2F( 音源室 ) ( 設計硬度 度 ) の 3 種類とした また, 試験体 14,1,16 については, 伝達力の低減を目的とし, 防振ゴム下に同様の発泡ポリエチレン材製の緩衝材 (3 3 1mm 厚 ) を設置した 試験体端部の際根太については, 防振した際根太 ( 防振際根太 ) を設置したも

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1 日本建築学会技術報告集第 19 巻第 42 号, ,213 年 6 月 AIJ J. Technol. Des. Vol. 19, No.42, , Jun., 213 乾式二重床構造における断面仕様の違いによる床衝撃音レベル低減量に関する実験的検討 EXPERIMENTAL STUDY ON REDUCTION OF FLOOR IMPACT SOUND OF FLOATING FLOOR BY DIFFERENCE OF SECTION SPECIFICATIONS 平光厚雄 * 1 井上勝夫 *2 キーワード : 日本住宅性能表示基準, 床衝撃音レベル低減量, 乾式二重床構造, 標準重量衝撃源 Keywords: Japan housing performance indication system, Reduction of floor impact sound, Floating floor, Standard heavy impact sources Atsuo HIRAMITSU ーーーー * 1 Katsuo INOUE ーーーーー * 2 The purpose of this study is to clarify the tendency to the reduction of heavy-weight floor impact sound of the floating floor by difference of the section specifications change. The floating floors were constructed in a box frame-type reinforced concrete construction which regulated in JIS A 144-2, the reduction of transmitted heavy-weight floor impact sound levels were measured. From above results, the relationship between the section specification and the performances of them was examined. Moreover, the correspondence of two heavy/soft impact sources, a car-tire source and a rubber ball source, was investigated. 1. はじめに集合住宅におけるクレームやトラブル等の相談事例をみると, 遮音性能に関連する事項が多くみられる その中でも, 特に重量床衝撃音に関する内容が大半となっている 1) これは, 床衝撃音遮断性能が向上しているものの, 居住者の問題意識や要求性能が高くなったことなどが考えられる 一方, 技術的な観点からいえば, 床衝撃音などの床の性能に関する測定 評価方法の改善や更なる性能向上のための開発が求められているとも言えよう 集合住宅の性能を評価する規制的手法としては, 平成 12 年に施行された住宅の品質確保の促進等に関する法律における住宅性能表示制度があり, 住宅の性能を表示する共通のルールとして, 日本住宅性能表示基準が制定されている 本基準の評価項目 音環境に関すること では, 表示すべき項目として, 重量床衝撃音対策, 軽量床衝撃音対策, 透過損失等級 ( 界壁 ), 透過損失等級 ( 外壁開口部 ) の 4 つが挙げられている ただし, 評価項目 音環境に関すること については, 表示が必須項目でなく選択項目となっており, 実際に性能評価を受ける集合住宅では, ほとんど選択されていないのが現状である 2) 集合住宅の居室の室面積の増加や床仕上げ構造として乾式二重床構造を採用する例が多くなるなど, 床構造や仕様が制定当時から大きく変化し, 