(57)【要約】【課題】 本発明は、低音域を遮音する遮音二重壁構造に関し、二重壁の低音域に発生する共鳴透過現象、及び固体音増幅特性による遮音性能悪化を改善した高い遮音性能の遮音二重壁構造を提供することを課題とする。【解決手段】  界壁１の片側部もしくは両側部に、スタッド材５を介して壁パネル３を取り付ける二重壁構造において、上記界壁と上記壁パネルとの間隔を３０ｍｍ以内とし、上記壁パネルの面密度を４ｋｇ／ｍ２以下とした構成である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
界壁の片側部もしくは両側部に、スタッド材を介して壁パネルを取り付ける二重壁構造において、
上記界壁と上記壁パネルとの間の間隔を３０ｍｍ以内とし、上記壁パネルの面密度を４ｋｇ／ｍ２以下としたことを特徴とする遮音二重壁構造。
【請求項２】
上記界壁と壁パネルとの間に、吸音材を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の遮音二重壁構造。
【請求項３】
上記壁パネルは、比重０．７以下で、繊維材にロックウール又は／及び珪酸マグネシウムが混入された不燃材からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮音二重壁構造。
【請求項４】
上記界壁と上記スタッド材との間に弾性接着剤を介在させてスタッド材を界壁に固定したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の遮音二重壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低音域を遮音する遮音二重壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内装材の取付構造として特許文献１に記載のように、波型に成形した鋼板によって内装下地を構成し、当該鋼板に石膏ボード等の内装材を取り付けたものがある。この構造では、波型鋼板に内装材を取り付けることで壁厚を薄くすることができ、また波型鋼板は面密度が大きいため遮音性が良い。
【０００３】
また、特許文献２には、複合壁全体、界壁、中空層及び仕上げ材の個々の肉厚を増加させずに、遮音性に優れた複合壁が開示されている。この複合壁は、現場で打設されるコンクリートの界壁と、所定の厚さの中空層を介して界壁の外側に設けられた乾式壁とからなる。この乾式壁は、平板状の面材部に対して一体成形されたリブ付きパネルであり、このパネルの外側に、繊維混入石膏板などの不燃性板材を張る構造により、空気遮断性能評価線以上の空気遮断性能低減効果を発揮する。
【０００４】
特許文献３には内装ボードの直貼り構造の記載があり、これは適度な弾性を備えた硬質発砲ポリウレタンなどを含む接着剤を、内装ボードの接着面に沿って連続線分形状に配置し、これにより内装ボードと躯体壁との空気層の共鳴透過を回避し遮音欠損を改善するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２０８９０号
【特許文献２】特開２００４−９２１９９
【特許文献３】特開２００２−１２１８７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１の取付構造のように、上記波型の鋼板は１．２ｍｍの板厚を屈曲形成したものと、１２ｍｍの石膏ボードを一体化したもので、重量が重くて取り付けづらく、運搬も不便であるという問題がある。また、特許文献２の遮音複合壁についても、上記リブ付パネルは一枚あたり面密度が約２７ｋｇ／ｍ２と重量があり施工性に問題がある。特許文献３の直張り工法は、遮音欠損部分である中音域部分のみを改善したもので、低音域の改善には至っていない。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、二重壁の低音域に発生する共鳴透過現象、及び固体音増幅特性による遮音性能悪化を改善した高い遮音性能の遮音二重壁構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の技術的課題を解決するため、本発明に係る遮音二重壁構造は、図１に示すように、界壁１の片側部もしくは両側部に、スタッド材５を介して壁パネル３を取り付ける二重壁構造において、上記界壁と上記壁パネルとの間の間隔を３０ｍｍ以内とし、上記壁パネルの面密度を４ｋｇ／ｍ２以下とした構成である。
