JPH0468418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、遮音性の改善された音響学的に多重
壁構造を有する遮音構造体に関する。

（従来の技術） 近年、住宅騒音等の問題に対処するため、多く
の遮音技術、材料の研究開発がなされている。又
建材においては、建材性能の高性能化が求められ
ている。即ち、省資源・省エネルギー、安全性の
向上の観点から断熱化、軽量化、不燃化が要求さ
れ、空間の拡大、施工性の改善等の観点から薄型
化が求められている。この為、遮音材料及び遮音
構造も、これらの要求に合致するものが求められ
るに至つている。この傾向はマンシヨン等を中心
とするコンクリート集合住宅に於いても見られ
る。一般にGL工法と呼ばれる石こうボード等を
表面材とし、接着材によりコンクリートスラブ素
面に点付施工する工法は、施工性、不燃性、施工
コスト等の点で極めて優れた工法と言われてい
る。このGL工法では、通常厚さ９mm程の石こう
ボードを用いる事、接着材を使用する事によつて
上記長所が生みだされているが、反面、共鳴透過
やコインシデンス効果による遮音性能の著しい低
下を招来しており、この改善が重要課題とされて
いる。

このGL工法壁の遮音性能は、コンクリートス
ラブ壁単体に対し、表面材及び中空層の付設によ
つて、中音域では向上するものの、低音域では共
鳴透過、高音域では表面材のコインシデンス効果
によつて著しい遮音欠損すなわち、大略10dB以
上の性能低下を来たす。この為、隣戸間の重大な
騒音トラブルを引き起こしている。

一般にGL工法は、コンクリート製集合住宅等
に於いて、コンクリートスラブ素壁面に大略15〜
45cmのピツチでGLボンドと呼ばれる接着材をこ
ぶし大のかたまりにして付着させ、ここに通常９
mm程度の厚さの石こうボードを表面材として押し
当て、10〜20mm程度の中空層を設けてコンクリー
トスラブ素面と点付固定し、表面層を形成させる
工法である。ここでは、この工法によつて作られ
たコンクリートスラブと表面層との二重壁（裏面
も同様に施工すれば三重壁）をGL工法壁と呼ぶ
事にする。

尚、コンクリートスラブの厚さは約10〜20cm程
度である事が多い。

（発明が解決しようとする問題点） GL工法に於ける上記遮音欠損に対し、既に
様々な対策が試みられている。例えば、表面材の
制振構造化、表面材の多層化乃至重量化、空気層
の拡大、接着剤の施工パターンの変更、接着材部
分への弾性材料の付加等を掲げる事ができるが、
いずれもGL工法の長所を保持したままで前記し
た遮音欠損の改善効果を発揮させる事ができない
状態にある。これ等の方法の大部分は、他の遮音
構造体の遮音欠損対策をGL工法壁に応用したも
のであるが、他の遮音構造体のケースと同様、さ
したる改善効果は得られず、特にGL工法の長所
をより多く保存しようとする場合にはほとんど改
善効果が得られていない。この為、GL工法は接
着材を用いず、木製の固定用枠組を用いて石こう
ボード（表面材）を施工する方法に転換されつつ
あるが、これは前記したGL工法と呼べるもので
はなく、また、施工性やコストの面で大巾に前記
GL工法に劣るものとなつている。しかも前記し
た遮音欠損の問題は殆んど改善されていない。

この様にGL工法壁に於ける遮音欠損の改善は
非常に困難な課題になつている。

（問題点を解決するための手段） 以上の状況に鑑み、本発明者は鋭意研究を進
め、全く新たな方法によつてGL工法壁の遮音欠
損を大巾に改善できる事を見い出し、本発明に至
つた。即ち、表面材の面密度を表面材の平面方向
に複数の不均質化領域を設けることにより、GL
工法壁に生ずる遮音欠損の生起周波数を分散化
し、極端な遮音性能の落ち込み部分（周波数）を
解消または軽減しようとするものである。本発明
は、従来の考え方の多くが、表面材の制振や、欠
損周波数の一括的大巾移動をねらつたものである
のに対し、壁体表面材の各部の音響的挙動に差異
を与えるべく、部分的な面密度の不均質化を図
り、各部分の透過音の遮音欠損周波数をわずかに
異ならしめるだけで、遮音欠損を大巾に改善しよ
うとするものである。

すなわち、本発明の要旨は、重量性壁材の少な
くとも片面に中空層を設けて表面材を施工してな
る壁体において、前記壁体が面密度を異にする複
数の領域からなる表面材で構成されてなる遮音構
造体に係る。