現在の評価方法基準では, 建築設計時の評価が難しくなっていることも普及を妨げている理由の一つとして考えられる 乾式二重床構造の床衝撃音レベル低減量に関する研究は, 高倉ら 3) は性能変化の要因について検討を行っている さらには, 古賀ら 4), 豊田ら ) は乾式二重床構造の空気層が床衝撃音レベル低減量に与える影響について, 理論的検討を行っている しかしながら, 乾式二重床構造の普及に伴い, その断面仕様変化が性能に及ぼ す影響について, 十分解明されていないことが課題と言える そこで, 平成 22 年度建築基準整備促進事業において, 評価方法基準の拡充に関する検討として, 乾式二重床構造の床衝撃音レベル低減量に関する仕様と性能の対応性について実験的検証を実施した 本報では, 既報 6) をもとにし, 乾式二重床構造の上部面材や防振ゴムなどの床断面仕様を変更した時の床衝撃音レベル低減量変化と日本工業規格 JIS に規定されている 2 種類の標準重量衝撃源のタイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源の対応性について検討を行った結果について述べる 2. 実験概要 2.1 実験室および測定方法床衝撃音レベルの測定は,JIS A 144-2:27 附属書 C に規定されている, 壁式構造の鉄筋コンクリート造の実験室にて実施した 図 1に実験室の平面図を示す 測定はスラブ厚 2mm の音源室 (2F) の試験体施工範囲の部分に試験体の乾式二重床構造を施工した 施工範囲の対角線を四等分した 点を標準重量衝撃源により衝撃加振し, 受音室 (1F) 内にマイクロホンを設置し, 多チャンネル分析器 (RION( ) 製 SA-1) を用いて床衝撃音レベルを測定した 標準重量衝撃源は,JIS A :2 に規定されている, タイヤ衝撃源 (RION( ) 製 FI-2) とゴムボール衝撃源 (RION( ) 製 YI-1) の 2 種類を使用した なお, 受音室内は, ベッド, 木製の吸音箱, ロックウールなどで JIS A に規定する範囲内に吸音処理を行い, マイクロホンの高さは.7~2.m とランダムに設置した 床衝撃音レベル低減量の算出は, 素面時の床衝撃音レベルから試験体施工時の床衝撃音レベルを差し引いて求めた 本稿の一部は 211 年度日本建築学会大会 ( 関東 ) にて口頭発表した *1 建築研究所主任研究員 修士 ( 工学 ) ( 3-82 つくば市立原 1) *2 日本大学理工学部建築学科教授 工博 *1 *2 Senior Research Manager, Building Research Institute, M. Eng. Prof., Dept. of Architecture, College of Science and Technology, Nihon Univ., Dr. Eng. 619

2 2F( 音源室 ) ( 設計硬度 度 ) の 3 種類とした また, 試験体 14,1,16 については, 伝達力の低減を目的とし, 防振ゴム下に同様の発泡ポリエチレン材製の緩衝材 (3 3 1mm 厚 ) を設置した 試験体端部の際根太については, 防振した際根太 ( 防振際根太 ) を設置したもの ( 試験体 1~12) と乾式二重床構造の中央部で通常使用されている通常の支持脚を設置したもの ( 試験体 13~21) の 2 通りとした また, 試験体 1~9,2,21 については, 支持脚からコンクリートスラブへの伝達力の計測を目的とし, 支持脚下にフォースセンサを設置したが, 本報では, 床衝撃音レベル低減量の結果について報告する なお, フォースセンサは, 養生用両面テープ上に接着剤を用いて, コンクリートスラブ面に固定しているため, 床衝撃音遮断性能に与える影響は無視できると考えられる 1F( 受音室 ) 図 1 実験室平面図 2.2 試験体概要試験体は, 空気層 18mm, 床仕上げ材としてフローリングを想定した合板 (12mm 厚 ) を共通とし, 重量床衝撃音遮断性能に影響を与える要因を考慮して, 上部面材 ( パーティクルボードから床表面までの面材 ) の面密度, 防振ゴムのゴム硬度や形状 ( 厚さ ), 吸音材の有無, 防振ゴムの種類等を変化させた 試験体の一覧を表 1に, 断面図を図 2に示す さらには, 端部のや壁との隙間 (mm) を開放状態としたものと全周粘着テープによる密閉状態の 2 つのパターンをそれぞれの試験体で実施し, 試験体は計 42 種類とした なお, 施工誤差を少なくするために, 試験体の施工者は同一人とした 上部面材は, 床仕上げ材の合板とベースパネルであるパーティクルボードとの間に, アスファルト系の制振シート, フレキシブルボード, 合板 (24mm 厚 ) などを挿入し, 面密度を 21.