JP2017111216A - Soundproof device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、騒音エリアと静音エリアとの間に配置される防音装置に関するものである。 The present invention relates to a soundproofing device arranged between a noise area and a quiet area.
特許文献1には、足場の両側面に遮音材を取り付けて、騒音源から発した音を遮音材によって遮音する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique in which a sound insulating material is attached to both side surfaces of a scaffold, and sound generated from a noise source is sound-insulated by the sound insulating material.
ところが、特許文献1に記載の技術では、騒音源から発した音が回折現象によって足場及び遮音材の上を回り込んで、その音が足場に関して騒音源の反対側に到達するので、十分な防音効果を得ることが難しい。 However, in the technique described in Patent Document 1, the sound emitted from the noise source wraps around the scaffold and the sound insulating material due to the diffraction phenomenon, and the sound reaches the opposite side of the noise source with respect to the scaffold. It is difficult to obtain an effect.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、騒音源から発して上に回り込む音を減衰させることである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The problem to be solved by the present invention is to attenuate the sound coming from a noise source and wrapping up.
以上の課題を解決するために、防音装置が、支持部材と、前記支持部材を挟んで互いに対向するように、前記支持部材に支持された第一防音材及び第二防音材と、前記第一防音材の上部と前記第二防音材の上部との間に配置されるように前記支持部材に支持された有底筒状の複数の音響管とを備え、前記音響管の開口が上方に向けられている。 In order to solve the above problems, a soundproofing device includes a support member, a first soundproof material and a second soundproof material supported by the support member so as to face each other with the support member interposed therebetween, and the first A plurality of bottomed cylindrical acoustic tubes supported by the support member so as to be disposed between an upper portion of the sound insulating material and an upper portion of the second sound insulating material, and the opening of the acoustic tube faces upward It has been.
第一防音材の上部と前記第二防音材の上部との間に設けられた音響管の開口が上方に向けられているので、騒音源から発して第一防音材及び第二防音材の上に伝播した音が音響管の開口に入射する。その音は音響管の底によって反射されて、その反射音が音響管の開口から放出される。ここで、音響管の長さの約4倍の波長の音については、音響管の開口近傍における入射音と反射音が逆位相となる。従って、音響管の開口近傍を通過する音のうち音響管の長さの約4倍の波長の成分は、反射音によって干渉される。よって、騒音源から発して第一防音材及び第二防音材の上方を回り込んだ音が、回折現象による減衰に加えて、干渉により減衰される。 Since the opening of the acoustic tube provided between the upper part of the first soundproofing material and the upper part of the second soundproofing material is directed upward, the top of the first soundproofing material and the second soundproofing material are emitted from the noise source. The sound propagated to the sound enters the opening of the acoustic tube. The sound is reflected by the bottom of the acoustic tube, and the reflected sound is emitted from the opening of the acoustic tube. Here, for a sound having a wavelength about four times the length of the acoustic tube, the incident sound and the reflected sound in the vicinity of the opening of the acoustic tube have opposite phases. Therefore, a component having a wavelength that is about four times the length of the acoustic tube out of the sound that passes near the opening of the acoustic tube is interfered by the reflected sound. Therefore, the sound that is emitted from the noise source and goes around the first soundproof material and the second soundproof material is attenuated by interference in addition to the attenuation due to the diffraction phenomenon.