なお、面密度を異にする複数の領域からなる表
面材が最大面密度と最小面密度の比を1.3以上と
して構成され、表面材の加重平均面密度より10％
以上大なる面密度を有する領域と10％より小なる
面密度を有する領域のそれぞれの面積の和がとも
に25％以上になるよう構成され、さらに表面材の
各領域に内包される最大円の直径が３cm以上であ
ることが好ましい。例えば、重量性壁材たるコン
クリートスラブ壁に中空層を設けて表面材たる石
こうボード等を施工してなる壁体は、音響的に二
重壁を構成しており、質量＋空気バネ＋質量の共
振系を構成し、所謂二重壁の低音域の共鳴透過現
象が生起する。また重量性壁材及び表面材にはそ
れぞれ入射音の特定成分と壁材（又は板材）の曲
げ振動との協同的作用によるコインシデンス効果
が現われる。

これ等の現象及び効果が生じる周波数域は一般
に次の(1)式及び(2)式で示される。

二重壁の低音域の共鳴透過周波数 コインシデンス限界周波数c（Hz） ＝C²／2π√ ……(2) 式中、m₁、m₂は二重壁中のそれぞれの壁の面
密度（Kg／m²）、ρは空気密度（Kg／m²）、ｃは
音速（ｍ／sec）、ｄは中空層の厚み（ｍ）、ｍ
は壁（又は板）の面密度（Kg／m²）、Ｂは壁
（又は板）の曲げ剛性（Ｎ・ｍ）である。

この為、最も重大な遮音欠損と認められている
低音域の共鳴透過による欠損への対策として面材
の一体的積層等による重量化によつて遮音欠損周
波数を主要可聴周波数域（例えば125〜4000Hz）
外へ移行させるべく、試みがなされたが、125Hz
〜250Hz程度以下にする事は不可能であつた。尚、
この一体的積層ではコインシデンス効果による音
響透過損失（Ｔ・Ｌ）の落ち込み周波数が低下
し、反つて遮音欠損を増大する場合が多かつた。
これに対し、本発明による、面密度の不均質化に
よる遮音面（壁面）各部の遮音欠損周波数の分散
化では、欠損周波数のわずかな差異によつて欠損
部分のＴ・Ｌの落ち込みを大巾に改善する事がで
きる。

また、表面材の面密度の不均質化に際し、更に
以下の条件を満たすことにより、大きな効果が期
待できる。

即ち、表面材の面密度ｍを複数の領域毎に異な
らしめ、その最大値ｍ maxと最小値ｍ minの
比を1.3以上とし、かつ表面材の加重平均面密度
ｍより10％以上大なる面密度m⁺を持つ領域Li（ｉ
個の領域があるものとする。ｉは整数）の面積が
表面材全面積の25％以上であり、及びより10％
以上小なる面密度m^-を持つ領域Sj（ｊ個の領域が
あるものとする。ｊは整数）の面積が全面積の25
％以上占めることである。これは、欠損周波数を
音域の1/3オクターブ毎の遮音性能評価である。
１／３オクターブ評価で大幅に改善する為にはｍ
max／ｍ min≧1.3及び全面積のそれぞれ25％
以上のm⁺乃至m^-を持つ領域の存在が必要であ
る。尚、m⁺⁺およびm^--（但し、m⁺⁺≧1.2、
m^--≦0.8）となる領域が、各25％存在する事
が一層望ましい。この様に、表面材に面密度を極
力大きく変えた領域が、大きな面積比率で存在す
る事が遮音欠損分散化効果上好ましい。この面密
度を異にする不均質化領域は、２領域（m⁺およ
びm^-のみ）または３領域程度の差異でも十分効
果が期待できるが、面密度の差を大きくできる場
合には、より多領域例えば、市松模様の如くに不
均質化する事が好ましい。また、領域曲が段階的
でなく連続的に面密度を変化させても、前記条件
を満たすものであれば効果は現われる。

