JP2023016469A - 騒音低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建物内外双方の騒音を低減できる騒音低減構造を提供する。
【解決手段】騒音低減構造２０は、建物１０におけるベランダ１２の天井面及び側壁面の少なくとも一方に設けられると共に、窓面からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜する傾斜部３４、４６と、傾斜部３４、４６に設けられ騒音を吸音可能な吸音機構と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、騒音低減構造に関する。

下記特許文献１には、ベランダ天井面に、入射した騒音の音波を反射する反射面を備えた遮音性ベランダ構造が記載されている。この遮音性ベランダ構造では、騒音の直接波の伝搬方向に対する反射面の傾斜角度を９０度以上に設定することで、建物の窓開口へ入射する騒音を低減している。

特開２０１２－２１１５０９号公報

上記特許文献１の遮音性ベランダ構造では、騒音を建物の外部へ反射する。このため、建物の内部の騒音を低減することができても、建物の外部の騒音を低減することは難しい。これにより、反射した騒音が異なる建物へ影響を与える可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮して、建物内外双方の騒音を低減できる騒音低減構造を提供することを目的とする。

請求項１の騒音低減構造は、建物におけるベランダの天井面及び側壁面の少なくとも一方に設けられると共に、窓面から前記ベランダの先端に向かって拡がるように傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に設けられ騒音を吸音可能な吸音機構と、を備える。

請求項１の騒音低減構造では、ベランダの天井面及び側壁面の少なくとも一方に設けられた傾斜部に、騒音を吸音する吸音機構が設けられている。吸音機構がベランダの天井面の傾斜部にあれば、下方からの騒音を吸音できる。また、吸音機構がベランダの側壁面の傾斜部にあれば、側方からの騒音を吸音できる。

これにより、ベランダの天井面に「反射面」を設けて騒音を反射する構造と比較して、建物内外双方の騒音を低減できる。

また、ベランダの天井面や側壁面に直接吸音機構を設けるより、ベランダの天井面や側壁面の傾斜部に吸音機構を設けることで、吸音機構の吸音面積が大きくなり、高い吸音性能を発揮できる。

さらに、傾斜部は窓面からベランダの先端に向かって拡がるように傾斜しているため、室内からの眺望を妨げにくく、採光も妨げ難い。

請求項２の騒音低減構造は、請求項１に記載の騒音低減構造において、前記傾斜部は前記天井面及び側壁面の双方に設けられている。

請求項２の騒音低減構造では、傾斜部が天井面及び側壁面の双方に設けられているため、下方及び側方の双方から入射する騒音を吸音できる。このため、傾斜部が天井面及び側壁面のどちらか一方のみに設けられている場合と比較して、吸音性能を高めることができる。

請求項３の騒音低減構造は、請求項１又は２に記載の騒音低減構造において、前記吸音機構は、パンチングメタル及び多孔質材料の少なくとも一方によって形成されている。

請求項３の騒音低減構造では、吸音機構が、パンチングメタル及び多孔質材料の少なくとも一方によって形成されている。このため、吸音機構が風雨に晒されても、雨水が溜まりにくく排水されやすい。これにより吸音機構が劣化し難い。

本発明によると、建物内外双方の騒音を低減できる。

（Ａ）は実施形態に係る騒音低減構造を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は吸音機構としてパンチングメタルを用いた例を示す部分拡大断面図であり、（Ｂ）は吸音機構として多孔質材料を用いた例を示す部分拡大断面図であり、（Ｃ）は吸音機構としてパンチングメタル及び多孔質材料を用いた例を示す部分拡大断面図である。 （Ａ）は実施形態に係る騒音低減構造の変形例を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は実施形態に係る騒音低減構造の別の変形例を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は吸音機構の配置の変形例を示す部分拡大断面図であり、（Ｂ）は別の変形例を示す部分拡大断面図であり、（Ｃ）はさらに別の変形例を示す部分拡大断面図である。 （Ａ）は吸音機構として音響管を用いた変形例を示す側断面図であり、（Ｂ）は音響管の配置のバリエーションを示す側断面図である。 （Ａ）は音響管の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は音響管の吸音効果の仕組みを示すグラフである。 は実施形態に係る騒音低減構造を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態に係る騒音低減構造について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。

また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

各図において矢印Ｘ、Ｙで示す方向は水平面に沿う方向であり、互いに直交している。また、矢印Ｚで示す方向は鉛直方向（上下方向）に沿う方向である。各図において矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示される各方向は、互いに一致するものとする。

