音響を考慮した居室構造
【課題】シュレーダ拡散体に改良を加えて建物の居室部に用いることにより、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することができる音響を考慮した居室構造を提供する。
【解決手段】居室部の壁１１に、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を設け、この枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体１０が設置されている、音響を考慮した居室構造であって、多数の音響振動板１３は、開口面１２ａと垂直に交差する方向に平行に配置されることにより、吸音拡散体１０には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口する共鳴振動溝１４が形成されており、形成された多数の共鳴振動溝１４の内部には、奥部閉塞部材１５がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の共鳴振動溝１４はランダムな深さを有している。
【解決手段】居室部の壁１１に、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を設け、この枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体１０が設置されている、音響を考慮した居室構造であって、多数の音響振動板１３は、開口面１２ａと垂直に交差する方向に平行に配置されることにより、吸音拡散体１０には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口する共鳴振動溝１４が形成されており、形成された多数の共鳴振動溝１４の内部には、奥部閉塞部材１５がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の共鳴振動溝１４はランダムな深さを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響を考慮した居室構造に関し、特に、居室部の周囲の室内壁面に設けた枠体に、多数の音響振動板を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンサートホールや劇場等の大規模空間を、音響効果に優れた空間とするための建築音響設計では、例えば吸音材料として、低音域の吸音特性に優れた共鳴器型の吸音材料、中音域の吸音特性に優れた板（膜）振動型の吸音材料、中高音域の吸音特性に優れた多孔質型の吸音材料等の各種の吸音材料を使用し、これらを適宜組み合わせて、低音域から高音域にわたる吸音率の周波数特性のバランスを図ることが行われている。
【０００３】
これに対して、例えば住宅建築物等の一般の建物では、一部の居室部を音響効果に優れた居室空間としようとする場合、このような小規模空間である居室部においては、室内壁面に過度の凹凸を形成するための大きなスペースを確保することが難しく、低音域の吸音特性に優れた共鳴器型の吸音材料を、十分な大きさや形状で設けることは困難である。また、居室部等の小規模空間においては、平面間の繰り返し反射を原因として、低音域〜高音域にかけて吸音力の不足（残響過多）が生じ易く、特に中音域（５００Ｈｚ帯域）での残響過多が突出し易くなる。さらに、低・中音域の響き過ぎが高音域をマスキングするため、高音域が一層聞き取り難くなる。
【０００４】
また、例えば音楽用途の居室部においては、内装計画時の吸音設計として、中高音域の吸音特性に優れたグラスウール等の多孔質型の吸音材料を用いた設計が行なわれることが多いが、多孔質型の吸音材料を使用した場合には、特に例えば１ｋＨｚ以上の高音域の吸音が過多になって、音源の持つ倍音《基本となる周波数（基音）の他に含まれる周波数で、基音の２倍、３倍、・・７倍（整数倍）・・の周波数を持つ》が不足し易くなる。
【０００５】
さらに、空間の音響上の拡散性を高めることは、室内吸音率の周波数特性のバランスを図る上で重要であることが知られているが、一般の居室部では、意匠上の理由から、拡散を高めるための過度の凹凸形状は嫌われるため、拡散性まで配慮して居室部を設計することは殆どなく、居室部は、過度の凹凸のない、すっきりとした空間構成が望まれている。
【０００６】
一方、例えばコンサートホールや劇場等の大規模空間においては、空間の音響上の拡散性を高める構造体として、シュレーダ拡散体と呼ばれる拡散体が用いられる場合がある（例えば、非特許文献１参照）。シュレーダ拡散体は、平方剰余擬似ランダム配列による深さを有する剛な材料で仕切られた多数の溝を、開口部が平面をなすように並べて配置することで、音響インピーダンスの変化（不連続）を、吸音材料を用いることなく実現できるようにしたものである。
【非特許文献１】「室内音響学−建築の響きとその理論−」、著者、ハインリッヒ・クットルフ、翻訳者、藤原恭司、日高孝之、２００３年８月１２日、株式会社市ヶ谷出版社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シュレーダ拡散体は、拡散体としての機能の他、ランダムな容積を有する多数の溝によって、レゾネータ（共鳴器）としての機能をも備えるものと考えられる。したがって、シュレーダ拡散体を建物の居室部等の小規模空間に設置することにより、当該小規模空間の音響上の拡散性を高めることが可能になる他、吸音材料としての機能を発揮させることができるものと考えられるが、コンサートホールや劇場等の大規模空間に用いるシュレーダ拡散体を、建物の居室部等の小規模空間において使用するには、種々の改良が必要である。また大規模空間に用いるシュレーダ拡散体に改良を加えて吸音材料としての機能を高めることにより、小規模空間に用いた際に、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成できるようにすることが望まれている。
【０００８】
本発明は、シュレーダ拡散体に改良を加えて建物の居室部に用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することのできる音響を考慮した居室構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、居室部を形成する壁、天井、又は床による室内壁面に、室内に向って開口面が開口する枠体を設け、該枠体に多数の音響振動板を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造であって、前記多数の音響振動板は、前記開口面と交差する方向に平行に配置されることにより、前記吸音拡散体には、各隣接する音響振動板の間に前記開口面に向けて開口する共鳴振動溝が形成されており、形成された多数の前記共鳴振動溝の内部には、奥部閉塞部材がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の前記共鳴振動溝はランダムな深さを有している音響を考慮した居室構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
そして、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部に、前記開口面側の端辺から溝の深さ方向に延設して切込みを形成することにより、低音域の吸音率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面を覆って、音響透過性を有するシート部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板は、前記枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されていることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板が、２．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板が、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の共鳴振動溝が、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されていることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の共鳴振動溝のランダムな深さが、平方剰余擬似ランダム配列による深さであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面が、幅６００〜２０００ｍｍの矩形形状に開口していることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面が、前記居室部における壁、天井、床を含む室内壁面の全体の面積の３〜５０％の面積を占めるように設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の音響を考慮した居室構造によれば、シュレーダ拡散体に改良を加えて建物の居室部に用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示す本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造は、例えば住宅建築物における６畳程度の広さの洋室を、例えば音楽用途の居室部として使用できるようにするために、従来よりコンサートホールや劇場等の大規模空間に使用されていた、剛な材料で仕切られたランダムな深さを有する多数の溝を開口部が平面をなすように並べて配置してなるシュレーダ拡散体に対して、小規模空間に適するように改良を加えて吸音拡散体１０を形成し、この吸音拡散体１０を、室内壁面としての壁１１に設けられた、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を介して壁１１に設置することによって構成されるものである。
