JP4766669B2

JP4766669B2 - 防音装置

Info

Publication number: JP4766669B2
Application number: JP2005291749A
Authority: JP
Inventors: 浩一西村; 健金内; 克己中井; 晋司畠中
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sasakura Engineering Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sasakura Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-10-04
Also published as: JP2007100393A

Description

本発明は、上方が開口した空間内に音源が収納されるように音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁と、防音壁の上部に取り付けられ前記上方開口を覆う吸音パネルユニットとを備えた防音装置に関し、特に、熱ドラフト効果による空気の移動により排気を要する屋外用機器［例えば、コージェネレーションシステムに使用される機器や、冷却機（クーリングタワー）、チラー等の屋外熱源機器］から発せられる騒音を抑制する防音装置に関する。

コージェネレーションシステムに使用される機器や、冷却機（クーリングタワー）、チラー等の屋外熱源機器のような、熱ドラフト効果による空気の移動により排気を要する屋外用機器（以下、単に屋外用機器と称する。）は、排気のために空気が上方に流れるようにしておくことが必要である。そのため、屋外用機器の騒音抑制のためであっても、屋外用機器の上方を閉塞することは許されない。また、このような屋外用機器でない場合であっても、騒音抑制のために機器上方を完全に密閉すると、建築基準法が適用されることになり、好ましくない。

そこで、従来では、屋外用機器の騒音抑制のための従来例としては、図２６及び図２７に示されているように、屋外用機器５０の周囲に防音壁５１を設け、屋外用機器５０の上方に複数の排気サイレンサー５２を間隔をあけて設置するようにしている。これにより、屋外用機器５０から上方に熱ドラフト効果による空気の移動がなされるとともに、その際に屋外用機器５０からの騒音が排気サイレンサー５２を通過して吸音され、その結果、屋外用機器５０の騒音が外部に対して遮音されるようになっている。

しかしながら、上記従来例では、排気サイレンサー５２を使用するため、設置コストがかかる。また、排気サイレンサー５２がケーシングと吸音体エレメントとから構成されるため、その重量が大きく、現地での設置作業が面倒となり、作業時間がかかる。さらに、排気サイレンサー５２を屋外用機器５０の上方に設置するには、排気サイレンサー５２を例えば防音壁取付用骨組構造の上部に固定する必要がある。この際、上記したように、排気サイレンサー５２の重量が大きいため、骨組構造に使用する荷重が大となる。その結果、骨組構造に使用する鋼材は径の大きいものを使用する必要が生じ、コストが増大する。

ところで、屋内の反響音を吸音する公知技術としては、天井から吸音パネルを吊り下げる方法（特開２００１−２２７２８９号公報参照）、天井設備設置穴を有する吸音パネルを備えた天井パネルユニット（特開平７−２９２８３６号公報参照）等が提案されている。
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２は、何れも屋内用の吸音に関する技術であり、屋外用機器の騒音抑制に適用できない。

このような従来の状況に鑑みて、従来から排気サイレンサーを設置した場合のコストの増大や、設置作業時間に長時間を要する等の種々の問題を解決した、屋外用機器の騒音対策技術が所望されていた。

そこで、本件出願人は、かかる問題を解決するため、屋外用機器の排気を妨げず、しかも、設置コストの低下、設置作業時間の短縮化等を達成することができるようにした吸音パネルユニットを使用した防音装置を既に出願している（特願２００４−１９６３９７）。

特開２００１−２２７２８９号公報特開平７−２９２８３６号公報

ところで、特願２００４−１９６３９７では、屋外用機器を収納する防音壁で囲まれた空間の上部開口部全面に亘って吸音パネルユニットを設置することが提案されている。
しかし、本件発明者が鋭意実験等を重ねた結果、吸音パネルの配列方向に減音性能が大きいこと、また、吸音パネルユニットの設置面積を５０％まで狭めても１００％の設置の場合と略同等の減音性能が得られることを発見した。

本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、音源としての屋外用機器の排気を妨げず、しかも、減音性能を高く維持できると共に、設置コストの低減が図れる防音装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、上方が開口した空間内に音源が収納されるように音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁と、前記防音壁の上部に取り付けられ、前記上方開口を覆う吸音パネルユニットと、を備え、前記吸音パネルユニットは、所定方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記防音壁の上部に設置されて構成され、前記吸音パネルユニットが前記上方開口全面を覆う場合における設置面積を全設置面積と定義した場合において、前記吸音パネルユニットの設置面積の前記全設置面積に対する割合が、３０％以上〜１００％未満であり、前記音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁のうちの、前記吸音パネルの一端部が設置される防音壁が、防音すべき領域に臨むようにして配設されていることを特徴とする。

