説明

RC構造部材

【課題】ポーラスなビーズ法発泡ポリスチレンフォーム(EPS)の優れた吸音性能や異なる共振点を利用して、RC建造物の界壁および界床を介した音の空間伝播における遮音性を改善するRC構造部材を提供する。
【解決手段】コンクリート界壁2に沿って断熱材51〜54を配設して形成される遮音断熱壁構造において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材を用いる。更に、隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体からなり、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、また、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いることができる。特定の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に配設した複層構造体を用いることもできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、RC建造物の断熱遮音構造に関するものであって、特に、界壁あるいは界床など境界形成構造部材の遮音性の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
RC建造物からなる集合住宅の省エネルギー対策として、境界構造部材である界壁などの製作にあたり、予めケイ酸カルシウム板を断熱材としてコンクリート打設枠材に組み込んでおき、コンクリートの硬化後に、界壁表面にそのケイ酸カルシウム板が表面に配置されるようにして、断熱性能を高める壁構造が実用化されている。
【0003】
このような断熱構造を採用した界壁の場合、打ち放しコンクリート壁の場合より遮音性能が低下するという問題が発生したため、その改善が要望されている。その対策として、特許文献1には、一方の壁面の断熱形枠にはケイ酸カルシウム板を配置し、反対側の他方の壁面にはフレキシブル板を配置するようにして共振による遮音性能の低下防止ができる構造を提案している。
【0004】
一方、遮音性断熱材として、発泡プラスチック系断熱材も実用化されており、例えば、押出法発泡ポリスチレン断熱板(JIS A 9511準拠の3種bなど。以下、XPSという)を裏打ちした石こうボードを下地コンクリート面に後貼り施工するS1工法が、独立行政法人都市再生機構の断熱・防露工法として1967年から広く採用されている。
【0005】
非特許文献1には、このS1工法の遮音欠損防止に関する研究が報告されている。これによると、石こうボードにビーズ法発泡ポリスチレンフォーム(同上のJIS準拠。以下、EPSという)を組み合せた断熱パネルが優位であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−328468号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】漆戸幸雄他、「フジタ技術研究報告、第42号」発行:2006年、25〜30頁「断熱パネル後貼り工法により断熱補強された界壁の遮音欠損防止技術の検討」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記のRC建造物の界壁および界床を介した音の空間伝播における遮音欠損をより改善するためになされたものであり、ポーラスなビーズ法発泡ポリスチレンフォーム(ポーラスEPS)などのすぐれた吸音性能を利用し、また各々異なる共振点(静的バネ定数と相関しており、その周波数帯域で遮音欠損を起こすバネ特性に等しい)を持つ発泡ポリスチレン材料を組合せて、100Hz〜3KHzの全帯域に亘り、共振現象、即ち遮音欠損帯を無くすよう補完させ合うこと等により、遮音性に優れたRC建造物の界壁、界床などの境界形成構造部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の問題は、次のRC建造物の境界形成構造部材である、コンクリート界壁およびコンクリート界床に関する本発明によって解決することができる。
(コンクリート界壁その1)
本発明は、RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界壁に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱壁において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材であり、これを請求項1に係る発明とする。
【0010】
(コンクリート界壁その2)
また本発明は、RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界壁に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱壁において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有し、かつ、隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体からなり、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、また、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材であり、これを請求項2に係る発明とする。
【0011】
(コンクリート界壁その3)
前記断熱材として、請求項2に記載のポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に配設した複層構造体を用いることができ、これを請求項3に係る発明とする。
【0012】
(コンクリート界壁その4)
また、他方の壁面側に設けられる断熱材として、XPS断熱材を配設することができ、これを請求項4に係る発明とする。
【0013】
