JP6381759B2 - 吸音構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物の吸音構造に関する。

マンション等の集合住宅においては、床衝撃音や壁放射音等がトラブルの原因となる場合がある。
床衝撃音は、衝撃加振するものの硬さと衝撃時間に応じて、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、家具の引き摺りや小物類の落下等により生じる軽量床衝撃音と、人の飛び跳ね、飛び降り等により生じる重量床衝撃音とに分けられる。
また、壁放射音は、隣室からの空気伝搬音や固体伝搬音により乾式壁が振動することにより観測される音である。

床衝撃音の低減化対策構造として、例えば、特許文献１，２には、天井スラブと、天井スラブの下方に設けられた吸音用孔あきボードと、孔あきボードに敷き詰められた袋詰めの炭（粒状物）とからなる天井構造が開示されている。

特許第４５５０６０９号公報 特開２０１０−３１５９９号公報

天井の上面には、天井板と下地材（野縁と野縁受け）とにより段差が形成されている。そのため、従来の床衝撃音の低減化対策構造により、１つの袋詰めの炭（粒状物）を、下地材を跨いだ状態で天井板の上面に設置すると、下地材に袋詰めの炭（粒状物）の荷重が作用し難く、想定された吸音効果を得られないおそれがある。

また、振動等により炭が移動すると、下地材の上面に作用する袋詰めの炭（粒状物）の荷重が抜けてしまい、天井全体の吸音能力にバラツキが生じてしまうおそれがある。
なお、このような問題は、乾式壁においてもおこり得る問題である。

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、床衝撃音や壁放射音の低減効果が高く、かつ、安定した吸音効果を得ることを可能とした建物の吸音構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、第一の発明に係る吸音構造は、粒状体と当該粒状体を収容する第一容器からなる第一吸音体と、粒状体と当該粒状体を収容する第二容器からなる第二吸音体とが、天井に上載されて上階の床衝撃音を吸収する吸音構造であって、前記第一吸音体と前記第二吸音体は、天井板と下地材に対してそれぞれ個別に設置されていることを特徴としている。
また、前記第一吸音体は前記天井板の上面に上載され、前記第二吸音体は前記下地材の上面に上載されることを特徴としている。
さらに、前記第一容器と前記第二容器は連結されているか、または内部に仕切りを設けた一つの容器が前記第一容器と前記第二容器とに分割されていることを特徴としている。

かかる吸音構造によれば、伝搬した振動によって粒状体が容器内で振動することにより振動エネルギーを減衰させるため、床衝撃音を効果的に低減させることができる。
また、天井板の振動は第一吸音体により吸収し、下地材の振動は第二吸音体により吸収するため、安定した吸音効果を得ることができる。
さらに、第一容器と第二容器とに粒状体が収容されているため、粒状体が偏ることがなく、したがって、吸音効果の低下を防止することができる。

また、第二の発明に係る吸音構造は、隙間をあけて対向する２枚の壁板の間に形成されて壁放射音を吸収するものであって、粒状体と当該粒状体を収容する第一容器とを有し、前記２枚の壁板の両方に当接した状態で配設された第一吸音体と、粒状体と当該粒状体を収容する第二容器とを有し、一方の前記壁板に固定された下地材と他方の壁板との間において、前記下地材および前記他方の壁板に当接した状態で配設された第二吸音体とを備えていて、前記第一吸音体は、前記壁板に固定されており、前記第二吸音体は前記下地材に固定されていることを特徴としている。

かかる吸音構造によれば、粒状体が容器内で振動することにより振動エネルギーを減衰させるため、壁放射音を効果的に低減させることができる。
また、壁板の振動は第一吸音体および第二吸音体により吸収し、下地材の振動は第二吸音体により吸収するため、安定した吸音効果を得ることができる。
さらに、壁板および下地材に対して、個別に第一吸音体または第二吸音体を固定しているため、粒状体が偏ることによる吸音効果の低下を防止することができる。

なお、前記第一容器と前記第二容器とは連結されていてもよい。
また、前記第一容器および前記第二容器が、ガラスクロスからなる袋でかつ粒状体が無機質であれば、不燃性に優れた吸音構造を構成することができる。

