技術研究報告第 44 号

2018.11

戸田建設株式会社

ファン及びダクトの発生音に関する実験的検討（その２）天井裏設置における低減対策の効果
EXPERIMENTAL STUDY ABOUT GENERATED NOISE FROM FAN AND DUCT
PART2 Reduction When Installed On The Ceiling

土 屋 裕 造*1, 山 内 崇*2, 佐 脇 真 平*2
Yuzo TSUCHIYA, Takashi YAMAUCHI and Shimpei Sawaki
The ventilation equipment of the building to need a big amount of ventilation is installed in the ceiling of the living room. The
generated noise from fan and duct often becomes the problem in the living room through the ceiling. In this case the measuresthat I went for are not appropriate and may not decrease to the volume of sound to expect.
Then, we report the property of the generated noise and the effect of surface specifications from fan and duct installed in theceiling of the room by the experiment. As the result, we understood next.
1.The room has effect of the mode about a low range and influences the sound pressure level.
2. The medium and high range frequencies decreased by adding sound insulation materials to the heat insulator of the duct.
3.The measures to load a ceiling with granular materials are effective in the vibration restraint of the ceiling, but there are few
effects of the sound pressure level reduction.
Keywords : Fan, Duct, Generated Noise, Vibratory Acceleration, Particle Velocity, Installed in the ceiling
ファン, ダクト, 発生音, 振動加速度, 粒子速度, 天井裏設置

既報 1)に示す通りであり，今回既報で使用したループ状のファン及びダクトを室の天井スラブに吊り固定した．この際一般的な施工に従いファンのみ防振吊りとし，ダクトは防振吊りとしない施工とした．実験
対象室は 6 面がコンクリートで囲まれており，天井にボードを張った場合の受音側室を一般的な居室の響き相当となるよう吸音を施した．受音室の状況を
写真-1，残響時間を図-2 に示す．

1. はじめに工場や病院などでは，大きな換気量を有する換気設備が天井裏に設置されることがあり，しばしばその発生音が天井下の居室で問題になることがある．
これまで筆者らはファン及びダクトからの放射音に関してその低減を目的に，放射性状や騒音低減対策の効果について無響室の実験により検証してきた1)-4)．今回はＲＣ造建物の矩形室の天井にファン及びダクトを施工して，ファン及びダクトの発生音低減で従来から考えられている対策を行い実験した結果を報告する．

500

4850

2. 実験概要及び設定条件

3850

実験対象室とファン及びダクトの位置，寸法，測定点を図-1 に示す．ファン及びダクトの仕様，寸法は500

キャンバス継手

ファン気流
方向

＜平面＞

200

S1(天井裏)300

V1(天井ボード)

S2(FL+1500)▲：振動測定点2650

V1(天井ボード)
3500●：発生音測定点

S1(天井裏)PB9.5

S2(FL+1500)＜断面＞

寸法単位：mm

図-1 実験対象室とファン及びダクトの位置，寸法と測定点*1

戸田建設㈱技術開発センター*2

戸田建設㈱技術開発センター

Research and Development Center, TODA CORPORATION
修士（工学）

Research and Development Center, TODA CORPORATION, M.Eng.

4-1

ファン及びダクトの発生音に関する実験的検討

その２

実験を行ったファン及びダクトの発生音低減対策仕様を表-1 に示す．case1 はループ状のファン，ダクトが天井に吊られ，室内で露出している．case2 は一般的な居室の状態で，case1 に天井を張ることによりファン，ダクトを天井裏に隠蔽している．case3 及びcase4 は case2 の天井の上に対策を施すものであり，case3 はグラスウール，case4 は表-2 に示す粒状材を敷設している．case5 及び case6 はキャンバス継ぎ手部分も含めファン，ダクトの表面全体に対策を施すものである．case5 はグラスウール保温材を巻いた上から鉛シートを巻き，保温材と鉛シートは接着していない．case6 はファン，ダクト表面に直接鉛シートを接着している．ファン及びダクト，発生音低減対策の施工状況を写真-2 に示す．
実験は，ファンの回転数をインバータで制御し，インバータ周波数 60 Hz, ヴォリュームダンパ 0 ﾟ （全開）としてその風量（case1 で 3,264 m3/h）が安定状態になったところで，音圧レベル，振動加速度レベル，近傍粒子速度レベルを測定した．音圧レベルは図-1に示す天井裏中央 S1 と受音室中央 S2 の 2 箇所，振動加速度レベルは天井受音室側中央 1 箇所で測定し，それぞれ 1/3 オクターブバンド周波数 25～5k Hz のLeq を分析した．粒子速度レベルは測定に粒子速度センサー5)を用い，ファン及びダクト上面の 30 mm 上をスキャニングし，その粒子速度レベル分布を分析してコンターマップで示した．

