音・道・楽・人 分室『旅するタヌキ』

多目的ホールでの諸悪の根源 過大な エコー 『建築音響工学総覧 』第3巻 

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近年のカラオケ世代に警鐘!

「ワンワン」エコー渦巻くホールは健常者・障碍者両者に健康被害を及ぼします!

前書き 過大なエコーによる"音響被害問題"

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過大なエコー(初期反響)は更に重大な"定在波音響障害のトリガー"ともなり、多目的公共ホールにおける"諸悪の根源"といっても過言ではありません!

"反響処理が不十分なホール"では「ホール酔い」に繋がり「気分が悪くなったり」します!

さらに視覚障害者の方だと、方向感覚が掴めず「強い不安感・恐怖感」に襲われて最悪「パニック状態」を引き起こしてしまうこともあります!

今回は、過大な初期反響のもたらす音響障害について迫ります!

理工系出身の自治体施設課・建築課の担当者に捧げる「失敗しない・ホール計画の手引き」講座第4回

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『建築音響工学総覧 』の総合目次

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プロローグ 後世に残したい真の"銘コンサートホール"74選

お住いの近隣エリアで聞きたいアーティストのコンサートが数公演予定され、どこに行けば「一番感動できるか・会場選び」で頭を悩まされた経験はありませんか?

現在日本各地には3000以上の公共ホールがあり、「タヌキも歩けばホールに当たる?」様相を呈していますが、『"音"を"楽"しめるコンサートホール』となると...

第1巻 地方公共団体のホール計画 

新耐震基準不適合と施設老巧化を「錦の御旗」に、数多くのホールリニューアル計画が水面下で検討されているようですが、いずれの計画も「最初に(興業)規模ありき」では...

自治体の「身の丈に合った規模と予算」で堅実なホール計画をすることこそ一番大事なのではないでしょうか?

第2巻 音響工学の基礎知識(音の反射と指向角 )

建築音響デザインを志すデザイナー(設計者)にとって、最も重要な重要な基礎知識、音の反射と指向角についてまとめました。

第3巻 多目的ホール での諸悪の根源"過大なエコー "の目次

第4巻 定在波(standing wave )と音響障害( disturbance)

ホールデザイン上で配慮すべき最重要項目定在波の正体を、身の回りの現象を例にわかりやすく解説し、あわせて定在波が引き起こす「特定周波数の音が消失したり」「幽霊楽器」が聞こえたりするミステリーエリア現象について、理論式・実例などを交えて解説し、その駆逐法と音響障害回避法も併せて掲載し、ホール設計コンペでの品定め?のガイドラインを記述しています。

第5巻 残響、残凶?大便覧!

仕組まれた"都市伝説"『音の良いホールの条件 残響時間2秒以上 信奉』を史実をもとに、仕組まれた経緯と脳科学・音響工学両面から一刀両断に!

第6巻 応用編 2題

"音響チャンバーバランス法?"と"音響シャーワー法?"聞きなれない手法ですが共に多目的ホール・コンサートホールの音響改善を図るには有効な手法です。

第7巻 現代の3大迷発明!?

残響調整装置、アダプタブルステージ、そして可変容積ホールのこと。別名「3大珍発明?」とも呼ばれており、設備業界を潤している?

第8巻 奇妙奇天烈 奇怪 面妖 摩訶不思議 な "迷ホール"

全国に3千ケ所以上あるといわれる「公共ホール」!このうちの半数以上が「奇妙奇天烈・奇怪・面妖・摩訶不思議」なホール達となっています!

付属書(1) 音の良いホールの"条件"と"評価法"

優れたホールの条件とは、真近で聞こえた「生楽器の音色」がホール隅々まで「変化しないで行き渡り」、どこで聞いてもスタインウェイはスタインウェイ、ベーゼンドルファーはベーゼンドルファーの音色が聞こえて来なければならないのではないでしょうか...

付属書(2) 新 音響測定法 について

"RT60残響測定法"(※1)はあくまでも"残響時間測定の一手法"であって、ホール音響特性の全てを表すものではありません!そこで新たなる音響測定・評価法を検討してみました。

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第1章 ホールでの過大な初期反射による音響障害

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定在波(※10)発生のメカニズムと強い関連のある初期反射・エコー(※2)の音圧(一般的にはボリュームと言われる音の大きさ)は、過大であると壁際に近い席では、直接音響障害として反射音によって方向感覚を狂わされ「ホール酔い」などの実被害につながる場合もあります。

参※10)第4巻 定在波とは参照

参※11)第5巻 「エコー」と「後期残響」は別物参照。

1)演劇ホール(伝統芸能・演芸ホール)では

方向性(役者の立ち位置)がわからなくなる、肉声が通らなくなる、役者の「滑舌」が聞き取りにくくなる、「小声のセリフ」が聞き取りにくくなる、セリフの「間の妙」がかき消される!等です。