【００２１】
すなわち、本第１実施形態の音響を考慮した居室構造は、図１及び図２に示すように、居室部を形成する側周面の室内壁面である壁１１に、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を設け、この枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体１０が設置されている居室構造であって、多数の音響振動板１３は、開口面１２ａと交差する方向に平行に配置されることにより、吸音拡散体１０には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口する共鳴振動溝１４が形成されており、形成された多数の共鳴振動溝１４の内部には、奥部閉塞部材１５がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の共鳴振動溝１４はランダムな深さを有している。
【００２２】
また、本第１実施形態では、吸音拡散体１０の多数の音響振動板１３は、枠体１２の開口面１２ａと垂直に交差する方向に、例えば４０ｍｍ程度の等間隔をおいて平行に配置されている。さらに、本実施形態では、枠体１２の開口面１２ａは、居室部の床２６の近傍部分から天井２１に向って、例えば幅が８００ｍｍ程度、高さが１９２５ｍｍ程度の縦長の矩形形状に開口すると共に、床２６及び天井２１に対して垂直方向に延設して設けられており、居室部における壁１１、天井２１、床２６を含む室内壁面の全体の面積の３．３％の面積を占めて開口している。また各音響振動板１３は、床２６及び天井２１と平行な水平面に沿って取り付けられている。
【００２３】
本第１実施形態では、吸音拡散体１０を構成する多数の音響振動板１３は、例えば厚さが３ｍｍ程度の針葉樹製の合板からなり、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ程度の大きさの矩形平面形状を備えている。音響振動板１３は、開口面１２ａを壁１１の壁面と略面一にして壁１１の内部に埋設設置された枠体１２に両側縁部を支持させた状態で各々水平に取り付けられることにより、多数の音響振動板１３からなる吸音拡散体１０を形成する。
【００２４】
本第１実施形態では、吸音拡散体１０が設置される枠体１２は、前面が開口面１２ａとして開口する中空の縦長直方体形状を有するボックス形状の外殻体である。枠体１２は、開口面１２ａを室内に向けて開口させた状態で、居室部の壁１１に埋設固定されている。枠体１２の両側の側面１２ｂの内側には、図２に示すように、例えば幅が４０ｍｍ程度の多数の木製の帯板１６が、水平方向に延設すると共に、例えば３ｍｍ程度の間隔をおいて互いに平行に配置されて取り付けられている。これによって、各隣接する帯板１６の間隔部分には、音響振動板１３の両側縁部を挿入係止して当該両側縁部を支持する案内支持溝１７が、枠体１２の両側の側面１２ｂに、互いに対向する同じ高さに位置に配置されて形成されている。
【００２５】
また、本第１実施形態では、枠体１２の内側には、多数の木製の奥部閉塞部材１５が、対向して配置された同じ高さ位置の各一対の両側の帯板１６に両端面を各々接合固定して、枠体１２の両側の側面１２ｂの間を水平方向に横断するようにして取り付けられている。奥部閉塞部材１５は、各々縦４０ｍｍ、横３０ｍｍ程度の大きさの矩形断面を有しており、各一対の両側の帯板１６の間に、枠体１２の開口面１２ａと平行に延設して、案内支持溝１７にはみ出ない状態で取り付けられる。
【００２６】
ここで、奥部閉塞部材１５は、枠体１２の開口面１２ａからランダムな深さ位置に取り付けられている。各高さ位置に配設された両側の案内支持溝１７に両側縁部を挿入係止すると共に、当該案内支持溝１７によって案内させつつ、多数の音響振動板１３を枠体１２の内部に各々押し込んで取り付けた際に、奥部閉塞部材１５は、各隣接する一対の音響振動板１３の間に形成された共鳴振動溝１４の奥部をランダムな深さで閉塞することになる。これによって、図３に示すように、枠体１２の内部には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口するランダムな深さの共鳴振動溝１４が形成された、本実施形態の吸音拡散体１０が設置されることになる。
【００２７】
そして、本第１実施形態では、好ましくは、枠体１２の内部の奥部閉塞部材１５によって奥部が閉塞された多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列による深さとなっている。平方剰余擬似ランダム配列は、例えば大規模空間に用いるシュレーダ拡散体を設計する際に採用される公知のものである。平方剰余擬似ランダム配列による深さで多数の共鳴振動溝１４を形成することにより、低音域から高音域にわたるバランスの良い拡散性が得られる他、例えば共鳴振動溝１４の容積がランダムな大きさとなることで、吸音拡散体１０がレゾネータ（共鳴器）としての機能を発揮する際に、低音域から高音域にわたるバランス良い吸音率の向上を効果的に図ることが可能になる。
【００２８】
また、本第１実施形態では、好ましくは、図４に示すように、吸音拡散体１０の各音響振動板１３の両側縁部に、枠体１２の開口面１２ａ側の端辺１３ａから共鳴振動溝１４の深さ方向に延設して、切込み１８を形成しておくこともできる。切込み１８は、例えば各音響振動板１３の両側縁部における、案内支持溝１７に挿入係止される部分よりも内側の、枠体１２の側面１２ｂに近接する部分に、当該側面１２ｂに沿ってこれと平行に延設して形成することができる。切込み１８が形成されていることにより、各音響振動板１３の両側の切込み１８によって挟まれる部分である本体部分は、奥部閉塞部材１５側の一辺部のみによって支持された状態で片持ち梁状に張り出すことになり、音響振動を生じやすくなる。これによって、後述する板（膜）振動による吸音率の向上をさらに効果的に図ることが可能になると共に、特に低音域における吸音率の向上を効果的に図ることが可能になる。なお、切込み１８の共鳴振動溝１４の深さ方向への切込み長さは、吸音率のバランス等を鑑みて適宜設定することができる。
【００２９】
さらに、本第１実施形態では、好ましくは、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａを覆って、音響透過性を有するシート部材１９（図９参照）を取り付けることもできる。音響透過性を有するシート部材１９としては、例えば商品名「ＦＡＢ−ＡＣＥ」（株式会社川島織物セルコン製）等の、音響透過性を有するシート部材として知られる種々のシート材料を用いることができる。枠体１２の開口面１２ａを覆って音響透過性を有するシート部材１９を取り付けておくことにより、多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体１０を覆い隠して、居室部の意匠性を損うことなく、すっきりとした居室空間を形成することが可能になる。
【００３０】
ここで、本発明では、多数の音響振動板１３として、針葉樹製の合板の他、広葉樹製の合板、アクリルパネル等の合成樹脂板、段ボール紙板等の、種々の板部材を用いることができる。また音響振動板１３は、３．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなることが好ましい。音響振動板１３の厚さが厚すぎると、板振動による吸音機能が低下することにより、中・低音域の吸音率が低下するといった不具合が生じることになり、音響振動板１３の厚さが薄すぎると、板振動が過度に生じて、振動板自体の振動音（ビリツキ）が発生するといった不具合が生じることになる。
【００３１】
また、多数の音響振動板１３は、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されていることが好ましい。隣接する音響振動板１３間の間隔が広すぎると、ランダムに配置される共鳴振動溝１４の総数が少なくなり、拡散機能が低下してバランスの良い吸音が崩れるといった不具合が生じることになり、隣接する音響振動板１３間の間隔が狭すぎると、各共鳴振動溝１４の容積が減少することにより、溝の持つ共鳴周波数が中・高音域に移行し、中・高音域の吸音率が高まることで、バランスの良い吸音が崩れるといった不具合が生じることになる。
【００３２】
さらに、多数の共鳴振動溝１４は、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されていることが好ましい。多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さの範囲が大きすぎると、居住スペースを圧迫しやすくなり、多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さの範囲が小さすぎると、低音域の拡散限界周波数が上昇することにより、低音域の拡散機能が低下し、且つ溝容積が小さくなることで、溝の共鳴周波数が高くなり、低音域の吸音効果が低下するといった不具合が生じることになる。
【００３３】
