ここ1年の趣味であった新オーディオルームを設計するという作業であったが、忘却したアイディアもありそうなのでひとまず時系列にまとめてみる

2020/05/28

現オーディオルームのチューニング後の特徴を簡易モデル化したもの


2020/06/19

RFZを意識したクサビによる一次反射面のRedirectionを中心としたオーディオルーム案
これはこれで理にかなっているとも思えるが、実際この響きがイマイチと感じた場合にリカバリーが相当に難しいと思われる。


2020/06/29

そこからさらに発展させ、吸音や拡散も組み合わせつつ一次反射面の細工の厚みも減らす努力をしたデザイン
防音のための二重扉や機材室も設計されている。
かなりタイトなエリアに色々な物を組み込んだ力作ではあるが、実際の建築で吸音材を分厚く入れられる余裕があるのか未知数であり、反射壁もしっかり剛性を維持できるのかもやや怪しい。
今考えると複雑に配慮された音響処理を壁構造に無理矢理組み込むことのつらさを感じさせる。


2020/08/15

一次反射を無くさないようにしつつ、半円柱を使ってそれを数個に分散し、時間差をつけて受け入れるログハウス風オーディオルーム案。
自然のままの形態が音響障害が少ないんじゃないかというナチュラル志向が強まっている時に考えた物。
半円柱の丸太の径を相当大きくしないと中低域が理屈通りに分散してくれない可能性があり、
そうだとしてもリカバリーがほぼ不可能で、大きな丸太を使うと壁が重くなりすぎて建物として怪しくなってくるという今考えると相当に低効率のアイディア


2020/09/11

上記の案でインパルス応答を自分の理想にさせるためにクサビを入れたり、縦横を計算して組み合わせている。
ある方向へは拡散するが別の方向にはあまり拡散しないという1次元の拡散体を用いてある程度はインパルス応答特性をコントロールをするという発想がこの辺りから採用している。
この発想自体は基本的には継続して採用しているスタンスである。


2020/09/13

スタンスがRFZに戻っているが、後方が吸音+拡散構造になっており、吸音層が定在波のような周波数にも対応できるような厚みになっている。
これはこれでいい気もするがRFZが自分にとって正解なのかという疑問がシミュレーションだけだと結論がでないことにより考察が続くことになる。


2020/09/16

飾り棚にもできるくらいの大きめの横リブを配置させ、リブ間に拡散や吸音や反射などの可変機構を必要に応じて入れられる構造を取り入れている。
望ましくない一次反射面には吸音+拡散を入れたり、高所には可変機構を入れずに旧来の縦リブを入れたりしている。
この飾り棚で響きを調整する発想はこれ以降メインになっていく。


2020/09/26

前回の案を微調整したもので拡散+吸音部をクサビにしたり、縦リブの量を調整したりで全体的なバランスを調整している。


2020/10/17

ここにきて横長の部屋も真剣に考えている。定在波シミュレーションもそんなに優秀という程でもなく空間効率もイマイチだったため、横長の構想は今回だけになっている。


2020/11/08

拡散と吸音を主体にした処理を推奨するAcoustic Fieldsのコンセプトに則りデザインした案。
これまでのコンセプトとは別のアプローチになっている。
当然ながらその処理に自信があるわけでもなく、側面壁はもはやすべて可変機構になっている。
そもそも建造物の構造として調音体を固定させる手法から大きく逸脱を始めている。


2020/11/13


最終的にはモジュール化された棚を敷き詰めることになる。特殊な壁を作ることで音響処理をするのではなく、棚に置くことで音響処理ができる。
なので建築として完成させた後で、反射、吸音、拡散のさせ方をどうするのが理想的か実践して確かめる、という部屋の設計時点では音響処理の正解を決めない手法になる。
壁面収納型がこのコンセプトにおいてベストな構造なのかは再検討の余地があるかもしれないが、コンセプト自体は個人的にはこれがベストと思われる。現実的に何回も部屋を作れる設計建築のお仕事をするか大富豪でもなければ机上の空論の域から抜け出せないからだ。
理屈だけで決め打ちができるだけの実践力がない以上リカバリーに全振りするしかない。


2021/03/19


可変機構に正解を見いだしたのはいいものの高所と天井の音響可変が厳しいというところから、後方の一部を中2階にする案を考え始める。
正規ポジションでの死角となる中2階が、現在の部屋でも感じていた高天井のメンテナンス性の悪さであったり、真面目にリスニングするための専用部屋を作るとだらしなくゴロ寝したり雑多に散らかしたりできないという「利便性と部屋の響きの両立」の難しさであったりというものを解決しようと考え始めるきっかけになる。
今回設計しているのは業務で用いるモニタールームではなく趣味の部屋。なのでいつも真面目に使う部屋ではない。真面目に聴かない時も使いやすいよう配慮することが大事になる。それでいて響きが良く、見た目も汚い部屋にならない工夫を盛り込むことの大事さに気づく。響きの良さだけ考えても使いやすいオーディオルームにはならない。


