JP2016211344A - 防音壁設備 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波音域における防音効果が上げられやすくなる防音壁設備を提供する。
【解決手段】音源側とは反対の背面が遮音面に形成してある防音パネル１Ａを、上下方向に複数段に並べ、その上下方向に複数段に並べてある防音パネルの内の最上段の物の更に上に、吸音材を内装した吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な外枠体を設け、吸音空間とその外方とに亘る音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、外枠体の音源側表面部、及び、背面部に形成した吸音パネル１Ｂを取り付けて、吸音材は上下均質なものから成り、吸音パネル１Ｂの複数枚を、それらの表面部が上下方向に沿った状態で積み上げて固定してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、音源側とは反対の背面が遮音面に形成してある防音パネルを、上下方向に複数段に並べ、その上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に、吸音材を内装した吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な外枠体を設け、吸音空間とその外方とに亘る音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記外枠体の音源側表面部、及び、背面部に形成した吸音パネルを取り付けてある防音壁設備に関する。

従来一般的に、防音壁設備は、前記防音パネルを上下方向に複数段に並べて設置してあるだけであって、夫々それらの吸音空間に内装した吸音材に、面密度が一定の同じ吸音性能の物を使用しており、各防音パネルの音源側表面部は音透過面に形成してあるのに対して、背面側には剛板から成る遮音面を設けてあり、遮音壁機能を備えさせていた（例えば、特許文献１参照）。
そのために、上下方向に並べた防音パネルの音源側とその背面側とでは、音圧差が大きく、防音壁設備の上端縁のエッジ近傍の領域で、加速された音のエネルギー（これを「エッジ効果」と称する）が、回折現象を発生させて、防音壁設備の背面側の住宅側に、回折した音が拡がるという問題があった。
そこで、上記問題を解決すべく、「エッジ効果抑制技術」と称して、上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に、音透過面を音源側表面部及び背面部に形成した吸音パネルを配設して、上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の上端縁近傍を回折しようとする回折音を、低減させることができるようにすることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平７−３００８２２号公報 国際公開第２０１２／１０２２７８号

上述した提案においては、面密度及び流れ抵抗のいずれもが上側部分ほど小さな値になるように構成された吸音材を用いた防音壁が、更に防音効果が高いと考えられている（グラデーション化）。
しかし、本発明者は、低周波音域においては、吸音材をグラデーション化しても減音効果は上昇しにくいことを発見した。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、低周波音域における防音効果が上げられやすくなる防音壁設備を提供するところにある。

本発明者は、吸音パネルの高さを高くすることにより低周波音域の減音効果が上昇するという新知見に基づき、以下の構成を発明したものである。
本発明の第１の特徴構成は、音源側とは反対の背面が遮音面に形成してある防音パネルを、上下方向に複数段に並べ、その上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に、吸音材を内装した吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な外枠体を設け、吸音空間とその外方とに亘る音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記外枠体の音源側表面部、及び、背面部に形成した吸音パネルを取り付けてある防音壁設備であって、前記吸音材は上下均質なものから成り、前記吸音パネルの複数枚を、それらの表面部が上下方向に沿った状態で積み上げて固定したところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、吸音パネルを複数枚、それらの表面部が上下方向に沿った状態で積み上げて固定することにより、図４、図５に示すように、低周波音域において減音効果がある。
つまり、図６、図７に示すように、従来のような吸音材をグラデーション化した吸音パネルを、複数枚積み上げて固定した場合、減音効果は逆効果で、上下均質な吸音材を備えた吸音パネルを複数枚積み上げた物に比べて減音効果が低くなる。
しかも、外枠体を設けた吸音パネルを複数枚積み重ねて固定することにより、防音パネルの上端よりもさらに上方に形成するエッジ効果抑制の吸音部分を、安定した高さで形成することが容易になり、高い施工性を確保できる。

本発明の第２の特徴構成は、前記吸音材がポリエステル繊維ウール、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、焼結体の中から選択された少なくとも１種から成る多孔質材から成形されており、前記外枠体の音源側表面部及び背面部は、音透過性の多孔質面状体で形成したところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、ポリエステル繊維ウール、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、焼結体の中から選択された少なくとも１種からなる吸音材により、軽量で安価なものを提供できる。その上、外枠体の音源側表面部及び背面部は、音透過性の多孔質面状体で形成してあることにより、前記吸音材の周面を保護できる。

