戸田建設

技術研究報告第36号

小林正明 *1

本棚の等価吸音面積に関する検討土屋裕造 *1

概要

図書室は静謐性を問題とすることが多く、静謐性のために建築では内装を吸音性にすることが挙げられる。しかし、本棚の等価吸音面積が大きく、建築内装における吸音の寄与は本棚に比べて小さいことが予想される。そこで、本棚の等価吸音面積を測定しその特性を把握した。また、同じ本棚を配置した室の残響時間を測定し、残響時間予測計算と比較を行った。

Examination of the equivalent sound absorption area about the bookshelf
Yuzo TSUCHIYA*1
Masaaki KOBAYASHI*1

The problem of the sound environment of a library is often silence. Its one method is the sound absorbing interior of the room.
But, we expected that the bookshelf rather than the interior affected sound absorption of the room. Then, we measured the equivalentsound absorption area of the bookshelf, and grasped its characteristics. Moreover, we measured the reverberating time of the room toinstall the same bookshelves, and compared it with reverberating time prediction calculation.

*1 技術研究所*1
Technical Research Institute2本棚の等価吸音面積に関する検討

本棚の等価吸音面積に関する検討土屋小林

１．はじめに一方、いずれの室も天井に岩綿吸音板が施されているが、容積：室表面積と残響時間から算出される室の等価吸音面積と、天井の面積と材料（岩綿吸音板）から算出される天井の等価吸音面積を比較すると（表－1）、天井の等価吸音面積は室全体の半分以下であった。
天井以外の吸音はほとんどが本棚と考えられるため、本棚の等価吸音面積を把握することは重要である。

近年、多目的な機能を有する図書館の建設が地方でいくつかみられ、図書室の音環境について検討を求められることがある。図書室は静謐性を問題とすることが多く、静謐を保つ手段のひとつとして建築では内装を吸音性にすることが挙げられるが、一方で本棚の等価吸音面積が大きく、建築内装における吸音の寄与は本棚に比べて小さいことが予想される。しかしながら図書室に設置される本棚の等価吸音面積が不明であり建築内装の検討が困難であった。そこで今回、本棚の等価吸音面積に関しいくつかのパラメータを変えて測定し、本棚の等価吸音面積の特性を把握した。また、同じ本棚を配置した室の残響時間実測と残響時間予測計算との比較を行い知見を得た。

３．本棚の等価吸音面積

本棚 1 架当たりの等価吸音面積を図－ 2 に示す。測定は戸田建設技研残響室 1）で JIS A 1409 に準じて行った。本棚は、W900mm × D450mm × H1,800mm、上から 3 段 H400mm、下 1 段 H500mm 間隔の棚板で構成されたスチール製ラックに、ラワン合板 9t でラック裏表の仕切り、側面全面に塞ぎを取り付けたものを採用した。本は本棚の裏表共棚板の上に隙間をなく配列した。残響室内の本棚配置、本の状態を表－ 2、条件ⅱの写真を写真－ 1 に示す。以下、本が入っていない本棚を本棚（空）、本が入った本棚を本棚（本入）と記す。
本棚（空）ⅰと本棚（本入）ⅱを比較すると、本棚（本入）は本棚（空）よりも大きな等価吸音面積を有しており、今回採用した本棚（本入）では 315 Hz 付
近に大きなピークを持つ。本棚（本入）ランダム配置
ⅱと比べて 2 架平行配置離隔 1.2m のⅲ , 2 架平行配置
密着のⅳの等価吸音面積が小さい理由として、本棚の平行配置、離隔距離不足による影響が考えられる。

２．図書室の残響時間実測例

本棚が配置されて実際に使用している図書室の残響時間実測を図－ 1 に示す。A、B は 2 層以上吹き抜けた大きな室容積を有する空間、C は 1 階部分のみの扁平な空間である。これをみると図書室が吹き抜けた空間と 1 層とでは残響時間および残響時間周波数特性は大きく異なり、図書室の音環境を残響時間で評価することは難しい。
ABC

1.5

3.0

1.0
0.50.0125

図－ 1表－ 1γ㩷ᧄ᫜㩿ⓨ䋩δ㩷ᧄ᫜㩿ᧄ౉㪀Equivalent Sound Absorption Area (m2)
/ One Bookshelf

Reverberation Time 䋨S)

2.0

裕造 *1
正明 *1

250

500
1k
freqency (Hz)2k4k

図書室の残響時間実測例

実測室の容積・面積と室・天井の等価吸音面積比較容積（m3）

室表面積 室等価吸音面積 天井等価吸音面積（m2） （m2・500Hz） （m2・500Hz）

A

2,900

1,500

325

135C

1,300

1,000

360

150ε㩷ᧄ᫜㩿ᧄ౉㪀ᐔⴕ㈩⟎䇮㪈㪅㪉m㑆㓒2.5ζ㩷ᧄ᫜㩿ᧄ౉㪀ᐔⴕ㈩⟎䇮ኒ⌕

2.0

1.5

1.00.50.063

図－ 2*1 技術研究所

2-2125250500
1kFrequency (Hz)2k4k

本棚 1 架当たりの等価吸音面積戸田建設

４．本配列の吸音率

表－ 3

残響室における本の床配列状態

条件
本棚（本入）
ⅱ
ⅰの配置

残響室内の本床配列図

ⅴ

本床配置
密集した状態ⅵ

本床配置
400mm 間隔の列ⅶ

本床配置
500mm 間隔の列

残響室における本棚配置・本の状態
残響室内の本棚配置図

本棚（空）本棚４架を JIS に則り離ⅰ
隔距離 2m 以上確保（ランダム配置）

ᧄ᫜

条件

本棚（本入）
ⅰの配置
ⅱ 本棚４架を JIS に則り離隔距離 2m 以上確保（ランダム配置）

本棚（本入）4 架を 2 架ⅲ ずつ平行配置 1.5m 間隔
2 架の離隔 1.2m

本棚（本入）4 架を 2 架ⅳ ずつ平行配置 1.5m 間隔
2 架密着第36号

間が吸音率に影響するものと考えられる。ⅱとⅵ、ⅶを比較すると、周波数帯域のピーク位置にずれが生じているもののピークの傾向は対応している。またⅱは500Hz 以上でⅵ、ⅶより 0.06 ～ 0.22 小さい値を示したが、これは本と接する（本を置く）棚板との隙間の違いによる影響と考えられる。

