めんみつど(面密度)と質量則。遮音性能を決める基本物理量

面密度は、単位面積あたりの質量を表す物理量で、kg/㎡で表記されます。遮音性能を支配する最も重要な物理量の一つで、「質量則」の基本となる概念です。本記事では面密度の定義、質量則との関係、遮音材選びの実践的活用方法を解説します。

目次

面密度とは何か

定義と単位

面密度(surface density)は、シート状の材料1㎡あたりの質量を意味し、単位はkg/㎡。ガラス・石膏ボード・遮音シート等、平面材の特性を表す指標として用いられます。

一般材料の面密度値

12mm石膏ボード:約9kg/㎡、6mm板ガラス:約15kg/㎡、コンクリート150mm厚:約360kg/㎡、 高密度遮音シート 5mm:約10kg/㎡など。

厚みと密度の積

面密度=厚み × 密度 で計算されます。厚みを増やすか、密度の高い素材を選ぶかで面密度を高められます。

質量則と面密度の関係

質量則の基本

質量則 によれば、面密度が2倍になると遮音性能(TL値)はおよそ6dB向上します。同様に周波数が2倍になると6dB向上します。

実用上の目安

住宅壁では面密度10〜30kg/㎡で20〜30dB、コンクリート壁(350kg/㎡)で40〜50dBの遮音性能。高い遮音性能を得るには、面密度を稼ぐことが基本戦略となります。

質量則からの逸脱

低周波域ではコインシデンス効果や共振により、質量則から外れた特性を示すことがあります。設計には専門的検討が必要です。

実用的な活用方法

遮音材の選定基準

壁の遮音性能を上げたい場合、まず面密度の高い素材を選ぶか、複層構造で総面密度を増やします。鉛シート・遮音シートの活用も効果的です。

多層構造の設計

同じ面密度でも、多層化+空気層で遮音性能を質量則以上に高められます。「重い材料1層 vs 軽い材料2層+空気層」では後者の方が高性能になることも。

OTODASU の遮音設計

OTODASU シリーズ はプラスチック段ボール(軽量)の多層構造と気密設計の組み合わせで、軽量ながら-25〜-30dBを実現しています。

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