~82.kg/m 2 まで変化させた 吸音材にはグラスウールを使用し, 吸音材の有無による影響について検討した 支持脚下の防振ゴムについては, 厚さ 21mm でゴム硬度 72.6 度 ( 設計硬度 7 度 ), 厚さ 33mm でゴム硬度 71. ~74.4 度 ( 設計硬度 7 度 ) および, 厚さ 33mm でゴム硬度 2.4 度表 1 試験体一覧 試験体 1 試験体 2 試験体 3 試験体 4 試験体 18 試験体 7 試験体 8 試験体 9 パーティクルボード (t=2) パーティクルボード (t=2) パーティクルボード (t=2) グラスウール 試験体 1 試験体 11 試験体 12 パーティクルボード (t=2) 試験体 No. 上部面材の断面構成 上部面材の面密度 吸音材 試験体 1 合板 +ハ ーティクルホ ート 21.kg/ m2 無 試験体 2 GW 試験体 3 合板 +フレキシフ ルホ ート + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 68.2kg/ m2 GW 試験体 4 無 試験体 合板 + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 1.2kg/ m2 無 合板 +フレキシフ ルホ ート + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 68.2kg/ m2 無 試験体 7 GW 試験体 8 合板 + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 1.2kg/ m2 GW 試験体 9 無 試験体 1 無 試験体 11 合板 +ハ ーティクルホ ート 21.kg/ m2 無 試験体 12 GW 試験体 13 合板 +フレキシフ ルホ ート + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 68.2kg/ m2 無 試験体 14 無 試験体 1 合板 + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 1.2kg/ m2 無 試験体 16 合板 +ハ ーティクルホ ート 21.kg/ m2 無 試験体 17 合板 +フレキシフ ルホ ート + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 68.2kg/ m2 無 試験体 18 合板 + 制振シート+ハ ーティクルホ ート 1.2kg/ m2 無 試験体 19 合板 +ハ ーティクルホ ート 21.kg/ m2 無 試験体 2 合板 + 制振シート+ 合板 24mm 2 枚 +ハ ーティクルホ ート 82.kg/ m2 無 試験体 21 合板 + 合板 24mm 2 枚 +ハ ーティクルホ ート 1.2kg/ m2 無 防振ゴムのゴム硬度と形状 72.6 ( 厚さ 21mm) 73.6 ( 厚さ 33mm) 74.4 ( 厚さ 33mm) 71.( 厚さ33mm) 71.( 厚さ33mm) +( 緩衝材 ) 2.4( 厚さ 33mm) 緩衝材 試験体 13 試験体 14 試験体 1 パーティクルボード (t=2) パーティクルボード (t=2) 緩衝材 試験体 16 試験体 17 試験体 18 パーティクルボード (t=2) 試験体 19 試験体 2 試験体 21 図 2 試験体断面図 18 62