今回の測定で本棚に入れた本を残響室の床に配列し、配列の間隔による吸音率の違いを測定して調査した。
その条件を表－ 3、条件ⅶの様子を写真－ 2、吸音率
測定結果を、図－ 2 の本棚（本入）ⅱの等価吸音面積（本棚（空）分を除く）を本棚開口部面積で割ったものと比較して図－ 3 に示す。測定は前項と同様に行い、本は残響室の床に高さ 235mm、厚 18mm の木材で作成した 3m 四方の枠の中に、ベニヤ 2mm で本の下側小口部分を塞ぎ棚板に見立てて配列した。400mm 間隔ⅵの場合の吸音率は 315、400Hz にピークを生じるが、本密集ⅴおよび 500mm 間隔ⅶの場合では大きなピークがあらわれない。本とその上にある棚板との空表－ 2

技術研究報告



1,200
1,500

1,500
写真－ 2

残響室内本床配列の様子（条件ⅶ 500mm 間隔の列）

AB
C1.0δ㩷ᧄ᫜㩿ᧄ౉㪀η㩷ᧄᐥ⟎䈐 ኒ㓸θ㩷ᧄᐥ⟎䈐 㪋㪇㪇㑆㓒

Absorption Coefficientι㩷ᧄᐥ⟎䈐 㪌㪇㪇㑆㓒

k0.5


0.063

写真－ 1

残響室本棚設置の様子（条件ⅱ本棚（本入）4 架をランダム配置）

125250

図－ 3500
1k
Frequency (Hz)

本配列の吸音率
2-32k4k

本棚の等価吸音面積に関する検討

５．同じ本棚が入った室の残響時間

６．まとめ

次に、実際の室に 2 項で測定した本棚 4 架を配置した場合の残響時間を測定した。測定対象室は什器備品のない空室で、本棚は図－ 4 に示すとおり配置し、インパルス応答を測定して 1/3 オクターブ周波数帯域の残響時間を求めた。測定条件を表－ 4、本棚（本入）配置状況を写真－ 3、残響時間測定結果を図－ 5 に示す。空室①における残響時間は、低音域と比べて高音域が長い周波数特性となったが、本棚（本入）配置状
態③だけでなく、本棚（空）配置状態②でも 800 Hz以上の残響時間が大幅に短くなった。また、空室①の残響時間から算出した室の等価吸音面積に図－ 2 ⅳの4 架分の等価吸音面積を加えて算出した残響時間を図－ 5 の④に示す。500Hz 以下で③と近似したが、630 Hz 以上で長めに乖離した。以上の結果は本棚が室の音場拡散に寄与することを示していると考えられる。

本棚の等価吸音面積について検討を行った。本棚（本入）は本棚（空）と比べて大きな等価吸音面積を持つこと、棚板の間隔によって吸音率が変化することが確認された。また今回の測定対象室のような非拡散室に本棚が入った場合でも 500Hz 以下で残響時間の予測が可能であることが示された。なお図書室によっては、今回測定の本棚とは高さや棚板の間隔、配置状況が違うため、残響時間の予測には設置される本棚に応じて今回の測定結果を参考に等価吸音面積を決定する必要がある。
参考文献

1） 渡邉他、戸田建設㈱技術研究所音響実験施設の音響特性、AIJ 大会学術講演梗概集 < 計画系 >、4049、S59.10
2） 土屋他、図書室における本棚の等価吸音面積に関する検討、AIJ 大会学術講演梗概集 < 環境工学Ⅰ >、40150、2010.97,700
ᄤ੗䋺ጤ✎ๆ㖸᧼䇮ᐥ䋺㪧 䍞䍐䍷㩷1,500㪤㫀㪺㪅૏⟎
H1,2001,500ო䋺䈞䈦䈖䈉䍬䍼䍎䍢䍼㩷

1,800
㪈㪉 㕙૕ 㪪㪧㩷H1,500

1,000

2,000

2,500

5,400
1,500
1,200

2,000

ო৻㕙䋺᦭ሹ᧼ 㪍φ 㪄㪉㪉㫇㪘㪪㪋㪌㪞㪮 ౉䉍㩷

図－ 4表－ 4

写真－ 3

測定対象室の本棚配置状況（③本棚（本入）設置）

2.0

測定対象室（H2,500）と本棚配置
Reverberation Time 䋨S)ᧄ᫜㩷

測定対象室の本棚設置条件（①～③）および残響時間算出条件（④）

条件① 空室② 室に本棚（空）設置③ 室に本棚（本入）設置①の残響時間から算出した室の等価吸音面積にⅳの本④
棚等価吸音面積を加えて算出㽲䋺ⓨቶ㽳䋺ᧄ᫜(ⓨ)㈩⟎㽴䋺ᧄ᫜(ᧄ౉)㈩⟎㽵䋺੍᷹

1.51.00.50.063

図－ 52-41252505001kFreqency (Hz)2k4k

測定対象室、本棚有無の残響時間実測と予測計
算との比較