JP2018505327A - 共鳴音吸収のための乾式壁構造物 - Google Patents

Abstract

本発明は、共鳴音吸収のための乾式壁構造物（１）に関する。前記乾式壁構造物（１）は、複数の乾式壁形材（３１），（３２），（３３），（３４）、及び、該乾式壁形材に固定された、開口部（４）が配置された少なくとも１つのプラスターボード層（２１），（２２），（２３）を備える。前記乾式壁構造物（１）は、前記開口部（４）に流体接続する共鳴チャンバー（４１）をさらに備え、前記共鳴チャンバー（４１）及び前記開口部（４）は、所定の共鳴周波数の音が前記開口部（４）を介して前記共鳴チャンバー（４１）に入るような大きさ及び形状を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、共鳴音吸収のための乾式壁構造物に関する。

現在、多くの異なる乾式壁構造物が、建物の内部の壁及び天井を形成するために使用されている。

従来の乾式壁構造物のうち１つの特定の例は、分離壁である。分離壁は、プラスターボードがねじ止めされるサブ構造物によって形成される。固定されたプラスターボードは、コーティング材料、壁の色等を適用するための基礎となる閉じた層を形成する。サブ構造物は、複数の乾式壁形材によって作られ、各形材は仕上げられた壁の向きに応じて並べられる。

従来の乾式壁形材は、第一フランジ部分とそれに平行な第二フランジ部分とを備える断面を有し、両フランジ部分はベース部分によって接続され、Ｕ字型を形成する。複数の乾式壁形材は、プラスターボードの第一の層を前記第一フランジ部分へ固定することができ、プラスターボードの第二の層を前記第二フランジ部分へ固定することができるように配置される。これは、前記フランジ部分が共通平面で配置されることを意味する。ベース部分の大きさによって、取り付けられたプラスターボードの両方の層の間の距離が定まる。

このようなプラスターボードの層は、プラスターボードの単一層、二重層又は多層とすることができる。追加した層は、構造全体の物理的特性を増加するために好ましい場合がある。

高品質なプラスターボードの例としては、商品名が「ダイヤモンド」であるＫＮＡＵＦ石膏プラスターボードがあり、これは優れた全体的な品質を提供する。しかしながら、「プラスターボード」という用語の意味は、耐火性等の特定の特性を有する石膏プラスターボードを備えるように非常に広く理解される。「プラスターボード」という用語は、本明細書では、乾式壁のサブ構造物に適用することができる板状建築パネルを備えるように定義される。

室内の音響は、音響壁や音響天井等の特定の乾式壁構造物の設置によって影響を受け得る。音響壁は２つの部屋を音響的に独立させるので、一方の部屋で発生した騒音が壁によって減衰し、他方の部屋では知覚されにくくなる。このような音響壁の使用は、他の壁タイプと比較して強力な減衰を提供する。

部屋の音響は、密閉された空間における音の挙動を扱う。音波は、部屋の密閉された空間で伝播し、壁、床及び天井で反射される。部屋の音響は、音波を減衰させることによって変えることができる。音波の減衰は、とりわけ、減衰、拡散、反射又は吸収によって、多くの方法で達成することができる。

例えば、広く使用されている音響天井の乾式壁構造物では、音は反射によって減衰される。部屋の中を伝播する音波は、プラスターボードに形成された穿孔を介して、プラスターボードの後ろの空間に入る。プラスターボードの後ろの空間では、音波が伝播して、表面（例えば、剥き出しの天井）で反射され、プラスターボードと剥き出しの天井との間の空間で次第に弱くなる。

音響共鳴音吸収の方法によってもまた、音の減衰を達成することが一般的に可能である。共鳴吸収材は、その反射によって音波を減衰させる。共鳴吸収材の一例は、従来技術文献ＤＥ１９５０６５１１に記載されるプレート共鳴器である。プレート共鳴器は、コンサートホールのような室内の低周波数の音を減衰させるために使用される。プレート共鳴器は、基本的に、相互にしっかりと接続された内部摩擦が低く薄い前部プレートと、内部摩擦が高く厚い後部プレートとからなる。

プレート共鳴器は、壁の表面に取り付けられるスペースを多く必要とするという欠点を有する。プレート共鳴器が壁の巨大部分を覆い、非常に技術的で視覚的な印象を与えるので、さらなる欠点は視覚的外観である。

