JP6271213B2 - 吸音パネル及び防音壁設備 - Google Patents
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Description
そのために、上下方向に並べた防音パネルの音源側とその背面側とでは音圧差が大きく、防音壁設備の上端縁近傍の領域に加速された音のエネルギーが回折現象を発生させて、防音壁設備の背面側の住宅側に、回折した音が拡がるという問題があった。
そこで問題を解決すべく、上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に配設し、第2吸音材を内装した第2吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な第2外枠体を設け、前記第2吸音空間とその外方とにわたる音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記第2外枠体の音源側表面部及び、背面部に形成してある吸音パネル、を配設するという提案があった(例えば、特許文献2参照)。
しかし、吸音パネルを設けた防音壁設備は、雨にさらされる場所での設置であるために、吸音性能を低下させないためにも、吸音パネルの天井部に雨除け用のキャップが設けられている。
そして、その雨除け用のキャップがあるために、キャップの前後で音圧差が大きくなり、音の回折現象の低減機能が妨げられる虞があった。
そこで、例えば道路などの音源側で発生した音の大部分は上下方向に複数段に並べてある防音パネル夫々の第1吸音空間に内装した第1吸音材で吸収され、尚且つ、複数段の防音パネルの内の最上段のものの上端縁部から背面側に回折しようとする音が、第2吸音材で吸収されながらその振動エネルギーが減衰される。
しかも、音透過面を、第2外枠体の天井部にも設け、前記第2外枠体の内面に対して前記第2吸音材における表裏の上下縦面、及び、上面との間に間隙を設け、前記第2吸音材の上方を通気性のある撥水部材で覆ってあるために、第2吸音材を透過しようとする空気の流れが、第2外枠体の天井部で遮られて、天井部近傍との大きな音圧差をつけることが防止されるために、音源側の音が防音壁設備の背面側に拡がるという音の回折現象を防止できるようになる。
また、第2外枠体の天井部を音透過面に形成することによる第2吸音空間への雨水の侵入を、通気性のある撥水部材で第2吸音材の上方を覆うことにより防止でき、結局、吸音性能を維持しながら音源側の音が防音壁設備の背面側に拡がるのを防止できる。
そこで、例えば道路などの音源側で発生した音の大部分は上下方向に複数段に並べてある防音パネル夫々の第1吸音空間に内装した第1吸音材で吸収され、尚且つ、複数段の防音パネルの内の最上段のものの上端縁部から背面側に回折しようとする音が、第2吸音材で吸収されながらその振動エネルギーが減衰される。
しかも、音透過面を、第2外枠体の天井部にも設け、前記第2外枠体の内面に対して前記第2吸音材における表裏の上下縦面、及び、上面との間に間隙を設け、前記第2吸音材の上方を通気性のある撥水部材で覆ってあるために、第2吸音材を透過しようとする空気の流れが、第2外枠体の天井部で遮られて、天井部近傍との大きな音圧差をつけることが防止されるために、音源側の音が防音壁設備の背面側に拡がるという音の回折現象を防止できるようになる。
また、第2外枠体の天井部を音透過面に形成することによる第2吸音空間への雨水の侵入を、通気性のある撥水部材で第2吸音材の上方を覆うことにより防止でき、結局、吸音性能を維持しながら音源側の音が防音壁設備の背面側に拡がるのを防止できる。
従って、防音壁設備全体として例えば道路上の音源からの周辺住居地域への拡散を、効果的に防止できる。
図1、図2に示すように、例えば道路等の防音壁設備は、道路の側方において道路とその周辺とを隔てるように、道路に沿って一定間隔置きに立設させたパネル支持用H型鋼10の縦溝内に、パネル1を上下方向に複数段に積み上げた状態で、道路に沿って並べて設置することで構成されている。
