark verbessern, haben den Nachteil, dass durch sie die Dicke der Verglasung ganz beträchtlich vergrößert wird und somit zum Einsatz mechanisch verstärkter Spezialfenster zwingt.
Die verschiedenen Typen von bekannten Mehrscheiben-Schalldämmgläsern haben beträchtliche Gesamtdicken, welche Probleme mit Gewicht und Volumen hinsichtlich der Fenster verursachen, in welchen sie eingebaut sind. Insbesondere wenn solche Verglasungen mit einfachen Glasscheiben ausgeführt werden, haben diese im allgemeinen eine Dicke von mehr als 8 mm, und die üblicherweise verwendeten Verbundglasscheiben bestehen im allgemeinen aus Glasscheiben mit einer Mindestdicke von 4 mm. Dadurch werden Mehrscheiben-Isoliergläser erhalten, die viel Platz benötigen und ein Gewicht besitzen, das höher als das durchschnittliche ist.
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, Mehrscheiben-Isoliergläser bereitzustellen, die einen guten Schallschutz bieten, ohne dass ihre Dicke zu sehr vergrößert wird, und welche es ermöglichen, die Tiefe des üblichen Falzes beizubehalten.
Das erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isolierglas, das für den Wärme- und Schallschutz vorgesehen ist, wird in ein Fenster eingebaut und besteht aus einer ersten Scheibe aus Verbundglas und mindestens einer zweiten Scheibe aus einfachem Glas, die parallel zur ersten und von dieser durch eine Gasfüllung getrennt ist, wobei die Scheiben dicht miteinander assembliert sind und die Glasscheiben der Verbundglasscheibe durch mindestens eine Kunststofffolie miteinander verbunden sind, die schalldämmende Eigenschaften verleiht, wobei dieses Mehrscheiben-Isolierglas dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbundglasscheibe mindestens zwei Glasscheiben mit einer Dicke von jeweils 1 bis 3,2 mm umfasst und die Dicke der einfachen Glasscheibe derart 2,8 bis 8,2 mm beträgt, dass sie gleich oder größer als die Summe der Dicken der Glasscheiben der Verbundglasscheibe ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, ein Schalldämm-Isolierglas zu erhalten, das in ein Fenster eingebaut wird und eine Scheibe aus Verbundglas und mindestens eine Scheibe aus einfachem Glas umfasst und dessen Gesamtdicke in Bezug auf üblicherweise verwendete Mehrscheiben-Isoliergläser relativ klein ist. Überraschenderweise konnte von den Erfindern nachgewiesen werden, dass ein Mehrscheiben-Isolierglas, das in ein Fenster einzubauen ist und dessen Dicke der Scheiben aus einfachem Glas gleich oder größer als die Glasdicke der Verbundglasscheibe ist, es erlaubt, ein Isolierglas mit geringer Dicke zu verwenden, dessen Schalldämmergebnisse denjenigen der üblichen Schalldämm-Isoliergläser mit größerer Dicke entsprechen.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Abwandlung ist vorgesehen, dass die Gasfüllungen eine Dicke von 6 bis 20 mm und vorzugsweise von 12 mm besitzen. Dabei erlaubt es die Wahl einer Gasfüllung mit einer Dicke von 12 mm, ein Mehrscheiben-Isolierglas mit optimaler Wärmedämmung zu erhalten. So bietet eine Verglasung aus dieser Abwandlung eine gute Schall- und Wärmedämmung.
Entsprechend einer bevorzugten Abwandlung ist die geringe Steifigkeit verleihende Kunststofffolie derart aus einem Harz hergestellt, dass ein Stab mit einer Länge von 9 cm und einer Breite von 3 cm, der aus einem Verbundglas besteht, das zwei Glasscheiben mit einer Dicke von 4 mm umfasst, die durch eine 2 mm dicke Schicht aus diesem Harz miteinander verbunden sind, eine Resonanzfrequenz f_c der ersten Mode besitzt, die sich um höchstens 35% von derjenige eines Stabes aus monolithischem Glas mit derselben Länge, mit derselben Breite und einer Dicke von 4 mm unterscheidet, und gemäß einer zweiten bevorzugten Abwandlung ist die schalldämmende Eigenschaften verleihende Kunststofffolie derart aus einem Harz hergestellt, dass, wenn sie mit einer Dicke von kleiner als oder gleich 1 mm mit zwei Glasscheiben mit einer Dicke von 2,1 mm verbunden wird, um eine Verbundglasscheibe zu bilden, deren Schalldämm-Maß gemessen wird, dieses bei höheren Frequenzen als 800 Hz um weniger als 6 dB von einem Bezugs-Schalldämm-Maß abweicht, das um 9 dB pro Oktave bis zu 2000 Hz und um 3 dB pro Oktave bei höheren Frequenzen erhöht wird.
