(57)【要約】【課題】  断熱性能を維持できながら、遮音欠損を感じ難くする。【解決手段】  コンクリート壁１の表面に断熱層２Ａが一体的に設けられると共に、断熱層２Ａの表面に断熱層２Ａの弾性係数より大きい弾性係数の仕上げ層２Ｂが一体的に設けられて断熱壁Ｗが構成されている断熱壁構造において、断熱壁Ｗの共振周波数が人の可聴音周波数の上限より高く設定されている。【選択図】        図１
2006022571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート壁の表面に断熱層が一体的に設けられると共に、前記断熱層の表面に前記断熱層の弾性係数より大きい弾性係数の仕上げ層が一体的に設けられて断熱壁が構成されている断熱壁構造であって、
前記断熱壁の共振周波数が人の可聴音周波数の上限より高く設定されている断熱壁構造。
【請求項２】
前記共振周波数は、５ＫＨｚ以上である請求項１に記載の断熱壁構造。
【請求項３】
前記断熱層のヤング係数Ｅと、前記断熱層の厚み寸法Ｄと、前記仕上げ層の面密度Ｍとが次式を満たすように、前記断熱層と仕上げ層との材料を選択してある請求項１に記載の断熱壁構造。
５０００≦｛１／（２・π）｝√｛（２・Ｅ）／（Ｍ・Ｄ）｝
【請求項４】
前記断熱層は、発泡ウレタンフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が１５ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してある請求項１〜３の何れか一項に記載の断熱壁構造。
【請求項５】
前記断熱層は、フェノールフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が１２ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してある請求項１〜３の何れか一項に記載の断熱壁構造。
【請求項６】
前記断熱層は、低密度珪酸カルシウム板の表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が２５ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してある請求項１〜３の何れか一項に記載の断熱壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート壁の表面に断熱層が一体的に設けられると共に、前記断熱層の表面に前記断熱層の弾性係数より大きい弾性係数の仕上げ層が一体的に設けられて断熱壁が構成されている断熱壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート壁の断熱性能の改善策としては、コンクリート壁表面に板状の断熱材を沿わせて一体化するのが最も一般的な手法として挙げられ、具体的な断熱壁の形成に当たっては、例えば、型枠に断熱材を打ち込んでおき、壁コンクリートの打設によって双方を一体化したり、又は、コンクリート壁を形成した後にその表面に板状の断熱材の全面を接着する等の方法によって実施されることが多い。そして、前記断熱材で構成された断熱層の表面側には、内装仕上げ層が設けられる。
因みに、前記断熱層としては、多孔質板（例えば、発泡スチロール板）からなる断熱基材の表面に石膏ボードや石綿板等が一体に貼着してあるものが多用され、前記内装仕上げ層としては、モルタル塗布層やクロス張り等によって構成されることが多い。
この様な壁構造によれば、前記断熱層による熱の遮熱効果によって、コンクリート壁単独に比べて断熱効果を向上させることができる。
しかしながら、上述のように断熱層や内装仕上げ層による表面部材がコンクリート壁と一体に設けられるに伴って、特定の周波数で共振し易くなり、壁としての遮音性能が悪化することが確認され、その遮音性能の改善が要求されるところとなっている。
この遮音性能の悪化状況を、図５に示す一例で説明する。
図５（イ）は、コンクリート壁１だけで構成された壁構造で、図５（ロ）は、コンクリート壁１の片面にのみ前記表面部材２が設けられた壁構造で、図５（ハ）は、コンクリート壁１の両面にそれぞれ同じ仕様の前記表面部材２が設けられた壁構造である。そして、コンクリート壁１は、厚さが１５０ｍｍ、前記表面部材２の内の断熱層２Ｃは、厚さ５０ｍｍの発泡スチロールボードで構成してあり、前記表面部材２の内の内装仕上げ層２Ｄは、厚さ１２ｍｍの合板で構成されている。また、これら夫々の壁に関する音響透過損失は、図６に示すとおりである。具体的には、図５（イ）に該当する結果が、図６の（イ）で示す表示線であり、図５（ロ）に該当する結果が、図６の（ロ）で示す表示線であり、図５（ハ）に該当する結果が、図６の（ハ）で示す表示線である。
この結果から、コンクリート壁だけで構成された壁構造に比べて、前記表面部材をコンクリート壁表面に設けることで、遮音欠損（図中の１〜２ＫＨｚ、２〜４ＫＨｚ）が生じることが解る。
このような問題を緩和するものとして、前記表面部材について、コンクリート壁の表面側に設けるものと裏面側に設けるものとの固有振動数を異ならせることで、壁全体とした共振周波数を分散させ、特定の周波数で強く共振するのを避けるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２８４６８号公報（段落番号〔０００５〕、図６、図８、図９、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の断熱壁構造によれば、コンクリート壁の両面に設けられた前記表面部材どうしが共振し合って共振が増幅される問題は緩和されやすいものの、異なる周波数に分散された振動音による遮音欠損はそのまま残り、結局、複数の帯域で、人が感じる振動音が発生する危険性がある。