＜騒音低減構造＞
図１（Ａ）、（Ｂ）には、本発明の実施形態に係る騒音低減構造２０が示されている。騒音低減構造２０は、建物１０に適用され、建物１０の内部及び外部の双方の騒音を抑制することを目的とする騒音抑制手段である。騒音低減構造２０は、後述する天井部材３０、隔板部材４０及び吸音機構としてのパンチングメタル５０を含んで構成されている。

（建物）
建物１０の用途は特に限定されるものではないが、本実施形態における建物１０は共同住宅とされている。そして、騒音低減構造２０は、建物１０のベランダ１２に適用されている。

建物１０におけるベランダ１２の前面には、図示しない幹線道路（高速自動車国道、一般国道、都道府県道等）が通っている。ベランダ１２の長手方向（Ｘ方向）は、幹線道路における車線の方向に沿って配置されている。なお、建物１０の前面には、必ずしも幹線道路でなくてもよく、例えば幹線道路以外の各種道路や、電車の軌道などが通っていてもよい。

ベランダ１２は、建物１０の屋内空間Ｒとガラス窓１４によって隔てられた屋外空間である。ガラス窓１４は、屋内空間Ｒからベランダ１２へ出入りするための掃き出し窓であり、ベランダ１２の長手方向に沿って配置されている。ガラス窓１４の外側には、スラブ１６が形成されている。

スラブ１６は、建物１０の外側へ跳ね出した片持ちスラブであり、建物１０の階毎に設けられ、それぞれの階におけるベランダ１２の床面を形成している。スラブ１６の先端には、手すり１６Ａが設けられている。

なお、本実施形態においては、建物１０として、幹線道路に面した部分に２つの住戸配置された例を示しているが、幹線道路に面した部分に配置される住戸数は特に限定されるものではない。

（天井部材）
図１（Ａ）に示すように、ベランダ１２において、上階の床面を形成するスラブ１６の下方には、天井部材３０が設けられている。この天井部材３０は、水平部３２と、傾斜部３４と、を備えている。水平部３２及び傾斜部３４は、それぞれ例えばケイ酸カルシウム板等の不燃性の板材を用いて形成されている。

水平部３２は、スラブ１６の下方において水平方向に沿って形成された部分であり、建物１０の外壁面側に配置されている。一方、傾斜部３４は、スラブ１６の下方において、水平部３２に対して上側へ傾斜して形成された部分であり、水平部１０の先端からスラブ１６の先端に亘って配置されている。なお、傾斜部３４は、ガラス窓１４の窓面からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜している。また、傾斜部３４は、湾曲していてもよい。

水平部３２及び傾斜部３４の下面は、ベランダ１２の天井面を形成している。傾斜部３４は、本発明における「ベランダの天井面に設けられる傾斜部」の一例である。

上階の床面を形成するスラブ１６と天井部材３０との間に形成された空間Ｖ１は、設備及び配管を設置するスペースとして利用することができる。

なお、水平部３２及び傾斜部３４は、それぞれアルミや鋼等の金属材料を用いて形成された下地材に固定したり、四方枠等に嵌め込んだりして設置することが好ましい。これにより、天井部材３０が風に煽られた場合に変形や飛散しない程度の剛性を確保できる。

（隔板部材）
図１（Ｂ）に示すように、ベランダ１２は、隔板部材４０によって区画されている。隔板部材４０は、互いに隣り合う住戸の戸境部分に設置されており、ベランダ１２を複数の専用使用部分に区画して、当該専用使用部分の側壁を形成している。「専用使用部分」とは、１つの住戸の住人のみが日常的に利用する領域のことである。

隔板部材４０は、２枚の鉛直部４２及び４４と、傾斜部４６と、を備えている。鉛直部４２、４４、傾斜部４６は、それぞれ例えばケイ酸カルシウム板やフレキシブル板等の不燃性の板材を用いて形成されている。

鉛直部４２は、上下のスラブ１６の間に鉛直方向に沿って形成された部分であり、建物１０の外壁面側に配置されている。また、鉛直部４２は、ベランダ１２の短手方向（Ｙ方向）に沿って配置され、鉛直部４４よりＹ方向の長さが長い。

鉛直部４４は、鉛直部４２と同様に、上下のスラブ１６の間に鉛直方向に沿って形成された部分であり、建物１０の外壁面側に配置されている。また、鉛直部４４は、鉛直部４２とベランダ１２の長手方向に離間して、かつ、鉛直部４２と平行に配置されている。

傾斜部４６は、鉛直部４２の先端と鉛直部４４の先端とを連結する部分である。傾斜部４６は、上下のスラブ１６の間において、連結された鉛直部４４に対してガラス窓１４の外側へ傾斜して形成された部分（換言すると、鉛直部４４に対してガラス窓１４の窓面からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜した部分）である。また、傾斜部４６は、湾曲していてもよい。

