JP2020165200A - Opening structure for ventilation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内における騒音低減と共に、屋外における周辺環境に対する騒音低減にも配慮がなされた換気用開口構造を提供する。 The present invention provides a ventilation opening structure in which consideration is given to noise reduction for the surrounding environment outdoors as well as noise reduction in the room.
これまで発明者は、長尺状スリット共鳴器を用いて建物に設けた換気用開口からの騒音伝搬を低減する方法について、例えば、特許文献１（特開２０１７−１０１５３０号公報）において、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として、前記換気用開口部が設けられている内装壁に、スリット状開口部を有する共鳴器を対向するように対で配することを提案した。
特許文献１記載の共鳴器を用いた騒音低減法においては、スリットを有する共鳴器（「スリット共鳴器」ともいう）の断面形状によって定まる共鳴周波数に近い周波数において大きな騒音低減効果が得られるが、一方で、騒音低減効果が得られる周波数範囲が狭く、共鳴周波数から離れた周波数では殆ど効果が得られないという課題がある。このような課題は、例えば道路騒音のような幅広い周波数範囲に成分を持つ騒音を低減しようとした場合に特に顕著になる。
In the noise reduction method using the resonator described in
特許文献１記載の発明では、このような課題を解決するために、図１０に関連して、スリット共鳴器と共に吸音材を組み込んだ実施形態を提案している。吸音材としてはグラスウールやポリエステル吸音材等の多孔質性吸音材が用いられることが多いが、一般に多孔質性吸音材は高周波数域で大きな吸音効果を発揮する。
In the invention described in
そこで、スリット共鳴器を共鳴周波数が吸音材の効果の得にくい低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域に対する騒音低減効果が期待できる。しかしながら、スリット共鳴器と吸音材を併用する場合、それらの位置関係をどのように設定すれば効果的かという指針はこれまでに示されておらず、問題であった。 Therefore, by designing the slit resonator so that the resonance frequency is a low frequency at which the effect of the sound absorbing material is difficult to obtain, a noise reduction effect over a wide frequency band can be expected by complementing both. However, when a slit resonator and a sound absorbing material are used in combination, a guideline on how to set their positional relationship to be effective has not been shown so far, which has been a problem.
この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る換気用開口構造は、建物の開口部の内壁に設けられ、スリット状開口部を有する共鳴器と、前記共鳴器と隣接するように設けられる吸音材と、を含む換気用開口構造であって、前記吸音材は、前記共鳴器と面一で、前記共鳴器より音源側に配されることを特徴とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the ventilation opening structure according to the present invention includes a resonator provided on the inner wall of the opening of the building and having a slit-shaped opening, and the resonator. It is a ventilation opening structure including a sound absorbing material provided adjacent to the sound absorbing material, and the sound absorbing material is provided flush with the resonator and is arranged on the sound source side from the resonator.
また、本発明に係る換気用開口構造は、前記共鳴器が、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。 Further, the ventilation opening structure according to the present invention is characterized in that the resonators are arranged in pairs so that the slit-shaped openings face each other.
また、本発明に係る換気用開口構造は、前記共鳴器を複数隣接させる場合、全ての前記共鳴器より音源側に前記吸音材が配されることを特徴とする。 Further, the ventilation opening structure according to the present invention is characterized in that when a plurality of the resonators are adjacent to each other, the sound absorbing material is arranged on the sound source side of all the resonators.
また、本発明に係る換気用開口構造は、前記共鳴器が、空気層を有することを特徴とする。 Further, the ventilation opening structure according to the present invention is characterized in that the resonator has an air layer.
また、本発明に係る換気用開口構造は、前記共鳴器が、空気層を有さないことを特徴とする。 Further, the ventilation opening structure according to the present invention is characterized in that the resonator does not have an air layer.
