JP2017101530A

JP2017101530A - 騒音低減構造

Info

Publication number: JP2017101530A
Application number: JP2016099316A
Authority: JP
Inventors: 崇増田; Takashi Masuda
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2036-05-18
Also published as: JP6782911B2

Abstract

【課題】建物の換気用開口部における騒音低減構造として、構成部材の種類及び数を削減でき、構造の単純化、装置の小型化、軽量化を図ることが可能なものを提供する。【解決手段】本発明に係る騒音低減装置１は、スリット状開口部５０を有する共鳴器１０が、建物の開口部１００の内壁における壁面に、配されることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、建物の換気用開口部からの騒音を低減する騒音低減構造に関する。

ダクトなどを伝搬する低周波騒音など、１次元的な伝搬をする音場において、ダクトの壁面に音響管を配置することで、それより下流側、すなわち騒音の出口側に伝搬する騒音を低減する方法が、特許文献１や特許文献２などで提案されている。

特許文献１や特許文献２記載の方法では、音響管の管長が波長の１／４と等しくなる周波数及びその奇数倍の周波数で騒音低減効果が得られる。
特許第３８３１２６３号公報特許第５４５４３６９号公報

ところで、建物の消費エネルギーを減らすために、建物の外壁に開口を設けて外気を自然導入する換気システムが採用される場合がある。建物の外装壁１２０と内装壁１１０との間に設けられた換気用開口部１００の一例を図１に示す。

このような換気用開口部１００における開口を通して屋外騒音が室内に伝搬するため、室内騒音のレベルが上昇し静音性が確保できなくなることが自然換気システムの課題の一つである。

換気用開口部１００における外気導入経路、即ち、騒音伝搬経路を吸音処理する騒音対策法が採られることがある。しかしながら、一般に吸音材は高周波数に対して効果的であるが、低周波数に対しては大きな効果は期待できない。

そこで、特許文献１や特許文献２記載の技術を換気用開口部１００に適用することが考えられる。

特許文献１記載の技術によれば、周波数の低い騒音、すなわち波長の長い騒音に対して騒音低減効果を得たい場合には、管長の長い音響管が必要になり、騒音低減構造が大型化する、ということが問題となる
特許文献２では、長い音響管を折り曲げることで装置を小型化する試みがなされているが、これでは、構造が複雑化し、構成部材の種類・数が多くなる、といった問題が発生することとなる。なお、このような問題は、広い周波数範囲で騒音低減効果を得るために異なる長さの音響管を組み合わせた装置では特に顕著となる。

特許文献１や特許文献２記載の方法による、換気用開口部１００における騒音低減構造によれば、矩形断面を持つ音響管を多数構成するために多くの仕切り板を必要とし、このことも構造の複雑化と、装置全体の重量化を招くこととなる。以上、特許文献１や特許文献２記載の換気用開口部１００における騒音低減構造は、複雑な構造、構成部材の種類・数の多さ、装置の重量化、製造及び組み立てコストの増大などといった種々の問題があった。

この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係る騒音低減構造は、スリット状開口部を有する共鳴器が、建物の開口部の内壁における壁面に、配されることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、スリット状開口部を有する共鳴器が、建物の開口部における内装壁と外装壁との間の空間に、配されることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、スリット状開口部を有する共鳴器が、建物の開口部が設けられている内装壁に、配されることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、スリット状開口部を有する共鳴器が、屈曲した建物の開口部の内壁における壁面に、配されることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が、前記スリット状開口部が対向するように対で配されることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が仕切り板部材によって複数の区画に分けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が、一面が開口面である箱状の外殻部材と、Ｌ型部材と、からなることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が、一面が開口面である箱状の外殻部材と、Ｌ型部材と、仕切り板材とからなることを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が、空気層を有することを特徴とする。

