2022.3.27

防音の仕組みとは?種類ごとに概要と特徴をチェック

「騒音が気になるから防音のために何か対策を講じたいけど、具体的な方法がわからない」などの悩みを抱えていませんか。

あるいは、近隣への影響を考えて騒音を抑えたいと考えている方もいるでしょう。

いずれにせよ、防音対策には、専門的な知識が欠かせません。

 

基本的な仕組みを理解していないと、効果を期待しにくい対策を講じてしまうことがあります。

 

そこで、この記事では防音対策の種類を紹介するとともに各方法の概要と各方法で利用されている主な材料の特徴を解説しています。

以下の情報を参考にすれば、防音対策をどのように進めていけばよいか、どのような材料を活用できるかなどがわかるはずです。騒音にお困りの方は参考にしてください。

 

目次

 

 

防音が意味することは?

 

防音とは、吸音・遮音・防振などに取り組むことをさし、建物や部屋などの内側から外側へ音が漏れていくことを防ぐこと、あるいは建物や部屋の外側から内側へ音が入ってくることを防ぐことです。

 

防音は、その言葉の通り音を防ぐことを意味します。

したがって、具体的な対策を指すわけではありません。

ここからは、上記3つの取り組みに関してみていきます。

 

 

吸音

 

吸音は、何かしらの素材を通るときに音エネルギーが熱エネルギーに変えられて、その振動が弱まることです。

 

発生した音が何かしらの素材に取り込まれるとイメージすればわかりやすいでしょう。

ただし、素材にぶつかるすべての音を取り込めるわけではありません。はね返る音、通り抜ける音もあります。

吸音は、主に空気音向けの対策として活用されている方法です。

 

空気音は、空気に向けて発せられた音で、空気を介して人の耳に伝わるものを指します。

例を挙げると、隣家で騒ぐ子どもの声、近隣を走行する自動車のエンジン音などがこれに該当します。

 

 

遮音

 

遮音は、空気を介して伝わる音を遮って建物内や建物外などへ音が通り抜けるのを防ぐことです。

具体的には、遮音素材で音を跳ね返すことを指します。

 

遮音性は、質量や重量と密接に関係しています。例えばマンション(鉄筋コンクリート造)の壁の遮音性は、アパート(木造)の壁よりも高い傾向があります。

ただし、この方法も素材にぶつかるすべての音を跳ね返せるわけではありません。

なかには跳ね返さずにそのまま通り抜けてしまう音もあるのです。

また、音を跳ね返しやすい空間は、音が反響しやすくなります。

 

そのため音が反響して、聞き取りにくくなるケースもあるので注意が必要です。遮音も、主に空気音向けの対策として活用されています。

 

 

防振

 

防振は、振動を伝える物体に対策を講じて、外部からの振動を伝わりにくくすることです。

具体的には、対象物に対して防振材料を取り付けるなどを行います。

 

衝撃を緩和する必要があるため、防振材料は柔らかいものが中心です。

跳び箱をするときに利用するマットなどをイメージするとわかりやすいかもしれません。

 

防振は、主に固体音向けの対策として活用されています。

 

固体音は、建物などに衝撃が加わったときに、壁や排水管などの固体が振動して空気中に発せられる音のことです。

例としては、上階の足音、鉄道の走行音などが該当します。

固体音は伝わる経路が非常に複雑なため対策を講じることが難しいと考えられています。

 

 

吸音の仕組みとは

 

空気を介して伝わる音を防ぎたい場合、主に吸音と遮音が活用されています。

先ほど説明した通り、吸音はある素材の中を通るときに、音のエネルギーが熱のエネルギーへと変換されることで、その振動が弱くなることです。

これにより反射音は小さくなります。

 

つまり、吸音素材が音を取り込んでいると考えられます。

 

ただし、吸音の具体的な仕組みは、利用する素材などで違いがあります。

以上を前提としつつ、ここでは骨格と小さな隙間(無数の孔)で構成される多孔質素材の仕組みに関してみていきましょう。

この素材は、以下の流れで音を小さくします。

 

【吸音の流れ】

  • 素材の中に入った音が小さな穴を通って拡散
  • 隙間を伝わるときに骨格との間で摩擦が生じる
  • 同時に、骨格を振動させる
  • 2と3で一部の音エネルギーが熱エネルギーに変換される
  • 音エネルギーが失われることで反射音は小さくなる