【０００９】
本発明に係る遮音二重壁構造は、上記界壁と壁パネルとの間に、吸音材２を介在させた構成である。
【００１０】
本発明に係る遮音二重壁構造において、上記壁パネル３は、比重０．７以下で、繊維材にロックウール又は／及び珪酸マグネシウムが混入された不燃材からなる構成である。
【００１１】
また、本発明に係る遮音二重壁構造は、上記界壁１と上記スタッド材５との間に弾性接着剤９を介在させてスタッド材を界壁に固定した構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る遮音二重壁構造によれば、界壁と壁パネルとの間の間隔を３０ｍｍ以内とし、壁パネルの面密度を４ｋｇ／ｍ２以下としたから、共振周波数が２５０Ｈｚに移行させることにより、低音域（１２５Ｈｚ）付近の遮音効果を改善することができ、また軽量であるため施工性が良いという効果がある。
【００１３】
本発明に係る遮音二重壁構造によれば、界壁と壁パネルとの間に、吸音材を介在させたから、上記低音域（１２５Ｈｚ）のみならず共振周波数が２５０Ｈｚに移動した周波数域における遮音効果の改善を図ることができるという効果がある。
【００１４】
本発明に係る遮音二重壁構造によれば、壁パネルは、比重０．７以下の不燃材からなる構成としたから、断熱性、調湿性、吸音効果に優れるという効果がある。
【００１５】
また、本発明に係る遮音二重壁構造によれば、界壁とスタッド材との間に弾性接着剤を介在させた構成としたから、この弾性接着剤がゴム状弾性機能を発揮し衝撃等を緩和するとともに、地震等による層間変位に追随して壁体の破壊を防止し、またこの弾性接着剤があることにより、ヒートブリッジによる結露を防止する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る遮音二重壁構造を図面に基づいて説明する。
図１〜３は、上記遮音二重壁構造を示すものであり、これは集合住宅の各住戸間等を区切る界壁１（戸境壁）などに設けられる。この二重壁構造は、コンクリート製の界壁１の壁面１１から所定の間隔をおいて内装材としての壁パネル３を取り付けたもので、いわゆるふかし壁である。この二重壁の下地構造は、部屋の天井スラブ及び床スラブにそれぞれ取り付けられたランナー材６間にスタッド材５を架設し、このスタッド材５を界壁１に固定したものである。
【００１７】
上記ランナー材６は、壁面１１から所定のふかし幅を設け、止着具１３を用いて床スラブに固定配置する。このとき、壁面１１とスタッド材５に敷設する壁パネル３との間の間隔（Ｗ：空気層の幅）は５０ｍｍ以下程度、好ましくは３０ｍｍ以下とする。この間隔（Ｗ）が３０ｍｍ以下であれば、室内空間を広く確保することができ、またスタッドを安定して界壁に固定させることができる。この実施の形態では、上記間隔（Ｗ）を２０ｍｍとしている。
【００１８】
図２に示すように、上記スタッド材５は表板部１４、左右の側板部１６、及び両側板部の端部からそれぞれ内向に屈曲形成されるフランジ部１８からなる断面略Ｃ字状の間柱である。このスタッド材５の表板部１４には、所定の間隔をおいて孔部４が設けられている。スタッド材５は、両端部を上記ランナー材６間に架設するとともに、その裏面側に介在させた保持部材１０に弾性接着剤９を保持させて壁面１１に固定する。
【００１９】
上記保持部材１０は直方体状であり、多孔質のスポンジ等の弾性体からなる。この保持部材１０は、上記スタッド材５のフランジ部１８に係止した状態で、スタッド材５の孔部４の上下部に所定の間隔をおいて配置する。そして、これら両保持部材１０とスタッド材５の裏面との間に弾性接着剤９を充填する保持空間部を形成する。
【００２０】
上記スタッド材５の設置後に孔部４から弾性接着剤９を注入し、この弾性接着剤９を上記保持空間部に充填し硬化させてスタッド材５を壁面１１に固定させる。上記弾性接着剤９としては、例えば耐久性、接着性に優れる変成シリコーン樹脂接着剤を用いる。弾性接着剤９は、硬化後はゴム状弾性機能を備え、高い剪断強度や引張強度を有し、衝撃を緩和するとともに界壁１等の建築材料に対して高い接着強度を有する。
【００２１】
この弾性接着剤９の介在により、上記スタッド材５と壁面１１間に所定の間隔を確保する。そして、これらスタッド材５の表面に止着具を用いて壁パネル３を敷設する。さらに、壁面１１と壁パネル３間の空気層に吸音材２を配置する。この吸音材２としては、例えば高密度のグラスウール、または下記スタイロフォーム（硬質の発泡素材、断熱材としても使用）を用いる。
