大成建設技術センター報第 45 号(2012) 超高層建物における閉鎖型解体工法「テコレップシステム」の騒音伝搬性状山口晃治*1・増田潔*1・宇津木淳一*2・長田篤佳*2・市原英樹*3・梅津匡一*3 Keywords : demolition method, high-rise building, enclosed, noise propagation, energy integral equations 解体工法，高層建物，閉鎖型，騒音伝搬，エネルギ積分方程式 1. はじめに 2. 音圧レベル測定近年，都心部では，大規模再開発などに伴って高さ屋根や側面養生足場に設置されている防音パネルの 100m を超える超高層建物の建て替えが行われており，遮音効果を求めるために，解体作業を行っている閉鎖今後，超高層建物の大型解体案件が増加するものと考空間の内部と外部における音圧レベル測定を実施した。えられる。超高層建物は都市部に密集している場合が測定点は，図-1 に示すように，閉鎖空間内上部に 1 多いため，これらを解体する場合は近隣への配慮が必点（測定点 1），屋根上部に 3 点（測定点 2-1,2,3），側要となる。その一つとして，解体作業における発生音面の養生足場に設置した防音パネル外側に 3 点（測定の近隣への伝搬が考えられる。従来の超高層建物解体点 3-1,2,3），養生足場内側に 2 点（測定点 4-1,2）の計工法（以下，従来工法）は，解体階付近の全外周部に 9 点とした。養生足場と養生材（防音パネル等）を設置しているが，上部が解放されているため，解体騒音が近隣に伝搬してしまう。その対策として，屋根を設けて閉鎖空間化して解体作業を行うことで，近隣への騒音を低減できる超高層建物閉鎖型解体工法「テコレップシステム」（以下，本工法）を開発した。本工法の騒音伝搬性状を把握するために，解体現場における各種測定と数値シミュレーションを行った。まず，閉鎖空間の内外における音圧レベルを測定し，仮設外周部材の遮音効果を求めた。さらに，閉鎖空間内の残響時間を測定し，平均吸音率を求めた。次に，拡張エネルギ積分方程式法 1) を用いた騒音伝搬シミュレーションを行った。そして，予測結果と測定結果を比較することで，数値シミュレーションにおける境界条件設定の妥当性を検証した。さらに，屋根がない従来工法と屋根を設けた本工法の騒音低減効果をシミュレーションにより比較した。＊１技術センター建築技術研究所環境研究室＊２環境本部環境計画部＊３技術センター建築技術開発部建築生産技術開発室 Fig.1 28-1 図-1 測定点位置 Position of the measurement points 大成建設技術センター報第 45 号(2012) 音源は，閉鎖空間内における解体作業とし，各測定 3. 平均吸音率を求めるための残響時間測定点において 5 分間の同時連続測定を行い，63Hz～8kHz 帯域（オクターブバンド）における等価音圧レベルの分析を行った。閉鎖空間内の残響時間測定を測定し，平均吸音率を求めた。図-4 に示すように，音源スピーカは２台，測閉鎖空間内における解体作業発生音の周波数特性を確認するため，閉鎖空間内上部の測定点 1 の値を A 特定点は閉鎖空間内に 4 点を設置し，測定点高さは全て 1.2m とし，5 回の残響時間測定を行った。性音圧レベルで基準化した結果を図-2 に示す。閉鎖空各測定点で得られた残響時間の平均値と空間の最大間内の解体作業時の A 特性で基準化した発生音の卓越値及び最小値を図-5 に示す。また，この結果を基に空周波数は 1kHz 帯域である。間の容積等から求めた平均吸音率を図-6 に示す。閉鎖また，各測定点の測定結果を基に，閉鎖空間内上部空間内における周波数帯域別の平均吸音率は 0.11～の測定点 1 を基準にして音圧レベル差を求めた結果を 0.43 であり，解体作業音の卓越周波数 1kH 帯域での平図-3 に示す。閉鎖空間内上部の測定点 1 と屋根上部に均吸音率は 0.20 であった。閉鎖空間内の表面の多くはおける 3 点（測定点 2-1,2,3）より，屋根の遮音効果とコンクリート面であるが，コンクリート打放しの吸音して A 特性音圧レベルの差をみると，約 17dB であっ率が 0.04（1kHz 帯域）であることを考えると，閉鎖空た。また，同じく側面養生足場に設置した防音パネル間内の解体材や側面養生足場の存在により等価吸音面外側の 3 点（測定点 3-1,2,3）の結果より，防音パネル積が大きくなったと考えられる。の遮音効果は約 23dB であった。さらに，養生足場内側にある測定点 4-1 では A 特性音圧レベルの差は約 2dB であるが，測定点 4-2 では約 9dB であり，解体階より下まで養生足場を設置することで，減衰することがわかった。