JP2009270286A - 天井構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】戸建や低層集合住宅の様な建物構造部材等相互間の固定度が低い建築物に於いて、天井構造に騒音対策を施す事で、上階の床構造の改修を必要とせずに、上下階の騒音伝幡を抑制し、下階室のリフォームに適した天井構造。
【解決手段】天井部材16から上階の床版部材11までの天井に、複数の天井部材16、各天井部材16を支持固定する骨組部材5、天井空間に配置する天井内防音部材15、及び天井部材16の外周と壁との隙間を塞ぐ隙間防止部材19を備える天井構造。天井部材16の面密度は10kg/m²以上40kg/m²以下の範囲内であり、骨組部材5は直接的に又は制振部材若しくは防振部材を介して間接的に各天井部材16を強固に連結一体化して建物構造部材に保持されており、天井内防音部材15は、吸音部材、遮音部材、制振部材、防振部材及び気体流動抑制部材のうち少なくとも1種の部材から構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、住宅の上階の床基版の下面から、下階の天井の下面迄の天井空間を含む天井構造に関する。更に詳細には、本発明は、住宅の上下階騒音を、上階の床構造に拘らず、天井構造によって抑制する技術に関する。
本発明は、建築物全般に適用し、目的を達成し得るが、中でも建築構造部材間の相互の固定度が低い低固定度建築物の上下階騒音を天井構造によって音・振動を防止し、抑制する技術分野に属する。
前記低固定度建築物は、在来木造、軸組壁工法造、鉄骨造等の建物であり、戸建住宅やアパート等で多用されている。これ等の低固定度建物は、上下階騒音の中で最もその対策が困難とされる重量床衝撃音に対しては、その対策に苦慮しており、解決策が待たれている。これに対し、RC造等の高層マンションは、高固定度建物であり、重量床衝撃音対策には古くから、床版厚の増加で容易に解決し得る事が知られており、現在その手法が使われている。
本発明は、上階の床構造を改修する事なく、階下の天井構造を、建築当初から又は改修する事で、対策が非常に困難な重量床衝撃音を1ランク改善する防音技術に関する。本発明は対象室のみの防音対策が可能となるので、特にアパートや戸建住宅のリフォームに適しており、建築物改修技術でもある。

従来より、住宅の上下階騒音に対処する為に、天井材の面密度を増したり、吸音材を改善したり、吊り天井や吊り天井の防振等、多くの提案が行われてきた。
公知例としては、下階室の天井部の周辺部を、該下階室の周辺部に支持すると共に、前記天井部の中間部の複数箇所を、上階室の床構造体に防振手段を介して支持し、前記下階室の周辺部に配置した複数の間柱の上部を、相互に横材で連結し、該横材を前記上階室の床構造体に接触させる事なく、その端部を前記下階室の周囲に配置した柱材に連結するものがある(例えば、特許文献1)。
別の公知例としては、天井スラブに防振手段及び共鳴吸音手段を設ける旨が示されている(例えば、特許文献2)。
特開平11-324161号公報 特開平11-152845号公報

ところが、特許文献1では、天井部の中間部は、天井の振動にとって、周辺部と比べ相対的に振動変位が大となる部位である。一方、上階室の床構造体は床衝撃を受けた場合は最も振動し易い部位である。又防振手段とは振動変位をある程度許容し、振動変位の過程で振動減衰を行うものであるから、元来、振動変位し易い天井中間部を振動し易い床構造に支持し、かつ、防振手段を伴う条件にすると、大きな衝撃を受けるとかえって増幅する場合が生じ、特に激しい振動を受ける場合には必ずしも適切な対処方法とは言い難い。
特許文献2も、前公知例と同様に天井スラブ(床スラブ)より防振手段を介して天井を連結する(吊る)事が示され、公知例の様にRC造で建築部材相互間の固定度の高い建築物ではなく、通常の戸建や低層集合住宅の様な建築部材間固定度の低い建築物では、前記と同様に激しい衝撃を受けると、かえって増幅するおそれがあり、適切な対処方法とは言い難く、別の手段である共鳴吸音手段も1つ当りに対処すべき周波数帯域幅は狭く、低周波に対応する為には、形状的に比較的大きく充分な機能を発揮する様にする事が必要で、通常の住宅の狭い天井空間には不向きである等の欠点がある。

本発明は、通常の戸建や低層集合住宅の様な建物構造部材相互間の固定度が低い建築物に於いて、天井構造に騒音対策を施す事で、上階の床構造の改修を必要とせずに、上下階の騒音伝幡を抑制し、下階室のリフォームに適した天井構造を得る事を課題とした。

本発明は、建物構造部材相互間の固定度が低い建築物での天井構造であり、複数の天井部材、各天井部材を支持固定する骨組部材、天井空間に配置する天井内防音部材、及び天井部材の外周と壁との間の隙間を塞ぐ隙間防止部材を具える天井構造であって、天井部材は10kg/m²以上40kg/m²以下の面密度を有し、骨組部材は直接的に又は制振部材若しくは防振部材を介して間接的に各天井部材を連結一体化して建物構造部材に保持されており、天井内防音部材は、吸音部材、遮音部材、制振部材、防振部材、及び気体流動抑制部材のうち少なくとも1種の部材から構成される、天井構造及びかかる天井構造の施工方法に係るものである。

前記課題を解決する為の手段には、上階の床基版の下面から、下階の天井の下面迄の天井空間を含む天井構造に於いて、骨組部材外周及び天井部材外周が建物構造部材との間に隙間を有し、天井部材の総面密度を10kg/m²〜40kg/m²であり、天井部材と建物構造部材との間で、隙間防止部材が天井部材外周近傍部を拘束すると共に、天井空間と階下室との気密性を保持する事が含まれる。また、骨組部材を相互に強固に連結一体化させて振動し難くする事が含まれる。本発明はこれらによって優れた防音性能が発揮されるという知見に基づくものである。

