JP2011058252A - 防音壁およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性を損なうことなく遮音性能を向上させる上に、施工性を損なわない防音壁を提供することを目的とする。さらには、吸音材更新時においても遮音性能を大幅に落とすことなく、低コストでかつ短工期で吸音材更新が可能となる防音壁を提供する。
【解決手段】ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁の騒音源側に、吸音パネルが設置されていることを特徴とする防音壁およびその施工方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に屋外に設置する防音壁に関するものであり、より具体的には、鉄道、道路等の両側に直立して設置する防音壁、あるいは建築設備等の騒音源の周囲に直立して設置する防音壁に関するものである。

鉄道や道路の高架橋の両側に、近隣周辺への騒音対策の一つとして、防音壁の設置が行われている。防音壁は、以前は、鉄筋コンクリート製や鋼板製のものが用いられてきた。

特に鉄道用途の場合、鉄筋コンクリート製や鋼板製の防音壁は重量物であるが故に、防音壁の据付け施工に長期間を要するという課題があった。これを解決する為に、近年は鉄道用途を中心に、軽量なため短期間で取付が可能な、施工性の良いＦＲＰ製防音壁も使用されている。ここで、ＦＲＰとは繊維強化プラスチックを意味する。

防音壁の形状は、平面状のパネル状のものを、パネル両側に建てたＨ型鋼材に立てかけるものが一般的である。ＦＲＰ製防音壁も同様に、ＦＲＰ製パネルをＨ型鋼材に立てかけるものであった。しかし、Ｈ型鋼材の露出が美観性に劣る為、近年では、特許文献１にあるように意匠性を考慮した自立型ＦＲＰ製防音壁が使用されることが多くなった。

これら従来のＦＲＰ製防音壁では、一般的にその遮音性能が利用されている。この遮音性能とは、空気伝播音を遮蔽する性能を意味し、遮音性能を定量的に表す音響透過損失は、基本的には質量則に従い、質量が大きいものほど大きくなる。したがって、重量が重い鉄筋コンクリート製や鋼板製防音壁の場合、質量則に従って、鉄道車輌や自動車から発生する騒音の防止や騒音の拡散に所定の効果が得られるものである。この質量則によれば、従来のＦＲＰ製防音壁の場合、先ほどの鉄筋コンクリート製や鋼板製の防音壁に比べ重量が軽いために、若干遮音性能が劣るとされ、その向上が課題とされていた。

そこで、要求に満たない遮音材に吸音材を併用することによって、遮音性能を満足させる方法が考えられる。この吸音材とは、音のエネルギーを熱エネルギーに変換することによって、音圧を減衰させる役目をするものである。単独では音を遮音する性能が低いため、単独での使用はなく、一般的に遮音材と併用されている。これに鑑みて、ＦＲＰ製防音壁では、特許文献２にあるように吸音部を有したＦＲＰ製防音壁の提案がなされている。

その他、前述の２つの課題を解消する目的として、特許文献３にあるように遮音材と吸音材を併用し、Ｈ型鋼材が見えないような構造を以って美観性を改良した防音壁が提案されている。

しかし、特許文献２で提案されるＦＲＰ製防音壁は、パネル状であるために、これを支えるＨ型鋼材が露出し、美観に劣るという問題がある。また、ＦＲＰ製パネル部と吸音部とが一体化されている為、吸音部の重量が加算され、防音壁自体の重量が増加することによって、防音壁の施工性が劣ることが懸念される。

また、特許文献２または特許文献３で提案される防音壁の構造では、吸音材性能のアップグレードや維持修繕のために吸音材を取替えようとする場合、防音壁全体を取り替える必要があるため、取替え期間中は防音壁が無くなることにより、別途騒音対策を設けるか、もしくは鉄道の運行規制をせざるを得なくなり、吸音材更新に係る工事費、工期が嵩む、鉄道の運行に支障をきたすなどの問題がある。

特開２００８−１８４８０３号公報（請求項１、図１） 特開２００３−２９３３２６号公報（請求項１、図１） 特開平１０−１２１５９９号公報（請求項１、図１）

本発明は、従来技術が有する上記の問題に鑑みてなされたもので、意匠性を損なうことなく遮音性能を向上させる上に、施工性を損なわない防音壁を提供することを目的とする。さらには、吸音材更新時においても遮音性能を大幅に落とすことなく、低コストでかつ短工期で吸音材更新が可能となる防音壁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の防音壁は、以下の構成を採用する。すなわち、ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁の騒音源側に、吸音パネルが設置されていることを特徴とする防音壁である。