本発明によれば、騒音源から発して第一防音材及び第二防音材の上方を回り込んだ音が、回折現象によって減衰されるとともに、干渉によっても減衰される。これにより防音効果が向上する。 According to the present invention, the sound emitted from the noise source and wrapping around the first soundproof material and the second soundproof material is attenuated by the diffraction phenomenon and also attenuated by interference. This improves the soundproofing effect.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
図1は防音装置10の正面図であり、図2は防音装置10の平面図である。
この防音装置10は支持部材11、第一防音材21、第二防音材23及び複数の音響管31〜34を備える。
FIG. 1 is a front view of the
The
支持部材11は、建枠、筋交、踏板及び手摺が組み付けられることによって構成された枠組足場である。この支持部材11は騒音エリア(例えば、工事現場、建設現場、自動車道路)と静音エリア(例えば、居住地区、歩行路)との間に立設されており、騒音エリアと静音エリアが支持部材11によって仕切られている。
The
支持部材11の騒音エリア側の側面には、第一防音材21がブラケット22によって取り付けられている。支持部材11の静音エリア側の側面には、第二防音材23がブラケット24によって取り付けられている。従って、防音材21,23は、支持部材11に取り付けられることによって立った状態に支持されているとともに、防音材21,23の間に間隔を置いて対向配置されることになる。これら防音材21,23は万能鋼板から構成されている。なお、万能鋼板以外に、防音パネル、防音シート、コンクリート板、その他の防音効果のある材料を防音材21,23に採用してもよい。
A first
騒音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方に位置する騒音源から発した音は、防音材21,23を透過する際に防音材21,23によって減衰される。よって、防音材21,23を透過する音の音圧(強度)が低下することにより、静音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方の位置では、透過した音に起因した騒音を抑えることができる。
The sound emitted from the noise source located below the upper ends of the
騒音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方に位置する騒音源から発した音は、防音材21,23の上端の上方において回折して、静音エリアのうち防音材21,23の上端の下方の位置に伝播する。回折により音が減衰するので、静音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方の位置では、回折した音に起因した騒音を抑えることができる。更に本実施形態では、第一防音材21の上端から第二防音材23の上端に向かって伝播する音の所定周波数成分を後述の音響管31〜34によって減衰させるので、回折した音に起因した騒音をより効率的に抑えることができる。
The sound emitted from the noise source located below the upper ends of the
第一防音材21の上部と第二防音材23の上部との間には音響管31〜34が配置されている。これら音響管31〜34は、それぞれの中心軸が上下方向に延在するように、ブラケットによって支持部材11の上部に取り付けられている。音響管31〜34の下端は底板によって閉塞されており、音響管31〜34の上端は開放されている。これら音響管31〜34の上端は、防音材21,23の上端に揃っている。
音響管31〜34は、音響管31、音響管32、音響管33、音響管34の順に直径及び長さが大きい。
また、音響管31は、長さが直径よりも大きい。音響管32〜34についても同様である。
The
The
図2に示すように、これら音響管31〜34は、上から見て、2次元的に配列されている。ここで、互いに等しい直径・長さの複数の音響管31は第一防音材21に沿って水平方向に一列に配列されていて、隣り同士が互いに接している。音響管32〜34についても同様に配列されている。また、第一防音材21から第二防音材23に向けて、音響管31の列、音響管32の列、音響管33の列、音響管34の列の順に配列されている。
なお、音響管31〜34は図2に示すような円筒型に限らず、他の形状(例えば、角筒型)であってもよい。音響管31〜34が矩形筒型である場合、音響管31〜34の長さは水平断面における辺長よりも大きい。
As shown in FIG. 2, these
The
音響管31〜34の上方を第一防音材21から第二防音材23に向かって伝播する音の一部は音響管31内に入射して、音響管31の底によって反射される。ここで、音響管31の長さの約4倍の波長の音については、入射音の位相と反射音の位相が180°ずれる。従って、音響管31〜34の上方を第一防音材21から第二防音材23に向かって伝播する音のうち音響管31の長さの約4倍の波長の周波数成分は、音響管31の底による反射音の干渉により打ち消される。音響管32〜34についても同様に、各音響管32〜34の長さの約4倍の波長の周波数成分が干渉により打ち消される。よって、回折した音(特に、音響管31〜34の長さの約4倍の波長の周波数成分)に起因して静音エリアに生じる騒音を抑えることができる。
A part of the sound propagating above the
音響管31〜34によって打ち消される音の周波数は、次のようにして決定する。
まず、騒音エリアにおいて防音材21,23の上端よりも下方に騒音源(例えば、工事現場の一般的な騒音源)を配置し、静音エリアにおいて防音材21,23の上端よりも下方に受音点を配置し、音響管31〜34を設置していない場合に騒音源から騒音を発したときに、受音点における音の周波数特性(周波数ごとのA特性音圧レベルを表した分布)を計算又は実験により取得する。図3に示す曲線C1は、音響管31〜34を設置していない場合の受音点における音の周波数特性の一例を表す。曲線C2は、音響管31〜34を設置した場合の受音点における音の周波数特性を表す。図3において、縦軸はA特性音圧レベルを表し、横軸は周波数を表す。また、図3の横軸が「A」のときのA特性音圧レベルは、全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値である。
そして、取得した周波数特性からA特性音圧レベルの最大値を特定するとともに、そのA特性音圧レベルの最大値をとる周波数(以下、ピーク周波数という)を特定する。図3において、Lp [dB]はA特性音圧レベルの最大値であり、f1 [Hz]はピーク周波数である。ここで、空気の音速をV [m/s]とすると、ピーク周波数f1 の音の波長λ1 [m]はV/f1 である。