(コンクリート界床その1)
また本発明は、RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界床に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱床において、床上面側または床下面側の少なくとも一方の面に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材、又は同等密度を有し、かつ隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体からなり、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、また、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材であり、これを請求項5に係る発明とする。
【0014】
(コンクリート界床その2)
前記断熱材として、請求項5に記載のEPS成形部材又はポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に配設した複層構造体を用いることができ、これを請求項6に係る発明とする。
【0015】
(コンクリート界床その3)
また、向かい合う他方の床面側に設けられる断熱材として、XPS断熱材を配設することができ、これを請求項7に係る発明とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明のRC構造部材は、界壁または界床に特定の密度やバネ定数、又は通気度を有するEPSを組合せて配設することにより、界壁または界床を挟んだ音の空間伝播における遮音欠損をより改善することができ、遮音性に優れたRC建造物の境界形成構造部材を提供できるという優れた効果がある。よって本発明は、工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】RC建造物の界壁、界床の壁断熱材、床(天井)断熱材の位置関係を示す縦断面概念図である。
【図2】片面単層XPSを基準とした場合の本発明の断熱材の透過損失(dB)を示すグラフである。
【図3】両面単層XPSを基準とした場合の本発明の断熱材の透過損失(dB)を示すグラフである。
【図4】RC裸壁、片面および両面単層XPS断熱材の透過損失(dB)を示すグラフである。
【図5】密度と透過損失(dB)の関係を示すグラフである。
【図6】ポーラスEPSの通気度と透過損失(dB)の関係を示すグラフである。
【図7】静的バネ定数と透過損失(dB)の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
いかに、本発明のRC構造部材の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明のRC建造物の境界形成構造部材であるコンクリート界壁およびコンクリート界床に関するRC構造部材に係るものであり、図1に示すように、例えば、界床2として地面に面する界床21、部屋間に位置する界床22、最上階屋上に面する界床23および、界壁3として屋外に面する界壁31、部屋間に位置する界壁32があり、それぞれの界床2、界壁3には、床断熱材41、43、天井断熱材42、44、および壁断熱材51、52、53、54などが配設されている。
【0019】
以下、コンクリート界壁に関する実施形態について説明する。
(コンクリート界壁)
本発明においては、コンクリート界壁に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱壁構造において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有し、EPS成形部材を用いるところに重要な要点がある。また、断熱材として、25kg/m以上の同等の密度を有し、かつ、隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体であって、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いることができる。
なお、前記通気度はJIS L 1096に準拠して測定したものである。
【0020】
この25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材としては、本件出願人の先願に係る特開2007−106973号公報にて提案した強度に優れかつ多孔質のEPS(以下、ポーラスEPSという)が適当である。すなわち、このポーラスEPSは、隣り合うポリスチレン発泡粒子それ自体が溶融した融着部により互いに結合することで高強度を発現し、かつ通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔(開気孔)を備えていることから、この複雑な空間経路が音波に減衰効果を奏して好ましい吸音性を発揮することができる。
【0021】
このようなポーラスEPS成形部材は、所要の形状の型内に発泡性樹脂粒子を充填し、その融着温度に加熱したときに型内圧力より高圧な制御用空気を型内に導入し、型内をより高圧状態に加圧することにより、隣り合う発泡粒子が溶融して強固に結合されるとともに圧縮され、好ましい三次元連通気孔(開気孔)が形成されることにより製造される。
【0022】
さらに、コンクリート界壁に沿って配設される断熱材として、より好ましい構成は、前記したポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に組み合せた複層構造体を用いることである。
【0023】
本発明のポーラスEPSは、通気度が5cc/cm・sec以上の高気孔率で、且つ10N/cm以上の曲げ強度を持っている。これに対して、比較的低密度でありかつ30×10N/m以下の比較的低い静的バネ定数をもつ弾性EPS成形部材を添着させ、または接合させた複層構造体を用いることにより、後記のような好ましい吸音効果が得られる。