表-1 発生音低減対策仕様
条件

天井

ファン・ダクト

case1

なし

対策なし

case2

GB-R 9.5 mm

対策なし

case3

GB-R 9.5 mm＋GW

対策なし

24kg/m3, 50 mm 敷設
case4

GB-R 9.5 mm＋粒状対策なし

材 6.4 kg/m2 敷設
case5
写真-1

保 温材 GW24kg/m3, 25mm 巻＋鉛 0.5 mm 巻

case6

残響時間 (s)GB-R 9.5 mm

受音室の状況
GB-R 9.5 mm

10GB-R：石こうボード

5GW：グラスウール

2

鉛 0.5 mm 貼り

表-2 粒状材の諸元

10.5

材料

再生樹脂

粒径

10 mm 以下

0.2

袋材

ポリエチレン製

0.1

袋寸法

450 mm×450 mm

嵩比重約 0.5

重量4.0 kg／袋

63

125

250

500
1000 2000
中心周波数 (Hz)

4000

8000

0.1 mm 厚

図-2 受音室の残響時間

case1

case2

case3

case5

case6

case11～17
case4
写真-2

ファン及びダクト，発生音低減対策の施工状況

4-2

技術研究報告第 44 号

2018.11

戸田建設株式会社

3. 実験結果及び考察状材積載）は粒状材の天井制振効果が表れているが，その効果はわずかである．
図-5 に各条件における S1（図-3(a)）から S2（図3(b)）を引いた音圧レベル差を示す．case2 と case4 は全帯域で同程度のレベル差となっており，図-4 にみられるような差は確認されなかった．
図-6 に図-3(b)から算出した case2 に対する case5, 6の低減量を示す．case5（ファン，ダクトに GW 及び鉛巻き）は 315 Hz 以上の低減効果が顕著である．case6（ファン，ダクトに鉛貼り）はいずれの帯域も 10 dB以下の低減量となっている．

3.1 近傍音圧レベル
図-3(a)に S1（天井裏），図-3(b)に S2（受音室）の音圧レベルを示す．図-3(a)をみると，case1（天井なし）の周波数特性が天井裏で囲まれた case2～4 と異なり，空間の大きさの違いによる影響が表れている．図3(b)をみると，case1 に対して case2～6 の天井ありは40 Hz 以上で減衰しており天井による遮音の効果が表れているが，case2～４における 25, 31.5 Hz の逆転，及び全 case における 50 Hz の大きな落ち込みは天井による遮音以外の囲まれた空間によるモードの影響が考えられる．
図-4 に図-3(b)から算出した case1 に対する case2～4 の低減量を示す．63 Hz から周波数の増加に伴い低減量は概ね増加する傾向がみられ，特に case3（GW積載）は高音域で大きな低減効果を示している．低音域はいずれも低減量の差が小さく，その中で case4（粒音圧レベル低減量 (dB)

409010060
50403020

case1
case2
case3
case4
case54031.5 63 125 250 500 1k 2k 4k dBA
中心周波数 (Hz)302010-1031.5 63 125 250 500 1k 2k 4k
中心周波数 (Hz)図-5 天井裏－受音室の音圧レベル差（S1－S2）8070

403020

音圧レベル低減量 (dB)

6040

case2
case3
case40905031.5 63 125 250 500 1k 2k 4k
中心周波数 (Hz)図-4 音圧レベル低減量
case1 に対して

(a) S1（天井裏）

音圧レベル (dB)

20-1070

音圧レベル差 (dB)

音圧レベル (dB)8030

case2-case1
case3-case1
case4-case1

case1
case2
case3
case4
case5
case6
31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k dBA
中心周波数 (Hz)(b) S2（受音室）

case5-case2
case6-case230
20100-1031.5 63 125 250 500 1k 2k 4k
中心周波数 (Hz)図-6 音圧レベル低減量
case2 に対して

