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PATENTANSPRÜCHE
1. Mehrschichtiges Schallschutzbauelement, gekennzeichnet durch eine Tragschicht, eine Fasermatte und eine mit durchgehenden Löchern versehene Holzspan oder -wolle aufweisende Abdeckplatte, welche dazu vorgesehen ist, der Schallquelle zugewandt zu werden.
2. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine, vorzugsweise armierte Betonplatte als Tragschicht und eine Holzspanbetonplatte zum Abdecken.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht mit einer, z.B. mittigen, oder zwei, z.B. am Rande angebrachten, Rippen, welche gegen die Abdeckplatte hinweisen, versehen ist.
4. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Nut oder Feder in mindestens zwei Seitenflächen.
5. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtaussenoberfläche der Löcher 20 bis 30% der Gesamtaussenfläche der Abdeckplatte beträgt.
6. Bauelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Löcher mindestens 30 mm, vorzugsweise nicht über 45 mm, beträgt.
7. Bauelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Abdeckplatte sich zu derjenigen der Fasermatte verhält, wie 5:4 bis 5:5.
8. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen der folgenden Werte: mittlerer Schallabsorptionsgrad aS, mittel 0,70 für 125-4000 Hz s, mittel 0,90 für 500-2000 Hz Brandkennziffer VI q/3, nicht brennbar.
9. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte Glasfasern oder Steinwolle enthält.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Schallschutzbauelement.
Schallschluckplatten mit zementgebundenem Holzspanbeton (Rohdichte 550-650 kg/m3) und einer versteifenden Betonschicht werden seit einigen Jahren entlang von Autobahnen eingebaut. Sie weisen - wie alle mineralisch gebundenen Holzspanplatten - den Nachteil auf, dass deren Schallabsorption zwar einen Spitzenwert bei einer Frequenz zwischen 400 und 800 Hz aufweist, dann aber stark abfällt, und bei 1000 bis 2000 Hz einen relativ tiefen Wert besitzt, der dann gegen 4000 Hz wieder etwas zunimmt. So ergeben Messungen an diesen Platten einen mittleren Schallabsorptionsgrad von 125 Hz bis 4000 Hz mittel = 0,74 von 500 Hz bis 2000 Hz ein asmittel = 0,76 im Maximum. (EMPA Untersuchungsbericht Nr. 107441 vom 10.4. 1974, daraus Fig. 3).
Den vielerorts strengen Vorschriften für vollabsorbierende Schallschluckelemente für Autobahnen genügen diese Werte nicht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines mehrschichtigen Schallschutzbauelementes, welches im Rahmen der ISO-Normenempfehlung R 354, die im wesentlichen mit der entsprechenden deutschen Norm DIN 52212 übereinstimmt, ausgemessen wurde und den vorläufigen Richtlinien für Lärmschutzwände (RLSW, Februar 1975) sowie den derzeitigen Normen des Kantons Zürich genügt.
Ein mehrschichtiges Schallschutzbauelement, welches diesen Forderungen zu entsprechen vermag, ist gekennzeichnet durch eine festigkeitsbedingte Tragschicht, eine Fasermatte und eine mit durchgehenden Löchern versehene Holzspan oder -wolle aufweisende Abdeckplatte, welche dazu vorgesehen ist, der Schallquelle zugewandt zu werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschliessend anhand einer Figur erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein mehrschichtiges Schallschutzbauelement gemäss einer ersten Bauart;
Fig. 2 ein Bauelement entsprechend demjenigen nach Fig.
1 nach einer andern Bauart;
Fig. 3 der statistische Schallabsorptionsgrad in Funktion der Frequenz für ein bekanntes Dachplattenelement gemäss dem Untersuchungsbericht EMPA Nr. 441 vom 10.4.
1974;
Fig. 4 eine entsprechende Kurve für ein mehrschichtiges Schallschutzbauelement im Sinne der vorliegenden Erfindung (Untersuchungsbericht EMPA Nr. 137 173 vom 17.7.
1978).
