JP2006242536A - Duct-type sound insulation device and duct-type ventilator for building having sound insulating function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の換気設備として利用できるダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用ダクト型換気装置に関する。 The present invention relates to a duct-type sound insulation device that can be used as a building ventilation facility and a duct-type ventilation device for buildings having a sound insulation function.
住宅の換気設備では、室内側壁に設けた換気口がダクトを通じて外に直接開口しているので、空気の換気といっしょに外の音が室内に入ってくるとともに、室内の音も外に漏れてしまう。 In residential ventilation equipment, the ventilation openings provided on the side walls of the house are directly open to the outside through the duct, so that outside sound enters the room together with air ventilation, and room sound also leaks outside. End up.
従来、この種の換気口での消音対策としては、換気口に音を吸収する消音材を用いたものが知られている。例えば、特許第3184799号に提案されている換気装置を挙げることができる。 Conventionally, as a countermeasure for silencing at this type of ventilation port, one using a silencing material that absorbs sound in the ventilation port is known. For example, the ventilation apparatus proposed in Japanese Patent No. 3184799 can be cited.
ところで、近年、住宅の新築や改装工事後、住宅建材から室内に発生する揮発性化学物質やダニアレルゲンが原因で居住者に体調不良または健康障害を引き起こすシックハウス症候群が問題となっている。シックハウス対策として、平成14年には建築基準法が改正され、原因とみられる化学物の使用規制や、機械的な換気設備の設置が義務付けられるようになっている。 By the way, in recent years, after new construction or renovation of a house, sick house syndrome that causes poor physical condition or health problems to residents due to volatile chemical substances and mite allergens generated from the building materials in the room has become a problem. As a countermeasure against sick houses, the Building Standards Law was revised in 2002, and the use of chemical substances, which are considered to be the cause, and the installation of mechanical ventilation equipment have become obligatory.
このようなシックハウス対策に関連して、建築物に対する規制が強化されているという背景のもとでは、換気設備であっては、換気機能自体は当然のこととして、遮音対策の重要性が増している。すなわち、集合住宅などで課題とされてきた換気口から外の騒音が空気とともに進入する騒音問題とともに、室内の音が換気口から外にもれ、プライバシーが保たれないという問題がさらに顕在化すると予想されている。とりわけ、集合住宅などでは、隣人間で騒音をめぐるトラブルが発生しないように、換気口の遮音対策が必要となる。
しかしながら、従来の換気口での遮音対策は、もっぱら、音を吸収する消音材を用いているので、高音域の騒音の低減効果を得られても、代表的な騒音源である道路騒音は低音域が優勢であるため、とりわけ住環境で問題となる500Hz前後の中低音域にはあまり効果がないという問題点が指摘されている。 However, conventional sound insulation measures at ventilation openings are exclusively made of sound absorbing materials that absorb sound, so road noise, which is a typical noise source, is low even if the effect of reducing high-frequency noise can be obtained. Since the sound range is dominant, it has been pointed out that it is not very effective especially in the middle and low frequency range around 500 Hz, which is a problem in the living environment.
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、消音材を用いることなく、構造自体は簡単なものでありながら、中低音域を含む広い範囲の遮音に効果を発揮でき、さらに、導入口の間隔や配置するリブの間隔により、遮音対象とする周波数のコントロールを簡単にできるようにしたダクト型遮音装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and can be effective for sound insulation over a wide range including the mid-low range, while the structure itself is simple without using a silencer. Furthermore, another object of the present invention is to provide a duct-type sound insulation device that can easily control the frequency to be sound-insulated by the interval between introduction ports and the interval between ribs to be arranged.
また、本発明の他の目的は、住宅に簡易に設置可能であり、しかも、中低音を含む広い音域に対応する遮音機能と、空気の換気機能の両立を達成できるようにした遮音機能を有する建物用ダクト型換気装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a sound insulation function that can be easily installed in a house, and that can achieve both a sound insulation function corresponding to a wide sound range including middle and low sounds and an air ventilation function. The object is to provide a duct type ventilation device for buildings.
