(57)【要約】【課題】換気量と騒音低減効果とを、共に満足できる換気口を提供する。【解決手段】袖壁等の壁２０に設けたスリーブ３０を介して、屋外側と屋内側とを連通させる。かかるスリーブ３０の屋外側前面に、換気フード４０を設ける。換気フード４０内面には、前面にグラスウール等の吸音材５０を、厚さ２５ｍｍで設ける。さらに、換気フード４０の外気取り入れ口の四角形状のアスペクト比を、８０：１２５で規定した四角形状とし、換気量確保と騒音低減効果とを共に満足する防音換気口１０を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内側と屋外側とを隔てる部材に設けられ、換気に伴い流入する音を低減することができる防音換気口であって、
前記換気口は、屋内側と屋外側とを連通するスリーブと、
前記スリーブの屋外側前面に設けられた換気フードと、
前記換気フードの内側全面に厚さ２５ｍｍ以上で設けられたグラスウール等の多孔質吸音材と
前記換気フードに設けられた外気取り入れ口とを有することを特徴とする防音換気口。
【請求項２】
請求項１記載の防音換気口において、
開口部に換気口をつけた時とつけない時の室内側の音圧レベル差である挿入損失が、５００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下の周波数で１０ｄＢ以上であることを特徴とする防音換気口。
【請求項３】
請求項１または２記載の防音換気口において、
前記吸音材が前記スリーブの屋外側前面の一部を塞ぐ場合には、塞ぐ部分の前記吸音材の厚みは前記スリーブの前面を塞がないように２５ｍｍ未満に設定されていることを特徴とする防音換気口。
【請求項４】
請求項３記載の防音換気口において、
前記防音換気口の取り付け幅が１６０ｍｍ未満に設定され、
前記吸音材の厚みが、スリーブに接する両側が１０ｍｍに設定され、
前記外気取り入れ口が、８０ｍｍ×１２５ｍｍに設定されていることを特徴とする防音換気口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は換気技術に関し、特定取り付け幅以下で取り付けられる換気口において、換気量及び換気に付随して流入する騒音等の音の低減に適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミサッシ等のサッシ技術が向上し、マンション等の集合住宅では、かかるアルミサッシの窓枠が多用されている。かかるアルミサッシを用いた場合には、室内の機密性は極めて高くなるため、室内外の換気の有り様が問題となる。
【０００３】
通常は、マンションの袖壁等に換気口が設けられ、かかる換気口を通して室内の換気が行われている。近年、特に、マンション等では内装材に合成建材が使用され、かかる合成建材の化学物質等によるアレルギーの問題が大きくクローズアップされている。そこで、マンション等では、室内の換気は２４時間換気が義務づけられるようになった。
【０００４】
一方、マンションはその立地条件がその販売状況に大いにかかわり、どうしても便利な都会に近い程売れ行きが良いのが現状である。しかし、都会に近い程、交通量は一般に増加し、その分騒音量は大きくなる。かかる騒音が、マンションの２４時間換気の換気口から流入し、室内の静穏環境を脅かすということが問題になっている。
【０００５】
すなわち、マンションの換気口では、換気量の確保と、騒音の低減効果との両方が求められているのである。かかるマンション等の換気特性等に関しては、例えば、非特許文献１、２等で研究が行われ、その成果が報告されている。
【非特許文献１】清水、咸著、日本建築学会学術講演梗概集「換気システムに使用する給気口の遮音性能の評価方法に関する研究」、２００６年９月、ｐ１１１−１１２
【非特許文献２】咸、清水著、日本建築学会学術講演梗概集「換気システムの部品性能について−給気口の遮音性能と風量静圧特性の関係−」、２００６年９月、ｐ７２５−７２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上記騒音の低減特性（以下、減音特性と言う場合もある）と、換気量との両方を満足させる換気口に関して、その技術開発を行ってきた。
【０００７】
換気量と、騒音の低減特性とは、実際には相反するものである。すなわち、一方を向上させれば、他方は悪化するのである。例えば、換気量を確保するために外気の流量を確保しようとすれば、当然に流入する騒音も多くなり騒音の低減特性は悪化することとなる。
【０００８】
一方、騒音の低減特性を向上させるためにスリーブ内に吸音材等を設けると、当然にその換気量は低減させられることとなる。