本発明は、更には天井内防音部材により、遮音、吸音、制振、防振、気体流動抑制(阻害)等の各種機能等からなる群より選ばれる少なくとも1種の機能を付与する事、及び天井内防音部材と天井部材との間に背後空気層を設け、前記機能と併せて調音機能を発揮させる事が包含される。

本発明の好適例では、骨組部材はパネル部材から形成され、パネル部材は補強部材及び制振部材又は防振部材を介して天井部材を連結一体化する。また、好適には、天井部材は複数の板状部材間に制振部材を介して積層されており、前記制振部材が占める制振処理面積は天井部材1m²当り25%以上であり、かつ天井部材の外周は1枚毎に制振処理される。また、好適には、天井部材の1層目の継目及び2層目以上の継目のうち少なくとも一方の継目は天井部材の幅のほぼ中央に設定され、テープ状物で制振処理される。また、好適には、天井内防音部材は網状物を気体流動抑制部材として構成される。

本発明の天井構造の施工方法は、建物構造部材相互間の固定度が低い建築物の天井構造を施工するにあたり、(a)複数の天井部材を設ける工程であり、天井部材は10kg/m²以上40kg/m²以下の面密度を有する工程、(b)天井部材を支持固定する骨組部材を設ける工程であり、骨組部材は直接的に又は制振部材若しくは防振部材を介して間接的に各天井部材を連結一体化して建物構造部材に保持される工程、(c)天井内防音部材を天井空間に設ける工程であり、天井内防音部材は吸音部材、遮音部材、制振部材、防振部材、及び気体流動抑制部材のうち少なくとも1種の部材から構成される工程、及び(d)天井部材の外周と壁との間の隙間を塞ぐ隙間防止部材を設ける工程を備える。好適には、天井部材の1層目の継目及び2層目以上の継目のうち少なくとも一方の継目は天井部材の幅のほぼ中央に設定され、テープ状物で制振処理する。

本発明の天井構造によれば、建物の構造部材間の固定度が低く、通常の重量床衝撃音の改善が行い難い住宅でも、防音性能を1ランクは改善出来、新築はもとより、リフォームの天井構造としても最適である。

本発明に用いる構成材につき、以下、詳細な説明を行う。
本発明の目的とする天井構造は、建物構造部材相互間の固定度が低い建築物におけるものであり、天井部材、天井部材を支持固定する骨組部材、天井空間に設置する天井内防音部材、及び天井の外周と壁との間の隙間を塞ぐ隙間防止部材を具える。天井空間は、低固定度建物の上階の床版等の床基版の下面から下階の天井の下面までを構成する。

建物構造部材は建築物の躯体である。特に制限されず、各種の構造躯体を用いる事が出来る。例えば、壁、梁、胴差、根太等を挙げる事が出来る。本発明の天井構造は、以下に説明する天井部材と建物構造部材との間で隙間を有する。隙間は、概して、床、天井等、それら自体の動きや振動によって接触しない程度の距離を意味する。例えば、3〜10mm、4〜7mm程度であり、広すぎても、後述する隙間防止部材の必要量が増すので好ましくない。

天井部材は天井の本体を構成する部材である。特に制限される事なく、通常の既知形状、材質のものを用いる事が出来る。通常、天井部材は1層以上の天井部材の層からなり、好ましくは、最下層は面一性確保及び耐火上の観点から不燃性の板状部材である。好ましくは、天井部材は、遮音性、制振性を有する。本発明の目的達成の観点からは、天井部材は10kg/m²〜40kg/m²の総面密度を有する。

好ましくは、天井部材は制振部材を含み、その天井部材はまた、低周波域共鳴透過及び/又はコインシデンス効果の解消のための制振性を具備する材料から構成される。制振性を具備する方法としては、拘束型又は非拘束型の制振処理を有すれば良い。

前記総面密度に於いては、10kg/m²未満では、減少するにつれて総面密度が不足し、本発明にかかる他の構成要素と併用しても、本発明の目的を達成し得る音性能は得られ難くなる。逆に、天井部材の総面密度が40kg/m²を超えると重量増の為の取付作業が悪化する。又何回にも分けて取付ける必要が生じ、作業性の悪化故の仕上りの悪化の虞も増し、好ましくない。更に重量増に起因する天井のダレを避ける為に、骨組部材の補強の必要性が生じ、コスト増につながる虞も増し、好ましくない。前記総面密度のより一層好ましい範囲は15kg/m²〜40kg/m²である。低周波域共鳴透過やコインシデンス効果を回避する為の制振材による対策の適用上の制約も軽減し、効率の良い遮音性・制振性を得易くなる。

このとき、制振部材はそれ自体の面密度を必ずしも大きくする必要はなく、天井部材や任意の材質のシート、フィルム、薄板、箔等の拘束部材と共に拘束型、非拘束型として用いる粘弾性体で、制振特性の良いものを選定する方が良い。天井に用いる制振部材は、特に高周波騒音を低減する上では効果が高く、聴感上も良好となる。

本発明に用いる天井部材は、天井部材一層目と二層目以上との間に制振部材を設ける事で上下の天井部材を拘束部材として用いる事が制振効果の上でも、耐火性の観点からも適している。また、制振位置は天井外周と天井部材一枚当り、継目を幅方向の中心に、テープ状物を用いて制振処理すれば、板状物の外周を制振処理する事が出来、板状部材の振動を抑制する上で非常に効果が高い。つまり、天井部材は一層目と二層目以上とが共に天井部材の一枚当りの外周を制振処理する事となり、一層目と二層目以上との縦横の継目が一致しない様にずらしておけば必然的に一層目も二層目も天井部材の一枚当りの外周と内部をL字型に制振処理する事となり、非常に制振効果が高くなる。テープ状物としては、帯状物や細長い部材、長尺部材であればよく、例えば、厚手の両面テープや、片面を拘束層とし、片面を粘弾性体や粘着層としたテープや帯状物等で、拘束層は、金属箔、金属薄板、硬質ポリマーフィルム、ポリマーシートとしたもの等を例示する事が出来る。厚手の両面テープの場合、テープの厚み方向、中央部に基材として、フィルム、布、不織布、金属薄板、金属箔を設け、その両側に粘着性のある粘弾性体を設けた両面テープは、施工性も良く、天井部材1層目と両面テープ基材及び両面テープ基材と天井部材2層目とを各々拘束層とした二段拘束型制振材が形成され、制振効果も増す。