Dabei wird die erste Abwandlung vorzugsweise für Gebäudeverglasungen, insbesondere für einen guten Schutz vor Straßenlärm, und die zweite für Fahrzeuge, insbesondere, wenn es sich darum handelt, sich vor aerodynamischem Lärm zu schützen, verwendet.
Vorzugsweise beträgt erfindungsgemäß die Dicke der schalldämpfenden Kunststofffolie 0,38 mm oder mehr.
In einer erfindungsgemäßen Abwandlung wird die Kunststofffolie, die stark dämpfende Eigenschaften und/oder eine geringe Steifigkeit verleiht, mit mindestens einer Folie mit Schalldämpfungseigenschaften verbunden, die gewöhnliche sein können. So ist es möglich, einen Teil der Dicke einer teuren Schalldämpfungsfolie durch eine gewöhnliche und billige Folie zu ersetzen, ohne die Schalldämpfungseigenschaften zu verschlechtern, aber mit beispielsweise einer deutlichen Verbesserung der mechanischen Festigkeit und auch mit dem gesamten Spektrum zusätzlicher Eigenschaften, die eine solche Folie bieten kann, beispielsweise Färbung, UV-Schutz und Lichtstreuung.
Die erfindungsgemäßen Isoliergläser besitzen den überraschenden Vorteil, dass gute Schall- und Wärmedämmung bei einem Mehrscheiben-Isolierglas erhalten wird, das Scheiben umfasst, deren Dicke in Bezug auf diejenige von Glasscheiben gering ist, die üblicherweise in Mehrscheiben-Isoliergläsern eingesetzt werden.
Ganz allgemein haben die erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Isoliergläser Abmessungen von weniger als 2 m² und vorzugsweise von weniger als 1,5 m².
Die folgende Beschreibung und die im Anhang befindlichen Figuren erlauben es, die Funktionsweise der Erfindung und deren Vorteile näher zu erläutern, wobei:
1 ein erfindungsgemäßes Mehrscheiben-Isolierglas zeigt und die
2 und 3 die Ergebnisse der Messungen des Schalldämm-Maßes von erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Isoliergläsern,
4, 5 und 6 die Methode, die zur Messung der Schalldämmung und zur Bestimmung der Steifigkeit der schalldämpfenden Harze angewendet wurde, und
7 und 8 die Ergebnisse der Messungen des Schalldämm-Maßes an erfindungsgemäßen Isoliergläsern für eine Standardfolie und eine Schalldämpfungsfolie zeigen.
Dabei sind die als Zwischenfolien von Verbundglasscheiben wirksamen schalldämpfenden Harze dafür bekannt, dass sie entweder auf die Dämmung oder die Steifigkeit der Verbundglasscheiben einwirken, die mit ihnen versehen sind.
Für Schalltechniker werden die Schwingungsphänomene in den Verbundglasscheiben von Gesetzen regiert, die völlig analog zu denjenigen sind, welche die mechanische Verbindung zwischen zwei Massen regieren, die durch eine Feder und einen parallel angebrachten Dämpfer miteinander verbunden sind. Weiterhin erlauben die Bewegungsgleichungen der Einheit Masse-Feder-Masse den Zugang zu charakteristischen mechanischen Größen der Feder (Steifigkeit) und des Dämpfers (Dämpfung), wobei die Analyse des mechanischen Verhaltens eines Stabes, der aus zwei beispielsweise 4 mm dicken Glasscheiben besteht, die insbesondere durch 2 mm des betreffenden Harzes miteinander verbunden sind, den Zugang zu den Größen ν, Dämpfung und Steifigkeit K des untersuchten Harzes erlaubt, die es dem Fachmann ermöglichen, die Schalldämmwirkung von Verbundglasscheiben, die mit dem betreffenden Harz hergestellt sind, vorherzusagen.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 4 das erste Verfahren beschrieben, das es erlaubt, ein erfindungsgemäß verwendbares Harz auszuwählen.
