JP5648398B2

JP5648398B2 - 防音壁

Info

Publication number: JP5648398B2
Application number: JP2010218839A
Authority: JP
Inventors: 加藤　徹; 徹加藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP2012072612A

Description

本発明は、列車や車両の走行に伴う騒音を遮音、吸音するために、鉄道沿線や道路の高架橋等に併設される防音壁およびその施工方法に関する。

太陽エネルギーを利用する太陽電池は、クリーンで非枯渇性のエネルギー供給源として一般家庭から大規模発電用までの広範囲な利用が期待されている。

その設置場所についても、限られた空間を有効に活用するために様々な工夫がなされている。その中の一つとして、鉄道や道路の沿線に沿って設置される防音壁への太陽電池モジュールの設置が挙げられる。

鉄道や道路の沿線に設置される防音壁に太陽電池を取り付け、防音壁に発電機能を持たせるという発明については種々のものが開示されている。例えば、特許文献１には吸音材を内装した防音パネルの前面側に傾斜板が複数設けられ、傾斜板の表面に太陽電池パネルを取り付けることにより、発電効率が高く、かつ吸音効果を有する防音壁が開示されている。一方、特許文献２には太陽光発電機能を有する遮音板と金属製の枠部材により筐体を形成し、そのもう一方の面（開放面）に透光型膜振動吸音板を取り付けた防音壁用吸音パネルが開示されている。

特開２００９−２１５７１０号公報特開２０１０−１２１４０１号公報

しかしながら、特許文献１の防音壁は、防音パネル自体を支持し、設置後の風荷重等に十分耐え得る構造とするため、Ｈ形鋼等の支柱間に防音パネルをはめ込む構造が必須である。この支柱が景観性を損なう原因となっている。特許文献２の防音壁は、金属製の枠部材を必要とするため、重量が大きく、設置作業に大型の重機が必要となり、設置作業効率が低く、大きな設置コストがかかるという問題がある。

そこで本発明は、太陽光発電機能を有し、防音パネルを支持する支柱が不要で景観性が良好な防音壁を提供することを課題とする。また、軽量で設置作業効率が高く、設置コストが安価な防音パネルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成としている。すなわち、
（１）ＦＲＰ製遮音パネル部と、該ＦＲＰ製遮音パネル部の高さの２〜２０％の奥行きを有し、建築物躯体に取り付け可能な貫通孔を設けた取付部とから構成されるＦＲＰ製遮音壁の表面の少なくとも一部に太陽電池パネルが取り付けられ、前記太陽電池パネルの少なくとも一部が、複数のＦＲＰ製遮音壁にまたがって固定されていることを特徴とする防音壁。
（２）前記太陽電池パネルは、前記ＦＲＰ製遮音壁から着脱自在に設置されている（１）に記載の防音壁。
（３）前記太陽電池パネルが、前記ＦＲＰ製遮音壁に機械的に接合されている（１）または（２）に記載の防音壁。
（４）前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールを支持し前記ＦＲＰ製遮音壁と着脱自在に取り付けられた金属枠体とからなることを特徴とする（３）に記載の防音壁。
（５）前記ＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体の両端に沿って対向させて複数設置し、一方の前記ＦＲＰ製遮音壁外表面に前記太陽電池パネルを設置するとともに、他方の前記ＦＲＰ製遮音壁内表面および前記取付部上面に前記太陽電池パネルを設置することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の防音壁。
（６）前記建築物躯体の側面の一部を覆うスカート部が、前記ＦＲＰ製遮音パネル部から延設されてなることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の防音壁。
（７）前記スカート部表面にも前記太陽電池パネルが取り付けられることを特徴とする（６）に記載の防音壁。
（８）前記ＦＲＰ製遮音壁の少なくとも一部に吸音パネルが取り付けられていることを特徴とする請（１）〜（７）のいずれかに記載の防音壁。
（９）ＦＲＰ製遮音パネル部と、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きを有し、建築物躯体に取り付け可能な貫通孔を設けた取付部とから構成されるＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体へ設置し、その後、前記ＦＲＰ製遮音壁の表面の少なくとも一部に太陽電池パネルを、前記太陽電池パネルの少なくとも一部が、複数のＦＲＰ製遮音壁にまたがって設置することを特徴とする防音壁の施工方法。
である。

本発明によれば、軽量、高強度なＦＲＰ製遮音パネルを採用することにより、支柱が不要で景観性に優れた防音壁を、短工期で容易に設置できる。また、設置作業効率が高く、設置コストが安価な防音パネルを提供することができる。さらに、発電機能を有する太陽電池パネルが取り付けられているため、高架橋等に併設される表示装置や電話機、高架橋下の店舗テナントへの電力供給が可能となり、商用電力の使用量を削減可能となる。

