戸田建設

技術研究報告第35号

小林正明 *1

アトリウムの音響測定事例

土屋裕造 *1

概要

アトリウムは、ホテル・オフィスのロビーや公共空間、集合住宅のエントランスなどに設けられた中庭であり、複層吹き抜けた空間となることが多く、意匠的に開放された豊かな空間として建築物に多用されている。導線計画の一手段のみならず、待合いスペースやカフェテラスなどに利用され、不特定多数が出入りする場でもある。音環境面では、アナウンスや、周囲の雑踏の中での会話など、音声伝送性能が重要になる。本報では、当社で測定する機会のあったアトリウムと、それに類似する食堂について、室内音響の観点から考察する。

Acoustic Measurement Cases of Atriums
Yuzo TSUCHIYA*1

Masaaki KOBAYASHI*1

An atrium is the courtyard established in the lobby of a hotel and an office, the entrance of public space and an apartment house.
It becomes the space of a multilayer well there in many cases, and it is used abundantly at the building as rich space wide opened
in design. That is also the place used for not only one way of the passing plan but the waiting space, cafe terrasse, and many andunspecified persons frequent. In respect of sound environment, as for an atrium, speech transmission performance, such as a tonal
information and conversation in a surrounding bustle, become important. We report atriums with the opportunity to measure, and adining-room similar to it from the viewpoints of room acoustics.

*1 技術研究所*1
Technical Research Institute4アトリウムの音響測定事例

アトリウムの音響測定事例

土屋小林

１．はじめに裕造 *1
正明 *1

堂・教室を階段と回廊でらせん状に結んだ縦の導線を有し、天井全面及び外壁に面する部分は窓となっている。１階部分は大学の事務スペース・食堂があり、テラス席で学生が集まりやすい。残響時間は 500Hz で 2.2秒、残響時間周波数特性は 125Hz から 2kHz にかけて平坦であり、特異なエコーも検知されなかった。

アトリウムは、ホテル・オフィスのロビーや公共空間、集合住宅のエントランスなどに設けられた中庭であり、複層吹き抜けた空間となることが多く、意匠的に開放された豊かな空間として建築物に多用されている。導線計画の一手段のみならず、待合いスペースやカフェテラスなどに利用され、不特定多数が出入りする場でもある。音環境面では、アナウンスや周囲の雑踏の中での会話など、音声伝送性能が重要になるが、設計段階で音環境に十分配慮されることは稀で、竣工後に問題が発覚する場合もある。また、設計・施工段階でアトリウムの音環境が問題視された場合、指標となる文献が少ない。本報では、当社で測定する機会のあったアトリウムと、それに類似する食堂について、室内音響の観点から考察する。

表− 1
用途
容積
内装

事例 A概要大学
16,500m3
天井：窓・岩綿吸音板
廊下天井：木繊セメント板交互
壁：窓・石こうボード・PC 板
床：フローリング・ゴムタイル

２．アトリウムの概要

アトリウムは明るい空間とするために、天井か側面のどちらか、あるいは両方に大面積の窓を有することが多い。オフィス・学校のアトリウムでは、アトリウ
ムを取り囲むように各階に廊下が面し、それを片廊下として各室が配置されることも多くみられる。広く開放的な空間であるため、本格的ホールとは違った演出で催し物が行われることがある。カウンターや椅子テーブルが設置されることもあるが、アトリウムの多くは人が移動することを目的とするため、それらの占有面積は全体の形状・面積から比べるとかなり小さい。
催し物がない限り容積に対して人の占有率は小さく、
すなわち、人による吸音力の影響は小さいと考えられる。また、窓面積が大きく外部に通じる扉があるため、外部騒音が侵入しやすく、さらに、アトリウムに面する各室からの透過音、不特定多数によるざわめきや歩行音の発生などがあり、アトリウム内の騒音はかなり大きい。

事務ｽﾍﾟｰｽ
ｴﾝﾄﾗﾝｽ

食堂

学長室・応接・宿直等

通路

ﾃﾗｽ

吹抜
教室

ｴﾝﾄﾗﾝｽ

ｴﾝﾄﾗﾝｽ
練習室＜平面図＞

01 361015m

天窓
窓
練習室

練習室

教室

３．アトリウムの特徴・測定結果

３.1 事例 A
事例 A の概要を表− 1、概略図を図− 1-1、残響時間グラフを図− 1-2、エコータイムパターンを図− 1-3に示す。残響時間、エコータイムパターンは、12 面
体スピーカを音源として天井の最も高くなる付近に置き、インパルス応答を測定し分析した（以下、各事例でも同様）。本事例は大学の中心的建物にあり、最上階まで吹き抜けた大空間である。周囲の公道を介していくつか林立する大学の各建物を結ぶ横の導線と、講ｴﾝﾄﾗﾝｽｴﾝﾄﾗﾝｽ