Es ist bekannt, dass die Energie, die von einem Gegenstand aufgenommen wird, der einem Schlag ausgesetzt worden ist, zu einem Schwingungsphänomen führt, und dass sofort nach dem Schlag der wieder freie Gegenstand mit seiner eigenen Mode schwingt. Dabei ist jede Mode mit einer Schwingungsfrequenz verbunden. Die Schwingungsamplitude ist von der ursprünglichen Anregung abhängig, d. h. von der spektralen Komponente des Schlags, wo bei die modale Verformung, je nachdem, ob der Schlag sich in einem Schwingungsbauch oder -knoten ereignet, mehr oder weniger stark ist.
Damit eine Eigenmode angeregt wird, ist es erforderlich, dass

(1) die am Auftreffpunkt verursachte Verformung sich nicht auf einem Schwingungsknoten der Mode befindet und
(2) das Energiespektrum des Schlages eine Komponente bei der Resonanzfrequenz der Mode besitzt.

Letztere Bedingung ist praktisch immer erfüllt, da ein sehr kurzer Schlag ein praktisch einheitliches Energiespektrum besitzt.
Die erste Bedingung ist auch erfüllt, wobei es beispielsweise bei einem an den Enden freien Stab genügt, auf ein Ende zu schlagen, um alle Moden anzuregen.
In der Praxis werden nur maximal die ersten zehn Moden "gemessen". Dabei dissipiert die von einem Schlag angenommene Schwingungsenergie im Laufe der Zeit, und dies umso schneller, je dämpfender das Material ist.
Bei einem gegebenen Material dissipieren die Moden umso schneller, je höher die verbundene Resonanzfrequenz ist, sodass am Ende eines bestimmten Zeitraums und während einer bestimmten Dauer ausschließlich die erste Mode übrig bleibt.
Das Messprinzip besteht daher darin, die Frequenzanalyse der Schwingung eines Stabes, der einem Schlag ausgesetzt worden ist, durchzuführen und die Lage der Resonanzfrequenzen (Frequenzen, bei denen die Schwingungsamplitude deutlich größer als im übrigen Spektrum ist) festzuhalten.
In 4 wurden, um die Messung durchzuführen, nacheinander Stäbe 20 mit einer Länge von 9 cm und einer Breite von 3 cm und zunächst aus einer Glasscheibe mit einer Dicke von 4 min und anschließend aus einem Verbundglas 4(2)4, in welchem die Glasscheiben mit einer Dicke von 4 mm durch eine 2 mm dicke Schicht aus dem zu untersuchenden Harz verbunden waren, verwendet.
Der Stab 20 ruhte auf zwei Schaumstoffträgern 21, die im wesentlichen in den Schwingungsknoten der ersten Mode (Grundmode) der dynamischen Durchbiegung des Stabs angeordnet waren. Dieser wurde durch einen Schlag angeregt, indem auf ein freies Ende mit einem kleinen Gegenstand wie einem Lineal geschlagen wurde.
Die vorübergehende Reaktion des Stabes auf diese Anregung wurde von einem Mikrofon 23 aufgenommen, das auf einem Träger 24 sehr nahe an der Oberfläche des Stabs 20 und in der Mitte von diesem (Druckbauch) angeordnet war. Das vom Mikrofon 23 aufgenommene temporäre Signal wurde vom Verstärker 25 verstärkt und anschließend von einem Fourier-Analysator 26 frequenzanalysiert.
Im allgemeinen wurden zehn Versuche mit ein und demselben Stab 20 durchgeführt, um den Einfluss von externem Lärm zu senken.
Wie in den 5 und 6 zu sehen, erlauben die erhaltenen Kurven, welche die Amplitude A der Schwingungen in Abhängigkeit von deren Frequenz für einen Stab aus einem monolithischen Glas und einen Stab aus Verbundglas, das ein zu untersuchendes erfindungsgemäßes Harz umfasste, darstellen, genau die Resonanzfrequenz der Grundmode der Biegungsschwingung (kritische Frequenz) zu ermitteln. In den vorgestellten Beispielen beträgt die kritische Frequenz des Glasstabs 2630 Hz, während die des Verbundglasstabs 2472 Hz beträgt.
