Title
Author(s)
Citation
Issue Date
URL
多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
黒木, 荘一郎
鹿児島大学工学部研究報告, 25: 85-94
1983-11-01
http://hdl.handle.net/10232/12454
http://ir.kagoshima-u.ac.jp
多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
黒 木 荘 一 郎
（受理昭和５８年５月３１日）
ＳＴＵＤＹＯＦＳＯＵＮＤＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＬＯＳＳＯＦＤＯＵＢＬＥ
ＬＡＹＥＲＷＡＬＬＳＷＩＴＨＳＯＵＮＤＡＢＳＯＲＢＥＮＴＭＡＴＥＲＩＡＬ
ＩＮＴＨＥＣＡＶＩＴＹ
SｏｉｃｈｉｒｏＫＵＲＯＫＩ
M
a
n
y
c
a
l
c
u
l
a
t
i
n
g
m
e
t
h
o
d
s
o
f
t
h
e
s
o
u
n
d
t
r
a
n
s
m
i
s
s
i
o
n
l
o
s
s
o
f
d
o
u
b
l
e
l
a
y
e
r
w
a
l
l
h
a
v
e
b
e
e
n
d
e
v
e
l
o
p
e
d
s
i
n
c
e
A
・
L
O
N
D
O
N
p
r
e
s
e
n
t
e
d
t
h
e
w
a
v
e
e
q
u
a
t
i
o
n
o
f
d
o
u
b
l
e
l
a
y
e
r
w
a
l
l
s
，
B
u
t
n
o
n
e
o
f
t
h
e
m
c
a
n
p
r
e
d
i
c
t
s
u
f
f
i
c
i
e
n
t
l
y
t
h
e
s
o
u
n
d
t
r
a
n
s
m
i
s
s
i
o
n
l
o
s
s
i
n
t
h
e
c
a
s
e
o
f
randomincidence・
I
n
t
h
i
s
p
a
p
e
r
a
n
e
q
u
i
v
a
l
e
n
t
d
i
s
t
r
i
b
u
t
e
d
c
o
n
s
t
a
n
t
c
i
r
c
u
i
t
w
a
s
i
n
t
r
o
d
u
c
e
d
t
o
d
o
u
b
l
e
l
a
y
e
r
w
a
l
l
s
，
a
n
d
t
h
e
s
o
u
n
d
a
b
s
o
r
b
e
n
t
m
a
t
e
r
i
a
l
i
n
t
h
e
c
a
v
i
t
y
w
a
s
s
t
r
i
c
t
l
y
s
i
m
u
l
a
t
e
d
u
s
i
n
g
t
h
e
e
q
u
i
v
a
l
e
n
t
c
i
r
c
u
i
t
，
I
t
w
a
s
v
e
r
i
f
i
e
d
t
h
a
t
e
x
p
e
r
i
m
e
n
t
a
l
r
e
s
u
l
t
s
a
g
r
e
e
d
w
i
t
h
t
h
e
o
r
e
t
i
c
a
l
v
a
l
u
e
s
s
a
t
i
s
f
a
c
t
o
r
i
l
y
．
１．緒言
した．多孔質吸音材を集中定数として把えることも可
一般建築物の壁体の構成方式として，単層壁及び二
能であるが，複素表現として対応できる分布定数の形
をとることによって，吸音材の特性をより自然に表わ
重壁が広く用いられている．居住空間の遮音対策とし
すことができる．また，回路論的に取扱うことによっ
て，侵入してくる騒音を最小限にとどめるためには，
て，表面材の寸法や支持条件という現実的な条件をイ
壁体の遮音性能をたかめることが一つの重要な方策と
ンピーダンスとして組み込むことも可能な柔軟性を有
なる．二重壁の中空層に多孔質吸音材（グラスウール，
している．
岩綿等）を充填すると，その遮音性能はかなり上昇す
ることが知られている。また，断熱性能の観点からも
有利になり，壁体の構造として重要な方式と言え，数
多く採用されている．したがって遮音設計段階で構成
壁体の遮音性能を定量的に把握しておくことが必要と
2．これまでの二重壁誘過損失評価法
２．１ＬＯＮＤＯＮによる理論解'）