【0024】
このような密度と静的バネ定数をもつ弾性EPS成形部材は、例えば、10〜14kg/mと比較的低密度で融着成形させたEPSビーズを圧縮成形後、これを弾性の物理定数を安定して得ることができる一般的な成形方法で製造できる。
【0025】
次に本発明のRC構造部材の遮音特性について説明する。
図4は、(1)RC造りの裸壁(断熱材などを全く配設していない厚さ200mmのRC開壁そのままの状態)、(2)その界壁の片面に厚さ25mmの押出法発泡ポリスチレン+厚さ9.5mmの石膏ホボードを配設した形態(片面XPSという)、(3)両面に厚さ25mmの押出法発泡ポリスチレン+厚さ9.5mmの石膏ボードを配設した形態(両面XPSという)におけるそれぞれについて、100Hz〜5kHzの音波の透過損失(dB)を示すグラフである。
【0026】
これらの構造において、JIS A 1416に準拠した測定方法により音波の透過損失(dB)を測定したものである。
これによると、(1)RC裸壁に対して、(2)片面XPS、(3)両面XPSのいずれも、400Hz〜3kHzにおいて相当な遮音欠損が生じることが示され、(4)片面XPS、に対して(3)両面XPSの場合は、遮音欠損の程度が15dB程度となり、より欠損の著しいことが示されている。
【0027】
図2は、RC界壁の片側に断熱部材+厚さ9.5mmの石膏ボードを配設した次の3種類の形態について、100Hz〜5kHzの音波の透過損失(dB)を示すグラフである。
(4)界壁の片面に厚さ25mmのビーズ法発泡ポリスチレン(密度29kg/m)を配設した形態(片面EPSという)。
(5)界壁の片面に厚さ25mmのビーズ法発泡ポーラスポリスチレン(密度:30kg/m、通気度:5cc/cm・sec以上)を配設した形態(片面ポーラスEPSという)。
(6)このポーラスEPS(厚さ20mm)に厚さ20mmの弾性発泡ポリスチレン(EFという)(静的バネ定数:21.2×106N/m)を積層した複合板を配設した形態。
(片面ポーラスEPS+EF複合)
なお、ここでの表示は、片面XPSの透過損失値を基準として、それに対するdB差をプロットしてある。つまり、プラス表示は遮音性が向上、マイナスは遮音性が低下したことを示している。
【0028】
これによれば、(4)EPS→(5)片面ポーラスEPS→(6)ポーラス+EF複合の順で、630〜4000Hzにおいて遮音欠損が最大15〜30dB程度、片面XPSに対し大きく改善されている。一方、630Hz以下では改善されない。
【0029】
図3は、RC界壁の両側に断熱部材+厚さ9.5mmの石膏ボードを配設した次の(7)、(8)、(9)の3種類の形態の透過損失(dB)を示すグラフである。
(7)界壁の片面に厚さ25mmのビーズ法発泡ポリスチレン(密度:29kg/m)を配設し、他面には、厚さ25mmの押出法発泡ポリスチレンXPSを配設した形態(EPS/XPS)。
(8)界壁の片面に厚さ25mmのビーズ法発泡ポーラスポリスチレン(密度:29kg/m、通気度:5cc/cm・sec以上)を配設し、他面には、厚さ25mmの押出法発泡ポリスチレンXPSを配設した形態(ポーラスEPS/XPS)。
(9)このポーラスEPS(厚さ20mm)に厚さ20mmの弾性発泡ポリスチレン(EFという)(静的バネ定数:21.2×106N/m)を積層した複合板を配設し、他面には、厚さ25mmの押出法発泡ポリスチレンXPSを配設した形態(ポーラスEPS+EF/XPS)。
なお、ここでの表示では、両面にXPSを配設したものの透過損失値(ddB)を基準として、それに対する透過損失差(ddB)をプロットしてあり、図3と同様にプラス表示は遮音性が向上、マイナスは遮音性が低下したことを示している。
【0030】
この結果によれば、(7)、(8)、(9)のいずれも基準に対して改善が認められるが、(7)(EPS/XPS)は改善される値が2500kHz付近で最大でも5dBに満たないが、(8)(ポーラスEPS/XPS)では最大5dBを超える改善が認められる。(9)(ポーラスEPS+EF/XPS)の場合には、もっとも大きな改善が認められ、2500kHz付近で最大15dB程度の向上が観測され、遮音欠損は実質的に解消されることが分かった。
【0031】
図5は、EPS成形部材の密度と遮音性の関係を示すグラフである。
本発明では、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材を用いるのであるが、この密度が好ましい理由は、図5に示すように、25kg/m以上の密度の範囲において優れた遮音特性が得られるからである。この結果は、本発明のポーラスEPS成形部材の場合にもほぼ同様に対応している。
【0032】
この場合の試験体の仕様は、1810×800×30mmの大きさで、密度30kg/m以上、20kg/m以上、15kg/m以上の3種類のポーラスEPS成形部材である。
【0033】
図6は、ポーラスEPSの通気抵抗と遮音性の関係を示すグラフである。
本発明では、5cc/cm・sec以上の通気度を有するポーラスEPS成形部材を用いるのであるが、この通気度が好ましい理由は、図6に示すように、その通気度の範囲において優れた遮音特性が得られるからである。
【0034】
この場合のポーラスEPSの試験体の仕様は、1810×800×30mmの大きさで、密度30kg/m以上のポーラスEPS成形部材のうち、通気度が5.9cc/cm・secのものと1.31cc/cm・secの密度が同じで通気度が異なるポーラスEPS成形部材である。
【0035】
図7は、弾性EPSの静的バネ定数と遮音性の関係を示すグラフである。
本発明では、30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材を用いるのであるが、この静的バネ定数が好ましい理由は、図7に示すように、弾性EPS成形部材と密度25kg/m以上のEPS(ポーラスを含む)成形部材の静的バネ定数は、各々、XPS材のそれとは全く異なる。即ち、共振周波数帯域がXPSでは500Hz以上の高域側に在るのに対し、EPS材のそれは、密度25Kg/m以上では中域側に、弾性EPSでは低域側と、各々500〜100Hzに存在する。このことは、集合住宅で問題となる生活騒音の内、特にかん高い話し声やテレビのコマーシャル音に対しEPS材は、空気伝播音遮断効果が大きいことが判る。又、この時コンクリートの界壁や界床を介して反対側にXPS材が在ると、EPSが不得意な低域側でも、優れた遮音特性が得られる。
