(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の吸音すべき空間に吸音性能を持たせる方法であって、
前記空間内を延在する、あるいは、前記空間に隣接して延在する複数の中空の骨組み構造材の両端をそれぞれ閉塞し、前記空間と前記各骨組み構造材の内部空間とを接続する連通空間部を設けて前記各骨組み構造材により、各骨組み構造材毎に共鳴周波数を変えたヘルムホルツ共鳴器をそれぞれ構成し、
前記各ヘルムホルツ共鳴器により前記空間の吸音を行なわせるようにし、
前記骨組み構造材には厚さを有する下地ボードが取着され、
前記連通空間部は、前記骨組み構造材と前記下地ボードに形成された孔により形成され、
前記連通空間部は前記下地ボードの厚さにより長さを持って形成されている、
ことを特徴とする建物における吸音方法。
【請求項２】
前記吸音すべき空間は天井裏空間であり、前記骨組み構造材は間柱、あるいは、野縁であることを特徴とする請求項１記載の建物における吸音方法。
【請求項３】
前記吸音すべき空間は床下空間であり、前記骨組み構造材は間柱、あるいは、根太であることを特徴とする請求項１記載の建物における吸音方法。
【請求項４】
前記吸音すべき空間は室内であり、前記骨組み構造材は間柱、あるいは、野縁、あるいは、根太であることを特徴とする請求項１記載の建物における吸音方法。
【請求項５】
前記吸音すべき空間は中空壁の内部空間であり、前記骨組み構造材は間柱であることを特徴とする請求項１記載の建物における吸音方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建物における吸音方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、床下空間や天井裏空間、壁内部の空間を吸音する方法として、これら空間にグラスウールやロックウールなどの多孔質吸音材を設置する方法が採られている。
また、室内を吸音する方法として、穴明き板や多孔質板などの吸音板を内装材として用いている方法が採られている。そして、低音領域の吸音性を得る場合、穴明き板や多孔質板に空気層を設けて施工している。さらに、特に低音領域の吸音調整のため、各種の吸音体が設置される場合ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グラスウールやロックウールなどの多孔質吸音材を用いる方法では、これら多孔質材料は中高音域（２５０Ｈｚ以上）での吸音性能に優れるものの低音域（１２５Ｈｚ以下）での吸音性能に劣るため、低音域での吸音性能を発揮させるために、多孔質材料の厚さを大きくしたり、また、多孔質材料背後に大きな空気層を確保する必要があり、設置スペースが増大し、また、材料コストも増大する不具合がある。
また、穴明き板や多孔質板を用いる方法では、低音域での吸音性能を発揮させるために背後に大きな空気層を確保する必要があるため設置スペースが増大し、室内空間が狭められたり、天井面や壁面の意匠上の自由度が制約される不具合があり、さらに、穴明き板や多孔質板のコストが嵩む不具合がある。また、吸音体を用いた場合には、その設置スペースを必要とし室内が狭くなる不具合がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することができる建物における吸音方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、建物の吸音すべき空間に吸音性能を持たせる方法であって、前記空間内を延在する、あるいは、前記空間に隣接して延在する複数の中空の骨組み構造材の両端をそれぞれ閉塞し、前記空間と前記各骨組み構造材の内部空間とを接続する連通空間部を設けて前記各骨組み構造材により、各骨組み構造材毎に共鳴周波数を変えたヘルムホルツ共鳴器をそれぞれ構成し、前記各ヘルムホルツ共鳴器により前記空間の吸音を行なわせるようにし、前記骨組み構造材には厚さを有する下地ボードが取着され、前記連通空間部は、前記骨組み構造材と前記下地ボードに形成された孔により形成され、前記連通空間部は前記下地ボードの厚さにより長さを持って形成されていることを特徴とする。
【０００５】
本発明によれば、既設の骨組み構造材を利用して構成したヘルムホルツ共鳴器により吸音するので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建物における吸音方法を添付図面にしたがって説明する。
まず、天井裏空間に吸音性能を持たせた第１の実施の形態から説明する。
図１（Ａ）は室内の端部の断面図、（Ｂ）は間柱の斜視図を示す。