共鳴吸収材の別の例は、ヘルムホルツ共鳴器である。この技術は、古代から、教会に配置された粘土の水差しが、前記音響を改善するための共鳴容積を提供することで知られている。ヘルムホルツ共鳴器は、チャンバー内の開口部を介して共鳴チャンバーの容積に音波を合わせる。音吸収は、チャンバーの容積の大きさ及び形状、並びに、音が共鳴チャンバーへ入る開口部の大きさ及び形状に関わる、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数に近い周波数を達成させる。減衰効果は、共鳴周波数の倍数（一次調波，二次調波，三次調波，．．．）である周波数に対しても生じる。ここで、減衰強度は、共鳴周波数の次数の増加によって減少する。

したがって、本発明の目的は、先行技術の問題を克服するか又は少なくとも低減する、共鳴音吸収のための乾式壁構造物を提供することである。さらなる目的は、特に、低周波スペクトルの音を減衰させることができる乾式壁構造物を提供することである。

この問題は、独立請求項に係る共鳴音吸収のための乾式壁構造物によって解決される。さらなる有利な実施形態は、それぞれの従属請求項の主題を形成する。

本発明に係る共鳴音吸収のための乾式壁構造物は、複数の乾式壁形材、及び、該乾式壁形材に固定された、開口部が配置された少なくとも１つのプラスターボード層を備える。前記乾式壁構造物は、さらに、前記開口部に流体接続する共鳴チャンバーを備える。前記共鳴チャンバー及び前記開口部の大きさ及び形状は、前記共鳴チャンバーの少なくとも１つの共鳴周波数が、吸収される音の少なくとも１つの周波数と一致するように形成される。

前記乾式壁構造物は、前記開口部を介して前記音が前記共鳴チャンバーに入ることによって、部屋内を伝播する音を減衰させることができる。前記共鳴チャンバーの大きさ及び形状は、所定の周波数の音を減衰するように選択される。特定の例では、前記開口部及び前記共鳴チャンバーの大きさ及び形状は、状況に応じて選択される。前記周波数があらかじめ決定される限り、例えば、１２５Ｈｚ未満の所定の周波数の音が減衰される場合、実験又は計算のいずれかによって大きさ及び形状が選択され得る。

有利には、前記乾式壁構造物は、前記共鳴チャンバーがＶ＝（Ｃ^２／４π^２）（ｓ／ｌｆ^２）の大きさを有する。ここで、ｃは空気中の音速（すなわち３４０ｍ／ｓ）、ｓは前記開口部の断面積、ｌは前記開口部の厚さ（深さ）、ｆは吸収される周波数である。

前記共鳴チャンバーは、周波数ｆ＜１２５Ｈｚの音の減衰のための大きさＶを有することが好ましい。ここで、前記開口部の寸法は、ｓ＝０．０１ｍ×０．１ｍ及びｌ＝０．０２５ｍ（二重層の厚さ）の大きさを有する。前記壁内の共鳴チャンバーの寸法は、厚さｔ＝０．１ｍ、幅ｄ＝０．６ｍとすることができる。ここで、前記チャンバーの高さは、前記壁の高さ又は好ましい小さな交差寸法とすることができる。

特に有利な態様では、音減衰要素が前記共鳴チャンバー内に配置される。前記音減衰要素は、一例では、鉱物ウール又はグラスウールである。前記音減衰要素は、ピーク強度を減少させると同時に、ピーク強度をより低い周波数にシフトさせることによって、音特性を変化させる。前記減衰要素は、前記音波の全体的な強度を減少させる方法で伝播する音波を散乱させる、任意の材料とすることができる。

本発明の第一の代替的な態様によれば、前記乾式壁構造物は、前記乾式壁形材に固定された１つのプラスターボード層を備える。前記共鳴チャンバーは、前記乾式壁形材に固定された前記プラスターボード層の側面側に配置される。したがって、本発明の利点は、外装フレームワークとともに、又は、天井構造物内に提供することができる。前記外装フレームワークは、例えばレンガ壁を覆うように配置された乾式壁形材に取り付けられたプラスターボードの単一層とすることができる。

本発明の第二の代替的な態様によれば、前記乾式壁構造物は、２つのプラスターボード層を備え、第一の層が前記乾式壁形材の第一の側面に固定され、第二の層が前記第一の側面の反対側に配置される前記乾式壁形材の第二の側面に固定される。前記共鳴チャンバーは、前記２つのプラスターボード層の間に配置される。これにより、既知の分離壁において本発明の利点を提供することができる。

