346KB - ニチアス

NO.324
2001 2 号
〈技術レポート〉
JIS 改正に伴う音響透過損失の比較評価
浜松研究所 建材−Ⅰ分野 工 藤 和 広
1．は じ め に
JIS の国際整合化に伴って表 1 に示す建築音響
関連 JIS が昨年に改訂された。間仕切壁などの遮
音性能を評価する音響透過損失（実験室での空気
音遮断性能）の測定方法（JIS A 14161））とその
評価方法（JIS A 14192））などが該当する。
音響透過損失は旧 JIS では不整形の残響室で測
定していたが，新 JIS では従来の残響室を「タイ
プø試験室」と呼び，ISO140-1 に規定する直方体
の試験室を「タイプ¿試験室」と呼んで両試験室
での測定が規格化された。新旧 JIS の比較を表 2
に示す。
弊社浜松研究所の音響試験室 3）4）は JIS の改訂
を考慮して新 JIS で規定された直方体の試験室
写真 1 ISO 音響試験室の外観
「タイプ¿試験室」と従来の残響室「タイプø試
験室」が併設されている（図 1 参照）。試験体は
あらかじめカセット枠の中に作り込んでおき，
表 2 新旧 JIS の比較（JIS A 1416）
そのカセット枠自体を試験室にセットする方式を
とっており，同一試験体で両試験室における測定
が可能である。
表 1 改訂された JIS（2000 年）
JIS A 1416 「実験室における建築部材の空気音遮断性の
測定方法」
新 JIS
実験室
タイプø試験室
（残響室）
タイプ¿試験室
試験体の取り
付け位置
ニッシェ＊）の深さが
2 ： 1 の位置
音源数
2 以上
（選定試験が必要）
音源
広帯域ノイズ
1/3,1/1oct 帯域ノイズ
測定周波数
100 ∼ 5,000
（Hz）
JIS A 1417 「建築物の空気音遮断性能の測定方法」
JIS A 1418 「建築物の床衝撃音遮断性能の測定方法」
第 1 部：標準軽量衝撃源による測定
第 2 部：標準重量衝撃源による測定
JIS A 1419 「建築物及び建築部材の遮音性能の評価方法」
第 1 部：空気音遮断性能
第 2 部：床衝撃音遮断性能
測定結果
小数点第 1 位
マイクロホン
固定式，移動式
側路伝搬補正
記述あり
旧 JIS
残響室
−
1
1/3，
1/1oct帯域ノイズ
125 ∼ 4,000
（Hz）
＊ ニッシェとは開口部の奥行き方向の試験体取り付け位置
整数
固定式
−
測定室
受音室
音源室
タイプⅠ試験室
(250m3)
(200m3)
20m
タイプ¿
試験室
3
（51m ）
準
備
室
試験体
カセット枠
硬質ゴム
台
車
(56m3)
20m
図 2 タイプø試験室の構造
図 1 音響試験室の平面図
ット枠の両側からエアーチューブを膨らませてシ
従来の残響室「タイプø試験室」は公的試験機
ールする構造である。両試験室とも試験体と試験
関をはじめ国内に多数あるが，「タイプ¿試験室」
室との縁が切れた構造になっており，側路伝搬の
は数少ない。また「タイプø試験室」と「タイプ
影響を極力小さくするよう工夫している。
¿試験室」の両方を所有しているのは弊社だけで
測定限界の目安である最大音響透過損失（以下
R’max と記す。）の測定を「タイプø試験室」に
ある（2000 年現在）。
本報では構造及び遮音性能が異なる 5 種類の試
ついて行ったところ，R’max-70 であった。R’max
験体について「タイプⅠ試験室」及び「タイプ¿試
との差が 15dB 以上の試験体では側路伝搬の影響
験室」での遮音測定結果について報告する 5）。
が無視できる。よって音響透過損失（以下 R と記
す。）は，R-55 まで側路伝搬の影響を考慮せずに
2．試 験 室
測定できる。R’max との差が 15dB 以内の遮音性
音響試験室の仕様を表 3 に示す。「タイプø試
が高い試験体の測定結果は，準音響透過損失（以
験室」（残響室）は図 2 に示す様に試験体を施工
下 R’と記す。）となり，側路伝搬を含んだ結果と
したカセット枠を試験室開口部の硬質ゴムに押し
なる。
つけてシールする構造である。一方，「タイプ¿
タイプ¿試験室の測定限界は直接測定してはい
試験室」は図 3 に示す様に試験体を施工したカセ
ないが，遮音性の高い試験体をタイプø，¿で測
り比べると，タイプ¿試験室の方の測定値が高く
なる。よってタイプ¿試験室は R’max-70 以上と
表 3 試験室の仕様及び試験方法
タイプø試験室