前記の目的を達成するために、請求項1に係るダクト型遮音装置は、一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a duct type sound insulation apparatus according to claim 1 is provided with a sound introduction port at one end of a duct forming a long sound propagation path in one direction and the other end of the duct. A sound lead-out port is provided at the end of the head, and another lead-in port is opened at a position separated from the lead-in port by a distance corresponding to a half wavelength of the frequency to be sound-insulated.
また、請求項2に係るダクト型遮音装置は、一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするものである。
The duct-type sound insulation device according to
この請求項2の発明では、異なる周波数を遮音対象とするために、少なくとも2種類の異なる間隔幅のリブを同一のダクトで組み合わせるようにすることができる。 According to the second aspect of the present invention, at least two types of ribs having different spacing widths can be combined in the same duct in order to set different frequencies as sound insulation targets.
また、請求項4に係る建物用ダクト型換気装置は、項建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a duct-type ventilator for a building having a sound introduction port that also serves as a ventilation port at one end of a duct that forms a long ventilation passage in one direction communicating with the interior and exterior of the item building. The other end is provided with a sound outlet that also serves as a ventilation port, and another inlet is opened at a position separated from the inlet by a distance corresponding to a half wavelength of the frequency to be sound-insulated. To do.
さらに、請求項6に係る建物用ダクト型換気装置は、建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするものである。 Furthermore, the duct type ventilation device for building according to claim 6 is provided with a sound introduction port that also serves as a ventilation port at one end of a duct that forms a long ventilation passage in one direction communicating with the interior and exterior of the building, A sound outlet that also serves as a ventilation port is provided at the other end, and a plurality of ribs having a surface perpendicular to the longitudinal direction of the duct are arranged in the passage of the duct at a predetermined interval that correlates with a frequency to be sound-insulated. It is characterized by this.
本発明に係るダクト型遮音装置によれば、消音材を用いることなく、構造自体は簡単なものでありながら、特定の周波数をある程度の狙って遮音するができる。さらに、ダクトの音の導入口やリブの間隔を調整することにより、遮音対象となる周波数をコントロールし、中低音域を含む広い範囲の遮音に効果を発揮することができる。 According to the duct type sound insulation apparatus according to the present invention, it is possible to perform sound insulation by targeting a specific frequency to some extent without using a sound deadening material, while the structure itself is simple. Further, by adjusting the interval between the sound introduction port and the rib of the duct, the frequency to be sound-insulated can be controlled, and the effect can be exhibited in a wide range of sound insulation including the mid-low range.
また、本発明に係る遮音機能を有するダクト型換気装置によれば、住宅に簡易に設置可能であり、しかも、特定の周波数をある程度狙って遮音したり中低音を含む広い音域に対応する遮音機能と、空気の換気機能との両立を達成できる。 Further, according to the duct type ventilator having a sound insulation function according to the present invention, the sound insulation function can be easily installed in a house, and is sound-insulated for a specific frequency to some extent or corresponds to a wide sound range including middle and low sounds. And air ventilation function can be achieved.
以下、本発明によるダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用換気装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第1実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態によるダクト型遮音装置を示す。この図1において、参照番号10は、ダクトの本体部を示す。このダクトの本体部10は、方形断面をもつ細長いダクトである。この本体部10の一方の端部に音の導入口11が開口しており、他方の端部には音の導出口12が開口している。導入口11から入った音は、ダクトの内部空間を伝搬通路として伝搬し導出口から出ていくようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a duct type sound insulating device and a building ventilation device having a sound insulating function according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First embodiment
FIG. 1 shows a duct type sound insulation apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
本実施形態のダクト型遮音装置では、導入口11から所定の間隔をおいて別の導入口13が開口している。この導入口13の位置は、遮音対象とする周波数に関係しており、その周波数の音の半波長に相当する距離Xだけ離れた位置に設定されている。例えば、500Hz前後の周波数を狙って遮音する場合には、音速を340m/sとして、波長λは、340/500=68(cm)になり、その半波長であるからX=34cmの位置である。
In the duct type sound insulation device of the present embodiment, another
次に、以上のようなダクト型遮音装置における遮音作用について説明する。 Next, the sound insulation effect in the above duct type sound insulation apparatus will be described.