なってくる．
単層壁に関しては，コインシデンス限界周波数まで
の透過損失値を質量則によって，かなりの精度で推定
Ａ・ＬＯＮＤＯＮは波動方程式を解くことによって，
理論解を得ている．図１に示すように，無限に広が
することができる．一方，二重壁については，未解決
った薄い，音響インピーダンスＺ,，Ｚ２を持つ２つの
の要素を数多く含んでおり，透過損失を定量的に把え
壁が間隔ｄで組み合わされた二重壁に，平面波が入
ることは困難である．Ａ・ＬＯＮＤＯＮの波動方程式に
射角βで入射する場合，入射音圧と透過音圧の比は
よる理論解''を中心として，いろいろな算出方法が提
次式で表現される．
案されているが，未だ充分とは言えない現状にある．
また，理論における仮定条件は理想条件であって，実
験条件としては実現しにくいという側面もある．
本報告では，二重壁の解析に回路論的考察法を導入
旦
=
1
＋
A
(
Z
,
＋
Z
2
)
+
A
2
Z
,
Z
2
(
１
−
ez
j
B
）
−
(
1
)
Ｐ
２
ここでＡ＝ｃｏｓ８/2βc，Ｂ＝Ｍｃｏｓ８とする．したが
って透過率功は
8
６
鹿児島大学工学部研究報告第２５号（1983）
差
=
￨
芸
￨
，
=
,
+
㎡
,
2
Z
‘
Z
伽
i
n
B
I
Z
‘
+
Z
鯉
）
(
2
)
となる．ここでＣ＝cos8/2j“ｃである．この理論
では壁を空気を含まない剛壁と仮定しており，
る方向から音波が入射してくるので(2)式の積分範囲Ｏ
Ｉ
Z＝んｍとなる．実際の音場では壁に対してあらゆ
１
透過損失肥
CcosB＋の2(Z1-Z2)2C2sin2Bl
∼汀/２を考慮すると乱入射透過率ｒは次式のように
なる．
】
L
，偽cos州､伽
『
=
J
(
･
c
o
s
,
馴
剛
（
'
=
昔
）
−(3)
周波数（Ｈz）
したがって透過損失は式(4)で与えられる．
T
L
=
1
0
l
o
g
÷
㈹
･--……；等価回路，⑩式による
(
4
)
−．−；垂直入射，(9)式による
(3)式を解析的に積分することは困難であるので，電子
一一一；質量則の和，(7)式による
計算機による数値積分を行っている．図２に計算結
−．．−；合成質量
果を示す．
一方，一重壁の乱入射透過損失は質量則より次式で
一；乱入射，(3)式による
示される．
ＴＬｓ＝ＴＬｓｏ−１０１ｏｇ(0.23TLso）（dＢ）−(5)
○；実測値，文献９による
Ｔ
Ｌ
｡
｡
=
n
O
l
o
g
l
l
+
(
器
)
１
I
d
B
)
−
'
6
）
図２中空二重壁(４mm合板，中空層25ｍ）
ここでＴＬｓｏは垂直入射透過損失である．二重壁にお
いて各壁が独立して遮音すると仮定すると透過損失は
式(7)のようになる．
の透過損失比較
ている．二重壁においては低周波領域での共鳴透過周
波数八mdが次式で与えられる．
ＴＬ＝ＴＬｓ,＋ＴＬｓ２（dＢ）（７）
ｰ
=
冨
志
百
,
/
写
烹
字
零
また，各壁の合成質量(ｍ＝、,＋、2)を(5)(6)式に代入
(Hz）一(8)
した場合（すなわち。＝０の一重壁に相当する）の計
したがって，式(3)の積分を行うと，あらゆる８に対
算結果も図２に示している．ここで式(3)による理論
して必ずその（mdが存在し，高周波領域までこの共
値は最も小さく，合成質量による理論値より下まわっ
鳴による透過損失の低下が生じる．また，この理論で
は，壁を無限大，かつ音場を完全拡散として仮定して
Ｙ
いる．しかし，実際の残響室法測定においては，壁は
Ｌ
有限であり，また完全拡散音場を実現することは困難
である．さらに，残響室開口部に対する試料の取付条
Ｘ
件により式(3)の積分範囲が制限を受けることになり，
実測値は，中高周波数領域において，理論値ほど低下
しないと考えられる．
２．２ＢＲＵＥＬによる理論解2）
X=０Ｘ=ｄ
Ｐ
Ｉ
Ｐ Ⅱ Ｐ Ⅱ
ＢＲＵＥＬは二重壁の理論解を次のように与えてい
る
．
図’二重壁の構造
黒木：多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
D
=
院
￨
，
=
2
0
1
.
