コ ン サ ル ニ ュ ー ス

境界要素法による波動音響シミュレーション
最近、弊社で音響シミュレーションを行う際は、境
界要素法による波動音響シミュレーションを積極的に
取り入れるようにしています。今までは音線法や虚像
法といった幾何音響理論をベースにしたシミュレー
ションを行っていましたが、これらの手法は音を音線
として扱うため、計算上、完全には音の波動性が考慮
されていませんでした。しかし、波動音響は音の波動
性を考慮して計算を行うため、幾何音響では加味され
ていなかった低周波の固有振動の影響等も考慮した音
場計算ができるようになりました。境界要素法の場合
は境界面を分割して計算するのですが、計算対象とな
る周波数の波長によって分割寸法を変えています。波
長が短い高周波音ほど計算に時間がかかってしまうの
が難点ですが、その場合は計算領域を狭めたりして条
件を工夫することで対応しています。
このように波動音響を音響検討の手法に取り入れる
ことで、幾何音響とは違ったアプローチができるよう
になり、弊社の音響シミュレーションの幅が広がって
きています。今後も様々な条件で波動音響シミュレー
ションを行い、実測と比較しつつ、更にその精度をあ
げていくつもりです。(宮越 あゆみ)
可聴化シミュレーション
可聴化シミュレーションと
いうと、これまではコンサー
トホールなど音が重要視され
る部屋の音響検討・プレゼン
のツールとして用いるケース
がほとんどでした。
ところが近年、そのような
音響諸室でない一般諸室の音
響検討においても、検討結果
を音で聞かせる可聴化ができ
ないか?というお客様からのニーズがあります。
例えば、「学校の教室や体育館、オフィスの会議室
が響きすぎて声が聞き取りにくいので吸音して改善し
たい」というようなケースや、「パチンコ店などの遊
戯施設での騒音がうるさいため、室内を吸音して騒音
を小さくしたい」などのケースでは、これまでは対策
前後の残響時間や音圧レベルの差という数値のみで評
価していましたが、効果が解りにくいという問題があ
りました。
そこで、可聴化シミュレーションを用いて対策前後
の音を比較して聴いてもらったところ、「効果が感覚
的に解りやすい。プレゼンに説得力が出た」などのご
意見を頂きました。
これらの貴重なご意見をもとに、コンサルティング
事業部では様々な分野で可聴化技術を積極的に活用し、
お客様にわかりやすい音環境コンサルティングを実践
していきたいと思います。(光枝 太一)
時間領域差分法解析ソフトウェアCOMFIDA
音響設計において、コンピュータを用いた数値計算
が重要な役割を果たすようになってきました。近年の
計算機の進歩により、波動音響理論を用いた数値予測
が可能になってきたためで、その中でも時間領域差分
法を用いた波動解析手法の研究開発を弊社では精力的
に実施しています。
弊社開発の時間領域差分法解析ソフトウェアCOMFIDAにおいて、空間差分にコンパクト差分を、時間積
分にSymplectic積分法を適用することで、高精度の
解析を可能にしました。また、形状近似精度を高める
ために不等間隔スタガード格子上での解析を可能にし
ました。
ここで、防音壁などの騒音の回り込みについて、先
端形状を変化させた時の影響の解析例を示します。
500Hzを中心周波数とするガウシアン波束を点音源
とし、まず最初にその解析結果を瞬時音圧分布で表現
しました。時間領域の解析を行なうことで、音波の回
り込みのメカニズムが把握できます。また、フーリエ
変換を行なうことで音圧レベル分布を表現しました。
先端の形状を変化させることで防音壁の外の音圧分布
に大きな変化がもたらされることが予測できます。
(鶴 秀生)
音響設計・施工・測定・コンサルティング・システム開発
コンサルティング事業部 〒130-0021
東京都墨田区緑1-21-10 BR両国2ビル
TEL.03(3634)5326 FAX.03(3634)5350 URL: http://www.noe.co.jp/
企 画 ・ 製 作 ・ 発 行 日 東 紡 音 響 エ ン ジ ニ ア リ ン グ ( 株 ) コ ン サ ル テ ィ ン グ 事 業 部
コ ン サ ル ニ ュ ー ス
2 0 1 0 . 0 6 . 0 4
創 刊 号
コンサルニュース創刊のご挨拶
私達コンサルティング事業部は、音の測定やシ
ミュレーション、音響設計などを業容とし、これら
の音に関わるコンサルティングサービスを通して、
お客様のお役に立ちたいと心より願っております。
この度コンサルティング事業部では、自分達の業
務内容や事例をご紹介させていただく「コンサル
ニュース」を発行させていただくことになりました。
今後は内容の充実を目指し、定期的にお客様にお届
けできることを願っております。
また、記事の内容等に関してご意見・ご要望等が
ございましたら、お気軽にコンサルティング事業部
のスタッフまでお申し付け下さい。今後ともどうぞ
よろしくお願い申し上げます。(青木 雅彦)