鉛直部４２、４４及び傾斜部４６は、ベランダ１２における専用使用部分の側壁面を形成している。傾斜部４６は、本発明における「ベランダの側壁面に設けられる傾斜部」の一例である。鉛直部４２、４４及び傾斜部４６の間に形成された空間Ｖ２は、設備及び配管を設置するスペースとして利用することができる。

なお、鉛直部４２、４４及び傾斜部４６は、それぞれアルミや鋼等の金属材料を用いて形成された下地材に固定したり、四方枠等に嵌め込んだりして設置することが好ましい。これにより、隔板部材４０が風に煽られた場合に変形や飛散しない程度の剛性を確保できる。

ここで、図８に示すように、隔板部材４０における傾斜部４６の上端部は、天井部材３０における傾斜部３４の横方向端部と接合されている。

すなわち、ベランダ１２を前方（Ｙ方向に沿う方向）からみて、傾斜部４６と傾斜部３４とは、ガラス窓１４（図８において紙面「左側」のガラス窓１４）の三方を囲む門型のフレームを形成している。

また、傾斜部４６と傾斜部３４とは、ガラス窓１４（図８において紙面「右側」のガラス窓１４）の二方を囲むＬ字型のフレームを形成している。

（吸音機構）
図１（Ａ）及び図８に示すように、天井部材３０における傾斜部３４の表面には、パンチングメタル５０が設けられている。パンチングメタル５０は、本発明における吸音機構の一例である。

また、パンチングメタル５０は、図１（Ｂ）及び図８に示すように、隔板部材４０における傾斜部４６の表面にも設けられている。さらに、パンチングメタル５０は、傾斜部３４及び４６の略全面を被覆している。

パンチングメタル５０は、図２（Ａ）に示すように、面内方向に所定の間隔で複数の貫通孔５２が形成された鋼製又はアルミ製の板材である。パンチングメタル５０は、傾斜部３４及び４６の表面に、ボルトや接着剤等、適宜の固定手段を用いて固定されている。

なお、本発明における吸音機構は、図２（Ｂ）に示す多孔質材料５４としてもよい。多孔質材料５４としては、例えば空隙を有する発泡ポリプロピレン等を用いることができる。また、多孔質材料５４としては、ウレタン等を用いてもよい。

また、本発明における吸音機構は、図２（Ｃ）に示すように、パンチングメタル５０と多孔質材料５４とを組み合わせて用いることもできる。これらの吸音機構は、適用する場所ごとに、仕様を変えてもよい。例えば傾斜部３４にパンチングメタル５０を用いて、傾斜部４６に多孔質材料５４を用いてもよい。

なお、本発明の吸音機構による「吸音」性能とは、入射音の少なくとも一部が吸音（消音）される性能のことを示している。吸音されない入射音は、外部に反射されてもよい。

この吸音性能を発揮するために、吸音機構は、入射音を吸音するための孔（パンチングメタル５０の貫通孔５２や多孔質材料５４の気泡）を備えている。一方、吸音機構でない「反射面」は、一例として、金属材料等、重量のある材料によって形成された平滑で硬い面である。

＜作用及び効果＞
本発明の実施形態に係る騒音低減構造２０では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ベランダ１２の天井面及び側壁面の少なくとも一方に設けられた傾斜部に、騒音を吸音する吸音機構が設けられている。

具体的には、ベランダ１２の天井面を形成する天井部材３０における傾斜部３４に、吸音機構としてのパンチングメタル５０が設けられ、かつ、ベランダ１２の側壁面を形成する隔板部材４０における傾斜部４６に、パンチングメタル５０が設けられている。

吸音機構がベランダ１２の天井面の傾斜部３４にあることにより、図１（Ａ）に矢印Ｎ１で示すような下方からの騒音を吸音できる。特に、建物１０の上方階では、主な騒音源である前面道路を走行する車両などから放射された騒音が、下方から入射する。このような騒音に対して、天井面に吸音面または吸音機構を設けることで、騒音を効率的に低減できる。

また、吸音機構がベランダ１２の側壁面の傾斜部４６にあることにより、図１（Ｂ）に矢印Ｎ２で示すような側方からの騒音を吸音できる。例えば建物１０の前面道路を走行する車両の移動に伴って、側壁面へ入射する騒音の角度は変化するが、入射角度の変化に関わらず騒音を低減できる。