また、周波数特性のうち、A特性音圧レベルの最大値よりも15 [dB]低いA特性音圧レベルをとる音の周波数(但し、ピーク周波数よりも低い。以下、下限周波数という。)を特定する。図3において、Lu [dB]はA特性音圧レベルの最大値Lp [dB]よりも15 [dB]低いA特性音圧レベルであり、f2 [Hz]は下限周波数である。ここで、空気の音速をV [m/s]とすると、下限周波数f2 の音の波長λ2 [m]はV/f2 である。
そして、音響管31〜34によって打ち消す音の周波数は、その特定した下限周波数以上とする。つまり、音響管31〜34の長さは、下限周波数の逆数と音速との積の1/4倍以下である。
The frequency of the sound canceled by the
First, a noise source (for example, a general noise source at a construction site) is arranged below the upper ends of the
Then, the maximum value of the A characteristic sound pressure level is specified from the acquired frequency characteristic, and the frequency (hereinafter referred to as peak frequency) that takes the maximum value of the A characteristic sound pressure level is specified. In FIG. 3, Lp [dB] is the maximum value of the A characteristic sound pressure level, and f1 [Hz] is the peak frequency. Here, assuming that the sound speed of air is V [m / s], the wavelength λ1 [m] of the sound having the peak frequency f1 is V / f1.
Also, among the frequency characteristics, the frequency of the sound having an A characteristic sound pressure level 15 [dB] lower than the maximum value of the A characteristic sound pressure level (however, lower than the peak frequency; hereinafter referred to as the lower limit frequency) is specified. To do. In FIG. 3, Lu [dB] is an A characteristic sound pressure level 15 [dB] lower than the maximum value Lp [dB] of the A characteristic sound pressure level, and f2 [Hz] is a lower limit frequency. Here, if the sound speed of air is V [m / s], the wavelength λ2 [m] of the sound having the lower limit frequency f2 is V / f2.
And the frequency of the sound canceled by the
下限周波数よりも低い周波数の音を音響管31〜34によって打ち消すことができなくても、そのような音は静音エリアの騒音に殆ど影響を与えない。これは、A特性音圧レベルLu [dB]がA特性音圧レベルのエネルギー合成値に与える増加分は次式(1)から0.135 [dB]であり、従って、A特性音圧レベルの最大値Lp [dB]よりも15 [dB]以上低いA特性音圧レベル、つまりA特性音圧レベルLuより低いA特性音圧レベルは、A特性音圧レベルのエネルギー合成値に影響を与えないためである。なお、L1 [dB],L2 [dB],L3 [dB]・・・の合成は次式(2)によって表され(参考文献:木村翔.“2.6 デシベルの合成”.建築音響と騒音防止計画.第三版、彰国社、1999、p.17-18、(新建築技術叢書−9))、式(2)を具体化することによってL1 [dB],L2 [dB]の合成が次式(3)によって表されるので、式(3)から式(1)が求まる。
Even if a sound having a frequency lower than the lower limit frequency cannot be canceled by the
音響管31〜34の具体的な仕様の一例を以下に挙げる(以下では、空気の音速を約340 [m/s]とする)。
音響管31は、直径が 0.30 [m]であり、長さが 0.34 [m]である。音響管31によって干渉が生じる音の成分は、波長が 1.36 [m]であり、周波数が 250 [Hz]である。
音響管32は、直径が 0.25 [m]であり、長さが 0.27 [m]である。音響管32によって干渉が生じる音の成分は、波長が 1.08 [m]であり、周波数が 315 [Hz]である。
音響管33は、直径が 0.20 [m]であり、長さが 0.21 [m]である。音響管33によって干渉が生じる音の成分は、波長が 0.84 [m]であり、周波数が 400 [Hz]である。
音響管34は、直径が 0.15 [m]であり、長さが 0.17 [m]である。音響管34によって干渉が生じる音の成分は、波長が 0.68 [m]であり、周波数が 500 [Hz]である。
An example of specific specifications of the
The
The
The
The
音響管31〜34によって打ち消される音の周波数は1/3オクターブの間隔となっている。つまり、音響管32によって打ち消される音の周波数は音響管31によって打ち消される音の周波数の21/3倍であり、音響管33,34によって打ち消される音の周波数についても同様に、音響管32,33によって打ち消される音の周波数の21/3倍である。
The frequency of the sound canceled by the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する変更点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention. Changes from the above embodiment will be described below. The changes described below may be applied in combination as much as possible.
