ガラスでの防音は難しい！ガラス窓の防音方法を徹底解説

皆さん、こんにちは。
防音アドバイザーBudscene並木です。

今回のコラムに登場するワードに関連した「防音あるなしクイズ」を作ってみました♪
「ある」の文字の中には、共通して含まれている「あるもの」がありますよ^^

 

ヒント、文字の色が濃いところに注目してみてください♪

お気づきになられましたか？
答えは・・・

鳥の名前（カラス、インコ、キジ、ツル、コマドリ）が入っている！でした～（≧▽≦）

さて、クイズのワードにもある通り、今回はガラス窓の防音についてのお話です。

防音室の一番のウィークポイントは窓です。
そして窓は、ただ厚くすれば音が防げるというものではありません。

今回は窓からの音の侵入を防ぐコツをお伝えします。

窓の防音性能を決める3つの要因

窓は

• ガラス
• サッシ（ガラスフレーム＋窓枠）

のパーツから構成されています。

 

そのため窓全体の防音性能には、

• ガラスの遮音性能
• サッシの気密性
• 窓の大きさ

の3つが関係してきます。

特にガラスの遮音性能に関しては、窓に使われる板ガラスの厚さ、単層か複層か、複層の場合ガラスの厚さは同じか異なるか、ガラス材同士の距離など、色々な条件が関わってきます。

 

それでは、3つの要因1つ1つに焦点を当てて詳しく解説していきましょう。

ガラスの遮音性能

まずガラスの遮音性能についてですが、カギを握るのが質量則と2つの共鳴現象です。

質量則、2つの共鳴現象とは一体どんなものなのでしょうか？

質量則

質量則とは、「音を遮る材料の重さが重ければ重いほど、音を遮る力が増す」というものです。
この法則に則ると、5 dBの性能向上には元の材料を約2倍の重さにする必要があります。

例えば、35 dBの遮音性能をもつ30 kgの壁を考えてみましょう。
この場合、

• 性能を＋5 dB上げて40 dBにするためには → 壁を60 kgにする
• 性能を＋10 dB上げて45 dBにするためには → 壁を120 kgにする

ということになります。

 

なお、5 dBというのは体感としてほんのわずかであり、騒音計での測定では誤差に含まれる程度です。
今聞こえている音がいつのまにか5 dB下がっていたとしても、気づかない場合が多いでしょう。

こちらの動画で、5 dBはどの程度なのかを検証しています。
【少しでも防音したい！とお考えの方【必見】少しだけ…を5dBの防音性向上と仮定した際に、実際に気づく？気づかない？を解説】
是非聞いて確認してみてください。

また質量則は、「同じ重さの材料の場合は低音域の音ほど遮りにくくなる」ということも表しています。

2つの共鳴現象

遮音性能に影響を及ぼす共鳴現象は

• コインシデンス効果
• 太鼓現象（低音域共鳴透過現象）

の2つです。

コインシデンス効果とは

 コインシデンス効果とは、音の周波数と材質が固有にもつ周波数が一致した場合に、共鳴して振動が大きくなる現象のことです。
一致した周波数域では透過する音が大きくなるので、透過損失値（※）に落ち込みがみられます。

※透過損失値・・・「音が空気を伝わって材料を通過することで、どのくらい弱まるか」という素材自体の遮音性能を表す数値。

太鼓現象とは

太鼓現象とは、二重構造の壁やガラスなどにおいて、間に存在している空気層がバネのような役割をし、特定の周波数で共鳴が生じて振動が大きくなる現象のことです。

コインシデンス効果と太鼓現象の違い

コインシデンス効果と太鼓現象は、両方とも振動を大きくし音が透過しやくなる共鳴現象ですが、次のような違いがあります。

表1. コインシデンス効果と太鼓現象の主な違い

	波の向き	共鳴が生じる条件	共鳴が生じる周波数域
コインシデンス効果	壁材と平行	音と材質の周波数が一致	高音域
太鼓現象	壁材と垂直	二重構造中の空気がバネの役割をする	中～低音域

