JP2014500415A - パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 建物、例えば講堂、オープンプラン（間仕切りのない）オフィス等の内部表面を覆うために使用されることができるパネルを提供する。
【解決手段】 このパネルは、熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）を持つ建物内で使用されることができ、音響的及び熱的快適性のバランスがとられている。本発明によれば、一つ以上の吸音要素（３）、及びパネルの前側（１１）とパネルの後側（１２）を連結する副領域（７，８，９）を含むパネルが提供され、かつ副領域（７，８，９）内には吸音要素（３）は存在せず、それにより前記副領域（７，８，９）はパネルを通しての熱伝達を確保する。また、本発明によれば、パネルは、枠内に領域を規定する実質的に硬い枠（１）を含み、この領域は前面及び後面を含む一つ以上の吸音要素を与えられており、一つ以上の吸音要素は枠（１）により規定された全領域に渡って延び、副領域（２２）が一つ以上の吸音要素の前面と後面を連結するように副領域（２２）が吸音要素を通して設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的に、建物、例えば講堂、オープンプラン（間仕切りのない）オフィス等の内部表面を覆うために使用されることができるパネル、特に音響的及び熱的快適性のバランスをとることがよく認知された課題である熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）を持つ建物内で使用するためのかかるパネルに関する。

建築学及びインテリアデザインのような分野では、天井、壁、または室内に置かれた仕切りのような部屋の境界を覆うためのパネルに対する要求が多い。かかるパネルは、純粋に美的目的に役立つが、例えば部屋の音響的及び熱的特性に関連する部屋の特性を積極的に変えるために使用されることができる。

部屋の音響的特性を決定するために使用されるパネルは、ミネラルウール、石こうまたは薄い木材膜のような吸音材料の板を支持する枠構造を含むことが多い。かかるパネルは、部屋の音響的調節に関して極めて優れた解決策を提供することができるが、熱的透明性のようなかかるパネルの熱的特性は、最適であることはほとんどなく、実際には最適からはるかに遠い。音響的特性と熱的特性を同時に最適化し、従って部屋の快適性全体を最適とする試みにおいてこのパネルを使用することは、既知のパネルの持つ問題である。

特に熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）を持つ建物では、音響的及び熱的快適性のバランスをとることは、よく認知された課題である。

上述の背景技術において、本発明の目的は、パネルの熱的特性及び音響的特性の両方を高度に最適化するためのパネルを提供することである。本発明のパネルは、好ましくは持続できるデザインを独特な美的かつ優れた機能性能と組み合わせて、それにより音響的及び熱的快適性の高度の制御を提供する。本発明によるパネルは、革新的な「熱透明性」技術を特徴とし、強い音響的性能をなお確保しながら熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）と組み合わせて有利に使用されることができる。

本発明によるパネルは、種々のインテリア要求に対する柔軟な解決策を提供する。それらは設置が迅速であり、それらは、要求の変化に合致するように容易に取り壊され、再び組み立てられ、かつ再び取り付けられることができる。本発明によるパネルは、パネルの前面を覆う織物を備えることができ、本発明の一実施態様によれば、この織物は、最新の使用法またはデザイン要求を反映するために、必要なたびごとに容易に変えられることができる。

本発明の好適な実施態様によれば、パネルは、織物の表面を完全に伸張した状態に保つ隠れた緊張機構を持つ、例えばアルミニウムから作られた枠を含む。結果として、この好適な実施態様によるパネルは、湿度または温度の変化により影響を受けず、長年の間、良好に見えたままである。

本発明によるパネルは、部屋の以下の重要な環境的な側面を少なくとも調節するために使用されることができる。
音響性：
本発明によるパネルは、問題の部屋の寸法及び機能がどうであれ、音響的課題の全範囲に合致するように適合されることができる。結果として、本発明のパネルは、騒音問題に対して重要であるオープンプランの部屋を具備することの多い今日の建築学に特に関係する。

熱的快適性：
熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）を持つ建物では、音響的及び熱的快適性のバランスをとることは、良く認知された課題である。本発明によるパネルは、かかる建物の内部温度の制御を助けるように設計されている。

本発明によるパネルは、音響的性能のいかなる有意な低下もなしに熱輻射線の透過を可能にする。結果として、本発明によるパネルは、快適性を最適化でき、建物のエネルギー消費を減らすことに有意に貢献する。

本発明によれば、上記の及び他の有利な効果は、一つ以上の吸音要素、及びパネルの前側をパネルの後側と連結する副領域を含むパネルにより得られ、副領域内には、吸音要素は存在しない。これらの副領域は、それにより、パネルを通しての高度の熱伝達を確保する。