これにより、例えばベランダ１２の天井面や側壁面に「反射面」を設けて騒音を反射する構造と比較して、建物１０内外双方の騒音を低減できる。これに対して、ベランダ１２の天井面や側壁面に「反射面」を設ける場合、騒音の大部分が建物１０の外部へ反射されるため、建物１０外部の騒音を低減することは難しい。

また、傾斜部３４及び４６に吸音機構を設けることにより、反射音が抑制されるため、ガラス窓１４に対する反射音の擦過入射が抑制される。これにより、ガラスと擦過入射音とのコインシデンス効果による遮音性の低減を抑制できる。

また、ベランダ１２の天井面や側壁面に直接吸音機構を設けるより、ベランダの天井面や側壁面の傾斜部３４及び４６に吸音機構としてのパンチングメタル５０を設けることで、パンチングメタル５０の吸音面積が大きくなり、高い吸音性能を発揮できる。

すなわち、傾斜部３４の面積は、図１（Ａ）に示す領域Ｍの面積より大きい。領域Ｍは、傾斜部３４のスラブ１６に対する水平投影部であり、領域Ｍの面積は、傾斜部３４の水平投影面積である。傾斜部３４と領域Ｍとは、平面計画上等しい面積を必要とするが、実面積は、傾斜部３４のほうが大きい。このため、傾斜部３４のほうがパンチングメタル５０を設置できる面積が大きく、吸音性能を発揮し易い。傾斜部４６についても同様である。すなわち、吸音機構を傾斜部３４、４６に設けることにより、より広い範囲の入射角度の騒音を低減できる。

また、傾斜部３４はガラス窓１４の窓面からベランダ１２の先端（換言するとスラブ１６の先端）に向かって拡がるように傾斜しているため、図１（Ａ）に矢印Ｎ３で示すような前方からの騒音も吸音し易い。同様に、傾斜部４６もガラス窓１４の窓面からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜しているため、図１（Ｂ）に矢印Ｎ４で示すような前方からの騒音も吸音できる。

さらに、これらの傾斜部３４及び４６は、ガラス窓１４の窓面からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜していることにより、屋内空間Ｒからの眺望を妨げにくく、採光も妨げ難い。さらに、ベランダ１２を正面視した際に、傾斜部３４及び４６はガラス窓１４へ向かって後退するように傾斜しているため、建物１０の圧迫感を抑制できる。

また、本発明の実施形態に係る騒音低減構造２０では、吸音機構が、パンチングメタル５０及び多孔質材料５４の少なくとも一方によって形成されている。具体的には、吸音機構が、図２（Ａ）に示すパンチングメタル５０、図２（Ｂ）に示す多孔質材料５４、及び図２（Ｃ）に示すパンチングメタル５０と多孔質材料５４との複合材によって形成されている。

このため、吸音機構が風雨に晒されても、雨水が溜まりにくく排水されやすい。これにより吸音機構が劣化し難い。

＜変形例＞
（吸音機構の配置に関する変形例）
本実施形態に係る騒音低減構造２０では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸音機構としてのパンチングメタル５０が、ベランダ１２の天井面及び側壁面のそれぞれに形成された傾斜部３４及び４６の双方に設けられているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、傾斜部３４及び４６の何れか一方には吸音機構を設けない構成としてもよい。

また、例えば図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、隔板部材を鉛直部４２のみで形成し、吸音機構としてのパンチングメタル５０を、ベランダ１２の天井面に形成された傾斜部３４に設けてもよい。鉛直部４２には、吸音機構を設けてもよいし、設けなくてもよい。さらに、ベランダ１２には隔板部材を設けなくてもよい。隔板部材を設けない構成は、例えば病院や公共建築等の建物に適用できる。

また、例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、天井部材３０（図１参照）を省略し、吸音機構としてのパンチングメタル５０を、ベランダ１２の側壁面に形成された傾斜部４６に設けてもよい。スラブ１６の下面には、吸音機構を設けてもよいし、設けなくてもよい。

すなわち、本発明においては、ベランダ１２の天井面及び側壁面の少なくとも一方に傾斜部（すなわち傾斜部３４及び４６の少なくとも一方）が設けられており、かつ、吸音機構が、これらの傾斜部３４及び４６の少なくとも一方に設けられていればよい。

このとき、吸音機構は、図５（Ａ）に示すパンチングメタル５０のように、傾斜部４６の一部に設けられていればよい。また、吸音機構は、図５（Ｂ）に示すパンチングメタル５０のように、鉛直部４４も含んだ位置に配置してもよい。鉛直部４４に固定する吸音機構は、図５（Ｃ）に示すように、鉛直部４４の一部を覆うものとしてもよい。

