JPH0774493A - 鉄筋コンクリートにおける電波反射の軽減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】建物外観のデザインを制約したり、外壁パネル
の重量を増加させたりすることがなく、かつ経済的でし
かもゴースト障害防止効果の大きい電波反射の軽減方法
を提供する。 【構成】鉄筋コンクリートの鉄筋２の一部をＮｉ−Ｚｎ
系，Ｍｎ−Ｚｎ系，Ｍｇ−Ｚｎ系の何れかに属するフェ
ライトコア１で覆ってコンクリート内部に埋め込む。電
波が到達すると鉄筋に高周波電流が流れる。しかしフェ
ライトコア１が鉄筋２に流れる高周波電流にたいして抵
抗体として作用し、鉄筋２はフェライトコア１が装着さ
れた箇所で電気的には遮断された状態になり、鉄筋２と
電波の相互作用が抑止されて反射波のゴースト障害を抑
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート構造
物の外壁部分における電波反射障害を軽減または防止す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶ画面が二重三重に重なって見えるゴ
ースト障害は、高層建築物の多い都市部に限らず、その
周辺部でも大きな問題になっているが、その原因の一つ
に高層建築物の外壁面からの電波反射があり、その対策
が求められている。従来の対策を大別すると、電波到来
方向の外壁面にフェライトタイルを装着して電波を吸収
する方法もしくは構造物の外壁面の形状を工夫して反射
電波を散乱させる方法がある。

【０００３】前者の電波吸収体による方法は、フェライ
トタイルを電波入射外壁面の７０％以上に貼るもので、
比較的大きな電波吸収性能が得られてゴースト障害に対
し効果が高く、且つ多くの施工実績があり性能，信頼性
に優れた方法といえる。一方、後者の構造物の外壁面の
形状を工夫して反射電波を散乱させる方法は、例えば建
物外壁の垂直平面壁面に入射した電波があたかも光が反
射されるように特定の方向に集中して反射される場合
に、その垂直壁面を少し傾けることにより、外壁面に入
射した電波を天空方向に向けて反射させて地上への反射
電波を弱めたり、或いは外壁面を凹または凸曲面にする
ことにより入射電波を四方に散乱させて反射電波を弱め
るもので、高価なフェライトタイルを使用しないので経
済性に優れた方法といえる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電波吸収体による方法は、高価なフェライトタイルを
多量に使用する、フェライトタイルの保持，性能発揮
のため三層構造となり製作工程が複雑になる、フェラ
イトタイルの剥離防止のために特殊形状の化粧タイルが
必要になる、外壁面の意匠統一のため、フェライトタ
イルを貼らない部分にも同一の化粧タイルを貼る必要が
あり、余分の費用がかかる、などの理由から全体的に価
格が高くなり、且つまた外壁パネルの重量が増加すると
いう問題点があった。

【０００５】これに対して、上記の外壁面の形状を工夫
して反射電波を散乱させる方法は、建物外観のデザイン
に制約を受けるばかりでなく、反射波減少効果が電波吸
収体より劣るという問題点があった。すなわち、一般に
ゴースト障害を軽減するにはＤＵ比（直接波と反射波と
の電界強度比）が２０〜２５ｄＢ程度必要といわれてい
るが、いま半径７０ｍの曲面を持つビルのＤＵ比を計算
すると約２０ｄＢ（ 1：0.1 ）となり、半径２１ｍの曲
面を持つビルの場合は約２４ｄＢ（ 1：0.06）程度とな
る。したがって、計算の結果だけをみれば外壁面の形状
の工夫だけでもゴースト障害は防止可能と考えられる。
しかし実際には、複数建物からの電波反射や建物表面形
状に起因する反射電波の集中等の原因によって、計算値
よりもＤＵ比が低下し、ゴースト障害が残る可能性があ
る。