Um die Steifigkeit K des zu untersuchenden Harzes zu ermitteln, gibt man sich meist mit der Höhe dieser "kritischen" Frequenz f_c oder genauer der Resonenzfrequenz der ersten Mode des Stabes, die mit K verknüpft ist, zufrieden.
Unter dem Gesichtspunkt der Steifigkeit und somit der "kritischen" Frequenz f_c befindet sich die Grenze zwischen einem Verbunderzeugnis mit gewöhnlichen oder, im Gegenteil, mit wirkungsvollen schalldämmenden Eigenschaften etwa bei einer "kritischen" Frequenz von 3550 Hz. Die mit den Harzen hergestellten Produkte, deren f_c kleiner als dieser Wert ist, sind leistungsfähige schalldämmende Produkte, während die Verbundglasscheiben, deren Harz eine f_c von über 3550 Hz hat, d. h. die steifer sind, mittelmäßig sind. Dies trifft auf Verbundglasscheiben auf der Basis von Polyvinylbutyral (PVB) zu. Bei einer Temperatur von 20°C beträgt diese "kritische" Frequenz 4500 Hz.
Der soeben beschriebene Versuch, dessen Durchführung sehr einfach ist, erlaubt es auch, die Dämpfung ν bei Durchbiegung des Stabes 20 zu eimitteln, die sich definieren lässt als das Verhältnis von Δf/f_c, worin Δf die Differenz der Frequenzen bedeutet, die einer Amplitude von gleich der der "kritischen" Frequenz f_c, geteilt durch √2, entspricht. Diese Dämpfung ν erlaubt gemäß dem Patent EP-B-0 387 148 wirksame Harze auszuwählen, die es ermöglichen, Verbundglasscheiben zu erhalten, die leistungsfähig sind, um aerodynamisch verursachten Lärm in Fahrzeugen zu dämpfen. Dieses Kriterium der Wirkung einer Verbundglasscheibe gegen aerodynamisch verursachten Lärm wird hiermit festgehalten. Der Versuch besteht darin, ein Verbundglas aus zwei je 2,1 mm dicken Glasscheiben herzustellen, diese mit dem höchstens 1 mm dicken zu untersuchenden Harz zu verbinden und das Schalldämm-Maß der Verbundglasscheibe gemäß der Norm ISO 140 zu messen. Danach wird jeder Wert, der für die Frequenzen von über 800 Hz erhalten wird, mit demjenigen eines Bezugs-Schalldämm-Maßes verglichen, das um 9 dB pro Oktave bis zu 2000 Hz und um 3 dB pro Oktave bei höheren Frequenzen erhöht wird. Zur Durchführung dieses Vergleichs wird für jede der betreffenden Frequenzen die Differenz der zwei Weite des Schalldämm-Maßes gebildet. Von all diesen Differenzen wird die größte und die kleinste ausgewählt und daraus die Differenz gebildet. Der Mittelwert davon bildet den "Abstand" zwischen zwei Kurven. Wenn dieser Abstand kleiner als 6 dB ist, hat die betreffende Verbundglasscheibe und somit das Harz, mit welchem sie gebildet worden ist, eine große Schalldämmwirkung gegen aerodynamisch verursachten Lärm in einem sich fortbewegenden Fahrzeug. Umgekehrt wird, wenn dieser Abstand mehr als 6 dB beträgt, das Harz als mittelmäßig schalldämpfend angesehen.
Je nach Verwendungszweck, d. h. je nach Charakter des Lärms, vor welchem man sich schützen will, beispielsweise Lärm aerodynamischen Ursprungs in einem Fahrzeug, Stra ßenlärm und Stimmenlärm zwischen zwei benachbarten Räumen, ist die Bedingung, die von einem wirksam schalldämpfenden Harz in einer Verbundglasscheibe einzuhalten ist, durch einen "Bereich" definiert, in welchem sich entweder seine "kritische" Frequenz, f_c, der Abstand zwischen den zuvor definierten Kurven oder beide dieser Größen befinden muss/müssen.