本発明の防音壁に係る一実施態様の斜視図である。図１の防音壁を建築物躯体に取り付けた状態の斜視図である。図２の防音壁のＡ−Ａ矢視の横断面図である。本発明における防音壁の他の実施態様の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。図５の防音壁を建築物躯体に取り付けた状態の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。図８の防音壁のＢ−Ｂ矢視の横断面図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様に係わる防音壁を建築物躯体の両端に取り付けた状態の断面図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様に係わる防音壁を建築物躯体に取り付けた状態の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。本発明における防音壁のさらに他の実施態様の斜視図である。図１４の防音壁のＣ−Ｃ矢視の横断面図である。

以下、本発明の最良の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施態様に係わる防音壁の斜視図である。図２は図１の防音壁を建築物躯体７に取り付けた状態の斜視図であり、図３は図２の防音壁のＡ−Ａ矢視の横断面図である。また、図４〜９は、本発明の他の実施態様に係る防音壁をそれぞれ表している。なお、本発明は、これらの図によって何ら制限されるものではない。

図１において、本発明の防音壁１は、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという。）を用いたＦＲＰ製遮音パネル部４と、該ＦＲＰ製遮音パネル部４の高さＨの２〜２０％奥行きＤ（ｍ）を有する取付部５とからなるＦＲＰ製遮音壁２と、該ＦＲＰ製遮音壁２の表面の一部に取り付けられた太陽電池パネル３とからなる。

図１において、取付部５は建築物躯体７への接合のための取付部であり、建築物躯体７へ取り付けるための貫通孔６が、アンカーボルト等の位置に対応するように複数設けられている。また、取付部の奥行きＤ（ｍ）は、高さＨ（ｍ）のＦＲＰ製遮音パネル部４が受けた風圧により発生する曲げモーメントを建築物躯体７に十分伝達できる距離が必要である。取付部５の奥行きＤ（ｍ）が、高さH（ｍ）の２％未満まで小さくなると、曲げモーメントを建築物躯体７に十分伝達することができない。また、取付部５の奥行きＤ（ｍ）が、高さH（ｍ）の２０％を超えるまで大きくなると、取付部５の奥行きＤ（ｍ）に対応する建築物躯体７側の取付部の寸法Ｄ′（ｍ）も大きくする必要があり、結果として建築物躯体７の重量増とともにサイズが大きくなり、建築物の建設費用が高くなるという問題がある。

したがって、取付部５の奥行きＤ（ｍ）はＦＲＰ製遮音パネル部４の高さＨ（ｍ）の２〜２０％とするものである。好ましくは１０〜１５％である。

ＦＲＰは成形型に炭素繊維やガラス繊維等の補強繊維を積層し、樹脂を補強繊維に含浸し、硬化させて得るものであり、成形型の形状により自由な形状のＦＲＰ製遮音パネル部４を得ることができるという長所がある。

取付部５はＦＲＰ製遮音パネル部４と同一材料で構成し、図１に示すようにＦＲＰ製遮音パネル部４と一体化した構造であっても良いし、図５や図６に示すようにＦＲＰ製遮音パネル部４と別部品の取付部材１６とし、ボルト・ナットやリベット等の締結部品１７により機械接合する構造であっても良い。取付部材１６を金属材料とする場合は、屋外設置時の耐食性を向上するため、ステンレス鋼材を使用するか、鉄鋼材に溶融亜鉛メッキすることが好ましい。また、締結部品１７と取付部材１６間の電位差による電食を防止するため、締結部品１７は取付部材１６と同一材料とすることが好ましい。

太陽電池パネル３はＦＲＰ製遮音壁２の表面の少なくとも一部に取り付けられている。図１に示す実施態様においては、ＦＲＰ製遮音壁２の上部の湾曲部に、取付部５と対向しない面に太陽電池パネル３が取り付けられている。図４および図７に示す実施態様においては、ＦＲＰ製遮音壁２の取付部５と対向しない面の全面に太陽電池パネル３が取り付けられている。図８に示す実施態様においては、ＦＲＰ製遮音壁２の取付部５と対向する面に太陽電池パネル３が取り付けられている。

太陽電池パネル３の発電効率を最大限に発揮するため、防音壁１の設置場所に合わせて、ＦＲＰ製遮音パネル部４の形状、角度を適宜、変更することが可能である。また、ＦＲＰ製遮音パネル部４への太陽電池パネル３を取り付ける部位を設置場所に合わせて適宜、変更することも可能である。