上記の如く、設置面積の割合を３０％以上〜１００％未満の範囲とすることにより、１００％設置する場合に比べて、吸音パネルの量が少なくてすむ。従って、コストの低減を図ることができる。また、吸音パネルユニットの全体の重量が１００％設置する場合に比べて小さくてよい。従って、吸音パネルユニットを支持する防音壁等の支持構造の強度を比較的小さくできる。
なお、用語「音源の周囲を覆って」とは、防音壁が音源の周囲を三角形状に外囲して覆う場合や防音壁が音源の周囲４面を覆う場合（より詳しくは防音壁が音源の周囲を四角形状に外囲して覆う場合）等のように音源の周囲を防音壁が覆えばよく、音源の周囲を外囲する形状はどのような形状であってもよいことを意味する。
また、吸音パネルはその延在方向に減音性能が大きいので、音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁のうちの、前記吸音パネルの一端部が設置される防音壁を境界とした外側領域を防音すべき領域とすることにより、効果的な騒音抑制を達成することができる。

また、請求項２記載の発明は、上方が開口した空間内に音源が収納されるように音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁と、前記防音壁の上部に取り付けられ、前記上方開口を覆う吸音パネルユニットと、を備え、前記吸音パネルユニットは、所定方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記防音壁の上部に設置されて構成され、前記吸音パネルユニットが前記上方開口全面を覆う場合における設置面積を全設置面積と定義した場合において、前記吸音パネルユニットの設置面積の前記全設置面積に対する割合が、５０％以上〜１００％未満であり、前記音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁のうちの、前記吸音パネルの一端部が設置される防音壁が、防音すべき領域に臨むようにして配設されていることを特徴とする。

上記の如く、設置面積割合を５０％以上〜１００％未満とすることにより、吸音パネルユニットの設置面積割合を１００％（全面設置）とする場合と略同一の減音性能を得ることができる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の防音装置であって、前記防音壁は、上方が開口した方形体状の空間内に音源が収納されるように音源の周囲４面を覆ってそれぞれ立設され、前記吸音パネルユニットは、一対の対向する防音壁に垂直方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記対向する防音壁の一方の防音壁の上部に設置されて構成され、前記一方の防音壁が防音すべき領域に臨むようにして配設されていることを特徴とする。

上記構成によってもまた、上記の請求項１又は２記載の発明と同様な作用・効果を奏する。ここで、「防音壁」は、音源を覆うために新たに立設されたものに限定されない。即ち、音源の近傍に既に設置されている建造物の壁であって、且つ防音機能を備えたものであれば、当該壁は「防音壁」に含まれる。従って、本発明は、当該既存の壁と、新たに立設される３つの防音壁とによって音源の周囲を覆うような場合も含まれる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
吸音パネルユニットの設置面積割合を３０％以上〜１００％未満の範囲とすることにより、１００％設置する場合に比べて、吸音パネルの量が少なくてすむ。従って、コストの低減を図ることができる。また、吸音パネルユニットの全体の重量が１００％設置する場合に比べて小さくてよい。従って、吸音パネルユニットを支持する防音壁等の支持構造の強度を比較的小さくできる。

なお、好ましくは、前記設置面積割合が５０％以上〜１００％未満である。設置面積割合を５０％以上〜１００％未満とすることにより、吸音パネルユニットの設置面積割合を１００％（全面設置）とする場合と略同一の減音性能を得ることができる。

