DE9321610U1 - Acoustic ceiling made of sound-absorbing lightweight building boards - Google Patents
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Description
'.LEINWEBER & •'ZIMMERMANN'.LEINWEBER &•'ZIMMERMANN
PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
EUROPEAN PATENT ATTORNEYSEUROPEAN PATENT ATTORNEYS
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Dipl.-Ing. H. Leinweber (t 1976) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. &ngr;. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus Dipl.-Ing. Thomas Busch Dipl.-Phys. Dr. Klaus SeranskiDipl.-Ing. H. Leinweber (t 1976) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. &ngr;. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus Dipl.-Ing. Thomas Busch Dipl.-Phys. Dr. Klaus Seranski
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den 10. August 2000 10 August 2000
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STO AG, 79778 Stühlingen
Akustikdecke aus schallschluckenden LeichtbauplattenSTO AG, 79778 Stühlingen
Acoustic ceiling made of sound-absorbing lightweight panels
Die Erfindung bezieht sich auf eine aus schallschluckenden Leichtbauplatten aufgebaute Akustikdecke, bei der jede Leichtbauplatte aus der Schallabsorption dienenden, miteinander unter Druckeinwirkung mittels Kunstharz verbundenen Blähglas-, Blähton- oder ähnlichen Partikeln hergestellt ist.The invention relates to an acoustic ceiling constructed from sound-absorbing lightweight panels, in which each lightweight panel is made of expanded glass, expanded clay or similar particles used for sound absorption, bonded to one another under pressure by means of synthetic resin.
Akustikdecken, bei deren Aufbau derartige aus Blähglas oder Blähtonpartikeln gepreßte Leichtbauplatten verwendet werden, sind bekannt (EP 0 399 514 A1). Bei solchen Akustikdecken hat sich ihre Eigenschaft als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß sie sich einmal durch die erwähnte Schallabsorptionsfähigkeit auszeichnen. Zum anderen ist in positiver Hinsicht ihre Leichtigkeit zu erwähnen, die es ermöglicht, in optischer Beziehung einen positiven Eindruck zu vermitteln, weil sich auch Raumdecken mit größerer Ausdehnung ohne besondere Probleme herstellen lassen.Acoustic ceilings that use lightweight panels pressed from expanded glass or expanded clay particles are known (EP 0 399 514 A1). The property of such acoustic ceilings has proven to be particularly advantageous in that they are characterized by the aforementioned sound absorption capacity. Another positive aspect is their lightness, which makes it possible to create a positive visual impression because even ceilings with larger dimensions can be produced without any particular problems.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich Akustikdecken aus derartigen Leichtbauplatten in sehr vorteilhafter Weise auch zur Herstellung von Kühldecken heranziehen lassen, wenn erfindungsgemäß in die Leichtbauplatten jeweils ein der Wärmeableitung dienendes, an eine Kühlmittelquelle anschließbares Fluidrohrnetz eingelagert und auf die Leichtbauplatten in deren montiertem Zustand raumseitig eine Putzschicht aufgetragen ist. Es ist bemerkenswert, daß trotz dieser Zusatzmaßnahme bei den herkömmlichen Leichtbauplatten die vorgenannten vorteilhaften Deckeneigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Da sich das Gesamtgewicht der Leichtbauplatten trotz des in sie integrierten Fluidrohrnetzes praktisch nicht erhöht, sind auch die erfindungsgemäß weiter ausgestalteten Leichtbauplatten bequem handhabbar und aus ihnen die Akustikdecke aufbaubar und anschließend verputzbar.It has now been shown that acoustic ceilings made of such lightweight panels can also be used very advantageously to produce cooling ceilings if, according to the invention, a fluid pipe network serving to dissipate heat and connectable to a coolant source is incorporated into the lightweight panels and a layer of plaster is applied to the room side of the lightweight panels when they are installed. It is noteworthy that, despite this additional measure, the above-mentioned advantageous ceiling properties are not impaired in the case of conventional lightweight panels. Since the total weight of the lightweight panels practically does not increase despite the fluid pipe network integrated into them, the lightweight panels further designed according to the invention are also easy to handle and the acoustic ceiling can be built from them and then plastered.