従って、本発明によるパネルは、一つ以上の吸音要素、及びパネルの前側をパネルの後側と連結する副領域を含み、副領域内には吸音要素は存在せず、さらに副領域はパネルを通る溝を形成し、溝はパネルの前側をパネルの後側と連結し、それにより副領域はパネルを通しての熱伝達を確保する。

パネルを通しての必要な熱伝達を確保する副領域は、本発明の実施態様の第一態様によれば、完全に開かれることができ、すなわちパネルの前側と後側の表面の間の流体連通を与え、またはそれらは高い熱伝導性を持つ材料で満たされることができ、それによりパネルの前側と後側の表面の間の副領域を通しての流体連通を妨げるが、副領域を通しての必要な熱伝達を確保する。

本発明によるパネルの一実施態様によれば、パネルは、前記吸音要素を含む領域を規定する実質的に硬い枠を含み、前記領域は前記枠内に配置された前面、後面及び複数の側面を含む一つ以上の吸音要素を与えられており、前記側面の少なくとも一部が、前記パネルが置かれている周囲の音場にさらされるような態様で配置されている。吸音要素は実質的に箱形状であることができるが、他の形状もまた本発明の範囲から逸脱しなければ使用されることができる。

本発明の好適な実施態様によれば、吸音は、吸音要素の前部表面と接触することになる音場により提供されるだけでなく、これらの要素の側部表面と接触することになる音場によっても提供され、それにより個々の吸音要素の有効吸音面積を増やし、それによりパネルと比べた吸音要素の減少した前部面積を補償し、さらに前部表面全体は吸音材料からなる。従って、本発明によるパネルの吸音全体はパネルの前部面積によるだけでなく（またはもしパネルの前側及び後側の両方で音場にさらされるなら、パネルの前部及び後部面積の両方）、吸音要素の側方面積全体により、従ってパネルの厚さによっても影響を受ける。

本発明によるパネルの一実施態様によれば、前記吸音要素の寸法は、実質的な吸音が起こる最も低い周波数に従って選ばれる。

本発明によるパネルの一実施態様によれば、枠はさらに、枠により規定された領域の前側の上にわたって掛けられた柔軟材料のシート（例えば織物）を与えられている。枠は、柔軟材料の枠への解放可能な取り付けのための手段を与えられることが好ましく、これらの取り付け手段は、柔軟材料が、例えば周囲の温度及び湿度の変化、及び柔軟材料自身の老化効果にかかわらず常に緊張したままであるように、枠により規定された領域の上に渡って柔軟材料を緊張するために形成されている。

本発明のさらなる実施態様によれば、本発明によるパネルは、枠により規定される領域の前側及び後側の両方の上に掛けられた柔軟材料のシート（例えば織物）を与えられている。

本発明によるパネルのさらなる実施態様によれば、副領域は前記吸音要素を通して設けられる。本発明のこの実施態様は、枠内の領域を規定する実質的に硬い枠を含み、この領域は前面及び後面を含む一つ以上の吸音要素を与えられており、さらに一つ以上の吸音要素は枠により規定される全領域に渡って延び、前記副領域は、この副領域が一つ以上の吸音要素の前面と後面を連結するように前記吸音要素を通して設けられる。

副領域は、一つ以上の吸音要素の前記前面と後面の間の流体連通を与えることができる。

本発明はさらに、パネルの必要な吸音機能を確保しながら、熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）に関してのような種々のインテリア要求に対する柔軟な解決策を提供するためにパネルの熱的特性及び音響的特性の両方を最適化するための方法に関する。

この方法は以下のことを含む：
（ｉ）一つ以上の吸音要素、及びパネルの前面（１１）とパネルの後面を連結する副領域を含み、副領域内には吸音要素が存在せず、副領域がパネルを通る溝を形成し、溝がパネルの前側とパネルの後側の間の熱伝達を与え、それにより前記副領域はパネルを通しての熱伝達を確保する、一つ以上のパネルを準備すること；
（ｉｉ）パネルを通しての必要な熱伝達が実質的に確保されるように前記副領域の物理的特性を決定すること；
（ｉｉｉ）必要な吸音特性が実質的に確保されるように吸音要素の物理的特性を決定すること。

