JPH09502490A - 吊り天井 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 音波を吸収するように設計された建造物の吊り天井は、有孔金属板を有する。振動不可能なほど堅固な一枚乃至数枚の吊りプレート（１，６）が設けられている。最下方の金属吊り天井は、均等または不均等に配設された直径1〜3mmの孔（４，７）を有し、前記孔の表面は全表面の4%より少ない。前記孔（４，７）内の空気は上方の天井中空空間（１１）とともにホイル吸音体タイプの制振能動質量系を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 吊り天井技術分野 本発明は、Frick，O.，et al,“Baukonstruktion slehre”，Part 1.，Teubne r，Stuttgart 1992 により知られている請求項１の導入部に記載された吊り天井 に関する。 １．主題 好ましくは軽く、おおむねプレハブ式で、乾式で、しかも取付の容易な天井シ ステムが、頑丈堅固な支えとなる天井から「吊るされる」サブコンストラクショ ンとして多様な形で広く利用されるようになってきている。新しい建造物や古い 建造物のロビー、官庁の広間、教室、あるいは産業関係施設や博覧会場、体育館 などのホール、さらにはオフィス、デパート、病院等の改装に際しても、いわゆ るシーリング・フロントや吊り天井は、装飾および構成の両面での機能を果たす ようになってきた。 ２．目的と機能 頑丈堅固な天井から一定の距離に羽目張りとして取付られる吊り天井は、しば しば、建造物における、遮熱保温、耐火および遮音に関するさまざまな建築上の 物理的必要条件を満たすのに役立つ。しかし、吊り天井は、個別の部屋の照明、 室内デザイン又は音響をその部屋の特定の目的に適合させる時にフロント・ シートとして用いるのにも適している。最後に、むきだしの天井と吊り天井との あいだの広い天井中空空間は、配管、配線、ならびに種々の建築工学上の設備の 出入口の敷設／組み込みを、隠すのにも利用されている。 ３．吊り天井の必要条件 吊り天井には、すなわち吊り天井を構成する通常平面の構成材には、以下の三 つの面で高度な要求がある： ３．１構造 （ａ）軽量ではあるが高度の安定性を有すること。 （ｂ）表面が滑らかで、耐性の強いこと。 （ｃ）軽くて、どちらの面も取付可能なこと。 ３．２構造吸音 （ａ）表面積に対する大きな質量（5〜10kg/m²） （ｂ）全閉型シームレス・モジュール式設計（50〜200cm） （ｃ）繊維質／多孔質の天井中空空間制振材（50〜100mm） ３．３室内吸音 （ａ）高密度の穿孔（20〜40%） （ｂ）繊維質／多孔質吸音材表面仕上げ（10〜50mm） （ｃ）大きな吊り下げ高さ（20〜50cm） 部分的に相反する要求のいずれを優先するかは、それぞれの部屋の機能によっ て異なる。しかし、吊り天井システムが同時に吸音天井として有効であるために は、吊り天井システムは、いくつかの基本的問題が未解決のままである。 ４．従来の吊り天井の欠点 “Frick et al”や“Trockenbau”7/92“Heiss-umkampfte Kuhle”で説明され ているように、吊り天井が、天井と自身の間の天井中空空間に収容された設備を 覆って室内を遮音するだけのものとしても、シート構部品や天井表面仕上げ材、 あるいは天井中空空間制振材として広く利用されている鉱物繊維のパネルとマッ トは、以下の理由により不利であり、障害となる。 −取付・設置の際の機械的な傷つきやすさ −高度な保健基準を必要とする部屋における保健上の危険 −繊維の剥落による生理学上の影響 図１は、Frick et al による従来の反応性吸音体で、(a)はパネル・レゾネー タを、(b)はヘルムホルツ・レゾネータを、図(c)は吸音の程度を示している。 落下防止と視覚保護のために、質量の小さいホイルと高密度の穿孔を有するパ ネル（室内吸音用）を用いる従来の方法は、室内に向いた面が可能なかぎり閉じ ている軽すぎないフロントシートを用いるという構造面での条件に反する。 Frick et alによって室内吸音上の理由から低い周波数を吸収するために必要 であるとされる吸音天井の大きな吊下げ高さは、天井中空空間が遮音装置のよう に大量の繊維質又は多孔質制振材で満たされている場合でさえ、天井中空空間を 経由した隣接する部屋への横方向の伝達は小さくなけれがならないとという構造 吸音上の要請にしばしば反する。 