【0036】
以上説明した断熱材は、界壁31にように屋外に面した界壁では、部屋側の壁面に配設される壁断熱材51がそれに該当する。また、部屋間を区切る界壁32の場合には、他方の壁面側に断熱材として、XPS断熱材を配設するのが遮音効果の好ましい結果を与える。
【0037】
(コンクリート界床)
以上、コンクリート界壁の場合について説明したが、コンクリート界床の場合も同様に応用することができる。
すなわち、コンクリート界床に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱床において、床上面側または床下面側の少なくとも一方の面に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材を用いるか、又は同等密度を有し隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体であって、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いる点を特徴とするRC構造部材である。
また、前記EPS成形部材、又はポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有するEPS成形部材を層状に配設した複層構造体を用いる点を特徴とするRC構造部材である。
【0038】
更には、向かい合う他方の床面側に設けられる断熱材として、XPS断熱材を配設したことを特徴とするRC構造部材である。例えば、前記EPS成形部材を床上面側に配設し、一方、床下面側(天井側)にはXPS断熱材を配設して、前記界壁の場合と同様に異なる断熱材を配置するようにすると遮音性能上、より好ましい結果を得ることができる。
コンクリート界床の場合も、前述したコンクリート界壁と同様、遮音欠損帯を無くすよう補完させ合うことで、遮音性に優れたRC建造物の界床材を提供することができる。
【符号の説明】
【0039】
2 界床
21 地面に面する界床
22 部屋間に位置する界床
23 最上階屋上に面する界床
3 界壁
31 屋外に面する界壁
32 部屋間に位置する界壁
41、43 床断熱材
42、44 天井断熱材
51、52、53、54 壁断熱材


【特許請求の範囲】
【請求項1】
RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界壁に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱壁において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材。
【請求項2】
RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界壁に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱壁において、一方の壁面側に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有し、かつ、隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体からなり、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、また、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材。
【請求項3】
断熱材として、請求項2に記載のポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に配設した複層構造体を用いたことを特徴とするRC構造部材。
【請求項4】
他方の壁面側に設けられる断熱材として、XPS断熱材を配設したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のRC構造部材。
【請求項5】
RC建造物の境界形成構造部材であって、コンクリート界床に沿って断熱材を配設して形成される遮音断熱床において、床上面側または床下面側の少なくとも一方の面に設けられる断熱材として、25kg/m以上の密度を有するEPS成形部材、又は同等密度を有し、かつ隣り合うポリスチレン発泡粒子をそれ自体が溶融した融着部により結合した成形体からなり、通気度5cc/cm・sec以上の三次元連通気孔を有し、また、10N/cm以上の曲げ強度を有するポーラスEPS成形部材を用いたことを特徴とするRC構造部材。
【請求項6】
断熱材として、請求項5に記載のEPS成形部材又はポーラスEPS成形部材と、10〜14kg/mの密度を有し、かつ30×10N/m以下の静的バネ定数を有する弾性EPS成形部材とを層状に配設した複層構造体を用いたことを特徴とするRC構造部材。
【請求項7】
向かい合う他方の床面側に設けられる断熱材として、XPS断熱材を配設したことを特徴とする請求項5または6に記載のRC構造部材。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−157793(P2011−157793A)
【公開日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−22723(P2010−22723)
【出願日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【出願人】(591209361)DAISEN株式会社 (9)
【出願人】(303059990)油化三昌建材株式会社 (29)
【Fターム(参考)】