2)コンサートホールでは

楽器の定位が悪くなる、ゼネラルパウゼ(全休符)の静寂感が無くなる、音色のニュアンス(微妙な変化)が伝わらなくなる等の障害が発生します。

3)側壁からの壁面反射による定位障害!「ホール酔い」症状

初期反響の障害で最も大きな問題は、各楽器のステージ上の「見かけ上の配置」と、聴取位置での「音像定位」が一致しなくなる現象。

この現象は初期反射の強い「壁際席」で発生しやすく、硬質で重量の大きい「音響インピーダンス(※13)」の大きい石質壁材で強く発生し最悪の場合、次章で詳述する「ホール酔い」を起こし気分・体調に異変を生ずる場合もあります!

参※13)音響インピーダンス「Z」とは、Z=ρ・cで表され、この差が大きいほど「反射音圧(強度)」が大きくなる。ρ:密度、C=音速m/sec 詳しくは音響工学の基礎から観てみると、壁面・天井からの反射波は...ーをご覧ください。をご覧ください。

素材による音響反射率の違いは概ね以下のように

クロス<紙<木材<樹脂パネル<石膏ボード<レンガなどの軟質窯業製品<石材<金属<ガラス・陶磁器などの硬質窯業製品の順に反射音圧が強く(大きく)なります。

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第2章 過剰なエコーが引き起こす音響障害と健康被害

視覚情報と聴覚情報の不一致による平衡感覚障害による「ホール酔い」と「恐怖感」は定在波による音響障害(※21)と共にホールデザインでは最も配慮すべき項目です!

参※21)第4巻 定在波で起こる音響障害『ミステリーゾーン』参照。

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前節 "カモメのジョナサン"は理想の音響空間にいた!

周囲に何の遮蔽物もない大空に浮かぶ環境が「理想の音響空間」といえるでしょう!

"空中に漂う環境"が理想!

「大空に漂う気球のバスケット」では周囲に大げさな遮蔽物が無いので、パートナーと「クリアーなソノリティー」で会話が楽しめます。

次に素晴らしいのは、大平原!

ステップのような大平原では、地面以外は周りに遮蔽物がありません!

だから反響を気にする必要はありません。

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第1節 健康障害

第1項 視覚情報と聴覚情報の不一致による平衡感覚障害「ホール酔い」

人間も「イルカ」同様に「聴覚情報による脳内マッピング」で音源の「定位」を行っています、これがステレオ録音やサラウンド音場が成立する理由でもあります。

但し、銭湯の洗い場の様に初期反響(エコー)が過剰な環境では、反響によって聴覚情報が歪(ゆが)められ、初期反響で「音像がボヤケ」定位が不明瞭となるばかりか、場合によっては2重3重の多重反射の虚像(音響的カゲロウ)の方が大きくなり、視覚情報との食い違いが生じてしまいます!

同じように残響(初期反射と後期残響)に対する認識が不足したデザイナーが設計した「反響処理が不十分で反響渦巻くホール」では、「聴覚による方向感覚」が乱され、長時間の滞在では「聴覚と視覚情報との不一致」で平衡感覚が乱され「吐き気や目まい」が生じ気分が悪くるたり「ホール酔い」が発症してしまいます。

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第2項 視覚障害者の方にとっては「エコールームでは恐怖感」を誘う!

健常者は無響室には長時間滞在できないと言う話はよく知られていますが...。

以前テレビで、「視覚障害者」の方のヘルパー教育の一環を兼ねて、最近の大学などでは「暗室体験セミナー」がブームになっていると聞いた事があります。

健常者が「ブラックアウト」した暗室に入ると最初は全く方向感覚を失い、パニックに近い状態を起こしますが、声を掛け合う内に、次第にその環境に慣れていくそうです。

しかしこれは、無響室に近い「比較的デッドな音響空間」の話であって、「聴覚による、音像と方向性(定位)」がはっきりしている場合に限られます!