以下、本発明に係る防音装置を実施の形態に基づいて詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る防音装置の全体構成を簡略化して示す図であり、図２はその平面図である。防音装置１は、上方が開口した直方体状の空間２内に音源としての屋外用機器３が収納されるように屋外用機器３の周囲４面を覆ってそれぞれ立設される防音壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、屋外用機器３の上方に設置される吸音パネルユニット５とを有する。屋外用機器３としては、熱ドラフト効果による空気の移動により排気を要する屋外用機器であって、例えば、コージェネレーションシステムに使用される機器や、冷却機（クーリングタワー）、チラー等の屋外熱源機器が例示される。また、吸音パネルユニット５は複数本（本実施の形態では１８本）の吸音パネル６を有している。これら複数の吸音パネル６は、水平面に対してほぼ９０度（略垂直状態）を成し、防音壁４ａに垂直方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列されている。このように、吸音パネル６を間隔をあけて配置することにより、屋外用機器３から上方に熱ドラフト効果による空気の移動がなされるとともに、その際に屋外用機器３からの騒音が吸音パネル６間を通過して吸音され、その結果、屋外用機器３の騒音が外部に対して遮音されることになる。なお、吸音パネルユニット５に使用される吸音パネル６の具体的な構造は、図３〜図５に示すように、両側表面に多数の孔１０が形成された金属製のパンチング板１１に、例えばグラスウール等の吸音材１２が内蔵されて構成されている。なお、防音装置１の大きさは、例えば高さが７．５ｍ、長辺長さが１２ｍ、短辺長さが９ｍである。また、吸音パネル６の高さは例えば０．５６ｍである。

ここで注目すべきは、吸音パネルユニット５が上方開口１５（図１参照）全面を覆う場合における設置面積を全設置面積と定義した場合において、吸音パネルユニット５設置面積の全設置面積に対する割合が３０％以上〜１００％未満の範囲とされていることである。ここで、設置面積の割合が１００％とは図６〜図８に示すような場合であり、設置面積の割合が７５％とは図９及び図１０に示すような場合であり、設置面積の割合が５０％とは図１１及び図１２に示すような場合であり、設置面積の割合が３０％とは図１３及び図１４に示すような場合である。このように設置面積の割合が３０％以上〜１００％未満の範囲で吸音パネルユニット５を設置することにより、防音壁４ａを境界として外側領域において充分な減音性能が得られることが後述する本件発明者の実験結果によって立証されている。なお、図６において参照符号３１は吸音パネル６を支持する支持梁を示している。

また、好ましくは設置面積の割合が５０％以上〜１００％未満の範囲とされる。これは、設置面積の割合が５０％まで狭めても、防音壁４ａを境界として外側領域において１００％の場合と略同等の減音性能が得られるからである。この点についても、後述する本件発明者の実験結果によって立証されている。

このように、設置面積の割合を３０％以上〜１００％未満の範囲、又は５０％以上〜１００％未満の範囲とすることにより、１００％設置する場合に比べて、吸音パネル６の量が少なくてすむ。従って、コストの低減を図ることができる。また、吸音パネルユニット５の全体の重量が１００％設置する場合に比べて小さくすむ。従って、吸音パネルユニット５を支持する防音壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等の支持構造の強度を比較的小さくできる。
なお、本発明に係る防音装置１は、上記のように吸音パネル６の延在方向に減音性能が大きいので、騒音を抑制すべき領域に対して防音壁４ａを臨ませるように防音装置１を配設するのが好ましい。例えば、図２に示すように工場敷地１６内に屋外用機器３が存在する場合には、防音壁４ａを境界として外側領域１７に騒音を抑制する領域（例えば人家１７）が存在するような配置とする。

（実験例１）
上記実施の形態の防音装置１について以下の条件で減音性能試験を行った。
・実験条件
・実験モデルの大きさ：図１５〜図１７に示すように、無響室内に１／１０スケールの防音装置１の模型１Ａを設置した。即ち、模型１Ａの大きさは、高さが７５０ｍｍ、長辺長さが１２００ｍｍ、短辺長さが９００ｍｍである。また、１／１０スケールに応じて吸音パネル６の高さは５６ｍｍであり、１８本の吸音パネル６が配置されている。
音源位置：防音装置模型１Ａ内の中央部にスピーカ本体２０を設け、音源２１の高さを１４１ｍｍとした。
・使用する音源の周波数：２０００Ｈｚ
・実験モデルのパターン：設置面積１００％とした場合（図６〜図８参照）、設置面積７５％とした場合（図９及び図１０参照）、設置面積５０％とした場合（図１１及び図１２参照）、設置面積３０％とした場合（図１３及び図１４参照）、設置面積２５％とした場合（図示せず）の５つのパターンについてそれぞれ実験を行なった。

