沈黙の科学: 防音ガラスの仕組み

Simon Edward • 29 12月 2023

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防音ガラスとは何ですか？そしてそれはどのように機能するのでしょうか? 5 分のガイドで吸音ガラスについて詳しく学びましょう。

「沈黙は金なり」と言われます。しかし、交通量が多く、動きが速い今日の世界では、沈黙は純粋なプラチナよりも希少です。

これは問題になる可能性があります。

もちろん、空港の滑走路の近くに住んでいる不運な人々にとっては問題です。巨大な金属の鳥が天から降りてくるとき、非常に強力な音波を吐き出します。

大型ジェット機は、高度 1,000 フィートで、地上にいる人々に耳をつんざくような 85 デシベルもの騒音を発することがあります。85 デシベルは、長時間または繰り返しさらされると難聴を引き起こす閾値です。

そうです。それは問題です。

But airports aren't the only noise polluters. Excessive sound levels are also a problem for people in urban areas, where the honks, growls and thrums of traffic coalesce into an irritating cacophony. According to UK government research, 40% of all adults in England are exposed to regular road traffic noise in excess of 50 decibels.

家の外では、過度の騒音や音漏れから生じる実用的かつセキュリティ関連の懸念があります。たとえば、ある部屋で激しいドラムの音を録音し、別の部屋で悲鳴のようなギターソロを録音する必要があるレコーディングスタジオや、権力者が全員の耳元で企業秘密を話し合うオフィスの会議室などです。

それは問題です。しかし、問題があるところでは、賢い人々が巧みな解決策を考え出すことを期待できます。

そのような解決策の 1 つが、音響ガラス、つまり「防音」ガラスです。

このガイドでは、防音ガラスとは何か、どのように機能するかを学びます。

防音ガラスとは何ですか？

最初に一つ明確にしておきましょう。

少なくとも技術的に言えば、「防音」ガラスというものは実際には存在しません。

これには2つの理由があります。

まず、どんなガラスも完全に防音性があるわけではありません。優れた「防音」ガラスシステムは、騒音を遮断したり、騒音を中に入れたりするのに優れた効果を発揮します。しかし、完全に騒音を抑えることはできません。

このため、防音ガラスは、より正確には「音響ガラス」「吸音ガラス」「騒音低減ガラス」と呼ばれます。

第二に、防音ガラスパネルは、それ自体では、ベルベットのチーズおろし器と同じくらい役に立ちません。防音ガラスの効果を得るには、同様に「防音」なフレームシステムと組み合わせて使用する必要があります。

つまり、防音ガラスは、適切なフレームと組み合わせることで騒音レベルを大幅に低減できる特殊なタイプのガラスです。

これは 4 つの方法で実現されます。

How does acoustic glass work?

1。ガラス自体が音を吸収する

ヒースロー空港の飛行経路の下に住んでいる人には信じられないかもしれませんが、信じてください。これは真実です。

ガラスは騒音を抑えるのに非常に優れています。言い換えれば、ガラスは音の伝導率が低いのです。

これは、ガラスがかなり硬くて柔軟性のない素材だからです。空気は音波の意図通りに動くため、音波は空気中を自由に伝わります。ガラスの硬くて柔軟性のない現実に直面すると、ほとんどの音波は単に跳ね返ります。

問題は、ほとんどの住宅用および商業用のガラスが比較的薄いことです。ガラスが薄ければ薄いほど、ガラスは振動し、振動が大きければ大きいほど、音波が通過する量も多くなります。

そのため、防音対策には合わせガラスを使用します。合わせガラスとは、実質的には 2 枚のガラスをしっかりと接着して 1 枚の厚いガラスにしたものです。

当社の防音ガラス TG AG の厚さは、9.5 ミリメートルから 60 ミリメートルまであります。比較すると、ほとんどの住宅用二重ガラスの厚さは 4 ミリメートル以下です。

ガラスが厚くなると質量が増加します。質量が増加すると振動が減り、音の侵入も減少します。単純です。

2。特殊な中間層が音を吸収します

これまで見てきたように、合わせガラスはガラスサンドイッチのようなものです。2枚以上のガラスがポリマー中間層で結合されて構成されています。

防音ガラスの場合、これらの中間層はガラスを接着するだけではありません。中間層も騒音を減らす役割を果たします。

当社の防音ガラスには、音響制御用に特別に設計されたポリビニルブチラール (PVB) 中間層が使用されています。これらは防音膜として機能し、振動を制限して騒音を最大 50% 削減します。

中間層も 1 枚に限定されません。ガラスや中間層を多く使用すると、遮音効果は倍増します。

ちなみに、PVB は非常に透明です。つまり、ガラスの光学的な透明性を損なうことなく、中間層を追加し続けることができます。

3。空気の隙間が音を吸収する

遮音ガラスは二重または三重ガラスシステムで使用すると最も効果的です。

これは、ガラス自体と PVB 中間層のようなガラス間の空気層が音波を吸収し、騒音を軽減するのに役立つためです。

理想的には、この隙間はクリプトンやアルゴンなどの不活性ガスで満たされます。これらのガスは空気よりも密度が高いため、音をよりよく吸収します。

ただし、二重窓に古い防音ガラスをそのまま貼り付けて、うまくいくことを期待することはできません。効果的に機能させるには、2 枚のガラスの厚さが異なっている必要があります。

なぜでしょうか? 技術的な話になりますが、最善を尽くします。

すべての物体には共振周波数があります。一致する周波数の音波が物体に当たると、その物体は通常よりも強く、そして大きな音で振動します。

オペラ歌手が正しい高音を歌うと（理論上は）ワイングラスを割ることができるのはこのためです。その音がグラスの共振周波数と一致すると、グラスが振動して構造的完全性が失われる可能性があります。

Two panes of equal size and thickness in a double-glazing unit are likely to have near-identical resonant frequencies. As one vibrates at its resonant frequency, the other will follow suit. This means that the glazing unit could, in fact, make certain sounds louder. Not good.

4。フレームシステムは音を吸収します

最後に、フレームまたは密閉ユニットは、防音ガラス用に特別に設計する必要があります。

まず、音響制御に必要な厚いガラスラミネートを支えられる必要があります。従来の uPVC や木製のフレームのほとんどは、これを実現するようには設計されていません。

そして、最も重要なのは、フレームがガラスをしっかりと固定する必要があることです。ガラスがフレーム内で振動すると、遮音効果が大幅に低下します。

Final thoughts

最後に、学んだことを振り返ってみましょう。防音ガラスには次の条件が必要です。