音響研究所について∼その1 音響パワーレベル
千葉市内に弊社の音
響研究所があります。
2005年5月に第1研究
所、2007年4月に第2
研究所を開設し、自
社の研究開発や委託
試験業務などを行
なっています。第1研
究所には自動車(乗用車クラス)がすっぽり入る大
きさの無響室があります。無響室は、音響機器の校
正や音響特性測定、製品の騒音試験など幅広い用途
で使用されますが、今回は一つの例として音響パ
ワーレベル(音響PWL)の測定業務についてご紹介
します。
音響PWLとは、機器など音源から放射される全音響
乾式二重床の代替としての
発泡系防振材積層床
床仕上げとして乾式二重床が用いられる場合があり
ますが、スラブだけの場合に比べて重量床衝撃音遮
断性能が低下する傾向があります。床レベルを周り
と合わせるためにスラブよりも200mm程度上げたいが
重量床衝撃音遮断性能は低下させたくないという場
合に、乾式二重床の代替案として発泡系防振材積層
床を提案したことがありますのでその実験結果を紹
介します。
実験対象は①スラブのみ、②乾式二重床、③発泡系
防振材積層床で、実験室ではなく実際の建物で実験
しました。①、②、③はそれぞれ別スパンとし、②、
③の上げ床はスパン中央に設けました。下階は仕上
げ天井有りです。
実験の結果重量床衝撃音遮断性能は、①スラブの
み:Lr-60、②乾式二重床:Lr-59、③発泡系防振材
積層床:Lr-56となりました。①に比べて②は、L数
は1dB良いですが、63Hz帯域以外は値が大きくなって
いました。一方、③はどの周波数帯域でも乾式二重
床より性能が良く、①に対してもL数で改善がみられ
ました。
以上の結果から発泡系防
振材積層床の有効性が確認
されたので、下階に対して
重量床衝撃音が懸念される
エリアのみ代替案に変更し
ました。(中村 智幸)
パワーをdB表示したもので、測定方法はISOやJISで
規格化されています。音響PWLを測定する目的とし
ては機器から放射される騒音の比較が主ですが、近
年、製品が高性能と評価される付加価値の一つであ
る低騒音化のための基礎データ取得などにも利用さ
れます。
その他に、音響PWLを騒音対策検討の音源データと
して利用するために測定することもあります。屋外
や屋内に設置された機械から放射される音に対して
任意の点における音圧レベルを予測計算するために
使用します。精度のよい予測を行なうためには、高
度なシミュレーション技術が必要であることは当然
ですが、正確な音源データの把握も必要であると思
います。(柳瀬 厚志)
映画館
1993年に国内初の本格的なシネマコンプレックスが海老
名にできました。スクリーン数にあわせて{ミニプレック
ス}{マルチプレックス}{メガプレックス}と分けられ
ているそうですが、日本では、大抵{シネマコンプレッ
クス}と呼ばれています。2010年には全国で3,000スク
リーンを超え、家庭では味わえない大きな画面、大音量、
最近は身近な場所でも3D映画が楽しめるようになってき
ました。ここ数年、弊社でも数多くの映画館造りのお手
伝いをしてきましたが、数回に分けて{映画館を楽し
む}ポイントを記したいと思います。子供の頃は、前の
人の頭が邪魔になってよく見えないため、スクリーンに
近い席に座っていましたが、実は、映画館の長さの2/3の
位置(中央から数列後ろ側)が映画館の代表点とされ、
正面のスピーカの角度や音量、音質(周波数特性)もこ
の場所に合わせて調整が行われます。これは制作段階の
ダビング作業がその位置で行われているためで、製作者
の表現しようとする想いがもっとも伝わる席かもしれま
せん。もちろん、それ以外の席でも皆様に楽しんでもら
えるよう配慮されていますが、映画館のチケットカウン
ターで{どの席をご希望ですか?}と尋ねられたら、す
かさず{中央から数列後ろ側の中央席}を指差ししま
しょう。(早川 篤)
航空機の高度コース調査
(第一回 航空機高度コース調査の必要性)
住宅街に新築された
音楽練習室の遮音設計
航空機騒音は広範囲にわたる地域に影響を与える騒
音で、移動する騒音でもあります。そのため、航空機
がどのような高度・飛行コースをたどるかによって地
上に伝搬する騒音レベルは大きく変動します。空港周
辺の航空機騒音多点調査を行う場合、同時に高度コー
ス調査を行うことで騒音レベルの大きさと高度・コー
スの関連性が把握しやすくなり、地域の防音対策の資
料としても信頼度の高いデータとなります。
通常、定期便は決められた航路を飛行するものです
が、ごく稀に航路から外れてショートカットする飛行
を行う航空機があります。航空機の高度コース調査に
よって、このような航空機会社がチェックされ、自治
体などから指導が行われる場合もあります。
測定方法、機器については次回に述べたいと思いま
す。(北浦 季之)
住宅街の敷地で、1階が喫茶休憩
室、2,3階の吹き抜け空間にロック
バンド演奏を主とした音楽練習室を
設ける3階建ビルが計画されました。
