JP4184512B2 - 防音建築構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は質量体−ばね−質量体の遮音原理に基づき、ミネラルウール・パネルを含む防音建築構造に関する。
【0002】
本発明を防音建築隔壁の場合について以下に説明するが、必ずしも隔壁に限定されるものではなく、種々の建造物において遮音を意図する羽目、床、天井もまた本発明の範囲に含まれる。
【0003】
【従来の技術】
遮音または減音は既にそのすぐれた性質が認められているミネラルウールのパネルやロールを利用して広く行なわれている。
【0004】
質量体−ばね−質量体系の多くは遮音または減音基準を満たしている。このような系の例としては、少なくとも二層のプラスタボード間にミネラルウール・パネルを介在させた隔壁又は石積みまたはコンクリート壁に接着または機械的に固定したミネラルウール・パネルと少なくとも一層のプラスタボードとを組合わせたその他の羽目がある。この種の系は多様であり、その性質は3つのパラメータ、即ち、壁の表面密度と性質、ばねの厚さと性質、及びダンパの厚さと性質によって決定される。
【0005】
最近、特に非住居分野において、遮音であれ、減音であれ、質量体−ばね−質量体系がその性能のさらなる向上を求められている。その理由として、市街地に工場やレジャー施設が増えるにつれ、この種の建築物に対する音響規制が50dB(A)以上の遮音効果を要求するようになったからである。具体的には部屋と部屋との間、部屋の内部から外部への、さらに、外部から内部への遮音効果が50dB(A)以上であることを要求している。
【0006】
しかし、高い性能が要求されるだけでなく、性能及びコスト比のすぐれた工場生産の部品による遮音構造の製造も急務となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は質量体−ばね−質量体の遮音原理に基づき、極めて高性質の防音効果を可能にするとともに、据付けが迅速かつ容易で、構造の総コストの軽減を可能にする防音建築構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は質量体−ばね−質量体の遮音原理に基づき、質量体−ばね−質量体系の両質量体が、それぞれ少なくとも1つの剛性要素から成り、少なくとも一つのエアギャップと組合わされた少なくとも一つのミネラルウール・パネルによって分離されている防音建築構造において、前記剛性要素は、U字断面を有してU字の内側を少なくとも一つのミネラルウール・パネルで内張りされたトレイであることを特徴とする防音建築構造によって達成される。好ましくは前記系の両質量体を建築要素に機械的に固定し、特に、建築フレーム要素の両側に配置するのが有益である。
【0009】
このように内張りされたトレイが前記系の両質量体を構成し、その表面密度は内張りによって調節される。内張りは質量体の表面密度を調節するだけでなく、ミネラルウール固有の遮音性を質量体に追加する。トレイとミネラルウールを組合わせることで効果的な遮音被覆パネルが形成される。
【0010】
加えて、建築フレーム要素のような建築要素に固定された剛性要素は荷重支持フレーム構造としても機能する。即ち、前記系の質量体を構成する少なくとも二層のプラスタボード間に介在させたミネラルウール・パネルから成る隔壁と異なり、前記系の両質量体を固定するために建築フレーム要素とは別に金属フレーム構造を利用する必要がないからである。本発明の剛性要素はこのような別設フレーム構造を不要にするから、両質量体の取付けが容易かつ迅速になる。
【0011】
構造の音響減衰係数は50dB(A)以上、好ましくは60dB(A)以上となる。
【0012】
本発明の好ましい実施例では、トレイのU字断面のフランジ端部が、二つのトレイの底面が連続面を形成するように二つのトレイの嵌合を可能にする補完形状を有する。従って、建築要素へのトレイ取付け点を最少限にして広い面積を確保できる。即ち、トレイは嵌合するから一端だけを機械的に固定すればよい。
【0013】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記端部の一方がトレイの外側への簡単な屈曲部であり、他方の端部は、もう一つのトレイの前記屈曲部を受け入れ、トレイの底面と平行にトレイの外側に延在するフランジを有する係合端部を形成する。このように構成すれば、両トレイを迅速かつ容易に嵌合させることができる。フランジを有する前記端部は、トレイを配置した状態でもフランジへの接近が自由であるから、トレイの固定を容易にする。また、この係合端部はトレイの内張りを位置決めして損傷しないように保持することを可能にする。他方のトレイの屈曲部を受け入れる係合部はトレイの位置決めと保持に寄与し、他端では隣接トレイの係合部フランジによって内張りが所定位置に保持される。