【０００９】
そこで、換気口については、かかる換気量と騒音の低減特性とを、どのようにして合理的な折り合いを付ければよいかが、技術開発の大前提であると言える。当たり前と言えば当たり前のことであるが、しかし、本発明者はかかる換気口の技術開発に携わる中、従来は、かかる点については詳細な研究がなされていないことに改めて気づかされた。
【００１０】
また、換気口の開発技術では、その取り付け幅が大きな問題となる。先にも述べたように、これまでのマンション等の換気口は、その袖壁を利用して設けられている。しかし、かかる袖壁は近年縮小される傾向にある。そのため、より取り付け幅が小さい小型の換気口が求められている。現在迄の換気口の開発技術では、取り付け幅が１６０ｍｍ未満の換気口の開発は行われていないのが現状である。
【００１１】
本発明の目的は、取り付け幅が１６０ｍｍ未満の換気口で、換気量と騒音低減効果とを、共に満足できる換気口を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本発明者は、取り付け幅が１６０ｍｍ未満の場合の小型の換気口において、換気量と、騒音低減特性とをどのようにして合理的な折り合いを付ければよいか検討してきた。このような中で、現在容易に入手できる範囲の材料を用いた場合には、以下の構成を採用することで、目的に適う換気口を形成することができることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明は屋内側と屋外側とを隔てる部材に設けられ、換気に伴い流入する音を低減することができる防音換気口であって、前記換気口は、屋内側と屋外側とを連通するスリーブと、前記スリーブの屋外側前面に設けられた換気フードと、前記換気フードの内側全面に厚さ２５ｍｍ以上で設けられたグラスウール等の多孔質吸音材と、前記換気フードに設けられた外気取り入れ口とを有することを特徴とする。かかる構成において、開口部に換気口をつけた時とつけない時の室内側の音圧レベル差である挿入損失が、５００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下の周波数で１０ｄＢ以上であることを特徴とする。かかる周波数は、一般的に人の話し声が含まれる中音域と言われている。以上いずれかの構成において、前記吸音材が前記スリーブの屋外側前面の一部を塞ぐ場合には、塞ぐ部分の前記吸音材の厚みは前記スリーブの前面を塞がないように２５ｍｍ未満に設定されていることを特徴とする。かかる構成において、前記防音換気口の取り付け幅が１６０ｍｍ未満に設定され、前記吸音材の厚みが、スリーブに接する両側が１０ｍｍに設定され、前記外気取り入れ口が、８０ｍｍ×１２５ｍｍに設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
本発明の構成を採用すれば、従来構成の市販の換気口と比較して、例えば取り付け幅を１６０ｍｍ未満等と小さく構成して、換気量の確保と流入する騒音の低減特性との両方を満足させる換気口を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
本発明は、換気口の取り付け幅を１６０ｍｍ未満に設定した状態で、換気口の外気取り入れ口の形状をより換気量が確保できるようにする技術である。併せて、かかる換気口を用いて、換気口の換気フード内に設ける吸音材の厚みを特定することで、相拮抗する換気量と騒音低減特性との良好なバランスをとることができるものである。
【００２０】
本発明の実施の形態では、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、換気と共に流入する騒音等の音の低減が図れる防音換気口１０について説明する。本実施の形態の防音換気口１０は、壁２０に設けたスリーブ３０と、スリーブ３０の屋外側（室外側としても同じ）前面に設けた換気フード４０とを有している。かかる換気フード４０内には、吸音材５０が設けられている。
【００２１】
かかる構成の防音換気口１０は、図１（ａ）に示すように、スリーブ３０は、屋内側（室内側としても同じ）と屋外側とを隔てる部材である壁２０に設けた貫通孔３１内に内挿されている。かかる壁２０としては、図２に模式的に示すように、例えば、屋内側から見て壁２０に設けた窓２１の両脇に形成される袖壁２０ａ（２０）であっても構わない。
【００２２】
かかる袖壁２０ａについては、近年、マンション等では、屋内側に外光を取り込むべく窓面積を大きくとる傾向があり、その分、袖壁２０ａ部分は縮小される傾向にある。そのため、換気口の取り付け幅はより小さい方が採用される傾向がある。