太陽電池パネル３は図３および図９に示すように、太陽電池モジュール１１と、太陽電池モジュール１１を支持する金属枠体１２とからなり、取付ステー１３を介してＦＲＰ製遮音壁２に機械接合により着脱自在に設置される。機械接合の方法としては、ＦＲＰ製遮音壁２内部に雌ねじ加工した埋設金属１４を内包させ、ボルト１５で締結する方法等がある。この場合、取付ステー１３、ボルト１５、埋設金属１４間の電位差による電腐を防止するため、取付ステー１３、ボルト１５、埋設金属１４は同一材料とすることが好ましい。ステンレス鋼、溶融亜鉛メッキしたＳＳ鋼材、ＳＭ鋼材等が挙げられるが、耐食性からステンレス鋼とすることが好ましい。

また図１０のように、ＦＲＰ製遮音壁２ａとＦＲＰ製遮音壁２ｂを建築物躯体７の両端に沿って対向させて複数設置することも好ましい。ＦＲＰ製遮音壁２ａの外表面側およびＦＲＰ製遮音壁２ｂの内表面側に太陽光が入射する位置に防音壁１ａおよび防音壁１ｂを設置する場合、太陽電池パネル３の発電効率を最大限に発揮するため、ＦＲＰ製遮音壁２ａの外表面側に太陽電池パネル３ａを、ＦＲＰ製遮音壁２ｂの内表面側および取付部上面に太陽電池パネル３ｂ、３ｃを取り付けることが好ましい。

さらに図１１のように、太陽電池パネル３をＦＲＰ製遮音壁２ｃとＦＲＰ製遮音壁２ｄにまたがって取り付けることが重要である。特許文献１に記載のＨ形鋼等の支柱間に防音パネルをはめ込む従来構造の防音壁の場合、太陽電池パネル自体は風荷重に耐え得る強度を保持していないため、太陽電池パネルは支柱に固定することができず、防音パネル自身に固定するしかなかった。したがって太陽電池パネルは防音パネルと同様に、支柱間隔毎に設置せざるを得なかった。本発明の防音壁は支柱を必要とせず、自身で風荷重に耐え得る強度を持ったＦＲＰ製遮音壁に太陽電池パネルを取り付けた防音壁であるため、太陽電池パネルはＦＲＰ製遮音壁毎に設置する必要はなく、複数のＦＲＰ遮音壁をまたいで設置することができる。一例として、図１２は１体当たりの設置長さの長いＦＲＰ製遮音壁２ｅに、大型の太陽電池パネル３を取り付けた状態の斜視図である。

特許文献２に記載の金属製の枠部材を必要とする防音壁用吸音パネルや、従来のコンクリート工場製品であるプレキャストコンクリート製防音壁は重量が大きく、施工性、ハンドリング性の面から防音壁１体当たりの設置長さを長くすることができないという問題があった。本発明の防音壁に使用するＦＲＰ製遮音壁の重量は、同一高さ、同一長さのプレキャストコンクリート製防音壁の重量の約１／５と軽量である。したがって、ＦＲＰ製遮音壁に太陽電池パネルを先に設置した後、ＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体に設置することが可能である。この場合、ＦＲＰ製遮音壁１体当たりの設置長さは、特許文献２に記載のような金属製枠部材を必要とする防音壁用吸音パネルやプレキャストコンクリート製防音壁より長くすることができ、設置作業効率を大きく向上することができる。

さらにまた、図１３のように建築物躯体の側面の一部を覆うスカート部が、ＦＲＰ製遮音壁から延設されることも好ましい。建築物躯体は通常、建築限界を有し、建築物側面からはみ出して防音壁を設置できる範囲が決まっており、その範囲は通常、数十ｍｍと小さい。したがってスカート部の厚みは数十ｍｍ以内である必要がある。上述した従来のプレキャストコンクリート製防音壁はひび割れ等の発生による剥落の懸念があること、内部に補強筋を有する構造のため、厚みを薄くできないという問題から、防音壁にスカート部を設けることが困難である。本発明の防音壁に使用するＦＲＰ製遮音壁は、強度、耐久性を確保しながら薄肉化が可能であるため、スカート部を設けることができる。これにより、図１３に示すように、スカート部表面にも太陽電池パネルを取り付けることができ、スカート部を有効に活用することができる。スカート部の長さは、太陽光発電効率、風荷重に対する強度の点から５０〜１０００ｍｍが好ましい。より好ましくは２００〜８００ｍｍである。

また、図１４のようにＦＲＰ製遮音壁２ｆの外表面に太陽電池パネルを、内表面に吸音パネル１９を取り付けることも好ましい。特許文献２に記載の防音壁は太陽光発電機能と吸音機能を有するものの、金属製の枠部材を必要とするため、重量が大きく、設置作業に大型の重機が必要となり、設置作業効率が低く、大きな設置コストがかかるという問題がある。一方、本発明の防音壁は軽量なＦＲＰ製遮音壁２ｆを使用するため、太陽光発電機能と吸音機能を有しながら、軽量で高い設置効率を確保することができる。吸音パネル１９のＦＲＰ製遮音壁２ｆへの取り付けは、太陽電池パネル３の取り付けと同様に、着脱自在に取り付けることが好ましい。図１５に示すように、ＦＲＰ製遮音壁２ｆの内部に埋設金属１４ｂを内包し、ボルト１５ｂ等で機械接合することがより好ましい。吸音パネル１９には共鳴器型吸音材や多孔質型吸音材を使用できるが、広い周波数にわたって大きな吸音率をもつ多孔質型吸音材が好ましい。多孔質吸音材としては、ガラスウール、ロックウール、ポリウレタンフォーム、エキスパンドメタル等が使用できる。