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß aus der Zeitschrift Trockenbau 7/1992, S. 40 bis 55, die Feststellung entnehmbar ist, „bauphysikalische Anforderungen, insbesondere an die Akustik" stünden dem Einbau einer Kühldecke nicht entgegen. Als Beispiel ist auf eine sogenannte KA-Klimadecke Bezug genommen, bei der es sich um eine glatte, geschlossene Decke aus Metall, Gipskarton oder in verputzter Ausführung mit hohem Strahlungsanteil handelt. Weiter heißt es dazu „Schallabsorption für alle Deckenvarianten möglich" und ferner sind besonders erwähnt „Kunststoff-Rohrmatten aus PE", die „auf Metalldecken aufgelegt, in Gipskartonelemente integriert oder direkt an der Betondecke befestigt und verputzt" werden. Auffallend ist die Vielfalt der Andeutungen bezüglich des Aufbaus und des Einsatzes der KA-Klimadecke, die dem Fachmann in der Zeitschrift tabellarisch angeboten wird, und zwar handelt es sich um eine große Anzahl weiterer Kühldecken verschiedenster Konstruktion, die z.T. auch schallabsorbierend sein können. Als Beispiele sind vier unterschiedliche Flexi-Cool-Produkte genannt:At this point, it should be noted that the magazine Trockenbau 7/1992, pages 40 to 55, states that "building physics requirements, particularly those relating to acoustics" do not prevent the installation of a cooling ceiling. As an example, reference is made to a so-called KA climate ceiling, which is a smooth, closed ceiling made of metal, plasterboard or plastered with a high proportion of radiation. It goes on to say that "sound absorption is possible for all ceiling variants" and special mention is made of "plastic pipe mats made of PE" which are "laid on metal ceilings, integrated into plasterboard elements or attached directly to the concrete ceiling and plastered". What is striking is the variety of suggestions regarding the construction and use of the KA climate ceiling, which is offered to the specialist in the form of a table in the magazine. There are a large number of other cooling ceilings of various designs, some of which can also be sound-absorbing. Four different Flexi-Cool products are mentioned as examples:
1. Strahlungsdecke, schallabsorbierend, Kupferrohr-/Aluminium-Wärmeleitprofil, wobei offenbar eine Stahl-Akustikdeckenplatte mit geschlossener oder perforierter Oberfläche Einsatz findet und letztere offenbar der Schallabsorption dient .z.T. auch schallabsorbierend sein können. Als Beispiele sind vier unterschiedliche Flexi-Cool-Produkte genannt: 1. Radiant ceiling, sound-absorbing, copper pipe/aluminium heat conduction profile, whereby a steel acoustic ceiling panel with a closed or perforated surface is apparently used and the latter apparently serves to absorb sound. In some cases it can also be sound-absorbing. Four different Flexi-Cool products are mentioned as examples:
2. Strahlungsdecke, schallabsorbierend, Kupferrohr-ZAluminium-Wärmeleitprofil, wobei offenbar eine Stahl-Akustikdeckenplatte mit geschlossener oder perforierter Oberfläche Einsatz findet und letztere offenbar der Schallabsorption dient;2. Radiant ceiling, sound-absorbing, copper pipe-aluminium heat conduction profile, whereby a steel acoustic ceiling panel with a closed or perforated surface is apparently used and the latter apparently serves to absorb sound;
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3. Strahlungsdecke, schallabsorbierend. Hier findet ebenfalls ein Kupferrohr-/Aluminium-Wärmeleitprofil Anwendung, allerdings in Verbindung mit einer Aluminium-Paneele mit geschlossener oder perforierter Oberfläche,3. Radiant ceiling, sound-absorbing. Here, a copper pipe/aluminium heat-conducting profile is also used, but in conjunction with an aluminium panel with a closed or perforated surface,
4. eine offene Kühldeckenbauform, bei der ein „Kupferrohr-/Aluminium-Hohlkammerprofir Anwendung findet, und4. an open cooling ceiling design using a “copper tube/aluminium hollow chamber profile”, and
5. eine schallabsorbierende Strahlungsdecke, die aus Stahlrohr-/Aluminium-Kassetten oder „Langfeldplatten" gefertigt sein soll.5. a sound-absorbing radiant ceiling, which should be made of steel tube/aluminium cassettes or "long field panels".