9
(
(
1
+
響
)
c
o
s
k
d
＋
ｊ
ｌ
ｌ
+
響
会
(
筈
)
1
s
Ⅲ
)
(
d
B
）
−
'
，
’
ｳｰｨ０００１−６
8
７
ｙ００Ｃ
④
W
Ｓ
これは〔〕内の絶対値を求めると，LONDONによ
る式(2)で８＝０とした場合（垂直入射）と一致する．
２．３集中定数回路による理論解
図１の遮音機構の等価回路を図３に示す．透過損
失ＴＬｅは次式として表現できる．
Ｔ
Ｌ
｡
=
1
0
l
o
g
{
'
c
圏
(
籍
十
畑
璽
)
_
伽
,
"
,
+
(
,
c
)
圏
}
’
＊
（
等
)
．
＊
+
{
州
州
‘
'等
}
'
(
d
B
）
−
m
図４二重壁の等価回路
リックスの４定数は以下のとおりとなる．
{
:
:
１
−
[
単
W
:
剛
)
Ⅲ
受音側の壁体と空気のインピーダンスＺ２(＝んＭ２/Ｓ＋
Ｒ/S)￨より，中空層部分を含めたインピーダンスＺ１は
ｚ‘=会二諾一⑫
α
式(１０の分子を最小にする周波数として，共振周波数が
となる．したがって，壁全体のインピーダンスＺｏは
表わせる．計算結果は図２に示すように，ＬＯＮＤＯＮ
音源側表面材のもつインピーダンスをＺ耐,(＝ん｣Ｍ１/S）
による垂直入射(8＝O)にほぼ近似している．
とおくと
Ｚ｡＝Ｚ腕,＋Ｚ１
−(１３
となり，これより透過損失は式(14)として示される．
T
L
=
1
0
1
.
9
1
1
/
(
1
￨
器
壬
会
r
)
￨
(
d
B
)
0
1
1
ただしＲ＝βｂｃは空気の特性インピーダンスである．
３．２下地材による板の剛性を考慮した補正
図３二重壁の等価回路
後述するように残響室法透過損失測定において，表
面材は間柱等の下地材によって分割されている．表面
３．分布定数回路の導入
２で述べたように，これまでの理論では中空層内部
による損失を正当に評価しているとは言えない．これ
は実際の残響室測定における壁の有限性に起因してい
る．したがって，これらの要因を理論に反映させる必
材が下地材のつくる各グリッドに単純支持されている
と仮定すると，そのスティフネスによるコンブライア
ンスは各表面材の質量によるイナータンスに直列に接
続したものとなる．したがって等価回路は図５に示
すようになる．また，ステイフネスは次式となる3)．
S
T
=
願
‘
面
農
可
(
芸
＋
苦
）
要がでてくる．そこで分布定数回路を導入することに
よって，中空層の内部損失に対応する理論的考察を行
った．
(
1
5
リ
ただし，Ｅはヤング率(N/7702)，ｔは表面材の厚さ
(、)，ぴはポアソン比，、．〃はモード（’＝72＝１を
3.1一般理論
考慮している)，α・６は各グリッド寸法(、)である．
図４は分布定数回路による一般二重壁の遮音機構
の等価回路である．２−Ｐ（４端子回路）のＡ，Ｂ，Ｃ，
ＤはＦマトリックスの縦続接続後の４定数である．
ｐ−ＪＯＯＯＬ{卜Ｃ
０
＠
R
/
S
ｊ
ここで中空層媒質の伝搬定数γと特性音響インピー
ダンスＷは一般に複素量で表わされるので，その媒
質の損失を考慮することに対応する．ここでＦマト
図５板の剛性を考慮した等価回路
鹿児島大学工学部研究報告第２５号（1983）
8
８
各グリッドにおいて，音圧が共通で体積速度が和とな
②＞α郷ならば質量として働くから⑳鯛は“転移角周
る関係から，壁全体のインピーダンスＺは，各グリ
波数”である.β，γは周波数の関数で，βは低音域
で，γは高音域でやや増加する傾向がある．しかし，
低音域では抵抗が，高音域では質量が効いてくるので，
ッドのインピーダンスＺ｡‘の並列和となる．
ｚ=,/{妻(,/Z｡‘)}−伽