3 3. 床衝撃音レベル低減量測定結果 床衝撃音レベル低減量測定結果一覧を, 試験体端部が開放状態の 時を表 2に, 密閉状態とした時を表 3に示す 標準重量衝撃源の衝撃加振による床衝撃音遮断性能は,63Hz 帯域で決定される傾向にあるため,63Hz 帯域の床衝撃音レベル低減量 ( 以下,ΔL 63Hz とする ) に着目する タイヤ衝撃源では, 最もΔL 63Hz が大きい試験体, すなわち最も性能が高い試験体は, 試験体 17 の密閉時で,ΔL 63Hz=+.8dB となった 逆に, 最も性能の低い試験体は, 試験体 12 の密閉時で, ΔL 63Hz=-12.1dB であった 乾式二重床構造の上部面材の面密度や支持脚下の防振ゴムの種類などにより, 床衝撃音レベル低減量が大きく変化することがわかる 住宅性能表示制度における日本住宅性能表示基準 ( 告示 ) では, タイヤ衝撃源の衝撃加振により, 素面時より性能を悪くしない (ΔL 63Hz=dB と扱える ) 乾式二重床構造のみなし仕様が 1 種類のみ規定されている 今回の結果から, 乾式二重床構造のみなし仕様を拡充する仕様の可能性が示された ゴムボール衝撃源では, 最も性能が高い試験体は, タイヤ衝撃源と同様に, 試験体 17 の密閉時で,ΔL 63Hz=+7.2dB であった 最も性能が低い試験体についても, 試験体 11 および 12 の密閉時であり, ΔL 63Hz=-1.1dB であった タイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源の ΔL 63Hz の値は, 若干の値の差はみられるものの, ほぼ同じ値が得られている 以下, タイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源の対応や乾式二重床構造の仕様が床衝撃音レベル低減量に与える影響等について考察する 表 2 床衝撃音レベル低減量測定結果 ( 端部 : 開放 ) タイヤ衝撃源 ゴムボール衝撃源 試験体 No 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 表 3 床衝撃音レベル低減量測定結果 ( 端部 : 密閉 ) タイヤ衝撃源 ゴムボール衝撃源 試験体 No 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 試験体 考察 4.1 2つの標準重量衝撃源の対応性 JIS A では, 標準重量衝撃源としてタイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源の 2 種類を規定している ゴムボール衝撃源は 2 年に新たに追加導入された衝撃源であるが, 住宅性能表示制度や CASBEE などの基準類では, 殆どがタイヤ衝撃源による評価となっている しかしながら, 現在, 標準重量衝撃源の主流がタイヤ衝撃源からゴムボール衝撃源に移行しつつあり,2 種類の衝撃源による評価結果の対応性が必要となるものと考えられる タイヤ衝撃源による床衝撃音レベル低減量からゴムボール衝撃源による床衝撃音レベル低減量を差し引いた結果を, 平均値と標準偏差を求めて図 3に示す これらをみると,31.Hz,63Hz 帯域の低周波数域の床衝撃音レベル低減量の差はほぼ でばらつきも小さくなった よって,31.Hz,63Hz 帯域に限定すれば,2 つの標準重量衝撃源による床衝撃音レベル低減量の読み替えが可能であると言える 12Hz 帯域以上の周波数域では, 周波数が高くなるほどその差は大きくなり, 試験体の断面仕様の違いによるばらつきについても, 大きくなっている これは, 乾式二重床構造が衝撃力の大きさによって非線形な応答を示すことが考えられ, この非線形の度合いが 2 つの標準重量衝撃源による床衝撃音レベル低減量の差にあらわれたものと推察される 図 3 2 つの標準重量衝撃源の床衝撃音レベル低減量の差 ( タイヤ衝撃源 -ゴムボール衝撃源, 左 : 端部開放, 右 : 端部密閉 ) 4.2 吸音材の有無による検討図 4に乾式二重床構造の下部空気層への吸音材の有無による床衝撃音レベル低減量の測定結果の例を示す この図を比較してみると, 乾式二重床構造の上部面材の面密度などの断面仕様が変化しても, 63Hz 帯域以上では, 吸音材の有無による床衝撃音レベル低減量に大きな差がみられなかった 試験体 3 と 4, 試験体 8 と 9 の比較結果も同様であることから, 今回測定した乾式二重床構造のような断面仕様の場合には, 空気層内に吸音材を挿入しても, 床衝撃音遮断性能はほとんど変化しないことがわかった 2 1 試験体 1 1 試験体 試験体 図 4 空気層への吸音材の有無による床衝撃音レベル低減量 621