本発明は、本発明の実施態様の以下の詳細な説明、及び図面に関連して本発明の効果を示す音響試験の結果を読むことにより、良好に理解されるだろう。

図１は、本発明によるパネルの第一実施態様の概略透視図を示す。

図２は、床上に直接置かれた（「０ｍｍ」）吸収体による全ての試験結果のプロットを示す。

図３は、７５％被覆率に対する吸音曲線（三つの下方の線）及び単位面積当たりの吸音率、正規化された値を示し、すなわちこの構成が１００％被覆率の仮定の場合にどのくらい多く音を吸収するかを示す。

図４は、床から１０ｍｍに置かれた吸収体によることを除いて図２の試験結果の対応する結果を示す。

図５（ａ）は、本発明によるパネルの第二実施態様の概略透視図を示し、パネルの内部構造を示すためのパネルを通しての断面図を示す。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示された本発明の実施態様によるパネルを通しての断面図を示す。

図１を参照すると、本発明によるパネルの一実施態様の概略透視図が示されており、パネルは、パネルの前面１１をパネルの後面１２と連結するパネルの中央領域を規定する実質的に硬い枠１を含む。図１ではパネルは後側から見られている。

中央領域は、吸音要素（図示せず）のための二つの受音領域７及び９を与えられており、それらの吸音要素は前面、後面及び複数の側面を含み、中央領域は、前記側面の少なくとも一部が前記パネルが置かれている周囲の音場にさらされるような態様で前記枠内に配置されている。枠内に吸音要素を取り付けるために、中央部６及び上部４、下部５を含む図示の実施態様では、枠は、横断ブラケット３を与えられている。枠と一緒に、この構造は、吸音要素を収容するための受器を形成する。吸音要素の側面への音場の接近を与えるために、ブラケットの中央部６は中央部を通る開口を与えられている。これは、図１では円形開口１４のパターンにより例示されているが、これらの開口は他の形状を持つことができるので、対応する開口１５は隣接ブラケットでは長いスリットの形で示されている。吸音要素を所定の場所に保持し、吸収体の側面への音接近を与えることができる限り、十分な強度のメッシュ及び／または実際には織物が代替的に使用されることができる。

中央領域は、パネルを通る溝を形成する副領域８を含み、溝はパネルの前面１１をパネルの後面１２と連結し、副領域内には吸音要素は存在しない。パネルを通るこれらの副領域または溝は、パネルを通しての熱伝達を容易にし、従って本発明の特徴である「熱透明性」を与える。

図１ａに示された実施態様では、吸音要素は実質的に箱形状をしているが、他の形状の吸音要素もまた本発明によるパネルで使用されることができることは理解される。

本発明の一実施態様によれば、吸音要素の寸法は、実質的な吸音が起こる最も低い周波数に従って選ばれることができる。

本発明の一実施態様によれば、枠はさらに、枠により規定される領域の前面１１の上に掛っている柔軟材料１０（例えば織物）のシートを与えられている。

本発明の原理を論証するために実行された幾つかの初期実験の結果を以下に示す。全ての実験は、Ｅｃｏｐｈｏｎ社から入手可能な４０ｍｍバット（ｂａｔｔｓ）で実行された。

（１）床上に直接置かれたミネラルウールによる実験結果
実験結果は以下の表１にまとめられている：

上記実験結果から、吸音材料の量を増加することにより吸音増加の一般的傾向があることがわかる。しかし、特に、「小吸収体」（「小スラット」）による２５％被覆により、１から４ｋＨｚの周波数範囲で、より大きな吸収体の形で存在する吸収材料の量（５０％）の２倍とほとんど同じ大きさの吸音が得られることがわかる。この効果はほとんど吸収体３の側面（縁部）の増加した数の存在の結果であり、この側面はたいてい吸収体の吸音表面積を増加する。７５％被覆により、最も大きな吸収体（最大スラット）であっても約３５％高い吸音が得られる。

１０００Ｈｚでは、穿孔度（被覆率）（それぞれ２５％、５０％及び７５％）の各々に対し、吸収体（スラット）の寸法が小さい程、より大きな吸音が得られることがわかる。しかし、これは、２５０Ｈｚ、そしてさらに小さい１２５Ｈｚでは当てはまらない。この理由は、これらの周波数領域では吸収面積を大きく増加する吸収体の縁部（側面）がこれらの周波数では音の波長と比べて小さ過ぎるため、感知できるほどの吸音効果を持つことができないことにある。実際、これらの低周波数では吸収体の寸法は音の波長に匹敵することになるので、吸音は、低周波数では大きな吸収体（スラット）の方が大きい。このことは、７５％の被覆率で多い／少ない吸収体（スラット）間の吸音における比較的小さな差により強調され、効果は、この場合、１０〜１５％にすぎない。