本発明に係る換気用開口構造は、吸音材は、共鳴器と面一で、共鳴器より音源側に配されており、このような本発明に係る換気用開口構造によれば、吸音材が共鳴器より受音側に配される場合に比べて、換気用開口構造から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる。 In the ventilation opening structure according to the present invention, the sound absorbing material is flush with the resonator and is arranged on the sound source side from the resonator. According to the ventilation opening structure according to the present invention, the sound absorbing material is provided. Compared with the case where it is arranged on the sound receiving side from the resonator, the noise re-radiated from the ventilation opening structure can be reduced, and the noise of the entire environment including the surroundings can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明に係る換気用開口構造１００では、図１に示すような背後に密閉された空洞を持つ、スリット構造によって共鳴現象が生じる共鳴器１０を利用する。図１（Ａ）はそのような共鳴器１０の斜視図である。また、図１（Ｂ）は、図１（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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the
図１に示すように、本発明に係る換気用開口構造１００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。対向する２つの隔壁部６０は同様の寸法を有している。ここで、共鳴現象が生じる共鳴器１０の各寸法は図１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の主面とは互いに直交している。
As shown in FIG. 1, the
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。
When each dimension of the
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、Ｖnは、スリット状開口部５０と隔壁部６０とで囲まれた、図１（Ｂ）の斜線部以外の空間の体積（対向する隔壁部６０の間の空間の体積）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１（Ｂ）で斜線部の空間は、共鳴現象が生じる共鳴器１０の空気層に相当する。
However, f is the frequency of noise, c is the speed of sound, and ρ is the medium (air) density. Further, V n is the volume of the space other than the shaded portion of FIG. 1 (B) surrounded by the slit-
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。 Further, V is the volume of the cavity of the resonator 10 (volume of the air layer) and is calculated by the following equation (3).
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。 Further, S is the area of the slit-shaped opening 50 (slit opening) and is calculated by the following equation (4).
式（１）の右辺第１項のｒは、共鳴現象が生じる共鳴器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。
The first term r on the right side of the equation (1) is an acoustic resistance such as friction generated between the surface of the
このような共鳴現象を生じさせる共鳴器として機能する、２つの共鳴器１０を、図２に示すように、換気用開口構造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部が音響的に“ソフト”な状態となり、音源側から伝搬してきた周波数ｆの騒音は音源側へ反射され受音側に伝搬しない。
As shown in FIG. 2, when two
図２は本発明の実施形態に係る換気用開口構造１００を説明する図である。図２は換気用開口構造１００を、換気用開口構造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。換気用開口構造１００は内壁１０５を有しており、内壁１０５が囲む空間が通気路（通気経路）として機能する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a
本実施形態に係る換気用開口構造１００においては、音源側（建物外の屋外側）に騒音源が存在し、騒音源からの騒音が受音側（建物内の室内側）に伝搬されることを例として説明を行う。また、換気用開口構造１００自体の長手方向（紙面に対して垂直な方向）は水平方向に設置されることを前提として説明するが、換気用開口構造１００の設置方法はこのような例に限られない。
In the
この換気用開口構造１００においては、換気用開口構造１００を形成する４つの内壁１０５のうち、上下で対向する２つの内壁１０５を、音響的に“ソフト”な状態とする。すなわち、図２に示すように、換気用開口構造１００内側で、上下の内壁１０５に対向するように２つの共鳴器１０が設けられることで、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となり、音源側から伝搬してきた騒音は音源側へ反射され受音側へ伝搬しないようにする。
In the
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。 In the present embodiment, the description is based on an example in which two opposing wall surfaces having an acoustic impedance ratio Z on the surface facing each other in the vertical direction, but the acoustic impedance ratio Z on the surface is 0. The two facing wall surfaces may face each other in the horizontal direction.