Eine Gruppe von Polyvinylacetalharzen, die in der Veröffentlichung "Effect of molecular structure of the interlayer on the transmission loss of laminated glass", vorgestellt auf der "Inter-noise 94" (Yokohama, Japan, 29.–31. August 1994), beschrieben worden ist, umfasst mehrere Polymere, die gleichzeitig beide zuvor genannten Kriterien erfüllen.
Das in 1 dargestellte Mehrscheiben-Isolierglas 1 umfasst eine Verbundglasscheibe 2 und eine einfache Glasscheibe 3, die durch eine Gasfüllung 4 getrennt und durch ein beliebiges dem Fachmann bekanntes Mittel insbesondere dicht miteinander verbunden sind.
Die Verbundglasscheibe 2 ist vom Typ 22.1, d. h. sie umfasst eine Glasscheibe 5 mit einer Dicke von 2 mm, eine Glasscheibe 6 mit einer Dicke von 2 mm und eine Kunststofffolie 7, die herkömmlicherweise mit einer Dicke von 0,38 mm zur Verfügung steht und entsprechend den zuvor genannten Dämpfungskriterien ausgewählt worden ist. In der folgenden Beschreibung sind die Verbundglasscheiben auf diese Weise nummeriert.
Die einfache Glasscheibe 3 hat eine Dicke von 4 mm und die Gasfüllung 4 eine Dicke von 12 mm. Das Mehrscheiben-Isolierglas ist daher vom Typ 22.1(12)4. In der folgenden Beschreibung werden die Mehrscheiben-Isoliergläser auf diese Weise bezeichnet.
Das gemäß der Norm ISO 140 untersuchte Mehrscheiben-Isolierglas 1 besaß ein Schalldämm-Maß von 35 dB(A) bei Straßenlärm.
In Tabelle I befinden sich die Schalldämm-Maße für verschiedene Typen von Isoliergläsern. Diese haben die Reihenfolge:
(Diese Dicken sind beispielhaft, sie können sich erheblich verändern, ohne dabei den Erfindungsumfang zu verlassen.) Die Mehrscheiben-Isoliergläser Nr. 1, 6 und 7 sind erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isoliergläser.
Die Gläser, die eine Verbundglasscheibe enthielten, hatten alle dieselbe Zwischenfolie, die den weiter oben genannten Dämpfungskriterien genügte.
Tabelle 1
Die Messungen des Schalldämm-Maßes wurden gemäß der Norm ISO 140 in einer dieser Norm entsprechenden Versuchsanordnung mit Probekörpern mit den Abmessungen 1,27 m × 0,58 m, eingebaut in einen Fensterrahmen mit den Abmessungen 1,48 m × 1,47 m, durchgeführt.
Die Probekörper Nr. 0 und 1 hatten dieselbe Dicke und dieselbe Wärmedämmung, die Ergebnisse zeigen eine Differenz von 4 dB(A) für das Schalldämm-Maß zwischen den beiden Isoliergläsern.
Das erfindungsgemäße Isolierglas 1 bietet somit einen besseren Schallschutz als die Zweifachscheiben, die üblicherweise verwendet werden, und dies bei derselben Dicke des Glases, d. h. mit einem ähnlichen Gewicht und etwa derselben Dicke.
Probekörper Nr. 2 erlaubt es, die geringe Dicke des erfindungsgemäßen Isolierglases vorzustellen. Die Probekörper Nr. 1 und 2 haben dasselbe Schalldämm-Maß und dieselbe Wärmedämmung, sodass bei gleichem Schalldämm-Maß die Dicke der üblichen Zweifachscheibe weit größer als diejenige des erfindungsgemäßen Isolierglases ist, die Differenz beträgt 5,62 mm.
Probekörper Nr. 3 ist ein Mehrscheiben-Isolierglas, das eine Verbundglasscheibe umfasst, wobei aber die Dicke der einfachen Glasscheibe kleiner als die Glasdicke der Verbundglasscheibe ist. Trotz seiner größeren Dicke ist das Mehrscheiben-Isolierglas Nr. 3 weniger schalldämmend als das erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isolierglas Nr. 1.
