DE1559569A1

DE1559569A1 - Monolithisches Bauelement

Info

Publication number: DE1559569A1
Application number: DE19651559569
Authority: DE
Inventors: Olsson Karl Gustav
Original assignee: Internationella Siporex AB
Current assignee: Internationella Siporex AB
Priority date: 1964-04-23
Filing date: 1965-04-22
Publication date: 1970-12-10
Also published as: NL6505161A; US3433322A; GB1046915A; BE662923A

Description

jJie Erfindung bezieht sioh auf monolithische Bauelemente aus zellenförmigem künstlichem &fe& ^:,einaartigem Material, die Ut ä-te:i .aufnehmen., können und dasu bestimmt sind, als Bestandteil .eines lebäudes in der y/eise verwendet au werden, daß eine Sei-LenfLache eines solchen Bauelements ohne jede zusätzliche Verkleidung eine Decke oder gegabenenxalls eine tfandflache fur einen «aum bildet, in dem unerwünschte Geräusche auftreten können,, ironauer gesagt betrifft die Erfindung belastbare verstärkte Platten aus zellenförmigem Leichtbeton, wie sie gewöhnlich in

- - ■. ■ -- M .'pt-i -Jerkubatten, _:Eäb,rikhallen o-lsr dergleichen als Bestandteile von .n. oder Decken verwendet werden₀

Es ist bekannt^, die akusbischen Eigenschaften von Decken- oder »miL'.l'f lachen ,dadurch zu vorbeaa-ern,- daß man mehr oder weniger kompliziert aufgebaute Verkleidungsniaberialien daran anbringt| eu sind bereits verachiedene Arten von schallschluckenden Tafeln oder Platten bekannt, die entweder direkt an den betreffenden flächen befestigt werden, a.B« mit Hilfe von Nägeln oder Klebst off,^: oder die in einem geringen Abstand unterhalb einer Deoke • ^:'^: : ''-^ f '"BAD ORIGINAL

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oder vor einer Wand aufgehängt oder auf andere Weise unterstützt werden_e Die Verwendung solcher Tafeln oder Platten ist jedoch sehr kostspielig und unbequem, insbesondere deshalb, weil das Anbringen der Platten oder Tafeln zeitraubend ist und man in den meisten Fällen viel ßaum in Anspruch nehmende Gerüste benötigt, die bis zur Fertigstellung des Gebäudes die Durchführung anderer dringender Arbeiten behindern.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, alle diese Nachteile zu vermeiden und es zu ermöglichen, gleichzeitig mit der Errichtung der tragenden Konstruktion des tfebäuäes ausreichende Maßnahmen zur ulrzielung einer guten Akustik durchzuführen. Auf diese V/eise lassen sich ernebliche Einsparungen erzielen, und umfangreiche Versuche haben geneigt, daß es die Verwendung erfindungsgemäßer Bauelemente ermöglicht, akustische Verbesserungen zu erzielen, die in keiner Beziehung den Ergebnissen unterlegen sind, die sich erzielen lassen, wenn man die bis jetzt gebräuchlichen schallschluckenden Tafeln, Platten oder ähnliche Verkleidungsmaterialien verwendet, die gegenwärtig zu vertretbaren Preisen erhältlich sind.

Ein gemäß der Erfindung hergestelltes monolithisches Bauelement der genannten Art ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß direkt in dem Bauelement an durjenigen Fläche, welche einen von Geräuschen erfüllten Raum abgrenzt, mehrere Aussparungen von geringer Tiefe vorgesehen sind, die an der-Außenfläche des Bauelements münden, ohne sich erheblich zu verengern, wobei diest Aussparungen nahezu vollständig mit einem weichen porösen Füllmaterial gefüllt sind, und wobei die Tiefe der Aussparungen höchstens etwa einem Fünftel der Dicks des

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Bauelements entspricht· Unter der Dicke des Bauelements wird hier die kleinste Abmessung eines gewöhnlich platten- oder tafelförmigen Elements verstanden.

V/eitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbei*- spiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine verkürzte Ansicht der schallschluckenden Seite einer bevorzugten Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Bauelements,

Mg. 2 ist ein Teilschnitt durch eine belastbare Baukonstruktion, die Bauelemente der in Fig. 1 gezeigten Art umfaßt.