【００２３】
かかる袖壁２０ａ部分が防音換気口１０の取り付け幅に足りない場合には、図２に示すように、防音換気口１０の取り付け用として梁６０部分にスリーブ３０を設ける構成を採用することとなる。しかし、かかる躯体部分である梁６０に貫通孔を通してスリーブを設ける構成を採用すると、強度的な問題が発生するため、別途梁６０部分の補強が必要となる。そのため、できるだけ袖壁２０ａを利用して施工した方が、施工費用、施工の手間等の面で好ましいこととなる。
【００２４】
換気フード４０は、図１（ａ）に示すように、アルミニウム板４１ａ等の外板４１等で形成され、スリーブ３０の屋外側の前面に設けられている。換気フード４０をこのように設けることで、スリーブ３０を通して屋内側の様子が外から伺えないようになっている。かかる換気フード４０の内側の面には、所定厚さの吸音材５０が設けられ、外から換気と共に流入する騒音の低減が行えるように構成されている。
【００２５】
吸音材５０としては、例えば、ＪＩＳ規格にあるようにグラスウール５０ａ等のように多孔質材を所定の厚みに成型したものが使用されている。本発明者の実験では、市販のグラスウール５０ａを用いた場合には、厚みが２５ｍｍ以上であれば、少なくとも生活騒音の周波数帯域の騒音の低減効果が満足できる程度に得られることを確認している。本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、厚さ２５ｍｍのグラスウール５０ａを用いた場合を示している。
【００２６】
本発明者は、現在市販されている換気口における挿入損失を測定したが、一般的に人の話し声を含んだ中音域の５００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下では、６〜１４ｄＢ程度である。そこで、開発に際してはかかる挿入損失と同等もしくはそれより優れた性能を目標とすべく、５００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下の帯域の挿入損失を少なくとも１０ｄＢとして設定した。
【００２７】
図３には、市販換気口の挿入損失の評価結果を示した。市販の換気口１００、２００は、１／３オクターブバンド中心周波数域で、それぞれ吸音効果を示していることが確認される。図４では、さらに、図３における生活騒音の周波数帯域部分の挿入損失がよく分かるように拡大して示した。かかる実際の挿入損失の評価実験に基づき、市販の換気口の挿入損失に多少の幅を持たせた上で、少なくとも１０ｄＢ以上の挿入損失が得られることを今回の開発目標の一つとして設定したのである。尚、市販換気口２００としては、一般に広く用いられている図５に示す円形の構成の換気口を用いた。
【００２８】
現在市販されている換気口より高い挿入損失を達成するためには、吸音材５０をどのように設けるかについて、種々実験を行った。その結果、同じ外気取り入れ口７０の形状であれば、換気フード４０内の全面に吸音材を設ける構成が好ましいことが確認された。また、かかる構成においては、吸音材５０の厚みが問題となることも確認された。
【００２９】
現在日本で市販されている吸音材５０を調査した結果、少なくとも２５ｍｍは必要であることが確認された。現在入手可能なグラスウール５０ａ等の吸音材５０であれば、少なくとも２５ｍｍあれば、挿入損失は１０ｄＢ以上確保できることが本発明者の実験により初めて確認された。
【００３０】
尤も、かかる音については、人それぞれでどの程度の大きさの音がうるさく感じるか、すなわち騒音に感じるかは、好み等により多少の違いがある。そのため、万人に共通の基準は見出せないのが現状である。
【００３１】
かかる厚さ２５ｍｍのグラスウール５０ａでできた吸音材５０を、図１（ａ）に示すように、換気フード４０の内側全面に設けた。全面に設けることで、換気に際して入ってくる騒音をより効果的に低減することができるのである。
【００３２】
このように構成された換気フード４０では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、その外気取り入れ口７０が、換気フード４０の下面側に開口されている。かかる外気取り入れ口７０の形状は四角形に形成されている。かかる四角形の形状は、８０ｍｍ×１２５ｍｍに設定されて、換気量の確保が図られている。
【００３３】
防音換気口１０の取り付け幅が１６０ｍｍ未満との前提では、上記吸音材５０の挿入損失の基準を満たすために少なくとも２５ｍｍの厚みを確保する必要があり、そのため、使用できる外気取り入れ口７０の形状の自由度は制限される。外板４１の厚みを例えば２．５ｍｍとした場合には、外気取り入れ口７０として許容される幅は８０ｍｍであることが分かる。かかる制限された自由度の中で、最大の換気量の確保を行うべく、その形状を設定することが必要であった。
