СИСТЕМА ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ НАВЕСОВ
SYSTEM OF SOUND-ABSORBING CANOPIES

Настоящее изобретение относится в целом к системам внутренней отделки зданий, в частности к системе, имеющей подложку из композитного мягкого волокна, которая может самостоятельно поддерживать форму с минимальным провисанием.
Традиционные системы подвесных потолков, оборудуемые в офисных помещениях, магазинах розничной торговли и подобных коммерческих структурах, как правило, включают в себя подвесные решетки, которые поддерживают плитки из звукопоглощающих мягких волокон. Такие системы, как правило, простираются на всю длину комнаты, т.е. являются непрерывными, и создают однородный внешний вид. Несмотря на то, что такие непрерывные подвесные системы обеспечивают приятное на вид и звукоизолированное пространство, дизайнеры, архитекторы и домовладельцы зачастую отказываются от применения таких систем по нескольким причинам, включая снижение высоты потолка и стоимость материалов для покрытия всего пролета. В результате, все больше внутренних пространств зданий имеют конструкции потолка с открытыми пазухами, или с открытым чердаком, в которых по меньшей мере существенный участок твердого потолка, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, проводка и прочие элементы открыты. Однако конструкции с открытыми пазухами оставляют пространство неструктурированным и, следовательно, менее пригодным и менее приятным с эстетической точки зрения.
В системах внутренней отделки зданий с открытыми пазухами было сделано несколько попыток изменить пространство и обеспечить эстетичный внешний вид. Одним из имеющихся на рынке товаров являются характерные навесы. Примеры существующих систем характерных навесов включают в себя Характерные Навесы INFUSIONS от Armstrong World Industries, Inc. Характерные Навесы INFUSIONS включают в себя гибкую панельную конструкцию и элементы подвеса, поддерживающие гибкую панельную конструкцию. Помимо этого смещающий элемент сообщается с гибкой панелью для поддержания панели в гибкой, по существу изогнутой конфигурации. К сожалению, панели INFUSIONS состоят из полимерных материалов, не обладающих звукопоглощающими свойствами.
Задачей изобретения является создание системы для применения в конструкциях с открытыми пазухами, которая изменяет и преображает пространство, и в то же время обладает звукопоглощающей способностью традиционных плиток из минеральных волокон.
Система внутренней отделки помещений согласно изобретению включает в себя изогнутую звукопоглощающую свободно опирающуюся композиционную панель и элементы крепления для крепления панели к конструкции здания. Композиционная панель состоит из по меньшей мере двух слоев не свободно опирающегося мягкого волоконного материала и прерывистого слоя клея, расположенного между каждым мягким волоконным слоем. Панель также имеет участок элементов подвесного крепления, встроенных в нее. Система видоизменяет и подчеркивает внутреннее пространство здания, и в то же время обеспечивает существенное звукопоглощение и эстетичный внешний вид.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
На фиг.1 изображен вид в перспективе иллюстративного воплощения системы внутренней отделки здания, имеющей мягкую волоконную композиционную панель согласно изобретению.
На фиг.2А изображен покомпонентный вид в перспективе углового разреза мягкой волоконной композиционной панели согласно изобретению, имеющей вырезанные участки для демонстрации иллюстративного воплощения внутреннего устройства панели.
На фиг.2В изображен покомпонентный вид в перспективе углового разреза мягкой волоконной композиционной панели согласно изобретению, имеющей вырезанные участки для демонстрации альтернативного иллюстративного воплощения внутреннего устройства панели.
На фиг.3 изображен вид в перспективе участка с фиг.2А, демонстрирующий перфорированную пластину согласно изобретению.
На фиг.4 изображен покомпонентный вид в перспективе иллюстративного воплощения системы крепления для установки мягкой волоконной композиционной панели согласно изобретению.