Fig. 5 ist ein Fig. 2 ähnelnder Teilschnitt, zeigt jedoch etwas abgeänderte Bauelemente·

Fig. 4 ist ein ebenfalls Fig. 2 ähnelnder Teilschnitt, zeigt jedoch eine weitere Ausbildungsform der Bauelemente·

Fig. 5 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch die schallschluckende Fläche eines Bauelements nach Fig. 1 und 2 und zeigt verschiedene Formen von Nuten und darin angeordneten erfindungsgemäßen Füllmaterialien.

Fig. 6 ist eine Teilansicht der schallschluckenden Seite einer weiteren Ausbildungsform eines erfindungsgemäBen Bauele-

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Fig. 7 iüt ein Fig. 2 bis 4 ähenlnder Teilsehnitt durch eine belastbare Baukonstruktion mit Bauelementen der in Fig. 6 ...gezeigten Art, wobei der Schnitt längs der Linie VII-VIl in

M₁., 6 verläuft. BADORfGINAL

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Fig. 8 ist ein vereinfachter Schnitt durch ein Fabrikgebäude, aus dem typische Verwendungsmöglichkeiten für die Bauelemente nach Fig. 1 bis 7 hervorgehen.

Fig. 9 gibt als Beispiel eine graphische Darstellung der akustischen Eigenschaften eines Bauelements der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art wieder₀

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Bauelement umfaßt einen monolithischen Körper 10 aus einem zellenförmigen künstlichen gesteinsähnlichem Material, in den Bewehrungen 11 eingebettet sind, so daß das Bauelement relativ große Abstände zwischen Trägern überbrücken kann, durch die die Enden des Bauelements unterstützt werden, und daß das Bauelement erhebliche lasten aufnehmen kann, wobei nur eine vernachlässigbare Durchbiegung eintritt. Bei dem Material des Körpers 10 handelt es sich vorzugsweise um zellenförmigen Leichtbeton, dessen Raumgewicht niedriger ist als dasjenige von reinem Wassere Dies gilt auch für alle weiteren nachstehend beschriebenen Bauelemente, doch sei bemerkt, daß man zur Herstellung der monolithischen Körper auch andere zellenförmige künstliche gesteinsähnlichen Materialien verwenden könnte.

Wie im folgenden näher erläutert, soll das Bauelement nach Fig. 1 und 2 in der Weise verwendet werden, daß die Seitenfläche 12 ohne Verwendung einer zusätzlichen Verkleidung einen Teil einer Decke oder gegebenenfalls einer V/andflache bildet, um einen Raum, z.B. eine Fabrikhalle, abzugrenzen, in dem störende Geräusche auftreten können, so daß es in hohem Maße erwühscht ist, eine schallschluckende Decken- oder Wandfläche vorzusehen,, Eine gewöhnliche ebene Fläche eines Bauelements der

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beschriebenen Art ermöglicht-es- nicht, die akustischen Verhältnisse in dem betreffenden Raum bemerkbar su verbessern} jedoch ist es gemäß der Erfindung möglieh) die Schallschluckfähigkeit

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der Fläche 12 des Bauelements auf eine überraschend einfache, arbeitsparende und" nur geringe Kosten verursachende Weise erheb-

lieh zu verbessern.

Zu diesem Zweck wird die Fläche 12 des Körpers 10 mit mehreren eine geringe liefe aufweisenden Nuten 13 versehen, die sich parallel zur Längsachse des Baugliedes erstrecken, und deren linden an den Schmalseiten 10' des Körpers 10 offen sind. In den Muten 13 werden dann Füllungen 14 aus einem weichen und porösen Material angeordnet, die auf beliebige geeignete Weise in ihrer" lage gehalten werden, z.B. durch "Verleimen und/oder die mechanische Reibung zwischen den Füllungen und den Wänden der Nuten. Die Buten 13 warden in die.betreffende Fläche des Körpers 10. vorzugsweise so eingeschnitten,. z.B. mit Hilfe von Fräs- oder Sägewerkzeugen,daß am Bodenund den Seitenwänden jeder Nut offene Porenräume vorhanden sind, die nicht nur die akustische Wirkung in einem gewissen Ausmaß verbessern, sondern die in erster linie dazu-beitragen, die Füllungen 14 in ihrer lage zu halten. .