本発明の第三の代替的な態様によれば、前記乾式壁構造物は、３つのプラスターボード層を備え、第一の層が前記乾式壁形材の第一の側面に固定され、第二の層が前記乾式壁形材の第二の側面に固定される。さらなる複数の乾式壁形材は、前記３つのプラスターボードの前記第一の層又は前記第二の層のうち１つに固定され、前記３つのプラスターボード層のうち第三の層が前記さらなる複数の乾式壁形材に固定される。前記共鳴チャンバーは、前記３つのプラスターボード層のうち２つの層の間に配置される。この態様は、強固な２つのダブルスタッド乾式壁構造物において本発明の利点を提供するので好ましい。

好ましくは、さらなる共鳴チャンバーが、前記共鳴チャンバーが間に配置される前記２つの層以外の２つの層の間に配置され、前記さらなる共鳴チャンバーがさらなる開口部に流体接続する。前記さらなる共鳴チャンバーは、吸収された音の周波数のスペクトルを変化させることを可能にし、特に、前記共鳴チャンバーとは異なる容積の前記さらなる共鳴チャンバーは、吸収された音の周波数のスペクトルを広げる利点を有する。

さらに、少なくとも１つのプラスターボード層のうち少なくとも１つが、プラスターボードの二重層であることが好ましい。プラスターボードの二重層は、プラスターボードの前記層の質量を増加させる。分離壁内のプラスターボードの前記層の質量増加は、減衰を改善する。

１つの態様によれば、プラスターボード層の前記二重層の間に弾性ライニングが配置される。前記弾性ライニング、例えば防音膜は、前記二重層を形成する直接取り付けられた２つのプラスターボードを音響的に独立する。

別の態様では、前記共鳴チャンバーは、プラスターボードの外壁を備える。少なくとも１つのプラスターボード層は、前記外壁の少なくとも一部である。これにより、乾式壁構造物で形成された空間に前記共鳴チャンバーを一体的に配置することができる。一例は、分離壁の前記外側ライニングを形成する二層のプラスターボードの間の空間である。

１つの別の態様は、前記共鳴チャンバーが独立した外壁を備えることに関する。前記独立した外壁は、前記乾式壁構造物のいずれの部分も形成しないプラスターボードとすることができる。別の例では、前記独立した壁は、木材、金属等でできていてもよい。

好ましくは、前記独立した外壁は、箱型又は円筒型を有する。前記円筒型は、管状要素を形成するために使用することができる。異なる大きさ及び形状のチャンバーの組み合わせによって、音の減衰を最も大きくすることができる。一例では、室内の定常音波の減衰が可能な大きさ及び形状の前記管状共鳴チャンバー又は前記箱型共鳴チャンバーが、（追加的に）前記乾式壁構造物に備えられる。

有利には、前記独立した外壁は、前記共鳴チャンバーの前記容積を変えるように調節可能な大きさを有する。管共鳴チャンバーの例では、前記調整可能な大きさは、前記共鳴チャンバーの大きさ及び形状を変えるために、両方の管が互いに対して移動可能な配管接続構成によって達成することができる。

好ましくは、前記乾式壁構造物は、前記形材及び前記プラスターボードの音響非干渉化のための弾性要素、例えば、防音膜をさらに備え、前記弾性要素が前記乾式壁形材及び該乾式壁形材へ取り付けられた前記第一のプラスターボード層、すなわち、前記形材に直接接触するプラスターボード層の間に配置される。

本発明に係る乾式壁構造物を有する部屋の斜視図である。 ダブルスタッドの分離壁の垂直断面図である。 レンガ壁に固定されたシングルスタッドの外装フレームワークの垂直断面図である。 シングルスタッドの分離壁の垂直断面図である。 共鳴チャンバー及びさらなる共鳴チャンバーを有するダブルスタッドの分離壁の垂直断面図である。 異なるダブルスタッドの分離壁の垂直断面図である。 共鳴チャンバーである。

以下、本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。同様の参照番号は、図面を通して同様の特徴を示す。図面に示される態様は、技術的に可能な方法で互いに関連され、結合され得る。