2021/04/08





中2階に加えて吹き抜けのキャットウォークを応用した格子床と格子の手すりで構成された作業用通路を組み込む案を考え始める。
格子の作業用通路自体が高所の拡散体になることもメリットだが作業用通路からであれば天井も簡単に手が届くという事実に目をつけて、天井リブと天井の隙間に吸音ボードを入れたり外したりできる機構を組み込む。
天井の調音を安全に容易に行うにはどうすれば良いのかは以前からずっと悩んでいたがようやくそれなりに納得できるレベルの発想にはなってきた。


2021/04/11




という変遷を経て先日の部屋のシミュレーションに至る。具現化できた場合は可変機構で以前に考えた案と同じような音響特性を作ってそれぞれを実践して検討する必要がある。
なので今回過去の案をまとめて見られるようにしておくことの意義はそこである。
前回の中2階への階段を2つ作る設計で、階段下を棚にする案を考えたが、
それをカリモクの間取りシミュレーションを使って3次元で検討している時に別の案を考えた。
棚ではなくL字デスクを階段下に設置する案である。



作業デスクは雑多になりやすいので中2階への設置を考えていたが、スペースの限られた中2階に机と椅子と横になる布団を設置できるのかという疑問点と、中2階への狭い階段で机を搬入できるのかという疑問点である。
作業デスクを1階に設置してしまえばその辺りは解消する。作業デスクは雑多になり視覚的にすっきりしないものではあるが、階段下の陰になるスペースであればあまり目立たない。
そしてリスニングチェアと作業用の椅子を兼用できるというメリットも生まれる。

それに個人的にはリスニングチェアは以下の3種類くらい用意しておいて良いと思っている。
①リクライニングチェア+オットマン:メインで使用する物。
②ソファ(なるべくリクライニング機能つきのもの):響きよりもリラックスを重視して使用する物。
③背もたれの低いリクライニング機能のない椅子:コンサートホールの座席に近い条件の物でリラックスより真剣にリスニングするための物。

そしてこの③の機能の椅子を普段は階段下デスクの椅子として使用し、
リスニングで使いたいときだけリスニングポジションに移動してくるという利用を想定する。
これにより階段部の空間は3つの機能を持つことができる。
①階段を設置するスペース
②机で作業するスペース
③サブで使用するリスニングチェアを収納するスペース
こう考えるとかなりスペース効率の良い案にはなってくる。

そのほかに今回の設計の追加としては
1階の間取りとしては、現オーディオルームのように床を40cm掘り下げることでドアを床から階段2段分高い位置として階段2段分を省略した。
階段を狭く詰めることで階段面積を減らした。


中2階の間取りとしては少し広くなり(と入っても4畳程度)、フォルムも以前よりは単純化された。
機能としては作業用スペースの機能がなくなり、横になりながら怠惰に過ごすスペースと未使用機材の保管、視覚的に良好でない調音体の設置という機能を担うことになる。


3次元で簡易シミュレーション。
1階


2階


正面


前方から(階段や天井リブは性格に再現できないので適当)




ここまでいろいろ考えてきたが規模が大きくなりすぎていて、実現性がますます疑問視せざるを得ない感じにはなってきている。
ただ実現させるのが目的ではなく、自分としてどういうものがベストだと思っているのかを明確にすることが目的なのであまりそこは問題とは考えていない。
壁面収納を全面に設置して棚部分で室内音響を可変にしようというアイディアを以前から考えているが、
中2階を組み込む発想をしている以上、中2階への階段をどう組み込むか色々考えていた。
階段自体も上手く入れ込めば拡散効果が得られるが左右対称性を保つのが難しい。
真ん中に設置しようとするとリスニングポジションと干渉する。

考えているうちに本棚を敷き詰めたようなロフト階段を見つける。


引用:Smart+

これを見て発想がガラリと入れ替わる。
棚を全面に敷き詰めたオーディオルームのコンセプトで考えるなら、その棚の一部に階段の機能を持たせる、という考え方で階段を導入すればいい。
だから左右対称性を持たせるために階段が2つあっても問題ない、という考えに及んだ。