さらにまた、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａは、居室部における壁１１、天井２１、床２６を含む室内壁面の全体の面積の３〜５０％の面積を占めるように設けられていることが好ましく、３〜２５％面積を占めるように設けられていることが特に好ましい。吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａの室内壁面に占める割合が大きすぎると、居住スペースを圧迫しやすくなり、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａの室内壁面に占める割合が小さすぎると、吸音拡散体１０を設置した効果を十分に認識できなくなる場合がある。
【００３４】
そして、上述の構成を有する本第１実施形態の音響を考慮した居室構造によれば、シュレーダ拡散体に改良を加えた吸音拡散体１０を居室部の壁１１に設置して用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することが可能になる。
【００３５】
すなわち、本第１実施形態によれば、吸音拡散体１０は、枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置して構成され、多数の音響振動板１３の間隔部分に、枠体１２の開口面１２ａに向けて開口するランダムな深さを有する多数の共鳴振動溝１４が形成されるので、シュレーダ拡散体と同様に、居室空間の音響上の拡散性を高めることが可能になると共に、ランダムな容積を有する多数の溝によって、低音域から高音域にわたるバランスの良いレゾネータ（共鳴器）としての機能を発揮することになる。また、共鳴振動溝１４は、剛な材料で仕切られるのではなく、音響によって振動する音響振動板１３によって仕切られているので、ランダムな深さの共鳴振動溝１４を仕切る音響振動板１３の板（膜）振動による吸音効果によって、ランダムな深さの共鳴振動溝１４のレゾネータとしての吸音効果と相俟って、低音域から高音域にわって、バランス良く居室部の吸音率の向上を効果的に図ることが可能になり、これによって音響効果に優れた居室空間を容易に形成することが可能になる。
【００３６】
図５は、本発明の好ましい第２実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の居室構造に用いた吸音拡散体１０と同様の構成を有する一対の吸音拡散体１０’が、居室部の天井２１に埋設設置されて開口面１２ａを室内に向けて下方に開口させた枠体１２に、多数の音響振動板１３を平行に配置して取り付けることによって設けられている。本第２実施形態の居室構造によっても、吸音拡散体１０’の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。なお、本発明の居室構造は、吸音拡散体を居室部の床に設けて形成することもできる。
【００３７】
図６は、本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第３実施形態によれば、吸音拡散体２０は、図７及び図８に示すように、例えば段ボール紙２２と発泡断熱材からなる棒状部材２３とを用いて形成した、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ、高さ２６５ｍｍ程度の大きさの直方体形状を有する吸音拡散体ユニット２４を、居室部の壁１１に複数積み重ねた状態で埋設設置することによって形成されている。
【００３８】
本第３実施形態によれば、吸音拡散体ユニット２４を形成するには、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ程度の大きさの矩形平面形状を有する、厚さが３ｍｍ程度の段ボール紙２２を音響振動板１３として、これの表面に、例えば縦４０ｍｍ、横３０ｍｍ程度の大きさの矩形断面を有する発泡断熱材からなる棒状部材２３を枠部材２５及び奥部閉塞部材１７として、接着剤等を用いて所定の位置に取り付ける（図７参照）。すなわち、例えば４００ｍｍ程度の長さに裁断した棒状部材２３を枠部材２５として、段ボール紙２２の両側の短辺に沿って取り付ける。また例えば７４０ｍｍ程度の長さに裁断した棒状部材２３を奥部閉塞部材１７として、両端面を両側の枠部材２５の内側面に当接接合しつつ、音響振動板１３の開口面１２ａ側の端辺１３ａとなる段ボール紙２２の一方の長辺２２ａから、平方剰余擬似ランダム配列によって得られた所定の長さ離れた位置に取り付ける。
【００３９】
さらに、取り付けた枠部材２５及び奥部閉塞部材１７の上面を覆って上段の段ボール紙２２を取り付け、同様の作業を繰り返して例えば６段に積み重ねることにより、各隣接する段ボール紙２２による音響振動板１３の間にランダムな深さの共鳴振動溝１４が設けられた、軽量で且つ持ち運びや施工に適した大きさ及び形状を有する吸音拡散体ユニット２４が容易に形成されることになる（図８参照）。
【００４０】
そして、本第３実施形態では、居室部の壁１１に隣接して設けた一対の開口凹部２７に、吸音拡散体ユニット２４を、嵌め込むようにしながら例えば上下に８段に積み重ねて取り付ける。これによって、段ボール紙２２の側縁部を介在させつつ上下方向に連続して一体として配置された両側の多数の枠部材２５と、最上部と最下部に配置された段ボール紙２２とによる矩形形状の外殻部分を室内に向って開口面１２ａを開口させた枠体１２として、この枠体１２の内部に段ボール紙２２による多数の音響振動板１３を平行に配置してなる吸音拡散体２０が、隣接する２箇所に設置されることになる。
【００４１】
本第３実施形態の居室構造によっても、吸音拡散体２０の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。また吸音拡散体２０の構成材料として吸音拡散体ユニット２４を用いているので、吸音拡散体ユニット２４を工場等において予め製造しておくことにより、施工現場における吸音拡散体２０の組み付け作業を簡易且つ容易に行うことが可能になる。
【００４２】
図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の好ましい第４実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第４実施形態によれば、吸音拡散体３０は、居室部の壁１１や天井２１に埋設設置して設けられるのではなく、居室部の壁１１や天井２１による壁面に背面部を沿わせるようにして取り付けられる、吸音拡散キャビネット３１の内部に配置された状態で居室部に設けられている。すなわち、本第４実施形態では、吸音拡散キャビネット３１は、図９（ａ）に示すように、前面が開口面３２ａとなった縦長直方体形状の枠体３２の内部に、多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体３０を設けることによって構成されている。また、枠体３２の開口面３２ａとなった前面を覆って音響透過性を有するシート部材１９が取り付けられており、多数の音響振動板１３による吸音拡散体３０を覆い隠して、吸音拡散キャビネット３１をすっきりとして意匠性に優れたデザインとしている。
【００４３】
本第４実施形態によれば、吸音拡散体３０を備える吸音拡散キャビネット３１を、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、例えば居室部における壁１１の入隅部分や、壁１１と天井２１との接合角部分に取り付けることにより、居室部の周囲の室内壁面に過度の凹凸を生じさせることなく、吸音拡散体３０の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。また吸音拡散体３０を居室部の壁１１や天井２１に埋設設置して設ける必要はないので、建物が構築された後の例えば居室部のリフォーム時に、必要に応じて吸音拡散体３０を適宜容易に設置したり撤去したりすることが可能になる。
【００４４】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、多数の音響振動板は、枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されている必要は必ずしも無く、枠体の開口面と斜めに交差する方向に配置されていても良い。また、吸音拡散体が設置される枠体は、前面が開口する直方体形状を備えている必要は必ずしも無く、例えば前面及び背面が開口する枠体であっても良い。室内に向って開口面が開口する枠体の開口面は、矩形状に開口している必要は必ずしも無く、その他の種々の形状に開口していても良い。さらに、多数の共鳴振動溝のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列によるランダムな深さである必要は必ずしも無い。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例により、本発明の音響を考慮した居室構造をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
〔実施例１〕
図１に示す上記第１実施形態の居室構造と略同様の構成を備える居室構造を実施例１の居室構造として、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率と残響時間とを測定し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率及び残響時間と比較した。測定結果を図１０に示す。なお、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板として、上記第１実施形態の針葉樹製の合板に代えて、厚さ３ｍｍのファルカータ合板を使用した。また、枠体の開口面の開口面積は１．５４ｍ2であり、居室部における壁、天井、床を含む室内壁面の全体の面積の３．２％の領域を占めていた。
【００４７】
〔実施例２〕