音源室
室形
室容積
受音室
タイプ¿試験室
音源室
不整形 7 面体
3
（m ）
表面積 （m2）
残響時間 （S）
音源
マイクロホン
試験体サイズ
受音室
音源室
直方体
200
250
51
56
204
25 ∼ 3
236
25 ∼ 3
51
2∼1
87
2∼1
広帯域ノイズ
広帯域ノイズ
固定式（5 本）
移動式（1 本）
面積 10m2（3,650W × 2,740H × 350D）
受音室
カセット枠
試験体
エアーチューブ
図 3 タイプ¿試験室の構造
推察できる。
80
石膏ボード二重壁（ロックウール）
3．タイプø，¿試験室での音源設置位置
の数と最適音源位置の選定
70
タイプ¿試験室は直方体の試験室なので反射音
60
と数の選定が必要である。しかしタイプø試験室
は拡散音場なので定在波の影響はない。そこで
JIS A1416 の附属書に基づいて両試験室の音源設
置位置の数と最適音源位置の選定試験を行った。
タイプ¿試験室では，12 ヶ所の音源位置で選定試
音響透過損失（dB）
による定在波が発生するため，最適な音源の位置
50
40
30
験を行った。その一例の生データを図 4，5 に示
す。図をみると 500Hz 以下の低周波域で測定値の
20
ばらつきが大きいことがわかる。100 ∼ 315Hz で
のばらつき具合によって音源位置とその数が決ま
10
る。規格では最低 2 ヶ所以上の音源位置の数が規
定されており，測定値に殆どばらつきのないタイ
0
プø試験室は，最低 2 ヶ所，定在波によるばらつ
63
125
250
500
1000 2000 4000
中心周波数（Hz）
きのあるタイプ¿試験室は，3 ∼ 5 ヶ所の音源位
置が選定された。
図 4 音源位置 12 ヶ所での生データ（試験体 1）
音源位置の数は試験体の種類によって異なるた
め本報では全ての試験体について選定試験を実施
80
したうえで測定を行った（表 4 参照）。
硬質石膏ボード二重壁（ロックウール）
4．試 験 体
70
表 4 に示す 5 種類の試験体の音響透過損失 R を
60
・試験体 1 は石膏ボード 12.5t の二重壁で中空部に
表 4 試験体の内訳と音源位置の数
試 験 体
壁厚
面重量
mm
kg/m2 タイプø タイプ¿
音源位置数
1．
石膏ボード二重壁
（ロックウール 55t）
145
28
2
5
ケイカル･石膏ボード二重壁
2．
（発泡ポリスチレン 75t）
152
38
2
5
3．
ALC･石膏ボード二重壁
（発泡ポリスチレン 30t）
189
64
2
4
4．
ALC･石膏ボード二重壁
（ロックウール 55t）
189
66
2
3
5．
硬質石膏ボード二重壁
（ロックウール 25t × 2）
147
音響透過損失（dB）
タイプø試験室及びタイプ¿試験室で測定した。
50
40
30
20
71
2
3
10
0
125
250
500
1000 2000 4000
中心周波数（Hz）
図 5 音源位置 12 ヶ所での生データ（試験体 5）
ロックウール（ホームマット）55t を使った壁
あてはめて評価していた。1/3oct を 1/1oct へ合成
構造である。
計算するには（1）式を使う。
・試験体 2 は片面を合板 7.5t に珪酸カルシウム系
TL（1/1oct）＝−10log（10− TL1/10 ＋10− TL2/10 ＋10−TL3/10）
の外壁材 12.5t とし，もう一方の片面を石膏ボ
ード 12.5t とした二重壁で，中空部には発泡ポ
……………（1）
TL（1/1oct）：合成計算した 1/1oct の透過損失値
TL1，
TL2，
TL3 ：隣り合う 1/3oct の透過損失値
リスチレン断熱材 75t を使った壁構造である。
・試験体 3 は ALC75t と石膏ボード 12.5t の二重壁
新 JIS では音響透過損失 R が明確に規定され，
で，中空部に発泡ポリスチレン断熱材 30t を使
表 5 に示す多くの音響透過損失評価量 2）が記載さ
った壁構造である。
れている。注意しなければならないのは 1/3oct で
・試験体 4 は試験体 3 の断熱材をロックウール
（ホームマット）55t に置き換えた壁構造である。
は 100 ∼ 2,500Hz，1/1oct では 125 ∼ 2,000Hz の範
囲で評価することになったことである。
・試験体 5 は石膏ボード 21t に珪酸カルシウム板
本報の音響透過損失測定結果は，Rw（重み付