元来、板状物に全面に粘着シートを貼付けると、小さな気泡等を抱き込み80〜90%程度の有効接着面積しか得られない。天井部材では、下から上へ押し上げて固定する為、余計に有効接着面積は小さくなる。この事から、むしろテープ状物や帯状物のように、長尺部材で間を空けて制振処理し、ビス固定を充分行う方が、コスト面、作業面共に良い。

制振処理の面積は天井部材1枚毎又は1m²当りの面積の25%以上が制振されていれば充分にその効果を発揮する。ここで、天井部材の1枚毎又は1m²当りで面積の25%未満では、制振効果が徐々に悪くなり、好ましくない。なお、制振処理には、上述の様に、拘束型、非拘束型の制振処理をする場合、制振部材を積層する場合、外周が制振処理される場合、テープ状物で制振処理する場合、帯状物で制振処理する場合とがあるが、それぞれ、制振処理面積は制振部材が接触する面積として表すことができ、天井部材の1枚毎又は1m²当りの制振処理面積を意味する。制振処理は、細長いテープ状物で処理する場合、天井部材の長辺方向又は短辺方向に数本で処理する事が出来、天井部材の中央部のみを集中的に処理するよりは効果的である。特に、天井部材外周や継目を処理する事が有効であり、1枚の天井部材について少なくとも二辺の外周に制振部材を設ける事が好ましい。つまり、天井部材外周の少なくとも外周近傍に設ける事で天井部材の板振動の抑制に効果が高くなる。

又、これら制振効果を向上させる手段としては、天井部材の固定ピッチは重要である。これは、制振処理部を圧着し、有効接着面積を上げる効果とビス固定位置が振動の節となる為と考えられる。固定ピッチは250mm以上455mm以下の範囲が適する。250mm未満のときはビス打ち手間が多く、作業効率が悪くなる事と制振効果が頭打ちとなる為である。逆に455mmを超えると制振効果が悪化してくるので好ましくない。

天井部材は、耐火上、無機質系、金属系が望ましく、中でも石膏ボード(硬質や強化石膏ボードを含む)、ケイカル板、木毛セメント板、ALC板、各種金属板が例示される。又天井部材の一部として用いられる制振部材は、各種エラストマーをポリマー主成分として用いた粘弾性体が好ましく、前記無機質系や金属系のものに積層して、端部断面のみが空気に接触する様に用いる事で、酸素供給を遮断する構造で用いる事が、制振性、耐火上好ましい。特に、各種難燃剤を混入した難燃性の制振部材とする事で、その効果を大きく増大させ得る。

上記難燃剤は、公知の難燃剤を用いれば良いが、燃焼ガスや不純物として含まれ易い毒物(例えば、三酸化アンチモンに対するヒ素又はその化合物)や、リン系可塑剤の環境への悪影響等々、最終的に人体への悪影響を出来るだけ少なくする配慮が望ましい。それらに適したもので効果的な物質は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムであり、それ等はエラストマーに対し同量程度含有させると、非常に効果が高くなり、更に熱膨張性黒鉛やホウ素化合物を併用する事で、添加量の軽減が可能となるだけでなく、熱膨張性黒鉛では炭化発泡膜の形成による制振部材の温度上昇防止に効果があり、ホウ素化合物による表面へのガラス質膜の形成で酸素遮断を効果的に行う処方を組む事が出来る。

ここで、天井部材のコインシデンス効果とは、遮音部材である板材がコインシデンス限界周波数近傍で振動し、音響放射パワーをその周波数域で生じる為、遮音性能が低下する現象を言い、コインシデンス限界周波数(fc)は次の式で示される。

一方、音響放射パワー(W)は次式で示される。

上式より放射音を小さくする条件はfcを数万Hzとする事で限りなく1/fc²が0に近づき音響放射パワー(W)を限りなく0に近づける事である。
ここで、fcを大きくするにはmを大きく、Bを小さくする事で目的が達成される事が判る。天井部材の施工上の観点からは天井部材外周は周囲の壁面と接触しない様、隙間が設けられる必要がある。つまり、上階床の振動伝幡が壁を経由して天井を振動させない為である。又最下層の天井部材はその上層の天井部材より更に外周の壁との間の隙間を大きくし、確実に気密性を確保する様に、シール溝を形成しても良い。

隙間防止部材は前述の通り、天井空間の空気が下階空内に連通する事を防ぐ、即ち、気密性を保持する作用効果がある。また、隙間防止部材を設ける天井外周の補強によって天井の外周拘束による天井の振動抑制の作用効果といった隙間防止部材の2つ目の作用効果を持つ。

隙間防止部材は、液状タイプのコーキング材やシーリング材、定型粘弾性体、定型粘弾性体をフィルム、シート、薄板、箔等に積層したものが例示される。使用時に液状タイプのコーキング材やシーリング材や定型粘弾性体は、隙間防止による気密性を付与する効果は高いものの、天井部材外周の補強効果は乏しく、定型粘弾性体の積層タイプは、比較的天井外周を拘束し、全体として、天井部材自体の制振効果を発揮させ易くなる。このとき、天井部材は、骨組部材に固定されるが故に、天井外周の拘束による天井部材全体としての振動抑制効果は、予想以上に大きく、その結果、騒音防止効果も非常に大きくなるという予期し得ない結果を得る事が出来る。隙間防止部材は前記制振部材同様、耐火上の難燃処理をする事が望ましい。

骨組部材は、概して、天井を強固に固定し、天井の振動を抑制し、天井、特に天井下面を面一に保持するものである。骨組部材の設置は、特に制限される事はないが、壁、梁、胴差等の建物構造部材から直接又は各種治具を介して間接に支持固定される。建物構造部材に直接又は治具を介して固定される際、好ましくは、骨組部材、建物構造部材及び治具からなる群より選ばれる少なくとも1種の接触面に振動絶縁部材を介する。さらに、好ましくは、骨組部材は、線状又は点状の振動絶縁部材を介して天井部材を固定する。