ただし，Ｎはグリッド数である．したがって，透過
損失は式(１０より，式(M)と同様に求められる．
β，γの近似値として，ｊｑ"→｡｡，７h,→･を採っても差支え
ないであろう．７．０＝r"→０を“流れ抵抗,，という．
３．３多孔質吸音材の等価回路
ｘ＊が複素量になるのは，熱伝導に伴うエネルギ吸
収に起因し，、りくａｃでは等温変化，⑳＞⑳cでは断熱
建築材料として一般に使用される多孔質吸音材は，
等温変化（⑳c→｡｡)，断熱変化（⑳c→0）それぞれを
変化となり，α＝⑳cで損失が最大となる．ここでは，
ガラス繊維の骨格素材と，その間隙を占める空気との
不規則な混合体で，解析には以下の仮定を設ける．１）
多孔質吸音材の円形毛細管モデル化，２）有限試料，
3）多孔質吸音材の支持条件は無視できる．
多孔質吸音材内の音の伝搬は，運動及び連続の条件
より，次式で示される3)．
，
総
筈
十
伽
d
P
=
０
筈
十
,
Ｍ
ｗ
=
０
⑪
（
l
Ｏ
仮定して計算を行っている。
次にこれらを一次元の等価回路で近似し，正弦平面
波入射を仮定すると式(,，，剛より次のようになる．
筈
十
岬
謬
v
=
０
器
十
j
参
P
=
０
伽
鯛
媒質の境界面では，音圧Ｐ，体積速度Ｕが連続とな
ることにより，変数をＰ，Ｕとし，音響定数が媒質
内の位置Ｚに依らない均一系と仮定すると次のよう
ここで，Ｐ：音圧，ひ：粒子速度，β＊：複素実効密度，
x＊：複素実効体積弾性率である．β＊．ｘ＊は共に，粘
性損失を伴う為，複素量で周波数の関数となるが，
Scott，Beranekらの資料を整理すると次の近似式
が得られる4)．
になる5)．
Ｐ,＝P2cosh(泥)＋Za0U2sinh(γd）−，０
Ｕ,＝(1/Ｚα､)P2sinh(γd)＋U2cosh(γd）-,7）
ここで添字１は〃＝｡c,，添字２は,c＝gc2＝鉱,＋ｄに
おける値を示す．Ｚα０，γはそれぞれ特性音響イン
,
議
毒
,
(
１
−
j
等
）
(
1
，
雄
難
害
謄
砦
袈
多
差
剛
ただし，β：多孔質吸音材の実効密度，ｘ：実効体積
ピーダンス及び伝搬定数であり，次式となる．
Ｚ
。
｡
＝
､
/
両
軍
ﾗ
『
ﾖ
『
/
ｓ
剛
γ＝”,/万事万束
剛
式(１，，剛を考慮すると
グ
ノノぴ
’一一一
伽叩
β，光
伽
⑫
γ＝
１−加鯛/①)(1＋”/CＵＣ
γc＋ｍ/cdc
１−ｍ鯛/の)(γc＋jα/ａｃ
l＋”/cﾘｃ
、
Ｚａ０＝
次式のように定義される．
〆一Ｓ
弾性率，γc：定容・定圧比熱比（空気では1.40）で，
− 帥
Ｊ⑳
−
-61）
Ｃ
ここで，、：質量係数（円形毛細管理論では，低音
となる．ここで，式(20,伽は損失のある伝送線路（分
域で、＝4/３，高音域で、＝１となる．荒井4)は
布定数回路）の式と相似である．これを集中定数回路
、＝1.5で実測値に近いとしている)，ぴ：ポロシテイ
（多孔度，一般に0.9∼1.0)，ＩＧＯ：空気の密度（常温
で1.205ｋ9／７７z3)，ｘｏ：空気の断熱的体積弾性率
（＝1.42×105Ｎ、 2）である．β＊が複素量となるの
で構成すると，折線近似により，Ｔ形または〃形単
位回路の縦続接続として近似的等価回路を導く．
△Ｍａ△Ｒａ
）０【
〕００
は多孔質吸音材中の空気粘性に起因し，γを実効抵
抗とすれば
血１０*＝γ十九胆
卿
となる．式(19と比較するとα鯨＝γ/βとなり，無損失
系では⑳鯛＝０である．の＜α鯛ならば抵抗として，
図６吸音材の等価回路
黒木：多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
8