練習室
＜断面図＞

図− 1-1*1 技術研究所

4-

事例 A

概略図

Reberveration Time (s)戸田建設

技術研究報告第35号

5大教室

4下がり天井

3

上部廊下

ｱﾄﾘｳﾑ

210125250 500 1k
2kFrequency (Hz)教室群

4k
01 3610

＜平面図＞

15m天窓

事例 A

残響時間グラフ

ｴﾝﾄﾗﾝｽ＜断面図＞

0Time(ms)図− 1-3

図− 2-1

1000

事例 A エコータイムパターン（500Hz）

Reberveration Time (s)Sound Pressure(Linear)

図− 1-2

３.2 事例 B
事例 B の概要を表− 2、概略図を図− 2-1、残響時間グラフを図− 2-2、エコータイムパターンを図− 2-3に示す。本事例は私立中学高等学校の教室棟の中央に配置された直方体のアトリウムである。その周囲の各階廊下を片廊下として教室が配置されている。天井が全面窓で、昼間は明るい空間になっており、テラス席がある。残響時間は 500Hz で 2.5 秒、残響時間周波数
特性は 500Hz を中心とした山形であるがほぼ平坦といえる。特異なエコーも検知されていない。
表− 2概略図

543210125

250 500
1k2kFrequency (Hz)図− 2-2

事例 B

4k

残響時間グラフ

概要

中学・高等学校
6,000m3
天井：窓
廊下天井：岩綿吸音板
壁：石こうボード、教室扉（SD）
床：フローリング

Sound Pressure(Linear)

用途
容積
内装

事例 B

事例 B

0

図− 2-34-

Time (ms)1000

事例 B エコータイムパターン（500Hz）

アトリウムの音響測定事例

表− 3
用途
容積
内装

事例 C

Sound Pressure(Linear)

３.3 事例 C
事例 C の概要を表− 3、概略図を図− 3-1、残響時間グラフを図− 3-2、エコータイムパターンを図− 3-3に示す。本事例も私立中学高等学校で、エントランス、食堂、図書室、中庭に囲まれており、各廊下に通じる導線となっている。コーナーにピアノが設置されている。残響時間は 500Hz で 1.7 秒、残響時間周波数特性は右下がりの特性であり、エコータイムパターンはエコーのない減衰波形を示している。

３.4 事例 D
事例 D の概要を表− 4、概略図を図− 4-1、残響時間グラフを図− 4-2、エコータイムパターンを図− 4-3に示す。本事例は企業の専用食堂で、２層以上吹き抜けた空間であり、平面形状は長方形である。イベントも催されるが、吸音部位がほとんどないため残響時間は長く、残響時間周波数特性は 1kHz を頂点に山なりの特性を示している。

ｴﾝﾄﾗﾝｽ

表− 4ｱﾄﾘｳﾑ

食堂

窓 中庭

事例 C エコータイムパターン（500Hz）

概要

図書室
窓

1000

Time (ms)図− 3-3

中学・高等学校
2,500m3
天井：岩綿吸音板壁：窓・PB
床：花崗岩

中庭

001 3

用途容積
内装

＜平面図＞

610

事例 D概要

企業専用食堂2,700m3
天井：フレキシブルボード
壁：窓・PB
床：塩ビシート

15m

天窓
窓
＜断面図＞

Reberveration Time (s)図− 3-1

事例 C窓

食堂

概略図

扉

54＜平面図＞
01 3361015m

窓

2窓

10

厨房・諸室

125

図− 3-2250 500
1k2k
Frequency (Hz)
事例 C

4k

＜断面図＞
図− 4-1

残響時間グラフ

4-

事例 D

概略図

Reberveration Time (s)戸田建設

5技術研究報告

第35号

窓
外部

43

ﾋﾟｱﾉ位置

ｱﾄﾘｳﾑ

2

厨房

10＜平面図＞
125

250 500
1k2k
Frequency (Hz)図− 4-2

事例 D

売店

ﾄｲﾚ

4k

01 3

廊下

残響時間グラフ61015m窓

図− 5-1

1000
Time (ms)0

図− 4-3

2000

Reberveration Time (s)Sound Pressure(Linear)＜断面図＞

事例 D エコータイムパターン（500Hz）

３.5 事例 E
事例 E の概要を表− 5、概略図を図− 5-1、残響時間グラフを図− 5-2、エコータイムパターンを図− 5-3に示す。
本事例は複合施設の上階に位置するホールの待合い所となっており、ピアノが設置され、喫茶店もある空間である。天井がドーム状になっている。音源が端の場合、残響時間は 1.5 秒、残響時間周波数特性は平坦である。