【００２２】
上記壁パネル３としては、面密度が４ｋｇ／ｍ２以下の例えばセルロース繊維を圧縮して固めた繊維パネルを用いる。ここでは、壁パネル３としてグリッドコアパネル（前澤工業株式会社製）を用いている。このグリッドコアパネルは、繊維材（例えば古紙などの天然繊維、合成繊維、これらの混合物等）をパルプ化し、高圧によりバキューム圧縮し、さらに強度を得るために裏面をハニカム状に形成したものである。このグリッドコアパネルは、面密度が２．５ｋｇ〜３ｋｇ／ｍ２程度であり、繊維材にロックウール（岩綿）、珪酸マグネシウム等が注入された不燃パネルとなっており、建築基準法内の耐火内装制限等には問題なく使用可能である。
【００２３】
ここで、上記遮音二重壁構造の遮音効果について説明する。上記構成された二重壁における空気層は一種の弾性体であるため、空気層を挟んだ壁面１１と壁パネル３とは一つの共振系を形成して共振する。通常、この共振により二重壁の低音域における遮音性能が悪化する。ここで、共振周波数ｆｄ（Ｈｚ）は、空気の厚みｄ（ｍ）、界壁の面密度ｍ１（ｋｇ／ｍ２）、壁パネルの面密度ｍ２（ｋｇ／ｍ２）、音速ｃ（ｍ／ｓ）、空気の密度ρ（ｋｇ／ｍ３）とすると次の数式１が成立する。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
ここで例えば、社内試験のために敷設した二重壁の仕様では、界壁１としてＲＣ壁厚が２３０ｍｍ、空気層の厚さ（壁パネルと壁面間の隙間）が２０ｍｍの二重壁構造である。この二重壁の一の壁パネルとして、板厚が１２．５ｍｍの石膏ボードを用いた場合、数式１による共振周波数ｆｄは約１４７Ｈｚと計算される。これと同じ条件での社内試験データでは、共振周波数ｆｄは約１６０Ｈｚである。
【００２６】
また、他の壁パネル（壁パネル以外は同じ条件）として、板厚が９．５ｍｍの石膏ボードを用いた場合、数式１による共振周波数ｆｄは約１６８Ｈｚと計算され、同じ条件の社内試験データでは共振周波数ｆｄは約１８０Ｈｚである。さらに他の壁パネルとして、板厚９ｍｍのグリッドコアパネルを用いた場合、数式１による共振周波数ｆｄは約２５４Ｈｚであり、同じ条件の社内試験データでは共振周波数ｆｄは約２００Ｈｚである。
【００２７】
ここで、低音域の遮音欠損を改善するため、壁パネル３として石膏ボード（比重：０．７）より軽い上記グリッドコアパネルを用いる。このグリッドコアパネルを用いることにより、共振周波数を音域で１つ高い周波数帯に移動させ、かつ吸音材（２５０Ｈｚに吸音効果のある高密度グラスウール）を空気層に介在させることで、この１／１オクターブバンドの２５０Ｈｚの遮音欠損を防ぐのが有効である。なお、上記共振周波数は、面材に石膏ボードを用いた際の１／３オクターブバンド時での共振周波数は１６０Ｈｚであるが、面材にグリッドコアパネルを用いた際の共振周波数は１／３オクターブバンド時で２００Ｈｚとなり、遮音欠損の生じる周波数は１／１オクターブバンド時で２５０Ｈｚとなる。
【００２８】
さらに、低音域共鳴透過現象を引き起こす原因である空気層を潰すため、ポリスチレンフォーム（登録商標名「スタイロフォーム」、ダウ化工株式会社製）等を空気層部に介在させる。このように壁パネルと壁面をスタイロフォームにより触れさせ、中音域で遮音欠損が生じるようにすることで、上記吸音材（高密度グラスウール）の吸音効果の改善が期待できる。
【００２９】
ここで、上記遮音及び吸音効果を確認するための社内試験及びその結果について説明する。図４は、社内における試験設備を示したものである。この試験設備は、コンクリートスラブで囲まれた受音室とこれと界壁１（ＲＣ壁厚２３０ｍｍ）を隔てた音源室において、音源室には音源２０として１２面体のスピーカを配置し、この音源室及び受音室にはそれぞれ５箇所のポイント（１〜５）に受音マイクを配置したものである。そして、図１に示す遮音二重壁を、上記界壁１の片側部又は両側部に形成する。
【００３０】
上記遮音二重壁では、壁パネルとして石膏ボードを用いた二重壁、グリッドコアパネルを用いた二重壁を試験に応じて施工し、音源にホワイトノイズを用いて遮音性能を測定する。このホワイトノイズは、単位周波数帯域（１Ｈｚ）に含まれる成分の強さが周波数に無関係に一定である性質をもつ雑音（白色雑音）である。
【００３１】
この社内試験では、界壁に二重壁（壁パネル）を敷設しない形態、壁パネル３として面密度の高い石膏ボード（板厚１２．５ｍｍ、面密度８．６ｋｇ／ｍ２）を敷設した形態、及び面密度の低いグリッドコアパネル（板厚９ｍｍ、面密度２．８ｋｇ／ｍ２）を敷設した形態等について行った。