そのコンセプトで左右の後方に棚の階段を導入してみる。


階段自体が棚なので、棚として考えると下図の感じに奥行きに余裕のある音響調整が可能な棚が後方に配置される。


防音用の二重扉のスペースを確保した関係で真後ろに出入り口を設置したが、これだとリスニングポジションの後ろにソファを設置した際に導線が悪い。
後壁の一次反射面の処理も十分に行うことが難しい。
そもそもこれで隣接する部屋への防音を確保するのが難しそうだ。
階段の上がる直前の部分は棚を設置するスペースがないので、二重扉を諦めてその部分に出入り口を作ると下図のようになる。こっちの方が良さそうではある。


中2階部分は下図の感じの設計になる。
階段が2つもあるので空間がかなり変則的な形をしている


色付けするとこんな感じ。
天井の音響調整の設計が前回の記事のとおりにしたので作業用通路の幅を広くする必要性がなくなったので少し細くした。


だいぶ課題が解消されてきた感は出てきた。
別に実際に作る予定があるわけでもないし、チャンスが訪れない可能性もあるが、
仮にチャンスが訪れた時から考えても自分がどうしたいのか、したいことを具現化するにはどうすればいいのかが決まってなければ上手くいくはずない。だから予め考えておくことは必要なのだと思う。
一年以上長期間考え続けてようやく課題が解消されてきた、という段階であることを考えるとなおさらにそう思う。
天井の調音をどうするかというのは以前から悩んでいたが、その理由は以下の通り。
・床がシンプルな反射になりやすいので、対向している天井でそれなりの吸音や拡散をさせる必要性が高い。
・重力による落下があるので天井に調音体の設置の難度が高い。基本的には固定が必要で、中途半端な固定だと落下事故の危険性がある。
・調音体の固定をすると調節が煩雑になる。
・天井は高所なので調音体の設置や撤去が困難になりやすい。

この辺りは解決が難しかったが、前回の記事のようにサイドの高所に格子の作業用通路を設置し、通路自体を拡散体にするというアイディアを書いたが、それを組み込むと高所の作業性が格段に改善する。
作業用通路があることが前提で以下の様なリブを入れると天井の調音がかなり現実的なものになることに気付いた。


引用:鹿島木材

上の写真のような感じで天井から少し隙間を空けて、天井下にリブを設置する。
今回は天井から10cm離して10cmの長さのリブを置くことにする。
イメージとしては下図のような感じ。



その設計でリブ自体が往復で40cm分の拡散効果が得られるので200Hz程度まで1/4波長以上の位相を分散できる。
それ以下は定在波になってくるので十分だ。
天井に拡散目的でリブを入れるのは以前も考えたことがあったが、今回新しく組みこんだ発想として、作業用通路からリブと天井との10cmの隙間に吸音ボードや拡散体などを下図のように設置することができる。



例えば天井の一次反射面あたりのリブの上にグラスウールボードを置いて一次反射を緩和することでの響きを測定したり試聴したりして気に入ればそのまま、気に入らなければ外すなど自由にできる。
リブがあるのでフラッターは起こりにくいだろうが、気になるようであれば対応できるし、天井の響きが多すぎるようであれば総量を減らすこともできる。

調音体の落下の危険はリブの間隔よりも十分大きければ多少の重量物でも基本的に心配ない。
固定している訳では無いので、固定が剥がれて落下の心配は基本的にいらない。固定してないので調整も楽ちんだ。

上から見るとリブを設置する位置はこんな感じ



作業用通路で隙間から挿入するので、地震の際に隙間から落下する可能性が、それは作業用通路に落ちるだけなので、人身事故や物損事故もあまり想定されるものではない。

天井の拡散や吸音を行いつつ、それを調整可能としつつ、安全性も損なわないようにするにはどうすればいいのかと長く考えていたが、
今回の案はそれなりに高水準に達成できているような感じがしている。
前回にオーディオルームの案に高天井は維持しつつ、空気が抜ける格子で2階スペースを作っても良いのではないかと考えた。