【００３４】
換気量を確保するとの視点からは、外気取り入れ口７０の形状は円形が最良であり、その次に正方形である。矩形形状は、基本的には選択順位が低くなる。しかし、上記外気取り入れ口７０の形状選択の上記制約がある中では、矩形形状を選択することが最良であることが分かった。少なくとも、８０ｍｍ×８０ｍｍの正方形、あるいは直径８０ｍｍの円形よりも、一辺が８０ｍｍで、他辺が８０ｍｍを超える長さの矩形形状を選択した方が好ましいことに気づいた。
【００３５】
しかし、減音するとの観点からは、極力換気量を少なくした方が好ましい。そこで、本発明者は、挿入損失１０ｄＢ以上の確保と、換気量の確保との双方について、換気口の試作を重ねて、双方の実験結果を突き合わせる地道な積み重ねを行った。８０ｍｍ×８０ｍｍの正方形、あるいは直径８０ｍｍの円形よりも風量確保が図れ、併せて挿入損失も設定基準を満たす場合を実験により求めた。その結果、他辺が少なくとも１２５ｍｍあれば、矩形の外気取り入れ口の方が好ましいことが、かかる多数の実験から分かった。
【００３６】
また、併せて、使用するスリーブ３０は、吸音材５０の厚みを考慮に入れるとφ７５ｍｍの直径のものを使用するのが最適と考えられる。しかし、換気量はスリーブ３０の断面積に比例するため、極力大きな断面径を使用することが好ましいのである。そこで、φ１０５ｍｍ径のスリーブ３０の使用が可能か否か検討を行った。
【００３７】
しかし、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スリーブ３０の両脇に２５ｍｍの厚みの吸音材５０を設けると、１６０ｍｍの取り付け幅になるのである。そこで、そのスリーブ３０の両脇の吸音材５０の厚みを２５ｍｍより薄くして種々変えることで、その挿入損失を実験により再度求めた。その結果、厚さを１０ｍｍ以上に設定し得れば、少なくとも１０ｄＢ以上の挿入損失の基準は確保できることを見出した。
【００３８】
因みに、換気フード４０内全面に設ける吸音材５０を、厚さ１０ｍｍ設定した場合には、挿入損失は１０ｄＢ未満となることが、実験により確認された。かかる構成の図７（ａ）、（ｂ）に示す防音換気口１０ａは、図３、４に示すような挿入損失を示すことが明らかとなった。
【００３９】
このように取り付け幅１６０ｍｍ未満であれば、スリーブ径１０５ｍｍ選択使用した場合の方が、現在のところ、換気量の確保と騒音の低減特性とが、今まで市販されていたものよりも優れている理想的な防音換気口１０となることが確認された。
【００４０】
また、今回行った多数の実験からは、他辺が１２５ｍｍ以上あれば、換気量の確保は行えるが、換気量と共に流入する騒音の低減が吸音材５０の２５ｍｍ厚さでは十分に行えないことも判明した。そこで、現時点では、吸音材５０として２５ｍｍ厚さのものを使用して、取り付け幅を１６０ｍｍ未満に設定した場合は、外気取り入れ口７０の四角形の形状は、異なる２辺の長さが８０ｍｍ×１２５ｍｍの場合が、すなわちアスペクト比が８：１２．５の場合が好ましいことが判明した。
【００４１】
また、何故８：１２．５が好ましいかと言う点については、換気量の確保と、かかる換気量とは次元の異なる挿入損失による減音特性の両方の観点での検討等となるため、理論的解明の糸口は見出せていないのである。現在のところ、あくまで多数の実験結果から帰納的に得られた結論である。
【００４２】
かかる図１（ａ）、（ｂ）に示す構成の防音換気口１０の換気量は、実験により図８、９に示すようであった。
【００４３】
因に、換気量Ｑは次の式により求めた。
【００４４】
【数１】
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図８では、比較のために、四角形の外気取り入れ口が１００ｍｍ×６０ｍｍものを前記の如く市販換気口１００とし、１２０ｍｍ×３３ｍｍの市販換気口を３００とし、スリーブ内に嵌める構成の円筒状の市販消音装置を４００とし、小さい外気取り入れ口を複数（４５ｍｍ×１５ｍｍが４個、４０ｍｍ×１５ｍｍが１個）有する市販の換気口を５００として示した。また、スリーブ３０の前面に何も設けない場合を、ブランクとして併せて示した。
【００４５】
また、図９には、より換気量が明確になるように、αの大小を比較して示した。かかる図８、９からは、明らかに、ブランクを除いては、防音換気口１０の構成が換気量の確保という観点から最大となっていることが分かる。併せて、図３、４に示すように、防音換気口１０の挿入損失も１０ｄＢが確保されていることも確認された。