【０００６】そこで本発明は、上記従来の問題点に着目
してなされたものであり、鉄筋コンクリートの鉄筋自体
にフェライトコアを取り付けて外壁に埋め込むことによ
り、経済的で、かつ建物外観のデザインを制約したり、
外壁パネルの重量を増加させたりすることがなく、しか
もゴースト障害防止効果の大きい電波反射の軽減方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達する本発
明は、鉄筋コンクリートの鉄筋の一部をＮｉ−Ｚｎ系，
Ｍｎ−Ｚｎ系，Ｍｇ−Ｚｎ系の何れかに属するフェライ
トコアで覆ってコンクリート内部に埋め込むことを特徴
とする。上記の鉄筋へのフェライトコアの装着は、入射
電波の電界成分方向に沿わせて、横筋と縦筋のいずれか
一方にのみ行うことができる。

【０００８】また、鉄筋へのフェライトコアの装着は、
横筋と縦筋との双方に行うこともできる。

【０００９】

【作用】鉄筋コンクリートが電波を反射するのは、コン
クリート内部に配筋されている鉄筋が電波を反射するた
めであり、無筋コンクリートであれば電波は殆ど反射し
ないで透過する。この場合、鉄筋コンクリート内の鉄筋
がテレビアンテナと同様に作用する。すなわちアンテナ
におけると同じく、当たった電波は電流となって鉄筋内
部を流れる。しかしテレビアンテナの場合は、アンテナ
内を流れた電流は受信機に至って消費されるのに対し
て、鉄筋の場合には電流の行き場がないため到来方向に
電波として再放射され、結局、鉄筋から反射されたこと
になる。

【００１０】本発明では、鉄筋の一部に装着したフェラ
イトコアが、鉄筋内の電流の流れを阻害する。すなわ
ち、フェライトコアは鉄筋に流れる高周波電流にたいし
て抵抗体として作用し、鉄筋はフェライトコアが装着さ
れた箇所で電気的には遮断された状態になり、鉄筋と電
波が相互作用をすることがなくなる。こうして電波を鉄
筋の後ろに透過させ、反射波のゴースト障害を抑止す
る。

【００１１】以下、更に本発明を詳細に説明する。本発
明は、主として鉄筋コンクリート構造物の外壁部分に適
用され、電波の反射障害を軽減もしくは防止するもので
ある。その適用場所としては、例えばＲＣ構造物（鉄筋
コンクリート造構造物）の場合は電波到来方向に面した
外壁部分の鉄筋を対象とし、またＳ造等のコンクリート
製のプレキャスト板を外壁に用いる場合にはその内部の
鉄筋を対象とする。いずれにしても、外壁面に電波吸収
体を貼って対策する程には反射電波が強くはないが、建
物の形状効果だけでは反射波の減衰量が不足するような
場合に効果的に適用できるものである。

【００１２】鉄筋コンクリート内の鉄筋がアンテナとし
て有効に作用するのは、電波の波長λに対して鉄筋の長
さがλ／4 , λ／２, λ×ｎ（ｎは正の整数) となる場
合であり、鉄筋の長さがλ／4 より短ければ電流は流れ
にくくなる。このことを利用した電波を反射しない鉄筋
コンクリート構造の可能性を検討してみると、テレビ電
波の場合、周波数は１００ＭＨｚ以上が対象となるが、
周波数１００ＭＨｚの電波において上記λ／4 に相当す
る長さは0.75ｍであり、これより長さの短い鉄筋を使用
して鉄筋コンクリート外壁を製作することは構造上不可
能といえる。

【００１３】そこで、本発明者らは、鉄筋コンクリート
の構造上も可能なゴースト障害対策の実現について鋭意
研究を重ねた結果、鉄筋を物理的に短く切断する代わり
に、適切な間隔でフェライトコアを装着して電流の流れ
を阻止する、換言すれば鉄筋をフェライトコアで電気的
に短く切断することにより実質的に物理的切断と同一の
効果が得られることを見いだして本発明をなすに至った
ものである。

【００１４】本発明に用いるフェライトコアの材料，形
状，寸法は、対象とする電波の周波数に適したものを選
択する必要がある。フェライトコアの材料としては、テ
レビ電波では周波数が約１００ＭＨｚ以上が対象となる
ことから、少なくとも１００ＭＨｚで数十〜数百オーム
のインピーダンスを持つＮｉ−Ｚｎ系，Ｍｎ−Ｚｎ系，
Ｍｇ−Ｚｎ系の何れかに属するフェライトコアの焼結体
を用いる。