本発明の吸音構造によれば、床衝撃音や壁放射音の低減効果が高く、かつ、安定した吸音効果を得ることを可能とした建物を構築することができる。

第一の実施形態に係る吸音構造の概要を示す断面図である。 図１の吸音構造を示す斜視図である。 （ａ）は第一の実施形態の第一吸音体および第二吸音体を示す正面図、（ｂ）および（ｃ）は他の形態に係る第一吸音体および第二吸音体を示す正面図である。 （ａ）は実証実験に使用した小型天井試験体の立面図、（ｂ）は同平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は同実証実験の測定条件毎の平面図である。 （ａ）および（ｂ）は実証実験結果を示すグラフである。 第二の実施形態に係る吸音構造を示す斜視図である。 図７の吸音構造の各施工段階を示す図であって、（ａ）および（ｃ）は立面図、（ｂ）および（ｄ）は平面図である。 図８に続く吸音構造の各施工段階を示す図であって、（ａ）および（ｃ）は立面図、（ｂ）および（ｄ）は平面図である。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態の吸音構造１は、図１に示すように、上部構造体２の下方に形成された天井３に上載されて上階の床衝撃音を吸収するものである。

上部構造体２は、天井スラブや梁等からなる建物の躯体部分である。本実施形態の上部構造体２は、鉄筋コンクリート造である。なお、上部構造体２は鉄筋コンクリート造に限定されるものではない。

天井３は、いわゆる二重天井（吊り天井）であって、上部構造体２との間に隙間（ふところ）を有した状態で、水平に配設されている。なお、天井３は、必ずしも水平である必要はなく、傾斜していてもよい。

本実施形態の天井３は、天井板３１と、野縁（下地材）３２とを備えている。
天井板３１は、天井３の下面を覆う板材である。なお、天井板３１の材質は限定されるものではないが、軽量で、遮音性に優れたものが望ましい。

野縁３２は、天井板３１を保持する棒状部材であって、天井板３１の上面に固定されている。
本実施形態の野縁３２は、ＪＩＳ Ａ ６５１７ 建築用鋼製下地材（壁・天井）に規定された鋼製下地材や、一般に使用されている角型スタッド等の鋼製下地材である。なお、野縁３２を構成する形材の種類は限定されるものではなく、例えば、断面Ｃ字状、断面コ字状、断面Ｌ字状、断面ロ字状等の形材を使用することができる。また、野縁３２の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼、木質材等であってもよい。

本実施形態の野縁３２は、野縁用ランナー（図示せず）を介して固定支持されている。野縁用ランナーは、断面コ字状の鋼製下地材であって、床スラブに固定され自立する壁に固定支持されている。なお、野縁３２の支持構造は限定されるものではなく、例えば、野縁受け材を介して吊りボルトにより吊持される場合もある。

吸音構造１は、図１および図２に示すように、第一吸音体１１と第二吸音体１２とを有している。
第一吸音体１１は、天井板３１の上面に上載されており、粒状体１３とこの粒状体１３を収容する第一容器１４を有していている。第一吸音体１１は、野縁３２の両側に配設されている。第一吸音体１１の一端は、野縁３２の側面に当接している。

第二吸音体１２は、野縁３２の上面に上載されており、粒状体１３とこの粒状体１３を収容する第二容器１５とを有している。第二容器１５は、第一容器１４よりも幅狭く、粒状体１３の荷重が長期に渡り野縁３２に載るようにした方が好ましい。

第一容器１４および第二容器１５には、クラフト紙からなる袋を採用している。なお、第一容器１４および第二容器１５を構成する材料は限定されるものではないが、内部の粒状体が振動することを阻害することない材料であって、不燃性（難燃性）・耐火性の材質が望ましい。第一容器１４および第二容器１５として、ガラスクロスからなる袋を採用してもよい。また、各容器（第一容器１４、第二容器１５）は別々の袋として作成してもよいし、一つの袋を縫って区分けして独立した別々の容器としてもよい。

本実施形態の粒状体１３は、木炭（出雲カーボン製，長径：１５ｍｍ以下，嵩密度：０．１０４〜０．１５１ｋｇ／ｌ）により構成されている。なお、粒状体１３を構成する材料はこれに限定されるものではなく、例えば、パーライト（ガラス質火山岩を加熱して得た発泡体）の一種である黒曜石系パーライト、真珠岩系パーライト、天然ガラス発泡体、砂、または、これらのうちの少なくとも２つを混合したもので構成すればよい。