 

以上は、音が小さくなる仕組みを簡単に説明したものです。

詳細に関しては、さらに詳しい説明が必要です。

 

ちなみに、吸音材の性能はさまざまです。

性能を評価するため、吸音率が利用されています。

具体的な説明は割愛しますが、素材に向かう音を反射しにくいものは性能が高い、反射しやすいものは性能が低いと考えられます。

 

音の反響が気になる場合などは、この値が高い素材を活用するとよいでしょう。

 

 

吸音材料の種類と特徴

 

代表的な吸音材料として以下のものがあげられます。

 

【吸音材量】

  • 多孔質材料
  • 板状材料
  • 有孔板

 

それぞれの特徴は次の通りです。

 

 

種類①多孔質材料

 

多孔質材料は、小さな穴が無数に開いている材料です。

最も多く利用されている材料といえるでしょう。代表的な材料は次の通りです。

 

【多孔質材料の例】

  • グラスウール
  • ロックウール
  • ウレタンスポンジ
  • フェルト

 

グラスウール、ロックウールは主に住宅の断熱材として活用されています。

同じ材料を別の目的で活用できる点がポイントといえます。

 

グラスウール、ロックウールの特徴は燃えにくいことです。

この点にメリットを感じる場合は、積極的に活用したい材料と考えられます。

ウレタンスポンジ、フェルトは、自動車や産業機械などに利用されています。

 

多孔質材料の特徴は、中音域・高音域に対して効果を発揮することです。

低音域に対応したい場合は、素材の厚みを増すなどの対処が必要になります。

また、コストを抑えやすい点も見逃せません。

一方で、耐候性はそれほど高くない傾向があります。

デメリットはありますが、基本的には扱いやすい材料と評価されています。

 

 

種類②板状材料

 

板状材料は、気体の流れを邪魔する材料を指します。

このような材料に音がぶつかると、板振動・幕振動が発生して摩擦により一部の音エネルギーは消費されます。

代表的な材料として以下のものがあげられます。

 

【板状材料の例】

  • ベニヤ板
  • カンバス(太い糸で織った布)
  • フィルム
  • シート

 

日常的に利用されているものが、板状材料として活用されています。

これらの材料は、低音域に対して優れた効果を発揮する特徴があります。

手軽に活用できる点は魅力ですが、吸音率は基本的にそれほど高くありません。

緊急避難的な防音対策に向いている材料といえるでしょう。

 

本格的な防音対策を講じたい場合、他の方法による対策が必要になると考えられます。

 

 

種類③有孔板

 

有孔板は、空洞につながる孔(共鳴器)が設けられた板です。

音が当たると孔部分の空気が激しく振動して摩擦により音エネルギーが消費されます。

代表的な材料として以下のものが挙げられます。

 

【有孔板の例】

    • 有孔ボード
    • パンチングメタル

 

パンチングメタルは、鉄などの金属に孔をあけた素材です。

共鳴周波数における吸音率は、非常に優れています。

有孔板は、防音室をはじめとする施設で活用されています。

比較的、活用しやすい材料ですが、設置すると室内の印象は変わる恐れがあります。

 

 

遮音の仕組みとは

 

遮音も吸音と同じく、空気を介して伝わる音の防音に活用されています。

 

遮音は、外の音が内へ伝わらないようにすること、またはその逆といえます。

何かしらの素材にぶつかった音は、はね返るものと吸収されるもの、素材を透過するものにわかれます。

ここでいう透過は、壁などを通り抜けることです。

 

遮音では、主に音を跳ね返す材料を利用して音を遮ります。

先述の通り、材料の遮音性は質量と関係しています。

具体的には、この値が大きくなると高くなります(ひとつの材料でつくられた素材の場合)。

 

ここからは、遮音に活用される材料に関してみていきましょう。

 

 

遮音材料の種類と特徴

 

遮音に利用されている主な材料とそれぞれの特徴を紹介します。

 

 

種類①コンクリート

 

主に普通コンクリート、軽量コンクリートが利用されています。

質量が大きいため、一重壁の遮音構造として適しています。

周波数が一定であれば、板材の面密度(質量)が大きいほど効果は高くなります。

気泡加工を施した気泡コンクリートも活用できるなど、バリエーションは豊富です。

 