ダクトの本体部10の伝搬通路において、遮音を狙っている周波数領域の音の波形を示すと、図1に示すようになる。導入口11と導入口13とは、ちょうど半波長分の距離Xだけずれているので、導入口11から入った音の波形と導入口13から入った音の波形は、逆位相の関係になり、それぞれ互いに干渉して打ち消し合う。このような干渉により、音が遮音される。
FIG. 1 shows the sound waveform in the frequency domain aimed at sound insulation in the propagation path of the
次に、図2は、図1のようなダクト型遮音装置を住宅の換気ユニットに組み込んで構成した実施の形態を示す。
この図2において、参照番号20は、外壁を示す。この外壁の開口部には、サッシ21a、21bが設けられている。この実施形態では、ダクトの本体部10は、サッシ21a、21bの上枠に沿って取り付けられている。ダクトの本体部10の内部の空間は、室内と室外を連通する換気通路を形成するようになっている。そして、ダクトの本体部10では、一方の端部の換気口23は室外側に開口し、他方の端部の換気口24は室内側に開口するようになっている。そして、換気口23とは別に導入口25が設けられ、この導入口25の位置は、遮音対象とする周波数の波長λの半波長に相当する距離Xだけ換気口23から離れた位置に設定されている。
Next, FIG. 2 shows an embodiment in which the duct type sound insulation device as shown in FIG. 1 is incorporated in a ventilation unit of a house.
In FIG. 2,
以上のように構成される換気ユニットによれば、ダクト本体部10の換気通路は、本来の換気用の通路と、音の伝搬通路を兼ね、空気といっしょに換気口23、導入口25から進入した音の波形は逆位相になり、互いに干渉して打ち消し合う結果、音が遮音される。このように、換気機能と遮音機能とが両立した換気装置を構成することができる。しかも、取り付ける住宅の周囲の環境等に応じて換気口23、導入25の間隔Xを変えて、騒音として問題となる周波数を狙って騒音を低減させることも可能である。
According to the ventilation unit configured as described above, the ventilation passage of the
なお、図2は、ダクト本体部10をサッシ21a、21bの上枠に沿って取り付けた実施形態であるが、縦枠に沿って取り付けるようにしてもよい。
FIG. 2 shows an embodiment in which the duct
第2実施形態
次に、図3は、本発明の第2の実施形態によるダクト型遮音装置を示す。この図3において、参照番号30は、ダクトの本体部を示す。このダクトの本体部30は、方形断面をもつ細長いダクトである。この本体部10の一方の端部に音の導入口31が開口しており、他方の端部には音の導出口32が開口している。以上は、第1実施形態のダクトと同様であり、導入口31から入った音は、ダクトの内部空間を伝搬通路として伝搬し導出口から出ていくようになっている。
Second embodiment
Next, FIG. 3 shows a duct type sound insulation apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3,
この第2実施形態によるダクト型遮音装置の特徴は、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブ33を設けたことである。そして、これらのリブ33の間隔は、次のように設定されている。
The feature of the duct type sound insulating device according to the second embodiment is that a plurality of
すなわち、図3(a)は、リブ33を一定の間隔で配置した例で、遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置されている。この間隔は、具体的には、ある帯域について実験的に遮音効果のみられる間隔を求めておくことで決定される。例えば、あらかじめ実験的に間隔Xを変えながら、遮音効果を測定し、間隔Xと遮音効果のある周波数との相関関係を調べておき、それに基づいてある特定の周波数を狙って遮音するのに適した間隔を設定すればよい。
That is, FIG. 3A is an example in which the
図3(b)は、リブ33の間隔をX1、X2の2種類の間隔を併用した形態である。
FIG. 3B shows a form in which two kinds of intervals X1 and X2 are used in combination as the interval of the
次に、以上のようなダクト型遮音装置における遮音作用について説明する。 Next, the sound insulation effect in the above duct type sound insulation apparatus will be described.