Ferner ist als Beispiel eine schallabsorbierende Kühlstrahldecke aufgeführt, die offenbar aus Aluminium-Kassetten bestimmter Abmessungen besteht, welche eine seitliche Profilierung zur Aufnahme von Stahl-Kühlrohren 1/2 " besitzen.Furthermore, a sound-absorbing cooling radiant ceiling is given as an example, which apparently consists of aluminum cassettes of certain dimensions, which have a lateral profile to accommodate 1/2 "steel cooling pipes.
Als weiteres Beispiel ist eine analoge Kühlstrahldecke mit abweichenden Abmessungen der Paneele genannt, die an bauliche Gegebenheiten anpaßbar und zur Aufnahme von Stahl-Kühlrohren 3/4" mit einer seitlichen Profilierung versehen sind.Another example is an analogue cooling radiant ceiling with different dimensions of the panels, which can be adapted to the structural conditions and are provided with a lateral profile to accommodate 3/4" steel cooling pipes.
Das vorstehend nur auszugsweise zitierte Angebot an verschiedenen Deckenausführungen gemäß Zeitschrift „Trockenbau" läßt erkennen, daß der Fachmann keinerlei bestimmte Anregung erhält, eine Decke mit den beanspruchten Merkmalen der Erfindung auszubilden. Aus der Vielzahl der Ausführungsmöglichkeiten steht die Möglichkeit des Einsatzes von „Gipskartonelementen" der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verwendung von Leichtbauplatten am nächsten. Derartige Elemente sind jedoch rund doppelt so schwer, also statt Leichtbauplatten sind sie „Schwerbauplatten". Trotz des höheren Gewichts sind sie qualitativ schlechter; sie sind nämlich nicht in der Lage, Schall zu schlucken. Auch durch das Auftragen von Putz ändert sich an dieser Platteneigenschaft praktisch nichts, und es ergibt sich aus diesen Platten keine Akustikdecke. Mit Rücksicht auf das höhere spezifische Gewicht von Gipskartonelementen verbietet sich ferner zwangsläufig, in diese ein Fluidrohmetz einzulagern, was die Dicke zwangsläufig erhöhen würde. Unter „Integrieren" ist somit offenbar ein Anformen im Sinne von Befestigen zu verstehen.The range of different ceiling designs according to the magazine "Trockenbau" quoted above only in part shows that the expert receives no specific suggestion to design a ceiling with the claimed features of the invention. Of the multitude of possible designs, the possibility of using "plasterboard elements" is closest to the use of lightweight panels proposed by the invention. However, such elements are around twice as heavy, so instead of lightweight panels they are "heavy panels". Despite their higher weight, they are of poorer quality; they are not able to absorb sound. Even applying plaster changes this panel property practically nothing, and these panels do not produce an acoustic ceiling. In view of the higher specific weight of plasterboard elements, it is also inevitable to not incorporate a fluid pipe mesh into them, which would inevitably increase the thickness. "Integrating" is therefore obviously to be understood as forming in the sense of fastening.
Alle der Zeitschrift „Trockenbau" entnehmbaren Anregungen laufen auf den Einsatz von schwereren und teureren Materialien hinaus. Demgegenüber ist die beanspruchte Ver-All suggestions in the magazine "Dry Construction" lead to the use of heavier and more expensive materials. In contrast, the claimed
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wendung der Leichtbauplatten aus Blähglas o. dgl. mit dem wesentlichen Vorteil verbunden, daß diese Leichtbauplatten aus recyceltem Altglas gefertigt sind, also weniger wertvollen Ausgangsstoffen; nur ein geringer Prozentsatz dieser Flaschen wird heutzutage auch in sogenannten „Wertstoffhöfen" gesammelt und von dort in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt; die meisten werden beim Einwerfen in die Sammelcontainer zertrümmert und sind nur noch zur Herstellung von Blähglas verwertbar.The use of lightweight panels made of expanded glass or similar has the significant advantage that these lightweight panels are made from recycled waste glass, i.e. from less valuable raw materials; only a small percentage of these bottles are nowadays collected in so-called "recycling centers" and returned from there to the economic cycle; most are shattered when thrown into the collection containers and can only be used to make expanded glass.
