JP3045294B1

JP3045294B1 - 吸音壁

Info

Publication number: JP3045294B1
Application number: JP11025647A
Authority: JP
Inventors: 敏明住田; 秀尚河崎; 修川崎
Original assignee: Isolite Insulating Products Co Ltd
Current assignee: Isolite Insulating Products Co Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP2000220231A

Abstract

【要約】【課題】背後空気層を吹く全体の厚さを薄く保ちなが
ら、耳障りな周波数約４００Ｈｚ以下の低音域で吸音性
能を改善向上させた吸音壁を提供する。【解決手段】開口率０.３〜１４％の複数の貫通穴１
ａを有する厚さ２５〜７０ｍｍの穿孔板１と、その裏面
側に背後空気層４を隔てて設置した遮蔽板３とを備え、
背後空気層４が仕切板５ａ、５ｂにより面積４.０ｍ²以
下の閉鎖された複数の区画に分割されている。穿孔板１
は連通気孔を有する多孔質セラミックスブロックに貫通
穴１ａを穿設したものが好ましい。この吸音壁では、周
波数１００〜４００Ｈｚの低音域に吸音率０.６以上の
吸音ピークが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穿孔板と遮蔽板の
間に背後空気層を設けた吸音壁に関し、特に低音域の吸
音性能に優れた吸音壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下鉄の給排気、変電所の排気、各種プ
ラントの空調に用いられるファンは、周波数が１００〜
４００Ｈｚ程度の低音域が主体の騒音を発生する。従
来、この種の騒音に対する吸音材としては、グラスウー
ルやロックウール等の鉱物繊維系吸音材が代表的なもの
であった。しかし、鉱物繊維系吸音材は、含水すると吸
音性能が著しく低下すると共に、繊維からなるため経時
的に変形したり、高速気流により飛散又は剥離し易いな
どの欠点があった。

【０００３】そこで最近では、耐候性に優れていて屋外
でも使用でき、不燃性で断熱効果もある吸音材として、
セラミックス系やセメント系の吸音材が開発されてい
る。例えば、セラミックス系の吸音材は、各種のセラミ
ックス粒子をバインダーと共に成形して高温で焼成した
ものが一般的であり、多孔質になっているため、多数の
細かい気孔により音エネルギーを吸収する作用がある。

【０００４】しかし、これら従来の微細な気孔を有する
多孔質セラミックス吸音材は、微細な気孔による空隙の
程度により吸音性能が多少異なるものの、その材質によ
って吸音ピーク周波数がほぼ１０００Ｈｚ程度の音域に
特定されるうえ、吸音し得る周波数の領域も狭く、特に
数百Ｈｚ以下の低周波数域の吸音性能に劣るという欠点
があった。

【０００５】一方、石膏ボードに多数の貫通穴を設けた
穿孔板を剛体の遮蔽板に間隔を隔てて取り付け、両者の
間に背後空気層を設けた吸音壁が知られている。例え
ば、通常の板厚４〜１２ｍｍの石膏ボードに、穴径５〜
９ｍｍの貫通穴を開口率６〜２０％となるように設けた
穿孔板に、背後空気層と遮蔽板を組み合わせた吸音壁の
吸音ピークは、背後空気層の厚さが４５ｍｍで約６００
Ｈｚ、１５０ｍｍで約２５０Ｈｚ、３００ｍｍで約１６
０Ｈｚであって、背後空気層が厚くなるほど吸音ピーク
が低周波数側に移行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、穿孔板と
遮蔽板の間に背後空気層を設けた吸音壁では、背後空気
層を厚くすれば、低周波数域に吸音ピークを設定するこ
とが可能である。しかしながら、周波数が約４００Ｈｚ
以下の低音域の耳障りな音を効率良く吸音するために
は、背後空気層の厚さを相当厚く、例えば２００ｍｍ程
度以上にしなければならず、吸音壁全体の厚さが極めて
厚くなってしまうという欠点があった。

【０００７】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
背後空気層を含めた全体の厚さを薄く保ちながら、耳障
りな周波数約４００Ｈｚ以下の低音域側の吸音性能を改
善向上させた吸音壁を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する吸音壁は、開口率０.３〜１４％
の複数の貫通穴を有する厚さ２５〜７０ｍｍの穿孔板
と、この穿孔板の裏面側に背後空気層を隔てて設置した
遮蔽板とを備えた吸音壁において、背後空気層を剛体の
仕切板により面積４.０ｍ²以下の閉鎖された複数の区画
に分割したこと、好ましく面積１.２ｍ²以下、更に好ま
しくは面積０.６ｍ²以下の閉鎖された複数の区画に分割
したことを特徴とするものである。