本発明の第３の特徴構成は、前記多孔質面状体が、パンチングメタル、金網、布、金属製焼結材、ガラリやスリットを有する金属パネルの中から選択された１種である。

本発明の第３の特徴構成によれば、パンチングメタル、金網、布、金属製焼結材、ガラリやスリットを有する金属パネルの中から選択された１種の多孔質面状体により、吸音材は繊維材がバラバラにならないように保護され、その吸音性能を維持できる。

防音壁設備の縦断面図である。 吸音パネルの縦断面図である。 実験設備を表す側面図である。 第１実験設備の防音設備の縦断面図である。 第１実験の結果を表すグラフである。 第２実験設備の防音設備の縦断面図である。 第２実験の結果を表すグラフである。 第３実験設備の防音設備の縦断面図である。 第３実験の結果を表すグラフである。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、例えば道路等の防音壁設備は、道路の側方において道路とその周辺とを隔てるように、道路に沿って一定間隔置きに立設させたパネル支持用Ｈ型鋼９の縦溝内に、パネル１を上下方向に複数段に積み上げた状態で、道路に沿って並べて設置することで構成されている。

[第１実施形態]
図１、図２に示すように、前記パネル１は、コンクリート製の基礎外壁２の上に上下方向に複数段に積み上げる防音パネル１Ａと、その防音パネル１Ａの最上段の物の更に上に配設する吸音パネル１Ｂとからなり、いずれの防音パネル１Ａも吸音パネル１Ｂも、夫々の左右両端部を、横方向に隣接するパネル支持用Ｈ型鋼９の夫々の縦溝内に嵌入させて支持されている。

吸音パネル１Ｂは、内挿する吸音材を上下方向にグラデーション化は行わずに、上下方向に等厚で均質なものから形成して、その吸音パネル１Ｂの複数枚を、それらの表面部が上下方向に沿った状態で積み上げて固定してある。

図１、図２に示すように、防音パネル１Ａは、グラスウールや、ポリエステルウール、ロックウール等からなる吸音材３を内装した吸音空間４を内部に形成すると共に、音源となる道路とその道路の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な金属板から成る外枠体５を設け、吸音空間４に外方の音を取り入れ自在な音挿通孔を多数形成してあるガラリ構造からなる音透過面を、外枠体５の音源側表面部７に形成すると共に、外枠体５の音源側とは反対側の背面部８には孔の開いてない鉄板製の遮音板を設けて、道路側からの発生音を防音壁の背面側には逃がさないように構成してある。

図２に示すように、吸音パネル１Ｂは、次のように構成してある。
つまり、吸音材１０を内装した吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な外枠体１２を設け、吸音空間とその外方とに亘る音の出入りを可能にする音挿通孔６を多数設けてある音透過面を、外枠体１２の音源側表面部１３、及び、背面部１４に形成してある。

外枠体１２は、２部材以上の板金部材から成り、それらの複数の板金部材をリベットやボルトナット又は接着、溶接などで一体に箱状に組み付けて形成してある。
外枠体１２における吸音空間に外方の音を取り入れ自在な音挿通孔６を多数設けたアルミニウム製のパンチングメタルで、外枠体１２の正面、背面の２面を形成してある。
尚、上記パンチングメタルに代えて、金網、布、金属製焼結材、ガラリやスリットを有する金属パネルの中から選択された１種からなる多孔質面状体で形成してあってもよい。
また、吸音空間には、ポリエステル（ＰＥＴ）ウールで形成した吸音材１０を内装してあるが、その吸音材１０は、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、焼結体の中から選択された少なくとも１種から成る多孔質材から形成されていてもよい。
吸音材１０の面密度を０．６〜１００ｋｇ／ｍ²で、その流れ抵抗値を５０〜４０００Ｎ・ｓ／ｍ³に設定してある。

低周波音域（６３〜１２５Ｈｚ）に対応するエッジ効果抑制技術において、防音壁設備の構成を異ならせて、それぞれにおける減音効果を次の実験で確認した。
（実験設備）
図３に示すように、前述の防音壁設備（防音パネル１Ａの上端部高さ２７７５ｍｍで、その防音パネル１Ａの最上端部の上に上下幅５００ｍｍの吸音パネル１Ｂを複数段(図中は４段)積んで固定）に対して、一方側(表面部側)に音源Ｓを配置し（防音パネル１Ａの上下方向面に対して、音源Ｓと防音パネル１Ａの上端部とを結ぶ直線のなす角度を、７０°とする）、他方側（背面部側）に第１マイクＭ５を設置して（防音パネル１Ａの上下方向面に対して、第１マイクと防音パネル１Ａの上端部とを結ぶ直線のなす角度を、８５°とする）、音源Ｓからの発生音から第１マイクＭ５で受け取った音を計測した。