視覚障害者の方にとって方向感覚は「聴覚」のみ

視覚障害者の方にとって方向感覚は「聴覚」のみです。

従って、エコー(反響)の少ない空間、例えば屋外の公園などでは、「音の方向性・定位が明確」で快適な空間となり、銭湯の洗い場に代表される反響渦巻く「ワンワンルーム」だと、方向感覚が全く掴めず、極度に緊張させられる不快な空間となってしまいます。

視覚障害者の方にとっては「銭湯の浴場」に代表される反響渦巻く空間は恐ろしい空間

呼び掛けられても、方向が掴めず「強い不安感・恐怖感」に襲われ、最悪の場合「パニック状態」を引き起こしてしまうことにもなります。

さらに悪い事に、健常者の「暗室体験」とは事なり、「時間(慣れ)が解決してくれない」空間でも有ります。

だから、聴覚障害者の方はエコーが渦巻く「エコールーム擬きルーム」(※22)に一歩踏み入れた途端に、「強い不安感と恐怖感」に襲われる事が多い訳です。

だから「ワンワンホール」では折角の音楽会が「ワルプルギスの夜の夢」になってしまうわけです。

※22、エコールームに関する「音工房Z」さんの解説記事はこちら。※本物のエコールームでは定在波対策(平行壁面対策)はしっかり施されています。

一般健常者にとって「真っ暗なトンネル」や「出来の悪いホール」が不愉快なわけ

洞窟探検が密かなブームになっているようですが、前途の理由で健常者である一般人にとっては不安で不愉快な環境でもあります!

つまり、「暗黒と反響が同居した空間」だからです。

洞窟のばあいは、壁面が「歪(いびつ)」で反響は意外とすくないですがトンネルはドーム形状で反響が中心に集中し前途の理由で「強い恐怖感」が伴う訳です!

ヘッドギアーを装着していれば意外と恐怖が無くなるようですが、出来の悪いホールで行われるコンサートではヘッドギアー装着は無理で(あたり前!)、ホールを明るくする以外手立てはありません!

第2節『定在波音響障害とよく似た『釣鐘現象』

※クリックすると大きくなります。

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釣鐘現象とは、釣鐘の中心付近に代表される現象で、前後・左右から進行方向に同相(つまり逆相)の音が中心に向かい干渉して「音が消滅」してしまう現象『釣鐘の中では音が聞こえない』のと同じ効果です。

ノイズキャンセリングヘッドフォン(※21)や、建築では「送風ダクトの消音」に応用されています!

壁面からの初期反響音(※22)はステージから直接耳に届く直接音とは「全く相似波形」であり更に反射の法則で、伝播(進行)方向に対して「位相変化しない」"特質があります、

つまり"背後壁面"で反転した音は進行してくる音とは"逆相"の関係になり、リスニングポイントでは前方(ステージ)からやってきた音と、背後壁からの反射音が干渉して波形(音色:周波数スペクトル)が変化する現象です!

更にこの時"壁面では入射音と反射音とが打ち消し合って「常に音圧ゼロ"」となりますこれが定在波と混同されやすい理由ですが、要因は同じでも別の現象です!

壁面直近では時間差が無いのでより打ち消し合ってステージからの直接音が聞き取りにくくなります!、特に小音量(ピアニッシモ)の時に音声帯域の反響音が過大だと一層聞き取りにくくなります!

「小さなホール」やリハーサル室、一般家庭のリスニングルームなどで特に生じやすい現象の一つです。

参※21)当サイト関連記事 SONY WH-1000XM4 《 ノイズキャンセリグ・ヘッドフォン購入長期レポート》はこちら

※参22)初期反響と残響についての Wikipediaの用語解説はこちら。

釣鐘現象は全ての音の消失につながる

ミステリーゾーン同様に、釣鐘現象は全ての周波数で生じます、ルーム内でのリスニング音圧(音量)低下につながり、迫力に欠けた"やせ細った音!"になってしまいます!

それに対して、釣鐘同様に建屋外の周囲に大音響・騒音をまき散らす原因にもなっています!

参※)一般家庭での対処法は当サイト関連記事 お手軽リスニングルーム改装法 6~10畳間編をご覧ください。

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第3章 天井材・壁材について

クローズドホールでの過大な初期反響の緩和・回避策

田舎の神楽舞台のように客席周囲の反射面すなわち壁面取っ払ってしまって、オープンステージにするのが最も手っ取り早くて効果的な方法ですが...

一般的なクローズド・ホール?では低・中層部の客先周辺の壁面を重点対象に対策を講じれば良い訳です。

参※31)第4巻 定在波の音響障害を緩和(滞在時間短縮)して定在波(高次定在波)を抑制する方法参照。

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第1節 基本則(禁則)天井や壁面は木材等の軟質・軽量素材で、内壁面に硬質重量材は禁物!

壁面からの直接反響音を緩和するには壁面の素材が重要な要素。

エコールーム紛いのデザインで、壁面が「石壁」や「タイル張り」、「打放しコンクリート」等の「音圧反射率」の大きい「硬質・重量」素材で表装した壁面は初期反射が大きく反響だらけのワンワンホールになってしまい「芸術ホール」には適しません!(※32)

参※32)第8巻 石造りの『エコールーム紛い』のホール集 参照。

内壁のタイル張りは危険でもある!