【０００９】上記吸音壁における穿孔板は、気孔率が６
０％以上、気孔径の主体が０.２〜２０００μｍの連通
気孔を有し、通気率が１ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃ
ｍＨ₂Ｏ以上の多孔質セラミックスブロックに、前記貫
通穴を穿設したものであることが好ましい。また、穿孔
板は、貫通穴に加えて、その厚さ方向に直角に深さ２０
ｍｍ以上の非貫通穴及び／又は非貫通溝を有することが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者らは、吸音壁の穿孔板と
背後空気層で得られるヘルムホルツの共鳴による吸音に
ついて研究し、同じ構造の吸音壁の垂直入射による測定
と残響室での測定とを行ったところ、残響室で得られる
低音域の吸音が垂直入射の場合より高周波数側に現れ、
残響室で更に低い周波数域を吸音しようと穿孔板や背後
空気層の厚さ等を変えても、それに見合う有効な低音域
の吸音を得ることは難しいことが分かった。

【００１１】そこで、本発明者らは、背後空気層を幾つ
かに仕切って吸音性能を測定した結果、残響室での測定
で周波数４００Ｈｚ以下の低音域の吸音が向上すること
を見いだし、本発明に至ったものである。背後空気層を
仕切ることで低音域に高い吸音性能が得られる理由は明
らかではないが、低音域の吸音のためある程度厚みのあ
る穿孔板を使用すると、その貫通穴内の空気の質量が大
きくなるので、この質量と共振するだけの反発力を背後
空気層で得るには、貫通穴に対して出来るだけ独立した
狭い背後空気層にすることが有効なためと考えられる。

【００１２】従って、本発明の吸音壁では、剛体の仕切
板を用いて背後空気層を仕切り、面積にして４.０ｍ²以
下、好ましくは１.２ｍ²以下、更に好ましくは０.６ｍ²
以下の閉鎖された複数の区画に分割する。仕切板は柔軟
な材料では効果が低下するため、遮蔽板と共に、ある程
度の厚さを有する金属板等の剛体を使用する。各仕切板
と穿孔板及び遮蔽板との接続部分は、完全な気密状態と
する必要はないが、大きな隙間がない程度の閉鎖された
状態とする必要がある。また、仕切板の位置は限定され
ないが、通常は縦方向及び／又は横方向に規則的に配置
し、吸音壁の全周囲縁も仕切板で閉鎖する。

【００１３】穿孔板については、背後空気層によるヘル
ムホルツの共鳴を利用して吸音するために、貫通穴によ
る開口率が０.３〜１４％の範囲にあることが好まし
い。また、穿孔板の厚さが厚いほど低音域での吸音に優
れるが、厚すぎると吸音壁全体が厚くなるうえ、背後空
気層を現実的な範囲で狭く分割しても低音域の吸音が向
上しなくなるので、２５〜７０ｍｍの範囲が好ましい。
尚、背後空気層の厚さは騒音の周波数に合わせて任意に
設定できるが、１００Ｈｚ程度までの騒音であれば厚さ
約２００ｍｍ程度以下の極めて薄い背後空気層で吸音で
きる。

【００１４】穿孔板の材質は、石膏ボード等の従来から
使用されているもので良いが、高音域を含めた全体の吸
音を考慮すると、多孔質セラミックスブロックを用いる
ことが好ましい。特に、気孔率が６０％以上、気孔径の
主体が０.２〜２０００μｍの連通気孔を有し、通気率
が１ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ₂Ｏ以上の多孔質
セラミックスブロックを使用すれば、多孔質セラミック
スブロック自体による吸音効果を併せて得ることができ
る。この多孔質セラミックスブロックには、その厚さ方
向に直角に深さ２０ｍｍ以上の非貫通穴及び／又は非貫
通溝を設けることができ、これにより更に吸音効果の向
上が得られる。

【００１５】かかる構造を有する本発明の吸音壁は、背
後空気層及び穿孔板の厚さを比較的薄くして、全体の厚
さを薄く保ったまま、耳障りな周波数４００Ｈｚ以下の
低音域の音を効率良く吸音することができる。例えば、
背後空気層の厚さが１５０ｍｍ以下であっても、背後空
気層を４.０ｍ²以下の複数の区画に仕切った本発明の吸
音壁は、周波数１００〜４００Ｈｚの低音域に吸音率
０.６以上の吸音ピークを有し、耳障りな低音域の吸音
に極めて有効である。