９
音響管内の多孔質吸音材に平面波が入射する場合，
入射方向の厚さの１分割長を△'，試料面積をＳと
4．実験的考察
すれば，直列素子は抵抗分を含むインダクタンス，並
列素子は誘電体吸収のあるキヤパシタンスとしてシミ
4．１透過損失測定
ュレートされる．（図６参照）各素子は次のように示
透過損失の測定は鹿児島大学建築学科音響実験室の
:
剛
:
陣
w
i
o
l
㈱
△Ｒ･/＝1/(必α）
ここで単位回路はＴ形または冗形となり，多孔質吸
音材全体の回路はこの縦続接続の形として取扱い，
透過損失測定施設でＪＩＳＡ1416（残響室一残響室
法）に準拠して実施した．音源室容積は２０７㎡，受
音室容積は１０１㎡，試料取付け開口部面積は約７㎡
である．下地は木材（木口寸法６０×６０mm）により図
７のように開口部に取付けている．下地の一部分を切
２−ＰのＦマトリックスでまとめられる．したがっ
り取ることにより，パターン１からパターン３まで
て，単位回路のＦマトリックスを（Ｆ‘）とすると，
多孔質吸音材全体のＦマトリックス（Ｆ）は，その
分割数が〃の場合，次式のように縦続接続すること
の３種類の下地形態としている．中空層の厚さを，９
mm合板を釘打ちによって張り足し，６０∼９６ｍｍまで変
化させた．表面材は900×1800ｍｍ板を釘打ち（１５ｃｍ
間隔）によって取付けた．周辺枠部分は油粘土ですき
により求められる．
(
F
)
＝
(
F
,
)
･
(
F
2
)
･
…
(
F
‘
)
…
(
F
"
）
間が生じないようにふさいでいる．表１に使用材料
卿
多孔質吸音材全体のインピーダンスはこのＦマトリ
の物性値を掲げておく．
ックスとその性質により容易に求めることができる．
4．２パラメータの算出
表１使用材料の物性値
表 面 材
芯
名称
材
単位面積
流れ抵抗γ
名称
△ロ
板板
（
Ｎ
ｓ
/
ｍ
４
）
■
2500
∼１５０
ビ
塩
０３５
﹄６
﹃０︲
Ｔ
０．２８
T巴
IＥ
Ｉ
Ｉ
！
Ｉ
’
J
§
Ｌ
：’ ’￨
I…｜撰ぶ,Ｉ
4kダフ
ｨ
凶
1
１
身.襖８０
弓“γフ
α台か
姓〈Yフ
Ｉαfｱう
ＡＢＤ
２．ヅK80
(b）パターン２
(a）パターン１
図７下地構造形態
Ｑ
リ
２
︼
・
■﹃
酉
︼■
画
画亘
亘
国Ｐ
Ｐ
一
｜
ｐ︻
｜Ｐ
一
一一
一
︼
︼■
■円
一
﹄﹃
一
一
一一
一︷
Ｉ
Ｉ
鳥
Ｉ
一一
Ｉ
ヨ
■●
●■
Ⅱ︼
二
一一
■﹄
一一
一一
Ｉ Ｉ
〒
(c）パターン３
５８０
鹿児島大学工学部研究報告第２５号（1983）
9
０
３．３で述べたように，多孔質吸音材を中空層部に
充填した二重壁の場合，中空層媒質の伝搬定数と特性
音響インピーダンスが基本量となり，近似等価回路に
基づき，各パラメータは式側のごとく示された．ここ
で本測定で使用した多孔質吸音材の物性値を入れると
柵
￨
蕊
募
卿
…
各素子の値は次のようになる．
△Ｍα＝必､/Ｓ＝(、job/ぴ)△､/Ｓ＝1.5Ａ△'/Ｓ
（、＝1.5,グー1）
４．３測定結果及び考察
△Ｒａ＝γ△､/Ｓ＝(2500×、)△'/Ｓ
図９∼図１６は，多孔質吸音材としてグラスウール
（
γ
＝
2
5
0
0
）
を中空層に充填した，間柱等の下地材を有する二重壁
△Ｃａ＝Ｓ△､/x＝Ｓ△'/(xo/ぴ)＝Ｓ△､/1.42×105
剛
）
（グー１，Ｘｏ＝1.42×105）
（抵抗材サンドイッチパネル）の残響室法透過損失実
測値と本報告による理論計算値を図示したものである．
△Ca＝(γc−１)△Ｃａ＝0.4△Ｃａ
図９∼図１２は下地構造形態パターン１であり，図１３
（
γ
c
＝
1
.