(1) 上記実施形態では、音響管31〜34は、音響管31、音響管32、音響管33、音響管34、音響管34の順に直径及び長さが長い。それに対して、図4又は図5に示すように、音響管31〜34は、音響管34、音響管33、音響管32、音響管31の順に直径及び長さが長くてもよい。なお、図4に示すように、音響管31〜34はそれらの上端が揃っている。
(1) In the said embodiment, the diameter and length of the acoustic tubes 31-34 are long in order of the
(2) 上記実施形態では、音響管31〜34の上端が揃っていた。それに対して、図5又は図6に示すように、音響管31〜34の下端が揃っていてもよい。
(2) In the above embodiment, the upper ends of the
(3) 上記実施形態では、音響管31の上端が防音材21,23の上端に揃っていた。それに対して、音響管31の上端が防音材21,23の上端から上又は下にずれていてもよい。音響管32〜34の上端についても同様である。
(3) In the above embodiment, the upper ends of the
(4) 上記実施形態では、音響管31〜34が空であった。それに対して、音響管31〜34の底に流体(例えば、水)を貯留することによって、音響管31〜34の実質的な長さを調整してもよい。音響管31〜34の実質的な長さとは流体の液面から音響管31〜34の上端までの距離をいい、これは音響管31〜34によって打ち消し可能な音の波長の1/4に相当する。また、音響管31〜34の長さを等しくして、音響管31〜34の底に流体(例えば、水)を貯留することによって、音響管31〜34の実質的な長さが音響管31、音響管32、音響管33、音響管34の順(又はその逆順)に大きくするようにしてもよい。また、音響管31〜34の長さを等しくして、音響管31〜34の底に流体(例えば、水)を貯留することによって、音響管31〜34の実質的な長さが下限周波数の逆数と音速との積の1/4倍以下となるようにしてもよい。
(4) In the said embodiment, the acoustic tubes 31-34 were empty. On the other hand, you may adjust the substantial length of the acoustic tubes 31-34 by storing a fluid (for example, water) in the bottom of the acoustic tubes 31-34. The substantial length of the
<検証>
音響管31〜34による音の干渉の効果について計算によって検証した。
図7は、図1のように音響管31〜34を設置した場合の周波数特性(計算結果)と、音響管31〜34を設置していない場合の周波数特性(計算結果)との音圧レベル差を示したものである。
図8は、図4のように音響管31〜34を設置した場合の周波数特性(計算結果)と、音響管31〜34を設置していない場合の周波数特性(計算結果)との音圧レベル差を示したものである。
図9は、図5のように音響管31〜34を設置した場合の周波数特性(計算結果)と、音響管31〜34を設置していない場合の周波数特性(計算結果)との音圧レベル差を示したものである。
図10は、図6のように音響管31〜34を設置した場合の周波数特性(計算結果)と、音響管31〜34を設置していない場合の周波数特性(計算結果)との音圧レベル差を示したものである。
<Verification>
The effect of sound interference by the
7 shows the sound pressure level between the frequency characteristic (calculation result) when the
FIG. 8 shows the sound pressure level between the frequency characteristics (calculation results) when the
9 shows the sound pressure level between the frequency characteristics (calculation results) when the
FIG. 10 shows the sound pressure level between the frequency characteristic (calculation result) when the
ここで、周波数特性は、騒音源が騒音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方の位置にあると想定して、また、静音エリアのうち防音材21,23の上端よりも下方の位置に受音点を設置したと想定して、その受音点に入射する音の周波数特性である。また、図7〜図10において、縦軸は音圧レベル差を表し、横軸は周波数を表す。また、音圧レベル差が負である場合、音響管31〜34を設置した場合のA特性音圧レベルが、音響管31〜34を設置していない場合のA特性音圧レベルよりも低いことを表す。また、図の横軸が「A」のときの音圧レベル差は、音響管31〜34を設置した場合の全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値と、音響管31〜34を設置していない場合の全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値との差である。
Here, the frequency characteristic assumes that the noise source is in a position below the upper ends of the
