專利名稱：聲吸收的玻璃或透明人造玻璃建筑構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種聲吸收的玻璃或透明的人造玻璃建筑構(gòu)件，它的內(nèi)容和DE—G9116233.6U1的權(quán)利要求1公開的內(nèi)容大體相近。
1.引言常規(guī)的聲吸收器利用多孔的或纖維狀材料，通過(guò)與細(xì)波浪形的、最大限度敞開的表面結(jié)構(gòu)的摩擦、使聲波振蕩轉(zhuǎn)化為熱(被動(dòng)式吸聲器)。
正如在DE—G9116233.6中所述，粗線條地(以穿孔率為5—30％)穿孔，設(shè)置在入聲場(chǎng)中作為透明罩面的玻璃板，大量地被穿通孔，穿孔面積大體在20mm2至20cm2之間，聲波幾平不受阻當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)，進(jìn)入在玻璃板間裝好聲吸收材料空間中，只有透過(guò)孔洞進(jìn)入該空間的聲能，才能在此處被聲吸收材料吸收。
與之不同，在被稱為反應(yīng)式吸收體中的聲波的能量，通過(guò)薄膜、板或膜的菜振，而當(dāng)此共振受多孔的、纖維的或粘滯的阻尼層阻尼時(shí)，將使聲能在相對(duì)較寬的頻帶內(nèi)降低。已熟知〔Fuchs，H.V.Zur Absorption tiefer Frequenzen in Tonstudios.(錄音室中的低頻吸聲)Rundfunktechnische mitteilungen rtm(廣播技術(shù)雜志)，第36卷，(1992)，第1期，第1—11頁(yè)，〕反應(yīng)式吸收器中全無(wú)附加的阻尼材料時(shí)，它們將—或者用多層薄膜、板或膜組成(DE312866)—或者/和以相對(duì)較大的、邊緣鋒利的孔(DE3504208)—或者/和以結(jié)構(gòu)復(fù)雜的(例如，浮雕式的)表面構(gòu)造(DE2758041)，以便能大量地激發(fā)板—和空氣的振動(dòng)，近來(lái)，在咨詢和開發(fā)項(xiàng)目中，越來(lái)越多地要求吸聲器用具有機(jī)械和化學(xué)高抗性能的陶瓷材料制成。在技術(shù)聲學(xué)、房間聲學(xué)和建筑隔聲方面也要求這樣的建筑構(gòu)件，它完全不用填入多孔的或纖維的阻尼性材料。對(duì)于玻璃外建筑構(gòu)件的需求辦公室和公共建筑的建筑物外墻面和內(nèi)墻面都越來(lái)越多地使用玻璃建筑構(gòu)件。玻璃，特別由于它具有較大的材料硬度，在一個(gè)相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)，聲波幾乎全反射的。由此引起了常見(jiàn)的因混響時(shí)間和有害反射聲造成的房間聲學(xué)問(wèn)題，特別嚴(yán)重的是在這類具有弧形彎曲表面的房間里，會(huì)引起聲聚焦。
2.常規(guī)聲吸收器的缺點(diǎn)所有上面所說(shuō)的吸聲器，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇振動(dòng)和阻尼材料，可達(dá)一定程度的光透射性(半透明)〔DE—2758241〕。至此還不可能作出全透過(guò)的(透明的)玻璃—或人造材料的建筑構(gòu)件它具有全平整的、堅(jiān)硬的、不振動(dòng)的封閉的外表面而又能聲吸收。房間內(nèi)表面的玻璃界面，更多的是作為聲學(xué)上完全堅(jiān)硬(全反射)來(lái)處理的。持續(xù)增長(zhǎng)著的趨勢(shì)，越來(lái)越多，越來(lái)越大，還經(jīng)常是弧形的玻璃墻和頂，更會(huì)導(dǎo)致在彎曲面中心處的有害的聲聚焦。使玻璃建筑構(gòu)件的這個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)更加突出。至今，建筑師面對(duì)這樣的客觀情況，在考慮構(gòu)造方面、光學(xué)和照明技術(shù)的同時(shí)，必須因房間聲學(xué)的要求而被迫對(duì)他的構(gòu)思作出極大的妥協(xié)，他必須對(duì)玻璃建筑構(gòu)件，至少部分地—或者以吸收的，不透明的建筑構(gòu)件替換，—或在它前面復(fù)以不透明的附加聲吸收器使它無(wú)害，—或者在它前面加以(也可以是透明的)反射體，將反射回的聲波轉(zhuǎn)向或散射，使它不再損害房間的音質(zhì)。