図１は、部屋の壁を形成する本発明に係る乾式壁構造物１を有する部屋の斜視図を示す。図１に示される乾式壁構造物は、共鳴音吸収を可能にし、特に１２５Ｈｚ未満の周波数スペクトルにおいて音を減衰させることができる。

前記壁は、１つのプラスターボード層２１によって覆われる。破線は、前記プラスターボードの後ろに配置された前記共鳴チャンバー（図示せず）の大きさを示す。異なるサイズの前記共鳴チャンバーが例示される。前記プラスターボードの上端部には４つの開口部４が形成され、各開口部４は、１ｃｍ×１０ｃｍの大きさ及び２．４ｃｍの深さ（プラスターボードの二重層の厚さに相当する）を有する。

部屋内を伝播する音は、開口部４を介してプラスターボード２１の後ろの前記共鳴空洞に入ることができる。前記乾式壁構造物は、Ｖ＝（Ｃ^２／４π^２）（ｓ／ｌｆ^２）の大きさの前記共鳴チャンバーを有し、Ｖは、周波数ｆ＜１２５Ｈｚの音を減衰させるために選択されることが好ましい。

図２は、ダブルスタッドの分離壁１の垂直断面図であって、音源を示す左側に配置されたスピーカー１２を備える。

ダブルスタッドの分離壁１は、二対のスタッド３１，３３；３２，３４に固定される３つのプラスターボード層２１，２２，２３を備える。二対のスタッド３１，３３；３２，３４は、前記壁の厚み方向に平行に配置される。第一のプラスターボード層２１は二重層であって、プラスターボードの間に配置された弾性ライニング２４（例えば、防音膜）を有する。前記第一の層２１では、開口部４が、前記音が前記共鳴チャンバー４１へ入るための通路を提供する前記二重層を貫いて、延びている。共鳴チャンバー４１は、プラスターボードの外壁４１２を備える。前記外壁４１２は、第一のプラスターボード層２１及び第二のプラスターボード層２２によって形成される。共鳴チャンバー４１は、前記隣接する乾式壁スタッド３１及び３２によってさらに囲われる。

前記音特性は、音減衰要素６を共鳴チャンバー４１内に配置することによってだけでなく、前記形材及び前記プラスターボードの間、音響非干渉化のために弾性要素５、例えば防音膜を配置することによっても、さらに改善される。

図３は、１つのプラスターボード層２１が前記乾式壁形材３１，３２に固定される外装フレームワークとして使用される乾式壁構造物１である。この例では、共鳴チャンバー４１は、前記乾式壁形材３１，３２に固定された前記プラスターボード２１の側面側に配置される。前記共鳴チャンバーは、隣接する形材３１，３２、１つのプラスターボード層２１、及び、前記外装フレームワークによって覆われた前記壁９の間に形成された防音空洞である。前記空洞及び前記開口部の大きさ及び形状は、本明細書で記載するように、減衰する周波数に応じて選択することができる。

別の乾式壁構造物は図４に示され、単一のスタッドの分離壁は、２つのプラスターボード層２１，２２を備える。第一のプラスターボード層は、前記乾式壁形材３１，３２の第一の側面に固定された二重層である。第二のプラスターボード層は、前記乾式壁形材３１，３２の第二の側面に固定される。この例では、前記第二の層は単一の層であるが、多層であってもよい。前記共鳴チャンバー４１は、前記２つのプラスターボード層２１，２２の間に配置され、音が前記開口部４を介して前記共鳴チャンバー４１に入ることができ、そこで減衰される。

本発明のすべての実施形態によれば、前記チャンバー及び前記開口の大きさ及び形状は、所定の周波数を減衰させるように選択される。１２５Ｈｚ未満の周波数が好ましい。

前記共鳴チャンバーの異なる実施形態を図５、図６及び図７に示す。図５では、前記乾式壁構造物は、さらなる共鳴チャンバー４３を備え、図示された例では、さらなる共鳴チャンバー４３が前記共鳴チャンバー４１に流体接続する。これは、さらなる共鳴チャンバー４３の前記開口部４２が前記共鳴チャンバー４１内に配置されることを意味する。図６は、箱形の独立した外壁４１３を有する共鳴チャンバーを示し、図７は、円筒型の独立した外壁４１３を有する共鳴チャンバー４１を示す。特に、独立した外壁４１３及び前記開口部を有する前記共鳴チャンバーの大きさ及び形状は、所定の周波数を減衰するように容易に選択することができる。１２５Ｈｚ未満の周波数が好ましく、前記大きさ及び形状は、前記減衰される周波数を調整できるように調整可能に選択され得る。前記円筒型の例では、これは二層構造管配置となり得る。前記管は、前記共鳴チャンバーの前記容積を変えるために相対的に移動させることができる。