【0014】
本発明の他の実施形態では、トレイの少なくとも一方が穴無し金属板から成る。
【0015】
本発明のさらにもう一つの実施形態では、トレイの少なくとも一方が穴あき金属板から成り、トレイのこれらの穴は内張りのミネラルウールの消音機能の活用を可能にする。従って、この構造は遮音の点ですぐれているだけでなく、減音の点でもすぐれて、良好な吸音係数を有している。
【0016】
本発明の好ましい実施形態では、単なる又は吸音用のスペーサを介してトレイを建築要素に機械的に固定する。
【0017】
スペーサは前記系の両質量体間の間隔を広げることによってエアギャップの厚さを増大させることができる。
【0018】
吸音用のスペーサは質量体を音響学的に独立させることによって振動の伝播を阻止することもできる。
【0019】
単なる又は吸音用のスペーサは長さ調節できることが好ましい。これによって、同一タイプのスペーサを使用しながら、必要に応じてエアギャップの厚さを調節することが可能になる。
【0020】
本発明の好ましい実施形態では、トレイの内側を高密度のミネラルウール、例えば、ロックウールで内張りする。一般にグラスウールよりも密度の高いロックウールは、グラスウールを使用する場合よりもトレイの総表面密度を増大させることができる。
【0021】
本発明の他の実施形態では、トレイの内側をグラスウールのような低密度のミネラルウールで内張りし、トレイの底面又は表面をプラスタボードのような少なくとも一つのさらなる堆積物で内張りする。このようにすれば、高密度要素の追加によってトレイの総表面密度を調節することができる。
【0022】
本発明の好ましい実施形態では、両トレイの底面を構造の外側に向ける。
【0023】
このように構成すれば、トレイの内側を内張りしているミネラルウールが3つの基本的な吸音機能を兼ねる。即ち、質量を増大させ、補足ダンパとして作用し、エアギャップの厚さを増大させることができる。この構成は遮音性能が特にすぐれている。
【0024】
本発明の他の実施形態では、両トレイの底面を構造の内側に向ける。
【0025】
このように構成すれば、ミネラルウールが2つの基本的な防音機能を兼ねる。即ち、質量を増し、消音手段として作用する。この構成は減音用として有益である。
【0026】
本発明の他の実施形態では、両トレイのうち、一方のトレイの底面を構造の外側に向け、他方のトレイの底面を構造の内側に向ける。
【0027】
この構成では、前述の基本的防音機能がパネルの向きに依存する。この構成は建築外部の製造に特に好適である。
【0028】
本発明の好ましい実施形態では、トレイが防音構造の仕上げに必要な被覆パネル、例えばプラスタボードや被覆タイルの支持体を形成する。これらの被覆パネルは純粋に美的な機能を有するものであってもよいが、ミネラルウールの防音性を損なってはならない。消音手段として機能させたければ、例えばこれらの被覆を穴あき金属板や吸収材で形成することになる。いかなる場合にも、被覆パネルは遮音基準、減音基準、美観基準、耐火基準、コスト基準などによって決定される。
【0029】
その他の利点と特徴を添付の図面に示す実施例に基づいて以下に説明する。
【0030】
【発明の実施の形態】
図示の各種防音構成はトレイ1,2を含み、これらのトレイ1,2はロックウール・パネル3で内張りされ、エアギャップ5と組合わせられたグラスウール・パネル4によって分離されている。
【0031】
図示例の場合、トレイ1,2は断面がU字形の穴無しの亜鉛メッキされた金属板から成り、金属板の厚さは0.75mmである。
【0032】
トレイ1,2は深さが70mm、高さが400mm、長さが3.25〜8mである。この高さはトレイ1,2が固定される建築フレーム要素間の間隔に合わせて設定される。建築フレーム要素は、図1,2において、金属構造の仕切り6,7の形状で示されている。
【0033】
トレイ1,2は端面8,9を嵌合させて連結することが好ましい。このようにすれば、トレイ1または2を嵌合位置に配置することによって防音構造を所要の高さまたは幅に設定する作業が容易になる。
【0034】