吸音拡散体を構成する各音響振動板の両側縁部に、開口面側の端辺から奥部閉塞部材に至るまで切込みを形成したこと以外は、上記実施例１と同様の構成を備える居室構造を実施例２の居室構造として、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率と残響時間とを測定し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率及び残響時間と比較した。測定結果を図１１に示す。
【００４８】
〔比較例１〕
上記第１実施形態と同様の６畳程度の広さの洋室を測定対象の居室部として、吸音材料を用いていない標準仕様の場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けた場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けると共に、壁の１面に２間の幅で多孔質型の吸音材料を取り付た場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けると共に、壁の対向する２面に２間の幅で多孔質型の吸音材料を取り付た場合について、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率を測定すると共に、これらを比較した。測定結果を図１２に示す。なお、天井に取り付ける吸音材料として、商品名「オトテン」（大建工業株式会社製）を、壁に取り付ける吸音材料として、商品名「フェブエース（ＦＡＢ−ＡＣＥ）」（株式会社川島織物セルコン製）を使用した。
【００４９】
〔平均吸音率と残響時間の測定方法〕
平均吸音率と残響時間の測定は、例えば図１４に示すように、デジタル式残響測定器（ＹＡＭＡＨＡ ＡＳ−２）４０と、マイクロフォン４１と、アンプ内蔵スピーカ４２とを用いて行う。まず、デジタル式残響測定器４０によって計測した１／１オクターブ周波数帯域ごとの残響時間（音源停止後の音響エネルギー密度が定常状態の１０-6倍（＝−６０ｄＢ）になるまでの時間）を求める。すなわち、デジタル式残響測定器４０から信号を発生し、スピーカ４２から出力させると共に、マイクロフォン４１によって室内の数点で受音し、デジタル式残響測定器４０によって各点の平均値を求める。６３Ｈｚ〜８ｋＨｚの１／１オクターブ中心周波数の８帯域にて測定を行い、それぞれの測定点ごとに平均値の算出を行って居室部の残響時間とする。つぎに、求めた残響時間、居室部容積、室内壁面の全体の面積をセービンの残響式にあてはめて、平均吸音率を算出する。なお、この残響時間測定器の原理（インパルス逆積分法）も、Ｍ．Ｒ．シュレーダーの発案に基づくものである。
【００５０】
図１０〜図１２に示す実施例１、実施例２、及び比較例１の平均吸音率の測定結果によれば、比較例１では、標準仕様に対して多孔質型の吸音材料を取り付けた仕様においては、６３Ｈｚ及び１２５Ｈｚの領域で平均吸音率の伸びが認められず、吸音率の向上にバランスを欠いていることが判明する。これに対し、実施例１及び実施例２では、吸音拡散体を設置しない仕様に対して吸音拡散体を設置した仕様においては、低音域から高音域にわたって全体的にバランス良く吸音率が向上していることが判明する。また、吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部に切込みを形成した実施例２では、特に、従来の小規模空間では吸音率を向上させることが困難であった低音域の吸音率が効果的に向上していることが判明する。
【００５１】
〔実施例３〕
図１に示す上記第１実施形態の居室構造と略同様の構成を備える居室構造を実施例３の居室構造として、上述の方法によって低音域から高音域での平均吸音率を測定することにより、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板の相違による、吸音率の向上の変化を検証した。測定結果を図１３に示す。なお、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板として、ファルカータ合板、ダンボール板Ａ、ダンボール板Ｂ、アクリル板、針葉樹合板Ａ、針葉樹合板Ｂ、及びプラダンを使用し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率と比較した。
【００５２】
図１３に示す実施例３の測定結果によれば、音響振動板として上記のいずれの材料を使用した場合でも、吸音率の向上は同程度となることが判明する。したがって、吸音拡散体による基本的な吸音性能は、音響振動板の材質よりも共鳴振動溝の形状に影響されるものと考えられる。すなわち、音響振動板の材質が変わっても、ランダムな深さを有する各共鳴振動溝の容積は変わらないことから、各共鳴振動溝が持っている固有の共鳴周波数に変化は無く、その共鳴周波数に対して音響振動板が板振動共鳴を起しているものと考えられる。なお、室内で声を出し、各音響振動板を指で触れると、声の高さに応じて、異なる深さを有する共鳴振動溝を仕切る音響振動板の一部が共振することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図２】本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造において、吸音拡散体を組み立てる状況を説明する要部拡大斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａに沿った略示断面図である。
【図４】吸音拡散体を構成する音響振動板の両側縁部に切込みを形成した状態を説明する図３のＢ−Ｂに沿った略示断面図である。
【図５】本発明の好ましい第２実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図６】本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図７】本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造において使用する、吸音拡散体を構成する吸音拡散体ユニットを組み立てる状況を説明する斜視図である。
【図８】吸音拡散体ユニットの斜視図である。
【図９】（ａ）は、吸音拡散キャビネットの斜視図、（ａ），（ｂ）は、吸音拡散キャビネットを居室部に設置した本発明の好ましい第４実施形態に係る音響を考慮した居室構造の略示斜視図である。
【図１０】実施例１における平均吸音率及び残響時間の測定結果を示すチャートである。
【図１１】実施例２における平均吸音率及び残響時間の測定結果を示すチャートである。
【図１２】比較例１における平均吸音率の測定結果を示すチャートである。
【図１３】実施例３における平均吸音率の測定結果を示すチャートである。
【図１４】平均吸音率と残響時間の測定に用いた装置の構成図である。
【００５４】
１０，１０’，２０，３０ 吸音拡散体
１１ 壁（室内壁面）
１２，３２ 枠体
１２ａ，３２ａ 枠体の開口面
１２ｂ 枠体の側面
１３ 音響振動板
１３ａ 音響振動板の開口面側の端辺
１４ 共鳴振動溝
１５ 奥部閉塞部材
１６ 帯板
１７ 案内支持溝
１８ 切込み
１９ 音響透過性を有するシート部材
２１ 天井
２２ 段ボール紙
２３ 発泡断熱材からなる棒状部材
２４ 吸音拡散体ユニット
２５ 枠部材
２６ 床
３１ 吸音拡散キャビネット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響を考慮した居室構造に関し、特に、居室部の周囲の室内壁面に設けた枠体に、多数の音響振動板を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンサートホールや劇場等の大規模空間を、音響効果に優れた空間とするための建築音響設計では、例えば吸音材料として、低音域の吸音特性に優れた共鳴器型の吸音材料、中音域の吸音特性に優れた板（膜）振動型の吸音材料、中高音域の吸音特性に優れた多孔質型の吸音材料等の各種の吸音材料を使用し、これらを適宜組み合わせて、低音域から高音域にわたる吸音率の周波数特性のバランスを図ることが行われている。
【０００３】
これに対して、例えば住宅建築物等の一般の建物では、一部の居室部を音響効果に優れた居室空間としようとする場合、このような小規模空間である居室部においては、室内壁面に過度の凹凸を形成するための大きなスペースを確保することが難しく、低音域の吸音特性に優れた共鳴器型の吸音材料を、十分な大きさや形状で設けることは困難である。また、居室部等の小規模空間においては、平面間の繰り返し反射を原因として、低音域〜高音域にかけて吸音力の不足（残響過多）が生じ易く、特に中音域（５００Ｈｚ帯域）での残響過多が突出し易くなる。さらに、低・中音域の響き過ぎが高音域をマスキングするため、高音域が一層聞き取り難くなる。
【０００４】
また、例えば音楽用途の居室部においては、内装計画時の吸音設計として、中高音域の吸音特性に優れたグラスウール等の多孔質型の吸音材料を用いた設計が行なわれることが多いが、多孔質型の吸音材料を使用した場合には、特に例えば１ｋＨｚ以上の高音域の吸音が過多になって、音源の持つ倍音《基本となる周波数（基音）の他に含まれる周波数で、基音の２倍、３倍、・・７倍（整数倍）・・の周波数を持つ》が不足し易くなる。
【０００５】
さらに、空間の音響上の拡散性を高めることは、室内吸音率の周波数特性のバランスを図る上で重要であることが知られているが、一般の居室部では、意匠上の理由から、拡散を高めるための過度の凹凸形状は嫌われるため、拡散性まで配慮して居室部を設計することは殆どなく、居室部は、過度の凹凸のない、すっきりとした空間構成が望まれている。
【０００６】