' In Fig. 1 und 2«'Sind die mit den Füllungen versehenen Nuten 13 in gleichmäßigen Abständen über die -Fläche 12 des Bauelements verteilt, und alle Nuten haben die gleiche Breite und Tiefe. Jedqch können die Nuten auch abwechselnd eine unterschiedliche Breite erhalten, wie es in Fig. 3 bezüglich der Nuten 15 und 16 mit den weichen Füllungen 17 und 18 dargestellt ist, oder die Nuten können abwechselnd eine unterschiedliche Tiefe

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erhalten, wie es in Fig. 4 bezüglich der Nuten 19 und 20 mit den weichen Füllungen 21 und 22 gezeigt ist. Ferner könnte man die Fläche 12 mit Nuten zum Aufnehmen von Füllungen versehen, die sich sowohl "bezüglich ihrer .Breite als auch bezüglich ihrer Tiefe unterscheiden. Wenn man mindestens zwei Sätze von Nuten mit unterschiedlichen Abmessungen vorsieht, zeigt es sich, daß sich der Bereich der absorbierten Schallfrequenzen vergrößert, doch genügt es gewöhnlich, Nuten mit gleichen Abmessungen vorzusehen, wobei die Abmessungen der Nuten sorgfältig so gewählt werden, daß sie zusammen mit einem geeigneten weichen und porösen Füllmaterial eine maximale Schalldämpfung innerhalb des Frequenzbereichs bewirken, der physiologisch die größte Schädlichkeit für das menschliche Ohr besitzt.

Die Nuten 13, 15, 16, 19 und 20 haben sämtlich nur eine sehr geringe Tiefe, d.h. ihre Tiefe braucht in keinem Falle größer zu sein als etwa 25 mm, so daß die Nutentiefe stets erheblich kleiner ist als ein Fünftel der Dicke des Körpers 10, und daß die Festigkeit des Bauelements nicht erheblich beeinträchtigt wird; infolgedessen macht es auch keine Schwierigkeiten, die Bewehrungen 11 auf geeignete Weise anzuordnen; vorzugsweise haben alle Nuten, wie schon erwähnt, annähernd die gleiohe Breite und Tiefe. Die Füllungen 14, 17, 18, 21 und 22 haben Querschnittsabmessungen, die so gewählt sind, daß sie die zugehörigen Nuten nahezu vollständig ausfüllen, jedoch nicht über die Ebene der Fläche 12 des Bauelements 10 hinausragen. Dies geht insbesondere aus Fig; 5 hervor, wo Füllungen versohiedener Art dargestellt sind. Die Füllung 14 wird durch einen relativ dicken Streifen aus verfilzt er Ges.teinswolle gebil-der auf eine solche Breite zugeschnitten worden ist» daß

er "beim Einführen in die Nut 13 von quadratischem Querschnitt In seitlicher Richtung etwas zusaiumengedrückt wird. Bei der zweiten Nut "besteht die Millung aus einem doppelt gefalteten, relativ creiten Streifen 23 aus verfilzter G-esteinswolle< > In der dritten Hut ist eine Füllung angeordnet, die durch einen Streifen 24 aus einem weichen aufgeschäumten Kunststoff mit offenen Poren gebildet wird? die vierte Nut enthält eine Füllung, . die aus einem weichen porösen Strang. 25'aus Asbest.fasern besteht_o

Folg. 5 zeigt ferner, daß die Nuten, z.B. die Nuten 26 auf der rechten Seite, Seitenwände aufweisen können, die in Richtung auf die Mündung der Nut etwas konvergieren, damit die Füllungen besser festgehalten werden können} in jedem Falle soll sich die Nut jedoch nach außen nur sehr wenig verengen, und zwar teilweise deshalb, weil die zwischen den Nuten verlaufenden Stege des Körpers 10 anderenfalls leicht ausbrechen, und teilweise deshalb, weil es bei einer zu starken Verengung der Nuten nach außen schwierig sein könnte, die Füllungen schnell und bequem in die Nuten einzuführen« ·

Zwar hat es sich von fertigungstechnischen Standpunkt aus gezeigt, daß es' besonders zweckmäßig ist, Nuten vorzusehen, die sich in Richtung der Längsachse des Bauelements erstrecken, doch sei bemerkt, daß man auch anders angeordnete Aussparungen von geringer Tiefe vorsehen kann, in denen Füllungen aus einem weichen porösen Material angeordnet sind. Dies geht z.B. aus Fig. 6 und' 7 hervor« In diesem Falle-ist das monolithische Bauelement 10 mit zahlreichen kreisrunden Vertiefungen 28 und 29 versehen, •die auf der dem betreffenden Raum zugewandten Fläche angeordnet sind. Gemäß Fig. 6 sind Vertiefungen mit zwei verschiedenen \