しかし、吊り天井が装飾ならびに吸音上の目的に役立つだけでなく、同時に（ 低圧）換気天井、（放射）放熱天井又は（表面）冷却天井として他の建築工学上 の機能も果たすとなると、これまで吸音上の観点から不可欠とされてきた繊維質 ／多孔質制振材には、大きな欠点がある。それは、取付・設置の障害になるのみ ならず、設備の保守・運用の障害にもなるであろうということである。したがっ て、多孔質吸音体を用いずに室内および構造吸音の要件を満たし、同時に従来の 吸音天井よりも構造上の必要条件をよりよく満たす吊り天井システムが早急に求 められている。 ５．新しい天井パネル吸音体 従来の吸音天井は、もっぱら受動吸音体（多孔質／繊維質）を利用してきた(T rockenbau 7/29)。空気伝搬音波が妨害を受けずに制振材に吸収されるには、天 井パネルが高密度の穿孔(15〜50%)を有していなければならない。そのような天 井パネルは、天井中空空間への空気伝搬音波の低度の遮音しか保証できない。図 １の従来の反応性吸音体（パネル／ホイル／ヘルムホルツ）は閉じた天井中空空 間を必要とするが、この閉じた天井中空空間はやはり制振材で満たさないと中く らいの広帯域の音波を吸収することさえできない。図２(カップ構造)および図３ (薄膜吸音体)の条件に基づきFuchs，H.V．“Zur Absorption tiefer Frequenzen in Tonstudios，Rundfunktechnishe Mitteilungen rtm 36(1992)，H.，1，p 1- 11”に記載されているようないわゆる薄膜吸音体は、多孔質／繊維質吸音材を 使用しなくても済むものの、他方で、依然として深さ5〜10cmの中空のチャンバ を必要とする。薄膜吸音体は、比較的小さなメッシュ(10〜20cm)の蜂の巣状構造 物上のスリーシェル(three-shell)構成のため、普通の吸音天井用の吊り天井構 成材としては、あまりにも複雑なうえに費用も嵩む。にもかかわらず薄膜吸音体 は、せいぜい天井中空空間内の全閉型金属カセットとして又は特殊な室内吸音を 必要とする部屋で低周波数の吸収を補助する吊り天井用複合構成材としてしか利 用できない。 本発明の目的は、広帯域周波数を吸収する無繊維吸音吊り天井を提供すること にある。 本発明によれば、この課題は、請求項１に係る吊り天井により解決される。有 利な様態は、従属項に記述されている。 本明細書中に提示される、制共振体としての千鳥型平面パネルに基づく吊り天 井構成材は、以下の点で有微孔吸音体と薄膜吸音体の特性を結合している。 −室内に向いた表面はほぼ滑らかで、閉じているが、 −天井中空空間に向いた側は、自身の中空のチャンバや蜂の巣状構造物を有する 必要がなく、 −多孔質／繊維質吸音材を使用する必要がまったくない。 この新しい天井吸音パネルは、１．で詳述した全ての用途において、頑丈堅固 な天井の直前のシーリング・フロントとして、即ち吊り天井として、吊り下げて 利用可能であり、また、１．および２．に明記した すべての特性と機能を具備しており、しかも４．で述べた欠点を有さない。 ６．特徴 次に、この吊り天井システムの吸音上の利点を説明する。 （ａ）フロントシートとしての吊り天井 頑丈堅固な天井の空気伝搬音と足音に対する遮音を高めるためのフロント・天 井としての無繊維吊り天井(図１０)であって、 −音波が振動を引き起こせないように、十分な対表面比質量(5〜10kg/ｍ²；例え ば、金属、プラスチック、木)を有する高密度の薄いパネル１，６で作られ −均等もしくは不均等に配列された小さな孔(<2mm を有し、孔−表面部は少なく (<2%) −天井中空空間側は帯金とリブ２(図１０ｂ)で補強されて、 孔中の音の通過は看過され、また各サスペンダー間に広い格子部分(200cmまで) があっても、天井パネルがたわむことがないようになっている。 （ｂ）室内側の音場にとっての吸音体としての吊り天井。 騒音低減および室内音響制御用の吸音天井としての無繊維吊り天井(図１０)は 、 −薄いパネル１で作られており、パネルの孔の中の空気が天井中空空間１１内の 空気と連動して、室内側の音場により励起される自然振動、特に中・高周波数の 振動を弱める働きをする。 −均等もしくは不均等に配列された孔(<2mm; 有孔表面部<2%)を有するパネル１ であって、空気が、天井中空空間内の空気、すなわち補強材２により仕切られる 天井中空空間内の空気とともに室内側の音場により孔の中に励起される振動、特 に好ましくは、中・高周波数の振動を弱める働きをする。 （ｃ）天井中空空間内の空気伝搬音の横方向伝導に対する遮音装置としての吊り 天井 音の伝搬経路となる天井中空空間の吸音フレームとしての無繊維吊り天井であ って、伝搬経路側面の音場が励起する広い周波数域の振動を弱め、それにより、 （ｂ）に記述された制振メカニズムのように隣接した部屋への横方向伝搬を低減 する働きをする無繊維吊り天井。 ７．その他の技術的利点 平らで、室内側の面に微小な孔を有する高密度の天井パネルからなる吊り天井 構成材は、完全に工場生産が可能である。きわめて小さな孔により、視覚の完全 な保護、天井の表面に開口がない視覚的印象、および装飾によるくつろいだ雰囲 気が可能になる。 無繊維質パネル構成材からは、吸音効果を放棄することなく、照明に対する反 射体、換気の出入口、および放熱体として、いかなる所望の設計のプリホームも 製造できる。 有微孔吊り天井システムは、きわめて高度な衛生上の要件をも満たす。なぜな らば、 −多孔質／繊維質制振材が含まれていない −ほこりの付着がほとんど起こらない −表裏両面を拭いたり、消毒したりすることができるからである。 この吊り天井システムは、取付、取外し、そして再取付のためのほぼ理想的な 条件を兼ね備えており、取付が単純で、同じように行えるため、裏返し使用が完 全に費用もかけずにできる。吊り天井構成材を金属製にすれば、夏季の官庁の建 物や集会場の冷房における現代の流行に沿うことにもなる。主に規格化された金 属部材から成る、いわゆる「クーリング・シーリング」を用いれば、従来、冷房 の運転コストの50％近くを占めていた、大きな換気用電力消費を容易に節減する ことが可能となる。したがって、二酸化炭素排出量の低減にも貢献し、家庭ある いは職場における送風、騒音公害やアレルギーなどの、往々にしてきわめて厄介 なことの原因を除去するのにも役立つ。冷却液(水)のパイプ・システム上に配置 された遮熱保温材(アルミニウムに覆われた高抵抗フォームなど)においては、冷 却層と遮熱材との間隔、層の厚さ、孔の直径、ならびに１ｍ²あたりの孔の数を 、部屋の残響時間や室内に設置された音源の放射スペクトルにもっとも良く適合 できるように、相互に調整することが可能である。無繊維質の有微孔吊り天井は 、従来のシステムに比して、暖房ならびに換気の面でもはっきりとした長所を持 っているのである。 吊り天井構成材は、一枚張りでも二枚張りでも取付られるし、あるいは何枚張 りにもして取付けることも 可能である。単なるフロントシートとしては、表面が完全に平滑であってもよく 、装飾模様や補強のためのビード、縁取り、折重ねを施したものを使用すること もできる。吊り天井を吊下げ式格天井として設計する際には、格間の空間を通風 路として設計できる。格天井の事実上の後壁は、吸音および機能の観点から次の ように有利な設計が可能である。 −吸音効果を大きなものにするために、隣接する中空の深さを変化させる。 −内装の配線や設備部材を収納するために、事実上の天井中空空間内の天井の背 面側に凹みや型わくが作れる。 −格間の中空空間の天井部分の上面に、型わくや仕切りを用いて、外気、排気、 配電の通路を作れる。 次に、図８、９、１０に示された本発明を、図１から７に示された従来技術と 比較する。 図１は、先に簡単に説明した反応性吸音体を示す図である。図１ａには、バネ として働くエアクッションの前でパネルが質量として振動するパネル・レゾネー タが示されている。ただしこのパネル・レゾネータは、１ｃに見られるように、 幾分広帯域の制振挙動を得るために、例えばエッジ制振材として、多孔質の材料 を必要とする。 図２に示されているように非常に複雑なカップ構造をしたDE 27 58 041による いわゆるホイル吸音体においては、多孔質吸音材を用いないでも所定の全広帯域 の吸収スペクトルが中程度の周波数で得られるような 仕方で、異なる周波数において非常に多数の多様なパネル振動を励振することが 可能となった。 また、例えば、DE 35 04 208とDE 34 12 432に記載されたいわゆる薄膜吸音体 の場合は、多くの空気層と孔とを介して結合した多様な振動が完全に平らな構成 材の中であらかじめ比較的広帯域で励振可能になるように、パネルおよびヘルム ホルツ・レゾネータを連続して設置することがはじめて可能になった。図３に示 されているように、この反応性吸音体の天井薄膜に多孔質材の比較的薄くて平ら な層（1〜5mm）を張付けると、図４および図５が示すように、高い周波数に対す る吸音力の増大が可能である。 図３において、１５は天井薄膜を、１６は水密カバー１７すなわち機械的保護 カバー１８を有する多孔質吸音材を示す。