JP6329002B2 - 床構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物の上階から下階へ伝わる音、特に上階床に衝撃が加わった時の音（床衝撃音）を低減させる床構造に関するものである。

従来から、居住性を向上させるために、建物の上階から下階へ伝わる音を低減させる床構造に関連する技術は、多数提案されている。

例えば、特許文献１には、ヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造が開示されている。

特開２００１−１７３１２２号公報

しかしながら、特許文献１のような従来のヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造は、殆どが、ヘルムホルツ型吸音構造に必要な閉塞空間を形成し易いコンクリート系建物に適用されるものであった。

そこで、本発明は、非コンクリート系建物にも容易に適用可能なヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の床構造は、建物の上階から下階へ伝わる音を低減させる床構造であって、前記建物の上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、前記建物の下階の天井部は、天井板がその上方の複数の天井支持体で支持されて成り、複数の前記天井支持体の上側面には天井裏面材が固定され、前記天井板、前記天井裏面材及び前記天井支持体に囲まれて複数の閉塞空間が形成されており、複数の前記閉塞空間の上面を形成する前記天井裏面材側には、前記床部の下方の床下空間と連通する孔が設けられていることを特徴とする。

ここで、前記孔を円孔とし、オクターブバンドで６３Ｈｚ帯の音を吸収できるように、当該孔の直径の長さを設定しているとよい。

また、前記建物はユニット建物であり、前記床部は、上階の建物ユニットの床部であり、前記天井部は、下階の建物ユニットの天井部であるとよい。

さらに、前記天井裏面材は、前記ユニット建物を構築する際に用いる足場板をそのまま残したものであるとよい。

また、前記天井裏面材の下面と前記天井板の上面との間に吸音材を設け、前記閉塞空間内の体積を設定しているとよい。

さらに、前記吸音材は、繊維系吸音材であるとよい。

このような本発明の床構造は、建物の上階から下階へ伝わる音を低減させる床構造であって、建物の上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、建物の下階の天井部は、天井板がその上方の複数の天井支持体で支持されて成り、複数の天井支持体の上側面には天井裏面材が固定され、天井板、天井裏面材及び天井支持体に囲まれて複数の閉塞空間が形成されており、複数の閉塞空間の上面を形成する天井裏面材側には、床部の下方の床下空間と連通する孔が設けられた構成とされている。

上記した構成なので、上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、下階の天井部は、天井板がその上方の複数の天井支持体で支持されて成るという条件さえ満たせば、非コンクリート系建物にも、ヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造を容易に適用することができる。

ここで、孔を円孔とし、オクターブバンドで６３Ｈｚ帯の音を吸収できるように、孔の直径の長さを設定している場合は、子供が飛び跳ねたり、重量物を落としたりしたときに発生する下階に響くような音（重量床衝撃音）を吸収して低減することができる。

また、建物はユニット建物であり、床部は、上階の建物ユニットの床部であり、天井部は、下階の建物ユニットの天井部である場合は、非コンクリート系建物であるユニット建物にも、ヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造を容易に適用することができる。

さらに、天井裏面材は、ユニット建物を構築する際に用いる足場板をそのまま残したものである場合は、ユニット建物を構築する際に必須な足場板を天井裏面材に利用するので、別途取り付ける必要がなく、施工性が良いうえに、経済的である。

また、天井裏面材の下面と天井板の上面との間に吸音材を設け、閉塞空間内の体積を設定している場合は、吸音材を設ける位置で閉塞空間内の体積が決まるので、吸収したい音の波長に近付ける調整を容易に行うことができる。

さらに、吸音材は、繊維系吸音材である場合は、グラスウール等の繊維系吸音材は成形加工等が容易なうえに、比較的安価なので、低コストで実施することができる。

実施例の床構造を備えたユニット建物の概略構成を示す説明図である。 図１におけるＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。 ヘルムホルツ型吸音構造の原理モデルを示した模式図である。 実施例の床構造の設定数値を示した表である。 天井裏面材に孔が無い場合と有る場合とを比較した試験の試験結果を示した表である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

先ず、実施例の構成について説明する。

図１〜図３は、実施例の床構造を備えた建物としてのユニット建物１の概略構成を示している。

このユニット建物１は、図１に示したように、下階の建物ユニット１Ｂの上に、上階の建物ユニット１Ａを組み付けて成る。

これら上下階の建物ユニット１Ａ，１Ｂは、いずれも、４本の角形鋼管から成る柱１１，・・・と、これらの柱１１，・・・の下端部間を連結した４本の溝形鋼から成る床梁としての床大梁１２，１２，１２Ａ，１２Ａと、これらの柱１１，・・・の上端部間を連結した４本の溝形鋼から成る天井大梁１３，１３，１３Ａ，１３Ａとを有する骨組み構造体である。