また、コンクリート壁の片方の面だけに前記表面部材を設けるような場合には適応できない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、断熱性能を維持できながら、遮音欠損を感じ難い断熱壁構造を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、コンクリート壁の表面に断熱層が一体的に設けられると共に、前記断熱層の表面に前記断熱層の弾性係数より大きい弾性係数の仕上げ層が一体的に設けられて断熱壁が構成されている断熱壁構造において、前記断熱壁の共振周波数が人の可聴音周波数の上限より高く設定されているところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記断熱層によって壁の断熱性能を維持できながら、前記断熱壁の共振周波数が人の可聴音周波数の上限より高く設定されていることで、現実的に生じている遮音欠損による振動音を、人が音として感じることを回避でき、人の可聴音周波数域での静寂性を向上させることが可能となる。
また、人の可聴音周波数域での静寂性を向上させると言う意味では、前記断熱壁の共振周波数を人の可聴音周波数の下限より低く設定することも考えられるが、この場合、壁の共振周波数を下げるためには、前記断熱層や仕上げ層からなる表面部材の厚みを大きくして低周波数域での振動系を構築する必要があり、その結果、壁の厚み寸法が大きくなり易い問題があるのに対して、本発明によれば、表面部材の厚み寸法を小さくすることができるから、壁厚みを小さくでき、室内面積をより広く確保することが可能となる。
更には、断熱壁の構造として、コンクリート壁の両面に前記表面部材を設けることに限らず、片面にのみ前記表面部材を設ける場合にも適用させることができる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記共振周波数は、５ＫＨｚ以上であるところにある。
【０００９】
人が聴き取れる音の周波数域は、個人差はあるものの、概ね、１００〜５０００Ｈｚの範囲に納まるとされている。従って、本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を、より確実に叶えることができる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記断熱層のヤング係数Ｅと、前記断熱層の厚み寸法Ｄと、前記仕上げ層の面密度Ｍとが次式を満たすように、前記断熱層と仕上げ層との材料を選択してあるところにある。
５０００≦｛１／（２・π）｝√｛（２・Ｅ）／（Ｍ・Ｄ）｝
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、断熱性能、及び、遮音性能を共に満足する壁を形成するにあたり、前記表面部材の選択の良否を、上述の簡便な式によって確認することができ、より確実に、且つ、効率よく断熱壁の設計を行うことが可能となる。
因みに、上述の式は、広く使用されている「断熱壁の固有振動数を求める関係式」を利用して当該断熱壁設計用に求めてあるもので、前記Ｅ，Ｄ，Ｍの各数値を代入しながら、条件を満たす各数値を求め、その数値を有する各材料の組み合わせを決定するだけで簡単に材料選択を行うことができる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記断熱層は、発泡ウレタンフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が１５ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してあるところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、コンクリート壁単独の壁による遮音性能に近い性能を人の可聴周波数域で確保できるようになることが確認されている。そして、断熱層としては、比較的、安価に入手できる材料で構成されていると共に、厚み寸法も比較的薄くできるから、断熱壁のコストダウン、及び、コンパクト化を共に図ることが可能となる。
【００１４】
本発明の第５の特徴構成は、前記断熱層は、フェノールフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が１２ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してあるところにある。
【００１５】
本発明の第５の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、コンクリート壁単独の壁による遮音性能に近い性能を人の可聴周波数域で確保できるようになることが確認されている。そして、断熱層としては、厚み寸法を比較的薄くできるから、断熱壁のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００１６】
本発明の第６の特徴構成は、前記断熱層は、低密度珪酸カルシウム板の表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法が２５ｍｍ以下に設定してあり、前記仕上げ層は、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍ以下に設定してあるところにある。
【００１７】
本発明の第６の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、コンクリート壁単独の壁による遮音性能に近い性能を人の可聴周波数域で確保できるようになることが確認されている。そして、断熱層としては、比較的、安価に入手できる材料で構成されているから、断熱壁のコストダウンを図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の断熱壁構造の各実施形態で共通する断面を示すもので、断熱壁Ｗは、コンクリート壁１の両面に断熱用の表面部材２をそれぞれ一体に設けて構成されている。
【００２０】
