165514. lajstromszámú szabadalom • Kettősfalú könnyű szerkezeti elem hanggátló falakhoz
165514 sített tömör faforgács, eternit és kemény, zártpórusú polisztirolhab összetételű szendvics-szerkezet, poliészter-műanyaghab-faforgács, különböző alumínium, acélvázas és fakeretes szerkezetek ásványi üveggyapottal vagy valamilyen 5 más pórusos elnyelőanyaggal kitöltve. Ezek hanggátlása rendszerint nem éri el a nemzetközileg szabványosított értéket (13, 14), ami a témakörre jellemző elméleti és konstrukciós bizonytalanságon túlmenően arra mutat, hogy az 10 építőipar fejlődése és a zaj elleni küzdelem fokozódása során egyre nagyobb szerepet kapnak a kettősfalú szerkezetek. A kettősfalú szerkezetek frekvenciafüggő hanggátlását kis frekvenciáknál a szerkezet fe- 15 lületegységre eső tömege szabja meg. Az ismert LONDON-féle elmélet (6) alkalmazása, kis frekvenciákon jó közelítést iád, de a teljes frekvenciasávban a hanggátlást mégis hibásan jellemzi. Nagyobb frekvenciákon ugyanis egy bizonyos 20 ún. kritikus frekvenciától az egyszerűsített, tömeggátolt rezgőrendszerre alapított hanggátlási elmélet a kettősfalú szerkezetekre már nem érvényes. Az ún. kritikus frekvenciánál a levegőben, valamint a fal anyagában terjedő hullám 25 koincidenciája, miatt (4) a csatolás a fal és a levegő között szorossá válik, ezért a hanggátlás Lecsökken. Ezt az ún. koincidencia-átvezetést a falak vastagságának — azaz a hajlítással szemben mutatkozó merevségének — csökkentésével 30 célszerű eltolni a hangfrekvenciás sáv felső szakaszába. A csökkentett tömeg következtében viszont a szerkezet a mély hangokkal szemben rosszabb hanggátlást mutat. Hogy a hanggátlást itt is megfelelő értéken tartsuk, a falszerkeze- 35 tet úgy szokás kialakítani, hogy a szerkezet elegendően nagy tömegű, ugyanakkor a koincidencia-átvezetés csökkentése érdekében egyúttal hajlítórezgés végzésére is képes legyen. A jelenleg ismert megoldások ezt a két, egymásnak 40 ellentmondó követelményt csak közelítően, s általában csak nagy, legalább 100 kp/m2 felületi súlyú szerkezetekkel tudják kiegészíteni. A falak közé helyezett elnyelőanyag javít az említett koincidenoia-átvezetésen. Az alkalma- 45 zott elnyelőanyag általában nyílt- vagy zártpórusú pórusos anyag, legtöbbször ásványi gyapot, vagy üveggyapot. Mivel az utóbbi két anyag nem rendelkezik kellő szilárdsággal, ezekből önhordó szerkezetet kialakítani nem sikerült. Az 40 elnyelőanyagból készített paplant általában valamiképpen, pl. kifeszített dróthálón rögzítik, majd a falakat összefogó kitámasztó és tartó-bordákra — amelyek hangbidakat .alkotnak — szerelik !(3, 4). Az elnyelőanyag egyúttal a ket- 55 tősfal között kialakuló, többszörösen visszaverődő hanghullámok csillapítására is szolgál {3, 4, 8). Az említett hanghidak viszont a szerkezet hanggátlását természetesen lerontják. Jelenleg nem ismeretes olyan elmélet, mely- 60 nek segítségével előre meghatározott hanggátlású falat lehetne tervezni. A kísérleti, valamint a különböző elméletekből adódó eredmények gyakran igen jelentős eltérést mutatnak {9). Az elméleti meggondolások mellett ezért a falszer- 65 kezetek kísérleti vizsgálata minden esetben elengedhetetlen. A találmány célja a felsorolt nehézségeknek az eddig ismertektől eltérő módon való, s ugyanakkor kedvezőbb eredményt nyújtó megoldása. A találmány tárgya olyan könnyű, kettősfalú hanggátló szerkezeti elem, amely lehetővé teszi a hanghidak kiküszöbölését s ugyanakkor nagy teherbírású. A találmány szerinti szerkezeti elemnél a megfelelő tömegű 1 és 2 fémlemezek — célszerűen vaslemezek — között célszerűen ragasztással rögzítve helyezkediik el a 3 műanyaghab téglatest, amely egyszersmind a távolságtartás és a csillapítás feladatát is ellátja. (i2. és 2/a. ábra.) A szerkezet így minden lehetséges hanghidat kiiktat, ugyanakkor a 3 műanyaghabnak^téglatestnek az 1 és 2 fémlemezek közé történő ragasztásával nagy teherbírású, nagy szilárdságú, önhordó szerkezetet hozhatunk létre. A koincidencia-átvezetés problémájának megoldása érdekében az 1 és 2 lemezek vastagsága egymástól eltérő. A kettősfalú szerkezetnek a kritikus frekvenciák környezetében észlelhető átvezetését éppen a különböző vastagságú lemezek alkalmazásával csökkentettük. A csökkenést az okozza, hogy a vastagságkülönbség miatt az egyes lemezek sajátfrekvenciái a hajlítórezgésekre egymástól különbözőek. A kísérleteink során kialakított legkisebb felületi súlyú szerkezetben az 1 lemez 1 mm, a 2 lemez 2 mm vastagságú volt. A vékony lemezek kis tömege miatt a hanggátlás mély hangoknál így viszont csekély lenne, ezért a szerkezet hanggátlását úgy növeltük meg, hogy az 1 és 2 fémlemezekre hosszanti 5 merevítő bordát, illetőleg bordákat alkalmaztunk, mégpedig úgy, hogy az 1 és 2 lemezek ihajlítórezgésének alapmódusai 100 Hz alatt legyenek. Azt találtuk, hogy az 5-tel jelölt hosszanti merevítő bordák össztömege optimális, ha az 1 és 2-vel jelzett határoló lemezek össztömegének 0,3—1,'5-szöröse. A hosszanti merevítő bordák száma méterenként és lemezenként legalább egy, de legfeljebb négy kell legyen. Az alkalmazott 3 műanyaghab-téglatest a távolságtartás feladatán kívül a kettősfalú szerkezet belső csillapítását is növeli és a két fal közötti álló, valamint a visszaverődő hullámokat elnyeli. A találmány szerinti szerkezeti elem beépítésének, illetve több ilyen szerkezeti elem egymáshoz való csatlakoztatásának egyszerű biztosítására az 1 és 2 lemezek széleinek egyirányú, vagy helyenként ellenkező irányú elhajlítása és az elhajlított széleken levő 6 lyukakba helyezett kötőelemek szolgálnak. A lemezek elhajlítása célszerűen olyan, hogy az elhajlítás síkja merőleges a lemezek síkjára. A lemez széleinek elhajlítása a lemez széle mentén mindenütt azonos, vagy helyenként ellentétes irányú, a konstrukció kialakításától függően. Az egyes elemek összeerősítésére célszerűen oldható, vagy oldhatatlan kötőelemek szolgálnak. A 3. ábrán foemutátott hanggátlási értékeket a kísérletképpen megvalósított különféle szerkezeti elemek közül az 50 kp/m2 felületi súlyú,
