DE102011121164B4

DE102011121164B4 - Strahlflächenaufbau mit Absorptionsbox

Info

Publication number: DE102011121164B4
Application number: DE102011121164.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Menge
Original assignee: FRENGER SYSTEMEN BV HEIZ und KUEHLTECHNIK GmbH; Frenger Systemen Bv Heiz- und Kuehltechnik GmbH
Current assignee: FRENGER SYSTEMEN BV HEIZ und KUEHLTECHNIK GmbH; Frenger Systemen Bv Heiz- und Kuehltechnik GmbH
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2031-12-17
Also published as: CH705895A2; CH705895B1; DE102011121164A1

Abstract

Strahlflächenaufbau (1) zum Temperieren eines Raumes mit einer Deckenstrahlplatte (2), die dem zu temperierenden Raum zugewandt ist, und mit einem von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Rohrregister (6), wobei auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite eine Absorptionsschicht (4) sowie zusätzlich eine mit einem schallabsorbierenden Material (10) gefüllte Absorptionsbox (5) zur Schallabsorption angeordnet sind, wobei die Absorptionsbox (5) Seitenwände (8) aufweist, von denen zwei wenigstens bereichsweise mit Durchgangsöffnungen (9) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die quaderförmige Absorptionsbox (5) in den beiden Längsseitenwänden (8) Durchgangsöffnungen (9) mit einem Durchmesser von 5 mm bis 20 mm aufweist, die in einem Raster mit einem Abstand von 10 mm bis 50 mm angeordnet sind, wobei die quaderförmige Absorptionsbox (5) geschlossene, ungelochte Stirnwände sowie eine geschlossene, ungelochte Oberseite (11) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlflächenaufbau zum Temperieren eines Raumes mit einer Deckenstrahlplatte, die dem zu temperierenden Raum zugewandt ist und mit einem von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Rohrregister verbunden ist, wobei auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite eine Absorptionsschicht vorgesehen ist.
Es ist bekannt, Strahlflächenaufbauten, die als flächige Elemente ausgebildet sind und auch als Heiz-/Kühlsegel bezeichnet werden, von der Decke eines Raumes abzuhängen, um diesen zu temperieren, also nach Bedarf zu kühlen oder zu heizen. In dem Gebrauchsmuster DE 297 02 313 U1 wird vorgeschlagen, derartige Strahlflächenaufbauten zusätzlich auch als Dämmelemente gegen akustische Einflüsse zu verwenden. Hierzu ist auf der raumabgewandten Seite des Strahlflächenaufbaus eine Dämmschicht aus einem akustischen Absorptionsmaterial vorgesehen. Dies erlaubt es, neben der Regulierung der Temperatur des Raumes auch den Geräuschpegel in dem Raum zu verringern.
In dem Gebrauchsmuster DE 93 21 610 U1 werden schallschluckende Leichtbauplatten beschrieben, in denen ein Fluidrohrnetz eingebettet ist, das der Wärmeableitung dient und an eine Kühlmittelquelle angeschlossen ist.
Die DE 10 2004 018 278 B4 beschreibt eine flächig angeordnete Kühl- oder Heizdecke mit Kühlrohren, die von einer Flüssigkeit durchströmt sind. Oberhalb der Kühlrohre ist ein Luftverteilerkasten vorgesehen, der einen Anschluss und mehrere Ausgänge aufweist. Durch den Anschluss wird der Luftverteilerkasten mit Zuluft versorgt, die über die Ausgänge des Luftverteilerkastens zu Luftkanälen weitergeleitet wird und von dort zum Raum strömt. Um eine möglichst geräuscharme Verteilung der Zuluft auf die Luftkanäle sicherzustellen, ist der Luftverteilerkasten mit einer schalldämmenden Auskleidung versehen. Somit wirkt die Schalldämmung ausschließlich in Bezug auf die Zuleitung von Luft. Da der Luftverteilerkasten gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist, kann dieser keine Reduzierung des Geräuschpegels des Raumes bewirken.
Zur Reduzierung des Geräuschpegels ist es beispielsweise aus der WO 96/12 144 A1 bekannt, ein Deckenelement für eine Heiz- und Kühldecke mit einer Isolationsmatte zu versehen. Zur Temperierung des Deckenelementes wird ein Wärmeübertragungsmedium durch einen mäanderförmig ausgerichteten Schlauch geleitet. Zusätzlich kann in einem Randbereich der Deckenplatte ein Akustikvlies vorgesehen sein.
Die DE 20 2008 001 602 U1 beschreibt einen Schallabsorber mit einem Deckensegel, welches schallabsorbierendes Material enthalten kann oder aus diesem besteht. Auf dem Deckensegel kann ein Niederfrequenzabsorber angebracht werden, welcher zur Verbesserung der Abriebfestigkeit beschichtet oder ummantelt sein kann.
Die DE 195 00 670 C1 beschreibt eine Kühlvorrichtung mit einer perforierten Verkleidungsplatte und einem dem zu temperierenden Raum abgewandten Dämmmaterial, welches sowohl wärme- als auch schalldämmend wirkt.
Auch aus der DE 10 2009 055 440 A1 ist ein Deckenelement zur Temperierung eines Raumes bekannt, welches ein Vlies aufweist, um eine gute Schallabsorption sicherzustellen. Zur Verkleidung des Deckenelementes wird eine perforierte Graphitfolie vorgeschlagen, wobei die Löcher der Perforation das Eindringen von Schallwellen in das Deckenelement erlauben. Die Schallwellen können so innerhalb des Deckenelementes gedämpft werden, wodurch die Gesamtschallabsorption erhöht wird.