【００１６】

【実施例】実施例１多孔質セラミックスブロックとして、気孔径０.２〜２
０００μｍの連通気孔を有し、気孔率が７０％、通気率
が２.７ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨ₂Ｏ、かさ比
重が０.８であって、長さ２５０ｍｍ×幅１２０ｍｍ×
厚さ３５ｍｍの耐火断熱レンガを用意した。この耐火断
熱レンガの厚さ方向に垂直に、穴径８ｍｍの貫通穴４ケ
を等間隔に穿設して、開口率０.６７％の穿孔板とし
た。尚、この耐火断熱レンガの穿孔板には、貫通穴以外
に、穴径８ｍｍで深さ２５ｍｍの非貫通穴を５１ケ形成
した。

【００１７】図１に示すように、この穿孔板１をＬアン
グルを組み合わせて作製した支持枠２に１列に２０ケ収
納し、縦横２４００ｍｍ×２５０ｍｍ（厚さ３５ｍｍ）
のパネルとした。支持枠２は穿孔板１の端部の裏面を僅
かに覆うが、穿孔板１の貫通穴１ａが閉じられることは
ない。このパネルを遮蔽板３の前方に背後空気層４を隔
てて２つ設置することにより、吸音壁を構成した。更
に、この吸音壁の全ての周囲縁を仕切板５ａで閉鎖する
と共に、パネルの支持枠２と遮蔽板３に仕切板５ｂを配
置して背後空気層４を複数の区画に分割した。尚、図１
の符号１ｂは穿孔板１の非貫通穴である。

【００１８】このようにして得られる吸音壁について、
その背後空気層４の厚さを変えると共に、仕切板５ｂの
数を変えることによって背後空気層４の分割された区画
の面積を変化させ、ＪＩＳＡ１４０９の残響室法によ
り吸音率を測定した。その結果を図２に示す。試料１は
厚さ１００ｍｍの背後空気層を面積０.６ｍ²の区画に分
割したものであり、試料２は厚さ８０ｍｍの背後空気層
を面積４.２ｍ²の区画に分割したもの、及び試料３は厚
さ１５０ｍｍの背後空気層を面積４.２ｍ²の区画に分割
したものである。

【００１９】分割された区画の面積が４.０ｍ²を越える
比較例の試料２及び試料３と、区画の面積が４.０ｍ²以
下である本発明の試料１を比較すると、背後空気層の厚
さが試料２及び３の間にある本発明の試料１は、周波数
１００〜３００Ｈｚの低音域において吸音率が明らかに
向上していることが分かる。試料１の低温域での吸音性
能は、ピーク周波数１６０Ｈｚで吸音率が０.７３であ
り、１２５Ｈｚにおいても０.６７の高い吸音率が得ら
れた。

【００２０】これに対して比較例の試料２及び試料３の
ように、面積が４.０ｍ²を越える区画に分割した場合に
は、背後空気層の厚さを更に厚くしても吸音ピーク周波
数の低音域へのシフトは僅かであるばかりか、ピークの
吸音率も低くなってしまう。このため、分割された区画
の面積が４.０ｍ²を越える場合には、背後空気層をどん
なに厚くしても、本発明の試料１と同程度の低音域の吸
音性能を得ることは不可能であった。

【００２１】実施例２厚さが６５ｍｍである以外は上記実施例１と同じ耐火断
熱レンガを使用し、この耐火断熱レンガに穴径１０ｍｍ
の貫通穴５ケを等間隔に穿設し、開口率１.３１％の穿
孔板とした。尚、この耐火断熱レンガの穿孔板には、貫
通穴以外に、穴径８ｍｍで深さ５５ｍｍの非貫通穴を２
８ケ形成した。

【００２２】この穿孔板を、実施例１と同様に、支持枠
に１列に２０ケ収納し、縦横２４００ｍｍ×２５０ｍｍ
（厚さ６５ｍｍ）のパネルとした。このパネルを遮蔽板
の前方に厚さ１００ｍｍの背後空気層を隔てて２つ設置
することにより、吸音壁を構成した。更に、この吸音壁
の全ての周囲縁を仕切板で閉鎖すると共に、パネルの支
持枠と遮蔽板に仕切板を配置した。即ち、試料４は背後
空気層を面積４.２ｍ²の区画に分割し、試料５では面積
０.６ｍ²の区画に分割した。