なお、これらの吸音機構に配置に関する各種の変形例は、後述する音響管６０の配置において適用することもできる。

（吸音機構の仕様に関する変形例）
本実施形態に係る騒音低減構造２０では、図２（Ａ）～（Ｃ）を用いて説明したように、吸音機構を、パンチングメタル５０及び多孔質材料５４の少なくとも一方によって形成したが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば吸音機構は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、音響管６０を用いて形成することができる。音響管６０は、図７（Ａ）に示す有底の筒状管体である。矢印Ｎ５で示すように音響管６０に入射した騒音は、音響管６０の底６２で反射して、矢印Ｎ６で示すように音響管６０から放出される。

図７（Ｂ）には、音響管６０の開口端において測定される波長λの音波の入射波及び反射波の波形が、それぞれ曲線Ｋ１、Ｋ２で示されている。波長λの音波の入射波及び反射波は、それぞれの位相が音響管６０の開口端において半波長（０．５λ）だけずれているため、互いが干渉し、吸音効果を得ることができる。

波長λの音波の入射波及び反射波は、音響管６０の長さＬが（０．２５λ）であることにより、音響管６０の開口端において位相が半波長（０．５λ）だけずれる。すなわち、音響管６０には様々な波長の騒音が入射するが、当該騒音のうち、波長λの０．２５倍に相当する長さが音響管６０の長さＬと一致する騒音が、吸音される。

ここで、図６（Ａ）に示すように、本実施形態の吸音機構においては、長さが異なる複数の音響管６０を組み合わせて用いられている。具体的には、それぞれの音響管６０は、開口端を下向きにして、筒軸方向が上下方向に沿うように配置されている。

また、ベランダ１２においてガラス窓１４に近い位置に配置された音響管６０の長さに対して、ベランダ１２の先端側に配置された音響管６０の長さが短い。

これにより、ガラス窓１４に近い位置に配置された音響管６０は、相対的に波長が長い騒音（低い音）を吸収し、ベランダ１２の先端側に配置された音響管６０は、波長が短い騒音（高い音）を吸収できる。音響管６０の長さのバリエーションは、吸音したい騒音の波長に応じて、適宜設定することができる。

また、音響管６０は、図６（Ｂ）に示すように配置することもできる。この図に示した例において、それぞれの音響管６０は、開口端をベランダ１２の先端に向けて、筒軸方向が横方向（ガラス窓１４からベランダ１２の先端に向かう方向）に沿うように配置されている。

また、ベランダ１２において上方のスラブ１６に近い位置に配置された音響管６０の長さに対して、下方に配置された音響管６０の長さが短い。

これにより、スラブ１６に近い位置に配置された音響管６０は、相対的に波長が長い騒音（低い音）を吸収し、下方に配置された音響管６０は、波長が短い騒音（高い音）を吸収できる。

このように、本発明における「ベランダの天井面に設けられると共に、窓面からベランダの先端に向かって拡がるように傾斜する傾斜部」とは、長さが異なる複数の音響管６０の開口端によって形成された傾斜部も含む。

なお、図示は省略するが、音響管６０は、ベランダ１２の天井面に加えてまたは代えて、ベランダ１２の側壁面に設けてもよい。この場合においても、音響管６０の開口端が、ガラス窓１４からベランダ１２の先端に向かって拡がるように傾斜する傾斜部を形成するように配置する。

このように、本発明における吸音機構は、騒音を吸音するものであれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えばパンチングメタル５０以外の各種の穴あき板を共鳴器として使用することもできる。また、吸音機構としては、入射する騒音の周波数に応じて振動することにより吸音する吸音板等を用いてもよい。

１０ 建物
１２ ベランダ
１４ ガラス窓（窓）
３０ 天井部材（天井）
３４ 傾斜部
４０ 隔板部材（側壁）
４６ 傾斜部
５０ パンチングメタル（吸音機構）
５４ 多孔質材料（吸音機構）
６０ 音響管（吸音機構）

Claims (3)

1. 建物におけるベランダの天井面及び側壁面の少なくとも一方に設けられると共に、窓面から前記ベランダの先端に向かって拡がるように傾斜する傾斜部と、
   前記傾斜部に設けられ騒音を吸音可能な吸音機構と、
   を備えた騒音低減構造。
2. 前記傾斜部は前記天井面及び側壁面の双方に設けられている、
   請求項１に記載の騒音低減構造。
3. 前記吸音機構は、パンチングメタル及び多孔質材料の少なくとも一方によって形成されている、請求項１又は２に記載の騒音低減構造。

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