Die Probekörper Nr. 6 und 7 entsprechen dem erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Isolierglas, wobei die Dicke der einfachen Glasscheibe gleich der Glasdicke der Verbundglasscheibe ist. Die Ergebnisse zeigen, bei gleicher Gesamtdicke des Isolierglases, dass ein besserer Lärmschutz mit den erfindungsgemäßen Isoliergläsern als mit außerhalb des Erfindungsumfangs liegenden Isoliergläsern erhalten wird, das Schalldämm-Maß war um 2 dB(A) größer, verglichen mit Probekörper Nr. 3.
Weiterhin ist festzustellen, dass die Dicken der Glasscheiben der Verbundglasscheibe nicht notwendigerweise gleich sind, das Wesentliche besteht darin, dass die Dicke der einfachen Glasscheibe größer als oder gleich der Glasdicke der Verbundglasscheibe ist. Die Probekörper Nr. 6 und 7 veranschaulichen dieses Charakteristikum. Eine Verbundglasscheibe vom Typ 33.1 und eine weitere vom Typ 24.1, die in das erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isolierglas eingebaut waren, ergaben dasselbe Schalldämm-Maß.
Die Ergebnisse der Probekörper Nr. 4 und 5 erlauben es, ein Vergleichselement für Zweifachscheiben zu erhalten, die üblicherweise verwendet werden, und dies bei derselben Gesamtdicke des Isolierglases.
In 2 sind die Ergebnisse der Messungen des Schalldämm-Maßes aufgeführt, die an einem erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Isolierglas vom Typ 33.2(8)6 durchgeführt wurden, das eine schalldämpfende Folie enthielt, die gemäß den weiter oben beschriebenen Dämpfungskriterien ausgewählt und in ein PVC-Drehflügelfenster eingebaut worden war. Es ergaben sich folgende globale Werte:

– Gemäß der Norm NF: Schalldämm-Maß bei Rosa-Rauschen R_rosa = 39 dB(A), Schalldämm-Maß für Straßenlärm R_STRASSE = 35 dB(A)
– Gemäß der Norm ISO 717: bewertetes Schalldämm-Maß R_W = 39 dB.

In 3 sind die Ergebnisse der Messungen des Schalldämm-Maßes dargestellt, die an einem erfindungsgemäßen Isolierglas vom Typ 33.2(8)8 durchgeführt wurden, das eine schalldämpfende Folie enthielt, die gemäß den weiter oben beschriebenen Dämpfungskriterien ausgewählt worden war, und welches in ein PVC-Drehflügelfenster eingebaut worden war. Es ergeben sich folgende globale Messwerte:

– Gemäß der Norm NF: Schalldämm-Maß für Rosa-Rauschen R_rosa = 40 dB(A) Schalldämm-Maß für Straßenlärm R_STRASSE = 36 dB(A)
– Gemäß der Norm ISO 717: bewertetes Schalldämm-Maß R_W = 39 dB.

Diese Lärmmessergebnisse erlauben es, die Qualität des Schallschutzes des erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Isolierglases zu zeigen. Dabei ist festzustellen, dass der Schallschutz mit größer werdender Dicke der einfachen Glasscheibe besser wird. Weiterhin ist festzustellen, dass durch die Dicke der Gasfüllung die Ergebnisse der Messungen des Schalldämm-Maßes modifiziert werden.
In den 7, 8, 9 und 10 sind die Messergebnisse des Schalldämm-Maßes für eine Standard-PVB-Folie (Kurven 8, 10, 12 und 14 mit Vollkreisen) und für eine schalldämpfende Folie, die gemäß den weiter oben beschriebenen Schalldämpfungskriterien ausgewählt worden war (Kurven 9, 11, 13 und 15 mit vollen Quadraten), gezeigt, wobei in den 7 und 9 die Ergebnisse für erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isoliergläser und in den 8 und 10 für dieselben Isoliergläser, aber nicht in ein Fenster eingebaut, gezeigt sind.
In Tabelle II sind die Schalldämm-Maße für verschiedene Frequenzen eines Isolierglases vom Typ 22.1(12)4, das in ein PVC-Drehflügelfenster mit den Abmessungen 1,48 m × 1,47 m eingebaut war, angegeben, wobei die Isoliergläser die Abmessungen 1,27 m × 0,58 m hatten. In 7 sind die Kurven gezeigt, die den Messergebnissen des Schalldämm-Maßes in Tabelle II entsprechen.