実際にそれを設計してみることにする。
設計のベースは前の壁面収納を敷き詰め、棚の中に調音体を設置して響きを調整するタイプのオーディオルーム




ここの後方に中2階のスペースを作るのは前回案と同様。



中2階部分の幅は2.1mを設定。なぜその大きさかというと、布団を縦に敷けるギリギリの大きさ。音楽鑑賞をしつつ、作業スペースや昼寝スペースや見栄えの悪い調音体を置いたりするスペースとして活用する。
そして前方の端に天井高の低い作業用通路として格子床と格子手摺でできたロフト部分を設置する。
吹き抜けのキャットウォーク(高所の作業用通路)は床面積としてカウントされないことがあり、今回の構造もそれに当てはめて固定資産税に含めないことが期待できる。
また、天井高1.4or1.5m未満の上階部分で下階の面積の半分以下のスペースは屋根裏部屋として固定資産税に含まれないことができる。
どちらでも適応できそうな通路のようなロフト空間となった。
格子床で完全に上方空間と下方空間を分けるとロフト面積が半分を超えてしまうし、作業用通路というよりは室内空間になってしまうので通路名目が通るか分からない。通路状の形態の方が無難そうなのでこのデザイン。
リスニングポジションの真上は吹き抜けているので開放感はそこそこ保てるのでその意味でもメリットか。
通路として分けることで転落防止用の手摺が必要になるが、それ自体も拡散体としての効用も期待できる。



横から見るとこんな感じ。
節税のためにロフト部分の天井が低いが天井部分の調音をしようとするときに容易に手が届くという一石二鳥になっている。
基本的に生活空間ではないので天井の低さはほぼ問題にならない。

天井や高所のメンテナンス性や音響調整の容易さと落下リスクの解消、ガチのリスニングとだらしなく聴く用途の併用などをどうにかしなければということで考え始めた考察だが、
それなりに解決した案はできてきた気がする。さらに良さそうな案があれば考えてみる。
床の一次反射面の反射を緩和させたり調節したりするために取り外し式の格子床を使うと良いのではないかと書いたことがあったが、中2階の案にもある程度使うと良いような気がしている。

・格子床はそれ自体が拡散性を持つ
・空気はそれなりに抜けるので中2階を作っても響きが狭くなることを抑えることが出来る。
・採光がしやすい(日光や照明が格子で柔らかい光にしやすい)
・天井や高所に調音体を設置し、それが落下したとしても、格子の床が受け止めるので危険が少ない。


引用:HOUSE ZEN

そもそも上方に空気が抜けてくれるならオーディオルームの天井高が普通でも支障はなく、1階と2階を分ける区切り(床+天井)がスカスカの格子であれば、オーディオルームの階上に2階があっても支障はないことになる。
ただ格子が床のため使い勝手の微妙な2階が広々とあっても有効に使えなければ意味がないので、2階のスペースをどこまで作るべきかは検討の余地がある。
今後少し考えてみたいと思う。

また剥き出しの階段もそれなりに拡散体として有用な形態をしている。ただし左右対称性を保ちながら設置できるかどうかは疑問がありそうだ。


引用:藤井工務店
以前の考察で高天井のオーディオルームの難点として
・高所のメンテナンスや調整が困難
・調音体を高所に設置するにしても落下リスクがある
・空間として体積が大きい割に使える面積が少ない
・寸法によっては構造計算的に怪しくなってくる
があるが、その辺りを一部解決する案として中2階を導入するとよいのではと考えた。
以前考えていたエントランスルームと機材室のある壁面収納型オーディオルームにその発想を組み込むとなかなか良いのではと思った。

以前の考えた壁面収納型オーディオルーム


ここの機材室を階段室にしてしまい、エントランスも含めて、そこからさらに若干前に伸ばした部分を中2階にする。


中2階は使っていない機材やミュージックサーバー、PC、テレビなど、あまりオーディオルームに目立たせておきたくないものを設置したり、
やや見栄え的に好ましくない調音材を設置したり、
作業用デスクを置いたり、これが一番大事かもしれないが昼寝用のベッドを設置したりできる。
真面目に聴くときの音響を良くすることが第一ではあるが、音響をあまり拘らず怠惰な体勢からも聴くことができ、真面目に聴くときの音響を邪魔しない
部屋としてごろ寝やデスクワークできるようなスペースがあるけど、目立つ場所ではないので一見すると洗練された部屋になっていれば、かなり使い勝手の良い部屋になってくれそうな気がする。
そしてその構造部自体が音響的により好ましくなってくれれば言うこと無しではないだろうか。

中2階構造での正規リスニングポジションでの反射波の挙動シミュレーション


中2階のせいで変な初期反射が生まれる感じはしない。前後方向、上下方向の定在波の分散にも寄与してくれそうだ。

中2階の音の到達経路のシミュレーション


あまり望ましいものではないが、それを気にしなくてもいいだろう。


中2階構造があるときと無い時の初期反射波の分布の比較
あるとき


ないとき


リスニングポジション付近に変な偏りを生じてはいないので中2階がこのような設計であっても良いような気はする。

側面部の中2階をどうするかは今回はあまり考えていない。
オーディオルームにとって高天井は良い影響が多い。
ただ、高天井はいくつかの課題も存在する。
・高所のメンテナンスや調整が困難
・調音体を高所に設置するにしても落下リスクがある
・空間として体積が大きい割に使える面積が少ない
・寸法によっては構造計算的に怪しくなってくる