また、上記課題を解決するため、本発明の防音壁の施工方法は、以下の構成を採用する。すなわち、建築物躯体へ、ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁を設置し、その後、前記遮音壁の騒音源側に、吸音パネルを設置することを特徴とする防音壁の施工方法である

本発明によれば、ＦＲＰ製遮音パネルの騒音源側に対して吸音性能のある吸音パネルを取り付けることによって、遮音性能を大幅に向上させることができるばかりか、ＦＲＰ製遮音壁と吸音パネルを別々に設置することができるため、施工時の防音壁重量を増加させることがなく、ＦＲＰ遮音壁の設置が容易となり、良好な施工性を確保できる。また、吸音材更新時は、吸音パネルのみ取替えれば良いため、遮音性能のアップグレードや維持修繕を低コストおよび短工期で実施できる。しかも、吸音パネルの取替え工事は、ＦＲＰ製遮音壁を残したまま行うことができるので、僅かに遮音性能は落ちるものの、鉄道などの運行に支障を及ぼすほどではないので、防音効果を有したまま吸音パネルの取り替え工事が可能となる。

騒音源側から見た本発明の一態様に係る防音壁の斜視図である。 騒音源と反対方向から見た本発明の一態様に係る防音壁の斜視図である。 本発明で好適に用いられるＡ型吸音パネルの断面図である。 本発明で好適に用いられるＢ型吸音パネルの断面図である。 図１で示される防音壁において、補強スティフナにＡ型吸音パネルを固定したときの、Ａ−Ａ断面での一部拡大断面図である。 図１で示される防音壁において、ＦＲＰ製遮音パネルにＡ型吸音パネルを固定したときの、Ａ−Ａ断面での一部拡大断面図である。 本発明の一実施態様である機械的接合の一例を説明する防音壁の部分断面図である。 本発明の一実施態様である機械的接合の他の例を説明する防音壁の部分断面図である。

本発明の防音壁は、鉄道、高速道路、一般道路、中高層ビル等の騒音対策に用いられるが、なかでも、短工期が要求される鉄道に好適に用いられる。

以下、本発明の防音壁について、図面を用いて説明する。

図１は、騒音源側から見た本発明の一態様に係る防音壁の斜視図であり、図２は、騒音源と反対方向から見た本発明の一態様に係る防音壁の斜視図である。

本発明の防音壁１は、図１に示すようにＦＲＰ製遮音壁３と、その騒音源側に設置された吸音性パネル２の構成となる。また、図２に示すように、本発明の防音壁１は、美観性を考慮して防音壁１がシームレスで連なるように構成することができる。

一般的に防音壁１は、風荷重に耐えるように、ＦＲＰ製遮音壁３自身の破壊が生じないことや防音壁１が安定するように設計することが重要である。かかる観点から、ＦＲＰ製遮音壁３は、基本的に直立したＦＲＰ製遮音パネル１１と建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔１３を設けた取付部１２を有するようにする。

ＦＲＰ製遮音パネル１１について、要求する風荷重に対して、ＦＲＰ製遮音パネル１１の耐力が満足すれば、ＦＲＰ製遮音パネル１１のみでも良いが、ＦＲＰ製遮音パネル１１のみで耐力が満足しない場合、ＦＲＰ製遮音パネル１１に、適度な本数の補強スティフナ１４を垂直に設置するとともに、補強スティフナ１４の少なくとも１面と前記取付部１２を剛接する。

前記取付部１２について、風荷重によって発生する曲げモーメントや水平力に対して、風荷重で転倒しない、滑動しないよう、ＦＲＰ製遮音パネル１１の付け根部に水平となるように設置する。前記取付部１２の奥行きは、該ＦＲＰ製遮音パネル１１の高さの２〜２０％となる長さであって、しかも該ＦＲＰ製遮音壁３を前記建築物躯体３０に固定する為に、アンカーボルトなどの留め具を挿通できるような、貫通孔１３を設ける。

取付部１２や補強スティフナ１４の材質は、ＦＲＰ、鋼材、木材、プラスチックなどが挙げられるが、ＦＲＰ製遮音パネル１１との一体性、美観性、軽量性、高強度性、経済性を考慮すると、取付部１２や補強スティフナ１４を含むＦＲＰ製遮音壁の表面全体をＦＲＰ層とすることが好ましい。