4
）
∼１６は同じくパターン２を示している．（図７参照）
ARo/＝1/(⑳．△C･/)＝０（等温：αc＝CO）
ｉ）図９は下地形態パターン１における３ｍｍ厚合
＝CＯ（断熱：αc＝0）
板の等質材二重壁について示している．中空層厚は
６０ｍｍで，図１０は中空層厚を８５ｍｍに増やしている．
中空層の厚さによる実測値の変化は，中低音域におい
て，厚さが増加すると実測値も上昇している．これは
刈勉
一一一一一一
αＴ
ｂＰ
ｂ
Ｔ
ＺＺＺ
ｒＩｌｌｌｋ
汀
形
ａＴ
ｂＴ
ｃ
Ｐ
ＺＺＺ
職
形
匿
弾
十
州
他の実測値についても同様の傾向を示す．理論値はこ
の傾向をよく説明しており，実測値にも比較的よい一
致を示している．しかし，250Ｈｚ以下の低音域では
理論値は実測値よりもかなり低い値になっている．透
開
過損失値が極小値を示す低周波共鳴周波数（蝿ｄは一
致しており，中空層が厚くなるとパ胴dが低周波数側
へ移動することは本理論によって説明できる．
高音域における共鳴周波数（ｄは中空層の厚さｄ
によって決まり，媒質の種類に関係なく次式のように
ZTα/2ZTc／2
示される．
Ｕｐａ
ん
=
器
(
"
=
1
,
2
,
3
…
）
一
,‘ｎＬ
師
理論値はこの（αの影響による透過損失の低下が現わ
れているが，実測値においては顕著に現われていない．
図８単位回路
これは１/３オクターブ帯域幅について測定を行って
これらのインピーダンスを用い，各単位回路のＦマ
いることに起因する．したがって理論値を帯域幅で平
トリックスの４定数をそれぞれ，ＦＴａ，ＦＴｂ，ＦＴＣ，
均すると全般的傾向は比較的一致すると言える．この
FTd，ＦＰ｡，ＦＰｂ，ＦＰＣ，ＦＰｄとすると次式となる．
場合，多孔質吸音材の抵抗によって共鳴現象が現れに
くくなっていることも考えられ，媒質による影響とし
て今後の課題としたい．
､形陸禰…
さらに高音域において，中空層が厚くなると，式帥
に示すごとく，八dは低周波数側に移ってくる．した
がって透過損失値も低下する恐れがあり，理論値は実
6
6
）
測値の低下をよく表わしている．
黒木：多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
9
１
7
０
ｆＩ
、ｊ
印⑩犯加
透過損失肥
透過損失
(
d
Ｂ
）
6
０
ＣＯ/０
。
◎
。
。
。◎
◎
０
1
０１２５２５０５００１Ｋ２Ｋ４Ｋ８Ｋ
周波数（Ｈz）
周波数（Ｈz）
図１０合板十グラスウール(厚85mm)＋合板(パターン１）
図９合板十グラスウール(厚60ｍ)＋合板(パターンｌ）
−；理論値，○；実測値
−；理論値，○；実測値
7
０
6
０
透過損失
透過損失⑱
印的⑩釦ｍ
7
０
5
０
ｏｏｑ/。
d
b
O
◎
◎
。
3
０
(
d
Ｂ
）
◎
2
０
０
。
。
1
０
1
０
０
−１２５２５０５００１Ｋ２Ｋ４Ｋ８Ｋ
１２５２５０５００．．１Ｋ２Ｋ４Ｋ８Ｋ
周波数（Ｈz）
周波数（Ｈz）
図１１塩ビ板十グラスウール(厚60mm)＋合板(パターンｌ）
図１２塩ビ板十グラスウール(厚85mm)＋合板(パターン１）
−；理論値，○；実測値
−；理論値，○；実測値
7
０
6
０
Ｉ
弱い如加１
透過損失肥
透過損失
(
d
Ｂ
）
。
０．
０
◎
０．
1
０
０
１２５２５０５００１Ｋ２ＫムＫ８Ｋ
周波数（Ｈz）
周波数（Ｈz）
図１３合板十グラスウール(厚60ｍ)＋合板(パターン２）
図１４合板十グラスウール(厚85mm)＋合板(パターン２）
−；理論値，○；実測値
−；理論値，○；実測値
鹿児島大学工学部研究報告第２５号（1983）
9
２
透過損失肥
、ｊ
印印⑳釦釦
Ｉ
透過損失佃
印印如犯、
7
０
7
０
ＯＩＩ。
◎
◎、◎
。
。
。
◎
０
０
１
００
1
０
０
‐１２５２５０５００１Ｋ２Ｋ４Ｋ８Ｋ
。。
１２５２５０５００１Ｋ２Ｋ４Ｋ８Ｋ
周波数（Ｈz）
周波数（Ｈz）
図１５塩ビ板十グラスウール(厚601m､)＋合板(パターン２）
図１６塩ビ板十グラスウール(厚85mm)＋合板(パターン２）
−；理論値，○；実測値
−；理論値，○；実測値
ｉｉ）図１１∼１２は音源側の表面材を塩化ビニール板
とした異質材二重壁の結果を示している．本理論によ
５．結語
る，低音域の共鳴透過周波数（減dにおける，透過損
（１）本報告では，多孔質吸音材を充填した二重壁に
失計算値は，等質材の場合ＴＬ＝0ｄＢとなるが，異
質材の場合零まで低下しない．これは異質材を使用す
塩化ビニール板は合板に比較して面密度が大きくなっ
ている．面密度が増加すると透過損失値は平行移動的