本実施形態では、図３の（ａ）に示すように、２つの第一吸音体１１，１１の間に１つの第二吸音体１２を配設してなるユニットを使用している。
２本の野縁３１，３１の間には、二つの第一吸音体１１，１１が配設される。

図２に示すように、第一吸音体１１，１１および第二吸音体１２からなるユニットは、野縁３２の軸方向に沿って、複数連設されている。
そのため、天井３の上面は、複数の第一吸音体１１および第二吸音体１２により覆われている。なお、吸音構造１は、必ずしも天井全面を覆う必要はなく、例えば、第一吸音体１１同士の間や第一吸音体１１と第二吸音体１２との間に隙間が形成されていてもよい。

図３の（ａ）に示すように、各ユニットにおいて第一吸音体１１と第二吸音体１２は連結されている。

第一吸音体１１の下面の両端部には、接着部１６が形成されている。第一吸音体１１は、接着部１６を介して天井板３１および野縁３２の側面に固定（接着）される。
第二吸音体１２の下面には、接着部１６が形成されている。第二吸音体１２は、接着部１６を介して野縁３２の上面に固定（接着）される。

本実施形態では、接着部１６として両面テープを貼着するが、接着部１６は接着剤を塗布することにより形成してもよい。
また、第一吸音体１１および第二吸音体１２の固定方法は、接着に限定されるものではない。例えば、治具を介して固定してもよい。

なお、第一吸音体１１および第二吸音体１２は、必ずしも連結されている必要はなく、図３の（ｂ）に示すように、分割されていてもよい。
また、一つの袋体の内部に仕切りを設けて第一容器１４と第二容器１５とに分割してもよい。

また、第一吸音体１１として、大型のものを採用することで、２本の野縁３１，３１の間に１つの第一吸音体１１（図３の（ｃ）参照）を配設してもよい。

本実施形態の吸音構造１によれば、天井板３１および野縁３２に対して、第一吸音体１１と第二吸音体１２をそれぞれ個別に載置するため、天井板３１および野縁３２に対して確実に荷重を作用させることができる。

そのため、天井板３１や下地材（野縁３２）で生じる共振を抑制し、天井３で観測される振動を小さくすることができる。
つまり、天井板３１の振動は第一吸音体１１により吸収され、野縁３２の振動は第二吸音体１２により吸収されるため、安定した吸音効果を得ることができる。

粒状体１３は、わずかな振動でも移動して振動エネルギーを吸収する。
また、吸音構造１によれば、床衝撃音の最終的な放射面となる天井板３１の上面において振動エネルギーを減衰させるため、二重天井が設置されることによって生じる床衝撃音の増幅を抑制し、設置前と比較して大きな低減効果を得ることができる。

また、野縁３２上の粒状体１３は、第二容器１５内に収容されていて、そこから移動することはないので、天井板３１と野縁３２との間に段差が存在していても、粒状体１３が偏ることはなく、したがって、吸音効果が低下することを防止することができる。
また、第一吸音体１１と第二吸音体１２が連結されたものを使用することで、吸音構造１の施工時の手間を低減することができる。

吸音構造１は、第一吸音体１１および第二吸音体１２を天井３の上面に並べるだけで床衝撃音の低減効果を得られるため、既設、新設を問わず、受音室（下階室）側から床衝撃音低減対策を行うことができる。また、適用可能な建物の構造形式（鉄筋コンクリート造、鉄骨構造、木造等）に限定されることなく、採用することができる。

第一吸音体１１および第二吸音体１２は、それぞれ天井板３１または野縁３２に接着されているため、位置のずれや落下が防止されている。
そのため、施工性が向上するとともに、吸音効果の低下を防止することができる。

本実施形態の天井構造１は、新築時だけでなくリニューアル時にも適用可能な床衝撃音低減技術であり、特に床スラブ厚さや梁の追加・位置変更等の構造仕様と密接に関係する重量床衝撃音に対して、構造仕様の変更を必要としない床衝撃音低減技術である。