На фиг.1 изображено иллюстративное воплощение системы внутренней отделки здания согласно изобретению. Система 10 включает в себя изогнутую акустическую композиционную панель 12 и элементы крепления 14 для присоединения панели 12 к внутренней конструкции здания. Несмотря на то, что панель 12 согласно изобретению может иметь несколько изогнутых профилей, включая возвышающуюся арку, провисающую арку и т.д., для иллюстрации на чертежах изображена конфигурация арки возвышающегося типа.
Вышеупомянутая панель 12 состоит из двух или более слоев мягкого волоконного материала. Каждый мягкий волоконный слой состоит из акустических минеральных волокон или стекловолокна средней плотности. Другим примером приемлемого мягкого волоконного материала является картон из минерального волокна, сформованный влажным способом, поставляемый Armstrong World Industries, Inc. под названием ULTIMA. На фиг.2А и 2В показан предпочтительный иллюстративный вариант осуществления изобретения, согласно которому панель имеет четыре слоя: первый и второй внутренние слои, 16 и 17, и первый и второй внешние слои, 15 и 18. При этом толщина каждого мягкого волоконного слоя составляет от примерно 0,125 до примерно 0,40 дюйма и предпочтительно от примерно 0,225 до примерно 0,310 дюйма. Мягкие волоконные слои более гибкие в меньшем конце этого диапазона, и, таким образом, панель будет способна принимать форму панели, имеющей меньший радиус, чем панель, обладающая толщиной из верхнего конца диапазона толщины. Более точно, радиуса примерно 4 фута можно достичь при использовании мягких волоконных слоев толщиной примерно 0,125 дюйма, и радиуса примерно 15 футов - при использовании мягких волоконных слоев толщиной около 0,40 дюйма. Для облегчения иллюстрации мягкие волоконные слои 15-18 имеют одинаковую толщину; однако каждый слой может иметь разную толщину.
Панель 12 также включает в себя прерывистый слой клея 19 между каждым волоконным слоем. Прерывистый слой клея может иметь разные рисунки, например точки, полосы и т.д. Поддержание прерывистости клейкого слоя необходимо для минимизации неблагоприятного влияния слоя клея на способность панели поглощать звук. Следует отметить, что клей может быть нанесен на каждую поверхность панели, описанной здесь, в количестве от 10 до 30 грамм на квадратный фут, и предпочтительно в количестве от 16 до 25 грамм на квадратный фут.
В одном иллюстративном варианте осуществления изобретения каждый клейкий слой содержит 25 грамм клея на квадратный фут. В одном иллюстративном варианте осуществления капли клейкого связующего вещества распределены по горизонтальной поверхности мягкого волоконного слоя при помощи, например, перфорированного экрана, имеющего 20% открытой площади, состоящей из отверстий диаметром 3/16 дюйма, при этом расстояние от центра до центра отверстий диаметром 0,0625 дюйма, расположенных в шахматном порядке, составляет 109 дюймов. Допустимые типы клейких материалов включают в себя поливинилацетат и винилакрил. Прерывистый клейкий слой 19 придает панели улучшенную структурную прочность, поскольку капли имеют достаточную высоту для проникновения в поверхность контактирующих слоев и, в свою очередь, создавать соединение, подобное сварному, одного волоконного слоя с другим, в то же время сохраняя звукопоглощающую способность мягких волоконных слоев.
Напротив, из описания WO90/01090 известен способ изготовления изогнутых панелей из минеральной ваты. В соответствии с этим способом плоская потолочная панель из минерального волокна разделяется на по меньшей мере два слоя и перекомпоновывается для формирования профилированной потолочной панели. Эти по меньшей мере два слоя повторно соединяются при помощи непрерывного слоя клея. Считается, что непрерывный слой клея обеспечивает упрочняющий эффект, однако клей непрерывен, и, таким образом, это существенно влияет на способность панели поглощать звук.