一方、例えばコンサートホールや劇場等の大規模空間においては、空間の音響上の拡散性を高める構造体として、シュレーダ拡散体と呼ばれる拡散体が用いられる場合がある（例えば、非特許文献１参照）。シュレーダ拡散体は、平方剰余擬似ランダム配列による深さを有する剛な材料で仕切られた多数の溝を、開口部が平面をなすように並べて配置することで、音響インピーダンスの変化（不連続）を、吸音材料を用いることなく実現できるようにしたものである。
【非特許文献１】「室内音響学−建築の響きとその理論−」、著者、ハインリッヒ・クットルフ、翻訳者、藤原恭司、日高孝之、２００３年８月１２日、株式会社市ヶ谷出版社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シュレーダ拡散体は、拡散体としての機能の他、ランダムな容積を有する多数の溝によって、レゾネータ（共鳴器）としての機能をも備えるものと考えられる。したがって、シュレーダ拡散体を建物の居室部等の小規模空間に設置することにより、当該小規模空間の音響上の拡散性を高めることが可能になる他、吸音材料としての機能を発揮させることができるものと考えられるが、コンサートホールや劇場等の大規模空間に用いるシュレーダ拡散体を、建物の居室部等の小規模空間において使用するには、種々の改良が必要である。また大規模空間に用いるシュレーダ拡散体に改良を加えて吸音材料としての機能を高めることにより、小規模空間に用いた際に、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成できるようにすることが望まれている。
【０００８】
本発明は、シュレーダ拡散体に改良を加えて建物の居室部に用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することのできる音響を考慮した居室構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、居室部を形成する壁、天井、又は床による室内壁面に、室内に向って開口面が開口する枠体を設け、該枠体に多数の音響振動板を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造であって、前記多数の音響振動板は、前記開口面と交差する方向に平行に配置されることにより、前記吸音拡散体には、各隣接する音響振動板の間に前記開口面に向けて開口する共鳴振動溝が形成されており、形成された多数の前記共鳴振動溝の内部には、奥部閉塞部材がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の前記共鳴振動溝はランダムな深さを有している音響を考慮した居室構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
そして、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部に、前記開口面側の端辺から溝の深さ方向に延設して切込みを形成することにより、低音域の吸音率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面を覆って、音響透過性を有するシート部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板は、前記枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されていることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板が、２．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の音響振動板が、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の共鳴振動溝が、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されていることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記多数の共鳴振動溝のランダムな深さが、平方剰余擬似ランダム配列による深さであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面が、幅６００〜２０００ｍｍの矩形形状に開口していることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の音響を考慮した居室構造は、前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面が、前記居室部における壁、天井、床を含む室内壁面の全体の面積の３〜５０％の面積を占めるように設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の音響を考慮した居室構造によれば、シュレーダ拡散体に改良を加えて建物の居室部に用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示す本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造は、例えば住宅建築物における６畳程度の広さの洋室を、例えば音楽用途の居室部として使用できるようにするために、従来よりコンサートホールや劇場等の大規模空間に使用されていた、剛な材料で仕切られたランダムな深さを有する多数の溝を開口部が平面をなすように並べて配置してなるシュレーダ拡散体に対して、小規模空間に適するように改良を加えて吸音拡散体１０を形成し、この吸音拡散体１０を、室内壁面としての壁１１に設けられた、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を介して壁１１に設置することによって構成されるものである。
【００２１】
すなわち、本第１実施形態の音響を考慮した居室構造は、図１及び図２に示すように、居室部を形成する側周面の室内壁面である壁１１に、室内に向って開口面１２ａが開口する枠体１２を設け、この枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体１０が設置されている居室構造であって、多数の音響振動板１３は、開口面１２ａと交差する方向に平行に配置されることにより、吸音拡散体１０には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口する共鳴振動溝１４が形成されており、形成された多数の共鳴振動溝１４の内部には、奥部閉塞部材１５がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の共鳴振動溝１４はランダムな深さを有している。
【００２２】
また、本第１実施形態では、吸音拡散体１０の多数の音響振動板１３は、枠体１２の開口面１２ａと垂直に交差する方向に、例えば４０ｍｍ程度の等間隔をおいて平行に配置されている。さらに、本実施形態では、枠体１２の開口面１２ａは、居室部の床２６の近傍部分から天井２１に向って、例えば幅が８００ｍｍ程度、高さが１９２５ｍｍ程度の縦長の矩形形状に開口すると共に、床２６及び天井２１に対して垂直方向に延設して設けられており、居室部における壁１１、天井２１、床２６を含む室内壁面の全体の面積の３．３％の面積を占めて開口している。また各音響振動板１３は、床２６及び天井２１と平行な水平面に沿って取り付けられている。
【００２３】
本第１実施形態では、吸音拡散体１０を構成する多数の音響振動板１３は、例えば厚さが３ｍｍ程度の針葉樹製の合板からなり、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ程度の大きさの矩形平面形状を備えている。音響振動板１３は、開口面１２ａを壁１１の壁面と略面一にして壁１１の内部に埋設設置された枠体１２に両側縁部を支持させた状態で各々水平に取り付けられることにより、多数の音響振動板１３からなる吸音拡散体１０を形成する。
【００２４】
本第１実施形態では、吸音拡散体１０が設置される枠体１２は、前面が開口面１２ａとして開口する中空の縦長直方体形状を有するボックス形状の外殻体である。枠体１２は、開口面１２ａを室内に向けて開口させた状態で、居室部の壁１１に埋設固定されている。枠体１２の両側の側面１２ｂの内側には、図２に示すように、例えば幅が４０ｍｍ程度の多数の木製の帯板１６が、水平方向に延設すると共に、例えば３ｍｍ程度の間隔をおいて互いに平行に配置されて取り付けられている。これによって、各隣接する帯板１６の間隔部分には、音響振動板１３の両側縁部を挿入係止して当該両側縁部を支持する案内支持溝１７が、枠体１２の両側の側面１２ｂに、互いに対向する同じ高さに位置に配置されて形成されている。
【００２５】
また、本第１実施形態では、枠体１２の内側には、多数の木製の奥部閉塞部材１５が、対向して配置された同じ高さ位置の各一対の両側の帯板１６に両端面を各々接合固定して、枠体１２の両側の側面１２ｂの間を水平方向に横断するようにして取り付けられている。奥部閉塞部材１５は、各々縦４０ｍｍ、横３０ｍｍ程度の大きさの矩形断面を有しており、各一対の両側の帯板１６の間に、枠体１２の開口面１２ａと平行に延設して、案内支持溝１７にはみ出ない状態で取り付けられる。
【００２６】
ここで、奥部閉塞部材１５は、枠体１２の開口面１２ａからランダムな深さ位置に取り付けられている。各高さ位置に配設された両側の案内支持溝１７に両側縁部を挿入係止すると共に、当該案内支持溝１７によって案内させつつ、多数の音響振動板１３を枠体１２の内部に各々押し込んで取り付けた際に、奥部閉塞部材１５は、各隣接する一対の音響振動板１３の間に形成された共鳴振動溝１４の奥部をランダムな深さで閉塞することになる。これによって、図３に示すように、枠体１２の内部には、各隣接する音響振動板１３の間に開口面１２ａに向けて開口するランダムな深さの共鳴振動溝１４が形成された、本実施形態の吸音拡散体１０が設置されることになる。