また、本発明に係る騒音低減構造は、前記共鳴器が、空気層を有さないことを特徴とする。

本発明に係る騒音低減構造は、音響インピーダンス比が０となるスリット状開口部を有する共鳴器が、例えば、建物の開口部の内壁における壁面に、配されるので、このような本発明に係る騒音低減構造によれば、換気用開口部１００における騒音低減構造として、構成部材の種類及び数を削減でき、構造の単純化、装置の小型化、軽量化を図ることが可能となると共に、製造及び組み立てコストを抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る騒音低減構造１が適用される換気用開口部１００を示す図である。本発明の実施形態に係る騒音低減構造１の原理を説明する図である。本発明の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を説明する図である。本発明の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。本発明の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０の製造工程例を説明する図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。屈曲換気路１３０を有する換気用開口部１００を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を説明する図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減装置１を換気用開口部１００に適用した際の断面図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減装置１を換気用開口部１００に適用した際の断面図である。数値解析対象を示す図である。数値解析の結果を示す図である。本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。まず、本発明に係る騒音低減構造１が採用する騒音低減方法の原理について説明する。図１は本発明の実施形態に係る騒音低減構造１が適用される換気用開口部１００を示す図である。図２は本発明の実施形態に係る騒音低減構造１の原理を説明する図である。図２は換気用開口部１００における内壁のみを抜き出して示す図である。

換気用開口部１００などの管路の内部を騒音が伝搬するとき、換気用開口部１００の寸法断面（騒音伝搬方向に対して垂直な面）が騒音の波長に比べて半分以下の場合、騒音は管路内を平面波として一次元的に伝搬する。

図２は、換気用開口部１００における内壁の斜視図である。以下、本明細書中の実施形態に係る換気用開口部１００においては、上流側（建物外の屋外側）に騒音源が存在し、騒音源からの騒音が下流側（建物内の室内外）に伝搬されることを例として説明を行う。また、換気用開口部１００の長手方向は水平方向に設置されることを前提として説明するが、換気用開口部１００の設置方法はこのような例に限られない。

この換気用開口部１００においては、換気用開口部１００を形成する４つの内壁１０５は通常の壁面を想定しており、斜視図の上下で対向する２つの内壁１０５は、音響的に“ソフト”な状態であることを想定している。

図１に示すように、換気用開口部１００内側で対向する壁面が音響的に“ソフト”な状態、すなわち、壁面の表面における音響インピーダンス比Ｚが０であるとき、上流側から伝搬してきた騒音は上流側へ反射され下流側へ伝搬しないことが知られている。

なお、本実施形態では、表面における音響インピーダンス比Ｚが０である対向する２つの壁面が、鉛直方向で対向する例に基づいて説明を行っているが、表面における音響インピーダンス比Ｚが０である対向する２つの壁面が、水平方向で対向するものであってもよい。

既存技術（特許文献１及び特許文献２記載の技術）は、音響管の管長が１／４波長と等しくなる周波数及びその奇数倍の周波数で、当該音響管の管口での音響インピーダンス比Ｚが０となることを利用している。

本発明に係る騒音低減構造１では、図３に示す背後に密閉された空洞を持つスリット構造による共鳴現象が生じる共鳴器１０を利用する。図３（Ａ）は共鳴器１０の斜視図である。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の共鳴器１０のスリット状開口部５０の長手方向を垂直で切って見た断面図である。

図３に示すように、本発明に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０は、基本的に、内側の空間が中空である四角柱状の筐体４０から構成されている。共鳴器１０を構成する筐体４０の一面には、長手状のスリット状開口部５０と、このスリット状開口部５０の両側に配され、共鳴器１０の内側の空間に延在する隔壁部６０と、を有することを特徴としている。ここで、共鳴器として機能する共鳴器１０の各寸法は図２に示す記号で表す。なお、スリット状開口部５０が構成されている筐体４０の一面と、隔壁部６０とは互いに直交している。