特にタイル張りは危険でもあり、2018年の北大阪震災では、実際に高槻芸術劇場で「内壁タイル剥落」が発生し、休館に追い込まれています。(※33)

参※33)2018年の北大阪震災では、高槻芸術劇場で実際に「内壁タイル剥落」が発生し、休館に追い込まれている。

音響インピーダンスが小さく、内部損失が大きい壁材・天井材を用いる

音響インピーダンス(※34)が小さく音圧反射率の小さな反射音圧(音量)そのものが小さくなる素材を用いることが重要で、良質のホールでは内部損失※も大きい木質パネルが好んで使用されています。

※内部損失;音波が物質内部を伝播(でんぱ)する際に、構成部材の界面などで乱反射し、散乱による減衰で、熱に変換されて減衰すること。

参※34)第2巻 音の反射と音響インピーダンスの関係参照。

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第2節 副則 素材の表面形状(処理)・表装による初期反響低減策

壁面は凹凸のある複雑な形状のほうが初期反響低減効果が高い!

フラットで硬質材の表装は不愉快な初期反響の嵐と成り、「心地良い余韻」にはつながりません。

凹凸のある複雑な表面形状のほうが乱反射で反響音が拡散され、耳障りな壁面反射エコーが軽減され、更には心地よい「後期残響」の創出にもつながります。

初期反響音低減に有効な表面(表装)処理
      • 打ち放しコンクリート壁の表面凹凸処理
      • グルービングパネルの使用。
      • 凸面湾曲パネルの使用。
      • アンギュレーション(屈曲)を付ける。
      • 鎧張り(下見板張り※8)等の小型パネルの段差表装
      • 格子(縦or格子)ホール本体内壁から浮かせた格子壁

但し以下の表面(表装)は音響拡散効果はあるが反射音圧軽減効果は少ない

      • 大型パネルの段差表装

第1項 素材の表面凹凸処理効果...

表面性状の違いでも1㏈程(1.122 倍程度)の差が開き概ね以下のよう差が開きます。

つまり下記の順に壁面反射音が大きくなります!

※垂直入射、垂直反射の場合

最高ランクの表装は和風表装!

表面形状による初期反響低減策をとった木質プレート&壁紙

      • ●音響グリル(木質縦格子)で表層された吸音壁
      • ●障子、襖(ふすま)、などの和装内壁仕上げによる2重壁。
      • ●難燃性の人造レザー張りの難燃性ウレタン内装。(ホール入り口ドアのような設え)

※有孔音響ボードは周波数範囲が限られるので、最近では壁面は木製格子(縦格子)、天井は金属製音響グリッドで表装する手法が良く用いられています。

上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • ※桟加工など、グルービング処理を施した木質パネル
      • ●モダン芝居小屋、能楽堂などで使用される壁紙で表装した木質パネル
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
  • ●1間幅以上の木質プレーンパネル(段差を設けた凹凸配置 を含む。)
  • ●壁クロス、壁紙などの表面仕上げによる(一般建築用)石膏ボード(いわゆるホテルの宴会場仕様)
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • ●アンギュレーション、表面凹凸処理などを施した漆喰壁
      • ●アンギュレーションを施した樹脂製混錬壁材
      • ※凹凸処理をしたFRP製 人造壁材、
      • ●アンギュレーションを施したアクリルエマルジョン仕上げのプラスターボード製
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • FRP製 人造壁材
      • プレーンなレジン製人造表装壁材(樹脂製混錬材)
      • 表面凹凸処理を施したレンガなどの軟質窯業製品
      • プレーンな面形状のアクリルエマルジョン仕上げのプラスターボード製(※6)
      • 漆喰壁
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • ●レンガなどの軟質窯業製品、
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • ※表面凹凸処理をした硬質材(石材、打ち放しコンクリート面、人造大理石、タイル・陶器製など)
上記より<1.22倍 反射が大きい表装
      • ●プレーンな硬質材(石材、打ち放しコンクリート面、人造大理石、タイル・陶器製など)

となり、石材壁が「最悪の表装!」となります。

※印 表面処理(形状)による初期反響低減策

表面処理もー1㏈程度の初期反響緩和効果があり プレーン・パネル使用の場合X0.9倍程度の反射率改善効果がみられます。

つまり吸収効果が1ランク向上します!...

が、コンクリート打ち放し壁や、人造大理石壁面を"再加工する「工期・加工費(人工費)」を考えた場合、そのままにしてホール内部に「新たな表装」を追加したほうが、安上がりでしょう!

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第3節 1/4波長程度の「グルービング(溝)加工」をほどこした壁面用パネル の効果

最近のホールでは半ば常識となっている手法です。

木質パネルに縦桟を配した壁面は...

