大型断面部材を使用したルーバーからの風切り音に関する一考察

摘要

最近、100mを越す高層建物から発生する風切り音が問題になるケースが増加している。これは、周辺に遮蔽物がなく、風速が比較的速い高層部にもルーバーやがラリ、手摺等を設置するケースが増えているためである。建物の場合、問題となる風切り音は特定の周波数に急峻な音圧レベルのスペクトルピークを有するような純音に近い場合である。風切り音は、部材の振動を伴う振動音と形状そのものから発生する空力音とに大別される。前者の振動音の問題は古くから多く、部材の剛性を高めたり、減衰性能を増やしたり、重量の重い部材を使用したりすることで抑制を図るなど比較的いろいろな対処方法がある。しかし、後者の空力音は形状に依存するため、問題になってからの対策は、ルーバーのデザイン性や機能を犠牲にして対策を行わざるを得ない場合が多い。そのため、事前に発音がしにくい形状を検討して採用するケースが増えてきている。こうした中、振動音を抑制するために重量を重く、減衰を大きくしたコンクリート材料で、形状によって発生する空力音を抑制するために比較的大型の(代表幅が20cm程度)のルーバーを用いた場合でも風切り音が発生することが判った。そこで、本論ではこの部材での風切り音の発生状態を示すと共に、そのうちの特徴的な状態での発音現象を検討するため、PIVによる可視化実験で気流状態を把握した上で、風圧実験により部材表面の圧力と音圧の周波数特性などを調査して風切り音の発生原因について検討した。