 

このように、質量則に2つの共鳴現象が絡むことで、ガラスの遮音性のバリエーションは複雑になります。

そのため、どんな音を防ぎたいのかを明確にしておくと窓から侵入する音に合わせてガラスを選ぶことができ、後から騒音に悩まずにすむでしょう。

単層ガラスの防音性能

単層ガラスの場合、防音効果は基本的に質量則に従い、重さが重い（厚さが厚い）ほど向上します。
ただし、高音域でコインシデンス効果の影響を受け、一部透過損失値が落ち込む箇所があります。

単層ガラスの音の高さと防音効果の関係は図1.のようになります。

単層ガラスでは、厚さが2倍、つまり重さが2倍になると遮音性能が5 dBずつ上がります。

例えば500 Hz付近での透過損失値は次のようになります。
（出典：板硝子協会「板ガラスの遮音性能」）

＜単層ガラスの透過損失値＞

• 厚さ3 mm（1 m²あたり7.5 kg） → 約25 dB
• 厚さ6 mm（1 m²あたり15 kg） → 約30 dB
• 厚さ12 mm（1 m²あたり30 kg） → 約35 dB

コインシデンス効果に関して

コインシデンス効果に関しては、ガラス板が薄いほど高音域に、厚いほど低音域に影響を受けます。

例えば、透過損失値の落ち込みは次のようになります。
（出典：板硝子協会「板ガラスの遮音性能」）

＜コインシデンス効果による透過損失値の落ち込み＞

• 厚さ3 mm → 4,000 Hz付近
• 厚さ6 mm → 2,000 Hz付近
• 厚さ12 mm → 1,300 Hz付近

下記サイトで音の高さを確認することができるので、もし興味があればどのくらいの音なのか聴いてみてください。
TOM’s Web Site 音階の周波数
Panasonic 聞こえチェック

太鼓現象に関して

太鼓現象に関しては、二重構造ではないので影響を受けません。

よって単層ガラスは、基本的には厚さ（重さ）を確保しつつ、防ぎたい音の周波数とコインシデンス効果の周波数が重ならないような厚さを考慮すると効果的に防音することができます。

複層ガラスの防音性能

複層ガラスの場合も防音効果は基本的に質量則に従います。
しかし高音域でコインシデンス効果の影響を、中～低音域で太鼓現象（低音域共鳴透過現象）の影響を受けます。

複層ガラスの音の高さと防音効果の関係は図2.のようになります。

図2. 複層ガラスの音の高さと防音効果の関係

質量則に関して

ペアガラスやトリプルガラスなどの複層ガラスは単層ガラスよりもガラス枚数が多いので、音を防ぎやすいイメージがあります。

しかし実は複層ガラスの場合、2つの共鳴現象の影響を受けるので、透過損失値が落ちる周波数域が広く生じます。
そのため、単層ガラスより重くても遮音性能は下がることがあります。

実際にペアガラスでは、厚さの組み合わせにより500 Hz付近の透過損失値は次のようになります。
（出典：板硝子協会「板ガラスの遮音性能」）

＜ペアガラスの透過損失値＞

• 厚さ3 mm＋3 mm（空気層12 mm） →  約22 dB
• 厚さ3 mm＋5 mm（空気層6 mm） → 約25 dB
• 厚さ3 mm＋5 mm（空気層12 mm）→ 約28 dB

例えば次の3つのケースで数値を比較してみます。

①ペアガラス：3 mm＋3 mm（空気層12 mm） →  22 dB減衰
②単層ガラス：6 mm（1 m2あたり15 kg） → 30 dB減衰
③単層ガラス：3 mm（1 m2あたり7.5 kg） → 25 dB減衰

①と②では合計重さ（厚さ）が同じであるのに、透過損失値は①で22 dB、②で30 dBです。
さらに①は、重さ（厚さ）が半分である③よりも透過損失値が落ちています。
これはガラスをペアガラスにしたことによって太鼓現象の影響を強く受けたからと考えられます。

