JP5140370B2 - 床構造 - Google Patents

Description

本発明は、床衝撃音対策用の床構造に関する。

マンション等の集合住宅での生活に伴うトラブルの原因のひとつに床衝撃音がある。床衝撃音は、人の歩行、飛び跳ね、家具の引き摺り、食器等の落下などに起因する音であり、衝撃加振するものの柔らかさと衝撃時間に応じて、衝撃による広い周波数成分の振動が発生し、これが伝搬して下階室にて観測される音である。このような床衝撃音には、家具の引き摺りや物の落下等により生じる軽量床衝撃音と、人の走行、飛び跳ね、飛び降り等により生じる重量床衝撃音とに分けられる。

近年、集合住宅では、図５に示すような乾式二重床１０１が多く採用されている。この乾式二重床１０１は、床スラブ１０２と床仕上げ材１０３との間に空気層１０４を有しているため、給水、給湯、ガス管などの配管スペースを確保することができる。
このような乾式二重床構造１０１では、床スラブ１０２と床仕上げ材１０３との間に配設されて床仕上げ材１０３を支持する支持部材１０５について、床衝撃音の低減を目的としてゴム脚１０６を採用することで、床衝撃音の低減を図っている。

また、特許文献１には、床スラブと床仕上げ材との間を連結するダンパー部材を設けることで、床面の撓みや振動を抑制し、衝撃音と低下させる二重床構造が開示されている。
特開２００２−４５５４号公報

前記従来の乾式二重床構造には、ゴム脚１０６と空気層１０４をバネ、床仕上げ材１０３を質量板とする振動系と、床仕上げ材１０３の曲げ振動系とが構成されることになるが、これら振動系は、支持部材１０５を介して床スラブ１０２からなる他の曲げ振動系に接続されているため、各振動系が互いの振動の影響を受けて、床衝撃音が増幅される場合がある。

ここで、建物の床衝撃音は、床への衝撃により発生した広い周波数成分の振動が伝播して下階室にて観測される音であり、いくつかの振動系同士の固有周波数が近接すると、全体の振動系においてこの周波数の影響が大きくなり、結果として床衝撃音が大きくなる。

また、支持部材１０５に、ばね定数の小さいゴム脚１０６を用いたとしても、空気層１０４もバネとして働くため、振動系の固有振動数を十分に低くすることはできなかった。また、乾式二重床による床衝撃音の低減効果は、床スラブ１０２の厚さ、平面寸法、寸法比等によって異なるため、同じ建物内においても、低減効果は１０ｄＢ程度増幅するものから１０ｄＢ程度低減できるものまで、大きなばらつきが生じることがあり、確実な対策をすることが困難であった。

また、特許文献１に記載の二重床構造は、ダンパー部材が床全体の振動を制震することで、床衝撃音の増幅の抑制を図ることを可能としているが、その低減効果のばらつきに対しては、十分に対応することが困難であった。

さらに、床衝撃音を低減することを目的として、床スラブの厚さを大きくする方法や、梁を付加してスラブ面積を小さくする方法がとられる場合がある。しかし、床スラブの厚さを大きくする方法は、構造上要求されるスラブの厚さに対してはるかに大きい厚さが要求されるため、不経済であるという問題を有していた。また、近年、空間設計の自由度が高いことから、小梁のない若しくは少ない建物が要求されるため、梁を付加してスラブ面積を小さくする方法も採用しづらい傾向にある。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、曲げ振動系の固有振動数を簡易に抑制するとともに、床衝撃音の増幅を抑えることを可能とした、床構造を提案することを課題とする。

このような課題を解決するために本発明の床構造は、床スラブと、前記床スラブの上面において互いに所定の間隔を空けた状態で敷設された複数本の根太材と、緩衝層を有し前記複数本の根太材の上面に載置された床仕上げ材と、前記床スラブと前記床仕上げ材との間に介在される複数のダンパー材と、を備え、前記複数本の根太材が千鳥状に敷設されていて、前記ダンパー材が左右に隣り合う根太材同士の間に配置されるとともに根太材の延長線上に配置されていることを特徴としている。

かかる床構造によれば、バネ等の振動系を省略することで、複数の振動系同士が互いに影響を受けて床衝撃音が増幅することを防止することが可能となった。
また、板状（床仕上げ材）の曲げ振動系の固有振動数を、根太材の間隔を調節することにより簡易に調整することが可能となった。つまり、床仕上げ材は、根太材により支持されているため、床全体で振動することはなく、根太材間の限られた範囲においてのみ振動する。そのため、根太材の間隔（床スラブや床仕上げ材の平面寸法・寸法比）を調節することにより、曲げ振動系の固有振動数を抑制することが可能となる。

また、根太材の間隔を調節することにより、唯一存在する板（床仕上げ材）の曲げ振動系の固有振動数を重量床衝撃音の一般的な決定周波数である６３Ｈｚ帯域に入らないようにすることができる。そのため、６３Ｈｚ帯域における床衝撃音は増幅しないように構成することが可能である。