骨組部材を建物構造部材に固定する場合、用いる治具は特に制限されず、各種の形状、材質のものを用いる事が出来、例えば、専用治具、ライナー、吊り具等である。

本発明では、床衝撃を受けた時、必ず振動を伴う床版からの支持固定は、たとえ振動絶縁部材を介しても、骨組部材への振動伝幡は避け難く、振動伝幡を回避する為に振動絶縁部材として柔軟なゴムやゴム厚を増したものを使うと本発明にかかる特徴の1つである天井部材の総面密度の増大もあって、かえって振動絶縁部材自体の変位量が増し、振動が増幅し、音性能が悪化する知見を得たので、建物構造部材の中でも、床版からの支持固定は除外する。但し、根太や梁は、床版の様な直接振動でない為、支持固定に使用しても音性能の悪化の回避は、振動絶縁部材や天井部材の重量等の調節で問題なく、本発明に十分に適用出来る。

骨組部材としては、軽量鋼製パネルや、天井根太や木桟が、本発明では適したものである。骨組部材は、梁、胴差、根太からの吊り下げ固定では、骨組部材の天井部材取付面と直交する面の天井部材外周の壁等の建物構造部材との間に隙間を設ける事が望ましい。つまり、吊り下げ固定方法の場合は、骨組部材の天井部材取付面と直交する面を有する建物構造部材の振動を受けると音性能が悪化する事が経験上判っており、予め骨組部材や天井部材と離間させておく事が音性能の悪化を防ぐ上で、施工上、コスト上、最良な方法である。この吊り下げ方法は骨組部材を組合せて作成した軽量鋼製パネルが適している。

一方、天井根太や木桟の場合は、建物構造部材に固定するので建物構造部材との取り合い部には、振動絶縁部材を天井根太や木桟の端面に用いる事が多く、天井部材の載荷方向に用いる事は、天井部材荷重変位で振動振幅を増幅させる為に回避すべきである。天井部材の載荷方向に用いて、良い音性能が得られる方法には、天井部材取付部に線状又は点状に振動絶縁部材を介して天井部材を固定する場合である。これは吊り下げ方式も同様である。このとき、線状、点状に設ける振動絶縁部材は硬度や貼付面積を加味しても、0.1mm厚〜3.0mm厚の範囲が好ましい範囲である。0.1mm厚未満では振動絶縁効果が少なくなり、逆に3.0mm厚を超えると硬度によっては振動変位が大きくなり易く、特に高周波音の改善度が悪化する傾向が生じ始める。振動絶縁部材をこの天井部材取付部に取付けるにはビス固定が良い。これは、締結圧によって振動絶縁部材の接触面積が増大し、厚みが薄くなる為であり、その結果、天井部材取付部に振動絶縁部材を介して取付けた場合は、特に1kHz〜4kHzの音性能が向上し、これにより、実際の聴感上も静かになったと感じられる。

骨組部材が鋼製パイプ状の材質である場合は、強度、重量面では良好であるが、鋼材故の欠点がある。つまり、振動伝達効率が良いが故に、振動し易く、減衰し難く、振動伝達速度が速く、騒音が発生し易く、継続時間が長いという欠点がある。そこで、この様な材質を構成材中に含む場合は、その欠点が音性能悪化原因となるか否かを確認する必要があり、音性能悪化要因となる場合には、中空部への粘弾性体、発泡体、粉粒品の単体又は混合体、積層体を貼着、充填等する事で、悪化原因を解消する必要がある。又その部材の両端部等、特に建物構造部材と接する部位には振動絶縁処理が望ましい。こうする事により、パイプの両端にフタをする事となり、パイプ内発生音も、パイプ外に出難くなる。

骨組部材は、それ自体天井部材の荷重を保持する為の剛性を有する必要性から、材質のいかんを問わず必要な厚みを有する必要があり、限度のある天井空間内では重要な空気層として、特に背後空気層として利用する事が、防音の観点からは見逃せない。その理由から、骨組部材を枠としてその上にゴムやポリマーからなるフィルムやシートを張り合わせる事で、張付フィルムやシートの張力と下部の背後空気層を利用した吸音調整層として利用出来る。この考えは後述の天井内防音部材との併用により調音層としての効果も大で、コストも少ない事から充分な活用が望ましい。

骨組部材は特に枠を設け、天井パネル状となった場合は、天井パネル間を木質材の両面に制振シートを貼って、ボルトやビスで強固に固定し、連結一体化する事で剛性も増し、非常に振動し難くなる。この効果を大きくするには、天井パネル間の木質材の高さを幅より大きくする方が良い。この振動し難さは天井パネルが連結一体化されて剛性が増した為と、天井パネル全体が一つになって重量が増した為と考えられる。

好ましくは、天井内防音部材は、骨組部材の上部に直接又は任意間隔で離間配置された支持部材上に配置され、天井内防音部材下面と天井部材上面との間に背後空気層としての空間が形成される。

天井内防音部材は床基版が衝撃を受け、振動する事により天井空間内に空気の流れを生じさせる。充分な解明が出来てはいないが、特に重量床衝撃音の様な衝撃力が大きく、衝撃継続時間が長い衝撃では顕著に現れる現象であり、音源室直下では、室内中央よりも端の方がはるかに大きな音になるという状況は、定在波とその三次元空間のモードで説明されるが、天井内防音部材の設置により、定在波自体の変更に大きく影響を与え、前記現象を大きく改善出来る事が判った。その具体的手段には、気体流動抑制(阻害)部材、吸音部材単体、吸音部材層間にフィルムやシートを積層した物、吸音部材と遮音部材との積層物、吸音部材と有孔遮音部材との積層物、天井空間の外周又は隅部に凹面を天井空間内に向けた音拡散板、その他平板に任意角度を持たせ複数天井空間内に配置した拡散板、気体流動抑制部材や吸音部材上(積層吸音部材の内部も含む)に重りを散在させて、小さな動吸振を気体流動抑制部材や吸音部材に持たせたもの等が例示される。