【００２７】
そして、本第１実施形態では、好ましくは、枠体１２の内部の奥部閉塞部材１５によって奥部が閉塞された多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列による深さとなっている。平方剰余擬似ランダム配列は、例えば大規模空間に用いるシュレーダ拡散体を設計する際に採用される公知のものである。平方剰余擬似ランダム配列による深さで多数の共鳴振動溝１４を形成することにより、低音域から高音域にわたるバランスの良い拡散性が得られる他、例えば共鳴振動溝１４の容積がランダムな大きさとなることで、吸音拡散体１０がレゾネータ（共鳴器）としての機能を発揮する際に、低音域から高音域にわたるバランス良い吸音率の向上を効果的に図ることが可能になる。
【００２８】
また、本第１実施形態では、好ましくは、図４に示すように、吸音拡散体１０の各音響振動板１３の両側縁部に、枠体１２の開口面１２ａ側の端辺１３ａから共鳴振動溝１４の深さ方向に延設して、切込み１８を形成しておくこともできる。切込み１８は、例えば各音響振動板１３の両側縁部における、案内支持溝１７に挿入係止される部分よりも内側の、枠体１２の側面１２ｂに近接する部分に、当該側面１２ｂに沿ってこれと平行に延設して形成することができる。切込み１８が形成されていることにより、各音響振動板１３の両側の切込み１８によって挟まれる部分である本体部分は、奥部閉塞部材１５側の一辺部のみによって支持された状態で片持ち梁状に張り出すことになり、音響振動を生じやすくなる。これによって、後述する板（膜）振動による吸音率の向上をさらに効果的に図ることが可能になると共に、特に低音域における吸音率の向上を効果的に図ることが可能になる。なお、切込み１８の共鳴振動溝１４の深さ方向への切込み長さは、吸音率のバランス等を鑑みて適宜設定することができる。
【００２９】
さらに、本第１実施形態では、好ましくは、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａを覆って、音響透過性を有するシート部材１９（図９参照）を取り付けることもできる。音響透過性を有するシート部材１９としては、例えば商品名「ＦＡＢ−ＡＣＥ」（株式会社川島織物セルコン製）等の、音響透過性を有するシート部材として知られる種々のシート材料を用いることができる。枠体１２の開口面１２ａを覆って音響透過性を有するシート部材１９を取り付けておくことにより、多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体１０を覆い隠して、居室部の意匠性を損うことなく、すっきりとした居室空間を形成することが可能になる。
【００３０】
ここで、本発明では、多数の音響振動板１３として、針葉樹製の合板の他、広葉樹製の合板、アクリルパネル等の合成樹脂板、段ボール紙板等の、種々の板部材を用いることができる。また音響振動板１３は、３．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなることが好ましい。音響振動板１３の厚さが厚すぎると、板振動による吸音機能が低下することにより、中・低音域の吸音率が低下するといった不具合が生じることになり、音響振動板１３の厚さが薄すぎると、板振動が過度に生じて、振動板自体の振動音（ビリツキ）が発生するといった不具合が生じることになる。
【００３１】
また、多数の音響振動板１３は、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されていることが好ましい。隣接する音響振動板１３間の間隔が広すぎると、ランダムに配置される共鳴振動溝１４の総数が少なくなり、拡散機能が低下してバランスの良い吸音が崩れるといった不具合が生じることになり、隣接する音響振動板１３間の間隔が狭すぎると、各共鳴振動溝１４の容積が減少することにより、溝の持つ共鳴周波数が中・高音域に移行し、中・高音域の吸音率が高まることで、バランスの良い吸音が崩れるといった不具合が生じることになる。
【００３２】
さらに、多数の共鳴振動溝１４は、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されていることが好ましい。多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さの範囲が大きすぎると、居住スペースを圧迫しやすくなり、多数の共鳴振動溝１４のランダムな深さの範囲が小さすぎると、低音域の拡散限界周波数が上昇することにより、低音域の拡散機能が低下し、且つ溝容積が小さくなることで、溝の共鳴周波数が高くなり、低音域の吸音効果が低下するといった不具合が生じることになる。
【００３３】
さらにまた、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａは、居室部における壁１１、天井２１、床２６を含む室内壁面の全体の面積の３〜５０％の面積を占めるように設けられていることが好ましく、３〜２５％面積を占めるように設けられていることが特に好ましい。吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａの室内壁面に占める割合が大きすぎると、居住スペースを圧迫しやすくなり、吸音拡散体１０が設置された枠体１２の開口面１２ａの室内壁面に占める割合が小さすぎると、吸音拡散体１０を設置した効果を十分に認識できなくなる場合がある。
【００３４】
そして、上述の構成を有する本第１実施形態の音響を考慮した居室構造によれば、シュレーダ拡散体に改良を加えた吸音拡散体１０を居室部の壁１１に設置して用いることにより、周囲の室内壁面に過度の凹凸を設けることなく、低音域から高音域にわたって吸音率をバランス良く向上させて、音響効果に優れた居室空間を容易に形成することが可能になる。
【００３５】
すなわち、本第１実施形態によれば、吸音拡散体１０は、枠体１２に多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置して構成され、多数の音響振動板１３の間隔部分に、枠体１２の開口面１２ａに向けて開口するランダムな深さを有する多数の共鳴振動溝１４が形成されるので、シュレーダ拡散体と同様に、居室空間の音響上の拡散性を高めることが可能になると共に、ランダムな容積を有する多数の溝によって、低音域から高音域にわたるバランスの良いレゾネータ（共鳴器）としての機能を発揮することになる。また、共鳴振動溝１４は、剛な材料で仕切られるのではなく、音響によって振動する音響振動板１３によって仕切られているので、ランダムな深さの共鳴振動溝１４を仕切る音響振動板１３の板（膜）振動による吸音効果によって、ランダムな深さの共鳴振動溝１４のレゾネータとしての吸音効果と相俟って、低音域から高音域にわって、バランス良く居室部の吸音率の向上を効果的に図ることが可能になり、これによって音響効果に優れた居室空間を容易に形成することが可能になる。
【００３６】
図５は、本発明の好ましい第２実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の居室構造に用いた吸音拡散体１０と同様の構成を有する一対の吸音拡散体１０’が、居室部の天井２１に埋設設置されて開口面１２ａを室内に向けて下方に開口させた枠体１２に、多数の音響振動板１３を平行に配置して取り付けることによって設けられている。本第２実施形態の居室構造によっても、吸音拡散体１０’の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。なお、本発明の居室構造は、吸音拡散体を居室部の床に設けて形成することもできる。
【００３７】
図６は、本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第３実施形態によれば、吸音拡散体２０は、図７及び図８に示すように、例えば段ボール紙２２と発泡断熱材からなる棒状部材２３とを用いて形成した、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ、高さ２６５ｍｍ程度の大きさの直方体形状を有する吸音拡散体ユニット２４を、居室部の壁１１に複数積み重ねた状態で埋設設置することによって形成されている。
【００３８】
本第３実施形態によれば、吸音拡散体ユニット２４を形成するには、例えば縦４００ｍｍ、横８００ｍｍ程度の大きさの矩形平面形状を有する、厚さが３ｍｍ程度の段ボール紙２２を音響振動板１３として、これの表面に、例えば縦４０ｍｍ、横３０ｍｍ程度の大きさの矩形断面を有する発泡断熱材からなる棒状部材２３を枠部材２５及び奥部閉塞部材１７として、接着剤等を用いて所定の位置に取り付ける（図７参照）。すなわち、例えば４００ｍｍ程度の長さに裁断した棒状部材２３を枠部材２５として、段ボール紙２２の両側の短辺に沿って取り付ける。また例えば７４０ｍｍ程度の長さに裁断した棒状部材２３を奥部閉塞部材１７として、両端面を両側の枠部材２５の内側面に当接接合しつつ、音響振動板１３の開口面１２ａ側の端辺１３ａとなる段ボール紙２２の一方の長辺２２ａから、平方剰余擬似ランダム配列によって得られた所定の長さ離れた位置に取り付ける。
【００３９】
さらに、取り付けた枠部材２５及び奥部閉塞部材１７の上面を覆って上段の段ボール紙２２を取り付け、同様の作業を繰り返して例えば６段に積み重ねることにより、各隣接する段ボール紙２２による音響振動板１３の間にランダムな深さの共鳴振動溝１４が設けられた、軽量で且つ持ち運びや施工に適した大きさ及び形状を有する吸音拡散体ユニット２４が容易に形成されることになる（図８参照）。
