環境騒音評価方法

【課題】騒音源は工場内の機械や配管など実際に建屋内になることが多く、建屋内の点音源を取り扱う必要があるが、従来の環境騒音評価システムでは、建屋外の騒音源による評価しかしていなかった。
【解決手段】建屋８内の各部屋９の部屋定数Ｒ_Jを演算し、騒音源Ｓから受音点を結ぶ直線Ｒ上に位置する各部屋の壁11を求め、騒音源Ｓからこの騒音源が存在する部屋の前記壁11に入射する音圧ＳＷＬをこの部屋の部屋定数Ｒ_Jにより演算し、この壁を通過した地点の音圧ＰＷＬを演算し、この音圧ＰＷＬから順に各部屋９の部屋定数Ｒ_Jにより次の壁11の音圧を求めて建屋の外壁Ｇの音圧を演算し、建屋の外壁Ｇと受音点Ｒの距離により受音点Ｒの音圧を演算する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の屋内外の騒音源に起因するその周辺環境の騒音の大きさや分布状態を評価する環境騒音評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の環境騒音評価システムとしては、たとえば特開平６−４５１２号公報に開示されているシステムがある。このシステムでは、複数の建屋外の点、面、線、音源を基に、建物や障壁などの反射、回折、または距離を考慮して環境騒音を評価している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の環境騒音評価システムでは下記の課題があった。
１．騒音源は工場内の機械や配管など実際に建屋内になることが多く、建屋内の点音源を取り扱う必要があるが、建屋外の騒音源による評価しかしていない。
２．音の伝搬が依存する温度、湿度について考慮されていない。
３．宅地が騒音源と同じ高さにないことによる、地盤側面の反射やこもりについて考慮されていない。
４．出力形態として平面内での音力分布図が一般的であるが、遮音、防音対策施工前後での音の質の違いが分かりにくい。
【０００４】そこで、本発明は、建屋内に騒音源がある場合の環境騒音評価システムを提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、建屋内の騒音源による外部の騒音の程度を解析する環境騒音評価方法であって、前記建屋内の各部屋の部屋定数を演算し、前記騒音源から受音点を結ぶ直線上に位置する各部屋の壁を求め、騒音源からこの騒音源が存在する部屋の前記壁に入射する音圧をこの部屋の部屋定数により演算し、この壁を通過した地点の音圧を演算し、この音圧から順に各部屋の部屋定数により次の壁の音圧を求めて建屋の外壁における音圧を演算し、建屋の外壁と受音点の距離により受音点の音圧を演算することを特徴とするものである。
【０００６】ここで、部屋定数は、各部屋を構成する材質などによる音の吸音率により異なる。また、部屋の壁の部分により音の吸音率が異なるとき、壁を分割して各面毎に音の吸音率を設定して部屋定数を求める。
【０００７】上記方法により、建屋の部屋内に置かれた騒音源は、建屋の外壁の点音源に変換され、建屋の外壁と受音点の距離により受音点の音圧が演算される。よって建屋内の騒音が建屋外の受音点でどのような音になるかが確認される。
【０００８】また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の環境騒音評価方法であって、各部屋の壁の音圧、受音点の音圧を演算する際、空気減衰量を減算することを特徴とするものである。
【０００９】ここで、空気減衰量は、音源の周波数、空気の湿度・温度による減衰係数を用いて演算する。上記方法により、求まる音圧から空気減衰量を減算することにより、現実的な音源の周波数、空気の湿度・温度を考慮した正確な音圧が求められる。
【００１０】さらに請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の環境騒音評価方法であって、受音点の各周波数の音圧レベルの音を合成してスピーカへ出力することを特徴とするものである。
【００１１】上記方法により、実際の受音点の音をスピーカを通して聞くことができ、建屋外の騒音レベルを実感でき、防音、遮音対策の効果を確認することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の環境騒音評価方法を使用した環境騒音評価装置は図１に示すように、、データ入力用のキーボード１、キーボード１から入力されたデータに基づき、音源から所定距離離れた受音点の音圧を求めるマイクロコンピュータからなる解析装置２、出力用のスペクトルシェーパ３、スピーカ４、ディスプレイ５、プリンタ６、カラーハードコピー７から構成されている。
【００１３】キーボード１から解析装置２へ下記データが入力される。
１．音源（騒音源）の強さ、周波数、位置２．受音点の位置３．建物の部屋の配置、大きさ４．各部屋の壁の条件５．空気の温度・湿度６．地盤の高さ７．ディスプレイ５の出力フォーマット解析装置２は、上記入力に基づき、音源から受音点までの伝搬距離の２乗に反比例する公知の式により受音点の音圧を求める処理を実行するとともに、下記の解析処理を実行する。
【００１４】まず、建屋内の点音源の取扱いについて説明する。
ａ．建屋を構成する各部屋の部屋定数Ｒｊを式（１）により求める。
【００１５】
【数１】

【００１６】この式において、αi は部屋の壁の吸音率、Ｓi は部屋の壁の面積、ｎは部屋の壁の数である。
ｂ．計算精度を保つために、図２に示すように、建屋の部屋９を構成する壁11を、その大きさにより幾つかの面に切り分け（図２では４面）、それぞれ点音源化する。
【００１７】壁11の切り分けは音の吸音率が異なる面において行う。音の吸音率は壁11の材質、あるいは窓などのパーツにより異なる。この切り分けを行った際の部屋定数Ｒｊは式（２）により求める。
【００１８】
【数２】