共鳴器１０の各寸法が波長に対して十分に小さい場合、スリット状開口部５０における音響インピーダンス比Ｚは次式（１）で求めることができる。

ただし、ｆは騒音の周波数、ｃは音速、ρは媒質（空気）密度を表す。また、Ｖ_nは、スリット状開口部５０と隔壁部６０とで囲まれた、図２（Ｂ）の斜線部以外の空間の体積で、開口端補正を考慮して次式（２）で計算される。なお、式（２）における[ ]内の第２項が、開口端補正に関連する項である。また、図３（Ｂ）で斜線部の空間は、共鳴器として機能する共鳴器１０の空気層に相当する。

また、Ｖは共鳴器１０の空洞部の体積（空気層の体積）で、次式（３）で計算される。

また、Ｓは、スリット状開口部５０（スリット開口）の面積で、次式（４）で計算される。

式（１）の右辺第１項のｒは、共鳴器として機能する共鳴器１０の隔壁部６０表面と空気の間に生じる摩擦などの音響抵抗である。隔壁部６０を金属など表面が平滑な材料で構成する場合、音響抵抗ｒは極めて小さな値となり、次式を満足する共鳴周波数ｆにおいてスリット状開口部５０の開口における音響インピーダンス比Ｚがほぼ０となる。

このような共鳴器として機能する、２つの共鳴器１０を、図４に示すように、換気用開口部１００の上下の内壁１０５に沿って対向配置すると、上記の周波数ｆにおいては対向するスリットスリット部が音響的に“ソフト”な状態となり、上流側から伝搬してきた周波数ｆの騒音は上流側へ反射され下流側に伝搬しない。

図４は本発明の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。図４（Ａ）は騒音低減構造１の斜視図であり、図４（Ｂ）の騒音低減構造１を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

図４に示すような換気用開口部１００の騒音低減構造１によれば、共鳴器１０の共鳴周波数において、対向した共鳴器１０のスリット状開口部５０における音響インピーダンス比がほぼ０となり、屋外側（上流側）から入射した騒音は屋外側へ反射され室内側（下流側）に伝搬することがない。

次に、騒音低減構造１を構成する共鳴器１０の製造工程を説明する。図５は本発明の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０の製造工程例を説明する図である。

外殻部材２０は、６面のうち１つの面が開口面２５となっている直方体形状の箱状部材である。Ｌ型部材３０は、断面がＬ字状で、互いに直交する２つの面を有する部材である。

図５に示すように、上記のようなＬ型部材３０を２つ、外殻部材２０の開口面２５に取り付けることで、共鳴器１０を製造することが可能である。

外殻部材２０の開口面２５に取り付けられた２つのＬ型部材３０の間の間隔が、スリット状開口部５０となる。また、Ｌ型部材３０の２つの面のうち一つの面が、共鳴器１０の隔壁部６０として機能する。

以上のような共鳴器１０の製造方法において、予め種々の寸法の、外殻部材２０、Ｌ型部材３０を用意しておくことで、低減したい周波数を容易に変更可能な騒音低減構造１を構成することが可能となる。

以上のように、本発明に係る騒音低減構造１は、音響インピーダンス比が０となるスリット状開口部５０を有する共鳴器１０が、建物の換気用開口部１００の内壁における壁面に、スリット状開口部５０が対向するように対で配されるので、このような本発明に係る騒音低減構造１によれば、換気用開口部１００における騒音低減構造１として、構成部材の種類及び数を削減でき、構造の単純化、装置の小型化、軽量化を図ることが可能となると共に、製造及び組み立てコストを抑制することが可能となる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図６は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。図６の騒音低減構造１を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

本実施形態においては、図６に示すように、建物の換気用開口部１００における内装壁１１０と外装壁１２０との間の空間に、２つの共鳴器１０のスリット状開口部５０が対向するように対で、共鳴器１０を配するようにしている。

このような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができると共に、内装壁１１０と外装壁１２０との間の空間を有効利用することが可能となる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図７は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。図７の騒音低減構造１を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

本実施形態においては、図７に示すように、建物の換気用開口部１００が設けられている内装壁１１０の上下に、２つの共鳴器１０のスリット状開口部５０が対向するように対で、共鳴器１０を配するようにしている。