図２に示すような換気用開口構造１００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。
According to the
一方で、上式（５）に基づく共鳴周波数ｆについては騒音低減の効果は期待できるが、当該共鳴周波数から離れた周波数では殆ど効果が得られない。そこで、幅広い周波数範囲に成分を持つ騒音を低減するために、本発明に係る換気用開口構造１００では、２つの共鳴器１０と共に、グラスウールやポリエステル等の多孔質性の吸音材１５０を用いるようにしている。本発明では、２つの共鳴器１０には低周波数域の騒音低減を担当させ、一方吸音材１５０に高周波数域の騒音低減を担当させることで、より幅広い周波数帯域に対する騒音低減効果を生じさせるようにしている。
On the other hand, the resonance frequency f based on the above equation (5) can be expected to have a noise reduction effect, but almost no effect can be obtained at a frequency far from the resonance frequency. Therefore, in order to reduce noise having components in a wide frequency range, in the
さらに、本発明に係る換気用開口構造１００においては、２つの共鳴器１０と、２つの吸音材１５０とは、それぞれ互いに隣接させて配置する。また、本発明に係る換気用開口構造１００においては、表面が段差なく通気経路を構成するように配置される。すなわち、互いに隣接する共鳴器１０と吸音材１５０とは面一で配置される。
Further, in the
また、本発明に係る換気用開口構造１００においては、吸音材１５０は、共鳴器１０より音源側に配置するようにする。なお、隣接する複数の共鳴器と、吸音材とを並べて配するような場合には、吸音材はすべての共鳴器より音源側に配置する。
Further, in the
以下では、吸音材１５０が共鳴器１０より音源側に配置されることについて、理論的背景と数値解析により本発明の効果を検証した結果を述べる。
［理論的背景］
図３には、建物外壁の一部分とそこに設けられたスリット状の換気用開口構造１００の例を断面図として示しており、図３（Ａ）は吸音材１５０が共鳴器１０より音源側に配置された構造（本発明）を示す図であり、図３（Ｂ）は吸音材１５０が共鳴器１０より受音側に配置された構造（比較例）を示す図である。
The following describes the results of verifying the effect of the present invention by theoretical background and numerical analysis regarding the arrangement of the
[Theoretical background]
FIG. 3 shows a part of the outer wall of the building and an example of the slit-shaped
この換気用開口構造を介して屋外側即ち音源側から、室内側即ち受音側へ伝搬する騒音を低減する目的で、共鳴器１０を対向配置する。また、吸音材１５０は本発明では、上記共鳴器１０より音源側に配置することを提案している。
The
なお、図３では、吸音材１５０は共鳴器１０と同様に通気経路を挟んで対向配置されているが、必ずしも図示したように対向配置する必要はない。吸音材１５０を片側のみに配置した場合でもある程度の騒音低減効果は期待できる。
In FIG. 3, the
ここで、音源側から通気路に入射し、受音側へ伝搬、或いは音源側へ再放射される騒音のエネルギについて考える。なお、以下では一般に知られている、騒音の周波数と通気経路長に応じて通気路を伝搬する騒音のエネルギが変化する効果については特に記述しない。 Here, consider the energy of noise that enters the ventilation path from the sound source side, propagates to the sound receiving side, or is re-radiated to the sound source side. In the following, the generally known effect of changing the energy of noise propagating in the ventilation path according to the noise frequency and the ventilation path length will not be described in particular.
音源側から通気路へ入射する騒音のエネルギをＥi、通気路を介して受音側へ伝搬する騒音のエネルギをＥtとする。また、通気路から入射して音源側へ再放射する騒音のエネルギをＥrとする。 The energy of the noise coming from the source side to the air passage E i, the energy of the noise propagating to the sound receiving side through the air passage and E t. Further, let Er be the energy of noise that is incident from the ventilation path and re-radiated to the sound source side.