次に、本実施形態の吸音構造１の振動低減効果を確認するために実施した実証実験結果を示す。
本実験では、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、床スラブ６に固定され自立する壁５を用いて形成された小型天井試験体において、重量衝撃源で床スラブ６に衝撃Ｐを与え、床スラブ６を介して天井３に伝搬された振動加速度レベルを測定した。

天井３における測定は、天井３の腹（測点Ｘ）と天井の節（測点Ｙ）の２点において行った。
本実験は、図５の（ａ）に示すように吸音構造１がない場合（条件Ａ）、図５の（ｂ）に示すように第二吸音体１２のみを配設した場合（条件Ｂ）、図５の（ｃ）に示すように第一吸音体１１のみを配設した場合（条件Ｃ）、図５の（ｄ）に示すように第一吸音体１１と第二吸音体１２との両方を配設して接着していない場合（条件Ｄ）および第一吸音体１１と第二吸音体１２との両方を配設してそれぞれを接着した場合（条件Ｅ）の５つの測定条件について実施した。

図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、重量床衝撃音の決定周波数となることが多い周波数６３Ｈｚ帯域の周波数スペクトルに着目すると、条件Ａにおいて極大値となっている５６．８７５Ｈｚや７０．６２５Ｈｚの振動加速度レベルは、条件Ｂ〜Ｅでは、小さくなっている。特に、条件Ｂ〜Ｅにおいて振動加速度レベルが大きくなる５６．８７５Ｈｚに着目すると、条件Ｅにおける振動加速度レベルが最も小さくなっている。

重量床衝撃音の評価の際に用いられる６３Ｈｚ帯域（１／１オクターブバンド）分析結果において、条件Ｂ〜Ｅの条件Ａからの振動低減量を表１に示す。
また、表２には、周波数５６．８７５Ｈｚにおける条件Ｂ〜Ｅの条件Ａからの振動低減量を示す。

表１に示すように、６３Ｈｚ帯域では、天井板３１および下地材３２の両方に吸音体（第一吸音体１１および第二吸音体１２）を載置すれば（条件Ｄおよび条件Ｅ）、条件Ｂや条件Ｃよりも振動低減量が増加することが確認された。
一方、表２に示すように、周波数５６．８７５Ｈｚでは、条件Ｅのみが条件Ｂや条件Ｃよりも振動低減量が増加することが確認された。

天井板３１および下地材３２に吸音体（第一吸音体１１および第二吸音体１２）を接着した条件Ｅは、６３Ｈｚ帯域および周波数５６．８７５Ｈｚの両方において、最も振動低減量が大きくなった。

したがって、本実施形態の吸音構造１によれば、重量床衝撃音の低減効果が得られることが実証された。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態の吸音構造１は、図７に示すように、乾式壁５の内部に形成されて壁放射音を吸収するものである。

乾式壁５は、隙間をあけて対向する２枚の壁板５１，５１と、壁板５１の背面に固定された下地材５２とを備えている。

壁板５１は、乾式壁５の表面を覆う板材である。
壁板５１の材質は限定されるものではないが、本実施形態では石膏ボードを使用する。

下地材５２は、壁板５１を保持する棒状部材である。本実施形態の下地材５２は、一方の壁板５１のみに固定されている。

本実施形態の下地材５２は、ＪＩＳ Ａ ６５１７ 建築用鋼製下地材（壁・天井）に規定された鋼製下地材や、一般に使用されている角型スタッド等の鋼製下地材である。なお、下地材５２を構成する形材の種類は限定されるものではなく、例えば、断面Ｃ字状、断面コ字状、断面Ｌ字状、断面ロ字状等の形材を使用することができる。また、下地材５２の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼、木質材等であってもよい。

吸音構造１は、第一吸音体１１と第二吸音体１２とを有している。
第一吸音体１１は、２枚の壁板５１，５１の両方に当接しており、粒状体１３とこの粒状体１３を収容する第一容器１４を有していている。また、第一吸音体１１は、乾式壁５の高さ方向に沿って連設されている。

第二吸音体１２は、一方の壁板５１に固定された下地材５２と他方の壁板５１との間において、下地材５２および壁板５１に当接した状態で配設されている。
第二吸音体１２は、粒状体１３とこの粒状体１３を収容する第二容器１５とを有している。第二容器１５は、第一容器１４よりも小さい形状を有している。
また、第二吸音体１２は、乾式壁５の高さ方向に沿って連設されている。