全体的結論は、吸収体（スラット）の側面（縁部）の効果が大きな吸音を得るために利用され、前述したようなパネルの必要な「熱透明性」を持つような態様でパネルを設計することが推奨されることである。

図２には、床上（「０ｍｍ」）に直接置かれた吸収体による上記試験結果の全てのプロットが示されている。

図３には、７５％被覆に対する吸音曲線（三つの下方の線）及び正規化された値（三つの上方の線）、すなわち単位面積当たりの吸音、すなわち構成が１００％被覆の仮定の場合にどれくらい多く吸音するかが示されている。三つの上方の線は実際に１００％被覆で測定された値を示す線の上に位置するので、全面積を覆う吸収体より吸収体（スラット）を使用することがより効果的であることが示されている。なぜなら吸収体の側面（縁部）が音場にさらされているからである。

（２）床の上１００ｍｍに置かれたミネラルウールによる実験結果
実験結果は以下の表２にまとめられている：

表２に示された結果から、上に与えられた床上ゼロｃｍ高さに対してと同じ傾向があることがわかる。

（３）上の表１及び表２に示された結果のまとめ
以下の表３に吸音率の平均値のまとめが与えられている：

表の下方の横行には、吸収体が床高さから上に１００ｍｍ上昇されたとき、ミネラルウールの吸音率がどれだけ多く増えたかを示す。この目的のために特別に設計されていないこのタイプのバットであっても、顕著な百分率増加（約５０％）が観察される。

図２，３又は４を参照すると、これらの図は、上の表に与えられた実験結果に対応するプロットを示す。

従って、全体的結論は、吸収体（スラット）の側面（縁部）の音響的効果の使用がかかるパネルで有利であり、音響的吸収と熱的透明性の希望の組み合わせをパネルに与えるために使用されることができることである。

さらに、パネルと壁の間のたった１００ｍｍの距離により（この目的のために最適でないかもしれない本研究で使用されたバットのタイプであっても）、吸音のかなりの百分率増加（約５０％）が得られる。

本発明によるパネルの第二実施態様が図５（ａ）及び５（ｂ）に示される。

図５（ａ）を参照すると、パネルの内部構造をより明確に示すためにパネルを通しての断面を示す第二実施態様の概略透視図が示されている。一般的に参照番号１６により示されたパネルは、実質的に硬い枠１７を含み、その縁部に沿って、パネルの前面に渡って延ばされた、織物１９のような柔軟材料のシートを保持するために使用される参照番号１８により示された自己緊張手段が設けられている。図５（ａ）及び５（ｂ）に示された自己緊張手段は、本出願人の先行国際特許出願ＷＯ２００５／０７３４８２Ａ２に示されかつ詳細に述べられたタイプのものであるが、請求項により規定された本発明の範囲から逸脱しなければ他のタイプの自己緊張手段も使用されることができることは理解される。

任意選択的に、パネルの後面はまた、柔軟材料のシート２０を与えることができ、このシートは、おそらく上述の自己緊張手段の使用により枠１７に取り付けられることができ、またはそうでなければ枠１７のそれぞれの部分に取り付けられることができる。

枠の内方部に沿って、吸音体２１のための取り付け手段を形成する凹んだ領域２３が設けられ、この吸音体２１は、枠１７内に取り付けられたとき、枠１７により規定される全内部領域を満たすことができ、または任意選択的に枠により規定された副領域のみを満たすことができる。図５（ａ）及び５（ｂ）に示された実施態様では、吸音体２１は、枠により規定された全領域を満たす。

パネルを通しての必要な熱伝達を確保するために、吸音体２１は、図示された実施態様では、吸音体２１の面の全体を通して規則正しい模様を形成しかつ吸音体２１の前面と後面の間の流体連通を与える複数の円筒状貫通溝２２を与えられている。吸音体２１を通してその前面から後面まで延びるかかる溝の多数の代替形状及び寸法もまた本発明の範囲を逸脱しない限り可能であるだろう。溝はさらに、図５（ａ）に示されたもののように規則正しい模様を必ずしも形成しなくてもよい。

図５（ｂ）を参照すると、図５（ａ）に示された本発明の実施態様によるパネルを通る断面図が示されている。

本発明の第二実施態様により有利な音響的効果が得られることができる。従って、吸音体２１の寸法及び／または単位面積当たりの質量は、吸音体２１が吸音材料自体の多孔性構造でのエネルギー損失により起こされる吸音を与えるだけでなく、全体として吸音体２１の振動で誘発された音場により起こされないように選ばれることができる。すなわち吸音体２１は、本発明によれば、適切な寸法と材料の選択により、膜またはパネル吸収体と多孔性吸音体の組み合わせとして機能することができる。多孔性吸音体はより高い周波数で特に効果的であるだろうし、一方で膜またはパネル吸収体はより低い周波数で特に効果的であるように設計されることができるので、本発明による組み合わされた吸収体は、本発明によるパネルの全体的吸音帯域幅を増やすために使用されることができる。