Bekannt ist ferner eine Deckenkonstruktion (DE GM 90 12 650), die eine Kühldecke aus einzelnen verputzten Plattenelementen betrifft. Diese sind jeweils aus einer Wärmedämmschicht und jeweils in eine Putzschicht auf dieser Dämmschicht eingelagerten Rohrkanälen gebildet, um so in sich steife Platteneinheiten zu bilden, die beim Deckenaufbau mit ihren Rändern auf der raumweisenden Flanschseite von T-Trägern gelagert sind. Bei dieser Konstruktion ist die Putzschicht erforderlich, um diese Platteneinheit aus den der Kühlung dienenden Rohrkanälen mit der Wärmedämmschicht zu bilden. Der Charakter einer aus einer Vielzahl von Einzelelementen gebildeten Kassettendecke bleibt trotz der Putzschicht jedes einzelnen Elementes erhalten. Demgegenüber zeichnet sich die besonders einfache Akustikdecken-Kühldecken-Konstruktion nach der Erfindung durch den auch bei größeren Deckenabmessungen gegebenen Eindrucks einer großflächigen Einheit aus. Diese Konstruktion wird auch vom vorerwähnten Stand der Technik weder vorweggenommen noch nahegelegt.A ceiling construction (DE GM 90 12 650) is also known, which concerns a cooling ceiling made of individual plastered panel elements. These are each made of a thermal insulation layer and pipe channels embedded in a plaster layer on this insulation layer, in order to form rigid panel units which are supported with their edges on the space-facing flange side of T-beams during the ceiling construction. In this construction, the plaster layer is required in order to form this panel unit from the pipe channels used for cooling with the thermal insulation layer. The character of a cassette ceiling made up of a large number of individual elements is retained despite the plaster layer of each individual element. In contrast, the particularly simple acoustic ceiling-cooling ceiling construction according to the invention is characterized by the impression of a large-area unit, even with larger ceiling dimensions. This construction is neither anticipated nor suggested by the aforementioned prior art.
Als im Hinblick auf einen besonders hohen Kühleffekt sehr günstig hat es sich erwiesen, wenn das Fluidrohmetz in den dem Raum zugewandten Plattenbereich der miteinander verpreßten Partikel eingelagert ist.With regard to a particularly high cooling effect, it has proven to be very advantageous if the fluid mesh is embedded in the plate area of the pressed particles facing the room.
Vorteilhafterweise ist das Fluidrohmetz durch aus Kunststoff bestehende Röhrchen mit einem Durchmesser von etwa 2 mm gebildet. Ein derartiges Fluidrohmetz läßt sich nicht nur leicht herstellen sondern auch bei Plattenfertigung während der Einlagerung in das Plattenmaterial bequem handhaben.Advantageously, the fluid pipe network is formed by plastic tubes with a diameter of about 2 mm. Such a fluid pipe network is not only easy to manufacture but also easy to handle during plate production while being stored in the plate material.
Als in fertigungstechnischer sowie in baulicher Hinsicht sehr günstig hat es sich weiterhin herausgestellt, wenn die zulaufseitigen Enden und die ablaufseitigen Enden der Röhrchen jeweils in einen in die Partikel eingepreßten, einen vergleichsweise größeren Durchmesser aufweisenden Zulauf- bzw. Ablaufkanal münden, wobei der Zulaufkanal des Fluidrohrnetzes an eine Kühlfluidquelle anschließbar ist.It has also proven to be very advantageous in terms of manufacturing technology and construction if the inlet-side ends and the outlet-side ends of the tubes each open into an inlet or outlet channel pressed into the particles and having a comparatively larger diameter, wherein the inlet channel of the fluid pipe network can be connected to a cooling fluid source.