Несмотря на то, что это не оказывает существенного влияния на звукопоглощающие свойства картона, каждый из внешних слоев фибрового картона, например слои 15 и 18, могут по требованию включать в себя ширму 30, приклеенную к открытой поверхности. Доступные ширмы включают в себя ширмы из фибрового картона A80EF или YK111 фирмы Owens Corning. Ширма 30 придает панели жесткость и упрощает обращение с панелью. Эта ширма 30 может быть окрашена акустически пористой краской, такой как акустически пористая краска DURABBRITE фирмы Armstrong, для отделочной обработки панели. Панели 12, имеющие ширмы, приклеенные к внешним слоям 15, 18, выдерживают максимальные изгибные напряжения 131 фунт на квадратный дюйм.
Ширмы 30 из стекловолокна могут по требованию применяться на внутренних слоях 16 и 17, как показано на фиг.2В. Преимущество ширмы 30, приклеенной к одному или к обоим внутренним слоями 16, 17, заключается в упрочнении мягкого волоконного слоя для упрощения обращения. Панели 12, имеющие ширмы, приклеенные ко всем слоям из мягкого волокна, способны выдерживать максимальное изгибное напряжение 182 фунта на квадратный дюйм.
Как показано на чертежах, композиционная панель 12 из мягких волокон может быть подвешена сверху на потолке или на стене посредством элементов крепления 14 для подвешивания. Элементы 14 для подвешивания согласно изобретению усовершенствованы по сравнению с существующими системами подвешивания, тем, что существенный участок элемента крепления встроен в панель, что помимо меньшей видимости обеспечивает улучшенную грузоподъемность. Как лучше показано на фиг.5, предпочтительные элементы крепления 14 для подвешивания включают в себя по существу плоскую перфорированную пластину 20. Поскольку перфорированная пластина 20 благотворно влияет на грузоподъемность элементов крепления 14, выбор типа материала и размера перфорированной пластины 20 зависит от общего веса подвешиваемого основания.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.3 и 4, пластина 20 расположена между внутренними слоями 16 и 17 из мягкого волокна. Следует отметить, что пластина 20 может быть расположена между любыми двумя слоями в зависимости от веса законченной панели 12. Поскольку пластина 20 перфорирована, сырой клей будет проходить в отверстия.
Стопка мягких волоконных и клейких слоев вместе со встроенной перфорированной пластиной переводятся в форму, которая затем закрывается посредством зажимов. В форме клей будет высыхать. Высохшие слои клея придают жесткость, которая позволяет панели проходить долгие испытания на провисание. Поскольку некоторое количество клея будет засыхать в перфорациях пластины 20, грузоподъемность панели улучшается. Например, пластина 20 будет способна лучше распределять усилия, что, в свою очередь, приведет к способности панели выдерживать силы сейсмического характера без выдергивания элементов крепления. После удаления панели 12 из формы вертикальные грани панели могут быть обработаны тем же акустическим экранным материалом и краской, как те, которые были нанесены на горизонтальные поверхности внешних слоев 15 и 18.
От верхней поверхности перфорированной пластины простирается охватываемый приемник 22, такой как не плакированная латунная гильза, для присоединения подвесных кабелей 24 к основанию 12. После установки системы единственной видимой частью элементов крепления 14 является участок приемника 22 и кабель 24, простирающийся из него.
Формирование иллюстративной панели 12 ниже будет описано более подробно со ссылкой на фиг.2А. Четыре стандартных панели 15-18 с высоким содержанием волокон, такие как панели из минерального волокна, полученные мокрым способом, поставляемые Armstrong World Industries, Inc., под названием ULTIMA, шлифуются с обратной стороны до толщины 0,310 дюйма. Каждая панель 15-18 при индивидуальных испытаниях на шумоподавление в соответствии со стандартом С423а Американского общества по испытанию материалов показала коэффициент шумоподавления 0,70.