また、ＦＲＰ製遮音壁３の重量は、施工性に大きく影響を及ぼす。したがって、ＦＲＰ製遮音壁３の重量を軽くする為に、ＦＲＰ製遮音パネル１１の単位面積当たりの重量は、２０ｋｇ／ｍ^２以下とするのが良い。

本発明における吸音パネルは、金属製有孔板と吸音材を有し、遮音壁の騒音源側が金属製有孔板となるように配する。この金属製有孔板は、アルミ又は高耐食性メッキ鋼板に円形状にパンチングされたものや、鋼材のエキスパンド加工によって、菱形上に開孔されたものが好適に用いられる。金属製有孔板の端部には、遮音壁に取り付けるための枠を備えるのが良い。かかる枠は金属製有孔板と同じ素材で金属製有孔板と一体となって形成されていて良い。

吸音パネルは、通常、騒音源側に配された金属製有孔板と、遮音パネル側に配された吸音材とを有している。

市場で比較的簡単に入手できる吸音パネルとしては、図３に示すように騒音源側から金属製有孔板２１、吸音材２２、空気層２３、金属製遮音板２４となるＡタイプ（以降、Ａ型吸音パネル２ａ）と、図４に示すように騒音源側から金属製有孔板２１、吸音材２２で構成されるＢタイプ（以降、Ｂ型吸音パネル２ｂ）がある。すなわち、本発明においてＡ型吸音パネル２ａを用いた場合には、遮音パネル１１側に金属製遮音板２４を有し、金属製遮音板２４と吸音材２２との間に空気層２３を有することになる。Ａ型吸音パネル２ａの場合、金属製遮蔽板２４とＦＲＰ製遮音パネル１１とが直に接するように設置しても良いが、Ｂ型吸音パネル２ｂの場合、低周波騒音吸収の為に吸音パネル２とＦＲＰ製遮音パネル１１との間に空気層を設けるようにする。

一般的に吸音パネルの天端位置は、ＦＲＰ製遮音壁の天端位置もしくはそれ以下となるように設置するが、Ａ型吸音パネルを用いた場合、該ＦＲＰ製遮音壁の天端位置を越えるように設置しても良いが、Ｂ型吸音パネルを用いた場合、該ＦＲＰ製遮音壁の天端位置以下となるように設置する。吸音パネルにおける吸音材の種類は、屋外に設置となることから、グラスウール、ポリエステル繊維、アルミ繊維、アルミ多孔質板、ロックウールが好適に用いられるが、経済性を考慮すると、グラスウールもしくはポリエステル繊維を用いるのがより好ましい。

次に、ＦＲＰ遮音壁への吸音パネルの取付について説明する。図５は、ＦＲＰ製遮音壁３の補強スティフナ１４にＡ型吸音パネル２ａを固定した場合の水平面での断面図である。図６は、ＦＲＰ製遮音壁３のＦＲＰ製遮音パネル１１にＡ型吸音パネル２ａを固定した場合の水平面での断面図である。

ＦＲＰ製遮音パネル１１に補強スティフナ１４を有する場合、図５に示すように、吸音パネル２の金属製枠に固定された取付ステーを、該補強スティフナ１４に埋設された連結部材１５とボルト等で連結し、固定する。埋設された連結部材１５は、ナットやボルト穴加工した鋼板などを用いてもよく、応力集中緩和などを考慮するとボルト穴加工した平板を用いるのが好ましい。そのような連結部材の例として、図７に示すような、ボルト１６で連結する、補強スティフナ内の埋込みナット１７や、図８に示すような、ナット１８で連結する、補強スティフナ内の埋込みボルト１９がある。

また、ボルトや連結部材１５の材質としては、ステンレスやＳＳ鋼材、ＳＭ鋼材など挙げられるが、耐腐食性からステンレスとすることが好ましい。図５では、吸音パネル２としてＡ型吸音パネル２ａを用いているが、Ａ型吸音パネル２ａに代えて、吸音パネルと遮音パネルの間に空気層を形成するようにしてＢ型吸音パネルも取り付けることができる。なお、Ｂ型吸音パネル２ｂを設置する場合、吸音パネルとＦＲＰ製遮音パネルの空気層の厚みを２０ｍｍ以上とするのが好ましく、低周波騒音吸収性から４０ｍｍ以上とするのがより好ましい。

一方、図６に示すように、吸音パネル２をＦＲＰ製遮音パネル１１に直接取り付ける場合、吸音パネルの金属製枠に固定された取付ステーを、ＦＲＰ製遮音パネル１１に埋設された連結部材１５とボルト等で連結し、固定する。この場合、吸音パネル２としては、低周波騒音吸収性を考慮し、Ａ型吸音パネル２ａを取り付けることが好ましい。なお、ボルトや連結部材としては、上記図５で説明したものと同様のものを用いることができる。