また、この根太材間の板の振動は、ダンパー材により制震されるため、振動の伝達が抑制される。
さらに、軽量床衝撃音は、緩衝層を有した床仕上げ材により吸収することで低減される。

また、前記複数本の根太材が、千鳥状に配設されているため、床スラブと床仕上げ材との間に連続した空間を形成することができ、配管がしやすい。
また、前記ダンパー材が、スポンジゴムと木製部材とが上下に積層されたものであれば、簡易かつ安価に構成することができるため、好適である。

本発明の床構造によれば、曲げ振動系の固有振動数を抑制し、床衝撃音の６３Ｈｚ帯域における増幅を簡易に抑えることを可能となる。

本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。

本実施形態に係る床構造１は、図１および図２に示すように、床スラブ２と、この床スラブ２の上面において互いに所定の間隔を空けた状態で敷設された複数本の根太材３，３と、これらの複数本の根太材３，３の上面に載置された床仕上げ材４と、床スラブ２と床仕上げ材４との間に介在されるダンパー材５とを備えて構成されている。

床スラブ２は、鉄筋コンクリートからなり各階層の居住空間の床として、十分な強度を有した厚みに形成されている。なお、床スラブ２を構成する材料は鉄筋コンクリートに限定されるものではなく、例えば鉄骨鉄筋コンクリート等、その建物の使用目的や規模等に応じて、適宜選定するものとする。

根太材３は、図１に示すように、所定寸法の矩形断面形状を有した木材により構成されている。本実施形態では、根太材３として、５５×４５ｍｍの断面形状からなるものを使用するが、根太材３を構成する寸法は、限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
所定の断面寸法を備えた根太材３，３，…を床スラブ２と床仕上げ材４との間に配置することにより、床スラブ２と床仕上げ材４との間に空間７が形成される。

本実施形態では、図２に示すように、隣接する根太材３同士が互いに平行となるように床スラブ２上に載置されている。これらの根太材３の長さは、床スラブ２の長さ（図２において、上下方向の幅）よりも短く形成されており、本実施形態では、床スラブ２に対して、３列の根太材３，３，…の列が形成されている。
さらに、根太材３，３，…は、千鳥状に敷設されており、根太材３，３，…の間に形成された空間が連続するように構成されている。

なお、根太材３の長さは限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。また、根太材３の列数や配置も限定されるものではない。

床スラブ２と根太材３との間には、図１に示すように、不陸調整板６が必要に応じて介在されており、床仕上げ材４が水平を維持するように、調整されている。なお、不陸調整板６を構成する材料は限定されるものではなく、床仕上げ材４や当該床構造１に上載される家具や住人等の重量による荷重に対して十分な耐力を有した材料の中から適宜選定して使用すればよい。また、不陸調整板６は、必要に応じて複数枚介在させてもよいし、また、根太材３と床仕上げ材４との間に介在させてもよい。

床仕上げ材４は、床の表面を構成する部材であって、本実施形態では、図１に示すように、上から順にフローリング材等の仕上げ板４ａ、スポンジゴム等により構成された緩衝板（緩衝材）４ｂ、第一合板４ｃ、第二合板４ｄの積層体により構成されている。なお、床仕上げ材４の構成は限定されるものではなく、居住空間の使用に伴い配置される家具や住人等の重量による荷重に対して十分な強度を有していれば、適宜構成することが可能である。また、床仕上げ材４（仕上げ板４ａ、緩衝板４ｂ、第一合板４ｃ、第二合板４ｄ）を構成する材料等も限定されるものではない。

本実施形態では、床仕上げ材４として、仕上げ板４ａの下に緩衝層として緩衝板５ｂを備えたものを使用するものとしたが、図３に示すように、根太材の上面に合板を載置し、その表面（上面）にカーペット等の仕上げ部材４ｂ’を敷設して緩衝層を構成してもよい。

ダンパー材５は、図１および図２に示すように、隣接する２本の根太材３，３の中間部に配設する。これにより、床スラブ２と床仕上げ材４の施工が完了した後の床仕上げ材４の振動の腹となる位置にダンパー材５が配置されることとなり、床仕上げ材４の振動を低減することが可能となる。

ダンパー材５は、図１に示すように、床スラブ２の上面に載置された木製部材５ｂと、この木製部材５ｂの上面に積層されたスポンジゴム５ａと、により構成されている。
木製部材５ｂは、所定寸法の矩形断面からなる部材であって、床仕上げ材４を上載した際に、スポンジゴム５ａの厚さが１／２に圧縮されるような高さを有している。これにより、床仕上げ材４が振動により上下したとしても、スポンジゴム５ａが伸縮してダンパー材５による床仕上げ材４の支持が維持される。

ダンパー材５と床スラブ２の間には、図１に示すように、不陸調整板６が必要に応じて介在されており、床仕上げ材４の水平性が維持されている。

なお、根太材３は、振動系を備えていないため、床仕上げ材４は、根太材３の位置で固定された状態となる。そのため、床仕上げ材４に衝撃が加わると、床仕上げ材４の振動は、根太材３，３の中間部において最も大きく揺れて、この中間部が振動の腹となる。そして、この振動の腹となる部分にダンパー材５が配置されることで、床仕上げ材４の振動が吸収される。
また、必要に応じて、根太材３とダンパー材５との中間部にさらにダンパー材５を配置することで、さらに振動を制御する構成としてもよい。なお、根太材３，３間に配設されるダンパー材５の数は限定されるものではない。