図示例の場合、端面9は隣接トレイ1または2の端面8の係合部18へ挿入されるタブ17を有し、両トレイ1,2を嵌合させた状態でそれぞれの底面10,11が同一平面に位置することになる。端面8に設けたフランジ19を利用し、当業者に公知の手段、例えば、スペーサを介してトレイ1,2を建築要素に固定できるようにするのが好ましい。このタイプのトレイ1または2はロックウール・パネル3を取付けるのに便利である。即ち、トレイ1または2の係合部18と底面10または11との間にロックウール・パネル3の縁部を挿入した後、パネル3の残り部分をトレイ1または2の底面10または11上に配置すればよい。トレイ1または2を内張りしたら、このトレイ1または2を既に配置されている他のトレイ1または2と嵌合させ、フランジ19を介してトレイ1または2を建築要素に固定する。このようにして、ロックウール・パネル3は、一方で係合部18によって、他方で既に建築要素に固定済みの隣接トレイ1または2のフランジによって固定される。
【0035】
トレイ1及び2に挿入されるロックウール・パネルの厚さは70mm、密度は約110kg/m3 である。
【0036】
ロックウール・パネル3で内張りされたトレイ1を建物の仕切り6,7に固定したのち、当業者に公知の手段、例えば、ピン固定装置によって2つの仕切り6,7の間にグラスウール・パネル4を配置する。グラスウール・パネル4の厚さは120〜200mmであり、その片面には簡単なアルミニウムの防湿層が施してある。このパネル4の例としては Isover Saint-Gobain社によって製造されてMONOSPACE 36の商品名で販売されているパネルを挙げることができる。グラスウール・パネル4を配置したら、ロックウール・パネル3で内張りされているトレイ2を、既に配置済みのトレイに関して対称の位置を占めるように建物の仕切り6,7に固定する。このように取付けられた防音構造は質量体−ばね−質量体の吸音原理に基づく構造であり、この場合、質量体に相当するのはロックウール・パネル3で内張りされた両トレイ1,2である。仕切り6,7に固定されたトレイ1,2の存在によって、従来の吸音構造よりも迅速かつ簡単に防音構造を組立てることができる。
【0037】
図1はトレイ1,2の底面10,11が外側に向いている防音構造を示す。トレイ1,2は吸音用スペーサ12を介して建物の仕切り6,7に固定される。吸音用スペーサ12は当業者に公知であり、その一例としてPaulstra社によって販売されている振動防止装置がある。これらの吸音用スペーサ12は質量体−ばね−質量体系のうちの質量体を音響学的に独立させることによって振動の伝播を阻止することができる。トレイ1,2の反対面には仕上げパネルとしてプラスタボード13,14がそれぞれ取り付けられている。プラスタボード13,14は、例えばねじによってトレイ1,2に直接固定され、これらのトレイは被覆物の支持体として機能する。後述するように、このような防音構造は建物の遮音隔壁として特に好適である。
【0038】
図2はトレイ1,2の底面10,11が内側に向いている防音構造を示す。トレイ1,2は当業者に公知の手段、例えば、ねじや釘によって建物の仕切り6,7に直接固定される。トレイ1,2はロックウール・パネル3が防音構造の外面を形成するような向きに配置される。従って、当業者に公知の任意の手段によってトレイ1の目に見える縁部に穴あき金属板15が固定され、当業者に公知の任意の手段によってトレイ2の目に見える縁部に外側波形鋼板16が固定される。
【0039】
穴あき金属板15及び外側波形鋼板16は例えばねじで簡単に固定される。後述するように、このような防音構造は建物の吸音隔壁として特に好適である。
【0040】
図3は本発明の防音構造の第1構造を示す垂直断面図である。
【0041】
図示のように、トレイ1,2の底面10,11は構造の外側を向いている。この構造では、トレイ1,2の内側を内張りしているロックウールは以下の3つの基本的吸音機能を兼ねている。
まず、質量体−ばね−質量体系の質量を増大させる。即ち、厚さ70mm、密度170kg/m3 のロックウール・パネル3を使用することで12kg/m2 の表面密度に増大させることができる。
次に、グラスウール・パネル4によって既に提供されている減衰を補足すると共に、グラスウールによってキャビティの約80%まで減衰されているこの系のばねを補足するダンパとして作用する;
さらに、エアギャップ5の厚さの増大を可能にする。これは、この系のばねはこの系の両質量体間の間隔を意味するためである。この構造は、エアギャップ5の厚さをロックウール・パネル3の厚さの約50%まで増大させることを可能とする。
【0042】
従って、この構造は遮音隔壁の製造に特に有益である。
【0043】
図4は本発明の防音構造の第2構造を示す垂直断面図である。