但し、通常良く用いられる縦格子で表装した木質パネルでは深い部分の溝で精々50mm程度の凹凸で溝の4倍波長;λ=0.200mすなわち約1700Hz以上の高音部や「音色」に相当する倍音列にしか効果がなく、このパネルでは初期反響は軽減できても「定在波」で問題となる波長の長い「低音域」には効果はありません!

壁面に縦格子状のグルービング(縦桟)加工をほどこした木質パネルを用いた例ではホール平面形状や壁面のスラント設置で定在波対策を行っています

溝加工が有効な理由

あなたの耳の構造を思いだしていただければ分かりやすいと思いますが、圧力波である音波は狭所でも入り込みます。

つまり溝のボトムから跳ね返ってくる反射波と溝表面で跳ね返る反射波を干渉させて、反射波の音圧を下げようと言うのがグルービング材です。

壁面(反射面)に1/4波長程度の凹凸を加工すると、壁面より1/4波長離れた位置では入射波と反射波の「腹と谷」が重なり打ち消しあい素材の持つ音圧反射率より反射音圧(音量)が小さくなり壁面反射の緩和につながります。

2013年3月改修工事竣工 三鷹市公会堂・光のホール/(※ホールナビはこちら

※)以下はアルミ型材(表装材)の例です

320px-quadratic_diffusor.gif

出展;File:Quadratic diffusor.gif

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Quadratic_diffusor.gif

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第4章 オーディトリウム壁の意匠と施工法

内壁パネルに、意匠を施したり、壁面への架装法によりエコー(初期反響)は大幅に軽減できます!

★第1節 壁際に席を押し込むな! 客席周辺壁際は通路に

『壁際を避ける』シートアレンジが最も効果的

ズバリ、壁際は神様(観客)の通り道であり「音の通り道」ではない!

最低でも1席分(約50cm)は壁から離して配置せよ

どんなに永寧な設えの木質壁でも壁の間際に座らされた「壁際族?」は「窓際族」以下で反響で反響乱?になる!

したがって定在波対策と同様に通路にするか、壁面と座席の間に1席分約50㎝程度の間隙を空ける必要があります。

大向う部分も同様に「通路か立見席」とし座席と壁面との間は最低1.2m以上の間隙をあける必要があります。

※但し背後に壁を控えたテラス席などでは壁際同様に1列分程度の通路を設け壁面から離せば、不快感は生じないでしょう。

壁沿い通路を広く取った最初の例

 1982年竣工当時の ザ・シンフォニーホール(※ホールナビはこちら)の1階平土間部分。

第2節 側壁からの反響の影響と対策

★第1項 小面積パネルを用いた鎧張り壁面の効果

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前途したようにエコー(初期反響)とステージからの楽音(直接音)は全く相似形なので、背後壁で釣鐘現象が生じるわけですが、側壁からの反射波も、楽音のディレー音(エコー)で反射しても進行方向には位相変化しないので、背後壁のように真正面からぶつかり合って完全に打ち消し合う事はありませんが、干渉により波形崩れ(音色変化)は生じます!

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直接音と、側壁からの1次反射エコーは時間差が少ないので、完全相似形ディレー音(エコー)は重乗しあって、壁際では大きく波形(音色)崩れてしまいます!

これが第1節で述べた、「壁際は通路にせよ」の理由になるわけですが...

特にピアノ演奏のピアノ部分?では深刻に...

更に前途したように聴覚の「ラウドネス特性」に合わせるために、中高音部に比べて低音部ほど大きな音が出ているわけですが、この大きな振幅が重なり合うと、別項で述べた定在波(※51)同様に「振幅変調」してしまい、波形が大幅に変形すなわち音色が変化してしまうわけです。

そして弱音(pp)時の"混濁音"につながるわけで、特にピアノなどの側波帯・倍音が多い楽器では「音色が大きく変化」してしまい、スタインウェイとベーゼンドルファーの違いが不明瞭になってしまうわけです!

第1目 1尺巾(30cm)幅以上の帷子張り(下見板張り風)の効果

※画像をクリックすると拡大できます。

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自宅の、リスニングルームでも応用可能な小型パネルの鎧張りについて。

『第2巻 反射の法則』で述べた通り、半波長以上の幅を持つ反射面では音波は全反射します。

つまり 20℃、1atmでの音速は348.6m/s なので、1/2λ約581Hz以上の音つまり人の聴覚で一番感度の良い音声帯域(※42)に相当する周波数の音は反射してくれるわけです。

但しこの時の近距離音場限界距離は、壁面から13.5㎜!なので580Hzでは球面波となって「傾斜角に応じた反射」は期待できませんが、拡散効果で反射音圧は低下します!