又天井内防音部材は天井部材上又は骨組部材上に離間設置された支持部材上に設置される時、支持部材を弾性体とし、天井内防音部材を弾性支持し、天井空間内での空気流れの圧力により変位させ、天井部材に直接空気圧がかからない様にし又、背後空気厚を増す事により、防音性能を高める事が出来る。このとき、天井内防音部材に動吸振を組み込む事で、250〜500Hzの改善が大きくなる。

気体流動抑制部材は、床版に重量床衝撃の様な大きな衝撃を受けた時、床版の振動に起因して生じる天井内空気流動を抑制(阻止)するものである。前記空気流動は天井空間が狭いと余計に空気流動は激しくなり、これが天井部材を振動させる原因にもなり、天井防音の観点からはこれを無視する事が出来ない。本発明では、前記観点から、空気流動を抑制する為に天井内防音部材として網状物を設置する事が出来る。具体例として、割布、ガーゼ、金属、繊維、ポリマー等からなる網状物を例示する事が出来、網目は10mm角以下の小さいものが良い。気体流動抑制部材は周囲に枠を設け、張力をかけた方が良く、このため所々に重りをセットして動吸振効果を持たせても良い。枠は周囲の壁に制振部材や防振部材を介して固定すれば良い。

又本発明で用いる振動絶縁部材は、常温で反撥弾性率が25%以下の低反撥ゴムで、硬度がJISA型で30〜60といった比較的低硬度のものが適する。更に望ましい条件は、常温での圧縮永久歪が少ないものであり、例えば、常温×7日で30%以下のものである。つまり、低反撥ゴムは、振動増幅を起こし難い特徴があり、25%以下なら充分に目的を達成し得る。逆に反撥弾性が25%を超えても30%位までは振動増幅し難いが徐々に高くなるにつれ増幅し易くなる。更に低硬度という条件が加わると、固定時に圧縮締結され振動絶縁保持力が優れ、このとき硬度が30未満であると圧縮締結の変位量が大き過ぎる様になり、振動絶縁保持性が悪化する。60を超えても、振動絶縁保持力が劣ってくるので好ましくない。更に常温での圧縮永久歪が30%以下であれば長期にわたって振動絶縁保持性が確保出来る。逆に30%を超えると徐々に振動絶縁保持性が悪くなり好ましくない。

以下、図面を参照し、本発明を詳細に説明する。符号は同様の部材について同じ数字を充てるが、形状、大きさ、材質等が異なる場合も含み、まったく同一のものである事を意味するものではない。
図1は実施例1〜4及び比較例1で用いる鉄骨梁と鋼製天井パネルの取付状況を示す平面図である。(実施例4には木製補強材は無く、比較例1には両面に制振部材を付けた木製補強部材は無い)。図2は図1のA-A´断面で示す実施例1の天井構造の断面図である。図3は実施例2の天井構造の断面図である。図4は実施例3の天井構造の断面図である。図5は実施例4の天井構造の断面図である。図6は比較例1の天井構造の断面図である。

図1は、実施例1〜4、比較例1に用いた鉄骨梁と鋼製天井パネルの取付状況を示す平面図である。詳細を図2と併せて説明すると、鉄骨梁は鋼板1を床コンクリートにボルト固定し、鉄骨梁両端はボルト固定用の穴明鋼板が熔接してあり、梁が交差する部位は前記穴明鋼板と固定する為のジョイントボックス2が四隅の前記鋼板1に固定され、両方の長辺を大梁3、片側短辺を大梁3、中央の短辺と残る片側短辺を小梁4とし、“日”の字状で床開口部8上に梁組した。梁組より吊金具6を下し、骨組部材としての鋼製天井パネル5の計4個を取付けた。このとき、図では省略したが、鋼製天井パネル5の外枠同士を、制振部材として、ブチルゴム系制振シート20を両側に取付けた、木製補強材21を介してボルト固定する為の穴を開けておき、隣接する鋼製天井パネル5を強固に固定すると共に天井部材としての石膏ボード16が面一に固定出来る様に調整した。床開口部8両短辺には予めアルミ箔付粘弾性体を貼付けた野縁ライナー受金具7を床開口部8にビス固定し、鋼製天井パネル5を嵌合している。

図2は、実施例1の天井構造断面図である。鋼製天井パネル5の上に天井内防音部材(吸音部材)としてのロックウール15が置かれ、鋼製天井パネル5に天井部材としての12.5mm厚石膏ボード16の2枚が、中央に0.2mm厚60mm幅の両面テープ17を天井外周と1層目と2層目の石膏ボード16の継目を中心に貼られ、その部分では、1層目と2層目の石膏ボード16を拘束材とした制振処理が形成されている。壁を想定した床開口部8の内周と天井部材(石膏ボード16)との間には隙間18が設けられ、床振動の影響を回避している。隙間18は隙間防止部材としての隙間塞ぎ材19により塞がれている。なお、鋼製天井パネル5相互間は図1に示した通り、ブチルゴム制振シート20付木製補強材21を介して4つの鋼製天井パネル5枠間で強固に連結一体化されている。

図3は実施例2の天井構造図である。床開口部8上部四周に木製枠22を固定し、そこに気体流動抑制部材として、張力を持たせた防虫網23を張っている。鋼製天井パネル5の吊金具6位置の防虫網22に穴を開けて吊金具6を通し、鋼製天井パネル5を、図2と同様に、ブチルゴムシート20を両側に取付けた木製補強材21を介してボルト固定をし、鋼製天井パネル5上にロックウール15(40K、50mm厚)を敷き、鋼製天井パネル5に一層目の石膏ボード16(15mm厚)を303mmピッチで固定してある。(図ではビスは省略する)。一層目及び二層目の石膏ボード16の継目位置と一層目石膏ボード16長辺の継目中央に両面テープ17を貼り、二層目の石膏ボード16を303mmピッチでビス固定(図ではビスを省略)する。天井外周と床開口部8の隙間18を、隙間防止部材としてのシリコンコーキング19で塞ぐ。