【0044】
図示のように、トレイ1,2の底面10,11は構造の内側に向いている。この構造ではトレイ1,2の内側を内張りしているロックウールは以下の2つの基本的機能を兼ねる。
まず、第1構造と同様に、質量体−ばね−質量体系の質量を増大させる。
次に、穴あき金属板又は吸収材による外被と共に消音手段として作用する。
【0045】
従って、この実施態様は遮音及び減音構造の製造に特に有益である。
【0046】
図5は本発明の防音構造の第3構造を示す垂直断面図である。
【0047】
図示のように、トレイ1の底面10は構造の内側に向き、トレイ2の底面11は構造の外側に向いている。この実施態様では、トレイ1,2を内張りしているロックウールはトレイ1,2の向きに応じて前述の2つの構造に関して開示した種々の吸音機能を兼ねる。この特に有益な構造を採用すれば、構造の一方の側ですぐれた減音効果を維持しながら極めて有効な遮音性能を得ることができる。この構造は建築外部の製造に特に好適である。
【0048】
下に掲げる表は種々の建築構造に関する音響減衰係数測定値を示す。構造番号の内容は下記の通りである。
No.1)420mmのエアギャップによって互いに分離している2個のトレイであり、これらのトレイは上述した図示のトレイ1,2であり、図3のトレイと同様に配置されているものである。
No.2) No.1と同じであるが、トレイは厚さ70mmで密度12kg/m3 のグラスウール・パネルで内張りされているものである。
No.3) No.1と同じであるが、トレイは厚さ75mm、密度155kg/m3 のロックウール・パネルで内張りされているものである。
No.4) No.3と同じであるが、両トレイ間に厚さ160mmで密度16kg/m3 のグラスウール・パネルを挿入してエアギャップを小さくしたものである(図3に相当)。
No.5) No.4と同じであるが、各トレイの外側を厚さ18mmで表面密度15kg/m2 のプラスタボードで覆ったものである(図1に相当)。
No.6) No.5と同じであるが、1枚のプラスタボードを厚さ60mmで表面密度5kg/m2 の金属板で交換したものである。
No.7) No.4と同じであるが、一つのトレイを穴あきトレイ交換し、他方のトレイを No.6と同じ金属板で覆ったものである。
【0049】
これらの音響減衰係数は3.95×2.55m2 の建築構造において、NF−S 31−049、S 31−050、及びS 31−051の規格に従って、これらの規格に従う装置によって測定されたものである。
【0050】
この表は本発明の防音構造、即ち、構造 No.4,5,6及び7の疑うべくもない吸音性能を明示している。
【0051】
即ち、本発明の質量体−ばね−質量体系は最も小さくても55dB(A)の音響減衰係数を可能にし、基本構造 No.4を改良することによって現時点では極めて大きい76dB(A)の音響減衰係数を得ることができる。
【0052】
本発明は図示の構造に制限されるものではない。特にトレイ1,2の底面10,11が構造の外側に向いている場合、トレイ1,2を穴明きの亜鉛メッキされた金属板で形成し、プラスタボードのような被覆パネルを取り付ければロックウールの消音機能を高めるのに有益である。
【0053】
また、トレイ1,2をグラスウール・パネルで内張りしてもよく、その場合、トレイの底面または表面にさらなる堆積物を追加すればトレイ1,2の表面密度が増大する。このような堆積物は、例えば、接着プラスタのような鉱物性バインダを介してトレイ底面に接合されるプラスタボードである。
【0054】
本発明は前述の構造に限定されるものではなく、質量体−ばね−質量体の遮音原理に基づく防音構造である任意の構造をも含んでいる。すなわち、質量体−ばね−質量体系の両質量体はそれぞれ少なくとも1つの剛性要素から成り、少なくとも1つのエアギャップと組合わされた少なくとも1つのミネラルウール・パネルによって互いに分離されて、剛性要素が、U字断面を有してU字の内側が少なくとも1つのミネラルウールで内張りされている構造である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による防音構造の水平断面図である。
【図2】本発明によるもう一つの防音構造の水平断面図である。
【図3】本発明による防音構造における第1構造の垂直断面図である。
【図4】本発明による防音構造における第2構造の垂直断面図である。
【図5】本発明による防音構造における第3構造の垂直断面図である。
【符号の説明】
1,2…トレイ
3…ロックウール・パネル
4…グラスウール・パネル