 

種類②ガラス

 

建物の窓に使用されているガラスは、単板ガラス・合わせガラス・複層ガラスに分かれます。

 

一般的に利用されているガラスは単板ガラスです。

単板ガラスの遮音性も質量が大きくなると高くなります。

しかし、一定の周波数域で性能は低下します。

 

合わせガラスの性能は単板ガラスとほぼ同じです。

しかし、2枚のガラスの間にフィルムを挟んでいるため、一定の周波数域でも性能は低下しにくいとされています。

 

複層ガラスの遮音性は、ガラスの組み合わせで異なります。

基本的には、低音域で低くなります。自動車の走行音などは防ぎにくいといえるでしょう。

 

 

種類③木

 

一部の木材を除き、木の遮音性はそれほど高くありません。

他の材質に比べ、密度がそれほど高くないからです。

したがって、木を利用する場合は、密度の高い木材を選択する、二重壁を採用するなどの対策が必要になります。

 

 

種類④土

 

土は、基本的に遮音性の高い素材と考えられています。

ある程度の重量(密度)があるからです。

また、壁に使用する場合、厚みも出しやすいため一定の効果を期待できます。

 

 

種類⑤金属

 

金属も遮音性は高いと考えられています。

これらの素材も重量(密度)があるからです。

遮音に活用される代表的な金属として鉛やタングステンなどがあげられます。

 

 

防振の仕組みとは

 

防振は、発生源から伝わる振動を防音したい対象に伝わりにくくすることです。

建物などに振動が伝わると、その振動が空気に伝わり音が発生します。

 

例えば、建物の排水管に伝わった振動が空気に伝わり騒音が生じるなどが考えられます。

空気を伝わる音と異なり、遠方まで伝わる恐れがある点に注意が必要です。

 

防振のポイントは、防音したい対象が勢いよく揺れる固有の振動数を考慮することです。

問題となる振動数から外れるように防振対策を施すと、騒音は発生しにくくなります。

 

 

防振材料の種類と特徴

 

防振材料には次の素材が活用されています。

それぞれの特徴を紹介します。

 

 

種類①防振ゴム

 

施工しやすいため広く活用されている防振材料です。

丸形防振ゴム・角形防振ゴム・吊形防振ゴムなど、さまざまな製品が扱われています。

 

ポイントは、ヒトや家具などの重みが加わっていない状態で、固有の振動数が設定した値よりも低くなるようにすることです。

この点に配慮しないと、期待する働きをえられない恐れがあります。

 

また、ケースによっては、防振対策を施す前よりも、振動が伝わりやすくなることも考えられます。

一定の効果を期待できる素材ですが、慎重に活用しなければなりません。

 

 

種類②エラストマー

ゴム弾性がある工業用材料の総称です。

具体的には、発泡ウレタンエストラマーなどが防振材料として利用されています。

 

特徴は、耐薬品性などに優れることです。

他の防振材料を活用しにくい環境であっても活用できる可能性があります。

もちろん、衝撃を吸収する力、振動を減少する力なども備えています。

 

 

種類③高密度の多孔質材料

 

骨組みと小さな無数の孔で構成される高密度の素材です。

具体的には、グラスウールを利用した材料やロックウールを利用した材料などがあります。

 

これらの特徴は、密度が高くなると振動を伝えにくくなることです。

スピーカーの振動が気になるときに、スピーカーと床の間に設置して振動を伝えにくくするなどの使い方が考えられます。

 

騒音にも種類が存在する

防音対策を講じる前に、まず理解しておきたいのが騒音の種類です。

こちらの記事では、日常生活で遭遇しやすい騒音の例、聞こえてくる音が気になるときに検討したい防音対策を紹介しています。

気になる方はぜひご参照ください。

 

騒音の種類と効果的な防音対策|快適なリモートワーク環境の作り方

防音対策は専門家に相談がおすすめ

 

いかがでしたでしょうか?

今回は防音の仕組みに関して解説しました。

 

空気音と固体音で適切な防音対策は異なります。

また、それぞれの対策は組み合わせて活用することで高い効果を発揮します。

 

したがって、効果的な対策には、専門的な知識が欠かせません。騒音にお困りの方は、専門家に相談しましょう。

 

テクセルSAINTでは、工場やオフィスなどの防音対策を承っております。

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