Первая панель 15 из мягкого волокна, имеющая ширму 30А на горизонтальной поверхности, установлена на плоскую поверхность ширмой 30А вниз. На горизонтальную поверхность панели 18, противоположную ширме 30А, наносится прерывистый клейкий слой 19. Вторая панель 16 из мягкого волокна с ширмой 30В на горизонтальной поверхности и прерывистым клейким слоем 19 на поверхности, противоположной поверхности, имеющей ширму 30В, затем помещается ширмой вниз на первую панель 15. По меньшей мере одна перфорированная пластина 20 с приемником 22, простирающимся вертикально от нее, затем помещается вниз стороной пластины на вторую панель 16. В иллюстративном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, перфорированная пластина помещается на каждый из четырех углов второй панели 16. Пластина 20 представляет собой пластину из нержавеющей стали 304 типа 20 GA 8 дюймов × 8 дюймов. Третья панель 17 из мягкого волокна с ширмой 30С на одной горизонтальной поверхности помещается ширмой вверх на вторую панель 16. Таким образом, перфорированные пластины 20 помещены между слоями 16 и 17. Третий мягкий волоконный слой 17 включает в себя отверстия 21, простирающиеся через него для соответствия приемнику 22. Четвертый слой 18 из мягкого волокна, имеющий ширму 30D на одной горизонтальной поверхности, и слой клея (не показано) на противоположной горизонтальной поверхности, устанавливается на третью панель 17 ширмой вверх. Следует отметить, что каждый слой клея может быть нанесен на панели либо до процесса укладки, либо в ходе этого процесса. Например, можно просто нанести клей через шелкотрафарет на слои до укладки.
Стапель из четырех слоев перемещается на нижнюю форму пресс- формы, имеющей желаемый радиус, ширмой 30А вниз. Верхняя форма, имеющая тот же желаемый радиус, устанавливается наверх стапеля. Формы зажимаются и простаивают ночь для высушивания клея. После высыхания клея панель удаляется из формы, и при желании панель может быть обрезана под желаемый размер. Вертикальные грани панели окаймлены предварительно отшлифованной ширмой для того, чтобы поверхность соответствовала отшлифованным поверхностям. Форма панели не ограничена определенным радиусом, можно создать меньший радиус или плоскую панель.
Звукопоглощающие навесы в соответствии с изобретением обеспечивают большее звукопоглощение, чем непрерывные потолки, с такой же видимой поверхностью, поскольку они поглощают звук со всех сторон. Общее звукопоглощение звукопоглощающих панелей согласно изобретению надлежащим образом измеряется в Сэбинах, согласно стандарту С423 Американского общества по испытанию материалов. Методология этого испытания Американского общества по испытанию материалов различается на «единичные поглотители», такие как звукопоглощающие навесы согласно изобретению, и непрерывные потолки, и измеряет коэффициент шумоподавления. Несмотря на то, что коэффициент шумоподавления представляет поглощающую способность материала на квадратный фут в процентах, Сэбин является хорошей единицей измерения для общего звукопоглощения панели, т.е. передней, задней и боковых поверхностей панели.
Значение в Сэбинах для четырехслойной конфигурации, описанной выше, составляет от примерно 25 до примерно 45 Сэбинов на 25 квадратных футов общего размера панели. Значение в Сэбинах подсчитывается как среднее поглощение на четырех ключевых частотах речи: 500, 1000, 2000 и 4000 Гц. Следует отметить, что значение в Сэбинах не изменяется в зависимости от того, установлена ли панель возвышающимся образом, как показано на фиг.1, либо провисающим образом (не показано).
Вышеприведенное описание изобретения приведено для ознакомления с его наилучшими вариантами, известными в настоящее время. Специалистам в данной области техники очевидно, что в описанных вариантах осуществления изобретения могут быть выполнены многочисленные изменения, сохраняя получение преимущественных результатов настоящего изобретения. Также очевидно, что некоторые из желаемых преимуществ настоящего изобретения могут быть достигнуты путем выбора некоторых других особенностей настоящего изобретения без применения прочих особенностей. Соответственно специалистам в данной области техники понятно, что возможны и при некоторых обстоятельствах могут быть даже желательны многочисленные модификации и изменения настоящего изобретения, и они являются частью настоящего изобретения. Таким образом, вышеприведенное описание приведено лишь для иллюстрации принципов настоящего изобретения и не ограничивает его, поскольку пределы настоящего изобретения определены в формуле изобретения.