【００１９】この式において、αikは各切り分けた壁面の吸音率、Ｓikは各切り分けた壁面の面積、ｐは切り分けた壁面の数、ｎは部屋の壁11の数である。
ｃ．求めた部屋定数Ｒｊにより図３に示すように、建屋の音源Ｓから部屋の壁11に入射する音圧ＳＰＬを式（３）により求める。
【００２０】
【数３】

【００２１】この式において、ＰＷＬは音源Ｓのパワーレベル、ｒは音源Ｓと壁11の距離、Ｑは指向係数である。
ｄ．次に求めた入射音圧ＳＰＬより壁透過音圧の点音源化を式（４）により行う。
【００２２】
【数４】

【００２３】この式において、ＰＷＬは通過した隣接する部屋９の壁11の音源Ｓ’のパワーレベル、ＴＬは壁11の透過損失、Ａは壁の面積である。上記ａまたはｂにより各部屋定数Ｒｊを求め、ｃ，ｄの演算を繰り返すことにより、建屋に複数の部屋がある場合でも、建屋８の外壁の点音源Ｇに変換することができる。
【００２４】このように、建屋８の部屋９内に置かれた音源Ｓを、建屋８の外壁の点音源Ｇに変換することができ、この点音源Ｇを騒音源として受音点Ｒの音圧を演算でき、よって建屋８内の音源Ｓが建屋外の受音点Ｒでどのような音になるかを確認でき、部屋の防音、遮音効果を確認できる。
【００２５】次に大気による吸収について説明する。空気減衰量ΔＬを式（５）により求める。
【００２６】
【数５】

【００２７】この式において、ｍは図４に示す減衰係数であり、音源の周波数、空気の湿度・温度による関数で表される。ｘは音波が伝搬する距離である。このように、伝搬距離の２乗に反比例する公知の式により求まる音圧から、上記空気減衰量ΔＬを減算することにより、音源の周波数、空気の湿度・温度を考慮した現実的で正確な音圧を求めることができる。
【００２８】次に異なる高さの地盤がある場合について説明する。地盤側面による反射を式（６）により求める。
【００２９】
【数６】

【００３０】この式において、Ｌ₁は図５に示す音の伝達経路Ｓ−Ａ−Ｒについての距離減衰、Ｌ₂は音の伝達経路Ｓ−Ａ−Ｒについての空気減衰である。このように、直接伝搬する音に、反射されてくる音を加算することにより、より正確な音圧を求めることができる。
【００３１】また、解析装置２は解析処理により求めた受音点の音圧を、入力した所定フォーマットによりディスプレイ５へ出力するとともに、スペクトルシェーパ３を介してスピーカ４へ出力して受音点Ｒの実際の音を再現する。
【００３２】この音の再現は、図６に示すように、スペクトルシェーパ３へ求めた受音点Ｒの各周波数毎の音圧データを出力し、スペクトルシェーパ３において各周波数の音圧データに応じた音を合成して出力する。
【００３３】このように、実際の受音点Ｒの音を聞くことができることにより、受音点Ｒにおける音の大きさと質を実感でき、防音、遮音対策の効果を確認することができる。
【００３４】環境騒音評価装置のシステムフローチャートを図７に示す。ディスプレイ５に表示された音圧データは、プリンタ６またはカラーハードコピー７により印刷される。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように第１発明によれば、建屋の部屋内に置かれた騒音源は、建屋の外壁の点音源に変換され、建屋の外壁と受音点の距離により受音点の音圧が演算されることにより、建屋内の騒音が建屋外の受音点でどのような音になるを確認でき、部屋の防音、遮音効果を確認できる。
【００３６】また第２発明によれば、求まる音圧から空気減衰量を減算することにより、音源の周波数、空気の湿度・温度を考慮した現実的で正確な音圧を得ることができ、正確に部屋の防音、遮音効果を確認できる。
【００３７】さらに第３発明によれば、実際の受音点の音をスピーカを通して聞くことができ、建屋外の騒音レベルと質を実感でき、よって防音、遮音対策の効果を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における環境騒音評価方法を使用した環境騒音評価装置の構成図である。
【図２】同環境騒音評価方法の説明図である。
【図３】同環境騒音評価方法の説明図である。
【図４】同環境騒音評価方法で使用する空気による減衰係数を求める特性図である。
【図５】同環境騒音評価方法の説明図である。
【図６】同環境騒音評価方法の説明図である。
【図７】同環境騒音評価方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１キーボード
２解析装置
３スペクトルシェーパ
４スピーカ
５ディスプレイ
６プリンタ
７カラーハードコピー
８建屋
９部屋
11 壁
Ｓ音源（騒音源）
Ｒ受音点

【特許請求の範囲】
【請求項１】建屋内の騒音源による外部の騒音の程度を解析する環境騒音評価方法であって、前記建屋内の各部屋の部屋定数を演算し、前記騒音源から受音点を結ぶ直線上に位置する各部屋の壁を求め、騒音源からこの騒音源が存在する部屋の前記壁に入射する音圧をこの部屋の部屋定数により演算し、この壁を通過した地点の音圧を演算し、この音圧から順に各部屋の部屋定数により次の壁の音圧を求めて建屋の外壁における音圧を演算し、建屋の外壁と受音点の距離により受音点の音圧を演算することを特徴とする環境騒音評価方法。
【請求項２】請求項１記載の環境騒音評価方法であって、各部屋の壁の音圧、受音点の音圧を演算する際、空気減衰量を減算することを特徴とする。
【請求項３】請求項１記載の環境騒音評価方法であって、受音点の各周波数の音圧レベルの音を合成してスピーカへ出力することを特徴とする。

【図１】