前記コンクリート壁１は、当該表面部材２を設けてある部分では、厚み寸法が０．１ｍに設定されている。
【００２１】
前記表面部材２は、前記コンクリート壁表面に一体に接着された断熱層２Ａと、その断熱層表面に一体に接着された仕上げ層２Ｂとを備えて構成されている。
【００２２】
第一実施形態においては、前記断熱層２Ａは、発泡ウレタンフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて構成してあると共に、厚み寸法Ｄが０．０１５ｍに設定してある。
また、ヤング係数Ｅは、概ね５×１０6Ｎ／ｍ2である。
この断熱層２Ａによって断熱効果が高められ、断熱壁としての適切な断熱性能が確保されている。
【００２３】
前記仕上げ層２Ｂは、下地調整用モルタル塗布層の表面にクロス張り又は塗装を行って構成してあると共に、厚み寸法が３ｍｍに設定してある。
また、仕上げ層２Ｂのヤング係数Ｅは、概ね２．７×１０10Ｎ／ｍ2であり、面密度Ｍは、概ね０．５８２Ｋｇ／ｍ2である。
【００２４】
第一実施形態の断熱壁Ｗによる遮音性能は、図２の実線で示すとおりである。
尚、比較例として、断熱層２Ａの発泡ウレタンフォームの厚み寸法を０．０２５ｍとして構成したものについても、その遮音性能を同図に破線で示した。
これから見られるように、当該実施形態の断熱壁Ｗによれば、共振周波数が概ね８ＫＨｚとなり、人の可聴音周波数（１００〜５０００Ｈｚ）をはるかに超えた周波数域での遮音欠損は見られるものの、前記可聴音周波数域では、遮音欠損が見られない。従って、前記表面部材２の振動による騒音は、殆ど、人には感じない。
一方、比較例の断熱壁においては、共振周波数が概ね４ＫＨｚとなり、前記可聴音周波数域での遮音欠損が認められる。
【００２５】
尚、前記断熱層２Ａや仕上げ層２Ｂに関しては、その材料選択や寸法設定を行うに当たり、以下の式を満たすように実施されている。
５０００≦｛１／（２・π）｝√｛（２・Ｅ）／（Ｍ・Ｄ）｝
但し、式中のＥは、断熱層のヤング係数を示し、Ｄは、断熱層の厚み寸法を示し、Ｍは、仕上げ層の面密度を示している。
【００２６】
〔第二実施形態〕
本発明の断熱壁構造の第二の実施形態は、フェノールフォームの表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて断熱層２Ａを構成してあるところが特徴的である。
【００２７】
また、断熱層２Ａの厚み寸法Ｄは０．０１２ｍに設定してある。
当該断熱層２Ａのヤング係数Ｅは、概ね７．４×１０6Ｎ／ｍ2である。
この断熱層２Ａによって断熱効果が高められ、断熱壁としての適切な断熱性能が確保されている。
【００２８】
前記仕上げ層２Ｂは、第一実施形態と同様である。
【００２９】
当該実施形態の断熱壁Ｗによる遮音性能は、図３の実線で示すとおりである。
これから見られるように、当該実施形態の断熱壁Ｗによれば、共振周波数が概ね８ＫＨｚを超える周波数となり、人の可聴音周波数（１００〜５０００Ｈｚ）をはるかに超えた周波数域での遮音欠損は見られるものの、前記可聴音周波数域では、遮音欠損が見られない。従って、前記表面部材２の振動による騒音は、殆ど、人には感じない。
【００３０】
〔第三実施形態〕
本発明の断熱壁構造の第三の実施形態は、低密度珪酸カルシウム板の表面に硬質紙又は不織布を一体に設けて断熱層２Ａを構成してあるところが特徴的である。
【００３１】
また、断熱層２Ａの厚み寸法Ｄは０．０２５ｍに設定してある。
当該断熱層２Ａのヤング係数Ｅは、概ね２×１０7Ｎ／ｍ2である。
この断熱層２Ａによって断熱効果が高められ、断熱壁としての適切な断熱性能が確保されている。
【００３２】
前記仕上げ層２Ｂは、第一実施形態と同様である。
【００３３】
当該実施形態の断熱壁Ｗによる遮音性能は、図４の実線で示すとおりである。
これから見られるように、当該実施形態の断熱壁Ｗによれば、共振周波数が概ね８ＫＨｚとなり、人の可聴音周波数（１００〜５０００Ｈｚ）をはるかに超えた周波数域での遮音欠損は見られるものの、前記可聴音周波数域では、遮音欠損が見られない。従って、前記表面部材２の振動による騒音は、殆ど、人には感じない。
【００３４】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００３５】
〈１〉  前記断熱壁の構成は、先の実施形態で説明した構成に限るものではなく、例えば、コンクリート壁に関しては、その厚み寸法は、１００ｍｍや１５０ｍｍのものに限らず、他の厚み寸法であってもよい。更には、断熱層と仕上げ層に関しても、その厚み寸法を変更したり、構成材料を変更することは可能である。要するに、断熱壁Ｗの共振周波数が人の可聴音周波数の上限より高く設定されていることが重要である。
〈２〉  また、コンクリート壁の両面に表面部材を設けることに替えて、何れか一方の面にのみ表面部材を設ける構成であってもよい。
【００３６】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】断熱壁の断面図
【図２】第一実施形態の断熱壁の遮音性能を示す図
【図３】第二実施形態の断熱壁の遮音性能を示す図
【図４】第三実施形態の断熱壁の遮音性能を示す図
【図５】従来の断熱壁の断面図
【図６】従来の断熱壁の遮音性能を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１      コンクリート壁
２Ａ    断熱層
２Ｂ    仕上げ層
Ｄ      断熱層の厚み寸法
Ｅ      断熱層のヤング係数
Ｍ      仕上げ層の面密度
Ｗ      断熱壁
【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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【図６】
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