1間(1.8m、最低反射周波数約97Hz)幅以上のパネルと違って、低域には効果が無くて低周波「定在波」の低周波成分による健康障害対策(※43)はなりませんが、

逆に半減指向角が15°であれば、対抗面と30度の開き角度で反射のたびに半減していきますから、余計なエコー(初期反響)はかなり軽減できます。

つまり、半減指向角の近似式はθ(-6cB)=55°Xλ/Dなので残響は約4.3KHz以上の音はほぼ反射角=入射角の原理に基づいて上反してくれるので、15°程度させるだけで耳障りは「中高音域」の反射音は劇的に改善されます!

さらに、全とした拡散効果で反射音圧も小さくなるので580Hz~4.3KHzの音声帯域をほぼカバーする帯域の反響音も軽減できます!

参※42)音声周波数帯域とも言われ楽器や肉声の基音となる300~3400Hzの低・中音域を指します。ちなみに電波法のAM放送の公称伝送帯域は100 Hz~7,500 Hzです(実際には50Hz程度から12kHz程度は伝送できています。)関連記事「音の良いフルレンジスピーカー列伝」はこちら。

参※43)当サイト関連記事  第2節 ミステリーゾーンで起こる最悪の音響障害「低周波振動健康被害!」はこちら。

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第2目 ホールで使われだした 600mm□程度の中型反響板の(下見板張り)表装

2尺(600mm)角程度の小型パネルを(30度以上の)大きなスラント(傾斜)角で壁面に並べる手法では、音声帯域内で聴覚の一番鋭い部分の260Hz以上の周波数成分を「反射率」の範囲内で反射させて散乱させることが可能です。

更に微弱ですが1/20λ程度からも反射することが実験的(数学的にも)に知られていますので、29Hz以上の低周波の一部と1/2λ以上(260Hz以上)は球面波に近い状態で反射させることが可能なので、前途した音声周波数帯域(300~3400Hz)内の壁面からの反響エコー抑制には大きな効果があり、「ピアニッシモ時での音色の混濁変化」の解消には大きな効果があります。(※54)

参※54)当サイト関連記事 第4巻 定在波(standing wave )と音響障害はこちら。

参※54ー2)使用例 ヤマハホール《 ホール 音響 ナビ》はこちら。

第2項 格子を用いた内装

最近良く用いられる手法の一つで、以下の2つの手法に分かれます。

手法1、吸音材と併用する手法

吸音材などで吸音処理を施した壁面前面に架装する手法で側壁吸音材から数十ミリ間隙を持たせ表装する手法です。後述するホール後端などで一般的になりつつある手法です。

次節で述べる、大型角材を用いた2重壁同様に格子のエッジ部での散乱効果で後期残響の創出にもつながります、

第3項 大型桟 を用いた2重壁で壁面反響(初期反射)を押さえ込む手法

施工法は別として「縦格子でも横格子」でもさほど効果に差はないでしょうが、4インチ□以上の十分に太い「サイズの異なった角材」を使用して、"吸音材を用いず"にホール内壁面から浮かせて角材同士に間隙をとって架装して、角材表面とコンクリート壁面からの反射波を複雑に干渉させて、耳障りな初期反響波を抑制させる手法です。

角材のサイズが大きくので、コンクリート面と角材裏面での多重反射と角材表面からの初期反射が複雑に干渉して初期反響抑制に効果を発揮します。

前項の手法が高音域にしか効果が期待できないのに対して、角材表装面とホール内壁面とが十分に離れていれば、6インチ150㎜角程度でも音声帯域の一番聴覚の感度のいい1kHz辺りの1.1Kh以上の音は全反射して、更に1/10波長つまり10Hz位までは表面からでも反射できますから、バックのコンクリート打ち放し面からの反射波と複雑に干渉して音声帯域(※42)ではかなりの減衰効果があります。

但し定在波対策まで考えた場合は角材寸法が6インチ150㎜角程度では、音声帯域以下(200Hz以下)の波長17m/20Hz、や3.4m/100Hz等の長い波長の"いわゆる重低音"には余り効果(角材上面幅<1/10λでの反射)が期待できないのでセオリー通り本壁面(構造体壁)のスラント(傾斜)は併用する必要があります。

豊中市立文化芸術センター・大ホール/2016年竣工/(※ホールナビはこちら)等での利用例。
(※打放しコンクリート内壁面に本格的に横格子状内装(大型角材)を用い、干渉効果で反響(初期反射)を押さえ込み、同時に乱反射(残響)を創出している。)

※参42)音声周波数帯域とも言われ楽器や肉声の基音となる300~3400Hzの低・中音域を指します。ちなみに電波法のAM放送の公称伝送帯域は100 Hz~7,500 Hzです(実際には50Hz程度から12kHz程度は伝送できています。)関連記事「音の良いフルレンジスピーカー列伝」はこちら。

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第6章 ホール後端部・大向こう壁での反響と対策

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1)低層階での背後壁の影響対策

その1)上反スラント設置

1階大向こうなどの、ステージホリゾント幕(ステージ背後黒幕)と対抗している壁面では、ステージからの直接音と、客席背後壁面からの反響音が干渉して、前途した釣鐘現象により周波数によっては、大きく(増幅)なったり、小さく(打ち消し合ったり)して、周波数特性が変化してしまいます!