ここで、対向する長辺側の床大梁１２，１２間には、複数の床支持体としての床小梁１５，・・・が取付金具１５ａを介して略平行に略等間隔で架け渡され、これらの床小梁１５，・・・の上に、パーチクルボードから成る床下地材１４ａ，ＡＬＣ板から成る床下地材１４ｂ，モルタル板から成る床下地材１４ｃの上面に乱尺材から成る床仕上材１４ｄを積層した床板１４が取り付けられて床部が形成される。

なお、この床部の端部は、短辺側の床大梁１２Ａと床小梁１５との間に補助床根太１９，・・・が設けられて、補強がなされている。

また、対向する長辺側の天井大梁１３，１３間には、複数の天井支持体としての天井根太１７，・・・が略平行に略等間隔で架け渡され、これらの天井根太１７，・・・の下に、石膏ボードなどの面状部材を二重に積層した天井板１８が取り付けられて天井部が形成される。

なお、この天井部の端部は、短辺側の天井大梁１３Ａと天井根太１７との間に補助天井根太１６・・・が設けられて、補強がなされている。

さらに、外壁（図示せず）を設ける箇所では、床大梁１２，１２，１２Ａ，１２Ａと天井大梁１３，１３，１３Ａ，１３Ａとの間に間柱（図示せず）が取り付けられ、間柱の屋外側に外壁材が取り付けられ、屋内側に内壁材が取り付けられ、外壁材と内壁材との間に、グラスウールなどの断熱材が設けられて壁部が形成される。

なお、上階の建物ユニット１Ａの床大梁１２，１２，１２Ａ，１２Ａの下側面と、下階の建物ユニット１Ｂの天井大梁１３，１３，１３Ａ，１３Ａの上側面との間には、制振シート４が設けられており、ユニット建物１の揺れを吸収するようになっている。

そして、この実施例の床構造では、下階の建物ユニット１Ｂの天井部に特に特徴を有する。

具体的には、下階の建物ユニット１Ｂの複数の天井支持体としての天井根太１７，・・・の上側面には、ユニット建物１を構築する際に足場板として用いるパーチクルボードなどを二重に積層した天井裏面材２が固定された状態でそのまま残されている。

また、天井裏面材２の長辺側の端部下面と、天井板１８の上面との間には、グラスウールなどの繊維系吸音材から成る吸音材３がそれぞれ設けられて、天井裏面材２と天井板１８との間には、複数の閉塞空間５，・・・が形成されている。

さらに、これら複数の閉塞空間５，・・・上面を形成する天井裏面材２側には、床部の下方の床下空間６と連通する円形の孔２ａ，・・・が設けられている。

なお、図１では図示を省略したが、図２及び図３に示したように、天井裏面材２の端部と、天井大梁１３，１３，１３Ａ，１３Ａとの間には、グラスウールなどの繊維系吸音材から成る吸音材２０が設けられている。

次に、この実施例の床構造の吸音原理について簡単に説明する。

この実施例の床構造は、ヘルムホルツ型吸音構造を利用したものである。

図４は、ヘルムホルツ型吸音構造の原理モデルを示したものである。

この内部体積Ｖ、喉部の長さＬ、孔の面積Ｓの原理モデルの上方から音を発すると、共鳴周波数ｆの音を吸音できることが分かっている。

この共鳴周波数ｆは、次の［式１］により算出することができる。

［式１］ｆ＝（ｃ／２π）√[Ｓ／（Ｌ＋ΔＬ）Ｖ]
なお、ｃは音速、Ｓは孔の開口端面積、ΔＬは補正値である。

ここで、孔の開口端面積Ｓは、孔の半径をｒとして、πｒ²なので、孔の半径ｒ又は直径２ｒが分かれば算出することができる。

また、喉部の長さＬは、天井裏面材２の板厚に相当する。

さらに、内部体積Ｖは、閉塞空間５の体積に相当するので、吸音材３を設ける位置で調整することができる。

図５は、実施例の床構造の設定数値を示した表である。

この実施例の床構造では、吸音する音の共鳴周波数ｆを、オクターブバンドで６３Ｈｚ帯の特に、子供が飛び跳ねたり、重量物を落としたりしたときに発生する約５０Ｈｚの重量床衝撃音のものとしている。

この場合、孔２ａの直径２ｒは８ｃｍとなる。

なお、これらの数値は、温度環境が１０℃で、音速ｃが３３７．５ｍ／ｓの場合を想定して算出されたものである。

次に、天井裏面材２に孔２ａ，・・・が無い場合と有る場合とを比較する試験を行ったので、図６にその試験結果を表で示す。

この図６に示したように、特に６３Ｈｚ帯において、天井裏面材２に孔２ａ，・・・が無い場合に上階から下階へ伝わる音が、８２．４ｄＢであったのが、孔２ａ，・・・が有る場合には、８０．１ｄＢとなり、この孔２ａ，・・・を設けるだけで、−２．３ｄＢという大きな低減効果が得られることが分かった。