吸音材を配置しない場合、通気路へ入射する騒音のエネルギＥiと受音側へ伝搬する騒音のエネルギＥtの関係を以下の（７）式で表すことができる。
Ｅt＝τ×Ｅi ・・・（７）
上式（７）では、τは共鳴器１０を配置した部分を音源側から受音側へ騒音が伝搬する割合、即ち騒音伝達率を示す（０≦τ≦１）。共鳴器１０の共鳴周波数付近ではτが極めて小さくなり、受音側へ伝搬する騒音のエネルギが大幅に低減される。また、スリット共鳴器が配置された部分で騒音が反射して再度音源側へ伝搬する割合は（１−τ）であることから、通気路の音源側から再放射する騒音のエネルギＥｒは下式（８）の通りである。
Ｅr＝（１−τ）×Ｅi ・・・（８）
図３（Ａ）に示すように、吸音材１５０を共鳴器１０の音源側に配置した場合、騒音が吸音材１５０を配置した部分を伝搬する際に吸音材１５０に吸収されるエネルギはα×Ｅiと表すことができる。ここで、αは吸音材１５０を配置した部分を騒音が伝搬する際に吸音材にエネルギが吸収される割合を示す（０≦α≦１）。言い換えれば、吸音材１５０を配置した部分を吸音材１５０に吸収されずに伝搬するエネルギの割合は（１−α）である。
When the sound absorbing material is not arranged, the relationship between the energy E i of the noise incident on the ventilation path and the energy E t of the noise propagating to the sound receiving side can be expressed by the following equation (7).
Et = τ × E i ... (7)
In the above equation (7), τ indicates the rate at which noise propagates from the sound source side to the sound receiving side in the portion where the
Er = (1-τ) × E i ... (8)
As shown in FIG. 3A, when the
この場合、吸音材１５０と共鳴器１０が配置された部分を通過して受音側に伝搬する騒音のエネルギは、下式（９）となる。
Ｅt＝（１−α）τ×Ｅi ・・・（９）
更に、共鳴器１０が配置された部分で反射して音源側から再放射する騒音のエネルギは、
Ｅr＝（１−α）2（１−τ）×Ｅi ・・・（１０）
である。
In this case, the energy of the noise that passes through the portion where the
Et = (1-α) τ × E i ... (9)
Further, the energy of the noise reflected at the portion where the
Er = (1-α) 2 (1-τ) × E i ... (10)
Is.
ここで、（１−α）2は、吸音材１５０が配置された部分を通気路の音源側から共鳴器１０が配置された部分に向けて騒音が伝搬する際と、その後共鳴器１０が配置された部分で騒音が反射して吸音材１５０が配置された部分を音源側へ伝搬する際の、２度にわたり吸音材１５０にエネルギが吸収されていることを表す。
Here, in (1-α) 2 , when noise propagates from the sound source side of the air passage toward the portion where the
吸音材１５０に吸収される騒音のエネルギをＥaとすると、エネルギ保存則より以下の関係式（１１）が成り立ち、
Ｅi＝Ｅt＋Ｅr＋Ｅa・・・（１１）
（９）及び（１０）式を代入すると下式（１２）のように整理される。
Ｅa＝｛α＋（１−α）（１−τ）α｝Ｅi・・・（１２）
上式（１２）の｛ ｝内の第１項は吸音材１５０が配置された部分を通気路の音源側から共鳴器１０が配置された部分に向けて騒音が伝搬する際に吸音材に吸収すされるエネルギを意味し、第２項はその後共鳴器１０が配置された部分で騒音が反射して吸音材１５０が配置された部分を音源側へ伝搬する際に吸音材１５０に吸収されるエネルギを意味する。
Assuming that the energy of noise absorbed by the
E i = Et + Er + E a ... (11)
Substituting the equations (9) and (10), the equations (12) below are arranged.
E a = {α + (1-α) (1-τ) α} E i ... (12)
The first term in {} of the above equation (12) is that the portion where the
一方で、図３（Ｂ）に示すようにて吸音材１５０を共鳴器１０の受音側に配置した場合、共鳴器１０と吸音材１５０が配置された部分を通過して受音側に伝搬する騒音のエネルギは、
Ｅt＝τ（１−α）×Ｅi ・・・（１３）
である。また、共鳴器１０が配置された部分で反射して音源側から再放射する騒音のエネルギは、
Ｅr＝（１−τ）×Ｅi ・・・（１４）
である。
On the other hand, when the
Et = τ (1-α) × E i ... (13)
Is. Further, the energy of noise that is reflected at the portion where the
Er = (1-τ) × E i ... (14)
Is.