用途容積
内装

事例 E4△：音源中央
●：音源端

32
10125

250 500
1k2k
Frequency (Hz)図− 5-2

概要

ホールあり複合施設
2,200m3
天井：フレキシブルボード
廊下天井：岩綿吸音板
壁：窓・PB
床：人口大理石

概略図5Sound Pressure(Linear)

表− 5

事例 E0

図− 5-3事例 E

4k

残響時間グラフTime (ms)1000

事例 E エコータイムパターン（500Hz 音源端）

３.6 事例 F
事例 F の概要を表− 6、概略図を図− 6-1、残響時間グラフを図− 6-2、エコータイムパターンを図− 6-3に示す。本事例は公共施設オフィスのエントランスに直結したアトリウムであり、職員以外に一般人も多数出入りする。壁面の石は「す」が入り少し吸音している。残響時間周波数特性は 250Hz から 2kHz にかけて残響時間が約 3 秒と平坦である。

4-アトリウムの音響測定事例

事例 F

概要

Sound Pressure(Linear)

表− 6
用途容積
内装

オフィスビル
19,300m3
天井：有孔アルミ波型
廊下天井：岩綿吸音板
壁：石（若干吸音）
床：石0

図− 6-3

事例 F エコータイムパターン（500Hz）

ELVELV窓３.7 事例 G
事例 G の概要を表− 7、概略図を図− 7-1、響時間グラフを図− 7-2、エコータイムパターンを図− 7-3に示す。本事例も私立中学高等学校で、体育系室と各種教室群に挟まれ吹き抜け部分は直方体形状の空間である。残響時間は 500Hz で 1.7 秒、残響時間周波数特性は左下がりだが高音域が平坦である。エコータイム
パターンはエコーのない減衰波形を示している。

窓

中庭

中庭

ｱﾄﾘｳﾑ

01 3

61015m

ｴﾝﾄﾗﾝｽ
展示室

表− 7

展示室

風除室

用途
容積
内装

＜平面図＞

廊下

廊下

窓

窓

ｱﾘｰﾅ 1

Reberveration Time (s)

ﾄｲﾚ

更衣室

ﾄﾚｰﾆﾝ
ｸﾞ室

（上部ｱﾘｰﾅ 2）

概略図（上部廊下）
中庭

5

ﾎｰﾙ

01 3

6

1015m

天窓

3窓

2

中庭

1

窓

ｱﾄﾘｳﾑ（吹抜）
実験室

40

概要

ｴﾝﾄﾗﾝｽ

＜断面図＞

事例 F

事例 G

中学・高等学校
5,500m3
天井：岩綿吸音板
壁：窓・PB
床：リノリウム

武道場

図− 6-11000

Time (ms)共有ｽﾍﾟｰｽ＜平面図＞
廊下

共有ｽﾍﾟｰｽ
ﾎｰﾙ
＜断面図＞

125

図− 6-2250 500
1k2kFrequency (Hz)
事例 F

4k

図− 7-1

残響時間グラフ

4-

事例 G

概略図

窓Reberveration Time (s)戸田建設

事例 D は、響きすぎるというクレームがあり調査した物件である。残響時間グラフ図− 4-2 をみると、500Hz、1kHz の残響時間が 4 秒を超え、図− 4-3 のエ
コータイムパターンではフラッターエコーもみられるが、反射音の到来により聴感では検知できなかった。
食堂は、衛生面から床はＰタイルや塩ビシートを採用することが多く、その容積・天井高にかかわらずしばしば残響過多問題の発生が報告される。事前に客先の要求を充分把握し、場合によっては床以外の部位で吸音する配慮が必要である。

43210125250 500
1k2kFrequency (Hz)図− 7-2Sound Pressure(Linear)

第35号

５．残響時間が長すぎた例

5事例 G

04k

６．フラッターエコーが発生した例

残響時間グラフTime (ms)図− 7-3

事例 E は、ドーム状天井直下でフラッターエコーが発生するということで調査し対策を行った物件である。 図 − 5-2 を み る と、125、250Hz の 残 響 時 間 は、音源が中央の場合 4 秒を超えるが、音源が端の場合は2 秒程度となっている。図− 8 に 125Hz のエコータイムパターンを示す。音源がドーム形状中央の場合はフラッターエコーの発生が認められたが、音源が端の場
合はフラッターエコーが少なく、中央直下に 2m 角空
気層 400mm 程度のグラスウール 50mm を仮設した場合、フラッターエコーの低減を確認した。以上より、対策として天井のドーム形状の中央にグラスウールボードで作成された 2m 角の逆四角錐を設置したとこ
ろ、フラッターエコーの低減が認められた。
アトリウムは、意匠的に特徴を持たせること、また、様々な室に囲まれることによる複雑な形状も数多く見受けられる。大空間はエコーが発生すると音の到来が時間遅れで検知されやすい。設計の段階から形状が音