この第2実施形態によるダクト型遮音装置では、第1実施形態のダクト型遮音装置と比べると、その遮音作用のメカニズムは複雑で十分に解明されているわけではないが、リブ33に音が多重反射する現象と、音の干渉する現象とが複合し合って遮音効果が生じるものと考えられる。
In the duct type sound insulation device according to the second embodiment, the mechanism of the sound insulation effect is not complicated and sufficiently elucidated as compared with the duct type sound insulation device of the first embodiment, but sound is multiplexed on the
そこで、以下、実施例1乃至5として、間隔を変えて減音量を測定した実験例を図5、図6のグラフに挙げて説明する。この図5、図6では、横軸は周波数、縦軸はリブのないダクトでの音圧レベルを基準にして、これとの相対的音圧レベルを表しており、縦軸の値が下に行く(マイナスの値が大きくなる)ほど、減音効果が高いことを表している。 Therefore, hereinafter, as Examples 1 to 5, experimental examples in which the volume reduction is measured at different intervals will be described with reference to the graphs of FIGS. In FIGS. 5 and 6, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the relative sound pressure level relative to the sound pressure level in the duct without ribs. The more it goes (the negative value increases), the higher the sound reduction effect.
実施例1
実施例1では、図4に示すような実寸の1/4縮尺模型による実験を行った。この模型では、1m×2mのアクリル平板16枚を組み合わせて、厚さ2cmの空間を作り、中央部にダクトを配置して二次元音場を成立させた。このダクトは、板厚2mm、3mmのアクリル板で作った。このダクトは、実寸法では10cm×10cm×180cmに相当するものである(以下、数字は、実モデルでの寸法値で表す)。リブ間隔は350mmとした。模型の内部空間には、ダクトから1m離してそれぞれスパーク放電パルス音源とマイクロフォンを配置した。図5(a)は、測定結果をグラフに示したものである。
Example 1
In Example 1, an experiment using an actual 1/4 scale model as shown in FIG. 4 was performed. In this model, 16 1m x 2m acrylic plates were combined to create a 2cm thick space, and a duct was placed in the center to establish a two-dimensional sound field. This duct was made of an acrylic plate having a thickness of 2 mm or 3 mm. This duct is equivalent to 10 cm × 10 cm × 180 cm in actual dimensions (hereinafter, the numbers are represented by dimension values in the actual model). The rib interval was 350 mm. In the interior space of the model, a spark discharge pulse sound source and a microphone were arranged 1 m away from the duct. FIG. 5A is a graph showing the measurement results.
実施例2
実施例2では、同じ模型にてリブ間隔を250mmにしたものについて測定した。図5(b)は、その測定結果をグラフに示したものである。
Example 2
In Example 2, the same model was measured with a rib interval of 250 mm. FIG. 5B is a graph showing the measurement results.
実施例3
実施例3では、同じ模型にてリブ間隔を190mmにしたものについて測定した。図5(c)は、その測定結果をグラフに示したものである。
Example 3
In Example 3, measurement was performed on the same model with a rib interval of 190 mm. FIG. 5C is a graph showing the measurement results.
実施例4
実施例4では、同じ模型にてリブ間隔を155mmにしたものについて測定した。図5(d)は、その測定結果をグラフに示したものである。
Example 4
In Example 4, measurement was performed on the same model with a rib interval of 155 mm. FIG. 5D is a graph showing the measurement results.
実施例5
実施例5では、同じ模型にてリブ間隔を155mmと220mmの2種類を併用したものについて測定した。図6は、その測定結果をグラフに示したものである。なお、図6では、単一の間隔155mmと220mmの場合の測定結果を対照のために挙げておく。
Example 5
In Example 5, the same model was measured using two types of rib spacing of 155 mm and 220 mm in combination. FIG. 6 is a graph showing the measurement results. In FIG. 6, the measurement results in the case of a single interval of 155 mm and 220 mm are listed for comparison.