この場合、吸音材１５０に吸収される騒音のエネルギＥaはエネルギ保存則より、下式（１５）の通りとなる。
Ｅa＝τα×Ｅi ・・・（１５）
以上より、吸音材１５０を共鳴器１０の音源側に配置した場合と、受音側に配置した場合を比較する。
In this case, the energy E a of the noise absorbed by the
E a = τα × E i ... (15)
From the above, the case where the
まず、（９）式と（１３）式を比較とすると、吸音材１５０に配置位置に関わらず、通気路を受音側に伝搬する騒音のエネルギは変わらない。即ち、吸音材１５０に配置位置が異なっても建物に設けた換気用通気路からの騒音伝搬を低減するという本来の性能は損なわれない。
First, comparing the equations (9) and (13), the energy of the noise propagating through the ventilation path to the sound receiving side does not change regardless of the arrangement position of the
次に、（１２）式の右辺から（１５）式の右辺を減算すると（２−α）（１−τ）α×Ｅiであり、０≦τ≦１及び０≦α≦１の条件より正の値となる。これは、吸音材１５０を共鳴器１０の音源側に配置したほうが吸音材に吸収される騒音のエネルギが大きい、即ち吸音材１５０を共鳴器１０と併用した場合により効果的に騒音のエネルギを吸収できることを示す。
Next, when the right side of the equation (15) is subtracted from the right side of the equation (12), it is (2-α) (1-τ) α × E i, which is obtained from the conditions of 0 ≦ τ ≦ 1 and 0 ≦ α ≦ 1. It will be a positive value. This is because the noise energy absorbed by the sound absorbing material is larger when the
更に、（１０）式と（１４）式を比較すると、（１０）式におけるＥrは、（１４）式におけるＥrより明らかに小さい。このことより、吸音材１５０を共鳴器１０の音源側に配置したほうが、通気路から再放射される騒音のエネルギが小さいことが明らかである。これは、当該建物とその周辺を含む環境全体として騒音を低減することが可能であることを意味する。
Furthermore, comparing Eqs. (10) and (14), Er in Eq. (10) is clearly smaller than E r in Eq. (14). From this, it is clear that the energy of the noise re-radiated from the air passage is smaller when the
当該建物の周辺に同程度以上の高さの他の建物がある場合、通気路から再放射された騒音は、周辺建物の外壁面で反射したのち、再び当該建物の外壁及び通気路に入射する。周辺を含む環境全体の騒音を低減することは、屋外から当該建物の室内に伝搬する騒音を低減する観点でも有効である。
［数値解析］
解析には２次元境界要素法を用いた。
If there are other buildings of the same height or higher around the building, the noise re-radiated from the ventilation path is reflected by the outer wall surface of the surrounding building and then re-enters the outer wall and ventilation path of the building. .. Reducing the noise of the entire environment including the surroundings is also effective from the viewpoint of reducing the noise propagating from the outside to the interior of the building.
[Numerical analysis]
The two-dimensional boundary element method was used for the analysis.
図４に示すように、解析対象は、厚さ３００ｍｍの無限大壁面に設けられた幅１００ｍｍの換気用開口構造を想定した。２次元解析のため、図中奥行き方向には図に示す断面が無限に続く構造を想定する。 As shown in FIG. 4, the analysis target assumed a ventilation opening structure having a width of 100 mm provided on an infinite wall surface having a thickness of 300 mm. For two-dimensional analysis, it is assumed that the cross section shown in the figure continues infinitely in the depth direction in the figure.
図４（Ａ）には吸音材を共鳴器の音源側に配置した場合、図４（Ｂ）には吸音材を共鳴器の受音側に配置した場合の計算モデルを示す。共鳴器の各部寸法は、共鳴周波数が６３０Ｈｚ付近となるように設定されている。また、吸音材は密度３２ｋｇ／ｍ3、厚さ５０ｍｍのグラスウール相当の吸音性能を持つと想定した。 FIG. 4A shows a calculation model when the sound absorbing material is arranged on the sound source side of the resonator, and FIG. 4B shows a calculation model when the sound absorbing material is arranged on the sound receiving side of the resonator. The dimensions of each part of the resonator are set so that the resonance frequency is around 630 Hz. Further, it is assumed that the sound absorbing material has a sound absorbing performance equivalent to that of glass wool having a density of 32 kg / m 3 and a thickness of 50 mm.