•if;.fix.· &Pgr;•if;.fix.· &Pgr;
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, in der die erfindungsgemäße Leichtbauplatte sehr schematisch anhand einer perspektivischen Darstellung veranschaulicht ist.Further details, advantages and features emerge from the following description with reference to the accompanying drawing, in which the lightweight panel according to the invention is illustrated very schematically using a perspective view.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist in die dargestellte Leichtbauplatte 1 aus der Schallabsorption dienenden, miteinander unter Druckeinwirkung mittels Kunstharz verbundenen Blähglas-, Blähton- oder ähnlichen Partikeln ein der Wärmeableitung dienendes Fluidrohmetz 2 eingelagert, das an eine nicht näher gezeigte Kühlmittelquelle anschließbar ist. Bei Herstellung von vorzugsweise verputzten, fugenlosen Decken und/oder Wänden aus derartigen Leichtbauplatten 1 ermöglicht das in sie jeweils eingelagerte Fluidrohrnetz 2 die Wärmeableitung. Dieses Fluidrohrnetz 2 ist durch aus Kunststoff bestehende Röhrchen 3 mit einem Durchmesser von etwa 2 mm gebildet. Die zulaufseitigen Enden und die ablaufseitigen Enden der Röhrchen 3 münden jeweils in einen in die Partikel eingepreßten, einen vergleichsweise größeren Durchmesser aufweisenden Zulaufkanal 4 bzw. Ablaufkanal 5. Der Zulaufkanal 4 des Fluidrohrnetzes 2 ist dabei an die nicht veranschaulichte Kühlfluidquelle anschließbar.As can be seen from the drawing, a fluid pipe network 2 for heat dissipation is embedded in the illustrated lightweight panel 1 made of expanded glass, expanded clay or similar particles that are used for sound absorption and bonded together under pressure using synthetic resin. This fluid pipe network 2 can be connected to a coolant source (not shown in detail). When producing preferably plastered, seamless ceilings and/or walls from such lightweight panels 1, the fluid pipe network 2 embedded in them enables heat dissipation. This fluid pipe network 2 is formed by plastic tubes 3 with a diameter of approximately 2 mm. The inlet-side ends and the outlet-side ends of the tubes 3 each open into an inlet channel 4 or outlet channel 5 pressed into the particles and having a comparatively larger diameter. The inlet channel 4 of the fluid pipe network 2 can be connected to the coolant source (not shown).
Der Zeichnung ist entnehmbar, daß die Leichtbauplatte 1 im Bereich des Zulauf- bzw. des Ablaufkanals 4, 5 mit einem zur Plattenoberseite hin vorstehenden Absatz 6 versehen ist. Die Kanäle 4, 5 sind in diesem Plattenbereich somit sicher eingebettet.The drawing shows that the lightweight panel 1 is provided with a shoulder 6 protruding towards the top of the panel in the area of the inlet and outlet channels 4, 5. The channels 4, 5 are thus securely embedded in this panel area.
Es ist jedoch besonders günsstig, wenn der Durchmesser des Zulauf- bzw. Ablaufkanals kleiner als die Plattenstärke von etwa 2 cm ist. In diesem Fall ist es möglich, die Leichtbauplatte 1 ohne jeden vorstehenden Absatz 6 auszubilden. Dies wird in weiterer Ausgestaltung dadurch begünstigt, daß jeweils einer der beiden Kanäle 4, 5 relativ zum anderen in Richtung des Verlaufs der Röhrchen 3 sowie quer dazu versetzt angeordnet ist. Wie ersichtlich, entpricht das Maß des Seitenversatzes quer zum Verlauf der Röhrchen 3 etwa dem halben Durchmesser der Röhrchen 4 bzw. 5.However, it is particularly advantageous if the diameter of the inlet or outlet channel is smaller than the plate thickness of about 2 cm. In this case, it is possible to design the lightweight plate 1 without any protruding shoulder 6. This is further facilitated in that one of the two channels 4, 5 is arranged offset relative to the other in the direction of the course of the tubes 3 and transversely thereto. As can be seen, the dimension of the lateral offset transversely to the course of the tubes 3 corresponds to approximately half the diameter of the tubes 4 and 5.
Der Zeichnung ist entnehmbar, daß die Enden der Röhrchen 4 bzw. 5 im einen Randbereich der Leichtbauplatte 1 nach außen freiligen. Benachbarte Leichtbauplatten lassen sich im Bereich ihrer Zulauf- bzw. Ablaufkanäle 4, 5 durch eingesetzte Verbindungsstücke bequem miteinander kuppeln oder aber im Bereich der jeweils äußersten Leichtbauplatte 1 durch einen Stöpsel verschließen.The drawing shows that the ends of the tubes 4 and 5 are exposed to the outside in one edge area of the lightweight construction panel 1. Neighboring lightweight construction panels can be conveniently coupled to one another in the area of their inlet and outlet channels 4, 5 using inserted connecting pieces or can be closed off in the area of the outermost lightweight construction panel 1 using a plug.
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