天井薄膜１５の下には、有孔薄膜１４ とやや離れて後壁部１２がある。天井薄膜、有孔薄膜および後壁部は、振動可能 な構成材であり、したがって剛性パネルではない。これらの薄膜は、励振されて 振動し、それにより音からエネルギーを引き出す。有孔薄膜１４の孔は3〜10mm ある。１３は蜂の巣状構造物の壁部で、１１は中空空間を示す。中空空間は通常 空気で満たされている。この薄膜吸音体は、モジュールとして製造することも可 能である。薄膜１２、１４、１５ならびに１３はプラスチック又は金属で作るこ とができる。 また、大きな体積の多孔質吸音体を有孔パネルで、ただし、機械的保護のみを 目的とする有孔パネルで覆 うことは、従来技術である。こうした多孔質吸音体には、例えば、吊下げ式天井 に裏張りされるプレス加工された鉱物繊維パネルがある。こうした繊維パネルは 、実用上の理由からアルミホイルが接着されているか、もしくはプラスチックホ イルでくるまれている。音波の受動吸音体中への浸透は、大部分該ホイルにより 阻止されることが知られているので、繊維パネルは、「穿孔」により多数の小さ な孔があけられて、「透音性」にされる。 図６には、Maa，D.-Y．“Theory and Design of Microperforated Panel Soun d Absorbing Construc-tions”，Scientia Sincia 18(1975)，H.．1, 55-71によ る、剛性壁部の前に有微孔パネルが置かれた場合の吸音スペクトルが示されてい る。しかし、これまでのところ、この理論的研究が技術的に応用されたことはな い。 現在までのところ、図３に示されている前記薄膜吸音体の場合のみ、その背面 に置かれた蜂の巣状構造物に良く適合する平面薄膜のきわめて特殊な自然振動を 励起することが可能であり、それにより、望ましい吸音のために利用することが 可能になっている。従来、吸音で利用されてきた、厚くしたがって剛性のパネル を有するパネル・レゾネータの場合は、エアクッションの前のそれぞれのパネル の「高次モード」の振動数は「基本モード」の振動数をはるかに上回る。したが って、これまで、このパネル・レゾネータが室内の音響エネルギーを吸収するの に利用されることは決して なかった。 こうした薄膜吸音体が、例えばエア・コンディショナの流路用に製造される場 合には、通常、パネルは薄めに作られる。流路内の音波は、初めから、質量／ば ねの共振周波数をはるかに上回る高い周波数において、（流路の回りに）互い違 いに取付られた純粋に受動的な吸音体により、いかなる高次モードのパネル自体 と比べても、ずっと強力に「呑み込まれる」。たとえ高次モードのパネルが、パ ネルの寸法に応じた基本周波数に近い関心のある周波数域で励起可能であったと しても、このとき起こる振動は、ミネラルウールの充填物が片面全体を押圧して いるために発生が全く十分である。有効な周波数域を拡大するために、図６に示 された有微孔吸音体の高次モードを励起可能にしようとする試みがなされなかっ たのも、以上の理由によるものと思われる。 以上述べた従来術と比較して、本発明は、非振動壁部５又は後壁部７の前に少 なくとも一枚の有微孔金属パネル又は有微孔プラスチックパネルを有する吊り天 井であって、空気の空間中にいかなる吸音素子やさらに別の多孔質あるいは繊維 質の制振材も配置する必要がない吊り天井に関する。 “Trockenbau”7/92 には、有孔金属パネルを有する非常に多くの吊り天井が 記載されているが、「吸音条件に適合するミネラルウールで作られた吸音用の裏 材」(p．2，24-26行)という記述があり、そのミネラルウールは有孔パネルの表 面全体に直に張付けられるよう になっている。本発明の出願人は、そのようなシステムが吊り天井として産業分 野で利用されているので、音響室において、そのようなシステムの測定を繰り返 し行なってきた。図７は、その種のシステムとそのスペクトルを示すが、該シス テムは、厚さ0.5mmの薄鋼板と直径2.5mmの孔、孔−表面部分16%を有し、薄鋼板 は天井から約200mm下の位置に取付られている。この図から、不織布吸音材の吸 音のかなりの部分が高周波数域にあることがわかる。吸音周波数f../4 = Co/4D( Coは音速、D はパネルと後壁部の間隔)は、予想通り、周波数..2 に比べて吸音 が大きい。これは、吸音が、吊り天井上に取付られた制振材によってなされてい ることを示している。吊り天井の孔の中の空気は、有孔薄金属板に入射する音波 の音響振動だけを吊り天井の裏に取付られた制振材に伝搬する。