図-3 音圧レベル

4-3

ファン及びダクトの発生音に関する実験的検討

その２3.2 振動加速度レベル
図-7 に case2～6 の天井中央における振動加速度レベルを示す．概ね図-3(b)の音圧レベルと対応するが，音圧レベルにみられるような 50 Hz の落ち込みはな
く，振動では室のモードの影響はみられない．case4（粒状材積載）の 50 Hz 以下のレベルが他と比べて大きく低減している．これは図-8 の case2 に対する振動加速度レベル低減量をみても顕著に表れており，粒状材は天井を制振することにより低音域の振動に関して大きな低減効果を発揮していると考えられる．
case5 は音圧レベルと同様に高音域で大きな低減がみられ，天井の振動抑制にも効果があることが確認できた．

ト全体にレベルが大きくなるといった違いが表れており，室の影響を受けているものと考えられる．
case2～6 の粒子速度レベルは，case1 に対して全体に下がっていることが確認できる．case3, case5 はcase2 と比べて高音域になるほどレベルが小さくなり，この傾向は音圧レベル，振動加速度レベルと同様である．case4 は 63 Hz のレベルが大きく低減しており，振動加速度レベルと同様，粒状材の制振効果が表れた結果となっている．

4. おわりに室の天井に設置されたファン及びダクトの発生音低減対策の効果について，実際の室の天井に施工して実験を行い，次の結論を得た．
1. 室は低音域に関してモードの影響があり，音圧レベルにも影響し，天井の遮音で低減できない周波数帯域が発生する可能性がある．
2. ダクトの保温材に遮音材を付加する対策は，中高音域の低減に有効である．
3. 天井に粒状材を積載する対策は天井の振動抑制に効果があるが，音圧レベル低減の効果は限定的であり，低音域はいずれの対策も発生音低減の効果が小さい．居室の場合は音圧と振動が対応関係にないことが原因と考えられる．
今後，効果的な騒音低減対策について検討していきたい．

3.3 粒子速度レベル分布
case1～6 における 1/3 オクターブバンド周波数 63,125, 250, 500, 1k, 2k, 4k Hz の粒子速度レベル分布を図-9 に示す．床から天井を見上げ，4 分割して測定したものを合成した図となっている．今回測定位置の粒子速度はダクトや天井表面の振動と対応している．
天井面の粒子速度レベル分布を示した case2～6 をみると，室におけるモードの発生により壁際の粒子速度レベルが小さくなる傾向が表れている．500 Hzで特に顕著であるが，点検口周囲で粒子速度レベルが大きくなっており，点検口隙間からの音漏れが確認できる．
case1 をみると，250 Hz 以上の周波数でファン付近の粒子速度レベルが大きくなっており，その部分の音の放射が大きくなっていることがわかる．それに対して 63, 125 Hz はダクト部分，特にファン吹き出し側の粒子速度レベルが大きく，低音域は気流による振動発生の影響が考えられる．500 Hz は既報 1)4)の無響室測定ではダクト部分のレベルが小さくなっているのに対し，今回の天井設置測定ではファン，ダク

参考文献
1) 土屋,山内, ファン及びダクトの発生音に関する研究，
ASJ2017 秋季研究発表会講演論文集，20172) 土屋,山内, ファン及びダクトの発生音に関する実験的検討 その 1 -無響室床置の騒音発生性状-，AIJ 大会学術講演梗概，2017
3) 山内,土屋, ファン及びダクトの発生音に関する実験的検討 その 2 -騒音低減対策の効果-，AIJ 大会学術講演梗概，
20174) 土屋,山内, ファン及びダクトの発生音に関する実験的検90

討, 戸田建設技術研究報告集 43 号，2017.115) http://www.toyo.co.jp/microflown

振動加速度レベル低減量 (dB)

振動加速度レベル (dB)

80
7060
50
403020

case2
case3
case4
case5
case6

403020100-1031.5 63 125 250 500 1k 2k 4k
中心周波数 (Hz)

case3-case2
case4-case2
case5-case2
case6-case2

31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k
中心周波数 (Hz)図-8 振動加速度レベル低減量
case2 に対して

図-7 振動加速度レベル(V1）4-4

技術研究報告第 44 号

ファン

2018.11気流方向

戸田建設株式会社

点検口

100欠測

63 Hz
5090125 Hz
3090250 Hz
1070500 Hz
1070
1k Hz
1070
2k Hz
1070
4k Hz
10dB
case1

case2

case3

case4

図-9 粒子速度レベル分布

4-5

case5

case6