1000

事例 G エコータイムパターン（500Hz）

４．平均吸音率比較

1250.13
0.15
0.11
0.10
0.16
0.180.19

Sound Pressure(Linear)

各事例の平均吸音率

250
0.12
0.14
0.13
0.090.19
0.160.16中心周波数（Hz）
5001k2k0.13 0.12 0.12
0.13 0.13 0.14
0.16 0.20 0.18
0.07 0.06 0.06
0.21 0.20 0.18
0.15 0.14 0.14
0.14 0.12 0.110Time (ms)1000Time (ms)1000Time (ms)1000a) 音源中央0b) 音源端

4k0.140.18
0.190.05
0.180.130.09

Sound Pressure(Linear)表− 8Sound Pressure(Linear)

容積の違いはあるが、かなり長い残響時間となっているものもある。事例 A ～ C，F，G は、天井が吸音性の廊下に囲まれているなど吸音部位があり、残響時
間 グ ラ フ（ 図 − 1-2，2-2，3-2，6-2，7-2） を み る と、残響時間は比較的短く残響時間周波数特性は平坦である。フラッターエコーが発生すると残響時間はそれに影響される。残響時間と容積・表面積から算出した平均吸音率を表− 8 に示す。500Hz の平均吸音率は、事
例 A ～ C，F，G で 0.13 ～ 0.16、残響時間が 4 秒を超える事例 D で 0.07 であった。学校施設の音環境保全
規準・設計指針 1）「表− 5 残響時間推奨値」によると、アトリウムの平均吸音率は 0.15 以上であり、事例 A～ C，F，G では今のところクレームが発生したという報告がないことから、本報告はアトリウムの平均吸音率の推奨値 0.15 以上が妥当であることを裏付ける結果であると考えられる。

事例 A
事例 B
事例 C
事例 D
事例 E
事例 F
事例 G

技術研究報告0c) 音源中央

※ 事例Ｅは音源端の場合

図− 84-

事例 E

中央床グラスウール 2m 角
AS400mm 仮置

エコータイムパターン（125Hz）

アトリウムの音響測定事例

環境に及ぼす影響について考慮する必要がある。

1.0
0.9

７．音声伝送性能を測定した例

0.8

事例 F では、音声伝送性能の観点から測定する機会を得たので、その結果を紹介する。音源スピーカの位置と受音点を図− 9 に示す。使用スピーカは音声伝送性能測定用指向性スピーカ 2） である。図− 10 にSTI 分析結果を示すが、受音点がスピーカ前 1, 2m ではＳＴＩ値が 0.9 以上と非常に高い。これは、受音点が音源から近いことに加えて、音源・受音位置が室のほぼ中央であり、天井・壁面による反射音の影響をほとんど受けないためと考えられる。すなわち、本事例においては近距離の音声コミュニケーションは支障がないといえる。受音点が音源から離れるにしたがって周囲の反射音の影響を受け STI 値は低下する。場内アナウンスをスピーカで拡声する場合は、受聴位置までの距離や天井・壁面の反射の影響を考慮したスピーカ配置とする必要がある。本事例の測定時では、SN比が十分であることを確認しているが、実使用時では内部騒音が大きくなることもあり、音源から遠方の受音点においては特に、音声伝送性能がさらに低下することが予想される。

0.7
STI値

0.6

図− 90.4
0.30.20.10.0
1 24 581015 16

音源から受音点までの距離（m）

図− 10STI 分析結果（事例 F）

８．おわりにアトリウムの音環境について、当技研がかかわった測定事例を紹介した。当技研では今のところ、残響時間が短すぎるといったクレーム報告はない。また、暗騒音については定量的に把握していない。音声コミュ
ニケーションの観点からは暗騒音は小さいほうが望ましいが、賑やかさという観点では、ある程度の発生音があり、適度な残響があったほうがよいと考えることもできる。本報告が、今後のアトリウム音環境検討の参考になれば幸いである。

16m
15m

音源 SP

0.5

10m
5m
8m
4m
（音源からの距離）
2m1m

参考文献

＊ 土屋裕造，小林正明：アトリウムの音響測定事例，AIJ大会（九州）D-1，40132，pp.293-294，2007.8＊ 土屋裕造，小林正明：アトリウムの音響測定事例，音響技術 No.143，2008.9
1） 学校施設の音環境保全規準・設計指針，日本建築学会
環境基準 AIJES-S001-2008
2） 小林好人，佐藤洋：測定用のスピーカの提案とその使用 方 法 に つ い て， 日 本 建 築 学 会 シ ン ポ ジ ウ ム 資 料，
pp.9-11，2006.9

音源スピーカと受音点の関係（事例 F）

4-