本發(fā)明的目的是，作出一種玻璃的建筑構(gòu)件，它是聲吸收的而且仍保持透明性。這個(gè)目的通過(guò)本申請(qǐng)權(quán)利要求1可實(shí)現(xiàn)。多種優(yōu)越的配置設(shè)計(jì)，則已體現(xiàn)在本申請(qǐng)的從屬權(quán)利要求中。
3.新型吸音器的優(yōu)點(diǎn)新型吸聲器是由單層或多層全透明的板組成。這些板幾乎是不受空氣聲波的激發(fā)而振動(dòng)。入射到板上音頻范圍內(nèi)一定帶寬的聲波，通過(guò)在板上穿透的許多小孔和小孔后設(shè)置的空腔被吸收〔如Maa，D—Y.(微穿孔板吸聲構(gòu)造的理論和設(shè)計(jì))Scientiaa Sinica(中國(guó)科學(xué))第18卷，(1975)，第1期，第55—71頁(yè)，(中文本)中關(guān)于安裝在堅(jiān)硬界面前微穿孔板的敘述〕。這些小孔的穿孔可由鉆機(jī)，激光，或等離子焊結(jié)裝置來(lái)完成。
與壁平行、盡可能直接在反射的玻璃構(gòu)件前安裝的，可事后安裝的吸聲器，它既不損害建筑構(gòu)思，也解決這方面的新問(wèn)題，在主要用途為語(yǔ)言的房間里，這種平面的、透明的吸聲器，受垂直入射時(shí)，在125至1250赫范圍內(nèi)，吸聲系數(shù)可達(dá)0.5以上，在500赫左右可接近于1。材料的選擇各方面表明，制作這種吸聲器的理想的建筑材料是一些具有高抗性能的人造材料。如玻璃，用于室內(nèi)，還有丙烯玻璃(玻璃般透明或有色)。用這種材料制成的平板，以板厚t在2和12mm之間，以距離D＝25－100mm，安裝在原玻璃建筑構(gòu)件的前，則形成了有令人驚訝效果的寬帶吸音器，已如大量試驗(yàn)證明。它不需多孔的或纖維的材料，只需直徑d＝0.1－3mm，最好是0.1－0.8mm的小孔。按照專利申請(qǐng)DE—P4312866共振吸聲器的多層構(gòu)造，在所著眼的整個(gè)頻率范圍內(nèi)，同樣的吸聲面積，吸聲系數(shù)可提高80％。
微穿孔透明吸聲器的原理，使它在建筑技術(shù)上，具有做出三種不同構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)3.1作為前置層當(dāng)如

圖1所示的吸聲器在原有的玻璃構(gòu)件前，例如，在已給定的框架結(jié)構(gòu)中鑲上后，將基本完全保持它的建筑物理的、光技術(shù)的和光學(xué)的功能。可將這些小孔(例如，以孔徑d為0.2至2mm，孔間距b為2至10mm)又小又有規(guī)律地打在前置層上，使它在此情況下的透明性只是略受影響。
該前置層以間距D＝20－500mm裝在原有建筑構(gòu)件(窗、墻、門)前，前置層與玻璃構(gòu)件之間的空間，可以是封閉的，如圖1所示，前置層也可以沒(méi)有封閉的側(cè)向邊界掛著。只要該間距相對(duì)小些，此前置層的縱向尺寸，它的吸聲效果就不受影響。
前置層可以是，如圖1所示，平的、斜的或分層安裝，也可以是彎曲的，突弧形、凹弧形或別的造型，如波浪形、鋸齒形、角錐形等等。它也可按照?qǐng)D1.3做出邊棱或者緊繃在其中一個(gè)角上。
3.2作為單面作用的盒子不作為前置層，而是將吸聲器作為獨(dú)立的建筑構(gòu)件，結(jié)合在例如墻、頂或吊頂中，或在已有的建筑構(gòu)件上、前，自立或吊掛。則它不僅是根據(jù)吸聲要求設(shè)置的吸聲器，還可以有由此而附加的散射，將聲波有目的地反射到房間里不因反射聲造成損害或被吸收的場(chǎng)所。在此情況下，圖2的吸聲器還可以承擔(dān)建筑構(gòu)件的作用作為一種同時(shí)具有高隔聲性能的玻璃建筑構(gòu)件；例如大體上如DE—A4312885公開的吊頂系統(tǒng)和隔離墻，也還可以作為聲阻尼的和隔離的隔聲罩、小室和管道的建筑構(gòu)件，圖2和圖3示出了按照本發(fā)明方式的構(gòu)件剖面圖。這些實(shí)施形式具有特殊的優(yōu)越性，因它在房間中可活動(dòng)設(shè)置并有因此而使音質(zhì)“可調(diào)”的特點(diǎn)，例如能按照房間中人數(shù)設(shè)置吸聲玻璃構(gòu)件的多少，還可因此降低房間中的噪聲，環(huán)境噪聲或談話的背景噪聲。