（第１実験）
図４で示すように、１段あたりの吸音パネル１Ｂの高さを５００ｍｍとして夫々同一形状（上下方向に等厚で均質）の吸音材１０を収容し、１段積み〜４段積みまでの積層状態で、６３〜１２５Ｈｚの低周波音域において各減音効果を計測した。
計測結果は、図５のグラフに示すように、積層する段数が増えるに伴って、減音効果も上昇することが明確である。
図５のグラフからは、吸音パネル１Ｂを３段以上積むのが、減音効果を得るために効果的であると思われる。
また、６３Ｈｚ以下の低周波音域では、４段以上積むのがより効果的であると考えられる。

（第２実験）
図６に示すように、上下方向に等厚、且つ、均質で空気抵抗値が一定な吸音材を収容した吸音パネル１Ｂに対し、空気抵抗値の可変（上側ほど厚みを減少させてグラデーション化した）の比較吸音パネル１Ｃと、空気抵抗値一定の吸音材を収容した吸音パネルで、上段に積むものほど吸音材の空気抵抗値を小にした複数の可変段積みパネル１Ｄとを比較した。
計測結果は、図７のグラフで示すように、低周波音域(６３〜１２５Ｈｚ)で比較吸音パネル１Ｃよりも吸音パネル１Ｂのほうが減音効果は高く、吸音材１０のグラデーション化は効果がないことが明確である。
また、段積みパネル１Ｄは、吸音パネル１Ｂとほぼ同様の減音効果があることがわかる。

（第３実験）
図８に示すように、防音パネル１Ａの上に、吸音パネル１Ｂを１段積んだ第１防音壁設備２０、比較吸音パネル１Ｃを１段積んだ第２防音壁設備２１、吸音パネル１Ｂを３段積んだ第３防音壁設備２２、吸音パネル１Ｂを２段積み且つ最上段に比較吸音パネル１Ｃを積んだ第４防音壁設備２３、比較吸音パネル１Ｃを３段積んだ第５防音壁設備２４で、夫々減音効果を計測した。
計測結果は、図９のグラフで示すように、第１防音壁設備２１と第２防音壁設備２２とはあまり減音効果は期待できず、それに対し、第３防音壁設備２２、第４防音壁設備２３、第５防音壁設備２４は、略同様に減音効果が期待できることが分かる。

以上の実験から、防音壁設備を設計する上で、吸音効果を期待するエリアや目標点での６３〜１２５Ｈｚでの吸音効果の最大値を得るためには、防音パネル１Ａの上下方向面に対して、防音パネル１Ａの上端部から上記目標点までの角度に応じた上記実験値を基に、吸音パネル１Ｂの最大高さを算出するものである。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１Ａ 防音パネル
１Ｂ 吸音パネル

Claims (3)

1. 音源側とは反対の背面が遮音面に形成してある防音パネルを、上下方向に複数段に並べ、その上下方向に複数段に並べてある前記防音パネルの内の最上段の物の更に上に、吸音材を内装した吸音空間を内部に形成すると共に、音源とその音源の周囲とを隔てる隔壁を形成自在な外枠体を設け、吸音空間とその外方とに亘る音の出入りを可能にする音挿通孔を多数設けてある音透過面を、前記外枠体の音源側表面部、及び、背面部に形成した吸音パネルを取り付けてある防音壁設備であって、
   前記吸音材は上下均質なものから成り、
   前記吸音パネルの複数枚を、それらの表面部が上下方向に沿った状態で積み上げて固定してある防音壁設備。
2. 前記吸音材がポリエステル繊維ウール、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、焼結体の中から選択された少なくとも１種から成る多孔質材から成形されており、前記外枠体の音源側表面部及び背面部は、音透過性の多孔質面状体で形成してある請求項１に記載の防音壁設備。
3. 前記多孔質面状体が、パンチングメタル、金網、布、金属製焼結材、ガラリやスリットを有する金属パネルの中から選択された１種である請求項２に記載の防音壁設備。

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