図1、図2に示すように、前記パネル1は、コンクリート製の基礎外壁2の上に上下方向に複数段に積み上げる防音パネル1Aと、その防音パネル1Aの最上段の物の更に上に配設する吸音パネル1Bとからなり、いずれの防音パネル1Aも第2吸音パネル1Bも、夫々の左右両端部を、横方向に隣接するパネル支持用H型鋼10の夫々の縦溝内に嵌入させてある。
図1、図2に示すように、防音パネル1Aは、グラスウールからなる第1吸音材3Aを内装した第1吸音空間4Aを内部に形成すると共に、音源となる道路とその道路の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な金属板から成る第1外枠体5Aを設け、第1吸音空間4Aに外方の音を取り入れ自在な音導入孔6を多数形成してあるガラリ構造からなる音透過面を、第1外枠体5Aの音源側表面部7に形成すると共に、第1外枠体5Aの音源側とは反対側の背面部8には孔の開いてない鉄板製の遮音板を設けて、道路側からの発生音を防音壁の背面側には逃がさないように構成してある。
図5〜図8中の14は、吸音パネル1Bを、パネル支持用H型鋼10に設置してH形鋼との間に上部より固定用ばね鋼材を打ち込んで固定した後に、パネル支持用H型鋼10に連結したワイヤー(図外)を通す切り欠き部で、図中の15は、切り欠き部14と同時に通すアイボルトで、パネル支持用H型鋼10からの吸音パネル1Bの脱落を防止してある。
尚、第1外枠体5A及び第2外枠体5Bは、夫々2部材以上の板金部材から成り、それらの複数の板金部材をリベットやボルトナット又は接着、溶接などで一体に箱状に組み付けて形成してある。
前記第2吸音材3Bには、その表面に難燃性のクロス9を貼り付けて耐候性を保持してあると共に、前記パンチングメタルの開口率は、50%以上では防音壁設備上端縁近傍での音の回折現象の抑制効果は変わりないがパネル剛性が低下しやすくなるために、約32%にしてある。
図9における17は、第2吸音材3Bの上端と、第2外枠体5Bの上端部下面との間隙に充填して、第2吸音材3Bの安定保持を行う充填ゴムで、18は、第2吸音材の横中間部を押えて第2吸音材3Bを安定保持する押え部材であり、第2吸音材3Bの反対面にも同趣旨の押さえ部材18を設けてある。
尚、第2吸音材3Bの横両端は、アングル部材により前後方向の移動を同様に規制してある。
つまり、図1、図2に示すように、従来の既設の防音壁設備において、最上段の第1吸音パネル1Aを取り外して、吸音パネル1Bに入れ換えるだけでも、道路側の発生音が、防音壁設備の背面側に回り込んで拡がるのを防止できる。
第1実施形態の吸音パネル1Bの別の第2実施形態を、図10〜図19に示し説明をする。
吸音パネル1Bは、第2吸音材3Bを内装した第2吸音空間4Bを内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な第2外枠体5Bを、縦断面形状が台形になるように形成し、第2吸音空間4Bに外方の音を取り入れ自在な音導入孔6を多数設けてある音透過面を、第2外枠体5Bの音源側表面部7及び、背面部8に形成してある。そして、第2外枠体5Bの上下幅を、第1外枠体5Aの上下幅よりも小に形成してある。
前記第2吸音材3Bには、その表面に難燃性のクロス9を貼り付けて耐候性を保持してあると共に、前記パンチングメタルの開口率は、50%以上では防音壁設備上端縁近傍での音の回折現象の抑制効果は変わりないがパネル剛性が低下しやすくなるために、約32%にしてある。
尚、吸音パネル1Bは、図10、図11、図19に示すように、上下複数段に積み上げた防音パネル1Aの内の最上段のものの更に上に配設すべく、横方向に隣接するパネル支持用H型鋼10間に亘ってそれらの上端に連結した天板11の上に、第2吸音パネル1Bを載置して連結部材12で連結固定してある。
図中の13は、防音パネル1Aの上端部と天板11との間に介在して、第1吸音パネル1Aを固定するスペーサーである。
また、道路に沿って並べた吸音パネル1Bどうしの間の隙間は、間隙カバー部材19を、隣接する吸音パネル1Bの端部同士に亘って被せることで、塞いである。
吸音パネル1Bの第3実施形態を、図20〜図24に示し、説明する。