【００４０】
そして、本第３実施形態では、居室部の壁１１に隣接して設けた一対の開口凹部２７に、吸音拡散体ユニット２４を、嵌め込むようにしながら例えば上下に８段に積み重ねて取り付ける。これによって、段ボール紙２２の側縁部を介在させつつ上下方向に連続して一体として配置された両側の多数の枠部材２５と、最上部と最下部に配置された段ボール紙２２とによる矩形形状の外殻部分を室内に向って開口面１２ａを開口させた枠体１２として、この枠体１２の内部に段ボール紙２２による多数の音響振動板１３を平行に配置してなる吸音拡散体２０が、隣接する２箇所に設置されることになる。
【００４１】
本第３実施形態の居室構造によっても、吸音拡散体２０の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。また吸音拡散体２０の構成材料として吸音拡散体ユニット２４を用いているので、吸音拡散体ユニット２４を工場等において予め製造しておくことにより、施工現場における吸音拡散体２０の組み付け作業を簡易且つ容易に行うことが可能になる。
【００４２】
図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の好ましい第４実施形態に係る音響を考慮した居室構造の要部を示すものである。本第４実施形態によれば、吸音拡散体３０は、居室部の壁１１や天井２１に埋設設置して設けられるのではなく、居室部の壁１１や天井２１による壁面に背面部を沿わせるようにして取り付けられる、吸音拡散キャビネット３１の内部に配置された状態で居室部に設けられている。すなわち、本第４実施形態では、吸音拡散キャビネット３１は、図９（ａ）に示すように、前面が開口面３２ａとなった縦長直方体形状の枠体３２の内部に、多数の音響振動板１３を所定の間隔をおいて平行に配置してなる吸音拡散体３０を設けることによって構成されている。また、枠体３２の開口面３２ａとなった前面を覆って音響透過性を有するシート部材１９が取り付けられており、多数の音響振動板１３による吸音拡散体３０を覆い隠して、吸音拡散キャビネット３１をすっきりとして意匠性に優れたデザインとしている。
【００４３】
本第４実施形態によれば、吸音拡散体３０を備える吸音拡散キャビネット３１を、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、例えば居室部における壁１１の入隅部分や、壁１１と天井２１との接合角部分に取り付けることにより、居室部の周囲の室内壁面に過度の凹凸を生じさせることなく、吸音拡散体３０の作用によって、上記第１実施形態の居室構造と同様の効果を奏することになる。また吸音拡散体３０を居室部の壁１１や天井２１に埋設設置して設ける必要はないので、建物が構築された後の例えば居室部のリフォーム時に、必要に応じて吸音拡散体３０を適宜容易に設置したり撤去したりすることが可能になる。
【００４４】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、多数の音響振動板は、枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されている必要は必ずしも無く、枠体の開口面と斜めに交差する方向に配置されていても良い。また、吸音拡散体が設置される枠体は、前面が開口する直方体形状を備えている必要は必ずしも無く、例えば前面及び背面が開口する枠体であっても良い。室内に向って開口面が開口する枠体の開口面は、矩形状に開口している必要は必ずしも無く、その他の種々の形状に開口していても良い。さらに、多数の共鳴振動溝のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列によるランダムな深さである必要は必ずしも無い。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例により、本発明の音響を考慮した居室構造をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
〔実施例１〕
図１に示す上記第１実施形態の居室構造と略同様の構成を備える居室構造を実施例１の居室構造として、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率と残響時間とを測定し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率及び残響時間と比較した。測定結果を図１０に示す。なお、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板として、上記第１実施形態の針葉樹製の合板に代えて、厚さ３ｍｍのファルカータ合板を使用した。また、枠体の開口面の開口面積は１．５４ｍ2であり、居室部における壁、天井、床を含む室内壁面の全体の面積の３．２％の領域を占めていた。
【００４７】
〔実施例２〕
吸音拡散体を構成する各音響振動板の両側縁部に、開口面側の端辺から奥部閉塞部材に至るまで切込みを形成したこと以外は、上記実施例１と同様の構成を備える居室構造を実施例２の居室構造として、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率と残響時間とを測定し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率及び残響時間と比較した。測定結果を図１１に示す。
【００４８】
〔比較例１〕
上記第１実施形態と同様の６畳程度の広さの洋室を測定対象の居室部として、吸音材料を用いていない標準仕様の場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けた場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けると共に、壁の１面に２間の幅で多孔質型の吸音材料を取り付た場合と、天井に多孔質型の吸音材料を取り付けると共に、壁の対向する２面に２間の幅で多孔質型の吸音材料を取り付た場合について、以下の方法によって、低音域から高音域での平均吸音率を測定すると共に、これらを比較した。測定結果を図１２に示す。なお、天井に取り付ける吸音材料として、商品名「オトテン」（大建工業株式会社製）を、壁に取り付ける吸音材料として、商品名「フェブエース（ＦＡＢ−ＡＣＥ）」（株式会社川島織物セルコン製）を使用した。
【００４９】
〔平均吸音率と残響時間の測定方法〕
平均吸音率と残響時間の測定は、例えば図１４に示すように、デジタル式残響測定器（ＹＡＭＡＨＡ ＡＳ−２）４０と、マイクロフォン４１と、アンプ内蔵スピーカ４２とを用いて行う。まず、デジタル式残響測定器４０によって計測した１／１オクターブ周波数帯域ごとの残響時間（音源停止後の音響エネルギー密度が定常状態の１０-6倍（＝−６０ｄＢ）になるまでの時間）を求める。すなわち、デジタル式残響測定器４０から信号を発生し、スピーカ４２から出力させると共に、マイクロフォン４１によって室内の数点で受音し、デジタル式残響測定器４０によって各点の平均値を求める。６３Ｈｚ〜８ｋＨｚの１／１オクターブ中心周波数の８帯域にて測定を行い、それぞれの測定点ごとに平均値の算出を行って居室部の残響時間とする。つぎに、求めた残響時間、居室部容積、室内壁面の全体の面積をセービンの残響式にあてはめて、平均吸音率を算出する。なお、この残響時間測定器の原理（インパルス逆積分法）も、Ｍ．Ｒ．シュレーダーの発案に基づくものである。
【００５０】
図１０〜図１２に示す実施例１、実施例２、及び比較例１の平均吸音率の測定結果によれば、比較例１では、標準仕様に対して多孔質型の吸音材料を取り付けた仕様においては、６３Ｈｚ及び１２５Ｈｚの領域で平均吸音率の伸びが認められず、吸音率の向上にバランスを欠いていることが判明する。これに対し、実施例１及び実施例２では、吸音拡散体を設置しない仕様に対して吸音拡散体を設置した仕様においては、低音域から高音域にわたって全体的にバランス良く吸音率が向上していることが判明する。また、吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部に切込みを形成した実施例２では、特に、従来の小規模空間では吸音率を向上させることが困難であった低音域の吸音率が効果的に向上していることが判明する。
【００５１】
〔実施例３〕
図１に示す上記第１実施形態の居室構造と略同様の構成を備える居室構造を実施例３の居室構造として、上述の方法によって低音域から高音域での平均吸音率を測定することにより、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板の相違による、吸音率の向上の変化を検証した。測定結果を図１３に示す。なお、吸音拡散体を構成する多数の音響振動板として、ファルカータ合板、ダンボール板Ａ、ダンボール板Ｂ、アクリル板、針葉樹合板Ａ、針葉樹合板Ｂ、及びプラダンを使用し、吸音拡散体を設置しない状態で測定した居室部の平均吸音率と比較した。
【００５２】
図１３に示す実施例３の測定結果によれば、音響振動板として上記のいずれの材料を使用した場合でも、吸音率の向上は同程度となることが判明する。したがって、吸音拡散体による基本的な吸音性能は、音響振動板の材質よりも共鳴振動溝の形状に影響されるものと考えられる。すなわち、音響振動板の材質が変わっても、ランダムな深さを有する各共鳴振動溝の容積は変わらないことから、各共鳴振動溝が持っている固有の共鳴周波数に変化は無く、その共鳴周波数に対して音響振動板が板振動共鳴を起しているものと考えられる。なお、室内で声を出し、各音響振動板を指で触れると、声の高さに応じて、異なる深さを有する共鳴振動溝を仕切る音響振動板の一部が共振することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図２】本発明の好ましい第１実施形態に係る音響を考慮した居室構造において、吸音拡散体を組み立てる状況を説明する要部拡大斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａに沿った略示断面図である。