5…エアギャップ
6,7…仕切り
8,9…端部
10,11…底面
Claims (17)
- 質量体−ばね−質量体の遮音原理に基づき、質量体−ばね−質量体系の両質量体が、それぞれ少なくとも一つの剛性要素(1,2)から成り、少なくとも一つのエアギャップ(5)と組合わされた少なくとも一つのミネラルウール・パネル(4)によって分離された防音建築構造において、前記剛性要素(1,2)が、U字断面を有して該U字の内側を少なくとも一つのミネラルウール・パネル(3)で内張りされたトレイであることを特徴とする防音建築構造。
- 前記系の両質量体を建築要素(6,7)に機械的に固定したことを特徴とする請求項1に記載の防音建築構造。
- 前記系の両質量体を建築要素(6,7)の両側に配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載の防音建築構造。
- 前記防音建築構造における音響減衰係数が50dB(A)以上、好ましくは60dB(A)以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)のU字断面のフランジ部の端部(8,9)は、二つの前記トレイ(1,2)の底面(10,11)が連続面を形成するように、二つの前記トレイ(1,2)を嵌合することを可能にする補完形状を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記端部の一方(9)が前記トレイ(1,2)の外側への屈曲部であり、他方の端部(8)は、もう一つの前記トレイ(1,2)の前記屈曲部(9)を受け入れ、前記トレイ(1,2)の底面(10,11)と平行に前記トレイの外側に延在するフランジ(19)を有するように形成されていることを特徴とする請求の範囲項5に記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)の少なくとも一方が穴無し金属板から成ることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)の少なくとも一方が穴あき金属板から成ることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の防音建築構造。
- 単なる又は吸音用のスペーサ(12)を介して前記トレイ(1,2)を建築要素(6,7)に固定したことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記スペーサ(11,12)の長さが調節可能であることを特徴とする請求項9に記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)の内側を高密度のミネラルウール・パネル(3)で内張りしたことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)の内側をグラスウールのような低密度のミネラルウール(3)で内張りし、前記トレイ(1,2)の底面(10,11)又は表面をプラスタボードのような少なくとも1つのさらなる堆積物で内張りしたことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の防音建築構造。
- 二つの前記トレイ(1,2)の底面(10,11)が前記防音建築構造の外側に向いていることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の防音建築構造。
- 二つの前記トレイ(1,2)の底面(10,11)が前記防音建築構造の内側に向いていることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の防音建築構造。
- 二つの前記トレイにおける一方のトレイ(2)の底面(11)が前記防音建築構造の外側に向き、他方のトレイ(1)の底面(10)が前記防音建築構造の内側に向いていることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記トレイ(1,2)が防音構造の仕上げに必要な被覆パネル(13,14,15,16)の支持体を形成することを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載の防音建築構造。
- 前記被覆パネル(13,14)がプラスタボードであることを特徴とする請求項16に記載の防音建築構造。
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