吸音パネル1Bは、第2吸音材3Bを内装した第2吸音空間4Bを内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な第2外枠体5Bを設け、第2吸音空間4Bとその外方とにわたる音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、第2外枠体5Bの音源側表面部7及び、背面部8に形成し、音透過面を、第2外枠体5Bの天井部20にも設け、第2外枠体5Bの内面に対して第2吸音材3Bにおける表裏の上下縦面、及び、上面との間に間隙を設け、第2吸音材3Bの上方を通気性のある撥水部材21で覆ってある。つまり、第2外枠体5Bを穴開きのパンチングメタルで構成して、音源側表面部7、背面部8、天井部20に音透過面を形成してある。
また、撥水部材21における水勾配の下流側に、第2吸音材3Bの上下縦面よりも外方側に延設する軒部を形成する第2パンチングメタル23を取り付け、その第2パンチングメタル23上に延設した撥水部材21を載置支持させて、撥水部材21上を流下する雨水が、水勾配に沿って軒部を流下して下方に落下することで、第2吸音材3Bが雨水に濡れて含水して吸音性能を低下させてしまうのを防止してある。
尚、第2吸音材3Bの表面及び裏面にも、撥水部材21としての防水布を貼ってある。
次に第3実施形態による吸音効果を、前記第1実施形態(比較例1)と比較実験した。
図30(a)、(b)、(c)に示すように、第2外枠体5Bの天井部20を塞いだ第1実施形態(比較例1)の第1吸音パネル1BAと、天井部20全面に音透過面を形成するパンチングメタルを設けた第2吸音パネル1BBと、第2外枠体5Bの上面及び側面のなす角部を、夫々25mm残し、その他をパンチングメタルにした第3吸音パネル1BC(第3実施形態)との音の回折現象抑制効果を、夫々調べた結果を、図31のグラフに示す。
これによると、第2吸音パネル1BBが明らかに吸音効果が高いことが分かる。
次に、音透過面を形成した第2外枠体5Bの上面と、第2吸音材3Bの上面との間の隙間と、空気粒子流れ抵抗との関係を調べて図32のグラフに示した。
PET(ポリエステル)ウールの第2吸音材3B単体 (図32(a))と、PETウールの第2吸音材3Bとパンチングメタルとの間の空気層厚0mm(図32(b))と、PETウールの第2吸音材3Bとパンチングメタルとの間の空気層厚10mm(図32(c))と、PETウールの第2吸音材3Bとパンチングメタルとの間の空気層厚20mm(図32(d))との夫々の空気粒子流れ抵抗(N・s/m3)を示す図32のグラフによると、空気層厚は、10mm以上が好ましいことが明確である。
吸音パネル1Bは、第3実施形態とは別の実施形態として、図25〜図29に示すように、パンチングメタルからなる第2外枠体5Bの天井部20を、撥水部材21と同様に傾斜姿勢に取付けて、下方の第1パンチングメタル22とで撥水布からなる撥水部材21を挟み込み固定してある。
尚、第2外枠体5Bと第1パンチングメタル22は、吸音パネル1Bの略横幅全長に亘る長さに形成してあるが、第1パンチングメタル22の帯状支持部材26と、その帯状支持部材26と上端部で連結する第2吸音材3Bの押え部材18とは、夫々幅狭の帯状に形成して吸音パネル1B横方向の複数個所に取り付けてある。
以下に他の実施の形態を説明する。
〈1〉 前記第1吸音材3A、第2吸音材3Bは、ポリエステルウール以外に、グラスウールやロックウール等の無機繊維からなる多孔質体や、ステンレス繊維などの金属繊維からなる多孔質体の他に、アルミニウム焼結板から構成してあってもよい。
〈2〉 前記パンチングメタルを、アルミニウム以外に、ステンレス、亜鉛引き鋼板などの金属板から形成してあってもよい。また、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂板であっても良い。
〈3〉 前記防音壁設備は、道路用以外に、鉄道用、一般の防音壁設備、又は、室内のパーティションにも利用することもできる。
〈4〉 前記第1実施形態の第2吸音材3Bは、上下方向に連続的に厚み及び流れ抵抗値が変化するもの以外に、厚みが均等で下端部ほど面密度が大きくなるものや、密度一定で厚みを上端側程薄く形成してあったり、密度一定の吸音材マットを、厚み方向に積層して上端側より下端部ほど積層枚数を増加させてあってもよく、つまり、空気の流れ抵抗値を下端部ほど大になるように設定してあればよい。