【００４６】
因みに、かかる挿入損失の確認は、音響実験室で行った。音響実験室では、無響室と残響室を隔てる壁に貫通孔を開けてスリーブを通し、市販の換気口、本発明にかかる防音換気口を設置した。設置に際しては、室内側として無響室側を設定し、室外側として残響室側を設定した。また、換気量は、実物大のモデルルームを用いて実際に即して行った。
【００４７】
以上の如く、例えば、図４、図９からも明らかなように、換気口の取り付け幅に対しての換気量と生活騒音の周波数帯域での挿入損失による減音特性とを考慮すると、本発明を適用した防音換気口１０が極めて優れていることが確かめられた。少なくとも、現時点では、市販の換気口より優れているのである。
【００４８】
すなわち、壁等に設けたスリーブ３０を介して室外側と室内側とを連通させ、その室外側のスリーブ前面に換気フードを設け、換気フード内面に吸音材を吸音特性が発揮できる程の厚みで設け、併せて換気フードの外気取り入れ口をアスペクト比で８０：１２５の矩形に設定することで、騒音の低減特性を考慮した上で、必要最小限度での外気取り入れ口を用いて市販の換気口より優れた換気量確保を行うことができたのである。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５０】
例えば、前述の如く、壁、梁等に貫通孔を設ける場合は、直径が７５ｍｍ以下の場合には、特段の補強工事が必要でない。そこでφ７５ｍｍ径のスリーブを用いて、換気量最大となる四角形状の防音換気口を作成することもできる。外板４１の厚みを５ｍｍに見積もっても、スリーブ径を７５ｍｍに見積もり、吸音材の厚みを２５ｍｍに見積もると、スリーブ横の吸音材５０の厚みを減らすことなく１３５ｍｍの取り付け幅の防音換気口１０を構成することもできる。
【００５１】
さらには、取り付け幅を１６０ｍｍに設定できれば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スリーブ径１０５ｍｍ、外板の厚み２．５ｍｍ、吸音材の厚み２５ｍｍの仕様のものを作成することもできる。
【００５２】
但し、これらの構成の場合にも、外気取り入れ口の形状は８：１２．５の長さの比、すなわち例えば８０ｍｍ×１２５ｍｍの２辺を有する四角形形状が好ましいものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の騒音被害が大きいマンション等の外気換気に有効に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）は本発明にかかわる防音換気口の一例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるスリーブとの取り合い状況を示した断面図である。
【図２】防音換気口の袖壁の状況を模式的に示した斜視図である。
【図３】本発明の防音換気口と市販換気口との挿入損失実験結果を示す説明図である。
【図４】図３の挿入損失における生活騒音の周波数帯域部分を拡大して示す説明図である。
【図５】実験に仕様した市販換気口を示す正面図である。
【図６】（ａ）は吸音材の全面の厚みを２５ｍｍに設定した場合の構成の防音換気口のスリーブとの取り合い状況を示す断面図であり、（ｂ）は側断面図である。
【図７】（ａ）は吸音材の厚みを１０ｍｍに設定した場合の構成の防音換気口の側断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるスリーブとの取り合い状況を示す断面図である。
【図８】本発明の防音換気口と市販換気口との換気量等を示す説明図である。
【図９】本発明の防音換気口と市販換気口との換気量を示すαで比較して場合の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０      防音換気口
１０ａ    防音換気口
２０      壁
２０ａ    袖壁
２１      窓
３０      スリーブ
３１      貫通孔
４０      換気フード
４１      外板
４１ａ    アルミニウム板
５０      吸音材
５０ａ    グラスウール
６０      梁
７０      外気取り入れ口
【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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【図９】
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