実施例の分析
図5並びに図6において、矢印1、2、3で減音効果の見られる周波数帯域を示す。また各実施例1乃至5において、リブ間隔を半波長とする周波数を含む帯域を▲で示す。
Example analysis
5 and 6,
実施例1乃至4のように、単一のリブ間隔である場合、各実施例で減音効果の見られる周波数のうち、もっとも低い周波数(矢印1)と▲の示す周波数とが概ね一致していることから、消音効果のある周波数とその周波数の半波長にしたリブ間隔には相関関係があることがわかる。したがって、効果の現れる周波数をリブ間隔で概ね予測できることができる。 In the case of a single rib interval as in Examples 1 to 4, the lowest frequency (arrow 1) among the frequencies at which the sound reduction effect is observed in each example is substantially the same as the frequency indicated by ▲. From this, it can be seen that there is a correlation between a frequency having a silencing effect and a rib interval having a half wavelength of the frequency. Therefore, the frequency at which the effect appears can be roughly predicted by the rib interval.
単一間隔でリブを配置した実施例1乃至4では、減音効果の見られる周波数帯域が狭い。これに対して、実施例5のように2種類のリブ間隔を併用する場合、図6から明らかなように、減音効果の現れる周波数が500〜1300Hzの周波数帯域に広がっている様子が認められ、中低音帯域でも減音効果が得られるようになる。 In Examples 1 to 4 in which ribs are arranged at a single interval, the frequency band where the sound reduction effect is seen is narrow. On the other hand, when two types of rib intervals are used together as in the fifth embodiment, it is apparent from FIG. 6 that the frequency at which the sound reduction effect appears is spread over a frequency band of 500 to 1300 Hz. In addition, a sound reduction effect can be obtained even in the mid-low range.
このように2種類のリブ間隔を併用することにより、減音効果のある周波数が拡大するのは、それぞれ隣接した周波数帯域に対して減音効果があるため、各々の減音効果が重ね合わさったためと考えられる。 By using two kinds of rib intervals in this way, the frequency with the sound reduction effect is expanded because each sound reduction effect is superimposed on each adjacent frequency band because each sound reduction effect is superimposed. it is conceivable that.
次に、図7は、図3のようなダクト型遮音装置を住宅の換気ユニットに組み込んで構成した実施の形態を示す。
この実施形態では、ダクトの本体部40は、外壁20の開口に設けられたサッシ21a、21bの上枠に沿って取り付けられている。ダクトの本体部40の内部の空間は、室内と室外を連通する換気通路を形成するようになっている。そして、ダクトの本体部40では、一方の端部の換気口42は室外側に開口し、他方の端部の換気口43は室内側に開口するようになっている。そして、ダクトの内部には、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブ44が一定の間隔で設けられている点は、図3のダクト型遮音装置と同様である。
Next, FIG. 7 shows an embodiment in which the duct type sound insulation device as shown in FIG. 3 is incorporated into a residential ventilation unit.
In this embodiment, the
以上のように構成される換気ユニットによれば、ダクト本体部10の換気通路42は、本来の換気用の通路と、音の伝搬通路を兼ね、上述したようにリブ44による多重反射と干渉の複合作用によって音の減音効果が得られ、従来のように消音材を用いることなく換気機能と遮音機能とが両立した換気装置を構成することができる。
According to the ventilation unit configured as described above, the
図8は、2種類のリブ間隔X1とX2を併用したダクト型遮音装置を換気ユニットに適用した実施の形態である。図7と同一の構成要素は同一の参照番号を付してその説明は省略する。 FIG. 8 shows an embodiment in which a duct type sound insulating device using two types of rib intervals X1 and X2 is applied to a ventilation unit. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
これによれば、上述したように、減音効果の現れる周波数を広げられ、中低音帯域に対する騒音対策に効果的である。 According to this, as described above, the frequency at which the sound reduction effect appears can be widened, which is effective for noise countermeasures for the mid-low range.
以上、本発明について、ダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用換気装置について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明の建物用換気装置では、ダクト内部に消音材を貼り付けて消音材と併用するようにしてもよい。 As described above, the duct type sound insulating device and the building ventilator having a sound insulating function have been described with reference to the preferred embodiments of the present invention. However, in the building ventilator according to the present invention, the sound deadening material is pasted inside the duct. You may make it use together with material.
10 ダクトの本体部
11 導入口
12 導出口
13 導入口
20 外壁
21a、21b サッシ
23 換気口
24 換気口
25 導入口
33 リブ
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