【００１５】フェライトコアの外部形状としては、円筒
形，或いは四角形・六角形等の多面体形状，その他どん
な形状でも良いが、鉄筋を通す内径部分は円柱状の鉄筋
に密着させるように円筒形とすることが望ましい。但
し、若干のすき間があっても性能低下は少ない。多面体
形状の場合は、平均的な直径をコアの外径として扱って
良い。図１ないし図３は本発明に用いるフェライトコア
の形状を例示したものである。図２，図３に示すよう
に、フェライトコアを径方向に二つ割にしても性能はあ
まり低下しない。このように割コアにすると、鉄筋を
組んだ後でもコアを装着することが可能で、作業が容易
にできる、鉄筋が表面に凹凸を有する異形鉄筋であっ
ても、コアの成形時にコア内径面に異形鉄筋の凹凸形状
を転写しておくことで、フェライトコアを異形鉄筋にも
すき間なく密着させて装着することが可能で電波反射損
失効果が損なわれないという利点がある。

【００１６】本発明のフェライトコアの寸法および鉄筋
への取り付け間隔については、対象とする電波の反射性
能に大きな影響を及ぼすことが、研究の結果明らかにな
った。図４は、本発明におけるフェライトコア１と鉄筋
２との相互関係を説明する図で、図中の記号は次の通り
である。

【００１７】 Ａ：鉄筋相互の間隔（ｍ） ＤＡ：コアの直径（ｍ） ＤＣ：鉄筋の直径（ｍ） ＬＡ：コアの取り付け間隔（ｍ） ＬＣ：コアの長さ（ｍ） また、 Ｘ：鉄筋直径に対するコアの外径比率 Ｙ：鉄筋に対するコアの被覆率 と定義すると Ｘ＝ＤＡ／ＤＣ Ｙ＝ＬＣ／ＬＡ である。

【００１８】実験の結果、 ・鉄筋に対するコアの被覆率（Ｙ）が大きいほど ・鉄筋直径に対するコアの外径比率（Ｘ）が大きいほど ・鉄筋相互の間隔（Ａ）が大きいほど 電波反射損失は大きくなることが分かった。

【００１９】しかしながら、コンクリート板としての強
度やコストを考慮すると、（Ａ，Ｘ，Ｙ）をあまり大き
くすることはできず、電波反射損失が無限に大きくなる
ことは無い。図５に電波反射損失（Ｓ）と（Ｋ）との関
係の一例を示す。ここに、（Ｋ）は鉄筋の間隔（Ａ）と
コアの被覆率（Ｙ）とコアの外径比率（Ｘ）の自然対数
値との積で、式（１）で定義される。

【００２０】Ｋ＝Ａ＊Ｙ＊Ｌｎ（Ｘ） （１） 図５において、電波反射損失（Ｓ）と（Ｋ）との間には
相関関係があることが示されており、回帰曲線が描け
る。図５より、例えば、電波反射損失を６ｄＢ以上とす
るためには、（１）式においてＫ＝0.018 以上にすれば
良いことが分かる。従って、必要とする電波反射損失
（Ｓ）が決まれば、それを実現するためのフェライトコ
アの選定，配置条件としては、図５の回帰曲線より
（Ｋ）を求め、式（２）の関係を満足すればよいことが
わかる。

【００２１】Ａ＊Ｙ＊Ｌｎ（Ｘ）≧Ｋ （２） ここで、Ｌｎ（Ｘ）はＸの自然対数値を示す。上記のフ
ェライトコア１の取り付けは、原則として格子状に組ん
だ鉄筋の横筋又は縦筋のいずれか一方に枡目ごとに取り
付ける。上記のフェライトコア１の取り付けは、入射電
波の電界成分方向の鉄筋に対して行ない、対象とする電
波が水平偏波か垂直偏波かで異なる。すなわち、外壁の
鉄筋コンクリートへの入射電波が水平偏波なら横筋のみ
に装着し、一方、入射電波が垂直偏波なら縦筋にのみ装
着すれば効果を発揮する。もっとも、何れか一方に限定
しなければならないわけではなく、縦筋，横筋の双方に
装着しても良い。