このような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができると共に、内装壁１１０に２つの共鳴器１０を付けた構造であるので、騒音低減対策がなされていない既存の換気用開口部に後付けで騒音低減構造１を付加することが可能となる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態に係る騒音低減構造１は、図８に示すような、屈曲換気路１３０を有する換気用開口部１００に適用される。

外気を自然導入する換気用開口部１００を用いた換気システムは、外装壁１２０の開口から続く外気導入経路を屈曲換気路１３０で屈曲させて、外気が上向き或いは下向きに室内に吹き出すようにした形態である。

屈曲換気路１３０を有する換気用開口部１００を用いた換気システムとしては、床面からの吹き出し、天井面からの吹き出し、或いは壁際または窓面下のカウンターの上面からの吹き出し等のパターンがあり得る。

図８は、壁際カウンター上面からの吹き出しを行う換気用開口部１００であり、屈曲した外気導入経路の断面を模式化して示した図である。

図９は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。換気用開口部１００としては、図８で示した屈曲換気路１３０を有するものを想定している。図９の騒音低減構造１を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

本実施形態においては、屈曲換気路１３０を有する換気用開口部１００の内壁１０５における壁面に、２つの共鳴器１０のスリット状開口部５０が対向するように対で、共鳴器１０を配するようにしている。

このような実施形態によれば、屈曲換気路１３０を有する換気用開口部１００に対しても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１０は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。図１０は、図９に示した実施形態にさらに吸音材１５０を付加することで、２つの共鳴器１０と吸音材１５０とを組み合わせたものである。

このように、換気用開口部１００の外気導入経路の一部に、吸音処理を施すようにした場合、騒音の高周波数成分は吸音材１５０より低減できるので、共鳴器１０の共鳴周波数が吸音材１５０の効果の得難い低い周波数になるように設計することで、両者の補完により幅広い周波数帯に対する騒音低減効果が期待できる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１１は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１の換気用開口部１００への適用例を示す図である。図１１の騒音低減構造１を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

図１１に示す実施形態は、図４に示す実施形態にさらに、３枚仕切り板部材７０を設けて、共鳴器１０を第１区画１１、第２区画１２、第３区画１３、第４区画１４の４つの区画に分けたものである。ここで、本実施形態では共鳴器１０を４つの区画に分けるようにしたが、共鳴器１０をいくつの区画に分けるかは任意である。また、このような仕切り板部材７０を設けて共鳴器１０の区画分けを行うことは、図４に示した実施形態以外にも適用可能である。

換気用開口部１００の開口が、水平方向に対して長手状に壁面に設けられた場合、特に屋外からの騒音が壁面に対して水平方向に斜めから入射する状況では、換気用開口部１００経路内を１次元的に伝搬しないことも考えられる。

このような場合、図１１に示すように、開口内及び組み込む共鳴器１０に仕切り板部材７０を設けることで、騒音が換気用開口部１００内を１次元的に伝搬するようになり共鳴器１０による騒音低減装置が効果を発揮する。

なお、仕切り板部材７０を設ける間隔は、低減したい騒音の波長の１／２以下とすることが好ましい。

また、騒音低減構造１で低減しようとする対象となる騒音が、周波数特性に複数のピーク周波数を持っていたり、広帯域に周波数成分を持っていたり場合、仕切り板部材７０等の間の間隔を、異なるように設定し、水平方向において異なる長さの区画を設けた共鳴器１０とすることも好ましい実施形態の一つである。

以上、本発明に係る騒音低減構造は、音響インピーダンス比が０となるスリット部を有する共鳴器が、例えば、建物の換気用開口部の内壁における壁面に、スリット状開口部が対向するように対で配されるので、このような本発明に係る騒音低減構造によれば、換気用開口部１００における騒音低減構造として、構成部材の種類及び数を削減でき、構造の単純化、装置の小型化、軽量化を図ることが可能となると共に、製造及び組み立てコストを抑制することが可能となる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。これまで説明した実施形態に係る騒音低減装置１は、式（５）により決定される共鳴周波数ｆにおいて騒音低減効果を発揮する。共鳴周波数ｆは図３に示した各寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，ａ，ｌを調整することで騒音の周波数特性に合わせることができる。