Den genannten Druckschriften ist gemeinsam, dass lediglich eine Absorptionsschicht auf dem Deckensegel angebracht ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlflächenaufbau der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine verbesserte Schallabsorption innerhalb eines Raumes, bei im Wesentlichen gleichbleibenden Temperierungseigenschaften des Strahlflächenaufbaus, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird im Wesentlichen durch einen Strahlflächenaufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist vorgesehen, dass auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite zusätzlich zu der Absorptionsschicht eine Absorptionsbox zur Schallabsorption angeordnet ist, die mit einem schallabsorbierenden Material gefüllt ist und die Seitenwände aufweist, von denen wenigstens zwei wenigstens bereichsweise mit Durchgangsöffnungen vorgesehen sind. Hierdurch wird im Gegensatz zu einem System mit nur einer flächigen Absorptionsschicht ein deutlich verbesserter Schallabsorptionsgrad (α_s) in dem zu temperierenden Raum erreicht. Schallwellen, die aus dem Raum auf den Strahlflächenaufbau treffen, können entweder durch optional in der Deckenstrahlplatte vorgesehene Öffnungen oder insbesondere durch die in den Seitenwänden der Absorptionsbox vorgesehenen Durchgangsöffnungen in die Absorptionsbox gelangen, in welcher sie durch das schallabsorbierende Material abgeschwächt werden.
In Weiterbildung dieses Gedankens ist es vorgesehen, dass die Absorptionsbox quaderförmig ausgebildet ist und wenigstens eine vollständig offene Seite aufweist. Insbesondere ist die Unterseite der Absorptionsbox vollständig offen. So wird erreicht, dass Schallemissionen, die von sich im Raum befindlichen Personen oder Geräten ausgehen, durch Öffnungen, die in der Deckenstrahlplatte vorgesehen sein können, in die Absorptionsbox eintreten und dort absorbiert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Absorptionsschicht des Strahlflächenaufbaus als ein Akustikvlies ausgebildet. Ein Akustikvlies zeichnet sich dadurch aus, dass bereits eine dünne Lage eine merkliche Absorptionswirkung erzielt. Zusätzlich zu der Absorptionsschicht kann auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite des Rohrregisters eine thermische Dämmschicht vorgesehen werden, um den Wärmetransport in die dem Raum abgewandte Richtung zu minimieren.
Die schallabsorbierenden Eigenschaften der Absorptionsbox und damit des Strahlflächenaufbaus können deutlich verbessert werden, wenn die Absorptionsbox mit Dämmwolle, insbesondere mit Mineralwolle, gefüllt ist. Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass die Absorptionsbox mit anderen Akustikdämmmaterialen und/oder mit schallschluckenden Bauteilen ausgekleidet bzw. gefüllt ist.
In Weiterbildung dieses Gedankens kann die Eigenschaft der Absorptionsbox weiter verbessert werden, indem die Absorptionsbox selbst aus einem schallabsorbierenden Material, insbesondere aus Wellpappe, besteht. Hierdurch wird der Geräuschpegel bereits vor Eintritt in die Absorptionsbox gedämpft. Zusätzlich oder alternativ kann die Absorptionsbox von außen mit einem schallabsorbierenden Material umhüllt oder wenigstens bereichsweise bedeckt sein.
Erfindungsgemäß weist die Absorptionsbox in den beiden Längsseitenwänden Öffnungen auf, die einen Durchmesser von etwa 5 mm bis etwa 20 mm haben. Vorzugsweise sind die Öffnungen in einem Raster mit einem Abstand von etwa 10 mm bis etwa 50 mm angeordnet. Als besonders vorteilhaft haben sich eine Lochgröße von etwa 10 mm und ein Abstand des Rasters von etwa 20 mm herausgestellt.
Weiterhin sind erfindungsgemäß die Stirnwände und die Deckenwand (Oberseite) der quaderförmigen Absorptionsbox geschlossen, d. h. sie weisen keine Öffnung oder Löcher auf. Dies verhindert, dass die Schallwellen nach dem Eintreten in die Absorptionsbox diese direkt wieder verlassen können. Dadurch können Schallwellen in der Absorptionsbox mehrfach an den Stirnwänden und der Deckenwand reflektiert werden, wodurch eine gute Dämpfung der Schallwellen erreicht wird.
Ein besonders hoher Schallabsorptionsgrad (α_s) kann dadurch erreicht werden, dass das Verhältnis der Fläche der Öffnungen der Deckenstrahlplatte zu der Grundfläche der Deckenstrahlplatte größer als 0,05, vorzugsweise größer als 0,1, ist. Eine besonders gute Schallabsorptionsfähigkeit ergibt sich bei einem Verhältnis größer als 0,2.