【００２２】また、鉄筋が複数重ねて配筋されるいわゆ
るダブル配筋の場合には、重ねるおのおのの鉄筋にフェ
ライトコアを装着する。本発明によれば、コンクリート
内部の鉄筋を物理的に切断することなく、適切な間隔で
フェライトコアを装着するだけで、鉄筋を電気的に短く
切断できるから、外壁の構造強度に影響を与えることな
くゴースト障害対策が可能で、また高価なフェライトタ
イルを使用せずに、鉄筋部分の一部だけに小さなフェラ
イトコアを装着するだけで済むため、フェライト使用量
が少なく、施工が容易であり、且つ外壁面の仕上げ材料
が自由に選択できて安価である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図６，図７はシングル配筋鉄筋コンクリ
ート板に矢符号方向の電界方向成分１０を持つ電波が入
射される場合のフェライトコア１の配置例を模式的に示
したものであり、図中２１は縦筋、２２は横筋、２３は
コンクリートである。

【００２４】縦筋２１と横筋２２は直径６ｍｍの鉄筋
で、これを縦横１００ｍｍ間隔の正方形の枡目に組んで
溶接したものである。上記の配筋の各枡目の上下すなわ
ち各横筋２２の枡目間毎に、外径１５ｍｍ，内径７ｍ
ｍ，長さ２９ｍｍ，インピーダンス１７０オームのフェ
ライトコア１を装着した場合（ＣＡＳＥ１）及び外径２
０ｍｍで他は同じとしたフェライトコア１を装着した場
合（ＣＡＳＥ２）とについて、入射電波の周波数別に電
波反射損失を測定した。結果を図８に比較して示す。

【００２５】入射電波の周波数１００ＭＨｚ〜２００Ｍ
Ｈｚの範囲において、電波反射損失はＣＡＳＥ１の場合
で７ｄＢ弱、ＣＡＳＥ２の場合で９ｄＢ弱となり、コア
径の大きい方が電波反射損失も大きくとれる傾向と共
に、フェライトコア１の有効性が確認された。装着する
フェライトコア１の数を増やすか、フェライトコア１の
インピーダンスのより高い物を使用することで、電波エ
ネルギー反射量を更に減少させることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉄筋コンクリート内の鉄筋の一部をＮｉ−Ｚｎ系，Ｍｎ
−Ｚｎ系，Ｍｇ−Ｚｎ系の何れかに属する焼結フェライ
トコアで覆ってコンクリート内部に埋め込むことによ
り、入射電波によって鉄筋内部に流れる電流を遮断して
反射電波を減少させるものであるから、高価なフェライ
ト材の使用量を低減でき且つ構造も簡単にできて、その
結果、工期が短く、経済的で、かつ建物外観のデザイン
を制約したり、外壁パネルの重量を増加させたりするこ
とがなく、しかも大きなゴースト障害防止性能が得られ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフェライトコアの形状例を示す（ａ）
は断面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明のフェライトコアの形状例を示す（ａ）
は断面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】本発明のフェライトコアの形状例を示す（ａ）
は断面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明のフェライトコアと鉄筋との相互関係を
説明する平面図である。

【図５】電波反射損失（Ｓ）と（Ｋ）との相関関係を表
すグラフである。

【図６】本発明の実施例のシングル配筋鉄筋コンクリー
ト板におけるフェライトコア配置平面図である。

【図７】図6 のVII −VII 線断面図である。

【図８】本発明の電波反射の軽減効果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ フェライトコア ２ 鉄筋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋コンクリート内の鉄筋の一部をＮｉ
   −Ｚｎ系，Ｍｎ−Ｚｎ系，Ｍｇ−Ｚｎ系の何れかに属す
   るフェライトコアで覆って、コンクリート内部に埋め込
   むことを特徴とする鉄筋コンクリートにおける電波反射
   の軽減方法。
2. 【請求項２】 鉄筋へのフェライトコアの装着は、入射
   電波の電界成分方向に沿わせて、横筋と縦筋のいずれか
   一方にのみ行うことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コ
   ンクリートにおける電波反射の軽減方法。
3. 【請求項３】 鉄筋へのフェライトコアの装着は、横筋
   と縦筋との双方に行うことを特徴とする請求項１記載の
   鉄筋コンクリートにおける電波反射の軽減方法。