そこに至っては じめて、音響エネルギーは制振材の繊維又は孔との摩擦により熱に転じ、それに より減衰する。 従来の吸音体が抱える問題点、とりわけ、最近の研究結果が示すように岩綿（ ロックウール）又はグラスウールなどの音響制振材は湿気を吸いやすく、埃がつ きやすく、表面剥離が激しいうえに、発ガン性があるという事実を考慮して、音 響制振に関する新たな方法の研究開発が求められるようになった。他方、薄膜吸 音体は、かなり前から公知である。しかし、それらは、岩綿やグラスウールで作 られた比較的安価な吸音材に比べ値段が高いため、普及しなかった。加えて薄膜 吸音体は、吸音スペクトルを広げるためには、カップ型 の設計であろうと凹みのある表面を有する以前のような構造であろうと、比較的 複雑でありしたがって高価である。 それに比して、本発明による吊り天井は、微小な孔を有する金属薄板と、空気 空間と平らな後壁部即ちパネルの横方向の境界面で構成されているだけなので、 製造も取付も簡単であり、廉価である。好ましくは0.4〜0.8mmの直径を有する孔 は、音響エネルギーが吊り天井と天井とのあいだの空気空間にできるだけ妨害を 受けずに入れるようにするための「開口部」ではない。本発明の目的上、最大で 5%、好ましくは0.5〜3%という極度に少ない孔−表面部は、従来技術の開口部が 孔−表面部15〜50%を有しているので、それらよりも、室内から中間の空間へと 音響エネルギーを（受動）伝達するのにはさらに適していないであろう。その代 わり、本発明の有微孔金属板の孔の中の空気が中間の空間のエアクッションと連 動して、きわめて特殊な質量−ばね振動系のように働く。それは、有微孔金属薄 板に入射する音場（反応性）によって、関心のある周波数範囲での振動を励起す ることが可能である。個々の周波数範囲への調整は、幾何学的要素、特に有孔金 属板の厚さ、空気空間の厚さ、孔の直径、孔と孔との間隔、孔の形、有孔金属薄 板の表面全体に占める穿孔の割合、金属板の形状などを完全に合目的的に選択す ることにより行われる。 特に、孔の構成配置をどのよう選択するかによって、吸音の周波数範囲だけで なく、その周波数範囲での 吸音体の効果も決定される。必要とされる制振は、図１ａや図７に示すように、 さらに別の多孔質又は繊維質「吸音材」を付加することによってではなく、むし ろひたすら小さな孔の壁部での空気微粒子の摩擦により達成される。したがって 、入射する音響エネルギーをほぼ完全に吸収できるように、所望の周波数範囲と 必要な摩擦を個別の用途に最適に適合させることができる。パネルは、入射音波 が内部で振動を励起しない程に厚くて安定性を有するように作られる。 本発明のもののような微小穿孔がない場合、パネルは、図８に示すように振動 可能に設計されている程度には、せいぜい非常に低い周波数で、中断された曲線 １で示すように狭帯域で、ばね−質量系のように共振し、それにより、音響を吸 収する。他方、微小穿孔、曲線２、を使用すると、図８が示すように中・高周波 数で比較的広い帯域での吸音がおきる。これは、質量としての孔の中の軽い空気 がばねとしての天井中空空間の空気と共振するためである。微小穿孔を有する剛 性なパネルを２枚連続して並べると、図９に示すように、さらに別の制振材や共 振させなければならないレゾネータのような静止構成体を用いずに、より広い吸 音スペクトルを達成することができる。 図１０ａ〜１０ｅは、本発明の吊り天井を示し、そのうち１０ｅは、天井の下 に格間状に吊り天井として取付けることができるモジュールとしての吊り天井を 示している。 図１０において、１および６は、孔４を有する金属 の薄板又はハード・プラスチック製の有微孔平面パネルを、また７はモジュール の後壁部として用いられる振動パネルを示す。３ｂはモジュールの剛性フレーム 、１１は空気で満たされる天井中空空間又は中間空間を示す。３はサスペンショ ンで、３ａは梁、即ち、吊り天井つまりフロントシートを支えるためのサブコン ストラクションを示す。パネル又はモジュールは約１平方メートルのユニットと して供給されるので、吊り天井と後壁部との間隔Ｄは、サスペンション３かサブ コンストラクション３ａにより変化を持たせることができ、それにより吸音スペ クトルが広範囲のものになる。２はパネル１および６の補強材を示すが、もちろ んパネルが振動しないようにパネルの縦横全体に取付けることも可能である。 