屋外側、即ち音源側から平面音波を入射し、図４中に破線で示した仮想面１及び２を屋内側即ち受音側方向に通過する音響エネルギを解析により求めた。
The acoustic energy of incident plane sound waves from the outdoor side, that is, the sound source side, and passing through the
解析は１／２７オクターブ毎の純音について行い、得られた仮想面を受音側方向に通過する音響エネルギを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。 The analysis is performed for pure tones every 1/27 octave, and the acoustic energy passing through the obtained virtual surface in the sound receiving side is averaged by 9 each centering on the 1/3 octave band center frequency, so that 1 / The analysis results were taken in the 3-octave band.
図５には、仮想面２を受音側に通過する音響エネルギ、即ち上記におけるＥtの計算結果を示す。吸音材をスリット共鳴器の音源側に配置した場合と受音側に配置した場合で計算結果に違いはなく、上記で述べたように、吸音材の配置位置に関わらず、通気路を受音側に伝搬する騒音のエネルギは変わらないことが確認できる。 5 shows a calculation result of E t in the acoustic energy, i.e., the passing through the virtual surface 2 to the sound receiving side. There is no difference in the calculation results when the sound absorbing material is placed on the sound source side of the slit resonator and when it is placed on the sound receiving side. As described above, the sound receiving path receives sound regardless of the position of the sound absorbing material. It can be confirmed that the energy of the noise propagating to the side does not change.
図６には、仮想面１を受音側に通過する音響エネルギから仮想面２を受音側に通過する音響エネルギ減算した結果、即ち上記における吸音材に吸収される騒音のエネルギＥaの計算結果を示す。共鳴器の共鳴周波数を含む帯域とその周辺の帯域において、吸音材を共鳴器の音源側に配置した場合、受音側に配置した場合と比較して吸音材に吸収される騒音のエネルギが大きく、上記で述べたようにより効果的に騒音のエネルギを吸収できることが確認できる。
FIG. 6 shows the result of subtracting the acoustic energy passing through the virtual surface 2 to the sound receiving side from the acoustic energy passing through the
図７には、仮想面１を受音側に通過する音響エネルギ、即ち上記におけるＥi−Ｅrの計算結果を示す。
FIG. 7 shows the calculation result of the acoustic energy passing through the
共鳴器の共鳴周波数を含む帯域とその周辺の帯域において、吸音材を共鳴器の音源側に配置した場合、受音側に配置した場合と比較して仮想面１を受音側に通過する音響エネルギが大きい。ここで、二つの解析において、音源位置等の条件は同一であるため、通気路に入射するエネルギＥiは同じである。つまりこれらの解析結果から、吸音材をスリット共鳴器の音源側に配置した場合、受音側に配置した場合と比較して通気路の音源側から再放射するエネルギＥrが小さいことが確認できる。
In the band including the resonance frequency of the resonator and the band around it, when the sound absorbing material is arranged on the sound source side of the resonator, the sound passing through the
本発明に係る換気用開口構造１００は、吸音材１５０は、共鳴器１０と面一で、共鳴器１０より音源側に配されており、このような本発明に係る換気用開口構造１００によれば、吸音材１５０が共鳴器１０より受音側に配される場合に比べて、換気用開口構造１００から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる。
In the
次に本発明の他の実施形態について説明する。図８は本発明の他の実施形態に係る換気用開口構造１００を説明する図である。図８は、他の実施形態に換気用開口構造１００を、換気用開口構造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。
Next, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating a
他の実施形態に換気用開口構造１００においては、これまで説明してきた共鳴器１０にさらに仕切り板部材３５を設け、共鳴器１０内の空間を２つに分割した構造を有している。このような仕切り板部材３５は、隔壁部６０としても機能する。図８のように仕切り板部材３５を設けることで、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。 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。
In another embodiment, the
それぞれの空間に基づく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８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。そして、本実施形態においては、さらに吸音材１５０が、共鳴器１０と面一で、かつ、共鳴器１０より音源側に配される構成となっている。
In the resonators based on the respective spaces, the acoustic impedance ratio Z of the
こ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の位置を適宜代えることで、同じ寸法の共鳴器１を用いても様々な共鳴周波数を持つ共鳴器１０が構成可能である。また、本実施形態によっても、換気用開口構造１００から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる、という効果を享受することができる。
In the
次に本発明の他の実施形態について説明する。図９は本発明の他の実施形態に係る換気用開口構造１００を説明する図である。図９は換気用開口構造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。
Next, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating a
図９の他の実施形態に係る換気用開口構造１００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ａt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。仕切り板部材３５は、この場合、隔壁部６０としても機能する。