Überraschend kann bereits eine verhältnismäßig kleine Absorptionsbox einen hohen Schallabsorptionsgrad (α_s) erzielen. So liegt das Verhältnis der Grundfläche der Absorptionsbox zu der Grundfläche der Deckenstrahlplatte vorzugsweise in einem Bereich von größer als 0,05 und kleiner als 0,5. Bereits in einem Bereich zwischen etwa 0,1 bis 0,2 kann eine für Sporthallen ausreichend gute Schallabsorption erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorptionsbox zu den freien Rändern der Deckstrahlplatte so beabstandet angeordnet, dass diese von dem zu temperierenden Raum aus nicht als störend wahrgenommen wird und zudem vor Beschädigungen geschützt ist. Besonders bevorzugt wird eine Anordnung, bei der der Abstand der Absorptionsbox zu den freien Rändern wenigstens der Höhe der Absorptionsbox entspricht.
Es wird besonders bevorzugt, wenn der Schallabsorptionsgrad (α_s) gemessen nach ISO 354:2003 in einem Frequenzbereich zwischen 200 Hz und 5000 Hz größer als 0,5 ist. Insbesondere liegt der Schallabsorptionsgrad (α_s) in einem Frequenzbereich zwischen 300 Hz und 2500 Hz über 0,8. Gemessen nach ISO 11654 liegt der Schallabsorptionsgrad (α_s) in einem Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 2000 Hz bei wenigstens 0,85.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen schematisch:
1 eine Ansicht eines Strahlflächenaufbaus von unten;
2 eine Schnittansicht eines Strahlflächenaufbaus entlang der Schnittachse II aus 1;
3 eine Seitenansicht der Absorptionsbox ohne Deckenstrahlplatte und Rohrregister;
4 eine Schnittansicht entlang der Schnittachse IV aus 3; und
5 ein Diagramm des Schallabsorptionsgrads (α_s) eines erfindungsgemäßen Strahlflächenaufbaus abhängig von der Frequenz.
1 zeigt einen Strahlflächenaufbau 1 von der Seite des zu temperierenden Raumes her. Zu sehen ist die Abstrahlfläche einer Deckenstrahlplatte 2 mit Offnungen 3, die in einem regelmäßigen Raster über die gesamte Fläche der Deckenstrahlplatte 2 verteilt sind. Durch die Öffnungen 3 können Schallwellen vom Raum her durch die Deckenstrahlplatte 2 hindurchtreten.
Wie die Schnittansicht der 2 zeigt, ist auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite der Deckenstrahlplatte 2 ist eine Absorptionsschicht 4 aufgebracht, bspw. aufgeklebt. Eine Absorptionsbox 5 ist zentral auf der Längsachse des Strahlflächenaufbaus angeordnet und seitlich von einem Rohrregister 6 umgeben. Das Rohrregister 6 wird in an sich bekannter Weise von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmt und steht zur Wärmeübertragung in Kontakt mit der Deckenstrahlplatte 2. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohrregister 6 symmetrisch um den Mittelpunkt M des Strahlflächenaufbaus angeordnet.
An den freien Rändern der Deckenstrahlplatte 2 befinden sich Seitenbleche 7, die senkrecht zu der zum temperierenden Raum weisenden Abstrahlfläche der Deckenstrahlplatte 2 verlaufen.
In 3 ist eine Seitenansicht der Absorptionsbox 5 gezeigt. Diese ist über einen Großteil der Längsseitenwände 8 mit Durchgangsöffnungen 9 versehen. Durch die Durchgangsöffnungen 9 können Schallwellen, die seitlich auf die Absorptionsbox 5 auftreffen, in diese eindringen. Aus der Schnittansicht der Absorptionsbox 5 nach 4 ist ersichtlich, dass die Absorptionsbox 5 mit einem schallabsorbierenden Material 10, wie Dämmwolle, gefüllt ist. Die Oberseite 11 der Absorptionsbox 5, also die Seite, die von dem zu tempierenden Raum weg weist, sowie die Stirnseiten sind in dem dargestellten Beispiel vollständig geschlossen. Die Unterseite 12 der Absorptionsbox 5 ist vollständig offen und ermöglicht einen Kontakt mit der Deckenstrahlplatte 2 über die Absorptionsschicht 4.
Zusätzlich zu der Absorptionsschicht 4 kann optional auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite des Rohrregisters eine thermische Dämmschicht vorgesehen werden, um den Wärmetransport in die dem Raum abgewandte Richtung zu minimieren. Die Absorptionsbox 5 kann auf der thermischen Dämmschicht angeordnet sein. Auch die thermische Dämmschicht kann mit zur Schallabsorption beitragen, wesentlicher Zweck ist jedoch die Wärmedämmung.
5 zeigt den Schallabsorptionsgrad (α_s) eines erfindungsgemäßen Strahlflächenaufbaus abhängig von der Frequenz (f) gemessen nach ISO 354:2003. Hierzu wurde ein Strahlflächenaufbau mit vier Deckenstrahlplatten, die jeweils eine Abmessung von 1000 mm × 1500 mm × 40 mm haben, in einer Höhe von 160 mm über dem Boden einer Halle mit einem Volumen von 204,6 m³ angeordnet. Auf der Rückseite der Deckenstrahlplatten war ein Vlies (Typ AVP 100 der Fa. Lantor) befestigt. Zudem war jeweils eine mit Mineralwolle gefüllte Absorptionsbox aus perforiertem Karton (Lochdurchmesser 10 mm, Raster 25 mm) mit den Abmessungen von 150 mm × 900 mm × 150 mm auf den Deckenstrahlplatten angeordnet. Die Deckenstrahlplatten bestanden aus einem 0,75 mm starken Stahlblech mit einem Lochanteil von 21%.
Wie aus dem Diagramm der 5 hervorgeht, konnte eine signifikante Schallreduzierung insbesondere in dem für Menschen besonders gut hörbaren Bereich von etwa 2000 Hz bis etwa 4500 Hz erreicht werden.
Bezugszeichenliste