しかし、騒音低減装置１で低減しようとする、対象となる騒音が、周波数特性に複数のピーク周波数を持っていたり、広帯域に周波数成分を持っていたり場合、異なる共鳴周波数を持つ共鳴器１０を組み合わせる必要がある。

そこで、他の実施形態に係る騒音低減構造１では、複数の共鳴周波数を持つ装置を単純かつ少ない部材で構成する。より具体的には、本実施形態に係る騒音低減構造１では、共鳴器１０は１面が開放されている直方体形状の外殻部材２０（すでに説明したものと同様）と、一枚板状の仕切り板部材３５及び寸法の異なるＬ型部材３０（すでに説明したものと同様）で構成される。

図１２は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を説明する図である。

図１２（Ａ）は他の実施形態に係る騒音低減構造１の分解斜視図である。また、図１２（Ｂ）は他の実施形態に係る騒音低減構造１の斜視図である。また、図１２（Ｃ）は、他の実施形態に騒音低減構造１が取り付けられた換気用開口部１００を、換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、上記のようなＬ型部材３０を２つ、及び、仕切り板部材３５を１つ、外殻部材２０の開口面２５に取り付けることで、共鳴器１０を製造することが可能である。なお、仕切り板部材３５は、この場合、隔壁部６０としても機能する。

図１２のように外殻部材２０、Ｌ型部材３０、仕切り板部材３５を組み合わせることで、１つの共鳴器の中に、空間Ａ及び空間Ｂを有する２つのスリット共鳴器を構成することができる。それぞれの共鳴器はそれぞれの共鳴周波数ｆ₁、ｆ₂においてスリット部５０の音響インピーダンス比Ｚがほぼ０となり、図１２（Ｃ）に図示するようにこれらを、換気用開口部１００の壁面に対向配置することで複数の周波数に対して騒音低減効果を発揮する。

以上のような他の実施形態に係る騒音低減構造１は、仕切り板部材３５の位置とＬ型部材３０の寸法を変えれば、同じ寸法の外殻部材２０と仕切り板部材３５を用いて様々な共鳴周波数を持つ共鳴器１０が構成可能である。

なお、空間Ａや空間Ｂなどの「空間」については、図面中にアンダーバーが付されている。

図１３は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１を換気用開口部１００に適用した際の断面図である。図１３は換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

図１３に示すように、仕切り板部材３５とＬ型部材３０の数を増やせば、空間Ａ、空間Ｂ及び空間Ｃを有する３つのスリット共鳴器を構成することができ、１つの外殻部材２０の中に３つ以上の異なる共鳴周波数を持つ共鳴器１０を構成することが可能である。なお、仕切り板部材３５は、この場合、隔壁部６０としても機能する。

また、図１４は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１を換気用開口部１００に適用した際の断面図である。図１４は換気用開口部１００の長手方向（或いは、スリット状開口部５０の長手方向）を垂直に切って見た断面図である。

図１４の他の実施形態に係る騒音低減構造１においては、共鳴器１０は空間Ａ及び空間Ｃからなる２つの共鳴器が、間隔ａ_t離れた２枚の仕切り板部材３５で隔てられた構成となっている。この場合、２つの共鳴器の間のスリットは、背後に空気層を持たないスリット状開口部５０となる。なお、仕切り板部材３５は、この場合、隔壁部６０としても機能する。

このような共鳴器１０を換気用開口部１００の内壁に沿って対向配置した場合、換気用開口部１００の断面寸法及び仕切り板部材３５の間隔ａ_tが半波長以下となる周波数に対して、背後に空気層を持たないスリット状開口部５０は音響管（空間Ｂ）として機能する。