本実施形態では、複数の第一吸音体１１および複数の第二吸音体１２により、乾式壁５の内面を全面的に覆っている。
なお、吸音構造１は、必ずしも乾式壁５の全面を覆う必要はなく、例えば、第一吸音体１１同士の間や第一吸音体１１と第二吸音体１２との間に隙間が形成されていてもよい。

第一容器１４および第二容器１５には、ガラスクロスからなる袋を採用している。なお、第一容器１４および第二容器１５を構成する材料は限定されるものではないが、振動した際に内部の粒状体が移動することを阻害することない材料であって、不燃性・耐火性の材質が望ましい。

本実施形態の粒状体１３は、パーライト（ガラス質火山岩を加熱して得た発泡体）の一種である黒曜石系パーライトにより構成されている。なお、粒状体１３を構成する材料はこれに限定されるものではなく、例えば、真珠岩系パーライト、天然ガラス発泡体、砂、木炭、または、これらのうちの少なくとも２つを混合したもので構成すればよい。

吸音構造１は、以下の手順により構築する。
まず、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、上部構造体２または天井３と床スラブ６または床スラブ６の上部に設置された乾式二重床との間に立設された下地材５２に沿って第二吸音体１２，１２，…を設置する。
第二吸音体１２は、第二吸音体１２に形成された接着部を利用して、下地材５２に固定する。

次に、図８の（ｃ）および（ｄ）に示すように、一方の壁板５１を設置する。
このとき、壁板５１を一部の下地材５２，５２，…に固定する。

続いて、図９の（ａ）および（ｂ）に示すように、下地材５２，５２同士の間に第一吸音体１１，１１，…を配設する。
第一吸音体１１は、接着部を介して壁板５１に固定（接着）する。

一方の壁板５１の背面が、第一吸音体１１，１１，…および第二吸音体１２，１２，…により覆われたら、図９の（ｃ）および（ｄ）に示すように、他方の壁板５１を設置する。
他方の壁板５１は、残りの下地材５２，５２，…に固定する。また、第一吸音体１１，１１，…は、接着部を介して他方の壁板５１に固定（接着）する。

ここで、本実施形態では、接着部として両面テープを貼着する。なお、接着部は両面テープに限定されるものではなく、例えば、接着剤を塗布することにより形成してもよい。
また、第一吸音体１１および第二吸音体１２の固定方法は、接着に限定されるものではない。

本実施形態の吸音構造１によれば、壁板５１および下地材５２に対して、第一吸音体１１と第二吸音体１２をそれぞれ個別に設置するため、壁板５１および下地材５２の振動を確実に低減させることができる。
つまり、壁板５１の振動は第一吸音体１１により吸収され、下地材５２の振動は第二吸音体１２により吸収されるため、安定した吸音効果を得ることができる。

第一吸音体１１および第二吸音体１２は、それぞれ壁板５１または下地材５２に接着されているため、位置のずれや落下が防止されている。
そのため、施工性が向上するとともに、吸音効果の低下を防止することができる。

第一容器１４および第二容器１５として不燃材であるガラスクロスからなる袋を採用しているため、耐火性・不燃性が高い。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

１ 吸音構造
１１ 第一吸音体
１２ 第二吸音体
１３ 粒状体
１４ 第一容器
１５ 第二容器
２ 上部構造体
３ 天井
３１ 天井板
３２ 野縁（下地材）
５ 乾式壁
５１ 壁板
５２ 下地材

Claims (3)

1. 粒状体と当該粒状体を収容する第一容器からなる第一吸音体と、
   粒状体と当該粒状体を収容する第二容器からなる第二吸音体とが、天井に上載されて上階の床衝撃音を吸収する吸音構造であって、
   前記第一吸音体と前記第二吸音体は、天井板と下地材に対してそれぞれ個別に設置されていることを特徴とする、吸音構造。
2. 前記第一吸音体は前記天井板の上面に上載され、前記第二吸音体は前記下地材の上面に上載されることを特徴とする、
   請求項１に記載の吸音構造。
3. 前記第一容器と前記第二容器は連結されているか、または
   内部に仕切りを設けた一つの容器が前記第一容器と前記第二容器とに分割されていることを特徴とする、
   請求項１または請求項２に記載の吸音構造。
   

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