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Durchmessern vorgesehen, doch könnte man auch Vertiefungen von gleichem Durchmesser verwenden. In den eine geringe Tiefe aufweisenden Öffnungen sind geeignete Füllungen 30 .und 31 so angeordnet, daß die öffnungen nahezu vollständig ausgefüllt werden; diese Füllungen bestehen ebenso wie bei den an Hand von Fig. 5 beschriebenen Anordnungen aus einem weichen porösen Material.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, erweist es sich zur Erzielung einer möglichst günstigen akustischen Wirkung als zweckmäßig, die mit Füllungen versehenen Nuten oder Vertiefungen im wesentlichen gleichmäßig über die Außenfläche des Bauelements zu verteilen und dafür, zu sorgen, daß die Nuten oder Vertiefungen einen erheblichen Teil der betreffenden Fläche, und zwar mindestens ein Drittel der Fläche, einnehmen«, Andererseits ist es natürlich erforderlich, dafür zu sorgen, daß die zwischen den Nuten oder Vertiefungen verbleibenden Stege oder dergleichen, die aus dem zellenförmigen und ziemlich empfindlichen Material des Körpers 10 bestehen, nicht zu dünn und zerbrechlich werden. Mindestens dann, wenn der Körper 10 aus einem zellenförmigen leichtbeton besteht, kann es gefährlich sein, die Stege oder dergleichen so auszubilden, daß ihre Dicke weniger als etwa 12,5 mm beträgt. Ferner ist zu bemerken, daß die Stege oder dergleichen, die zwischen den das Füllmaterial enthaltenden Nuten oder Vertiefungen nach außen ragen, als Verstärkungsrippen wirken und die Festigkeit des Bauelements erhöhen.

Alle vorstehend beschriebenen Bauelemente aind dazu bestimmt, mit weiteren ähnlichen Elementen vereinigt zu werden, ·■

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gemäß Fig. 2, 3, 4 und 7 nebeneinander angeordnet werden, um eine Konstruktion nach Art einer Plattform oder gegebenenfalls eine Wandkonstruktion zu bilden, die erhebliche lasten aufnehmen kann* Gemäß den Zeichnungen werden benachbarte Bauelemente in der Weise miteinander verbunden, daß ein geeignetes Betongemisch 32 in Fugen 33 gegossen wird; jedoch könnte man auch andere geeignete Verbindungsverfahren anwenden und z.B* ifut- und Federverbindungen vorsehenj diese Verbindungen bilden jedoch nicht einen Gegenstand der Erfindung. Beispiele für Möglichkeiten, zur Verwendung der erfindungsgemäßen Bauelemente sind in Figo 8ndargestellt, wo mit 100 bezeichnete Bauelemente bei der Eriinhtung eines Fabrikgebäudes verwendet worden sind, um sowohl eine mit Ünterztigen versehene Deckenkonstruktion 35 ala auch eine Dachkonstruktion 36 herzustellen, welch letztere z.B. durch eine Schneeschicht belastet werden kann. In beiden Fällen werden die Bauelemente 100 durch Träger 37 und 38 unterstützt, und sie überbrücken freitragend die Abstände zwischen den Trägern, wobei sie jeweils mit ihrer genuteten Unterseite die -Ueckenfläche des. darunter liegenden Raums bilden, während die Oberseite der Bauelemente mit einem geeigneten Boden- oder Bedachungsmaterial 39 bzw.■ 40 überdeckt ist. Da die Unterseite der Bauelemente 100 ein ausreichendes Schallschlüokvermögen

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aufweist, ist· es nicht erforderlich, eine zusätzliche Verkleidung vorziehen, so daß auf die Durchführung weiterer kostspieliger Arbeitsgänge verzichtet werden kann. Gegebenenfalls kann man die Unterseite der Bauelemente mit einem Anstrich versehen, oder sie auf andere Weise färben, um ihnen ein gefälliges Aussehen zu verleihen, und dies kann schon vor dem Einbau der Bauelemente in d|e Baukonstruktipn, gtsohehen. _gAD