4 4.3 端部の開放状態の違いによる検討 試験体端部の隙間の開放, 密閉の影響を検討するため, 開放時の 床衝撃音レベル低減量から密閉時の床衝撃音レベル低減量を差し引いたものを, 標準重量衝撃源別に図 に示す タイヤ衝撃源の場合, 全周波帯域のレベル差が db を上回る試験体が多く, 端部を開放状態にした方が性能は高くなっている これは, 端部を開放状態にすることにより, 乾式二重床構造下部の空気層内の空気による音圧加 3),) 振が小さくなるためであり, 既往等の報告例と一致している 一方, ゴムボール衝撃源の場合は, 衝撃力が小さいため, 面材の変形も小さく, 空気層内の空気による加振力が低下し, 密閉と開放のレベル差が小さくなる傾向にある 63Hz や 12Hz 帯域でのレベル差がマイナスの値, すなわち端部を密閉とした方が性能は高い試験体が多くなっている 図 6に乾式二重床構造の上部面材の面密度とΔL 63Hzの端部開放と密閉のレベル差の関係について示す 2 つの標準重量衝撃源はともに, 上部面材の面密度が大きい程,ΔL 63Hz のレベル差が小さく, つまり端部が密閉の方が, 性能が高くなる傾向がみられた 乾式二重床構造の上部面材の面密度がおよそ kg/m 2 より大きくなると, 端部を開放より密閉にした方が,ΔL 63Hz が大きくなることが伺えた k 2k k 2k 図 端部の開放状態の違いによる床衝撃音レベル低減量の差 ( 開放時 - 密閉時, 左 : タイヤ衝撃源, 右 : ゴムボール衝撃源 ) 端部の違いによる ΔL 63Hz の差 (db) タイヤ衝撃源ゴムボール衝撃源 乾式二重床構造の上部面材の面密度 (kg/m 2 ) 図 6 上部面材の面密度と端部の違いよる ΔL 63Hz の差の関係 4.4 上部面材の面密度の違いによる検討 支持脚下の断面構成が同じで, 上部面材の断面構成が異なる試験 体の床衝撃音レベル低減量を比較したものを図 7に示す 左のグラフにおいて, 上部面材の面密度が 21.kg/m 2 の試験体 11,1.2kg/m 2 の試験体 9,68.2kg/m 2 の と, 上部面材の面密度が大きくなると, 床衝撃音レベル低減量が大きくなっている 右のグラフでは, 上部面材の面密度が 21.kg/m 2 の試験体 19,1.2kg/m 2 の試験体 18, 68.2kg/m 2 の試験体 17 と, 上部面材の面密度が大きくなると, 床衝撃音レベル低減量が大きくなっている ただし, 面密度が 2.2kg/m 2 の試験体 21, 最も大きい 82.g/m 2 の試験体 2 では,ΔL 63Hz が小さ くなっている これは, 低周波数域での床衝撃音レベル低減量の周波数特性をみると, 乾式二重床構造をマス-ばね系として捉えることにより, 共振周波数が存在することが考えられる 上部面材の断面構成が 24mm 厚の合板 2 枚張りの試験体 2 および 21 では,63Hz 帯域における共振の鋭さが大きくなったため,ΔL 63Hz が低下したと考えられる よって, 上部面材の材料等の仕様により, ばね系が変化すると考えられ, 性能を上げるためには, 上部面材の単純に面密度を大きくするのではなく, 仕様にも考慮する必要があると示唆された 2 試験体 11 1 試験体 試験体 19 - 試験体 18 試験体 21-1 試験体 17 試験体 図 7 上部面材の面密度の違いによる床衝撃音レベル低減量の比較 4. 防振ゴムの種類の違いによる検討上部面材の面密度が同じで, 防振ゴムの硬度, 形状などの種類が異なる試験体の床衝撃音レベル低減量を比較したものを図 8に示す 左のグラフの上部面材の面密度が 21.kg/m 2 と, 左のグラフの上部面材の面密度が 68.2kg/m 2 の場合では, 防振ゴムが厚く, ゴム硬度が小さい程, 床衝撃音レベル低減量が大きくなる傾向を示している 4.4 で述べたように, 乾式二重床構造をマス-ばね系と捉えると, 防振ゴムの種類は, 支持脚を介して伝達する力を低減させるために, 共振系を制御する上で重要な要素であるといえる 2 試験体 1 1 試験体 11 試験体 16 1 試験体 試験体 4 1 試験体 13 試験体 14 1 試験体 図 8 防振ゴムの種類の違いによる床衝撃音レベル低減量の比較 4.6 