（２）測定条件
・気温：２０℃
・測定範囲：１／１０スケールの模型１Ａに応じて、測定範囲も１／１０スケールとした。即ち、模型１Ａの下面（実際の防音装置１の地面に相当）から１．１３ｍの水平面で音源２１を中心とした８×８ｍの領域のうちの１／４の領域（即ち、２ｍ×２ｍの領域に相当）で測定した。
・測定モデルの座標：測定モデルの座標を以下のように設定した。即ち、図１８に示すように、測定モデルの中心を原点Ｏ（０，０）とし、長辺方向にＸ、短辺方向にＹを設定した。
測定点は、上記各５パターンについてそれぞれ以下に示すように（５×５）×４−２＝９８点についてそれぞれ測定した。即ち、Ｘ方向について（０ｍｍ、２５０ｍｍ、５００ｍｍ、１０００ｍｍ、２０００ｍｍ）、（０ｍｍ、１５０ｍｍ、７５０ｍｍ、１１２５ｍｍ、１５００ｍｍ）、Ｙ方向について（０ｍｍ、２５０ｍｍ、５００ｍｍ、１０００ｍｍ、２０００ｍｍ）、（０ｍｍ、１５０ｍｍ、７５０ｍｍ、１１２５ｍｍ、１５００ｍｍ）の４つのそれぞれの組み合わせによって決定される座標点を測定点とした。
・その他の測定条件：防音装置模型１Ａ内の４隅には拡散板３０をそれぞれ配置した。

［実験結果］
上記実験結果を図１９及び図２０に示す。図１９は上記５パターンについての測定点での測定結果の平均値を示したものであり、図２０は上記５パターンについての測定点での最小値を示したものである。なお、縦軸は音圧レベルの指標として相対エネルギ損失比を用いて示しており、横軸は設置面積割合（％）を示している。この相対エネルギ損失比は、図２１に示すように、参照符ｍ１で示す吸音パネルを全く設けない場合の音圧レベルと、参照符ｍ２で示す吸音パネルユニットを設置した場合の音圧レベルの差をエネルギ換算したものである。

また、本件発明者は、上記実験とは別に、上記実験をシミュレーションしたので、その結果を図２２〜図２５に示す。図２２は設置面積割合１００％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示すグラフ、図２３は設置面積割合７５％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の平均値の状態を示すグラフ、図２４は設置面積割合５０％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の平均値の状態を示すグラフ、図２５は設置面積割合２５％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の平均値の状態を示すグラフである。

［実験結果の検討］
図１９に明らかに示すように、吸音パネルユニットを設置しない場合を１００％とすると、吸音パネルユニットの設置面積割合が２５％の場合の相対エネルギ損失比は約８９％であり、吸音パネルユニットの設置面積が３０％の場合の相対エネルギ損失比は約８２％を示している。また、吸音パネルユニットの設置面積が５０％〜１００％の場合の相対エネルギ損失比は約７５％を示している。従って、吸音パネルユニットの設置面積割合を５０％まで狭めても、その減音性能は吸音パネルユニットの設置面積割合を１００％（全面設置）とする場合と略同一であることが理解される。

この結果、吸音パネルユニット５の設置面積割合が３０％以上〜１００％未満の範囲とすることによって、約１８％程度の充分な減音性能が得られることが立証された。
また、好ましくは、吸音パネルユニット５の設置面積割合が５０％以上〜１００％未満の範囲とすることによって、吸音パネルユニットの設置面積割合を１００％（全面設置）とする場合と略同一の減音性能が得られることが立証された。

なお、上記の結論は、図１４〜図１７に示すシミュレーション結果によっても立証されている。即ち、図２２〜図２５は濃い青色から濃い橙色までの色変化によって測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示しており、図２３及び図２４では図２２と同様にＹ軸方向に橙色が大きく延びており、相対エネルギ損失が略同一であることが読み取れる。一方、図２５は、全領域に亘って濃い青色が多く、相対エネルギ損失が少ないことが読み取れる。

