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公益社団法人 日本騒音制御工学会

Q&A

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高性能な吸音材料は、遮音性能も良いと考えてもよいのですか。例えば、グラスウールは吸音材として高い性能を示しますが、遮音材料としても有効な材料なのでしょうか。
                                 (設計事務所社員)

(財団法人小林理学研究所 杉江 聡)

このような質問は,吸音という言葉のイメージから出てくるものだと思います。吸音と聞くと,あたかも冷蔵庫の中にある脱臭剤のようなものをイメージしてしまい,吸音材がそこにあるだけで,周りの音を吸い取ってしまうと考えがちです。

しかし,そうではありません。まずは,吸音率と透過率の定義を示します。Fig. 1に示すように,透過率はPt/Piで,吸音率は1-(Pr/Pi)2です。すなわち,吸音率は入射エネルギーに対する「反射しなかったエネルギー」となり,仮に材料内部で音が減衰していなくても,音波が材料を透過して返って来なければ,吸音率が高いことになります。(注: 一般的には,材料背後に剛壁を設けた状態での吸音率が示されます。)一方,透過率は高くなります(音響透過損失は小さくなります)。

グラスウール等の多孔質材料の吸音メカニズムは,材料内を音波が透過する際に,材料を構成する繊維と空気の摩擦によって音のエネルギーが熱エネルギーに変換されて消散されるというものです。そのため,高性能な吸音材料は,効率よく音波を材料内に取り込むことで,通気性が高くなるように工夫されています。このことは逆に音波を透過しやすくしていることになり,高い吸音率をもつ材料は,高い遮音性能を発揮できないということになります。その違いがわかる一例をFig.2に示します1)。軽量コンクリートブロックは通気性があり吸音性をある程度示します。しかし,ブロックの表面に塗装を施し通気性を低減すると吸音性は失われる一方,遮音性能は高くなることがわかります。

単体では高い遮音性能がない吸音材料でも,他の材料と組み合わせると高い遮音性能を発揮する場合があります。例えば,二重壁の中空に吸音材料を充填するという方法があります。2枚のせっこうボード(9.5 mm厚)で製作した二重壁の中空層内に,グラスウールを挿入した例をFig.3に示します2)。吸音材料がない場合に比べ,吸音材料が入ることにより,中高音域で遮音性能が増加していることがわかります。また,吸音材料の厚さの増加とともに遮音性能も増加することもわかります。

吸音材料は,単体では大きな遮音性能を示しませんが,他の遮音材料と併用することにより,その遮音性能を向上させることができます。


Fig. 1 吸音率と透過率


Fig. 2 通気性の有無による遮音性能の違い


Fig. 3 二重壁への吸音材料の挿入効果

参考文献

  • 1)騒音制御工学会編: 騒音制御ハンドブック[資料編](技報堂, 2001)
  • 2)杉江 他: 中空二重壁の音響透過損失に与える吸音材料の影響-小試験体による検討-, 日本音響学会講演論文集CD-ROM, (2005.9)

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