ダンパー材５の構成は、前記の構成に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えば、床スラブ２に敷設されたスポンジゴム５ａの上面に木製部材５ｂを配置してもよい。また、床仕上げ材４の振動を吸収することが可能であれば、スポンジゴム５ａや木製部材５ｂ以外の部材によりダンパー材５を構成してもよい。

以上、本実施形態に係る床構造１によれば、床仕上げ材４の支持部材として、根太材３を採用しているため、従来の乾式二重床で構成されるゴム脚をバネ、床仕上げ材を質量とする振動系が形成されず、床衝撃音を増幅させる要素としては、床仕上げ材４による板の曲げ振動系のみとなる。この板の曲げ振動系の固有振動数は、板の厚さと根太材３，３，…の間隔等により決定されるが、この固有振動数が、重量床衝撃音の一般的な決定周波数である６３Ｈｚ帯域に入らないように、床仕上げ材２の厚さと根太材３同士の間隔を決定することで、床衝撃音が増幅することが防止されている。

また、振動系を備えていない根太材３，３，…を所定の間隔にて配置することで、床仕上げ材４からなる曲げ振動系を細分化し、振動の範囲を調節することで、床全体における振動のばらつきを抑制することを可能としている。

また、軽量床衝撃音は、床仕上げ材４の緩衝板４ｂとダンパー材５とにより吸収することで、下階室への伝搬が防止されている。

また、床構造１は、根太材３，３，…が千鳥状に配置されていることより、連続した空間７が形成されている。そのため、給水、給湯、ガス管などの配管を容易に行うことができる。
なお、空間７に吸音材を配置することで、空気層の振動を防止して、床振動音の増幅を防止する構成としてもよい。

また、本実施形態の床構造１によれば、床仕上げ材４の厚さに応じて決定した根太材３同士の間隔により、床衝撃音の増幅が防止されているため、床スラブ２を必要以上に厚くする必要がない。したがって、経済的に優れている。

次に、図４を参照して、本実施形態の床構造１による床衝撃音の低減効果について行った実証実験結果を説明する。ここで、図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ重量床衝撃音および軽量床衝撃音に対する、床構造１の床衝撃音の低減効果を示すグラフであって、縦軸は床構造１の床衝撃音レベル低減量（ｄＢ）、横軸はオクターブバンド中心周波数（Ｈｚ）を示している。なお、オクターブバンドとは、音の音色（周波数特性）を定量的に表すため、音の高さ（周波数）を規則的に分解し配列したものであって、本実証実験では、１オクターブバンドとして、６３Ｈｚ、１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ＫＨｚ、２ＫＨｚ、４ＫＨｚを中心とする周波数を表したものとする。

重量床衝撃音低減量を測定した結果、床構造１による床衝撃音レベル低減量Ａを、住宅性能表示特認基準と比較すると、図４（ａ）に示すように、全周波数帯域において、基準値Ｂよりも低減されている。したがって、本発明による床構造が、住宅性能表示制度における重量衝撃音低減の基準値Ｂを満足していることが実証された。

一方、軽量床衝撃音低減量に関しては、図４（ｂ）に示すように、住宅性能表示制度の床仕上げ構造区分３（Ｃ３）を満たす性能を有していることが実証された。ここで、図４（ｂ）において符号Ｃ１〜Ｃ５は、それぞれ床仕上げ構造区分１〜５を示している。
なお、床仕上げ構造区分とは、スラブの構造仕様と内装床構成仕様との組み合わせについて評価の基準となる等級であって、軽量床衝撃音レベル低減量にしたがって、５つに区分されたものである。

以上、本発明について、好適な実施の形態の例を説明したが、本発明は前記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係る床構造の概略を示す断面図である。 図１に示す床構造を示す平面図である。 図１に示す床構造の変形例を示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は図１に示す床構造の床衝撃音の低減効果を示すグラフである。 従来の乾式二重床構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 床構造
２ 床スラブ
３ 根太材
４ 床仕上げ材
５ ダンパー材
５ａ スポンジゴム
５ｂ 木製部材

Claims (2)

1. 床スラブと、
   前記床スラブの上面において互いに所定の間隔を空けた状態で敷設された複数本の根太材と、
   緩衝層を有し、前記複数本の根太材の上面に載置された床仕上げ材と、
   前記床スラブと前記床仕上げ材との間に介在される複数のダンパー材と、を備える床構造であって、
   前記複数本の根太材が、千鳥状に敷設されていて、
   前記ダンパー材が、左右に隣り合う根太材同士の間に配置されるとともに、根太材の延長線上に配置されていることを特徴とする、床構造。
2. 前記ダンパー材が、スポンジゴムと木製部材とが上下に積層されてなることを特徴とする、請求項１に記載の床構造。

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