（NA ラックス）12t を重ね張りした二重壁構造
き評価），Rr（等級曲線による評価），Rm（平均
で，中空部にはロックウール（ビルマット）
値による評価）及び便宜的に Rr 数（Rr を 1dB 間
25t を 2 層使った構造である。
隔で評価した値）で評価した。
Rw 重み付き評価は 1dB 間隔の評価量で周波数
5．評 価 方 法
平均効果をもっており，特定の周波数帯域で評価
従来，音響透過損失 R は 1/3 オクターブバンド
（以降 1/3oct と記す。）の測定値（125 ∼ 4,000Hz）
または 1/3oct の測定値を 1/1oct に合成計算した
値が決まることは殆どない。
Rr はオクターブバンドを対象として図 6 に示す
等級曲線を上回るときの曲線の数値を評価結果と
値（125 ∼ 4,000Hz）を，現場での遮音性評価方
法（室間音圧レベル差）である図 6 の等級曲線に
80
80
基準曲線
等級曲線
70
70
Dr-55
Dr-45
Dr-40
50
Dr-35
40
30
Rw-52
音響透過損失（dB）
空気音遮断性能（dB）
60
Dr-50
60
50
40
30
20
20
空気音遮断性能評価のための基準値
− 空気音遮断性能の等級曲線
10
0
125
250
500
1000 2000 4000
中心周波数（Hz）
図 6 等級曲線
10
0
125
250
500
1000 2000 4000
中心周波数（Hz）
図 7 基準曲線
表 5 音響透過損失の代表的な評価方法
Rw（1/1)
重み付きによる評価
（重み付き音響透過損失）
1/1oct では 125 ∼ 2,000Hz で基準値を下回る総和が 5 バンドで 10dB を上回らない範
囲の最大になるところまで基準曲線（図 7）を移動させ，その 500Hz における値
（dB）。1/3oct は 100 ∼ 2,500Hz までの総和が 32dB を上回らない範囲。
Rr
等級曲線による評価
（音響透過損失）
1/3oct の測定値を 1/1oct に合成して等級曲線（図 6）を用いて評価する。添え字 r
は 5dB 間隔の評価量を意味する。
Rm
平均値による評価
（平均音響透過損失）
1/3oct では 100 ∼ 2,500Hz の 15 帯域，1/1oct では 125 ∼ 2,000 までの 5 帯域の算術
平均値。
1/3oct の場合には添え字で（1/3），1/1 の場合には添え字で（1/1）と記載する。
する方法（接線法）であり，従来から行われてい
ある。便宜的に使われてきた評価量であるが，最
た方法である。ただしこの方法には，4,000Hz を
近の音響評価実験によってその妥当性が明らかに
含まない。その等級曲線は 5dB 間隔の評価量であ
なった評価量である。
るため小さな差が評価できないので便宜的に 1dB
間隔の評価量として Rr 数をここで定義する。Rr
6．試験結果及び評価結果
数は TLD 値に相当する（ただし 4,000Hz は含まな
各試験体の音響透過損失測定結果を図 8 ∼ 12
い）。この様な接線法では低音域（125Hz）の測
に示す。音響透過損失 R は選定試験により選定し
定値で遮音性能が決まる傾向がある。
た音源位置での測定値を算術平均した値である。
評価結果のまとめを表 6 に示す。5 種類の試験
Rm は 1/3oct で 100 ∼ 2,500Hz の 15 帯域，
1/1oct で 125 ∼ 2,000Hz の 5 帯域の算術平均値で
体の遮音性能は Rr-30 ∼ 55 で，一般的な間仕切壁
80
石膏ボード二重壁（ロックウール）
70
石膏ボード 12.5t
Rr-55
60
ロックウール 55t
Rr-50
音響透過損失（dB）
Rr-45
50
Rr-40
Rr-35
40
30
20
12.5
120
12.5
タイプø
（1/3oct）
145
タイプ¿
（1/3oct）
10
0
125
250
500
1000
中心周波数（Hz）
図 8 音響透過損失の比較（試験体 1）
2000
4000
80
ケイカル・石膏ボード壁（発泡ポリスチレン）
70
Rr-55
60
Rr-50
ケイカル 12t
発泡ポリスチレン 75t
石膏ボード 12.5t
音響透過損失（dB）
Rr-45
合板 7.5t
50
Rr-40
Rr-35
40
30
20
タイプø
（1/3oct）
タイプ¿
（1/3oct）
10
.