【図４】吸音拡散体を構成する音響振動板の両側縁部に切込みを形成した状態を説明する図３のＢ−Ｂに沿った略示断面図である。
【図５】本発明の好ましい第２実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図６】本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造の構成を説明する要部斜視図である。
【図７】本発明の好ましい第３実施形態に係る音響を考慮した居室構造において使用する、吸音拡散体を構成する吸音拡散体ユニットを組み立てる状況を説明する斜視図である。
【図８】吸音拡散体ユニットの斜視図である。
【図９】（ａ）は、吸音拡散キャビネットの斜視図、（ａ），（ｂ）は、吸音拡散キャビネットを居室部に設置した本発明の好ましい第４実施形態に係る音響を考慮した居室構造の略示斜視図である。
【図１０】実施例１における平均吸音率及び残響時間の測定結果を示すチャートである。
【図１１】実施例２における平均吸音率及び残響時間の測定結果を示すチャートである。
【図１２】比較例１における平均吸音率の測定結果を示すチャートである。
【図１３】実施例３における平均吸音率の測定結果を示すチャートである。
【図１４】平均吸音率と残響時間の測定に用いた装置の構成図である。
【００５４】
１０，１０’，２０，３０ 吸音拡散体
１１ 壁（室内壁面）
１２，３２ 枠体
１２ａ，３２ａ 枠体の開口面
１２ｂ 枠体の側面
１３ 音響振動板
１３ａ 音響振動板の開口面側の端辺
１４ 共鳴振動溝
１５ 奥部閉塞部材
１６ 帯板
１７ 案内支持溝
１８ 切込み
１９ 音響透過性を有するシート部材
２１ 天井
２２ 段ボール紙
２３ 発泡断熱材からなる棒状部材
２４ 吸音拡散体ユニット
２５ 枠部材
２６ 床
３１ 吸音拡散キャビネット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
居室部を形成する壁、天井、又は床による室内壁面に、室内に向って開口面が開口する枠体を設け、該枠体に多数の音響振動板を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造であって、
前記多数の音響振動板は、前記開口面と交差する方向に平行に配置されることにより、前記吸音拡散体には、各隣接する音響振動板の間に前記開口面に向けて開口する共鳴振動溝が形成されており、
形成された多数の前記共鳴振動溝の内部には、奥部閉塞部材がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の前記共鳴振動溝はランダムな深さを有している音響を考慮した居室構造。
【請求項２】
前記吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部には、前記開口面側の端辺から溝の深さ方向に延設して切込みが形成されている請求項１に記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項３】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面を覆って、音響透過性を有するシート部材が取り付けられている請求項1又は２に記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項４】
前記多数の音響振動板が、前記枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されている請求項1〜３のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項５】
前記多数の音響振動板は、２．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなる請求項1〜４のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項６】
前記多数の音響振動板は、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されている請求項1〜５のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項７】
前記多数の共鳴振動溝は、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されている請求項1〜６のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項８】
前記多数の共鳴振動溝のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列による深さである請求項1〜７のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項９】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面は、幅６００〜２０００ｍｍの矩形形状に開口している請求項1〜８のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項１０】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面は、前記居室部における室内壁面の全体の面積の
３〜５０％の面積を占めるように設けられている請求項1〜９のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項１】
居室部を形成する壁、天井、又は床による室内壁面に、室内に向って開口面が開口する枠体を設け、該枠体に多数の音響振動板を所定の間隔をおいて配置してなる吸音拡散体が設置されている音響を考慮した居室構造であって、
前記多数の音響振動板は、前記開口面と交差する方向に平行に配置されることにより、前記吸音拡散体には、各隣接する音響振動板の間に前記開口面に向けて開口する共鳴振動溝が形成されており、
形成された多数の前記共鳴振動溝の内部には、奥部閉塞部材がランダムな深さ位置に設けられていて、多数の前記共鳴振動溝はランダムな深さを有している音響を考慮した居室構造。
【請求項２】
前記吸音拡散体の各音響振動板の両側縁部には、前記開口面側の端辺から溝の深さ方向に延設して切込みが形成されている請求項１に記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項３】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面を覆って、音響透過性を有するシート部材が取り付けられている請求項1又は２に記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項４】
前記多数の音響振動板が、前記枠体の開口面と垂直に交差する方向に平行に配置されている請求項1〜３のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項５】
前記多数の音響振動板は、２．５〜５．５ｍｍの厚さの薄板部材からなる請求項1〜４のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項６】
前記多数の音響振動板は、３０〜１００ｍｍの間隔をおいて平行に配置されている請求項1〜５のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項７】
前記多数の共鳴振動溝は、０〜３８０ｍｍの範囲でランダムな深さに形成されている請求項1〜６のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項８】
前記多数の共鳴振動溝のランダムな深さは、平方剰余擬似ランダム配列による深さである請求項1〜７のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項９】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面は、幅６００〜２０００ｍｍの矩形形状に開口している請求項1〜８のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【請求項１０】
前記吸音拡散体が設置された前記枠体の開口面は、前記居室部における室内壁面の全体の面積の
３〜５０％の面積を占めるように設けられている請求項1〜９のいずれかに記載の音響を考慮した居室構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１７０９（Ｐ２０１０−１７０９Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６３６１５（Ｐ２００８−１６３６１５）
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００１８３４２８）住友林業株式会社 (540)
【Ｆターム（参考）】
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