次に太陽電池パネル３および／または吸音パネル１９の交換について説明する。本発明の防音壁によれば、ＦＲＰ製遮音壁２と太陽電池パネル３およびＦＲＰ製遮音壁２と吸音パネル１９は完全に一体化したものではなく、ボルト等で組み合わせた構成となる。すなわち、防音壁１を設置後に、太陽電池モジュールおよび／または吸音材のアップグレードや修繕等のために、太陽電池パネルおよび／または吸音パネルを更新したい場合、ＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体から取り外す必要はなく、ボルト等を緩めて外すことによって、太陽電池パネルおよび／または吸音パネルだけを取り外し、新しい太陽電池パネルおよび／または吸音パネルに交換することができる。

最後に防音壁の施工方法について説明する。本発明の防音壁１は使用するＦＲＰ製遮音壁２の外表面側に太陽電池パネルを取り付ける場合は、作業性、安全性の点からＦＲＰ製遮音壁２に先に太陽電池パネル３を取り付けた後、ＦＲＰ製遮音壁２を建築物躯体７の所定の位置に据え付け、予め設置されているアンカーボルト８とナット１０によってＦＲＰ製遮音壁２を固定することが好ましい。一方、ＦＲＰ製遮音壁２の内表面側に太陽電池パネルを取り付ける場合は、最初にＦＲＰ製遮音壁２を建築物躯体７の所定の位置に据付け、予め設置されているアンカーボルト８とナット１０によってＦＲＰ製遮音壁２を固定する。その後に、太陽電池パネル３の取付ステー１３と、ＦＲＰ製遮音壁２に埋め込まれた埋設金属１４が一致するように位置調整した後に、ボルト等で締め付けて、太陽電池パネル３をＦＲＰ製遮音壁２に固定することが好ましい。

１、１ａ、１ｂ防音壁
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆＦＲＰ製遮音壁
３、３ａ、３ｂ、３ｃ太陽電池パネル
４ＦＲＰ製遮音パネル部
５取付部
６取付孔
７建築物躯体
８アンカーボルト
９座金
１０ナット
１１太陽電池モジュール
１２金属枠体
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ取付ステー
１４、１４ａ、１４ｂ埋設金属
１５、１５ａ、１５ｂボルト
１６取付部材
１７締結部品
１８スカート部
１９吸音パネル

Claims

ＦＲＰ製遮音パネル部と、該ＦＲＰ製遮音パネル部の高さの２〜２０％の奥行きを有し、建築物躯体に取り付け可能な貫通孔を設けた取付部とから構成されるＦＲＰ製遮音壁の表面の少なくとも一部に太陽電池パネルが取り付けられ、前記太陽電池パネルの少なくとも一部が、複数のＦＲＰ製遮音壁にまたがって固定されていることを特徴とする防音壁。
前記太陽電池パネルは、前記ＦＲＰ製遮音壁から着脱自在に設置されている請求項１に記載の防音壁。
前記太陽電池パネルが、前記ＦＲＰ製遮音壁に機械的に接合されている請求項１または２のいずれかに記載の防音壁。
前記太陽電池パネルは、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールを支持し前記ＦＲＰ製遮音壁と着脱自在に取り付けられた金属枠体とからなることを特徴とする請求項３に記載の防音壁。
前記ＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体の両端に沿って対向させて複数設置し、一方の前記ＦＲＰ製遮音壁外表面に前記太陽電池パネルを設置するとともに、他方の前記ＦＲＰ製遮音壁内表面および前記取付部上面に前記太陽電池パネルを設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防音壁。
前記建築物躯体の側面の一部を覆うスカート部が、前記ＦＲＰ製遮音パネル部から延設されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の防音壁。
前記スカート部表面にも前記太陽電池パネルが取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の防音壁。
前記ＦＲＰ製遮音壁の少なくとも一部に吸音パネルが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の防音壁。
ＦＲＰ製遮音パネル部と、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きを有し、建築物躯体に取り付け可能な貫通孔を設けた取付部とから構成されるＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体へ設置し、その後、前記ＦＲＰ製遮音壁の表面の少なくとも一部に太陽電池パネルを、前記太陽電池パネルの少なくとも一部が、複数のＦＲＰ製遮音壁にまたがって設置することを特徴とする防音壁の施工方法。