このあたりを解決するためにも以前にも考えた中二階を設置する案は良いように思える。
・中二階があることで、中二階の転落防止の手すりと格子が丁度いい位置の拡散体になる。
・中二階部分が下から見えない部分が多く、あまり目立たせたくない調音体の設置場所や荷物の物置になる。雑多な作業デスクなども作れる。簡易ベッドを置いて昼寝場所にもできれば居住性が上がる。
・高天井で体積が大きいが延床面積も少しは増える。
・高所に調音体を安全に設置や撤去ができる。
・一部ではあるが天井の調音もできるようになる。



ただし、こういった中二階の設計が構造上できるものなのかは調べていない。強度が足りないかもしれない。
とはいえ、勿体ない部分を有効活用できるので方向性として模索するのはありなのかもしれない。
久々に論文を少し漁ってみた。
英文を読むほどのモチベはなかったので去年の和文

音響性能を備えた意匠ディテール
青木 亜美, 司馬 義英, 中川 浩一, 井上 瑞紀
日本音響学会 2020 年 76 巻 9 号 p. 488-494

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jasj/76/9/76_488/_pdf/-char/ja


基本的にはホールのような大空間が主だが、望ましい音響処理をしつつ建築的に優れた意匠を持つ建築に関しての実例を解説している。

一通り見て改めて思うのが、音響処理を行うための内装部分が壁から少し内側にあり、若干の隙間を作っている実例が多いことである。
壁への反射前と反射後の2回影響を与えてくれるので効果が高く、波長の長い低域にも影響を及ぼしやすいからなのだろう。壁自体の処理というより壁付近での処理というのが良い感だと個人的にも思う。
その分室内空間が狭くなるが、うまく折り合いが付けられないかと思う。



前回も書いたように天井の音響処理としてヒントになりそうなものを考えており、そのヒントが現実的に実現した実例がいくつかあったのでピックアップ



天井にコーブ照明を階段状に複数設置し、凹みの部分に吸音材を入れている実例。
間接照明として照明効果が高いだけでなく、階段状になっているためフラッターの起こる周波数が分散してくれる。
そして吸音材も入っているので反射率を抑えられる。
実用性は高そうであるが拡散性はフラッター抑制程度で高くはないか。
天井部分のため大変ではあるが吸音材の着脱は可能なので吸音率を完成後に変更もできる。



天井に木束を多数設置し、それが構造体でありつつ、拡散体でありつつ、照明の一部にしている実例。浮遮音天井が前提の構造体?なので一般住宅にそのままコピーは難しいかもしれないが、拡散体の厚みが大きいのでその分広い周波数での拡散が期待できる。
照明もオシャレではあるが小さいダウンライトで少し眩しくはないか心配になる。
あとは耐震性的に少し不安か。
室内音響について最近あまり考えていなかったけれど、以前までの一連の考察で、
側面の壁は可変性アレンジ性が高く、調整した部分の視覚的遮蔽できるモジュール式の棚を並べるのが一番いいんじゃないかと考えた。
その上で天井は可変性を持たせても、設置作業が危険であり、落下の危険性もあるので固定式の二重リブなどがいいのではないかという結論になり、
床は一次反射面になるところを床を掘りごたつのような凹みにして調整できるようにすると良いのではないかという結論になった。

床は現実的にそれ以上はきつそうだが、天井はもう少しなんとかできないかとふと思った。
床の可変性がかなり少なく、基本的に床は平らなのでシンプルな反射をしやすい。
その分床に対向している天井に吸音なり高度な拡散なりが自由に着脱すべきではないかと思った。

以前の考察のように着脱作業の大変さと落下の危険がネックとなる。
では中二階というか室内版のバルコニーのような構造を作り、そこから天井の音響調整を行えばいいのではないかと考えた。
仮に音響調整素材が落下したとしても中二階部分に落ちる分には人身事故にはならないはずである。

断面図としてはこんな感じ


ただこれはあまり意味が無いということに気づく。
バルコニーのある部分しか音響調整できないが、バルコニーの幅を広くすると音響が天井低いような響きに近づいてしまう。
そしてバルコニーで調整できる部分は響きにあまり影響しない袋小路のようになってしまう。
そしてバルコニーの床や壁が音響に影響が大きくなり、狭い空間の響きになることに寄与してしまう。



つまり今回の案は使い物にならないということになる。
天井の音響調整についてまた考えてみたい。