コインシデンス効果に関して

コインシデンス効果の周波数は、材質の厚さに依存します。

そのため同じ厚さの複層ガラス（同厚複層ガラス）であると、全てのガラス層で一気に共鳴が起こり、コインシデンス効果の影響を強く受けます。

コインシデンス効果を弱めるには、厚さの違う複層ガラス（異厚複層ガラス）で周波数をずらすことが効果的です。
そうすることで、一方のガラスが他方のガラスの透過損失値の落ち込みを補い、お互いにコインシデンス効果を打ち消し合ってくれます。

太鼓現象に関して

複層ガラスの場合、中～低音域で太鼓現象に干渉されます。

そして太鼓現象は、空気層が厚いほど弱くなります。

そこで、おすすめしたいのが内窓です。

内窓も複層ガラスも二重構造という点は同じですが、内窓は窓の内側にもう一つサッシを付け加える構造で、複層ガラスは同一サッシ内に複数のガラスが一セットになっています。
そのため、内窓の方が空気層を広く確保できます。

 

内窓のガラスを新たに選ぶ際も、元からある窓ガラスとは違う厚さのガラスを選びましょう。
遮音性が低下する周波数域をずらしコインシデンス効果と太鼓現象、両方の効果を抑えることができます。

内窓やガラスの特性についてはこちらでも詳しく述べています。
【【防音対策】車の騒音を撃退する方法】
どうぞご参照ください。

よって複層ガラスは、1枚1枚のガラス厚さに加え、ガラスの厚さを変える、できるだけガラス同士の距離を離す、といったことで効果的に防音することができます。

各ガラス構造の利点・弱点

単層ガラス、同厚複層ガラス、異厚複層ガラス、内窓の各ガラス構造の利点・弱点を表2.に示します。

表2. 各ガラス構造の利点・弱点

	コインシデンス効果	太鼓現象	総合防音力	断熱
単層ガラス	△	〇	△	×
同厚複層ガラス	×	×	×	〇
異厚複層ガラス	〇	△	〇	〇
内窓	〇	〇	◎	〇

 

現在、複層ガラスは断熱効果に優れていることから多くの家庭で取り入れられています。
しかし複層ガラスの特性を知らずに断熱面だけで判断して利用すると、防音面が疎かになってしまう可能性があります。

防音と断熱を両立させるにはガラスの特性を理解し、最適なガラス材の厚さや距離の組み合わせを選択することが重要です。

サッシの気密性

サッシの隙間

窓はガラス、ガラスフレーム、窓枠という3つのパーツからなるため、各パーツ間に隙間が生じます。

このパーツ間の隙間も防音性能に関わってくる重要なファクターとなります。

代表的な窓には次のような種類があります。

• 引違い窓（横にスライド）
• 縦すべり出し窓（前後に開閉）
• 横すべり出し窓（前後に開閉）
• 上げ下げ窓（上下に開閉）
• FIX窓（採光のみで開閉なし）

 

FIX窓以外の窓は開閉する用途があるので、ガラスフレームと窓枠の間はどうしても戸車のような部品の可動スペースを設けなければなりません。
そして、この可動スペースが音漏れの原因になってしまいます。

そこで、ガラスフレームと窓枠の間にゴムパッキンを挟んで可動スペースの気密性を高め対処します。

サッシの素材

現在、建物で採用されている主なサッシにはアルミサッシと樹脂サッシがあります。

樹脂は熱伝導率が低く気密性が高いので、防音性においても断熱性においても優れています。
そのため以前はアルミサッシが主流でしたが、現在は多くの家庭で樹脂サッシが採用されています。

アルミサッシと樹脂サッシそれぞれの特徴を表3.にまとめました。

表3. アルミサッシと樹脂サッシの特徴

	防音性	断熱性	耐久性	価格
アルミサッシ	× 気密性が低い	× 熱を伝えやすい	〇 頑丈で錆びにくい	〇 リーズナブル
樹脂サッシ	〇 気密性が高い	〇 熱を伝えにくい	× 紫外線に弱い	× 高め