対し，等価回路を導き解析を行った．特に，多孔質吸
音材のシミュレートとして，一次元の回路論的評価を
行っている．二重壁全体としては，分布定数回路によ
る評価法を導入することにより，一般理論として二重
壁の透過損失評価法を与えている．したがって，表面
に上昇する．理論値も実測値と同様な変化が現われて
材のインピーダンス及び中空層の損失を回路定数の中
ることの有利性を示している．表１に示すように，
おり，特に中空層厚８５ｍｍにおいて顕著に現われてい
に組み入れることによって合理的に評価できるという
る．理論値は実測値に良く一致していると言える．
特徴をもっている．
iii）図１３∼１６は下地形態をパターン２（図７参
照）とした場合の結果を示している．下地形態による
補正は３．２で述べている．すなわち，表面材の剛性
によるステイフネスのコンプライアンスは，表面材の
質量によるイナータンスに直列に加わってくる．また
式(151のステイフネスの定義より，表面材の寸法が大き
くなるほど，ステイフネスは小さくなり，結局，単位
面積当りのインピーダンスは小さくなる．したがって
パターン１に比較してパターン２の場合，透過損失
（２）本理論を下地材を有する吸音性二重壁に適用し，
実測結果に対して，かなりの精度で説明できることを
確認した．
（３）本報告では，多孔質吸音材のシミュレートに重
点を置いたが，一次元解析であるために，表面材の内
部損失や中空層媒質内の振動モードの解析として限界
がある．特に，中空層が空気のみの場合，有限壁で問
題となってくる．したがって，多次元解析による本理
論の展開が必要となる．
て，下地材の占める面積の割合が，パターン１にお
（４）下地材により分割された二重壁は，表面材の剛
性や中空層内の振動モードにより，透過損失値が変化
する．今回，板の剛性を考慮した補正を導入したが充
いて１８％，パターン２において１３．６％とかなりの
分とは言えず，今後の問題として残っている．
は低下する．理論値による低下量は実測値の低下量ほ
ど顕著には現われていない．これは試料全面積に対し
割合を示しており，試料全体の剛性を考慮する必要が
あると考えられる．
謝 辞
本研究の計算は大迫勝彦氏に負う所が多い，また実
黒木：多孔質吸音材を充填した二重壁の音響透過損失について
9
３
験及びデータ整理は卒論生高吉邦治君，竹内弘明君，
ついて，日本音響学会誌（1963）１９（１）
矢ケ部博君の協力を得た．ここに記して謝意を表しま
５）川上正光：基礎電気回路Ｉ，コロナ社（1960）
す
．
６）Ｃ,Zwikker＆Ｃ､Ｗ､Kosten：SoundAbsorbing
Materials，ElsevierPublishingCompany
（
1
9
4
9
）
参考文献
７）子安勝：吸音材料，技報堂，昭和５１年
l）Ａ・ＬＯＮＤＯＮ：ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＯＦ
８）久我新一：建築用遮音材料，技術書院，昭和４９
ＲＥＶＥＲＶＥＲＡＮＴＳＯＵＮＤＴＨＲＯＵＧＨＤＯＵ‐
年
ＢＬＥＷＡＬＬＳ，』.Ａ,Ｓ,Ａ・（1950）２２（２）
９）騒音対策ハンドブック;日本音響材料協会編，技
2）Ｐ.Ｖ・ＢＲＵＥＬ：ＳＯＵＮＤＩＮＳＵＬＡＴＩＯＮａｎｄ
報堂，昭和４１年
ＲＯＯＭＡＣＯＵＳＴＩＣＳ，ChapmanandHall，
10）久我新一：サンドイッチパネルの遮音性ならび
London，（1951）
に遮音構造のシミュレーションについて（建築
3）ＬＬ・ＢＥＲＡＮＥＫ：ＡＣＯＵＳＴＩＣＳ，ＭｃＧｒａｗ−
部材の遮音性の研究・第４報)，日本建築学会
ＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏｍｐａｎｙ（1954）
論文報告集，第１２８号，昭和４１年１０月
4）荒井昌昭：多孔質吸音材のシミュレーションに
サンドイッチパネルの使用材料の特性値（測定：鹿児島大学）
表 面 材
音源側
Ｍ
名称
(
､
､
）
芯 材
受音側
E
l
O
l
0
N
l
m
i
’
(
k
9
/
㎡
） l
気温
Ｍ
ぴ
E
名称
(
n
ｍ
）
l
O
1
0
N
I
I
,
f
’
(
k
9
/
㎡
） l
Ｄ
ぴ
Ｐ
γ
名称
(
m
､
）
５Ｐ
上
同
γ：単位面積流れ抵も
(℃）
郷一坪一坪一郷一郷一鉦一坪一呼一和一坪一理一郵一皿一加一迦一獅一郷一坪
上
同
皿一駈一〃｜〃｜〃｜〃一〃｜〃｜〃｜〃｜〃｜〃｜〃｜〃｜血一馳一〃｜〃
釦一師一拓一妬一％｜価一帥一師一布一路一㈹｜師一柘一妬一㈹｜師一布一鯛
(
k
9
/