この結果より，本工法は，閉鎖空間を構築することで外部への騒音伝搬を大きく低減できることを確認し図-4 音源スピーカ及び測定点位置 Position of the measurement points and speakers Fig.4 0 10 -10 -20 残響時間 (s) 基準化Ａ特性音圧レベル (dB) た。 -30 -40 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k A オクターブバンド中心周波数 (Hz) 最大値平均値最小値図-2 閉鎖空間内における解体作業音の周波数特性 Fig.2 Frequency characteristic of the demolition work in enclosed space 0.1 63 -20 -30 2k 4k 8k 0.5 平均吸音率 0.4 吸音率 -10 1k 図-5 残響時間測定結果 Fig.5 Reverberation time 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3 4-1 4-2 0 125 250 500 オクターブバンド中心周波数 (Hz) 10 音圧レベル差 (dB) 1 0.3 0.2 0.1 -40 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k A オクターブバンド中心周波数 (Hz) 0.0 63 図-3 各測定点における音圧レベル差 Fig.3 Sound pressure level differences in each measurement point Fig.6 28-2 125 250 500 1k 2k 4k オクターブバンド中心周波数 (Hz) 8k 図-6 閉鎖空間内の平均吸音率 Average sound absorption coefficient in enclosed space 大成建設技術センター報第 45 号(2012) k，I(x)は要素内 x 点における入射インテンシティ，i，騒音伝搬シミュレーションにおける境界条件設定の検証 4. i は要素の吸音率および透過率，，’，s，l は節点を含む要素の法線方向ベクトルを基準とした入射角度， r，rs は x 点および音源と節点 j との距離である。また，屋根を設けて閉鎖空間化して解体作業を行う本工法の騒音伝搬を精度よく予測するには，閉鎖空間内部に Dl は l 番目の回折経路のエネルギ伝達率，Ldiff は回折経おける多重反射や，閉鎖空間内外の音響透過を考慮で路数である。実際の数値計算では，(1)式の要素内の積きる予測手法が適している。そこで，多重反射を考慮分は内挿関数を使用して節点における入射インテンシできるエネルギ積分方程式法に，音響透過や多重回折ティで近似する。(1)式の第 1 項は要素から節点への拡を考慮できるように改良を加えた拡張エネルギ積分方散反射，第 2 項は要素から節点への透過，第 3 項は音程式法を用いて予測を行った。源から節点への直接音および回折音の計算である。具体的には，音場の境界面を幾つかの要素に分割し，全ての節点に対して(1)式を適用して連立方程式を構それら要素間でのエネルギ収支に関する連立方程式を築し，節点入射インテンシティを算出する。構築して各要素の入射インテンシティを先に求め，そ音源は，音圧レベル測定時と同様に閉鎖空間内におの結果から受音点での音圧を求める。要素間でのエネける解体作業とし，音源パワーレベルは，解体作業をルギ収支を関連づける係数を計算する際に，反射・回近傍で測定した結果より設定した。計算上の境界条件折・音響透過などの波動現象をエネルギレベルで近似となる各部材の音響透過損失及び吸音率は，閉鎖空間的に考慮している。内部と外部の音圧レベルと閉鎖空間内の残響時間を測図-7 に示すような音場において，要素節点 j 上の入定した結果より設定した。予測点は，図-1 に示す測定点と同じ計 9 点とした。各予測点における予測結果と射インテンシティ Ij は次式で与えられる。 N 1   i cos cos    I j     I ( x i ) dSi  S i  r2  i 1  N  cos cos    dS k      I ( x k ) i 2 S k  r  k 1   Q cos s Ldif   W    QDl cos l  2 l 1  4rs  測定結果の相対音圧レベルを図-8 に示す。 (1) ここで，W は音響パワー，Q は指向係数，N は全要素図-7 拡張エネルギ積分方程式 Fig.7 Extended energy integral equations 数，ΔSi は要素 i，ΔSk は要素 i の裏側の同一形状の要素 10dB 測定点3-1 相対音圧レベル (dB) 測定点2-1 10dB ◆予測結果 ○測定結果 2k 4k Fig.8 10dB 測定点4-2 ◆予測結果 ○測定結果オクターブバンド中心周波数 (Hz) 測定点4-1 測定点3-2 測定点2-2 63 125 250 500 1k 測定点3-3 測定点2-3 相対音圧レベル (dB) 相対音圧レベル (dB) 測定点1 8k A ◆予測結果 ○測定結果 63 125 250 500 1k 2k 4k オクターブバンド中心周波数 (Hz) 8k A 63 125 250 500 1k 図-8 予測結果と測定結果の相対音圧レベル Relative sound pressure level of measurement results and predicted results 28-3 2k 4k 8k オクターブバンド中心周波数 (Hz) A 大成建設技術センター報第 45 号(2012) まず，閉鎖空間内部の測定点 1 や養生足場内部の測図には A 特性音圧レベルの等値面を示している。本定点 4-1,2 における予測結果と測定結果を比較すると，工法は，従来工法と比較して，音の拡がりが小さくな概ね一致しており，吸音率の設定が妥当であると考えり，外部への騒音伝搬が低減していることがわかる。られる。さらに，低減量を把握するために，図-11 に示すよう次に，屋根上部の測定点 2-1,2,3 や側面防音パネル外に，側面養生足場に設置した防音パネルから水平距離側の測定点 3-1,2,3 における予測結果と測定結果を比較 10ｍ，解体階スラブ面より上空 10ｍ離れた予測点におすると，概ね一致しており，屋根や防音パネルの音響ける従来工法と本工法の音圧レベル差を図-12 に示す。透過損失設定が妥当であると考えられる。本工法は，従来工法より A 特性音圧レベルで約 19dB これらにより，騒音伝搬シミュレーションの境界条小さい値となった。件設定が妥当であり，解体作業を行っている閉鎖空間屋根を設けた本工法は，屋根がない従来工法と比較内部での伝搬や，屋根面と側面養生足場の防音パネルして，外部へ騒音が拡がりにくく，近隣への解体騒音による減衰を精度良く予測できていることを確認した。が低減できていることをシミュレーションによって確認した。 5. 本工法の騒音低減効果上記結果を基に，外部に伝搬する騒音について従来工法と本工法の騒音伝搬シミュレーションを行った。音源音の拡がりを示した結果を図-9（従来工法），及び図10（本工法）に示す。予測点 10ｍ 10ｍ図-11 予測点位置（モデルは従来工法） Fig.11 Position of the predicted point 50 音圧レベル差 (dB) Fig.9 従来工法―本工法 40 図-9 従来工法の騒音伝搬予測結果 Noise propagation prediction of conventional demolition method 30 20 10 0 -10 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k A オクターブバンド中心周波数 (Hz) Fig.10 図-12 従来工法と本工法の音圧レベル差 Fig.12 Sound pressure level difference of conventional demolition method and enclosed demolition method 図-10 本工法の騒音伝搬予測結果 Noise propagation prediction of enclosed demolition method 28-4 大成建設技術センター報第 45 号(2012) 6. まとめ事の卓越周波数 1kHz 帯域における平均吸音率は本工法の騒音伝搬性状を把握することを目的として， 0.20 であった。解体現場における各種測定を実施し，騒音伝搬シミュ ③ 拡張エネルギ積分方程式法を用いた騒音伝搬シレーションによって従来工法との比較を行った。以下ミュレーションによって，境界条件の妥当性をにまとめを示す。検証した上で，本工法が従来工法と比較して上 ① 音圧レベル測定結果より，仮設外周部材の遮音効果は，屋根が A 特性音圧レベルで約 17dB，側空や近隣への解体騒音の影響が少ないことを確認した。面防音パネルが約 23dB であり，外部への騒音を参考文献大きく低減できることを確認した。 ② 残響時間測定結果より，閉鎖空間内の周波数帯域別の平均吸音率は 0.11～0.43 であり，解体工 28-5 1) 増田潔：拡張エネルギ積分方程式法による騒音伝搬予測，大成建設技術センター報,第 36 号,46,2003.