〈5〉 第2外枠体5Bの表面部を、パンチングメタル以外に、金属メッシュやガラリ構造やルーバー形式の金属板や金属製焼結板で形成してあってもよい。
〈6〉 第2吸音材3Bの上方を覆う前記撥水部材21は、撥水性の織布や不織布等でもよく、また、それを支持するのに、少なくとも表裏の上下縦面いずれか一方側に雨水が流下する水勾配を形成するようにしてあればよい。
発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
1B 吸音パネル
3A 第1吸音材
3B 第2吸音材
4A 第1吸音空間
4B 第2吸音空間
5A 第1外枠体
5B 第2外枠体
6 音導入孔
7 音源側表面部
8 背面部
20 天井部
21 撥水部材
24 排水溝
25 吸音材支持部
Claims (9)
- 第1吸音材を第1吸音空間に内装してある防音パネルを、上下方向に複数段に並べてある防音壁設備において、
上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に配設し、
第2吸音材を内装した第2吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な第2外枠体を設け、
前記第2吸音空間とその外方とにわたる音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記第2外枠体の音源側表面部及び、背面部に形成してある吸音パネルであって、
前記音透過面を、第2外枠体の天井部にも設け、
前記第2外枠体の内面に対して前記第2吸音材における表裏の上下縦面、及び、上面との間に間隙を設け、
前記第2吸音材の上方を通気性のある撥水部材で覆ってある吸音パネル。 - 前記撥水部材は、前記第2吸音材の少なくとも表裏の前記上下縦面いずれか一方側に雨水が流下する水勾配を形成するように支持されている撥水性の布である請求項1に記載の吸音パネル。
- 前記撥水部材における水勾配の下流側に、前記第2吸音材の前記上下縦面よりも外方側に延設する軒部を形成してある請求項2に記載の吸音パネル。
- 前記撥水部材を、前記第2外枠体の天井部よりも下側に配設してある請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸音パネル。
- 前記第2吸音材の底部の下側に、前記第2外枠体の内部に侵入した雨水を前記第2外枠体の長手方向に沿って排水する排水溝を形成するように支持する吸音材支持部を、前記第2外枠体に設けてある請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸音パネル。
- 前記第2吸音材が、ポリエステル繊維ウールから成る多孔質材から成形されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸音パネル。
- 前記第2吸音材の面密度を0.9〜100kg/m2で、その流れ抵抗値を400〜4000N・s/m3に設定してある請求項1〜6のいずれか1項に記載の吸音パネル。
- 第1吸音材を第1吸音空間に内装してある防音パネルを、上下方向に複数段に並べ、
上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に、第2吸音材を内装した第2吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な第2外枠体を設け、
前記第2吸音空間とその外方とにわたる音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記第2外枠体の音源側表面部及び、背面部に形成すると共に、
前記音透過面を、第2外枠体の天井部にも設け、
前記第2外枠体の内面に対して前記第2吸音材における表裏の上下縦面、及び、上面との間に間隙を設け、
前記第2吸音材の上方を通気性のある撥水部材で覆ってある吸音パネルを配設してある防音壁設備。 - 前記第2吸音材が上端部側ほどその流れ抵抗値及び面密度が小さくなるように形成されている請求項8に記載の防音壁設備。
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