【００３２】
図５は、上記試験結果を示したものであり、図５（ａ）は界壁の片面（音源側）に二重壁を施工した場合、図５（ｂ）は界壁の両面に二重壁を施工した場合の結果である。この試験結果によれば、低音域（１２５Ｈｚ）については、石膏ボードに比べてグリッドコアパネルを用いた二重壁の方が片面施工で３ｄＢの改善がみられ、両面施工の場合では８ｄＢもの改善が図られている。このように、内装材として従来の石膏ボードよりも軽い面材であるグリッドコアパネル（共振周波数ｆｄは約２５４Ｈｚ）を用いると、低音域（１２５Ｈｚ）での遮音性が改善される。
【００３３】
これから、低音域（１２５Ｈｚ）での遮音欠損を防ぐためには、壁パネルとして面密度の低い（軽い）壁パネルを用い、共振点を１２５Ｈｚの低音域からより高い音域（２５０Ｈｚ程度）に移動させるのが有効である。ここでは、壁パネル３として上記グリッドコアパネル（面密度２．５ｋｇ〜３ｋｇ／ｍ２）を用いたが、この面密度は４ｋｇ／ｍ２以下であればパネルを軽く取り付けられ作業性、施工性の点においても好適である。この実施の形態においては、低音域の遮音性を改善するために、壁自体の重量を増して低音域欠損の解消を図るのでなく、面密度の軽い壁パネルを用いることで低音域の遮音性能の改善を図る。
【００３４】
次に、吸音材の密度と吸音率との関係について説明する。図６は、吸音材２として異なる密度（９６ｋｇ／ｍ３〜２４ｋｇ／ｍ３）のグラスウールについての吸音率を示したものである。ここでは、低い周波数（２００Ｈｚ〜６３０Ｈｚ）における吸音効果は、高密度（８０ｋｇ以上）のグラスウールの方が、他の低い密度のグラスウールに比べて、概ね良好であることが示されている。特に密度が９６ｋｇのグラスウールは、上記周波数における吸音効果が優れている。
【００３５】
一般に、グラスウール等の多孔質材料の吸音特性の特徴として、まず厚さについてみると、多孔質材の吸音率は周波数の増加と共に増大し、ある周波数でほぼ一定になる。これは同じ材質の多孔質材では、厚さを増加するほど吸音率の増大が低い周波数領域から始まり、低音域から高音域までほぼ一様な吸音率を示すようになる。また、空気層については、材料の背後に空気層を設けると、低周波数領域では材料自身の厚さが増したのと同等の吸音率をもつようになるが、それ以上の周波数帯域では空気層に応じた特定の周波数で吸音率の極小値が現れるようになる。
【００３６】
また、多孔質材料の密度については、密度が大きいほど全周波数帯域での吸音率は大きくなり、ピーク周波数は多少低域に移行する。これは多孔質材中の音波の伝搬に関係することによるが、密度の高いものにする効果は厚さを厚くする効果より少なく、密度は低くても厚いものを用いたほうが吸音率は高い。
【００３７】
これから、上記軽量の壁パネルを用いると上記共振点は１２５Ｈｚの低音域から２５０Ｈｚの周波数帯に移動するが、この２５０Ｈｚでの共振による遮音欠損は、上記空気層部に吸音材２としてグラスウール（高密度グラスウール）及び上記スタイロフォーム（ポリスチレンフォーム）を介在させることで有効に防止できるものと考えられる。以下に、この吸音材の効果を社内試験で確認した結果を説明する。
【００３８】
図７は社内試験結果を示したものであり、これは上記吸音材２を壁パネル（セルロース繊維を圧縮して固めたグリッドコアパネル）の裏面（空気層）に配置した場合と配置しない場合との遮音性能を比較したものである。この試験では、界壁に二重壁（壁パネル）を敷設しない形態、内装材として面密度の高い石膏ボード（板厚１２．５ｍｍ）を敷設した形態、面密度の低いグリッドコアパネル（板厚９ｍｍ、面密度２．８ｋｇ／ｍ２）を敷設した形態及びこのグリッドコアパネルとともにグラスウール（１５ｍｍ、密度９６ｋｇ／ｍ３）を敷設した形態について行った。図７（ａ）は、界壁の片面（音源側）に上記二重壁を施工したとき、図７（ｂ）は界壁の両面に上記二重壁を施工したときの試験結果である。
【００３９】
図７（ａ）の試験結果によれば、スタッド材に内装材として石膏ボード（板厚１２．５ｍｍ）を取り付けたものと、この石膏ボードの代わりに上記グリッドコアパネル（板厚９ｍｍ）を取り付けたもの、また上記グリッドコアパネルとスタッド材間に上記グラスウール（１５ｍｍ）を全面に敷設したものとでは、音域１２５Ｈｚにおいてはそれぞれ４ｄＢ、３ｄＢ遮音性が改善されている。音域２５０Ｈｚでは、上記グリッドコアパネルとグラスウールを敷設したものは、グリッドコアパネルのみのものと比較すると３ｄＢ遮音性が改善されている。また、グリッドコアパネル（板厚９ｍｍ）とグラスウールを敷設したものは、略壁スラブ（界壁）と同等な値がでており、二重壁における低音欠損が解消されている。