In Fig. list der Schnitt durch eine Schallschutzplatte 1 ersichtlich, mit einer als Tragschicht ausgebildeten Betonplatte 3, welche durch Armierungseisen 4 verstärkt ist. Ins Innere der Schallschutzplatte 1 ragt eine Betonrippe 6 gegen eine Abdeckplatte 9, die beidseitig von je einer Glasfasermatte 7 und 8 eingefasst ist. Die Abdeckplatte 9, welche mineralisch gebundene Holzspäne bzw. Holzwolle enthält und vorzugsweise als Holzspanbetonplatte ausgebildet ist, bildet den der Schallquelle zugekehrten Wandabschluss. Diese Abdeckplatte 9 ist mit durchgehenden Löchern 11 versehen.
Auf Schmalseiten weist sie zwecks Zusammenbaues aneinandergereihter Platten je eine Nut 13 u'nd eine entsprechende Feder 14 auf. Derartige Holzspanbetonplatten finden sich im Handel unter der Schutzmarke Durisol" .
Ein weiteres Beispiel einer Bauart einer derartigen Schallschutzplatte 20, wie sie z.B. für die Schweiz vorgesehen ist, weist ebenfalls eine Betonplatte 22 auf, deren Armierungseisen 23 eine entsprechend belastungsfähige Tragschicht ergeben.
Im Randbereich der Betonplatte 22 ist diese mit zwei Betonrippen 25 und 26 ausgebildet. Zwischen diesen befindet sich eine Glasfasermatte 28, es kann auch eine Steinwollplatte oder eine Platte mit Drehspänen sein, gefolgt von einer Abdeckplatte 29 mit Löchern 31. Auch hier ist, aber in den Betonrippen 25 und 26, zwecks Verbindung von aneinandergereihten Elementen, auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden Schmalseiten je eine Nut 33 und eine Feder 34, vorgesehen.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schallschutzplatten werden so hergestellt, dass eine Abdeckplatte in eine entsprechende Form eingelegt wird, hierauf die Fasermatte gelegt und abschliessend im normalen Giessverfahren die Betonplatte, nach dem Einbringen der Armierungseisen, gegossen wird.
Die Gesamtaussenoberfläche der Löcher 11 bzw. 31 beträgt 20 bis 30% der freien Vorderfläche der Abdeckplatte 9 bzw.
29. Es hat sich ferner gezeigt, dass der Durchmesser der normalerweise runden Löcher 11 bzw. 31 mindestens 30 mm betragen soll und vorzugsweise den Wert von 45 mm nicht überschreiten möge. Durch Versuche wurde auch gefunden, dass die Schichtdicke der Abdeckplatte 9 bzw. 29 sich zur Schichtdicke der Glasfasermatte 7, 8 bzw. 28 vorzugsweise verhalten soll wie 5:5 bis 5:4, wobei die Schichtdicke der Abdeckplatte, welche zu berücksichtigen ist, der Länge der durchgehenden Löcher entspricht.
Die brandschutztechnische Klassierung (Brandziffer erfolgt nach der Wegleitung der feuerpolizeilichen Vorschriften) mit VIq/3.
Während die Fig. 3 den Verlauf des statistischen Schallabsorptionsgrades gemäss ISO-Normenempfehlung R 354, entsprechend DIN 52212, für eine bekannte Dachplatte wieder
gibt, zeigt Fig. 4 nach den gleichen Vorschriften gemessen den statistischen Schallabsorptionsgrad in Funktion der Frequenz für ein vorbeschriebenes Schallschutzbauelement gemäss Fig. 1 oder Fig. 2.
Es wurde mithin ein Bauelement entwickelt, das die Vorteile des Holzspanbetons, nämlich die an sich gute Schallabsorption, die Wetter-, Frost- und Tausalzbeständigkeit besitzt, und zudem den strengen Vorschriften genügt, d.h.
einen Schallabsorptionsgrad mittel s0,70 für Frequenzen 125-4000 Hz; mittel u0,90 für Frequenzen 500-2000 Hz aufweist, bzw. nach den vorläufigen deutschen Richtlinien für Lärmschutzwände (RLSW, Febr. 1975) als voll schallabsorbierend gilt.
Das gesteckte Ziel wird sohin erreicht durch einen speziellen dreischichtigen Aufbau des Elementes. Es wird dabei das an sich gute Schallabsorptionsvermögen einer mineralisch gebundenen Holzspan oder Holzwollplatte benützt, die auf der dem Lärm zugewandten Seite des Elementes angebracht wird. Die Absorption dieser Schicht wird verstärkt durch eine Durchlochung dieser Platte, wobei der Flächenanteil der Löcher zur Gesamtfläche der Platte grösser ist als 20%. Die mittlere Kernschicht besteht aus einer Glasfasermatte, die zugleich den inneren Abschluss der Löcher der Holzspanschicht bildet.