このとき、外殻部材２０の寸法Ｄが音響管の管長に相当し、波長の１／４がＤと等しくなる周波数ｆ_t及びその奇数倍の周波数において、音響管のスリット状開口部５０の音響インピーダンス比Ｚが０となり騒音低減効果を発揮する。

一般に、上記のｆ_tはスリット共鳴器（図１３の空間Ａ及び空間Ｃ）の共鳴周波数ｆ₁あるいはｆ₂より高い周波数となるため、図１４のようにスリット共鳴器と音響管を組み合わせた構造の共鳴器１０による騒音低減構造１は、幅広い周波数に対して騒音低減効果を発揮することができる。

なお、繰り返しになるが、換気用開口部の断面寸法及び仕切り板の間隔ａ_tが半波長以下となる周波数に対して、背後に空気層を持たないスリットは音響管として機能する。特許文献１及び特許文献２記載の従来技術は、矩形断面の音響“管”を構成するために多数の仕切り板を必要とした。これに対して、本発明においては、これらの仕切り板は不要である。

本発明に係る騒音低減構造１の効果について数値解析により確認を行ったので、以下に結果を示す。図１５は数値解析対象を示す図であり、図１５（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれにも左側には共鳴器１０を設置した本発明の場合を、また、右側には共鳴器を設置しない場合を示している。

また、本発明に係る騒音低減構造１において、図１５（Ａ）は共鳴器１０を「片側配置」した場合、また、図１５（Ｂ）は共鳴器１０を「対向配置」した場合、また、図１５（Ｃ）は共鳴器１０を「片側並列配置」した場合をそれぞれ示している。

数値解析手法としては、２次元境界要素法を用いた。解析対象は、厚さ３００ｍｍの無限大壁面に設けられた幅１００ｍｍの換気用開口部１００を想定した。図１５（Ａ）に示すように屋外側から平面音波を入射し、図中に破線で示した仮想面を屋内側方向に通過する音響エネルギーを計算により求めた。

騒音低減構造１である共鳴器１０は換気用開口部１００の屋内側に付加した。共鳴器１０の設置方法は、対向配置した図１５（Ｂ）に加え、比較対象として共鳴器１０を１つ片側に配置した図１５（Ａ）、及び共鳴器１０を２つ片側に並列配置した図１５（Ｃ）とした。

騒音低減構造１を構成する共鳴器１０の寸法は、Ｂ＝１００、Ｃ＝１５０、ａ＝５０、ｌ＝４０（以上単位ｍｍ）とした。なお、２次元解析のため図１５中の奥行き方向の長手方向寸法はＡ＝∞である。

図１５（Ａ）乃至（Ｃ）の右側に示す共鳴器を設置しない場合を基準の条件として、騒音低減構造１を構成する共鳴器１０を配置した条件において仮想面を屋内側方向に通過する音響エネルギーの低減量、すなわち、共鳴器１０の設置効果を求めた。

解析は１／２７オクターブ毎の純音について行い、得られた仮想面を屋内側方向に通過する音響エネルギーを１／３オクターブバンド中心周波数を中心とした９つずつエネルギー平均することで、１／３オクターブバンドにおける解析結果とした。「片側配置」（図１５（Ａ））、「対向配置」（図１５（Ｂ））、「片側並列配置」（図１５（Ｃ））の各配置方法において上述のように共鳴器の有無による仮想面を屋内側方向に通過する音響エネルギーの低減量を求め、１／３オクターブバンドにおける共鳴器の効果とした。

なお、それぞれの配置方法における換気用開口部１００の長さは、共鳴器有り／無しの両条件において同じとしている。これは、共鳴器有り／無しの各条件で換気用開口部の長さが変わると、上述の手順で算出した共鳴器の設置効果に換気用開口部の長さが変化することによる影響が含まれてしまうためである。

図１６に「片側配置」、「対向配置」、「片側並列配置」における共鳴器１０の効果の周波数特性を示す。いずれの配置条件でも共鳴周波数に近い４００Ｈｚ帯域を中心として騒音低減効果が得られていることが確認できる。