窓はこのように各パーツの隙間やゴムパッキンの劣化、サッシの素材などが原因で気密性を保つことが難しい箇所です。

そのため、なかなかガラス自体が持っている性能をフルに発揮できません。
従って、条件が限定された試験室で測定される透過損失値より、実際の防音室で測定される遮音性能実測値の方が低い数値になりがちです。
防音メーカーなどのカタログなどに記載されている透過損失値通りの性能が必ず保証されるとは限らないので、表記には注意しましょう。（弊社は性能保証をしており、見積り通りの遮音性能を再現いたしますのでご安心ください。）

透過損失値の表記についてはこちらで詳しく述べています。
【防音室の性能表記には嘘がある】
どうぞご参照ください。

窓の大きさ

窓の大きさも防音性能に影響します。

窓が大きいと次のようなデメリットが生まれるためです。

• サッシ部分の隙間が大きくなり音漏れしやすくなる
• サッシによって固定されている端部とガラスの中央部が遠いので、音が衝突した時にトランポリンのようにバウンドして揺れやすくなる
• 窓は壁や床、天井など他の個所より薄く軽いので遮音性が低いため、窓が大きければその分部屋全体の音の出入りも多くなる

このように、ガラスを選ぶ際はサイズによる性能の変化も考える必要があります。

まとめ

防音面で部屋のウィークポイントとなりがちな窓ですが、その防音性能を決めるのは、

• ガラスの遮音性能
• サッシの気密性
• 窓の大きさ

の3点です。

このうちガラスの遮音性能は質量則や2つの共鳴現象により複雑に変わるので、適切なガラス選びが大切となります。
ガラスによる防音対策は難しいですが、是非ガラスの特性を理解して効果的な防音対策を図りましょう。

私たちBudsceneは皆様が満足できる音環境を手に入れられるよう応援しております。
他にも音について何か心配ごと・トラブル・疑問などありましたら、いつでも気軽にご相談ください。

最後までご覧いただきありがとうございました。
防音アドバイザーBudscene並木でした。

質問コーナー

Q. 断熱材にはどんな種類があるのですか?
A. 主な断熱材の特徴をまとめました。

	メリット	デメリット
グラスウール（無機繊維系）	・吸音効果がある ・燃えにくい ・価格が安い	・湿気に弱い
セルロースファイバー（木質繊維系）	・吸音効果がある ・調質性が高い	・価格が高い
ポリスチレンフォーム （発泡プラスチック系）	・湿気に強い ・施工しやすい	・熱に弱い
硬質ウレタンフォーム （発泡プラスチック系）	・耐久性が高い	・燃えると有毒ガスが発生 ・価格が高い

 

吸音効果も兼ね備えている断熱材なら、一度の充填で一石二鳥です。

吸音材と断熱材についてはこちらでも述べています。
【反射音を減らしたい！壁の向こうの吸音材について解説】
どうぞご参照ください。

Q. 窓のリフォームに関する「先進的窓リノベ事業」という制度があると聞きました。どういった事業なのですか？
A. 経済産業省と環境省が共同で実施している窓のリフォームに対する補助金制度です。
窓の断熱を図りエネルギー効率を促進することを目的としていて、対象となれば5～200万円の補助金が受けられます。なお、防音ガラスは対象ではないようなのでご注意ください。
交付申請期間：2023年3月31日～予算上限に達するまで（遅くとも2023年12月31日まで）なので、該当する方は申請してみましょう。
詳しくは「先進的窓リノベ事業」を参照ください。