In
このような共鳴器１０を換気用開口構造１００の内壁に沿って対向配置した場合、換気用開口構造１００の断面寸法及び仕切り板部材３５の間隔ａt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。
For such a case where the
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ｆt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。
In this case, the dimension D of the
一般に、上記のようなｆtはスリット共鳴器（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９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。空間Ａ及び空間Ｃを形成するにあたっては、スリット共鳴器（空間Ａ及び空間Ｃ）における隔壁部６０の長さｌa、ｌcを異ならせるようにしている。
In general, f t as described above for a frequency higher than the resonance frequency f 1 or f 2 slit resonators (space A and the space C), the structure combining a slit resonator and the acoustic pipe as shown in FIG. 9 The
さらに、本実施形態においては、吸音材１５０が、共鳴器１０と面一で、かつ、共鳴器１０より音源側に配される構成となっている。
Further, in the present embodiment, the
このような他の実施形態に係る騒音低減構造１は、音響管（空間Ｂ）を含む共鳴器１０と、吸音材１５０とからなる構成で、幅広い周波数の騒音を低減することが可能となると共に、換気用開口構造１００から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる、という効果を享受することができる。
The
次に本発明の他の実施形態について説明する。これまで説明してきた実施形態においては、同じ寸法の共鳴器１を、互いのスリット部５０が対向するようにして配置していた。これに対して、本実施形態においては、共鳴器１を換気用開口構造１００における通気路の一方側にのみ設けるようにしたものである。図１０はこのような換気用開口構造１００を示す図であり、図１０（Ａ）は共鳴器１０を「片側配置」した場合、また、図１０（Ｂ）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。吸音材１５０は、共鳴器１０と面一で、かつ、いずれの共鳴器１０よりも音源側に配される構成となっている。
Next, other embodiments of the present invention will be described. In the embodiments described so far, the
このような「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を数値解析によって確認している。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。 Numerical analysis has confirmed that a sufficient noise reduction effect can be expected even with such arrangement methods such as "one-sided arrangement" and "one-sided parallel arrangement". If only "one-sided arrangement" or "one-sided parallel arrangement" can be adopted due to layout or the like, such an arrangement can be appropriately adopted.
さらに、本実施形態においても、吸音材１５０は、いずれの共鳴器１０よりも音源側に配されており、換気用開口構造１００から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる、という効果を享受することができる。
Further, also in the present embodiment, the
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に用いる共鳴器１０を説明する図である。図１１（Ａ）はこれまで説明してきた実施形態に係る換気用開口構造１００に用いる共鳴器１０を示しており、図１１（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換気用開口構造１００では、図１１（Ｂ）で示す共鳴器１０が換気用開口構造１００に配されることを特徴としている。その他の構成は、これまで説明した実施形態と相違することはないので、説明を省略する。
Next, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating a
図１１（Ａ）に示すように、これまで説明してきた実施形態に係る換気用開口構造１００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。
As shown in FIG. 11A, the
これに対して、図１１（Ｂ）に示す本実施形態に換気用開口構造１００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。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 11B, the
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Ｖn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換気用開口構造１００によっても、これまで説明した換気用開口構造１００と同様の効果を享受することが可能となる。
Due to the plate thickness l, V n described in the first embodiment is generated also in the
以上、本発明に係る換気用開口構造は、吸音材は、共鳴器と面一で、共鳴器より音源側に配されており、このような本発明に係る換気用開口構造によれば、吸音材が共鳴器より受音側に配される場合に比べて、換気用開口構造から再放射される騒音を低減することができ、周辺を含む環境全体の騒音を低減することが可能となる。 As described above, in the ventilation opening structure according to the present invention, the sound absorbing material is flush with the resonator and is arranged on the sound source side from the resonator. According to the ventilation opening structure according to the present invention, the sound absorbing material absorbs sound. Compared with the case where the material is arranged on the sound receiving side from the resonator, the noise re-radiated from the ventilation opening structure can be reduced, and the noise of the entire environment including the surroundings can be reduced.