Claims (14)

1. 複数の乾式壁形材（３１，３２，３３，３４）、及び、該乾式壁形材に固定された、開口部（４）が配置された少なくとも１つのプラスターボード層（２１，２２，２３）を備え、前記開口部（４）に流体接続する共鳴チャンバー（４１）を備え、前記共鳴チャンバー（４１）及び前記開口部（４）の大きさ及び形状が、前記共鳴チャンバーの少なくとも１つの共鳴周波数が吸収される音の少なくとも１つの周波数と一致するように形成される、共鳴音吸収のための乾式壁構造物（１）。
2. 前記共鳴チャンバーがＶ＝（Ｃ^２／４π^２）（ｓ／ｌｆ^２）の大きさを有し、ここで、ｃは空気中の音速、ｓは前記開口部（４）の断面積、ｌは前記開口部（４）の厚さ、ｆは吸収される周波数である、請求項１に記載の乾式壁構造物（１）。
3. 前記共鳴チャンバー（４１）が、周波数ｆ＜１２５Ｈｚの音の減衰のための大きさＶを有し、前記開口部（４）の寸法が、ｓ＝０．０１ｍ×０．１ｍ及びｌ＝０．０２５ｍの大きさを有する、請求項２に記載の乾式壁構造物（１）。
4. 音減衰要素（６）が前記共鳴チャンバー（４１）内に配置される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
5. 前記乾式壁形材（３１，３２）に固定された１つのプラスターボード層（２１）を備え、前記共鳴チャンバー（４１）が、前記乾式壁形材（３１，３２）に固定された前記プラスターボード層（２１）の側面側に配置される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
6. ２つのプラスターボード層（２１，２２）を備え、第一の層が前記乾式壁形材（３１，３２）の第一の側面に固定され、第二の層が前記第一の側面の反対側に配置される前記乾式壁形材（３１，３２）の第二の側面に固定され、前記共鳴チャンバー（４１）が前記２つのプラスターボード層（２１，２２）の間に配置される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
7. ３つのプラスターボード層（２１，２２，２３）を備え、第一の層が前記乾式壁形材（３１，３２）の第一の側面に固定され、第二の層が前記乾式壁形材（３１，３２）の第二の側面に固定され、さらなる複数の乾式壁形材（３３，３４）が前記３つのプラスターボード層（２１）の前記第一の層又は前記第二の層のうち１つに固定され、前記３つのプラスターボード層（２１）のうち第三の層が前記さらなる複数の乾式壁形材（３３，３４）に固定され、前記共鳴チャンバー（４１）が前記３つのプラスターボード層（２１）のうち２つの層の間に配置される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
8. さらなる共鳴チャンバー（４３）が、前記共鳴チャンバー（４１）が間に配置される前記２つの層以外の２つの層の間に配置され、前記さらなる共鳴チャンバー（４３）がさらなる開口部（４２）に流体接続する、請求項７に記載の乾式壁構造物（１）。
9. 少なくとも１つのプラスターボード層（２１，２３）のうち少なくとも１つが、プラスターボードの二重層である、請求項１〜８のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
10. さらに、前記プラスターボード層（２１，２３）の二重層の間に配置された弾性ライニング（２４）を備える、請求項９に記載の乾式壁構造物（１）。
11. 前記共鳴チャンバー（４１）がプラスターボードの外壁（４１２）を備え、少なくとも１つのプラスターボード層（２１，２２，２３）が前記外壁（４１２）の少なくとも一部である、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
12. 前記共鳴チャンバー（４）が独立した外壁（４１３）を備える、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。
13. 前記独立した外壁（４１３）が箱型又は円筒型を有する、請求項１２に記載の乾式壁構造物（１）。
14. 前記形材及び前記プラスターボード層の音響非干渉化のための弾性要素（５）をさらに備え、前記弾性要素（５）が前記乾式壁形材（３１，３２，３３，３４）及び該乾式壁形材に固定されたプラスターボード層（２１，２２，２３）の間に配置される、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の乾式壁構造物（１）。