【００２３】上記の各吸音壁について、ＪＩＳＡ１４
０９の残響室法により吸音率を測定した結果を図３に示
す。本発明の試料５と比較例の試料４を比較すると、周
波数２００〜３００Ｈｚの音域で吸音率にばらつきがあ
るが、周波数１６０Ｈｚでの吸音率が試料４で０.７０
に対して試料５では０.７９に、及び周波数１２５Ｈｚ
での吸音率が試料４の０.４２に対して試料５では０.６
３に、それぞれ大幅に向上していることが分かる。

【００２４】この結果は、穿孔板の厚さが６５ｍｍと厚
く、その分だけ低音域での吸音率の差が少ないが、周波
数１００〜２００Ｈｚの低音域での吸音率には明らかな
差異が認められる。尚、このように厚い穿孔板の場合
も、区画の面積が更に小さくなるように背後空気層を分
割すれば、低音域における吸音率がより改善されるが、
穿孔板の厚さが７０ｍｍ以上になると、区画の面積を実
用的に小さく仕切り得る程度の分割の仕方では吸音率の
大きな改善を得ることが難しくなる。

【００２５】実施例３前記実施例１と同じ耐火断熱レンガの穿孔板を用い、実
施例１と同様に縦横２４００ｍｍ×２５０ｍｍ×厚さ３
５ｍｍのパネルとした。このパネルを木枠を用いて１４
列に並べ、遮蔽板の前方に背後空気層を隔てて設置し
た。背後空気層の厚さを３５ｍｍと１５ｍｍの２種類に
変えると共に、それぞれの背後空気層をパネル２列ごと
（面積１.２ｍ²）又はパネル１列ごと（面積０.６ｍ²）
に鉄板を挟んで分割した。

【００２６】これらの各吸音壁について、残響室法によ
り吸音率を測定した結果を図４に示した。背後空気層を
面積１.２ｍ²に分割した試料７と試料９に比べ、面積
０.６ｍ²に分割した試料６と試料８の方が、より低音域
の吸音に優れていることが分かる。しかし、背後空気層
の厚さが薄いにも拘らず、面積１.２ｍ²に分割した試料
７と試料９でも、周波数４００Ｈｚ以下の低音域におい
て０.８を越える吸音率が得られており、十分な吸音性
能を有している。

【００２７】これらの結果から、吸音壁の背後空気層の
厚さが限定されている場合、背後空気層を分割した区画
の面積を変えることで、低音域の吸音性能を調整できる
ことが分かる。しかしながら、背後空気層の厚さが１５
ｍｍ程度まで薄くなると、背後空気層の分割による吸音
率の向上効果が小さくなる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、吸音壁の背後空気層を
小さな面積の区画に分割するだけで、背後空気層及び穿
孔板の厚さを比較的薄く保ち、全体の厚さが薄い吸音壁
でありながら、耳障りな周波数４００Ｈｚ以下の低音域
の音を効率良く吸音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音壁の一具体例を示す概略の断面図
である。

【図２】実施例１における各試料の吸音壁の吸音率を示
すグラフである。

【図３】実施例２における各試料の吸音壁の吸音率を示
すグラフである。

【図４】実施例３における各試料の吸音壁の吸音率を示
すグラフである。

【符号の説明】

１穿孔板１ａ貫通穴１ｂ非貫通穴２支持枠３遮蔽板４背後空気層５ａ、５ｂ仕切板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開口率０.３〜１４％の複数の貫通穴を
有する厚さ２５〜７０ｍｍの穿孔板と、この穿孔板の裏
面側に背後空気層を隔てて設置した遮蔽板とを備えた吸
音壁において、背後空気層を剛体の仕切板により面積
４.０ｍ²以下の閉鎖された複数の区画に分割したことを
特徴とする吸音壁。
【請求項２】前記背後空気層を面積１.２ｍ²以下の閉
鎖された複数の区画に分割したことを特徴とする、請求
項１に記載の吸音壁。
【請求項３】前記背後空気層を面積０.６ｍ²以下の閉
鎖された複数の区画に分割したことを特徴とする、請求
項２に記載の吸音壁。
【請求項４】前記穿孔板は、気孔率が６０％以上、気
孔径の主体が０.２〜２０００μｍの連通気孔を有し、
通気率が１ｃｍ^３・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨ_２Ｏ以
上の多孔質セラミックスブロックに、前記貫通穴を穿設
したものであることを特徴とする、請求項１に記載の吸
音壁。
【請求項５】前記穿孔板が、貫通穴に加えて、その厚
さ方向に直角に深さ２０ｍｍ以上の非貫通穴及び／又は
非貫通溝を有することを特徴とする、請求項１〜４のい
ずれかに記載の吸音壁。