Tabelle II
In Tabelle III sind die Schalldämm-Maße für verschiedene Frequenzen eines Isolierglases vom Typ 22.1(12)4 allein, d. h. nicht in ein Fenster eingebaut, mit den Abmessungen 1,48 m × 1,23 m angegeben. In 8 sind die Kurven gezeigt, die den Messergebnissen des Schalldämm-Maßes von. Tabelle 3 entsprechen.
Tabelle III
In Tabelle IV sind die Schalldämm-Maße für verschiedene Frequenzen eines Isolierglases vom Typ 33.1(12)6, das in ein Drehflügelfenster mit den Abmessungen 1,48 m × 1,47 in eingebaut war, angegeben, wobei die Isoliergläser die Abmessungen 1,27 m × 0,58 in hatten. In 9 sind die Kurven gezeigt, die den Messergebnissen des Schalldämm-Maßes in Tabelle IV entsprechen.
Tabelle IV
In Tabelle V sind die Schalldämm-Maße für verschiedene Frequenzen eines Isolierglases vom Typ 33.1(12)6 allein, d. h. nicht in ein Fenster mit den Abmessungen 1,48 m × 1,23 m eingebaut, angegeben. In 10 sind die Kurven gezeigt, die den Messergebnissen des Schalldämm-Maßes in Tabelle V entsprechen.
Tabelle V
Die Messergebnisse der Schalldämm-Maße, wie auch die Kurven in den 7, 8, 9 und 10 des Schalldämm-Maßes, die dazu gedient hatten, jene zu erhalten, erlauben es, die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Lösung zu zeigen.
Bei beiden Typen von Isoliergläsern ist es unzweifelhaft, dass die besten Schallschutzergebnisse mit der Verbundglasscheibe erhalten wurden, die eine Kunststofffolie enthielt, die schalldämpfende Eigenschaften verleiht, und das Isolierglas in ein Fenster eingebaut ist.
Dabei ist überraschenderweise festzustellen, dass die globalen Werte des Schalldämm-Maßes R_STRASSE und R_W zwischen dem Isolierglas, dessen Kunststofffolie eine Standardfolie war, und dem Isolierglas, dessen Kunststofffolie eine schalldämpfende Folie war, sich um 2 oder 3 dB und sogar 4 dB bei den Isoliergläsern unterschieden, die in ein Fenster eingebaut waren, während die Differenz bei den Isoliergläsern allein viel kleiner und sogar gleich Null war.
Durch das erfindungsgemäße Isolierglas werden so gute Schalldämmergebnisse bei Gesamtdicken des Isolierglases erhalten, die erheblich kleiner als die Dicke der üblicherweise eingesetzten Isoliergläser sind, wobei das Schalldämm-Maß für Straßenlärm R_STRASSE größer oder gleich 34,5 dB(A) und das bewertete Schalldämm-Maß R_W größer oder gleich 39 dB bei beiden Typen eines erfindungsgemäßen Isolierglases ist.
Weiterhin ist es möglich, eine oder mehrere Standardfolien mit der schalldämpfenden Folie zu verbinden. Somit erhält man in demselben Isolierglas einen Schallschutz, der mit allen Eigenschaften verbunden ist, die eine andere Folie zu erhalten erlaubt: beispielsweise Angriffshemmung, UV-Schutz, verschiedene Farbtöne und lichtstreuender Effekt, und dies, ohne die Dicke des Isolierglases wesentlich zu vergrößern. Diese herkömmlichen Folien, die seit vielen Jahren insbesondere aus PVB hergestellt werden, haben beispielsweise optimierte Haftungs-, Temperaturbeständigkeits- und im Falle eines Schlages mechanische Festigkeitseigenschaften, die sie für alle Zwecke geeignet machen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Isoliergläser sind deutlich: So ist es vorteilhaft, ein vorgegebenes Schalldämmergebnis mit dem dünnstmöglichen Glas zu erhalten, wobei Material und somit Gewicht eingespart wird, was es erlaubt, die Tragkonstruktion leichter zu machen und vor allem Tragrahmen für Isoliergläser zu verwenden, die für normale und schalldämmende Varianten gleich sind. Weiterhin ist es möglich, ein Isolierglas mit guten schalldämmenden Eigenschaften und der richtigen mechanischen Festigkeit, insbesondere als ein Sicherheitsglas, und mit einer Dicke des schalldämpfenden Harzes, die ebenfalls so klein wie möglich ist, zu erhalten.