7.5
120
12.5
152
0
125
250
500
1000
2000
4000
中心周波数（Hz）
図 9 音響透過損失の比較（試験体 2）
80
ALC・石膏ボード壁（発泡ポリスチレン）
70
ALC 75t
Rr-55
石膏ボード 12.5t
60
Rr-50
50
Rr-40
Rr-45
発泡ポリスチレン 30t
音響透過損失（dB）
12
Rr-35
40
30
20
タイプø
（1/3oct）
75
71.5 30 12.5
タイプ¿
（1/3oct）
10
189
0
125
250
500
1000
2000 4000
中心周波数（Hz）
図 10 音響透過損失の比較（試験体 3）
80
ALC・石膏ボード壁（ロックウール）
70
ALC 75t
Rr-55
石膏ボード 12.5t
Rr-45
音響透過損失（dB）
ロックウール 55t
Rr-50
60
50
Rr-40
Rr-35
40
30
20
タイプø
（1/3oct）
75
55
タイプ ¿
（1/3oct）
10
12.5
189
0
125
250
500
1000
2000 4000
中心周波数（Hz）
図 11 音響透過損失の比較（試験体 4）
80
硬質石膏ボード二重壁（ロックウール）
ロックウール 25t
70
石膏ボード 12.5t
Rr-55
石膏ボード 21t
60
Rr-50
ロックウール 25t
音響透過損失（dB）
Rr-45
Rr-40
50
Rr-35
40
30
20
タイプø（1/3oct）
タイプ¿（1/3oct）
10
12.5 21 80 21 12.5
147
0
125
250
500
1000 2000 4000
中心周波数（Hz）
図 12 音響透過損失の比較（試験体 5）
表 6 評価結果
試 験 体
Rw（1/1）
十分に考慮した試験を行う必要があると考えられ
Rr
Rr 数
Rm
ø ¿ ø ¿ ø ¿ ø ¿
1．
石膏ボード二重壁
（ロックウール）
41 40 30 30 34 32 38 38
2．
ケイカル･石膏ボード二重壁
（発泡ポリスチレン 75t）
41 39 35 35 35 34 39 39
3．
ALC･石膏ボード二重壁
（発泡ポリスチレン 30t）
48 49 45 45 45 45 48 49
4．
ALC･石膏ボード二重壁
（ロックウール 55t）
57 58 50 50 53 54 53 54
5．
硬質石膏ボード二重壁
（ロックウール 25t × 2）
57 57 64 65 55 55 59 61
る。
8．お わ り に
タイプ¿試験室は数少ないということもあり，
本報の様な比較データは現在ほとんどない。今回
の測定結果からタイプø試験室とタイプ¿試験室
の測定値はおおよそ一致するということがわかっ
た。よって音響透過損失の測定はどちらのタイプ
の試験室で測定しても差し支えないと言える。
今回の測定では単一指向性の音源を使用した
が，タイプ¿試験室の測定では無指向性音源が推
奨されている。無指向性音源では定在波の影響が
の性能の範囲である。
少なくなる可能性がある。今後は無指向性音源
測定結果から，各評価方法におけるタイプø試
（12 面体音源）を用いた測定を行っていくととも
験室とタイプ¿試験室の音響透過損失は，ほぼ一
に従来の指向性音源での測定結果と比較を行う予
致することが確認された。
定である。
図 12 は Rr-55 で最も遮音性が高い試験体の測定
タイプ¿試験室は公的試験機関やゼネコンの技
結果であり，この図ではコインシデンス周波数
術研究所などで建設計画がある。本稿が今後タイ
（2,000Hz）以外の周波数域で，タイプ¿試験室の
プ¿試験室を検討していくうえでお役に立てれば
方が若干音響透過損失が高かった。その原因はタ
イプ¿試験室の方がタイプø試験室よりも限界性
能が高いためであると思われ，タイプø試験室の
測定値には側路伝搬の影響が含まれている可能性
がある。
7．ま と め
・タイプø試験室とタイプ¿試験室での測定結果
は，2dB 以内で一致することがわかった。またど
ちらかの試験室の音響透過損失測定値が大きく測
定されるという傾向はないが，遮音性能が高い試
験体では，試験室の限界性能に起因して測定結果
に差が生じる可能性が認められた。
・タイプ¿試験室の測定では，試験体の違いによ
幸いである。
参考文献
1） JIS A 1416（2000）「実験室における建築部材の空気音
遮断性能の測定方法」
2） JIS A 1419（2000）「建築物及び建築部材の遮音性能の
評価方法」
3） 工藤，吉本：「ニチアスの新設音響試験室（JIS，ISO）
の音響特性について」日本音響学会講演論文集 平成
10 年 9 月 P959
4） 工藤：「ニチアスの音響試験棟の紹介」，音響技術
No.104 P694）JIS A 1419（2000）「建築物及び建築部
材の遮音性能の評価方法」
5） 工藤，釣田：「新 JIS に基づく音響透過損失の測定」
日本音響学会講演論文集 平成 12 年 9 月 P809
筆者紹介
り音源の最適位置や設置数が異なることがわかっ
工藤 和広
た。これに対してタイプø試験室は拡散音場での
浜松研究所 建材−ø分野
測定であるため，音源位置を変えてもほとんど測
定値には差がなかった。このことからタイプ¿試
験室での測定においては，音源の位置や設置数を