(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜構造物等の光の透過性を有する室内空間の吸音構造において、
前記室内空間を形成する外膜の内側に第１の空気層を介して第１のガラスクロスが、前記第１のガラスクロスの内側に第２の空気層を介して第２のガラスクロスが、それぞれ複数の固定部材により固定して設けられ、
前記複数の固定部材の各々は、前記第１のガラスクロスと前記第２のガラスクロスとの双方を固定し、
前記第１の空気層の厚さと前記第２の空気層の厚さとは、固定部材間の中心部側では大きく、前記固定部材による固定端側では小さくなるように設けられていることを特徴とする吸音構造。
【請求項２】
前記第１及び第２のガラスクロスは、前記室内の天井面に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スポーツをはじめとした各種イベント空間として用いられる膜構造物等、光の透過性（透光性）を有する室内空間に適用される吸音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜構造空間の室内環境上の特徴として、外部の光が取り入れられて、光の透過性が高いことか挙げられる。このような空間をスポーツをはじめとした各種イベント空間として用いる場合、特別な処置を行なわないと室内の残響時間が長すぎ、スポーツ競技時の合図や指示が聞き取れず、講演時には会話の明瞭度が著しく低下してしまう。また、音楽の演奏がわんわんと響くなどの障害も生じる。
このように、膜構造空間において室内音の明瞭度を向上させるには、残響時間を短くすることが必要であり、そのためには室内に吸音材を設置しなければならない。このような高い吸音性を得るために、従来では、吸音材としてガラスウールなどの多孔質吸音材を使用するのが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、膜構造空間の場合、壁面に吸音材を設置することは可能であるが、天井面には透過性の点で設置不可能である。
また、高い光の透過性を保持し、吸音力を得るためにはグラスウールなどの吸音材を吊下げる方法が用いられるが、吊下げ吸音体の場合、大きな吸音力を得るためには、吊下げる吸音材の長さを長くしたり、設置間隔を小さくして密度を上げることが必要となる。その場合、問題点として、光の透過性の点から吸音力に限度が生じることや意匠的な問題が挙げられる。
このように、従来の膜構造物においては、高い光の透過性を有し、かつ吸音性能も大きくすることは困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高い光の透過性を保持しつつ、大きな吸音性を持つ吸音構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、膜構造物等の光の透過性を有する室内空間の吸音構造において、上記室内空間を形成する外膜の内側に、第１の空気層を介して設けられた第１のガラスクロスと、この第１のガラスクロスの内側に、第２の空気層を介して設けられた第２のガラスクロスとを有する。
ここで、空気層厚が変化した方が吸音の周波数特性が平坦化するため好ましいが、空気層厚は一定でも可能である。
また、前記第１及び第２のガラスクロスは、前記室内の天井面に設置されている。
【０００６】
【作用】
本発明では、ガラスクロスを二重に用いることにより、高い光の透過性を保持しつつ、大きな吸音性を得るようにした。
ここで、膜構造空間の吸音性を向上させるためには、膜構造空間に吸音材を設置する必要がある。この吸音材としては、上述のようにガラスウールなどの多孔質吸音材が一般的に使用されている。多孔質吸音材は、多孔性を有する材料が、吸音作用に優れていることを利用した吸音材である。つまり、材料表面及び内部にある細孔の中で音のエネルギーは振動および摩擦などで熱エネルギーなどに変換されて吸収される。
【０００７】
この多孔質材料においては、空気の粘性が吸音性能に大きく影響し、吸音率は単位面積流れ抵抗（材料中での空気の流れに対する抵抗）と関係がある。周波数が高い場合は、適度な流れ抵抗があると吸音率は大きくなる。このように、通常の建物では、多孔質吸音材は大きな吸音率を得るために効果的である。
【０００８】
しかし、膜構造空間などの場合は、高い光の透過性が必要であるという室内環境上の特徴を有するので、光の透過性の小さい一般の多孔質材料は膜構造空間には不向きである。そこで、膜構造空間において、透過性を犠牲にすることなく高度な吸音性を得るために、光の透過性の高いガラスクロスを吸音材として使用することにしたのである。この場合、ガラスクロスを一重に設けただけでは、ガラスクロス中を通過してしまう音のエネルギーのため、中程度の吸音性能は得られるが大きな吸音性能は得られない。
【０００９】
よって、本発明では、ガラスクロスを二重に設置して、裏側のガラスクロスに流れ抵抗を増す働きをさせることにより吸音性能を向上させて大きな吸音性能が得られるようにした。
具体的には、外膜の内側に、第１の空気層を介して第１のガラスクロスを設け、さらに、この第１のガラスクロスの内側に、第２の空気層を介して２のガラスクロスを設けた。このように構成すれば、裏側（室内から見た場合）のガラスクロス（第１のガラスクロス）が抵抗材となり、全体として適度な流れ抵抗が得られる。
【００１０】
このように、本発明では、ガラスクロスを二重に設置することにより、高い光の透過性を保持しつつ、多孔質材料に相当する流れ抵抗を得て吸音性を向上させた。
なお、吸音率は、材料の厚さや取付け方法によっても変化するが、各ガラスクロスを、空気層の厚さが中心部で大きく固定端で小さくなるように設置すれば、吸音率の周波数特性が平坦となり良好な吸音性能が得られる。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図により説明する。
図１は、本発明の吸音構造を示す部分断面図である。