これが前途したように定在波の引き金となるのですが...

この部分は、反射音が出来るだけ耳元に来ないように、上反スラントさせるのが得策です!

なので、階上のバルコニー・テラス席の軒先は上反させないと背後壁で反射した音が「耳元に戻ってきて」意味がなくなるわけです!

その2)吸音壁にする方法

前途したように、金属製のグリッドや木製縦格子などの"音響グリッド"で、表装した吸音壁がよく用いられています。

間に吸音材を挟んで、2重壁にして反射音そのものを小さくする手法です。

近年の新築ホールでは、常套手段となっています!

その3)縦格子パーティションを用いる手法

側壁同様にホール外郭(シェルター)そのものを遮音構造にしてオーディトリアム(ホール内室)とロビー、ホワイエなどとを隔てる手法です。

デパートの催事場や、イベントスペースで用いられる手法ですが...

ホール内に、ロビーの騒音が侵入するリスクがあり、コンサートホールには、あまり用いられません!が、静かな田舎町の公民館程度なら、問題は少ないでしょう!

2)上層階(バルコニー)での大向こう壁面では

上層階のバスコニーでは、ステージと観衆は上反角がついており、壁面をスラントさせなくても、背後壁の影響は無視できます。

※但し、前方のプロセニアム上縁前面が垂直の場合は、背後壁との間で定在波が生じますので、1階同様にアンギュレーション処理などの反射低減策が必要となります

最近流行りの、転落防止後背柵について

急な傾斜角のバルコニーに設置されることが多くなった背面のシート後方の転落防止後背柵ですが、前途した背後壁同様にその影響は無視できます!

さらに大向こうを通路とすることにより、定在波の節目を回避できると同時に反射音の強度も下がり、周波数特性の乱れも防げるようになります?

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第7章「低い天井」の影響

レビュー・ショー専用劇場や旧来の映画館のように上層部フロアーのオーバーラップの大きいホール、つまり上層部のバルコニーがメインフロアーに大きく覆いかぶさっているデザインのホール(※旧フェスティバルホールなど)では天井が迫っているエリアが増え、天井からの反響で音像がボヤケたりします。

天井は主に「直接音」とその「1次反響ディレー音」を伝える役目を背負い「後期残響音」を降り注ぐ役目も担っています。

しかし極端に低い天井(階上テラス席の軒)は壁面同様に不快な「初期反響」を生み適度な高が必要です。

天井高さは最低2.5mは必要で、2.5m以下の部分は低天井障害エリアに当たります

※過去の実験?(経験)からも天井高さ2.27m、2.45m、2.49m、3.27m、3.95mとそれぞれ高さの異なる木質天井の部屋で通常の家庭用ソファーに腰かけて、ほぼ耳の高さ(約1m)にスピーカーをセットして(ハイファイヘッドフォンと)聴感比較実験を行って結果、天井からの反射波の影響は「3mを越さないと気にならない程度までは無くならない(減衰しない)」と確認できました!

しかし前方がステージに向かて反り返った前方が開いた天井ならば「床面から2.5m以上」の高さがあればほゞ気にならないでしょう。

前下がりの軒先では実際の空間厚さで

前項で述べた通り、天井高さは(フロアー・テラス付け根で)最低2.5mは必要で、しかもダクト効果で共鳴や定在波や発生しないように、ホール軸方向断面形状(前方に向かて広がる)にも配慮する必要があります。

更に、2.5mは「天井高さ」ではなく「空間の厚さ」なので、ショー・レビュー劇場などにみられるようスロープと平行した前下がりの天井では、スロープ傾斜に相当した実質的な天井までの距離(客席スロープ法線の距離)が2.5m以上無いと障害が生じます。

前途した理由と同じで逆相音(反射音)キャンセリングによる耳元での音色変化を防ぐためには軒(上層フロア)付け根で最低でも2.5m以上は必要です!