次に、実施例の作用効果について説明する。

このような実施例の床構造は、建物としてのユニット建物１の上階から下階へ伝わる音を低減させる床構造であって、ユニット建物１の上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、ユニット建物１の下階の天井部は、天井板１８がその上方の複数の天井支持体としての天井根太１７，・・・で支持されて成り、複数の天井根太１７，・・・の上側面には天井裏面材２が固定され、天井板１８、天井裏面材２及び天井根太１７，・・・に囲まれて複数の閉塞空間５，・・・が形成されており、複数の閉塞空間５，・・・の上面を形成する天井裏面材２側には、床部の下方の床下空間６と連通する孔２ａ，・・・が設けられた構成とされている。

上記した構成なので、上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、下階の天井部は、天井板１８がその上方の複数の天井支持体としての天井根太１７，・・・で支持されて成るという条件を満たしているため、上階の建物ユニット１Ａと下階の建物ユニット１Ｂの間隔が狭いながらも、非コンクリート系建物であるユニット建物１にも、ヘルムホルツ型吸音構造を利用した床構造を容易に適用することができる。

ここで、孔２ａ，・・・を円孔とし、オクターブバンドで６３Ｈｚ帯の音を吸収できるように、孔２ａ，・・・の直径の長さ２ｒを設定している。

このため、子供が飛び跳ねたり、重量物を落としたりしたときに発生する下階に響くような音（重量床衝撃音）を吸収して低減することができる。

さらに、天井裏面材２は、ユニット建物１を構築する際に用いる足場板をそのまま残したものである。

このため、ユニット建物１を構築する際に必須な足場板を天井裏面材２に利用するので、別途取り付ける必要がなく、施工性が良いうえに、経済的である。

また、天井裏面材２の下面と天井板１８の上面との間に吸音材３，・・・を設け、閉塞空間５，・・・内の体積を設定している。

このため、吸音材３，・・・を設ける位置で閉塞空間５，・・・内の体積が決まるので、吸収したい音の波長に近付ける調整を容易に行うことができる。

さらに、吸音材３，・・・は、繊維系吸音材である。

このため、グラスウール等の繊維系吸音材は成形加工等が容易なうえに、比較的安価なので、低コストで実施することができる。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記した実施例では、説明を簡単に行うため、ユニット建物１を上階、下階それぞれが１個の建物ユニットから成る構成として実施したが、これに限定されず、実際には必要な規模に応じて複数個の建物ユニットから成る構成で実施してもよい。

また、上記した実施例では、建物として、ユニット建物１に適用して実施したが、これに限定されず、上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、下階の天井部は、天井板がその上方の複数の天井支持体で支持されて成るという条件さえ満たせば、軸組建物などの他の形式の建物に適用して実施してもよい。

さらに、天井裏面材２に設けた孔２ａを円孔として実施したが、これに限定されず、他の形状の孔で実施してもよい。

１ ユニット建物（建物）
１Ａ 上階の建物ユニット
１Ｂ 下階の建物ユニット
１１ 柱
１２ 床大梁
１２Ａ 床大梁
１３ 天井大梁
１３Ａ 天井大梁
１４ 床板
１４ａ 床下地材
１４ｂ 床下地材
１４ｃ 床下地材
１４ｄ 床仕上材
１５ 床小梁（床支持体）
１５ａ 取付金具
１６ 補助天井根太
１７ 天井根太（天井支持体）
１８ 天井板
１９ 補助床根太
２０ 吸音材
２ 天井裏面材
２ａ 孔
３ 吸音材
４ 制振シート
５ 閉塞空間
６ 床下空間

Claims (5)

1. 建物の上階から下階へ伝わる音を低減させる床構造であって、
   前記建物の上階の床部と下階の天井部とは上下に間隔を有しており、
   前記建物の下階の天井部は、天井板がその上方の複数の天井根太で支持されて成り、
   複数の前記天井根太の上側面には所定の板厚の天井裏面材が固定され、前記天井板、前記天井裏面材及び前記天井根太に囲まれて複数の閉塞空間が形成されており、
   前記天井裏面材の下面と前記天井板の上面との間に吸音材を設け、前記閉塞空間内の体積を設定し、
   複数の前記閉塞空間の上面を形成する前記天井裏面材には、前記床部の下方の床下空間に向かって開口する所定の開口面積の孔が設けられていることを特徴とする床構造。
2. 前記孔を円孔とし、オクターブバンドで６３Ｈｚ帯の音を吸収できるように、当該孔の直径の長さを設定していることを特徴とする請求項１に記載の床構造。
3. 前記建物はユニット建物であり、前記床部は、上階の建物ユニットの床部であり、前記天井部は、下階の建物ユニットの天井部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の床構造。
4. 前記天井裏面材は、前記ユニット建物を構築する際に用いる足場板をそのまま残したものであることを特徴とする請求項３に記載の床構造。
5. 前記吸音材は、繊維系吸音材であることを特徴とする請求項４に記載の床構造。