1: Strahlflächenaufbau
2: Deckenstrahlplatte
3: Öffnungen
4: Absorptionsschicht
5: Absorptionsbox
6: Rohrregister
7: Seitenbleche
8: Seitenwände/Längsseitenwände
9: Durchgangsöffnungen
10: schallabsorbierende/s Material/Dämmwolle
11: Oberseite
12: Unterseite
M: Mittelpunkt des Strahlflächenaufbaus

Claims

Strahlflächenaufbau (1) zum Temperieren eines Raumes mit einer Deckenstrahlplatte (2), die dem zu temperierenden Raum zugewandt ist, und mit einem von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Rohrregister (6), wobei auf der dem zu temperierenden Raum abgewandten Seite eine Absorptionsschicht (4) sowie zusätzlich eine mit einem schallabsorbierenden Material (10) gefüllte Absorptionsbox (5) zur Schallabsorption angeordnet sind, wobei die Absorptionsbox (5) Seitenwände (8) aufweist, von denen zwei wenigstens bereichsweise mit Durchgangsöffnungen (9) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die quaderförmige Absorptionsbox (5) in den beiden Längsseitenwänden (8) Durchgangsöffnungen (9) mit einem Durchmesser von 5 mm bis 20 mm aufweist, die in einem Raster mit einem Abstand von 10 mm bis 50 mm angeordnet sind, wobei die quaderförmige Absorptionsbox (5) geschlossene, ungelochte Stirnwände sowie eine geschlossene, ungelochte Oberseite (11) aufweist.
Strahlflächenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsbox (5) quaderförmig mit wenigstens einer vollständig offenen Seite, insbesondere der Unterseite (12), gestaltet ist.
Strahlflächenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht (4) ein Akustikvlies ist.
Strahlflächenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsbox (5) mit Dämmwolle, insbesondere Mineralwolle, gefüllt ist.
Strahlflächenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsbox (5) aus einem schallabsorbierenden Material besteht, insbesondere aus Wellpappe.
Strahlflächenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenstrahlplatte (2) Öffnungen (3) aufweist, wobei das Verhältnis der Fläche der Öffnungen (3) der Deckenstrahlplatte (2) zu der Grundfläche der Deckenstrahlplatte (2) größer als 0,05, insbesondere größer als 0,1, ist.
Strahlflächenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Grundfläche der Absorptionsbox (5) zu der Grundfläche der Deckenstrahlplatte (2) größer als 0,05 und kleiner als 0,5 ist, insbesondere 0,1 bis 0,2.
Strahlflächenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsbox (5) zu den freien Rändern der Deckenstrahlplatte (2) beabstandet angeordnet ist, insbesondere um eine Strecke, die wenigstens der Höhe der Absorptionsbox (5) entspricht.