㎡
） (ＮＳ/ｍＩ１
銅醗榊恥９Ｎ匙９Ｎ上同
９Ｎ
同上
付録Ｉ
一亜芸一苦亙帯亙器亙器一器一︾｜器一
ｌｌ定番号
【
)
４
Ｈｚ
］
』
﹁﹄
ｒｌ
５３．１
５３．９
５１．６
52.4
53.4
50.8
50.4
52.4
50.5
48.4
50.2
49.2
46.8
47.9
47.0
44.2
46.1
45.4
42.6
44.6
43.2
42.6
43.7
42.1
42.2
42.6
40.9
41.5
41.8
40.8
38.7
39.5
39.0
35.3
36.5
36.4
32.1
33.8
34.0
28.3
23.3
23.9
24.9
17.8
1９．１
20.3
14.9
16.1
17.6
1１．６
11.7
1１．７
1３．２
12.8
1
３
．
１
５２．３
51.9
50.4
47.2
46.9
44.0
42.7
42.7
41.7
40.7
38.9
34.7
31.2
26.8
21.7
1６．４
12.9
12.3
1３．２
４９．５
48.6
50.1
48.3
46.4
44.3
43.0
42.1
39.1
39.4
36.8
34.2
31.8
26.9
22.9
1８．９
15.5
12.1
13.1
４９．５
49.2
50.6
48.3
46.4
44.1
42.4
42.1
40.6
39.0
36.1
33.9
29.9
25.1
22.1
16.2
12.9
11.8
13.2
４６．６
46.1
48.9
48.3
46.8
44.4
43.0
41.9
40.2
38.9
36.5
33.2
30.0
24.7
20.5
1６．０
13.7
1１．３
1３．１
４５．６
45.0
47.2
45.9
44.2
42.2
40.6
40.2
39.0
37.2
34.9
31.7
28.9
23.5
1９．２
1５．９
12.9
●
29.7
謡詞即汁慨Ｈ惟嬰劃淵難叩
28.8
1４．６
13.0
５７．９
57.7
56.0
51.7
49.8
46.7
45.4
46.0
44.7
44.0
41.2
38.2
36.7
31.6
28.0
23.3
14.9
1６．７
1８．２
５６．２
55.3
53.2
49.2
46.9
45.6
44.5
45.9
44.4
42.8
40.9
37.2
35.0
30.5
27.4
18.2
13.9
1５．６
22.8
５４．１
53.9
52.0
49.4
47.7
46.1
44.8
44.3
43.5
41.2
39.2
34.7
32.1
27.7
1９．４
１５．７
13.6
1４．９
24.7
５３．８
53.2
5１．９
49.7
48.7
47.0
45.1
44.9
43.1
41.8
39.9
35.1
32.5
27.1
22.9
1８．０
14.8
13.5
1６．０
41.6
38.4
37.3
33.8
26.8
25.2
21.2
16.5
1３．３
1４．０
31.8
５６．４
Ｌ』
57.5
43.1
55.9
44.0
51.2
42.8
48.9
40.1
46.2
38.8
44.8
35.1
44.8
33.3
５４．０
28.2
54.2
25.5
53.2
23.2
48.2
18.4
46.7
●
13.9
44.6
14.3
●
５２．２
51.8
50.9
45.7
45.0
42.7
41.6
43.2
42.0
39.9
37.3
33.6
31.8
27.0
24.6
21.9
16.5
14.4
５２．８
1５．７
●
48.6
47.0
44.6
43.9
44.5
43.1
40.5
38.6
34.4
31.7
26.6
23.9
22.3
16.3
14.6
15.3
nI
54.0
4
８
４
８．８
50.5
50.4
47.4
46.3
44.8
43.4
43.6
41.4
39.6
37.3
32.6
29.4
24.6
21.6
1８．５
14.4
15.2
1４．４
52.8
４８．６
50.2
52.2
49.9
48.5
46.7
45.5
44.3
41.8
39.7
37.4
32.5
29.6
23.7
20.8
18.5
1４．２
14.0
1５．７
dP
$
００
（
８
０
０
０
6300
5000
=
4
0
0
0
3150
2500
2000
1600
1250
1000
800
630
500
400
315
250
200
(測定：鹿児島大学）
160
サンドイッチパネルの透過損失実測値
125
付録Ⅱ
④全
紬誤叩︵岳麗︶
© Copyright 2024 ExpyDoc