みなし仕様の拡充に関する検討日本住宅性能表示基準の乾式二重床構造のみなし仕様を増やす等の拡充により, 住宅性能表示制度はより使いやすい制度になるものと考えられる 今回測定した 42 種類の試験体の内, タイヤ衝撃源によるΔL 63Hz を整理し,ΔL 63Hz db となる試験体をまとめたものを図 9に示す 図で示すように, 共通して言えることは, 上部面材に制振シートを挿入するなど面密度を増したうえ, 支持脚のゴム硬度を低くする等の対応を行い, 際根太の仕様にも留意する必要がある 図 9のとおり, 素面時より床衝撃音遮断性能を悪化させない乾式二重床構造のみなし仕様の拡充するための仕様として,ΔL 63Hz db となる断面構造を 1 仕様, その内 ΔL 63Hz +db となる性能の高い断面構造を 2 仕様示すことができた 622

5 ΔL 63Hz +db 試験体 合板 (t=24) 接着合板 (t=24) 接着 パーティクルボード (t=2) 試験体 17( 密閉 ) 試験体 2( 密閉 ) pp.7~12,26.2 6) 狩野桂佑, 井上勝夫, 冨田隆太, 平光厚雄, 稲留康一, 中澤真司 : 乾式二重床における重量床衝撃音の改善方法の検討乾式二重床構造の床衝撃音遮断性能に関する実験的検討その 3, 日本建築学会大会学術講演梗概集 D1,pp.21~216,211 [212 年 6 月 2 日原稿受理 212 年 11 月 7 日採用決定 ] db <+db 試験体 13( 開放 ) 試験体 13( 密閉 ) 試験体 14( 開放 ) 試験体 14( 密閉 ) 合板 (t=24) 接着 合板 (t=24) 接着 パーティクルボード (t=2) 試験体 17( 開放 ) 試験体 18( 開放 ) 試験体 18( 密閉 ) 試験体 2( 開放 ) 図 9 性能別断面仕様 ( タイヤ衝撃源,ΔL 63Hz db). まとめ今回, 乾式二重床構造の断面仕様の違いによる, 標準重量衝撃源を衝撃源とした床衝撃音レベル低減量の変化について系統的に測定を実施した その結果, 以下の点を明らかにすることができた 2 種類の標準重量衝撃源のタイヤ衝撃源とゴムボール衝撃源について,31.Hz および 63Hz 帯域の床衝撃音レベル低減量は, ほぼ同じ値 (±2dB 程度 ) として扱うことができる 乾式二重床構造の空気層内へのグラスウールなどの吸音材の挿入は, 性能向上にはほとんど寄与しない 乾式二重床構造の上部面材の面密度を大きくする, 防振ゴムのゴム硬度を小さくするなど, 乾式二重床構造をマス-ばね系と捉え, 共振周波数を低下させる考え方は効果的である 日本住宅性能表示基準のみなし仕様の拡充に資する乾式二重床構造の仕様として,1 仕様示すことができた 今回測定対象とした試験体では, 乾式二重床構造の上部面材の面密度が大きくなると, 端部を密閉とした方が, 開放とした時より性能が向上する試験体がみられた これは, 空気層を界する複合振動の一定の条件下と考えられるため, 乾式二重床構造における床衝撃音の発生系として, 支持脚からの伝達力と空気層の内部音圧による加振力の両方を考慮した検討が必要と考えられる 謝辞本研究は, 平成 22 年度の建築基準整備促進事業による共同研究の補助を受けて実施した測定データを解析したものです ここに記して, 関係各位に謝意を表します 参考文献 1)( 財 ) 住宅リフォーム 紛争処理支援センター : 相談統計年報 28,28 2) 平光厚雄 : 基準規格関係の動向住宅性能表示制度の動向, 建築技術, 第 613 号,pp.161~164,26.3 3) 高倉史洋, 大脇雅直, 財満健史, 宮崎浩司, 山下恭弘 : 集合住宅における乾式二重床の重量床衝撃音レベル低減量に関する研究, 日本建築学会計画系論文集, 第 24 号,pp.1~8, ) 古賀貴士, 田野正典, 安藤啓 : コンクリートスラブ上に設置された木質系二重床の重量床衝撃音改善量に対する空気ばねの影響に関する実験的研究, 日本建築学会計画系論文集, 第 46 号,pp.9~14,21.8 ) 豊田政弘, 高橋大弐 : 防振支持脚と周辺空気抜きが二重床の遮音効果に及ぼす影響についての理論的考察, 日本建築学会環境系論文集, 第 6 号, 623

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