3.3作為全向作用的構(gòu)件最后，此完全透明的建筑構(gòu)件還可以按照?qǐng)D3作為“個(gè)體—吸聲器”，“中心—物體”或“障板”，與其他建筑構(gòu)件分離但仍起吸聲作用。它既是吸聲的散射元件，同時(shí)還是房間里的裝設(shè)，例如與燈具相結(jié)合等多方面的用途。
如圖3所示的構(gòu)造，可以掛在例如房間的頂上。畫上斜線的是構(gòu)造中的重型部分，它本身也可以是透明的，它是整個(gè)構(gòu)件(圓柱體、四邊形體、流線形體)的支撐部分。
本發(fā)明玻璃構(gòu)件的厚度可按照使用要求在2至20mm之間?？紤]到重量，則在4—8mm更好。
孔的斷面可以是圓形、橢圓形、不規(guī)則形或多角形。鉆形可以垂直地、向內(nèi)或向外的圓錐狀地或者是斜向地穿透平板。板可以向內(nèi)或向外反射以適應(yīng)可見(jiàn)光的或紅外光的或特殊的熱技術(shù)的要求。
圖4中僅給出了3種單層構(gòu)造的吸聲器，作為簡(jiǎn)單前置層裝在不同的玻璃構(gòu)件前，如玻璃外墻；玻璃隔斷墻；玻璃頂；窗或門，圖5給出了用玻璃作為板材設(shè)計(jì)的垂直入射時(shí)的吸聲系數(shù)a。圖6是以有機(jī)玻璃板材設(shè)計(jì)的結(jié)果，板的厚度都是t＝5mm。如果問(wèn)題的重點(diǎn)落在其他頻率范圍，則可以改變幾何參數(shù)b，d，t和D以得其他相應(yīng)的最佳設(shè)計(jì)。
圖7給出的是，用普勒克西玻璃(即聚甲基丙烯酸甲酯有機(jī)玻璃)制成的簡(jiǎn)單平板的第二種實(shí)施例形式，與圖5和圖6相比，只是參數(shù)不同，即板厚為0.2mm，孔徑為0.16mm，孔間距為1。4mm，與后壁的距離為600mm，穿孔率為1.03％。
這進(jìn)一步證明了多層板設(shè)置在與墻的距離較遠(yuǎn)處更佳。
厚度為0.2mm的薄人造材料板，相當(dāng)于厚的薄膜，可經(jīng)加強(qiáng)處理，使此板不受入射聲波的激發(fā)而振動(dòng)，該加強(qiáng)處理可以是加厚或粘貼上同樣材料的窄條。
權(quán)利要求
1.一種聲吸收的玻璃—或透明的人造玻璃建筑構(gòu)件，它具有穿透的孔，并在一定距離內(nèi)設(shè)有一個(gè)后墻壁，其特征在于所述的玻璃建筑構(gòu)件是由微穿孔板構(gòu)成孔徑為0.1至2mm，孔間距為2至20至板厚為0.2至30mm。
2.按權(quán)利要求1所述的玻璃建筑構(gòu)件，其特征在于所述的玻璃建筑構(gòu)件是以一定距離裝在墻、頂窗或門的前面的。
3.按照權(quán)利要求1所述的玻璃建筑構(gòu)件，其特征在于所述的板是平的、彎折的、弧形的、波浪形的、凸紋型的、凹面形的、凸面形的或是圓柱—，棱柱—，橢圓柱—，或球體形的板，和/或是箱或盒構(gòu)成的。
4.按照權(quán)利要求1—3中任一項(xiàng)的玻璃建筑構(gòu)件，其特征在于所述的孔徑為0.1—0.8mm，最好為0.2至0.8mm。
5.按照權(quán)利要求1—4中任一項(xiàng)的玻璃建筑構(gòu)件，其特征在于所述的穿透的孔是垂直地，圓錐地，多角地或斜地穿透板。
6.按照權(quán)利要求1—5中任一項(xiàng)的玻璃建筑構(gòu)件，其特征在于所述的板的表面具有一種紅外、或可見(jiàn)光的反射層。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種具有穿透孔洞的，安裝在墻前一定間距的聲吸收的玻璃或透明人造玻璃元件，該元件被設(shè)計(jì)為一塊厚度為2-30mm，具有小孔直徑0.2-2mm、孔間距為2-20mm的薄板。
文檔編號(hào)E04B1/82GK1123043SQ94192079
公開日1996年5月22日 申請(qǐng)日期1994年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月11日
發(fā)明者赫爾穆特·?？怂? 澤優(yōu)琴·澤哈 申請(qǐng)人:弗蘭霍菲爾運(yùn)輸應(yīng)用研究公司