【００４０】
図７（ｂ）の試験結果によれば、音域１２５Ｈｚでは、石膏ボードを取り付けたものに比べて上記グリッドコアパネル（板厚９ｍｍ）を取り付けたもの、さらに上記グラスウールを敷設したものはそれぞれ８ｄＢ、６ｄＢ遮音性が改善され、音域２５０Ｈｚでは、上記グリッドコアパネルにグラスウールを敷設したものは、石膏ボードを取り付けたものと比較すると３ｄＢ改善されている。また、音域２５０Ｈｚでは、上記グリッドコアパネルとグラスウールを敷設したものは、グリッドコアパネルのみのものと比較すると４ｄＢ遮音性が改善されている。
【００４１】
このように、壁パネルにグリッドコアパネルを用いた場合、低音域（共振周波数が移行した２５０Ｈｚ）において、吸音材としてグラスウールを敷設した二重壁の方がグリッドコアパネルのみの二重壁よりも遮音性の改善がみられる。
【００４２】
図８は、社内試験において、高密度グラスウール（密度９６ｋｇ／ｍ３）とともに上記スタイロフォームを壁パネル（グリッドコアパネル）と壁面間の空気層に介在させたときの遮音性能とを、これらを介在させない場合とを比較したものである。この試験から、高密度グラスウールとともにスタイロフォームを空気層部に介在させることにより、高密度グラスウールの吸音効果が良好に発揮でき、遮音性が改善されることが確認された。これは、上記スタイロフォームを空気層に介在させることにより、内装ボードと壁面をスタイロフォームにより触れさせ、低音域共鳴透過現象を引き起こす原因である空気層を潰し、中音域で遮音欠損が生じるようにすることで、高密度グラスウールの吸音効果が良好に発揮できるためである。
【００４３】
従って、上記実施の形態に係る二重壁構造によれば、壁パネルとして面密度の軽い材料を用いることにより、低音域（１２５Ｈｚ）の遮音性能が改善され、また材料が軽いことから施工性が良い。また、壁パネルは、裏面がハニカム形状となっているので強度的にも優れ、さらに壁パネルは不燃性であり、断熱、調湿、吸音効果にも優れる。また上記二重壁構造では、吸音材（高密度グラスウール）により、共振周波数が２５０Ｈｚに移動した周波数についても遮音性能の改善を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る遮音二重壁構造を示す図である。
【図２】実施の形態に係る二重壁の敷設状態を示す斜視図である。
【図３】実施の形態の二重壁に係り（ａ）は側面を、（ｂ）は平面を示す図である。
【図４】実施の形態に係る二重壁の遮音効果を確認する試験環境を示す図である。
【図５】試験結果（石膏ボードとグリッドコアパネルとの対比）として、室間音圧レベル差測定による空気音遮断性能（ｄＢ）を示すグラフで、（ａ）は界壁の片面に（ｂ）は界壁の両面にそれぞれ二重壁を敷設したときの結果を示す。
【図６】グラスウールの密度（９６ｋｇ／ｍ３〜２４ｋｇ／ｍ３）毎の吸音率を示すグラフである。
【図７】試験結果（グリッドコアパネルにつきグラスウールの介在有と無との場合の対比）として、室間音圧レベル差測定による空気音遮断性能（ｄＢ）を示すグラフで、（ａ）は界壁の片面に（ｂ）は界壁の両面にそれぞれ二重壁を敷設したときの結果を示す。
【図８】試験結果（グリッドコアパネルにつきグラスウール及びスタイロフォームの介在有と無との場合の対比）として、室間音圧レベル差測定による空気音遮断性能（ｄＢ）を示すグラフで、（ａ）は界壁の片面に（ｂ）は界壁の両面にそれぞれ二重壁を敷設したときの結果を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１  界壁
２  吸音材
３  壁パネル
５  スタッド材
９  弾性接着剤
【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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【図７】
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【図８】
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