図１において符号１２は室内、１４は床スラブ、１４Ａは防振材、１６は天井スラブ、１８は床下地ボード（例えば合板）、２０は壁下地ボード（例えば石膏ボード）、２２は天井下地ボード（例えば石膏ボード）を示し、床下地ボード１８や壁下地ボード２０、天井下地ボード２２にそれぞれ仕上げ材（不図示）が設けられ、これら仕上げ材により室内１２が区画されている。
前記天井下地ボード２２は、例えば、野縁２６の下面に取着されている。
天井裏空間２８は、天井スラブ１６の下面と天井下地ボード２２の上面と不図示の間仕切壁などにより形成されている。
【０００７】
前記壁下地ボード２０は、複数の間柱２４（特許請求の範囲の骨組み構造材に相当）を介して取着されている。
前記間柱２４として、図１（Ｂ）に示すように、内部空間２４０２を有する断面が矩形で直線状に延在する中空の軽鉄スタッドが用いられている。各間柱２４は、例えば、床スラブ１４の上面に取着されたランナー（不図示）と、天井スラブ１６の下面に取着されたランナー（不図示）にそれぞれ上下端部を取着することで立設されている。
【０００８】
前記間柱２４の各上下端部には、ロックウールなどの詰め物３０が充填され、間柱２４の各上下端部は閉塞されている。なお、間柱２４の各上下端部を閉塞するに際して閉塞用のキャップを用いたり、あるいはシーリング材を併用するなど任意である。
前記間柱２４が天井裏空間２８に臨む箇所には、天井裏空間２８と間柱２４の内部空間２４０２を接続する連通空間部３２が設けられ、間柱２４によりヘルムホルツ共鳴器が構成されている。
本実施の形態では、間柱２４の上端寄り箇所で間柱２４の内部空間２４０２側へ突出して取着された長さを有する筒状部材３４により前記連通空間部３２が形成されている。したがって、本実施の形態では、前記連通空間部３２は筒状部材３４により長さを持って形成されている。
なお、筒状部材３４の間柱２４への取り付けは、接着剤を用いたり、あるいは、嵌め込むなど任意である。また、間柱２４の断面形状や筒状部材３４（連通空間部３２）の断面形状は、矩形や円形など任意である。また、間柱２４や筒状部材３４の材料は、鉄やアルミニウムなどの金属や、各種プラスチック、樹脂など中空形状を保持できるものであればよく、特に使用材料の制約はない。
【０００９】
本実施の形態によれば、間柱２４からなるヘルムホルツ共鳴器（ヘルムホルツ共鳴現象）により天井裏空間２８の騒音が吸音される。
したがって、上階における歩行や物の落下による衝撃音を天井裏空間２８において吸音する（あるいは遮音する）ことが可能となる。
そして、単に間柱２４を利用することで、天井裏空間２８に吸音性能を持たせることができるので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することが可能となる。
【００１０】
ここで、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数（Ｈｚ）をｆｒとし、空気中の音速（ｍ／ｓｅｃ）をＣとし、筒状部材３４（連通空間部３２）の断面積（ｍ２）をＳとし、筒状部材３４（連通空間部３２）の内径（ｍ）をｄとし、筒状部材３４（連通空間部３２）の長さ（ｍ）をｌとし、間柱２４の内部空間２４０２の容積をＶとした場合、下記の式１が成り立つ。なお、筒状部材３４の取り付け方により、間柱２４の肉厚が連通空間部３２の長さに影響を及ぼす場合には、前記筒状部材３４の長さｌは、間柱２４の肉厚を加えた寸法とする。
【００１１】
【数１】
0004889161.tif 000002
【００１２】
したがって、筒状部材３４（連通空間部３２）の断面積Ｓや内径ｄ、長さｌ、間柱２４の内部空間２４０２の容積Ｖを適宜選択することで、吸音したい周波数にヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を合わせることができ、天井裏騒音を低減し（あるいは天井裏空間２８に遮音性能を発揮させて）室内１２の居住性を改善する上で極めて有利となる。
また、各間柱２４毎に、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を変えるように設定してもよく、このようにすることで天井裏騒音を低減する上でより一層有利となる。
なお、間柱２４に設ける筒状部材３４（連通空間部３２）の個数は、複数であってもよく、この場合にも吸音性能が発揮される。
【００１３】
次に、床下空間に吸音性能を持たせた第２の実施の形態について説明する。
図２は室内の端部の断面図を示し、以下の実施の形態の説明において、図１の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明する。