このようにボルトや連結部材で取り付けることで、吸音パネルがＦＲＰ製遮音壁に機械的に接合され、吸音パネルを、ＦＲＰ製遮音壁から取り外し自在とすることができる。

次に、本発明の防音壁の施工方法について説明する。本発明では、建築物躯体へ、ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁を設置し、その後、前記遮音壁の騒音源側に、吸音パネルを設置するが、より具体的には次のようにする。図１において、建築物躯体３０に予め設置されているアンカーボルトをＦＲＰ製遮音壁３の取付部１２に設けた貫通孔１３に挿通し、ナット締めによってＦＲＰ製遮音壁３をまず固定する。その後に、吸音パネル２の金属製有孔板２１が騒音源側となるように方向付けし、吸音パネル２の金属枠ステーと、補強スティフナ１４もしくはＦＲＰ製遮音パネル１１に埋め込まれた連結部材１５が一致するように位置させ、ボルト等で締め付けて、吸音パネル２を固定し、防音壁１の設置が完了する。

最後に、吸音パネルを更新する場合について説明する。本発明の防音壁によれば、ＦＲＰ製遮音壁と吸音パネルは、完全に一体化したものではなく、吸音パネルを、補強スティフナ１４やＦＲＰ製遮音パネル１１に埋設された連結部材等とボルト等でＦＲＰ遮音壁に連結した構成となっている。すなわち、防音壁設置後に吸音材のアップグレードや修繕等の為に吸音パネルを更新する場合、ＦＲＰ製遮音壁を建築物躯体から取り外す必要は無く、ボルト等を緩めて吸音パネルのみを取り外し、新しい吸音パネルに交換することができる。

上記のような本発明によれば、ＦＲＰ製遮音壁の騒音源側に対して吸音性能のある吸音パネルを取り付けることによって、遮音性能を大幅に向上させることができるばかりか、ＦＲＰ製遮音壁と吸音パネルを別々に設置することができるため、施工時の防音壁重量を増加させることがなく、ＦＲＰ遮音壁の設置が容易となり、良好な施工性を確保できる。また、吸音材更新時は、従来の防音壁自体を取り外して取替える方法に比べ、防音壁を取り外すことなく吸音パネルのみの取替えとできるため、遮音効果を有したまま取替工事が可能となり、かつ、吸音パネル交換による遮音性能の向上や維持修繕が低コストでかつ工期を短縮して行うことができるようになる。

１ 防音壁
２ 吸音パネル
２ａ Ａ型吸音パネル
２ｂ Ｂ型吸音パネル
３ ＦＲＰ製遮音壁
１１ ＦＲＰ製遮音パネル
１２ 取付部
１３ 貫通孔
１４ 補強スティフナ
１５ 連結部材
１６ ボルト
１７ 埋込みナット
１８ ナット
１９ 埋込みボルト
２１ 金属製有孔板
２２ 吸音材
２３ 空気層
２４ 金属製遮音板
３０ 建築物躯体

Claims (8)

1. ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁の騒音源側に、吸音パネルが設置されていることを特徴とする防音壁。
2. 前記吸音パネルは、騒音源側に配された金属製有孔板と、遮音パネル側に配された吸音材とを有する請求項１に記載の防音壁。
3. 前記吸音パネルが、遮音パネル側に金属製遮音板を有し、該遮音板と吸音材との間には、空気層を有する請求項２に記載の防音壁。
4. 前記吸音パネルと前記遮音パネルとの間には空気層が設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の防音壁。
5. 前記有孔板は、前記遮音壁に取り付けるための枠を有する請求項２〜４のいずれかに記載の防音壁。
6. 前記吸音パネルは、前記遮音壁から取り外し自在に設置されている請求項１〜５のいずれかに記載の防音壁。
7. 前記吸音パネルが、前記遮音壁に機械的接合されている請求項１〜６のいずれかに記載の防音壁。
8. 建築物躯体へ、ＦＲＰ製遮音パネルと、該遮音パネルの高さの２〜２０％の奥行きがあって、建築物躯体に取付可能な固定用の貫通孔を設けた取付部とで構成されるＦＲＰ製遮音壁を設置し、その後、前記遮音壁の騒音源側に、吸音パネルを設置することを特徴とする防音壁の施工方法。

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