「片側配置」と比較して、「対向配置」は共鳴周波数を中心とした正の騒音低減効果が得られている周波数帯域でより効果が向上している。

「片側並列配置」は「対向配置」と同様に共鳴器を２つ用いる。共鳴周波数に近い４００Ｈｚ帯域では「対向配置」と比較して得られる効果が大きいものの、その高周波数側では効果が小さくなる。また、共鳴周波数の低周波数側においても効果が大きく低下するなど、周波数特性全体として安定した騒音低減効果が得られない。このように、「片側並列配置」と比較して、「対向配置」は幅広い周波数帯域で安定した効果が得られることが確認できる。

以上の結果から、共鳴器１０を「対向配置」する方法は、他の配置方法と比較して騒音低減方法として有効であることが確認できるが、「片側配置」や「片側並列配置」などの配置方法にも十分な騒音低減効果を期待することができることがわかる。レイアウトなどの都合上、「片側配置」や「片側並列配置」しか採用し得ない場合には、このような配置を適宜採用することもできる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１７は本発明の他の実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を説明する図である。図１７（Ａ）はこれまで説明してきた実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を示しており、図１７（Ｂ）は本実施形態に係る騒音低減構造１に用いる共鳴器１０を示している。本実施形態態に係る騒音低減構造１では、図１７（Ｂ）で示す共鳴器１０が換気用開口部１００に配されることを特徴としている。

図１７（Ａ）に示すように、これまで説明してきた実施形態に係る騒音低減構造１の共鳴器１０は、スリット部５０の両側に配され隔壁部６０が設けられ、これらの隔壁部６０は奥行き方向にｌの長さを有するものであった。

これに対して、図１７（Ｂ）に示す本実施形態に騒音低減構造１の共鳴器１０は、スリット部５０の両側の隔壁部６０が省かれた構造を有している。隔壁部６０が省かれているが、この代わりに、少なくともスリット部５０が含まれる共鳴器１０の前面の板厚がｌの厚さを有するものとなっている。

前記板厚ｌにより、本実施形態で用いる共鳴器１０においても、第１の実施形態で説明したＶ_nが生じることとなる。これにより、隔壁部６０が省かれた共鳴器１０が用いられる本実施形態に係る騒音低減構造１によっても、これまで説明した騒音低減構造１と同様の効果を享受することが可能となる。

１・・・騒音低減構造
１０・・・共鳴器
１１・・・第１区画
１２・・・第２区画
１３・・・第３区画
１４・・・第４区画
２０・・・外殻部材
２５・・・開口面
３０・・・Ｌ型部材
３５・・・仕切り板部材
４０・・・筐体
５０・・・スリット状開口部
６０・・・隔壁部
７０・・・仕切り板部材
１００・・・換気用開口部
１０５・・・内壁
１１０・・・内装壁
１２０・・・外装壁
１３０・・・屈曲換気路
１５０・・・吸音材

Claims

スリット状開口部を有する共鳴器が、
建物の開口部の内壁における壁面に、配されることを特徴とする騒音低減構造。
スリット状開口部を有する共鳴器が、
建物の開口部における内装壁と外装壁との間の空間に、配されることを特徴とする騒音低減構造。
スリット状開口部を有する共鳴器が、
建物の開口部が設けられている内装壁に、配されることを特徴とする騒音低減構造。
スリット状開口部を有する共鳴器が、
屈曲した建物の開口部の内壁における壁面に、配されることを特徴とする騒音低減構造。
前記共鳴器が、前記スリット状開口部が対向するように対で配されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の騒音低減構造。
前記共鳴器が仕切り板部材によって複数の区画に分けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の騒音低減構造。
前記共鳴器が、一面が開口面である箱状の外殻部材と、Ｌ型部材と、からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の騒音低減構造。
前記共鳴器が、一面が開口面である箱状の外殻部材と、Ｌ型部材と、仕切り板材とからなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の騒音低減構造。
前記共鳴器が、空気層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の騒音低減構造。
前記共鳴器が、空気層を有さないことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の騒音低減構造。