符号３６は床下空間で、床下空間３６は、床スラブ１４の上面と、床下地ボード１８の下面と、不図示の間仕切り壁などにより形成されている。
各間柱２４（特許請求の範囲の骨組み構造材に相当）の各上下端部は、前記実施の形態と同様に閉塞され、間柱２４が床下空間３６に臨む箇所には、床下空間３６と間柱２４の内部空間２４０２を接続する連通空間部３２が設けられ、間柱２４によりヘルムホルツ共鳴器が構成されている。
【００１４】
本実施の形態では、間柱２４の下端寄り箇所で間柱２４の側面の外方へ突出して取着された長さを有する筒状部材３４により前記連通空間部３２が形成されている。したがって、前記連通空間部３２は筒状部材３４により長さを持って形成されている。
なお、筒状部材３４の間柱２４への取り付けは、接着剤を用いたり、あるいは、嵌め込むなど任意である。また、間柱２４の断面形状や筒状部材３４の断面形状は、矩形や円形など任意である。
【００１５】
本実施の形態によれば、間柱２４からなるヘルムホルツ共鳴器（ヘルムホルツ共鳴現象）により床下空間３６の騒音が吸音される。
したがって、歩行や物の落下による下階への衝撃音を床下空間３６において吸音することが可能となる。
そして、単に間柱２４を利用することで、床下空間３６に吸音性能を持たせることができるので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することが可能となる。
なお、この実施の形態でも、前記実施の形態と同様に、吸音したい周波数にヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を合わせたり、また、各間柱２４毎に、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を変えることができる。
さらに、この第２の実施の形態に、前記第１の実施の形態を加えるようにしてもよく、このように構成することで、間柱２４により天井裏空間２８と床下空間３６の双方に吸音性能を持たせることができる。
この場合には、間柱２４の内部に壁部を設けて間柱２４の内部を上下の空間に仕切り、間柱２４の上部の内部空間で、天井裏空間２８に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成し、間柱２４の下部の内部空間で、床下空間３６に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成するようにしてもよい。
【００１６】
次に、天井裏空間に吸音性能を持たせた第３の実施の形態について説明する。
図３は室内の端部の断面図を示す。
第３の実施の形態では、天井裏空間２８が、天井スラブ１６の下面と天井下地ボード２２の上面と壁下地ボード（特許請求の範囲の下地ボードに相当）２０により形成されている。
前記壁下地ボード２０は、複数の間柱２４（特許請求の範囲の骨組み構造材に相当）を介して取着されている。
前記間柱２４は、図１（Ｂ）に示すように、内部空間２４０２を有する断面が矩形で直線状に延在する中空の軽鉄スタッドであり、前記実施の形態と同様に上下端部は閉塞されている。
【００１７】
前記間柱２４が天井裏空間２８に臨む箇所には、天井裏空間２８と間柱２４の内部空間２４０２を接続する連通空間部３２が設けられ、間柱２４によりヘルムホルツ共鳴器が構成されている。
本実施の形態では、間柱２４の壁面に貫設された孔と、この孔と同軸上に壁下地ボード２０に貫設された孔２００２により前記連通空間部３２が構成されている。そして、前記連通空間部３２は間柱２４の壁面の厚さと壁下地ボード２０の厚さを加えた寸法の長さを持って形成されている。
【００１８】
本実施の形態によれば、間柱２４からなるヘルムホルツ共鳴器（ヘルムホルツ共鳴現象）により天井裏空間２８の騒音が吸音され、上階における歩行や物の落下による衝撃音を天井裏空間２８において吸音することが可能となる。
そして、単に間柱２４や壁下地ボード２０を利用することで、天井裏空間２８に吸音性能を持たせることができるので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することが可能となる。
また、この実施の形態でも、前記実施の形態と同様に、吸音したい周波数にヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を合わせたり、また、各間柱２４毎に、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を変えることができる。
【００１９】
次に、床下空間に吸音性能を持たせた第４の実施の形態について説明する。
図４は室内の端部の断面図を示す。