Die verschiedenen Versuche wurden mit Isoliergläsern, die eine Verbundglasscheibe und eine einfache Glasscheibe enthielten, durchgeführt, wobei die Erfindung nicht auf diesen Typ eines Isolierglases beschränkt ist. Ein Isolierglas, das beispielsweise eine Verbundglasscheibe und zwei einfache Glasscheiben umfasst, verlässt den Erfindungsumfang nicht, wenn die Dicken der einfachen Glasscheiben gleich oder größer als die Glasdicke der Verbundglasscheibe sind.
Weiterhin wurden die verschiedenen Versuche mit einer Kunststofffolie durchgeführt, die entsprechend den weiter oben in der Beschreibung genannten Dämpfungskriterien ausgewählt worden war, wobei jedoch eine Kunststofffolie, die gemäß den weiter oben in der Beschreibung genannten Steifigkeitskriterien ausgewählt wird, auch möglich ist, ohne dabei den Erfindungsumfang zu verlassen.

Claims

Mehrscheiben-Isolierglas für den Schallschutz, das in ein Fenster eingebaut wird und eine erste Scheibe aus Verbundglas und mindestens eine zweite Scheibe aus einfachem Glas umfasst, die parallel zu ersten und von dieser durch eine Gasfüllung getrennt ist, wobei die Scheiben dicht miteinander assembliert sind und die Glasscheiben der Verbundglasscheibe durch mindestens eine Kunststofffolie miteinander verbunden sind, die schalldämmende Eigenschaften verleiht, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundglasscheibe mindestens zwei Glasscheiben mit einer Dicke von jeweils 1 bis 3,2 mm umfasst, und dass die Dicke der einfachen Glasscheibe derart 2,8 bis 8 mm beträgt, dass sie gleich oder größer als die Summe der Dicken der Glasscheiben der Verbundglasscheibe ist.
Mehrscheiben-Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Gasfüllungen 6 bis 20 mm und vorzugsweise 12 mm beträgt.
Mehrscheiben-Isolierglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schalldämmende Eigenschaften verleihende Kunststofffolie derart aus einem Harz hergestellt ist, dass ein Stab mit einer Länge von 9 cm und einer Breite von 3 cm, der aus einem Verbundglas besteht, das zwei Glasscheiben mit einer Dicke von 4 mm umfasst, die durch eine 2 mm dicke Schicht aus diesem Harz verbunden sind, eine Resonanzfrequenz f_c der ersten Mode besitzt, die sich um höchstens 35% von derjenige eines Stabes aus monolithischem Glas mit derselben Länge, mit derselben Breite und einer Dicke von 4 mm unterscheidet.
Mehrscheiben-Isolierglas nach einem dem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schalldämmende Eigenschaften verleihende Kunststofffolie derart aus einem Harz hergestellt ist, dass, wenn sie in einer Dicke von kleiner oder gleich 1 mm mit zwei Glasscheiben mit einer Dicke von 2,1 mm verbunden wird, um eine Verbundglas scheibe zu bilden, deren Schalldämm-Maß gemessen wird, dieses bei höheren Frequenzen als 800 Hz um weniger als 6 dB von einem Bezugswert abweicht, der um 9 dB pro Oktave bis zu 2000 Hz und um 3 dB pro Oktave bei höheren Frequenzen erhöht wird.
Mehrscheiben-Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der schalldämmende Eigenschaften verleihenden Kunststofffolie 0,38 mm oder mehr beträgt.
Mehrscheiben-Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie mit mindestens einer weiteren Folie verbunden ist, die insbesondere andere Eigenschaften verleiht.
Verwendung des Mehrscheiben-Isolierglases nach Anspruch 3 zum Ausstatten von Gebäuden.
Verwendung des Mehrscheiben-Isolierglases nach Anspruch 4 in Fahrzeugen und insbesondere Kraftfahrzeugen.