東京文化会館などで「軒先が低いのは」当時の1/30モデルとばバースト波を用いた音響モデル実験ではこの問題(逆相キャンセリング)が把握できなかったためです!(※現状も、相変わらずRT60法(※71)に拘ってモデル実験をしているとこの点が見落とされがちになります!お判りですかN田音響設計のモデラーの皆さん!)
参※71)当サイト関連記事 RT60残響測定と現状のコンピューターシュミレーションの問題点はこちら。

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第8章 シート&床面からの反射

第1項,椅子は出来るだけケチるな

空席時の椅子は吸音材でもある、椅子をケチると、反響だらけの「ワンワン」ホールになりやすくなります。

第2項,床は分厚いカーペットで

出来れば絨毯を敷き詰めたほうが良いでしょう。

「剥き出し床」なら最低木質パーケット床、フローリング、コルクボード、タイルカーペット(オフィス用不織布床材)を張り詰めた床とし「ビニタイル床」は最低の選択です。

通常床は表層材と構造材の地肌(コンクリート面)との間に吸音材を挟み、断熱と遮音を計るのが一般的です。

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後書き "石壁ホール"の低コスト改修策の提案2題

音響設計を標榜する設計事務所の方に

音響設計を標榜する設計事務所、コンサルタント会社の方がたは、以上のことを念頭に置き、

「クライアント:施主」の無謀・無知な要求を退けて演者、聴衆双方にとって「心地良い空間」をデザインし、提供していただきたいと切に願う次第です。

全国石壁音響被害から聴衆を守る会 名誉顧問 出自多留狸

付属章 "石壁ホール"の低コスト壁面改修改法

その1)ルーバーラティスによる簡易2重壁法

これは分譲マンションなどにお住まい方の"ご自宅"の反響改善にも応用できる手法です!

壁面にルーバーラティスを並べて固定するだけ!

これだけで壁面からの反射がー6dBほど(つまり半分に)改善できます!

自治体の小ホールの改築時に、壁面改修迄手が(予算が)あまり割けない時にお勧め!

ルー-バー面が"上反"するように設置すれば、お掃除も楽です!

尚、幅&高さについても"オーダーメイド"可能なので、70cm程度の段床幅にも適用可能!

壁面への支持は従来の、軽量アルミ桟支持による固定でOK!

その2)Acoustic panel(音響パネル)の設置案 

第1目 Acoustic panel(発泡スチロール板+壁紙 )

こちらは、古い壁面タイルをはがした後に、"裏面"を2.5T耐水べニアで補強(張り合わせた)5T程度の発泡スチロールを並べて、架装して、表面を、"難燃処理"した壁紙で表装するだけでOK!

予算があれば、下側を旧壁面から5cm程度浮かせて、全体が外反するように"スラント"設置する方が良いのですが、裏面の補強が必要になるので、予算増大に...

一番簡易的なのは、底部だけを5㎝程度持ち上げて、そのまま旧壁面に張り付けてしまう方法!こちらは接着剤だけでむので、一番安上がりでしょう!

しかし「打ち放しコンクリート壁」に直接張り付けると、結露の原因となり"カビが発生"するので、耐水べニアで裏打ちしたパネルを、壁面から数センチ浮かしてコンクリートアンカーで固定するほうが良いでしょう!

"プレート自体"は地元・田舎町?の"表具屋"さんでも制作できるので、地域に"税金を還元"することもできます!

発泡スチロール自体は"難燃性"なので建築基準法にも抵触しません!

裏面補強の、合板が問題な場合は、「石膏ボード」裏打ちでも構いません!(がその分高価になります!)

この手法でも、壁面からの"反響"は劇的に緩和できます!

第2目)障子・襖での内装

少々お高くなるでしょうが、壁面に沿って「障子」「襖」を並べるのがベストです。

和紙は丈夫でかつ透湿性があり、コンクリートの内壁面も結露する心配がなく、見栄えもよくなります!(但し建築基準法に適合させるために難燃化処理が施された和紙を用いる必要があるかも?)

更に地元の表具屋さん、大工さん(地元零細工務店)にも税金還元もできます!更に3つの手法の中で最も効果的に「初期反響」軽減が可能です!

その3) 検証(demo)方法について

予算獲得の為に、データが必要な場合は、村役場?の正面にあるガラス戸、できれば現存の開館の"外壁面"に試作パネルを2枚(高さ1.8mX幅0.9m X2枚)を立てかけて15cm程度離した位置に"騒音計"を設置して、更に、3mほど離れた位置で太鼓を鳴らして、パネルの有り無しを比較すれば簡単に、効果を証明(確認)できます!

※但しあくまでも屋外(庭側)で行ってください!

室内側だと、周囲(屋内の壁・天井・床)からの反響が混ざり「パネル」そのものの吸音(消音)効果が確認できなくなります!

その4)スーパーバイザー支援について

(議会に対する)プレゼンテーション、(施工業者との)技術打ち合わせ等の"支援"が必要な場合は、"スーパーバイザー"として技術支援いたします、但し往復交通費は貴方にてご負担願います。連絡先はこちら。

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公開:2017年10月28日
更新:2021年4月 8日

投稿者:デジタヌ


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