騒音低減技術の基本「遮音」と「吸音」を理解する 〜吸音について〜：CAEと計測技術を使った振動・騒音対策（17）（5/6 ページ）

“解析専任者に連絡する前に設計者がやるべきこと”を主眼に置き、CAEと計測技術を用いた振動・騒音対策の考え方やその手順を解説する連載。連載第17回では、騒音低減技術の基本である「遮音」と「吸音」のうち、吸音について詳しく取り上げる。

[高橋良一／ＲＴデザインラボ 代表，MONOist]

部屋の中の騒音レベル

　図6のように、吸音材で囲われた部屋の中の音圧レベルを求めます。部屋の中は拡散音場とします。

図6　吸音材で囲われた部屋［クリックで拡大］

　観測点では直接音と反射音の和が観測されます。直接音は式18でした。拡散音場における反射音の音圧の実効値の二乗P_e²_refは、導出に紙面を要しますが次式で表されます（参考文献［3］）。

式24

　Rは「室定数」と呼ばれ、次式で定義されます。

式25

式26

　等価吸音面積（吸音力）Aと室定数Rは混同しやすいので注意してください。この2つは遮音のところでも登場します。直接音と反射音の和は、振幅の足算ではなく実効値の二乗の足算となり、次式で表されます。

式27

　点音源が床にあった場合などは、直接音の広がる範囲が狭まるため、式24は次式のように書き換えられます。Qは図7のようになります。

式28

図7　点音源の位置［クリックで拡大］

　音圧レベルは次式となります。騒音レベルは、音圧レベルに対してA特性のフィルターを通したものでしたね。

式29

　室定数Rは、吸音率αが大きくなるとそれに従って大きくなり、α→1［-］で無限大となります。数値を代入して考察してみましょう。図8に点音源の出力が0.1［W］の場合の音源からの距離と音圧レベルを示します。

図8　音源からの距離と音圧レベル［クリックで拡大］

　黒色の太線は直接音です。図8のAの領域に注目してください。音源からの距離が1［m］を超えると音圧レベルが距離に関係なく一定値となります。そして、音圧レベルが室定数Rによって決まります。つまり、部屋の音圧レベルは壁に貼った吸音材で決まります。要するに“吸音材が有効な騒音対策手段”となります。図8のB領域に注目してください。何もありませんね。音源から近いと直接音が支配的なので、どれだけ大きな吸音率の吸音材を貼っても効果が期待できません。「どれだけ大きな吸音率」といっても吸音率の最大値は1［-］でした。