次に、本発明における好ましい条件として、
m⁺及びm^-を持つ各領域（LiおよびSj）の大きさ
および形状について、そこに内包される最大円の
直径が３cm以上である事である。これは、前記不
均質化領域の音響的挙動が必要な程度に他と分離
される為には、一定以上の領域の大きさが必要で
ある。すなわち、各不均質化領域の形状が、例え
ば極めて細い短ざく状のものより、正方形や円形
に近い形状のものの方が音響的挙動の分離特に生
起欠損周波数の分離が相対的に容易であるからで
ある。この大きさと形状の要求を満たす条件を検
討した結果、石こうボード及びこれと同レベルの
曲げ剛性を有する表面材において、領域の外周に
２点以上で接する円のうち、面積の最大となる円
つまり、領域に内包される最大円が数cm以上であ
ると、何らかの遮音欠損の分散化効果が発生する
事が認められた。そしてLiおよびSjに内包される
最大円の直径が３cm以上であれば、遮音欠損の改
善が好適に図れることが認められた。尚、好まし
くは、10cm以上であれば、rmd域およびc域に
おいて全面的に大きな遮音欠損の改善が図れる。
但し、この値が大略１ｍ程度以上となると透過音
の合成が十分なされず、受音側空間の形態等にも
よるが、壁の近傍では、遮音欠損の改善がかえつ
て減殺されるケースが発生する。特に小さな受音
室ではこの傾向が感受され易く避けた方が良い。
これは本発明によつて壁体各部から透過する異な
つた透過音成分の再合成が不均質化領域が相対的
に小さい方が促進されるからである。なお、この
不均質化領域の配置は表裏両面の対応によつてそ
の効果が異なる場合があるが、より小さな区分に
よつてその差異はなくなり、全般に効果も大きく
なるからである。

（実施例） 本発明の構成例を添付の図面にもとずき説明す
る。

第１図は一般にGL工法といわれている構造の
部分断面図であり、コンクリートスラブ壁１の少
なくとも片面に中空層２を設けて表面材３を接着
材４で点付した構造を示すものである。本発明は
表面材３に例えば第３図〜第１１図に示す如き面
密度を不均質化した複数の領域として、rmd及
びcの改善を図つたものである。第３図は面密度
を異にする２種の面材を２領域に不均質化して構
成したものであり、第４図は面密度を異にする２
種の面材または領域を対角線状に配置したもの、
第５図は面密度を異にする３種の面材または領域
で３段階に構成したもの、第６図は表面材の中央
部を他の部分とは面密度を異にする面材を配して
構成したものであり、第７図は連続的に面密度を
異ならせた３種の面材により表面材を形成したも
のであり、第８図は面密度を異にする２種の三角
形状の面材を交互に配置させて構成したものであ
り、第９図は面密度を異にする２種の面材を市松
模様に配して構成したもの、第１０図は面密度の
違う４種の面材または領域を市松模様に配して構
成したものであり、第１１図は不均質化領域を接
着材の施工に対応させて配したものであつて、接
着材が施工されている格子点（〓の部分）の格子
に沿つて面密度の違う２種の面材を配して構成し
たものであり、施工上特に不均質化領域が小さく
区分されている場合に好ましく用いられる。

本発明における表面材の不均質化領域の構成は
以上に説明した実施例に限られるものでないこと
はいうまでもない。

また、コンクリートスラブ壁１と表面材３との
間に形成された中空層２の厚みｄを不均質化した
例を第２図に示す。コンクリートスラブ壁の施工
時に中空層側の壁表面に凹凸を生じさせて中空層
の厚みを不均質化して形成する。第２図はコンク
リートスラブ壁の両面に施工した例であるが、片
面施工であつてもよく、本施工体を前記表面材と
組み合わせればさらに遮音効果は増大する。

以下、本発明を実施例、比較例にもとづきさら
に説明する。

比較例 １ 厚さ約12cmのコンクリートスラブ壁の両面に約
30cmピツチの格子点に接着材を付着させ、この上
から面密度6.8Kg／m²、厚さ９mmの0.9×1.8ｍの石
こうボードを各４枚張着施工した。この時の中空
層の厚みは約15mmで、接着材による全壁体面積に
対する接着面積比率は約20％であつた。接着材の
完全硬化後に、このGL工法壁の音響透過損失
（Ｔ・Ｌ）を測定した。結果を第１２図に示す。
図に示す通り、約250Hzと4000Hzの領域に著しい
遮音欠損が出現したが、これ等はrmd域および
石こうボードのc域の落ち込みであり、GL工法
壁特有のものである。二重壁化によつて中音域で
は遮音性が向上している反面、遮音欠損による落
ち込み量も大略15dB程度に達し、コンクリート
スラブ素面に対し、10dB以上も欠損による低下
が生じている。

比較例 ２ 比較例１のGL工法壁と石こうボードに、比較
例１で用いた石こうボードを全面べた貼りをし、
同様にＴ・Ｌの測定を行つた。結果を第１２図に
示す。この工法壁はGL工法壁の遮音欠損の代表
的改善方法と考えられていたものである。

図に示す如く、rmd域が先のGL工法壁（比較
例１）に較べ低音域側（欠損域：200Hz）へ移行
し、２〜3dBの改善がなされているが、依然とし
て欠損量は十数dB程度あり、遮音欠損はほとん
ど軽減されていない。c域では欠損周波数が中音
域側に移行し、やはり欠損は殆んど改善されてい
ない。