膜構造空間は外膜１により形成され、例えば、スポーツをはじめとした各種イベント空間として用いられる。この外膜１の内側には、空気層２ａを介してガラスクロス３ａが設置されている。さらに、ガラスクロス３ａの内側には空気層２ｂを介してガラスクロス３ｂが設置されている。このガラスクロス３ａ，３ｂは、複数の固定部材４（例えば、パイプ、鉄骨などの構造部材）により固定されている。
【００１２】
ここで、内膜であるガラスクロス３ａ，３ｂ（ガラス布）は、例えば、長繊維のガラス繊維を糸にして織ることにより形成される。空気層２ａ，２ｂの厚さとしては、例えば、１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度以上が好ましい。
このようにして二重に形成されたガラスクロス３ａ，３ｂは、膜構造空間の壁面と天井面にそれぞれ設置するのが望ましい。
【００１３】
ここで、一重膜のガラスクロスを用いた場合の残響室法吸音率の試験結果を図２に示す。試験においては、背後空気層を４００ｍｍに設定した。また、流れ抵抗のそれぞれ異なるガラスクロス（１）（２）（３）を使用して試験を行なった。
ガラスクロス（１）（２）は適度な流れ抵抗を有し、ガラスクロス（３）は小さい流れ抵抗を有する。ここで、吸音率とは、音波が物体に入射する時に、入射エネルギーから反射エネルギーを引いた値と入射エネルギーとの比のことであるが、残響室法吸音率は、残響室で測定した時に得られる、あらゆる入射角に対する平均値に対応する。この残響室法吸音率は周波数の関数なので、図２では横軸に中心周波数を、縦軸に残響室法吸音率を取った。
【００１４】
流れ抵抗が小さいガラスクロス（３）を使用した場合、ガラスクロス（３）中を音波が通過してしまうため大きな吸音性能は得られないことがわかる。最大の吸音率（中心周波数４ＫＨｚ付近）でも０．２に満たない。
一方、適度な流れ抵抗を持ったガラスクロス（１）（２）を使用した場合には、ある程度の吸音性能が得られることがわかる。ガラスクロス（１）の最大吸音率（中心周波数３ＫＨｚ付近）は０．７程度である。ガラスクロス（２）の場合は、最大吸音率（中心周波数３ＫＨｚ付近）は０．６５程度である。しかし、グラスウールのような高度な吸音性能までは及ばない。
【００１５】
次に、多孔質材料であるグラスウールを使用した場合の残響室法吸音率の試験結果を図３に示す。この試験においては、グラスウールの厚さを５０ｍｍに、背後空気層を１００ｍｍに設定した。
図３から明らかなように、最大吸音率（５００Ｈｚ付近）は、ほぼ１に等しい。これに対して、一重膜のガラスクロスを用いた場合（図２参照）の吸音率は、中音域では、ガラスクロス（３）では０．１にも満たず、ガラスクロス（２）では０．５程度であり、ガラスクロス（３）では０．６程度である。
【００１６】
次に、ガラスクロス（１）（２）を二重に設置した二重膜を使用した場合の残響室法吸音率の試験結果（二重丸実線）を図４に示す。
図４に示す特性は、グラスウールを用いた場合の特性（図３）と類似していることがわかる。例えば、５００Ｈｚ付近の中心周波数の吸音率はほぼ１に等しい。
【００１７】
以上の実験結果から、ガラスクロス（３ａ，３ｂ）を二重に設置することにより、ガラスクロスを一重に設置する場合に比べて吸音性能が向上し、高性能な吸音材の代表であるグラスウール（３２ｋｇ／ｍ3 ）に匹適する非常に大きな吸音率が得られることがわかる。これは、裏側のガラスクロス（３ａ）が流れ抵抗を増す働き（抵抗材）をし、全体として適度な流れ抵抗が得られるからである。
【００１８】
しかも、光の透過性の高いガラスクロスを吸音材として使用したので、透過性を犠牲にすることなく高度な吸音性能を得ることができる。
光の透過性は、ガラスクロス単体の場合、例えば、ガラスクロス（１）では４８％、ガラスクロス（２）では３４％と極めて高いため、ガラスクロス（１）（２）を組み合わせた場合でも１６％以上（二重膜内の光の拡散効果を考慮すると３０％近くになる）となり十分な透過率が得られる。
【００１９】
なお、吸音率は、材料の厚さや取付け方法によっても変化するが、図５に示すように、空気層２ａ，２ｂの厚さを一定とせずに、各ガラスクロス３ａ，３ｂを、空気層２ａ，２ｂの厚さが中心部で大きく両端部で小さくなるように、複数の固定部材４（例えば、パイプ、鉄骨などの構造部材）で固定すれば、より吸音率の周波数特性が平坦化し、良好な特性となる。
【００２０】
なお、上記実施例では、膜構造物を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、光の透過性と吸音性能が求められる他の室内空間にも適用可能である。また、上記実施例では、ガラスクロスを内膜として用いたが、ガラスクロスと同様な透過性、吸音性を有する他の均等材料にも本発明は適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、高い光の透過性を保持しつつ、高い吸音性能が得られる。また、吊下げ吸音体に比べ均一な光の透過性が得られ、意匠上の制約もない。また、一重膜に比べ高い吸音性が得られる。さらに、設置手間が少なく簡便に施工できコストも安い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸音構造を示す部分断面図である。
【図２】一重膜のガラスクロスを用いた場合の残響室法吸音率の試験結果を示す図である。
【図３】多孔質材料であるグラスウールを使用した場合の残響室法吸音率の試験結果を示す図である。
【図４】ガラスクロスを二重に設置した場合の残響室法吸音率の試験結果を示す図である。
【図５】本発明の他の吸音構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  外膜
２  空気層
３  ガラスクロス
４  固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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