Claims (17)

1. パネルであって、一つ以上の吸音要素と、パネルの前側（１１）とパネルの後側（１２）を連結する副領域（８，２２）とを含み、その副領域（８，２２）内に吸音要素が存在せず、副領域（８，２２）がパネルを通る溝を形成し、溝がパネルの前側（１１）とパネルの後側（１２）の間の熱伝達を与え、それにより前記副領域（８，２２）がパネルを通る熱伝達を確保することを特徴とするパネル。
2. 前記副領域（８，２２）がパネルの前記前側（１１）と後側（１２）の間の流体連通を与えることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
3. 前記副領域が、パネルの前記前側（１１）と後側（１２）の間の流体連通を妨げるが、副領域が高い熱伝導性を持つ材料を与えられていることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
4. パネルが、枠内に領域を規定する実質的に硬い枠（１，１７）を含み、この領域が、前記枠内に配置された前面、後面及び複数の側面を含む一つ以上の吸音要素を与えられており、前記側面の少なくとも一部が前記パネルが置かれている周囲の音場にさらされているような態様で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
5. 前記吸音要素が実質的に箱形状をしていることを特徴とする請求項１または４に記載のパネル。
6. 前記吸音要素の寸法が、実質的な吸音が起こる最も低い周波数に従って選ばれることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
7. 前記枠がさらに、枠（１）により規定された領域の前側（１１）の上に渡って掛けられた柔軟材料のシート（１０，１９）を与えられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパネル。
8. パネルが、枠部と一緒に前記吸音要素のための受器を与えるブラケット（３）を含み、前記ブラケット（３）が、吸音要素の側面への音場の接近を与えることによって特徴づけられる中央部（６）を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のパネル。
9. 前記中央部（６）が開口（１４）を与えられていることを特徴とする請求項８に記載のパネル。
10. 前記中央部（６）が、吸音要素の側面（６）への音場の音響的な接近を与える材料から作られることを特徴とする請求項８に記載のパネル。
11. 前記材料がメッシュまたは織物であることを特徴とする請求項１０に記載のパネル。
12. 前記副領域（２２）が前記吸音要素を通して与えられることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
13. パネルが、枠内に領域を規定する実質的に硬い枠（１）を含み、この領域が、前面と後面を含む一つ以上の吸音要素を与えられており、この一つ以上の吸音要素が、枠（１）により規定された全領域に渡って延び、前記副領域（２２）が、副領域（２２）が一つ以上の吸音要素の前記前面と後面を連結するように前記吸音要素を通して与えられていることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
14. 前記副領域（２２）が、一つ以上の吸音要素の前記前面と後面の間の流体連通を与えることを特徴とする請求項１２または１３に記載のパネル。
15. 前記副領域（２２）が、一つ以上の吸音要素の前記前面と後面の間の流体連通を妨げるが、副領域（２２）が高い熱伝導性を持つ材料を与えられていることを特徴とする請求項１２または１３に記載のパネル。
16. 枠により規定された内部領域に面する縁部上の前記枠（１）が、前記一つ以上の吸音要素（２１）の枠（１７）への取り付けのための凹んだ取り付け部（２３）を与えられていることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載のパネル。
17. パネルの必要な吸音機能を確保しながら、例えば熱活性化建物システム（ＴＡＢＳ）に関する種々のインテリア要求に対する柔軟な解決を与えるためにパネルの熱的特性及び音響的特性の両方を最適化するための方法であって、
    （ｉ）一つ以上の吸音要素、及びパネルの前面（１１）とパネルの後面（１２）を連結する副領域（８，２２）を含み、副領域（８，２２）内には吸音要素が存在せず、副領域（８，２２）がパネルを通る溝を形成し、溝がパネルの前側（１１）とパネルの後側（１２）の間の熱伝達を与え、それにより前記副領域（８，２２）がパネルを通しての熱伝達を確保する、一つ以上のパネルを準備すること；
    （ｉｉ）パネルを通しての必要な熱伝達が実質的に確保されるように前記副領域（８，２２）の物理的特性を決定すること；
    （ｉｉｉ）必要な吸音特性が実質的に確保されるように吸音要素の物理的特性を決定すること；
    を含むことを特徴とする方法。

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