Die der Lärm quelle abgekehrte Plattenseite besteht aus einer Betonschicht, welche den Schalldurchgang durch das Element verhindert und zusammen mit einer oder mehreren armierten Betonrippen die statischen Beanspruchungen des Elementes aufnimmt. Die Platte ist mit Nut und Kamm versehen, um den Schalldurchgang in den Fugen zu verhindern.
Mit diesem neuen Bauelement wird erreicht, dass das bei vollen mineralisch gebundenen Holzbetonspanplatten vorhandene Abfallen der Schallabsorption bei Frequenzen über 500 Hz vermieden und die Absorptionswerte so weit angehoben werden, dass ein vollabsorbierendes Schallschluckelement entsteht, das wetter-, frost- und tausalzbeständig ist.
Messungen an einem solchen Element ergaben Absorptionswerte für Frequenzen von 125 bis 4000 Hz mittel = 0,78; für Frequenzen von 500 bis 2000 Hz mittel = 0,95; und nach deutschen Richtlinien ALAaS(r = 9,910.
Die Fertigung des Elementes kann in einem oder mehreren Arbeitsgängen erfolgen (z.B. Beton auf Holzspanbeton frisch auf frisch) oder durch Zusammensetzung der fertigen Einzelteile.
Das fertige Element wird normalerweise horizontal zwischen I-Trägern eingebaut, kann aber auch in vertikaler Lage eingesetzt werden.
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PATENT CLAIMS
1. Multi-layer soundproofing component, characterized by a base layer, a fiber mat and a wood-chip or wool having cover holes provided with through holes, which is intended to face the sound source.
2. Component according to claim 1, characterized by a, preferably reinforced concrete slab as a base layer and a chipboard slab for covering.
3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the base layer with a, e.g. middle, or two, e.g. ribs attached at the edge, which point against the cover plate.
4. The component according to claim 1 or 2, characterized by tongue or groove in at least two side surfaces.
5. The component according to claim 1, characterized in that the total outer surface of the holes is 20 to 30% of the total outer surface of the cover plate.
6. The component according to claim 1 or 5, characterized in that the diameter of the holes is at least 30 mm, preferably not more than 45 mm.
7. The component according to claim 1 or 6, characterized in that the layer thickness of the cover plate relates to that of the fiber mat, such as 5: 4 to 5: 5.
8. The component according to claim 1, characterized by at least one of the following values: average sound absorption coefficient aS, average 0.70 for 125-4000 Hz s, average 0.90 for 500-2000 Hz fire index VI q / 3, non-combustible.
9. The component according to claim 1, characterized in that the mat contains glass fibers or rock wool.
The present invention relates to a multilayer soundproofing component.
Sound absorbing panels with cement-bonded chipboard (density 550-650 kg / m3) and a stiffening concrete layer have been installed along highways for several years. Like all mineral-bonded chipboards, they have the disadvantage that their sound absorption has a peak value at a frequency between 400 and 800 Hz, but then drops sharply, and has a relatively low value at 1000 to 2000 Hz, which is then around 4000 Hz increases slightly again. Measurements on these panels result in an average sound absorption level from 125 Hz to 4000 Hz medium = 0.74 from 500 Hz to 2000 Hz as medium = 0.76 at the maximum. (EMPA investigation report No. 107441 from April 10, 1974, from this Fig. 3).
These values do not meet the strict regulations in many places for fully absorbing sound-absorbing elements for motorways.
The present invention therefore aims to create a multilayer soundproofing component, which was measured in the context of the ISO standard recommendation R 354, which essentially corresponds to the corresponding German standard DIN 52212, and the preliminary guidelines for noise protection walls (RLSW, February 1975) and the current ones Norms of the Canton of Zurich are sufficient.
A multilayer soundproofing component, which is able to meet these requirements, is characterized by a strength-related base layer, a fiber mat and a cover plate provided with through holes or wood chip or wool, which is intended to be turned towards the sound source.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are subsequently explained using a figure. Show it:
1 shows a section through a multilayer soundproofing component according to a first type;
2 shows a component corresponding to that according to FIG.