実施例 １ 比較例１で用いたコンクリートスラブ壁の片面
に約30cmピツチ間隔で格子状に接着剤であるGL
ボンドを付着させ、該ボンドに第９図に示す如き
面密度の違う２種を市松模様状にした石こうボー
ドを貼着し、壁体を構成した。用いた石こうボー
ドは一方は面密度が6.8Kg／m²で厚み９mmであり、
他は面密度9.0Kg／m²で厚み９mmであつた。また、
それぞれの不均質化領域は約45cm×45cmの正方形
であつた。従つて、ｍ max／ｍ min＝1.32で
あり、加重平均面密度＝7.9Kg／m²で、面密度
の大きい領域はより14％大きく、面密度の小さ
い領域はより14％小さい。また面密度の大きい
領域及び小さい領域がともに50％で構成されてお
り、各領域に内包される最大円の直径は45cmであ
つた。なお中空層の厚みは約15mmであつた。

本実施例の壁体について、Ｔ・Ｌ測定を行つ
た。結果を第１２図に示す。図に示す如く、欠損
量が数dBに軽減され、GL工法壁に対し５〜
10dB程度と大きく改善されている。ここに5dB
の欠損量の改善を図るためには質量則に従えば壁
厚を２倍にする必要があり、10dBの改善には４
倍にする必要がある。しかし、前記したように壁
厚の増加ではrmdやcの欠損の改善が図れない
のである。

実施例 ２ 比較例１で用いたコンクリートスラブ壁の両面
に、比較例１と同様に30cmピツチの格子点でGL
ボンドを付着させ、実施例１で用いた石こうボー
ドを、面密度を異にする領域が相対向するように
配し壁体を構成した。中空層の厚みは実施例１と
同様に15mmであつた。本実施例の壁体についても
Ｔ・Ｌの測定を行つた。結果を第１２図に示す。

図に示す如く、実施例１より更に改善が図られ
ている。このことは表面材の片面施工と両面施工
とによる加算性等のためと考えられる。

なお、図示はしていないが、面密度を同じくす
る領域が相対向するよう石こうボードを配して壁
体を構成し、Ｔ・Ｌ測定を行つたが、Ｔ・Ｌカー
ブに大きな変化はなかつた。このことより表面材
の不均質化領域の配置は対向型であつても非対向
型であつても本発明における効果には大きな差異
がなく、施工上の制約は受けないといえる。

なお、図示はしなかつたが実施例１において、
石こうボードの面密度を更に高くし不均質化を大
きくした所、相応に欠損の改善が得られることが
わかつた。

また、実施例をGL工法壁について説明したが、
必ずしもGL工法壁に限られるものでなく、同様
な構造を有する重量性壁材に中空層を介して表面
材を施工するものであれば、当然に適用できるも
のである。

（本発明の効果） 以上説明した如く、本発明に係る遮音構造体は
従来困難とされていたGL工法壁の遮音欠損を著
しく改善したものであり、殊に集合住宅における
隣戸間の重大な騒音トラブルを大幅に改善するも
のである。しかも施工が簡便で、コストメリツト
もある等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はGL工法に係る壁体の部分断面図であ
り、第２図は中空層を不均質化した両面施工の部
分断面図である。第３図〜第１１図は複数の不均
質化領域からなる表面材の構成例であり、第３図
は面密度を異にする２種の面材を２段階にして構
成した例であり、第４図は面密度を異にする２種
の面材を対角線状に４段階にした例、第５図は面
密度を異にする３種の面材を３段階に構成した
例、第６図は表面材の中央部を他の部分とは面密
度を異にする面材を配して構成した例であり、第
７図は連続的に面密度を異ならせた３種の面材に
より表面材を形成した例であり、第８図は面密度
を異にする２種の三角形状の面材を対向させて構
成した例であり、第９図は面密度を異にする２種
の面材を市松模様に配して構成した例、第１０図
は面密度の違う４種の面材を市松模様に配して構
成した例であり、第１１図は不均質化領域を接着
剤の施工に対応させて配したものであつて、接着
剤が施工されている格子点（〓の部分）の格子に
沿つて面密度の違う２種の面材を配して構成した
例を各示す。第１２図は実施例１、２、３及び比
較例１、２に関する音響透過損失の測定結果を示
す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量性壁材の少なくとも片面に中空層を設け
   て表面材を施工してなる壁体において、前記表面
   材が平面状で面密度を異にする複数の領域から構
   成され、かつ最大面密度の領域の面密度と最小面
   密度の領域の面密度の比を1.3以上とし、該表面
   材の加重平均面密度より10％以上大なる面密度を
   有する領域と10％より小なる面密度を有する領域
   のそれぞれの面積の和がともに25％以上になるよ
   う構成されていることを特徴とする遮音構造体。