図4は実施例3の天井構造図である。図3に示す様な防虫網23上に大小の重り24を交互に取付ける。図3と同様に鋼製天井パネル5は防虫網23に開けた穴に吊金具6を通し、ブチルゴムシート20を両側に取付けた木製補強材21を介して隣接するすべての鋼製天井パネル5をボルト固定し、連結一体化させ、その上にロックウール15(40K、50mm厚)を敷いた。鋼製天井パネル5の各骨組部材の下部には、2mm厚防振ゴム25が設けられ、天井部材としての石膏ボード16がビス固定されている。一層目の石膏ボード16の天井外周と継目と、二層目の継目位置と一層目の石膏ボードの短辺方向に、天井外周から455mm内側2列と中央に両面テープ17を貼り、石膏ボード16を拘束材とした制振処理が部分的に行われている。天井外周と床開口部8の隙間18はシリコンコーキング19で塞がれている。

図5は実施例4の天井構造図である。図4の防虫網23と大小の重り24の交互設置はそのままとし、鋼製天井パネル5とその上のロックウール15(40K、50mm厚)の配置も図4と同様である。鋼製天井パネル5の各骨組部材下部の防振ゴム25は除去し、直接天井部材としての石膏ボード16をビス固定している。(図ではビスは省略)。石膏ボード16の一層目の天井外周と継目と、二層目の継目相当部と一層目各石膏ボード16長辺方向の継ぎ目中央3列と、各石膏ボード16短辺方向に天井外周から455mm内側の2列と中央1列とを両面テープ17で処理し、一層目処理と二層目処理とのほぼ中央に長辺方向で両面テープ17を貼る。図ではほぼ全面に両面テープ17がある様に見える。

図6は比較例1の図である。鋼製天井パネル5は4枚が各々独立し、連結一体化されていない。鋼製天井パネル5上にはロックウール15(40K、50mm厚)が敷かれ、石膏ボード16は一層であり、天井外周と床開口部8は回縁で隙間を処理した。

以下、実施例1〜8及び比較例1〜2に基づいて、図面を参照しつつ、本発明を説明する。
実施例1〜4、比較例1に於いて、実験は以下の様にして行った。
図1〜6に示す様に、上階開口部を有する上下階騒音測定用RC造実験室の床に、ボルト固定した鋼板にボルト固定したジョイントボックスを設置し、大梁長辺2本と短辺1本、小梁短辺2本をボルト固定して“日”の字状に梁組を作り、短辺梁上で両端梁の上に1列、中央梁2列の防振ゴム(図では省略した)を貼り付け、その上にALC床版(100mm厚×606mm幅×1820mm長さ)を片側3枚ずつ載せ、計6枚をALC固定穴に固定治具を通し、梁と固定した。

次に、防湿ポリエチレン(PE)フィルム70μm×1000mm幅を継目ラップ約100mmで敷き、その上にパーチクルボード(15mm厚×910mm幅×1820mm長さ)をALC床版6枚の床の長辺中央(ALC床版の長辺端部6枚分の集まる床中央小梁の上部)にパーチクルボード長辺の中央が重なる様に設置し、DACビスにてALC床版に縦横300mmピッチで固定し、その両側にパーチクルボードの長辺を中央に固定したパーチクルボードの長辺が平行になる様に隙間なく並べて、DACビスにて同ピッチで固定した。床版長辺の両端にパーチクルボード(15mm厚×455mm幅×1820mm長さ)を敷き並べ、DACビスにて同ピッチでALC床版に固定して、連結一体床基版とした。次に、カラーフロアー(12mm厚×303mm幅×1818mm長さ)をフロアーネイルで下地パーチクルボードの長辺と長辺が直交する方向で固定し、ALC床版の約1/2の厚みから2階床面に糊付遮音シート3mm厚を一周させて上階床とした。この床は実施例1〜4、比較例1で共通して用いた。
実施例1〜4、比較例1の相違は、天井構造の相違のみである。

(実施例1)
図1及び図2に示す様な天井構造を施工した。図1は梁組及び骨組部材を組合わせた天井パネルの平面状況を示す図であり、実施例1〜4で共通である。比較例1では天井パネル4個は実施例1〜4の様に木製補強材(両面にブチルゴムシート付)を介して連結一体化されず、各々独立している。図2は実施例1の天井断面構造である。床版下の床開口部の短辺両端に、床開口部側と接する部分に、アルミ箔0.1mm厚付き粘弾性体(総厚1.1mm)を貼付けた骨組部材の1種の野縁ライナー受金具をビス固定し、軽量鉄骨製天井パネル(47mm厚×900mm幅×1350mm長さ)4枚を野縁ライナー受金具と梁から吊った吊金具で仮固定すると共に、前記天井パネルと両側にブチルゴムシートを設けた木製補強材に予めボルト穴を設けておいた前記補強材を介して隣接する天井パネルを強固に固定し、吊金具の高さ調整ネジで天井パネルの面一を調整した。天井パネル上に、天井内防音材としてロックウール40K、50mm厚を敷いた。

次に、石膏ボード12.5mm厚を外周の床開口部全周で各々石膏ボードとの隙間が5mmとなる様に、石膏ボード間の隙間がない様にして、一層目の石膏ボードを天井パネルに縦横303mmピッチでビス固定した。次に、一層目の石膏ボードに0.2mm厚60mm幅の両面テープを外周と石膏ボードの継目を中心として貼付け、更に二層目の石膏ボードの継目に相当する位置にも前記両面テープを貼付けた。二層目の石膏ボードを天井パネルに縦横303mmピッチでビス固定した。この二層目の石膏ボードも床開口部との隙間が5mmとなる様にし、石膏ボード間の隙間がない様に固定した。次に、アルミ箔0.1mm厚付き粘弾性体(計1.4mm厚)からなる拘束型制振材(60mm幅×1mm長さ)を天井及び隙間方向に、40mm幅、床開口部に20mm幅となる様に直角に折り曲げて隙間塞ぎ材として、天井外周に貼付け固定した。隙間塞き材間のラップは2cmとした。次に、重量床衝撃音を、63Hz〜4kHzまで測定し、結果を表1に示した。尚、衝撃源はバングマシンであり、JIS-A-1418-2:2000に規定する衝撃力特性(1)を持つ重量衝撃源である。