Q. 防音グッズやDIY動画を見ると、石膏ボードや合板はあまり使用されておらず吸音材ばかりですが、これはどのような理由からでしょうか？遮音シートを張り付けた合板2枚重ねで窓を塞ごうと考えているのですが、中々参考になるDIY動画に巡り会えません。
A. 石膏ボードや合板はDIYに慣れていないと扱いが難しいからだと思われます。
お考えの方法ですと、ガラスと合板の間で共鳴が起こらないように、間にグラスウール32 kg/m³などを充填することをおすすめします。
窓を完全に塞いでしまうかたちになると思いますので、ガラス面には防湿シートを貼ると結露防止になります。

Q. 近所の住人が所有する2トントラックのエンジン音に悩まされています。
窓を防音したいので石膏ボードに遮音シートを貼り付けて内側から窓枠にはめ込みましたが、逆に音が増幅したような気がします。
A. 太鼓現象が起こっていると考えられるので、吸音材も利用した方がよいでしょう。
ガラス面側から

1. グラスウール（吸音材）
2. 石膏ボード（合板）1枚目
3. 遮音シート
4. 石膏ボード（合板）2枚目

の順で施工してください。
ガラスから石膏ボード（合板）1枚目まではなるべく距離をとることが望ましいです。

Q. 内窓の透過損失値の考え方を教えてください。
既存の窓の透過損失値が20 dB、新しく設置する内窓の透過損失値が25 dBである場合、全体の透過損失値は45 dBになると考えてよいのですか？
A. 内窓の透過損失値は単純な足し算にはなりません。
内窓を追加した後でも、全体で確保できる遮音性能は30dB～35dB減衰ほどになるでしょう。

Q. 内窓を設置しようと思っています。
断熱ではなく遮音を重視したいのですが、その場合はペアガラスと厚いシングルガラスのどちらがよいですか？
A. 防音仕様の複層ガラスFL3+A8+（FL3+FL3）やFL4＋A8＋FL6がおすすめです。
※FL3：フロート板ガラス3 mm、A8：中空層8 mm、FL4：フロート板ガラス4 mm、FL6：フロート板ガラス6 mm

Q. 内窓にしようと、先進的窓リノベ事業の対象の中で防音性能が高いガラスを探しています。現在は家の中にトリプルガラスの窓とLow-Eペアガラスの窓が混在しています。
安全合わせガラスFL3＋A8＋（FL3＋金属膜＋FL3）を検討していますがどうでしょうか。
A. 現在使用中のトリプルガラスには3 mmガラスが使用されていると推測されます。
そこにFL3＋A8＋（FL3＋金属膜＋FL3）を採用すると、さらに3 mmのガラスが3枚加わることになります。
同じ厚さのガラスではコインシデンス効果の影響が強くなってしまうので、違う厚みのガラスの方がよいでしょう。
PL4＋A8（アルゴンガス）＋PL6、もしくは単層12 mmのガラスを推奨します。

Q. 隣人のエネファームの音が寝室に響くのを解消したいのですが、方法ありますか？
現在はlow-eトリプルサッシを使用しています。
A. 内窓の設置がよいでしょう。
ただ既に遮音性が高い窓であり、さらに低周波音は防ぎににくいので、内窓設置の際には単層ガラスの12 mmクラスでないと効果が期待できないかもしれません。

Q. 新幹線の音にうんざりしているので、内窓を設置する予定です。
リクシルのインプラスを検討しているのですが、音を軽減できますか？
A. 単層ガラスの10 mm、12 mmなどを使用すると、低い周波数の音にも効果がでます。
リクシルの場合、大型窓ではそこまで厚いガラスが入らないため、大信工業のプラストも選択肢に含めてみてはいかがでしょうか。

Q. 車の音がうるさくて眠れないので内窓を検討しています。
今の窓はペアガラス3 mm＋3 mmです。プラマードU：3 mm＋5 mm、インプラス：Low-E 3 mm＋3 mmを勧められましたが、防音対策として効果的か心配です。
A. 元々のガラスとは違う厚さのガラスを利用する方が効果的に音を防げます。
PL4＋A8＋PL6もしくは防音ペアガラスが良いのではないでしょうか。

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参考文献：板硝子協会「板ガラスの遮音性能」