第４の実施の形態では、床下空間３６が、床スラブ１４の上面と床下地ボード１８の下面と壁下地ボード（特許請求の範囲の下地ボードに相当）２０により形成されている。
前記壁下地ボード２０は、複数の間柱２４（特許請求の範囲の骨組み構造材に相当）を介して取着されている。
前記間柱２４は、図１（Ｂ）に示すように、内部空間２４０２を有する断面が矩形で直線状に延在する中空の軽鉄スタッドであり、前記実施の形態と同様に上下端部は閉塞されている。
【００２０】
前記間柱２４が床下空間３６に臨む箇所には、床下空間３６と間柱２４の内部空間２４０２を接続する連通空間部３２が設けられ、間柱２４によりヘルムホルツ共鳴器が構成されている。
本実施の形態では、間柱２４の壁面に貫設された孔と、この孔と同軸上に壁下地ボード２０に貫設された孔２００２により前記連通空間部３２が構成され、連通空間部３２は間柱２４の壁面の厚さと壁下地ボード２０の厚さを加えた寸法の長さを持って形成されている。
【００２１】
本実施の形態によれば、間柱２４からなるヘルムホルツ共鳴器（ヘルムホルツ共鳴現象）により床下空間３６の騒音が吸音され、歩行や物の落下による下階への衝撃音を床下空間３６において吸音することが可能となる。
そして、単に間柱２４や壁下地ボード２０を利用することで、床下空間３６に吸音性能を持たせることができるので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することが可能となる。
なお、この第４の実施の形態でも、前記実施の形態と同様に、吸音したい周波数にヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を合わせたり、また、各間柱２４毎に、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を変えることができる。
さらに、この第４の実施の形態に、前記第３の実施の形態を加えるようにしてもよく、このように構成することで、間柱２４により天井裏空間２８と床下空間３６の双方に吸音性能を持たせることができる。この場合にも、第２の実施の形態と同様に、間柱２４の内部に壁部を設けて間柱２４の内部を上下の空間に仕切り、間柱２４の上部の内部空間で、天井裏空間２８に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成し、間柱２４の下部の内部空間で、床下空間３６に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成するようにしてもよい。
【００２２】
次に、室内に吸音性能を持たせた第５の実施の形態について説明する。
図５は室内の端部の一部破断斜視図を示す。
第５の実施の形態では、室内１２が、床スラブ１４の上面と、天井スラブ１６の下面と、壁下地ボード（特許請求の範囲の下地ボードに相当）２０と、この壁下地ボード２０に貼られた仕上げ材により形成されている。
前記壁下地ボード２０は、複数の間柱２４（特許請求の範囲の骨組み構造材に相当）を介して取着され、各間柱２４は、床スラブ１４の上面に取着されたランナー２５と、天井スラブ１６の下面に取着されたランナー２５にそれぞれ上下端部を取着することで立設されている。
前記間柱２４は、図１（Ｂ）に示すように、内部空間２４０２を有する断面が矩形で直線状に延在する中空の軽鉄スタッドであり、前記実施の形態と同様に上下端部は閉塞されている。
【００２３】
前記間柱２４が室内１２に臨む上下端部箇所には、室内１２と間柱２４の内部空間２４０２を接続する連通空間部３２が設けられ、間柱２４によりヘルムホルツ共鳴器が構成されている。
本実施の形態では、間柱２４の壁面に貫設された孔と、この孔と同軸上に壁下地ボード２０および仕上げ材に貫設された孔２００２により前記連通空間部３２が構成され、連通空間部３２は間柱２４の壁面の厚さと壁下地ボード２０の厚さを加えた寸法の長さを持って形成されている。
【００２４】
本実施の形態によれば、間柱２４からなるヘルムホルツ共鳴器（ヘルムホルツ共鳴現象）により室内１２の騒音が吸音され、室内１２の響き（残響時間）の調整や音圧の低減を図ることが可能となる。
そして、単に間柱２４や壁下地ボード２０を利用することで、室内１２に吸音性能を持たせることができるので、スペースを確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音することが可能となる。
なお、この第５の実施の形態でも、前記実施の形態と同様に、吸音したい周波数にヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を合わせたり、また、各間柱２４毎に、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を変えることができる。