図１１は、アルミニウム製の有微孔パネルのスペクトルを示し、パネルtの厚 さは0.15mm、孔の直径は0.16mm，孔と孔との間隔は1.2mm、パネルと後壁部即ち 天井とのあいだの中間の空間内の空気層の厚さは600mm、孔の直径と孔と孔との 間隔により与えられる孔−表面部ｐは1.4%である。 有孔面/全表面をσとし、中間空間の空気層の厚さをＤとし、ｆの平方根で乗 じた孔の直径に比例する定数をＫm とするとき、Maaの理論による所望の共鳴周 波数ｆ_R＝５４ｘ１０³√σ／Ｄ・ｆ・Ｋm については、パラメータであるパネル の厚さ、孔−表面部即ち特定の孔直径を有する孔の数、および空気空間Ｄは、一 定の範囲内で変えることができる。したがって、ア ルミニウムパネルの厚さを３mm、孔−表面部ｐを1.4%、空気空間Ｄを50mmとする と、孔の直径は0.45mmとなる。この理論に従えば、孔の大きさを一律にし、数を 増やすと、共振周波数は高い周波数にシフトする。これは、孔を小さくすること によっても達成できる。さらに、もしパネルが下方にやや湾曲し、例えば、幅10 00mmで、曲率が60〜80mmであると、スペクトルの拡大が達成される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１４日 【補正内容】 明細書発明の名称 吊り天井技術分野 本発明は、Frick，O.，et al,“Baukonstruktion slehre”，Part 1.，Teubne r，Stuttgart 1992 およびEP00 23618 A1により知られている吊り天井に関する 。従来の技術 孔−表面部σに4〜40%の孔を有する有孔金属板の上に吸音層を有する吸音建築 パネルは、もし吸音層が室内に向いた側の孔の前に配置されていなければ音響を ほとんど減衰することなく通過させるであろうが、EP0023618又は従来技術では 、その第２頁、第２パラグラフに記載されているように有孔板の背後にある。吸 音層は不織布又は織布の繊維担体からなる。 １．主題 好ましくは軽く、おおむねプレハブ式で、乾式で、しかも取付の容易な天井シ ステムが、頑丈堅固な支えとなる天井から「吊るされる」サブコンストラクショ ンとして多様な形で広く利用されるようになってきている。新しい建造物や古い 建造物のロビー、官庁の広間、教室、あるいは産業関係施設や博覧会場、体育館 などのホール、さらにはオフィス、デパート、病院等の改装に際しても、いわゆ る天井・フロントや吊り天井は、装飾および構成の両面での機能を果たすように なってきた。 ２．目的と機能 頑丈堅固な天井から一定の距離に羽目張りとして取付られる吊り天井は、しば しば、建造物における、遮熱保温、耐火および遮音に関するさまざまな建築上の 物理的必要条件を満たすのに役立つ。しかし、吊り天井は、個別の部屋の照明、 室内デザイン又は音響をその部屋の特定の目的に適合させる時にフロント・シー トとして用いるのにも適している。最後に、むきだしの天井と吊り天井とのあい だの広い天井中空空間は、配管、配線、ならびに種々の建築工学上の設備の出入 口の敷設／組み込みを、隠すのにも利用されている。 ３．吊り天井の必要条件 吊り天井には、すなわち吊り天井を構成する通常平面の構成材には、以下の三 つの面で高度な要求がある： ３．１構造 （ａ）軽量ではあるが高度の安定性を有すること。 （ｂ）表面が滑らかで、耐性の強いこと。 （ｃ）軽くて、どちらの面も取付可能なこと。 カセットとして又は特殊な室内吸音を必要とする部屋で低周波数の吸収を補助す る吊り天井用複合構成材としてしか利用できない。 本発明の目的は、広帯域周波数を吸収する無繊維吸音吊り天井を提供すること にある。 本発明によれば、この課題は、請求項１に係る吊り天井により解決される。有 利な様態は、従属項に記述されている。 本明細書中に提示される、制共振体としての千鳥型平面パネルに基づく吊り天 井構成材は、以下の点で有微孔吸音体と薄膜吸音体の特性を結合している。 −室内に向いた表面はほぼ滑らかで、閉じているが、 −天井中空空間に向いた側は、自身の中空のチャンバや蜂の巣状構造物を有する 必要がなく、 −多孔質／繊維質吸音材を使用する必要がまったくない。 この新しい天井吸音パネルは、１．で詳述した全ての用途において、頑丈堅固 な天井から可変長のサスペンション又はサブコンストラクションにより吊り下げ られた吊り天井として利用可能であり、また、１．および２．に明記したすべて の特性と機能を具備しており、しかも４．で述べた欠点を有さない。 ６．特徴 次に、この吊り天井システムの吸音上の利点を説明する。 （ａ）フロントシートとしての吊り天井 頑丈堅固な天井の空気伝搬音と足音に対する遮音を 高めるためのフロント・天井としての無繊維吊り天井（図１０）であって、 −音波が振動を引き起こせないように、十分な対表面比質量(5〜10kg/ｍ²；例え ば、金属、プラスチック、木)を有する高密度の薄いパネル１，６で作られ、 −均等もしくは不均等に配列された小さな孔(<2mmを有し、孔−表面部は少なく( <3%) −天井中空空間側は帯金とリブ２（図１０ｂ）で補強されて、 孔中の音の通過は看過され、また各サスペンダー間に広い格子部分(200cmまで) があっても、天井パネルがたわむことがないようになっている。 （ｂ）室内側の音場にとっての吸音体としての吊り天井。 騒音低減および室内音響制御用の吸音天井としての無繊維吊り天井（図１０） は、 −薄いパネル１で作られており、パネルの孔の中の空気が天井中空空間１１内の 空気と連動して、室内側の音場により励起される自然振動、特に中・高周波数の 振動を弱める働きをする。 −均等もしくは不均等に配列された孔(<2mm; 有孔表面部<3%)を有するパネル１ であって、空気が、天井中空空間内の空気、すなわち補強材２により仕切られる 天井中空空間内の空気とともに室内側の音場により孔の中に励起される振動、好 ましくは、中・高周波数の振動を弱める働きをする。 （ｃ）天井中空空間内の空気伝搬音の横方向伝導に対 する遮音装置としての吊り天井 音の伝搬経路となる天井中空空間の吸音フレームとしての無繊維吊り天井であ って、伝搬経路側面の音場が励起する広い周波数域の振動を抑制し、それにより 、（ｂ）に記述された制振メカニズムのように隣接した部屋への横方向伝搬を低 減する働きをする無繊維吊り天井。 ７．その他の技術的利点 平らで、室内側の面に微小な孔を有する高密度の天井パネルからなる吊り天井 構成材は、完全に工場生産が可能である。きわめて小さな孔により、視覚の完全 な保護、天井の表面に開口がない視覚的印象、および装飾によるくつろいだ雰囲 気が可能になる。 無繊維質パネル構成材からは、吸音効果を放棄することなく、照明に対する反 射体、換気の出入口、および放熱体として、いかなる所望の設計のプリホームも 製造できる。 それに比して、本発明による吊り天井は、微小な孔を有する金属薄板と、空気 空間と平らな後壁部即ちパネルの横方向の境界面で構成されているだけなので、 製造も取付も簡単であり、廉価である。好ましくは0.4〜0.8mmの直径を有する孔 は、音響エネルギーが吊り天井と天井とのあいだの空気空間にできるだけ妨害を 受けずに入れるようにするための「開口部」ではない。本発明の目的上、最大で 3%、好ましくは<2%という極度に少ない孔−表面部は、従来技術の開口部が孔− 表面部15〜50%を有しているので、それらよりも、室内から中間の空間へと音響 エネルギーを（受動）伝達するのにはさらに適していないであろう。その代わり 、本発明の有微孔金属板の孔の中の空気が中間の空間のエアクッションと連動し て、きわめて特殊な質量−ばね振動系のように働く。それは、有微孔金属薄板に 入射する音場（反応性）によって、関心のある周波数範囲での振動を励起するこ とが可能である。個々の周波数範囲への調整は、幾何学的要素、特に有孔金属板 の厚さ、空気空間の厚さ、孔の直径、孔と孔との間隔、孔の形、有孔金属薄板の 表面全体に占める穿孔の割合、金属板の形状などを完全に合目的的に選択するこ とにより行われる。 特に、孔の構成配置をどのよう選択するかによって、吸音の周波数範囲だけで なく、その周波数範囲での吸音体の効果も決定される。必要とされる制振は、図 １ａや図７に示すように、さらに別の多孔質又は繊維質「吸音材」を付加するこ とによってではなく、むし ろひたすら小さな孔の壁部での空気微粒子の摩擦により達成される。したがって 、入射する音響エネルギーをほぼ完全に吸収できるように、所望の周波数範囲と 必要な摩擦を個別の用途に最適に適合させることができる。パネルは、入射音波 が内部で振動を励起しない程に厚くて安定性を有するように作られる。 本発明のもののような微小穿孔がない場合、パネルは、図８に示すように振動 可能に設計されている程度には、せいぜい非常に低い周波数で、中断された曲線 １で示すように狭帯域で、ばね−質量系のように共振し、それにより、音響を吸 収する。他方、微小穿孔、曲線２、を使用すると、図８に示すように中・高周波 数で比較的広い帯域での吸音がおきる。これは、質量としての孔の中の軽い空気 がばねとしての天井中空空間の空気と共振するためである。図面の説明 図１は（１）による従来の反応性吸音体の例を示す。 （ａ）パネルレゾネータ （ｂ）ヘルムホルツレゾネータ の吸音度 図４は50mmの厚のミネラルウール層を有する（しかし被覆膜を有しない）図３の 薄膜吸音体の吸音度を示す。 図５は50mmの厚のミネラルウール層を有する図３の薄膜吸音体の吸音度を示す。 図７は多孔質材で裏張りされた孔表面の吸音度を示す。 図８は0.5mm厚の薄鋼板の吸音度を示す、 （ａ）後でばねのように共振するエアクッションを有する質量として（曲線 ２ ） （ｂ）後でばねのように共振するエアクッションを有する質量としての微孔を有 する剛性パネルとして（曲線１） 図１１は有微孔吸音体（単純なアルミニウム）を示す。 請求の範囲 １．音波を吸収するように設計された建物内の部屋用の吊り天井において、 −長さが可変のサスペンション（３）又はサブコンストラクション（３ａ）によ りむき出しの天井からある距離（Ｄ）に吊り下げられたパネル（１）、 −前記パネル（１）は、振動不可能なように堅固に設計され、 −直径ｄ<2mm及び孔−表面部の3%未満を有する均等又は不均等に配置された多数 の孔（４）、 −そして、前記孔（４）の中の空気は、その上方に位置する天井中空空間（１１ ）中の空気とともにばね−質量系を形成し、 多孔質又は繊維質制振材が前記天井中空空間（１１）又は前記パネル（１）に取 り付けられていないことを特徴とする吊り天井。 ２．前記孔(4)は、直径0.1〜1mm、好ましくは、0.2〜0.8mm、孔−表面部の2%未 満を有することを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の吊り天井。 ３．多数のパネル（１，６）が前後して設けられ、前記パネルは天井に対して増 大する距離Ｄに配置されていることを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の吊 り天井。 ４．前記パネル（１，６）は金属、プラスチック、複合材、または木材から成る ことを特徴とする請求の範囲の第１項〜第３項のいずれか１項に記載の吊り天井 。 ５．たるみを防止するための補強材（２）が設けられていることを特徴とする請 求の範囲の第１項〜第４項のいずれか１項に記載の吊り天井。 ６．前記パネル（１，６）は前記下方に湾曲する曲率で湾曲するように設計され ていることを特徴とする請求の範囲の第１項〜第５項のいずれか１項に記載され た吊り天井。 ７．前記パネル（１，６）は、側面フレーム（３ｂ）と平らな後壁部（７）とと もにモジュールとして設計されていることを特徴とする請求の範囲の第１項〜第 ６項のいずれか１項に記載の吊り天井。 【図１】 【図４】 【図５】 【図７】 【図８】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．音波を吸収するように設計され、有孔金属パネルを具備した建物内の部屋用 の吊り天井において、振動不可能に設計された吊りパネル（１）が設けられ、該 パネルは、直径ｄが0.2〜0.3mmで、孔−表面部が4%未満の均等又は不均等に配置 された多数の孔（４）を有し、そして、前記孔(４)の中の空気は、その上方に位 置する天井中空空間（１１）中の空気とともにばね−質量系を形成し、前記パネ ルは（１）は、長さを変えることのできるサスペンション（３）又はサブコンス トラクション（３ａ）によって取り付られていることを特徴とする吊り天井。 ２．前記孔（４）は、直径0.1〜1mm、好ましくは、0.2〜0.8mm、孔−表面部2%未 満を有することを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の吊り天井。 ３．多数のパネル（１，６）が設けられ、前記パネルは天井に対して増大する距 離Ｄに配置されていることを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の吊り天井。 ４．前記パネル（１，６）はプラスチック、複合材、または金属から成ることを 特徴とする請求の範囲の第１項〜第３項のいずれか１項に記載の吊り天井。 ５．たるみを防止するための補強材（２）が設けられていることを特徴とする請 求の範囲の第１項〜第４項のいずれか１項に記載の吊り天井。 ６．前記パネル（１，６）は前記下方に湾曲する曲率で湾曲するように設計され ていることを特徴とする請 求の範囲の第１項〜第５項のいずれか１項に記載された吊り天井。 ７．前記パネルは、モジュールとして設計された側面フレーム（３ｂ）と平らな 後壁部（７）を有することを特徴とする請求の範囲の第１項〜第６項のいずれか １項に記載の吊り天井。