(実施例2)
実施例1と同じ床構造と天井パネルを用い、図3に示す様な天井断面構造を施工した。
天井パネルの60mm上部に四辺を木製枠とし、木製枠を床開口部に固定し、張力を持たせて防虫網を張った。次に、天井パネルの吊り具部は防虫網に穴を開けて通し、実施例1と同様に天井パネルを支持した。天井パネル相互間は実施例1と同様に、両側ブチルゴムシート付木製補強材を介し、予め設けておいたボルト穴を利用して強固にボルト固定し、各天井パネルを連結一体化した。

天井パネル上に、天井内防音部材として、2mm厚糊付遮音シートを貼付けたロックウール40K、50mm厚を敷いた。次に、一層目の天井部材として、15mm厚石膏ボードを床開口部との隙間が全周で5mmとなる様に、石膏ボード間の隙間が生じない様にして、天井パネルに縦横303mmピッチで固定し、一層目の石膏ボードの天井外周と石膏ボードの継目を中心に0.2mm厚60mm幅の両面テープを貼り、更に二層目の石膏ボードでの継目相当位置に前記両面テープを貼り、更に一層目の各石膏ボードの長辺方向の中央に両面テープを計3列貼った。二層目の15mm厚石膏ボードを天井パネルに縦横303mmピッチで固定した。天井外周と床開口部の隙間はシリコンコーキングで隙間を塞ぎ、硬化後、実施例1と同様に重量床衝撃音を測定し、表1に結果を示した。

(実施例3)
実施例1と同じ床構造と天井パネルを用い、実施例2と同じ防虫網を用い、図4に示す様な天井断面構造を施工した。
防虫網に予め300mmピッチで縦横にマジックで線を引いておき、その交点に1個5gの重りと1個10gの重りを交互に両面テープで固定した。天井パネルは実施例1と同様に、ブチルゴムシートを両面に設けた木製補強材を介してボルト固定して連結一体化した。天井パネル骨組部材の下面全長に2mm厚防振ゴムを張付け、天井固定下地とした。

天井パネル上にロックウール40K、50mm厚を敷いた。次に、12.5mm厚石膏ボードを床開口部と天井材との隙間が全周で5mmとなる様に、石膏ボード間の隙間は無い様にして、縦横303mmピッチで、天井パネルにビス固定した。

一層目の石膏ボードの天井外周と継目に0.2mm厚60mm幅の両面テープを貼り、二層目の石膏ボードの継目相当位置にも前記両面テープを貼った。次いで、一層目の各石膏ボードの短辺方向に天井外周から455mm内側の2列と中央に1列の計3列で両面テープを貼った。二層目の12.5mm厚石膏ボードを一層目と同様に天井パネルにビス固定した。天井外周と床開口部の隙間はシリコンコーキングで塞ぎ、硬化後、実施例1と同様に重量床衝撃音を測定して、表1に結果を示した。

(実施例4)
実施例1と同じ床構造と天井パネルと用い、実施例3と同じ防虫網及び大小の重りを用い、大小の重りの位置も同様にし、図5に示す様な天井継面構造を施工した。

天井パネルの連結一体化は実施例1〜3に用いた木製補強材は使用せず、隣接する天井パネル枠各々にブチルゴムシートを張付けて、ボルトで強固に固定し、連結一体化した。天井パネル上にロックウール40K、50mm厚を敷き、天井内防音部材とした。実施例3で用いた天井パネルを形成する各骨組部材下部に設けた防振ゴムはすべて除去し、天井部材取付下地とした。15mm厚石膏ボードを床開口部と天井部材との隙間が全周で5mmとなる様に、石膏ボード間の隙間を生じさせない様にして、縦横303mmピッチで天井パネルにビス固定した。

一層目の石膏ボードの天井外周と継目に、継目が0.2mm厚60mm幅の両面テープのほぼ中央となる様に貼り、二層目の石膏ボードの継目に相当する位置に前記両面テープを貼り、更に一層目の各石膏ボードの長辺方向の中央に計3列と、各石膏ボードの短辺方向に天井外周から455mm内側の2列と、中央に1列、両面テープを貼った。

15mm厚石膏ボードを一層目の15mm厚石膏ボードと同様に、天井パネルにビス固定した。天井外周の隙間を0.1mm厚アルミ箔付き粘弾性体(総厚1.1mm)、幅50mm、1m長さを幅中央で直角に折り曲げ、天井及び床開口部に貼付けて、実施例1と同様に重量床衝撃音の測定を行い、表1に結果を示した。

(比較例1)
実施例1で用いた床構造と鋼製天井パネルを用いた。鋼製天井パネルは4個各々独立させ、連結一体化させていない。鋼製天井パネル上にロックウール40K、50mm厚を敷いた。石膏ボード12.5mm厚を縦横303mmピッチでビス固定した。床開口部全周で石膏ボードとの隙間が5mmとなる様にし、石膏ボード間の隙間が生じない様に固定した。回縁を両面テープで床開口部に取付けて、実施例1と同様に重量床衝撃音を測定し、結果を表1に示した。

以下、実施例、比較例の結果、表1に基づき、本発明の効果を説明する。
実施例1は比較例1に比べ天井部材の面密度を倍増し、天井部材の層間に27%の面積で制振処理し、天井支持の骨組部材を組立てた天井パネルを両面にブチルゴムシートを設けた木製補強部材を介して天井パネルを連結一体化し、天井を振動し難くし、天井外周の隙間防止部材を回縁から0.1mm厚アルミ箔付き粘弾性体(総厚1.1mm)としたものである。その結果、63Hzで7dB、125Hzで8dB、250Hzで7dB、500Hzで8dB、1kHzで8dB、2kHzで10dB、4kHzで17dB改善出来、LH71からLH64に改善し、1ランク以上の改善が全周波数域で得られ、聴感上も大変静かになった。