（その他の事項）
（１）本発明は、水平面に対して略垂直に複数の吸音パネルが配置される構造に限定さるものではなく、水平面に対して平行でない所定の角度を成すように適宜配置するようにしてもよい。
（２）上記実施の形態では、４つの防音壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが屋外用機器３の周囲４面を覆う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、３つの防音壁が屋外用機器３の周囲を三角形状に外囲して覆う場合であってもよく、要は屋外用機器３の周囲を防音壁で覆う構造であればよく、屋外用機器３の周囲を外囲する形状はどのような形状であってもよい。
（３）また、「防音壁」は、音源を覆うために新たに立設されたものに限定されない。即ち、屋外用機器の近傍に既に設置されている建造物の壁であって、且つ防音機能を備えたものであれば、当該壁は「防音壁」に含まれる。従って、本発明は、当該既存の壁と、新たに立設される３つの防音壁とによって音源の周囲を覆うような場合も含まれる。

本発明は、屋外用機器の排気を妨げず、しかも、減音性能を高く維持できると共に、設置コストの低減が図れる防音装置に好適に実施することができる。

実施の形態１に係る防音装置の全体構成を簡略化して示す図である。実施の形態１に係る防音装置の全体構成を簡略化して示す平面図である。吸音パネルユニットに用いられる吸音パネルの正面図である。吸音パネルユニットに用いられる吸音パネルの平面図である。図３の矢視Ａ−Ａ断面図である。吸音パネルユニット設置面積の割合が１００％の場合の平面図である。図６の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。図６の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。吸音パネルユニット設置面積の割合が７５％の場合の平面図である。図９の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。吸音パネルユニット設置面積の割合が５０％の場合の平面図である。図１１の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。吸音パネルユニット設置面積の割合が３０％の場合の平面図である。図１１の矢視Ｆ−Ｆ断面図である。防音装置の模型の平面図である。防音装置の模型の正面図である。防音装置の模型の側面図である。測定モデルの座標系を示す図である。測定点の平均値を示すグラフである。測定点での最小値を示すグラフである。図１９及び図２０の縦軸の単位を説明するための図である。吸音パネルユニット設置面積の割合が１００％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示す図面代用写真印刷物である。吸音パネルユニット設置面積の割合が７５％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示す図面代用写真印刷物である。吸音パネルユニット設置面積の割合が５０％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示す図面代用写真印刷物である。吸音パネルユニット設置面積の割合が２５％の場合における測定領域内の相対エネルギ損失の状態を示す図面代用写真印刷物である。従来例の簡略化した正面図である。従来例の簡略化した平面図である。

符号の説明

１：防音装置２：空間
３：屋外用機器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ：防音壁
５：吸音パネルユニット６：吸音パネル
１０：孔１１：パンチング板
１２：吸音材１５：上部開口

Claims

上方が開口した空間内に音源が収納されるように音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁と、
前記防音壁の上部に取り付けられ、前記上方開口を覆う吸音パネルユニットと、
を備え、
前記吸音パネルユニットは、所定方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記防音壁の上部に設置されて構成され、
前記吸音パネルユニットが前記上方開口全面を覆う場合における設置面積を全設置面積と定義した場合において、前記吸音パネルユニットの設置面積の前記全設置面積に対する割合が、３０％以上〜１００％未満であり、
前記音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁のうちの、前記吸音パネルの一端部が設置される防音壁が、防音すべき領域に臨むようにして配設されていることを特徴とする防音装置。
上方が開口した空間内に音源が収納されるように音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁と、
前記防音壁の上部に取り付けられ、前記上方開口を覆う吸音パネルユニットと、
を備え、
前記吸音パネルユニットは、所定方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記防音壁の上部に設置されて構成され、
前記吸音パネルユニットが前記上方開口全面を覆う場合における設置面積を全設置面積と定義した場合において、前記吸音パネルユニットの設置面積の前記全設置面積に対する割合が、５０％以上〜１００％未満であり、
前記音源の周囲を覆ってそれぞれ立設される防音壁のうちの、前記吸音パネルの一端部が設置される防音壁が、防音すべき領域に臨むようにして配設されていることを特徴とする防音装置。
前記防音壁は、上方が開口した方形体状の空間内に音源が収納されるように音源の周囲４面を覆ってそれぞれ立設され、
前記吸音パネルユニットは、一対の対向する防音壁に垂直方向に延在し且つ相互に間隔をあけて配列された複数の吸音パネルで構成されると共に、前記複数の吸音パネルはその延在方向両端のうち少なくとも一端部が前記対向する防音壁の一方の防音壁の上部に設置されて構成され、前記一方の防音壁が防音すべき領域に臨むようにして配設されている請求項１又は２記載の防音装置。