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Um ein Beispiel für die überraschend gute Schallschluck- fähigkeit zu geben, die sich bei einem erfindungsgemäßen monolithischen belastbaren Bauelement erziel.en läßt, zeigt Fig. 9 den Absorptionsbeiwert für eine Platte aus zellenförmigem leichtbeton, die auf einer Seite mit Nuten versehen ist, wie es an Hand von Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, wobei die Breite jeder Nut' etwa 16 mm und die Tiefe etwa 20 mm beträgt; hierbei ist die Breite der Stege zwischen benachbarten Nuten gleich der Nutenbreite. Die als Vollinie gezeichnete Kurve A gibt die Schall absorption bei verschiedenen Schallfrequenzen für den Fall wieder, daß die Nuten eine Füllung aus verfilzter G-esteinswolle enthalten. Die gestrichelte Kurve B gilt für den Fall, daß die gleichen Nuten eine Füllung enthalten, die aus einem weichen aufgeschäumten Kunststoff bestehtj zum Vergleich veranschaulicht die strichpunktierte Kurve C die Schallabsorption für den Fall, daß sich kein Füllmaterial in den Nuten befand. Das Diagramm in Fig. 9 zeigt deutlich, daß die weiche poröse Füllung in den Nuten zu einer erheblichen Verbesserung der Schallabsorption innerhalb des Frequenzbereichs führt, der gewöhnlich als der für das menschliche Ohr schädlichste Bereich betrachtet wird·

Ansprüche! Q,0S850/0388

Claims

AISBEÖCHE

1. Monolithisches Bauelement aus zellenförmigem künstlicnea gesteinsähnlichem Material, ζ·Β· in Form einer mit Bewehrungen versehenen Platte aus Leichtbeton, das Belastungen aufnehmen kann und eine Fläche aufweist, die dazu bestimmt ist, ohne Verwendung einer zusätzlichen Verkleidung eine Deckenfläclxe oder gegebenenfalls eine Wandfläche zu bilden, mn einen Kaum a'osugrenzen, in dem störende Geräusche auftreten können, dadurch gekennzeichnet, daß direkt in der erwähnten Fläche des Bauelements mehrere eine geringe Tiefe aufweisende Aussparungen vorgesehen -sind, die an der erwähnten Fläche offen' sind, sich nach außen nicht wesentlich verengern und nahezu vollständig mit einem weichen porösen Füllmaterial gefüllt sind, wobei die i'icfο der Aussparungen höchstens einem Fünftel der Dicke des Bauelements entspricht· " .

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auseparungen so in das Bauelement eingeschnitten sind, daß sie zahlreiche offene Poren am Boden und den übrigen Wänden dor Aussparungen freilegen·

3· Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Aussparungen mindestens einem ■Irittel des Flächeninhalts der erwähnten Fläche des Bauelemente entspricht·

4. Bauelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der erwähnten Fläche des Bauelements mindestens

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Gruppen von Aussparungen vorgesehen sind, die mit einem weichen porösen !,laterial gefüllt sind, wobei sich die Abmessungen der Aussparungen der Gruppen mindestens in einer iiichtung unterscheiden.

5. Bauelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen als Hüten ausgebildet sind, und daß jode Nut eine Tiefe hat, die' annähernd in der gleichen Größenordnung liegt wie die Breite der !Tut.

6· Bauelement nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle !arten parallel zueinander zwischen zwei einander gegenüber liegenden Kanten des Bauelements verlaufen und an diesen Kanten offene Enden aufweisen.

7· Bauelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen Seitenwände haben, die in Richtung auf die erwähnte Fläche etwas konvergieren, damit die Füllungen in ihrer Lage gehalten werden«

8t Bauelement nach Anspruch 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllungen in den Aussparungen aus einem weichen Material mit offenen Poren bestehen» ·

9. Bauelement nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weichen Füllungen aus einem aufgeschäumten Kunststoff bestehen·

10, Bauelement nach Anspruoh 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weichen Füllungen aus einem nicht bronnbaren Material bestehen·

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Ή. LaaolG.-jani; naoix Anspruch 10, dadurch, sek

daß dia weiciieii,, niciit "brennbaren j?üllm.}2aft aus ninorallacliün

D.or

0098 50/0 38 8 ..'"bad