実施例2は実施例1に2階床下の防虫ネットを張り、重量床衝撃時の床版振動による空気圧を抑制し、ロックウール上に遮音シート2mm厚を設け、天井部材の面密度を3.8kg/m²増し、層間の制振処理を36%の面積とし、隙間防止部材をシリコンコーキングとしたものである。その結果、比較例1に比べ、63Hzで8dB、125Hzで10dB、250Hzで9dB、500Hzで11dB、1kHzで10dB、2kHzで12dB、4kHzで20dB改善し、LH71からLH63に改善し、1ランク以上の改善が全周波数域で得られ、聴感上も大変静かになった。

実施例3は実施例2で防虫ネット上に5gと10gの重りを縦横300mmピッチで交互に取り付け、ロックウール上の遮音シートは除去し、天井パネルの骨組部材下面の全長にわたり、防振ゴムを設け、天井部材を12.5mmの二層とし、層間に33%の面積で制振処理したものである。その結果、比較例1と比べ、63Hzで8dB、125Hzで8dB、250Hzで11dB、500Hzで10dB、1kHzで10dB、2kHzで11dB、4kHzで18dB改善し、LH71がLH63となり、1ランク以上の改善が全周波数域で得られ、聴感上も大変静かになった。

実施例4では、実施例3から天井パネル間の連結部の木製補強材を除去し、天井パネルの骨組部材下部全長にわたって設けた防振ゴムを除去し、天井部材を実施例2と同様15mm厚二層とし、層間の制振処理面積を41%とした。その結果、比較例1と比べ、63Hzで8dB、125Hzで10dB、250Hzで11dB、500Hzで12dB、1kHzで12dB、2kHzで13dB、4kHzで19dB改善し、HH71がLH63となり、1ランク以上の改善が全周波数域で得られ、聴感上も大変静かになった。

以上より、建物構造部材間の固定度が低く、重量床衝撃音の改善が行い難い住宅でも、本発明の天井構造の工夫により、1ランク以上は改善出来、またそれが下階天井空間のみの改修で可能となり、新築、改修を問わず施工出来るので、その利用価値は大である。

天井構造に騒音対策を施す事で、上階の床構造の改修を必要とせずに、上下階の騒音伝幡を効率的に抑制するので、新築はもとより、下階室のリフォーム等にも適する。

1例の鉄骨梁と鋼製天井パネルの取付状況を示す平面図である。 図１の天井構造のA-A´断面図である。 他の例の天井構造の断面図である。 さらに他の例の天井構造の断面図である。 さらに他の例の天井構造の断面図である。 1参考例の天井構造の断面図である。

符号の説明

１ 鋼板
２ ジョイントボックス
３ 大梁
４ 小梁
５ 天井パネル(骨組部材)
６ 吊金具
７ 野縁ライナー(受金具)
８ 床開口部
９ 遮音シート
１０ 防湿シート
１１ 床版
１２ パーチクルボード
１３ カラーフロアー
１４ 二階床躯体(建物構造部材)
１４´ 二階床開口部の受け部
１５ ロックウール(吸音部材、天井内防音部材)
１６ 石膏ボード(天井部材)
１７ 両面テープ(制振部材)
１８ 隙間
１９ シリコンコーキング(隙間防止部材)
２０ ブチルゴム系制振シート(制振部材)
２１ 補強材(補強部材)
２２ 木製枠
２３ 気体流動阻害材(気体流動抑制部材)
２４ 重り
２５ 防振ゴム

Claims (7)

1. 建物構造部材相互間の固定度が低い建築物における天井構造であり、複数の天井部材、各天井部材を支持固定する骨組部材、天井空間に配置する天井内防音部材、及び天井部材の外周と壁との間の隙間を塞ぐ隙間防止部材を具える天井構造であって、天井部材は10kg/m²以上40kg/m²以下の面密度を有し、骨組部材は直接的に又は制振部材若しくは防振部材を介して間接的に各天井部材を連結一体化して建物構造部材に保持されており、天井内防音部材は、吸音部材、遮音部材、制振部材、防振部材、及び気体流動抑制部材のうち少なくとも1種の部材から構成されることを特徴とする、天井構造。
2. 前記骨組部材はパネル部材から形成され、前記パネル部材は補強部材及び制振部材又は防振部材を介して前記各天井部材を連結一体化している、請求項1記載の天井構造。
3. 前記天井部材は複数の板状部材間に制振部材を介して積層されており、前記制振部材が占める制振処理面積は天井部材1m²当り25%以上であり、かつ前記天井部材の外周は1枚毎に制振処理されている、請求項1又は2記載の天井構造。
4. 前記天井部材の1層目の継目及び2層目以上の継目のうち少なくとも一方の継目は天井部材の幅のほぼ中央に設定され、テープ状物で制振処理される、請求項1〜3の何れか1項記載の天井構造。
5. 前記天井内防音部材は網状物を気体流動抑制部材として構成される、請求項1〜4の何れか1項記載の天井構造。
6. 建物構造部材相互間の固定度が低い建築物における天井構造を施工するにあたり、
   (a)複数の天井部材を設ける工程であり、天井部材は10kg/m²以上40kg/m²以下の面密度を有する工程、
   (b)天井部材を支持固定する骨組部材を設ける工程であり、骨組部材は直接的に又は制振部材若しくは防振部材を介して間接的に各天井部材を連結一体化して建物構造部材に保持される工程、
   (c)天井内防音部材を天井空間に設ける工程であり、天井内防音部材は吸音部材、遮音部材、制振部材、防振部材、及び気体流動抑制部材のうち少なくとも1種の部材から構成される工程、及び
   (d)天井部材の外周と壁との間の隙間を塞ぐ隙間防止部材を設ける工程
   を備えることを特徴とする、天井構造の施工方法。
7. 前記天井部材の1層目の継目及び2層目以上の継目のうち少なくとも一方の継目は天井部材の幅のほぼ中央に設定され、テープ状物で制振処理する、請求項6記載の天井構造の施工方法。

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