また、本発明に係る換気用開口構造によれば、吸音材と共鳴器を隣接して配置することで、騒音低減装置を小型化することができる。吸音材を配置するスペースと共鳴器を一体化して騒音低減部を構成することなども可能となる。 Further, according to the ventilation opening structure according to the present invention, the noise reduction device can be miniaturized by arranging the sound absorbing material and the resonator adjacent to each other. It is also possible to integrate the space for arranging the sound absorbing material and the resonator to form a noise reduction unit.
また、本発明に係る換気用開口構造によれば、小型化・一体化した換気用開口構造は、製造コストを低く抑えることができると共に、通気経路への取り付けを容易にし、施工コストを低く抑えることができる。 Further, according to the ventilation opening structure according to the present invention, the miniaturized and integrated ventilation opening structure can keep the manufacturing cost low, facilitate the attachment to the ventilation path, and keep the construction cost low. be able to.
また、本発明に係る換気用開口構造によれば、吸音材と共鳴器を表面が段差なく通気経路を構成するように配置することで、空気のスムーズな流れを実現し、段差で乱流等が生じて換気性能が低下することを防ぐことができる。 Further, according to the ventilation opening structure according to the present invention, by arranging the sound absorbing material and the resonator so that the surface forms a ventilation path without a step, a smooth flow of air is realized, and turbulence or the like occurs at the step. Can be prevented from causing a decrease in ventilation performance.
本発明に係る換気用開口構造によれば、吸音材を共鳴器より音源側に配置することで、より効果的に吸音材により騒音のエネルギを吸収することができる。 According to the ventilation opening structure according to the present invention, by arranging the sound absorbing material on the sound source side of the resonator, the noise energy can be absorbed more effectively by the sound absorbing material.
また、本発明に係る換気用開口構造によれば、共鳴器を配置した部分で反射し通気開口から屋外へ再放射される騒音を低減し、当該建物とその周辺を含む環境全体として騒音を低減することができる。 Further, according to the ventilation opening structure according to the present invention, the noise reflected at the portion where the resonator is arranged and re-radiated to the outside from the ventilation opening is reduced, and the noise of the entire environment including the building and its surroundings is reduced. can do.
上記の各効果を、建物に設けた換気用通気開口からの騒音伝搬を低減するという本来の性能を損なうことなく実現できる。 Each of the above effects can be realized without impairing the original performance of reducing noise propagation from the ventilation ventilation opening provided in the building.
１０・・・共鳴器
３５・・・仕切り板部材
４０・・・筐体
５０・・・スリット状開口部
６０・・・隔壁部
１００・・・換気用開口構造
１０５・・・内壁
１１０・・・内装壁
１２０・・・外装壁
１５０・・・吸音材
10 ...
Claims (5)
前記共鳴器と隣接するように設けられる吸音材と、を含む換気用開口構造であって、
前記吸音材は、前記共鳴器と面一で、前記共鳴器より音源側に配されることを特徴とする換気用開口構造。 A resonator provided on the inner wall of the opening of the building and having a slit-shaped opening,
A ventilation opening structure including a sound absorbing material provided adjacent to the resonator.
The ventilation opening structure is characterized in that the sound absorbing material is flush with the resonator and is arranged on the sound source side of the resonator.
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