さらに、室内１２が床下地ボード１８の上面と、天井下地ボード２２の下面と、壁下地ボード２０で形成される場合には、この第５の実施の形態に、前記第３の実施の形態および第４の実施の形態を加えるようにしてもよく、このように構成することで、間柱２４により天井裏空間２８と床下空間３６と室内１２の３つの空間に吸音性能を持たせることができる。この場合にも、第２の実施の形態と同様に、間柱２４の内部に壁部を設けて間柱２４の内部を上下３つの空間に仕切り、間柱２４の上部の内部空間で、天井裏空間２８に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成し、間柱２４の上下中間の内部空間で、室内１２に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成し、間柱２４の下部の内部空間で、床下空間３６に吸音性能を持たせたヘルムホルツ共鳴器を構成するようにしてもよい。
【００２５】
図６に本発明の試験結果を示す。
この試験では、残響室に、共鳴周波数が５８Ｈｚとなるように設計した筒状部材３４付きで両端が閉塞された１０本の間柱２４（第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態と同様な構成の間柱）と、両端が開放された１０本の間柱とを別々に設置し、１／３オクターブバンド毎の残響時間を計測した。
なお、共鳴周波数が５８Ｈｚとなる間柱２４は、例えば、間柱２４の内部空間の断面寸法が０．０４５ｍ角、長さが２．６５ｍ、内部空間２４０２の容積が０．００５３ｍ３の場合、筒状部材３４（連通空間部３２）の内径を０．００９ｍとし、長さを０．００３ｍとすればよい。
この試験から、図６に示されるように、共鳴周波数付近の５０Ｈｚから６３Ｈｚ帯域の残響時間が約２秒ほど短縮されており、設計周波数の５８Ｈｚを含む６３Ｈｚ帯域で吸音性能が得られることが明らかとなった。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、天井裏空間２８や床下空間３６、室内１２を吸音する場合について説明したが、他に、中空壁の内部空間を吸音するようにしてもよい。この場合には、前記実施の形態と同様に、間柱を利用してヘルムホルツ共鳴器を構成することができる。
また、天井裏空間２８において、中空状の野縁２６の内部空間を利用してヘルムホルツ共鳴器を構成し、あるいは、床下空間３６において、中空状の根太の内部空間を利用してヘルムホルツ共鳴器を構成し、あるいは、室内１２において、中空状の野縁２６の内部空間や、中空状の根太の内部空間を利用してヘルムホルツ共鳴器を構成し、それぞれ各箇所２８，３６，１２を吸音するようにしてもよい。
また、ヘルムホルツ共鳴器を構成するために用いる骨組み構造材は、間柱２４、野縁２６、根太以外にも種々の中空状の構造材を利用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、既設の骨組み構造材を利用して構成したヘルムホルツ共鳴器により吸音するので、従来の壁構造や、床構造、天井構造などの内装構造に大きな変更を加えずに、天井裏空間や床下空間、中空壁の内部空間、室内空間に簡単に吸音性能（あるいは遮音性能）を持たせることができ、したがって、吸音のためのスペースを何ら確保することなく、また、室内を狭くすることなく低コストで吸音できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第１の実施の形態の説明図であって室内の端部の断面図、（Ｂ）は間柱の斜視図である。
【図２】第２の実施の形態の説明図であって室内の端部の断面図である。
【図３】第３の実施の形態の説明図であって室内の端部の断面図である。
【図４】第４の実施の形態の説明図であって室内の端部の断面図である。
【図５】第４の実施の形態の説明図であって室内の端部の一部破断斜視図である。
【図６】試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１２  室内
１４  床スラブ
１６  天井スラブ
２４  間柱
２８  天井裏空間
３２  連通空間部
３４  筒状部材
３６  床下空間
【図１】
0004889161.tif 000003
【図２】
0004889161.tif 000004
【図３】
0004889161.tif 000005
【図４】
0004889161.tif 000006
【図５】
0004889161.tif 000007
【図６】
0004889161.tif 000008