1 according to another design;
3 shows the statistical degree of sound absorption as a function of frequency for a known roof panel element according to test report EMPA No. 441 from April 10.
1974;
4 shows a corresponding curve for a multilayer soundproofing component in the sense of the present invention (examination report EMPA No. 137 173 from July 17.
1978).
In Fig. List the section through a soundproofing plate 1 can be seen, with a concrete plate 3 formed as a base layer, which is reinforced by reinforcing iron 4. Inside the soundproofing plate 1, a concrete rib 6 projects against a cover plate 9, which is bordered on both sides by a glass fiber mat 7 and 8. The cover plate 9, which contains mineral-bound wood chips or wood wool and is preferably designed as a wood chip concrete plate, forms the wall end facing the sound source. This cover plate 9 is provided with through holes 11.
On the narrow sides it has a groove 13 and a corresponding tongue 14 for the purpose of assembling panels lined up. Such chipboard panels are commercially available under the Durisol trademark.
Another example of a construction of such a soundproofing panel 20, e.g. is intended for Switzerland, also has a concrete slab 22, the reinforcing iron 23 result in a correspondingly load-bearing base layer.
In the edge area of the concrete slab 22, it is formed with two concrete ribs 25 and 26. Between these there is a glass fiber mat 28, it can also be a rock wool plate or a plate with swarf, followed by a cover plate 29 with holes 31. Here too, but in the concrete ribs 25 and 26, for connecting elements lined up, on at least two opposite narrow sides, a groove 33 and a tongue 34 are provided.
1 and 2 are produced in such a way that a cover plate is inserted into an appropriate shape, the fiber mat is placed on top of it and finally the concrete plate is poured after the reinforcing iron has been inserted in the normal casting process.
The total outer surface of the holes 11 and 31 is 20 to 30% of the free front surface of the cover plate 9 and
29. It has also been shown that the diameter of the normally round holes 11 and 31 should be at least 30 mm and should preferably not exceed 45 mm. Experiments also found that the layer thickness of the cover plate 9 or 29 should preferably be 5: 5 to 5: 4 to the layer thickness of the glass fiber mat 7, 8 or 28, the layer thickness of the cover plate, which is to be taken into account, the Corresponds to the length of the through holes.
The fire protection classification (fire number takes place after the fire police regulations have been removed) with VIq / 3.
3 shows the course of the statistical sound absorption level according to ISO standard recommendation R 354, according to DIN 52212, for a known roof panel again
4 shows the statistical degree of sound absorption as a function of frequency, measured according to the same regulations, for a previously described soundproofing component according to FIG. 1 or FIG. 2.
A building element was therefore developed which has the advantages of chipboard concrete, namely the good sound absorption, weather, frost and de-icing salt resistance, and also meets the strict regulations, i.e.
a sound absorption level s0.70 for frequencies 125-4000 Hz; medium u0.90 for frequencies 500-2000 Hz, or according to the provisional German guidelines for noise barriers (RLSW, February 1975) is considered to be fully sound absorbing.
The goal set is achieved by a special three-layer structure of the element. The good sound absorption capacity of a mineral-bound wood chip or wood wool board is used, which is attached to the side of the element facing the noise. The absorption of this layer is increased by perforating this plate, the area ratio of the holes to the total area of the plate being greater than 20%. The middle core layer consists of a glass fiber mat, which also forms the inner closure of the holes in the wood chip layer.
The side of the plate facing away from the noise source consists of a concrete layer, which prevents the passage of sound through the element and, together with one or more reinforced concrete ribs, absorbs the static loads on the element. The plate is grooved to prevent the passage of sound in the joints.
This new component ensures that the drop in sound absorption at frequencies above 500 Hz, which is present in full mineral-bound wood-concrete chipboards, is avoided and the absorption values are increased to such an extent that a fully absorbing sound-absorbing element is created that is resistant to weather, frost and de-icing salt.
Measurements on such an element gave absorption values for frequencies from 125 to 4000 Hz medium = 0.78; for frequencies from 500 to 2000 Hz medium = 0.95; and according to German guidelines ALAaS (r = 9.910.
The element can be manufactured in one or more work steps (e.g. concrete on chipboard concrete fresh on fresh) or by assembling the finished individual parts.
The finished element is usually installed horizontally between I-beams, but can also be used in a vertical position.