図7〜図10より、音圧レベル差が負となる周波数成分があることがわかる。特に、図7〜図10の横軸が「A」のときの音圧レベル差が負であるため、音響管31〜34を設置した場合の全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値が音響管31〜34を設置していない場合の全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値よりも小さいことがわかる。よって、音響管31〜34を設置していない場合よりも、音響管31〜34を設置した場合の方が、防音効果が高いことがわかる。
また、音響管31〜34を設置していない場合よりも、音響管31〜34を設置した場合の方が、A特性音圧レベルが高くなる周波数成分(125 [Hz]近傍)があるが(以下、この現象をリバウンド現象という)、その周波数成分のA特性音圧レベルが全周波数帯域のA特性音圧レベルのエネルギー合成値に殆ど影響を及ばさず、その周波数成分の音が騒音の大きさに及ぼす影響を殆ど無視することができる。これは、リバウンド現象が生じる周波数成分のA特性音圧レベル(音響管31〜34を設置した場合)からその周波数成分のA特性音圧レベル(音響管31〜34を設置していない場合)までの音圧レベル差(図7の場合、125 [Hz]近傍で3〜5 [dB]程度)は、A特性音圧レベルの最大値(音響管31〜34を設置していない場合)からリバウンド現象が生じる周波数成分のA特性音圧レベル(音響管31〜34を設置していない場合)までの音圧レベル差(図3を参照すると、13 [dB]程度)よりも小さいので、リバウンド現象によるA特性音圧レベルの上昇分を殆ど無視することができるためである。すなわち、リバウンド現象が生じる周波数成分の音圧レベル差がA特性音圧レベルのエネルギー合成値に殆ど寄与しないためである。
7 to 10, it can be seen that there is a frequency component in which the sound pressure level difference is negative. In particular, since the sound pressure level difference when the horizontal axis in FIGS. 7 to 10 is “A” is negative, the energy composite value of the A characteristic sound pressure level in the entire frequency band when the
Further, there is a frequency component (near 125 [Hz]) in which the A characteristic sound pressure level is higher when the
なお、図1及び図6に示す音響管31〜34の具体的な仕様を次の通りにして(但し、空気の音速を約340 [m/s]とする)、図7及び図10のグラフを取得した。
音響管31は、直径が 0.30 [m]であり、長さが 0.34 [m]である。音響管31によって干渉が生じる音の成分は、波長が 1.36 [m]であり、周波数が 250 [Hz]である。音響管32は、直径が 0.25 [m]であり、長さが 0.27 [m]である。音響管32によって干渉が生じる音の成分は、波長が 1.08 [m]であり、周波数が 315 [Hz]である。音響管33は、直径が 0.20 [m]であり、長さが 0.21 [m]である。音響管33によって干渉が生じる音の成分は、波長が 0.84 [m]であり、周波数が 400 [Hz]である。音響管34は、直径が 0.15 [m]であり、長さが 0.17 [m]である。音響管34によって干渉が生じる音の成分は、波長が 0.68 [m]であり、周波数が 500 [Hz]である。
The specific specifications of the
The
また、図4及び図5に示す音響管31,32,33,34の具体的な仕様をそれぞれ図1及び図6に示す音響管34,33,32,31の仕様と同一にして(但し、空気の音速を約340 [m/s]とする)、図8及び図9のグラフを取得した。
Further, the specific specifications of the
10,10A,10B,10C,10D…防音装置, 11…支持部材, 21…第一防音材, 23…第二防音材, 31〜34…音響管
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記支持部材を挟んで互いに対向するように、前記支持部材に支持された第一防音材及び第二防音材と、
前記第一防音材の上部と前記第二防音材の上部との間に配置されるように前記支持部材に支持された有底筒状の複数の音響管とを備え、
前記音響管の開口が上方に向けられていることを特徴とする防音装置。 A support member;
A first soundproof material and a second soundproof material supported by the support member so as to face each other across the support member;
A plurality of bottomed cylindrical acoustic tubes supported by the support member so as to be disposed between the upper part of the first soundproofing material and the upper part of the second soundproofing material,
The soundproofing device, wherein an opening of the acoustic tube is directed upward.
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