建物(写真1)は、間口6m程度、
建築面積95m2程度で普通の一戸建住
宅程度です。
事前に調査したロック演奏音は時
間率騒音レベル:L5で110∼
115dB(A)程度とかなり大きく、隣接する住宅との距
離は1∼2m程度しかない状況(写真2)のため、屋外
へ漏れる騒音の影響が最重要課題でした。
そのため、外壁は63Hzで50dB以上の遮音性能を確保
できるようにコンクリート躯体の段階で壁(350mm),
床(200mm)とも厚くし、更に完全浮き遮音構造を採
用しました。
室内が極力狭くならないよう考慮しつつ、浮床は防
振ゴムを用いたコンクリート浮床、浮き遮音壁はPC
版、浮き遮音天井は石膏ボード15t×3枚貼りとしま
した。
完成後の測定ではDr-80程度(50dB以上/63Hz)の
遮音性能が得られました。
また、CD音楽を115dB(A)程度で再生したところ、屋
外の外壁面近傍では暗騒音(主に道路交通騒音)に紛
れてほとんど聞き取れず、45dB(A)の規制値に対して
も43dB(A)以下と全く問題ない結果が得られました。
(平川 哲久)
コンサルティング事業部主催の
出張セミナーについて 弊社では毎年、セミナーを数多く開催していますが、コンサ
ル事業部ではこちらから出向く出張セミナーを2009年から始め
ました。第1回目の出張セミナーは「建築設計者のための音の基
礎セミナー」と銘打ち、設計事務所8社、ゼネコン設計部3社で
開催しました。セミナー内容は以下の通りで、音源探査システ
ム『ノイズビジョン』についても事例を交えたデモを行いまし
た。
1.
2.
3.
4.
音響の基礎
音と建築ディテール
音響設計の手順・設計目標値
建物用途別の音響設計の注意点
出席者は延べ400名を超え、1社平均では約30名の方々にお聞
きいただきましたが、終了後のアンケートの集計結果から皆様
の感想を少し紹介します。
「今回のセミナーの中で特に興味深かった内容は?」という
質問に対しては、
・音響の基礎が体系的に学べたことが良かった。口伝えの情
報は間違いもあった。
・ノイズビジョンによる音源の可視化。非常に説得力を感じ
た。
・建物用途別の音響設計の注意点がクレーム集メインのため、
分かりやすかった。
などの好意的なコメントを頂きました。
今後のセミナーのテーマ・内容についてのご意見・ご希望も
お聞きしましたので、今年も新たなコンテンツを用意して出張
セミナーを継続していきたいと考えています。
(戸口 健治)
着工前の環境騒音測定
測定位置の選定の重要性 建築前に計画建物の室内騒音を予測することはマン
ションなどの住空間では特に重要で、事前に建設予定
地で環境騒音測定を行うことが一般的です。
その際、計画建物を代表して、どこに測定点を設置
するかの選定が重要です。閑静な場所に立つ低層ビル
を壊し、高層ビルを建てたところ、上階で自動車騒音
が大きく聞こえたことがあります。確かに前面道路は
車の通りが少ないのですが、少し離れた場所に交通量
の多い道路があったため、今まで回りの建屋に遮蔽さ
れて聞こえなかった騒音が上階では直接、窓に入射し
聞こえやすくなったのです。
また、今までは防音塀に囲われてあまり聞こえな
かった隣のビルの屋上の設備機器騒音が防音塀より高
い上階では遮蔽されず、大きく聞こえるケースもあり
ます。
通常は騒音源に最寄りの開口面近傍に測定点を設定
し、その他の開口面は後から距離減衰等を考慮して室
内騒音を予測しますが、予測精度を高めるために離れ
た位置にも測定点を設定し、減衰量を把握することも
あります。
しかし、一意的に一番近い位置に設定するのではな
く、上記の例のように周辺環境を考慮し、一番大きく
聞こえるであろう位置に測定点を設定することが重要
で、高い位置を測定する場合、クレーンや気球などを
使用したり、周辺ビルを利用することもあります。
(樫村 学)
音響材料測定∼残響室法吸音率の測定研究所について
弊社で受託した音響材料評価実験では残響室法吸音
率測定を私が担当しています。
残響室吸音率の測定は、試料を残響室内にセットし、
その試料に対してあらゆる方向からランダムに音が入
射する際の吸音率を求めるもので、吸音性能の評価と
して最も広く用いられております。
私が過去にお客様から測定依頼いただきました材料
には、
・会議室・展示室等に使用する一般的な建築材料
・スタジオ・コンサートホール等音楽諸室に使用す
る特殊な建築材料
・自動車の内装材
などがあります。
尚、弊社の残響室は容積150m3と9m3の二種類があり、
試料面積はそれぞれ、8m2、1m2としています。
ISO 354、JIS A 1409に準拠した測定は容積150m3
以上の残響室で行うことが必須となります。
一方、弊社考案の9m3残響室の用途は材料開発段階
の実験評価に適しています。
特に自動車内装材では8m2もの大きさの材料面積を
確保することは現実的には困難であるため、1m2で済
む9m3残響室を専ら活用しています。実験の主目的が
開発段階の材料の相対評価を求めることであれば十分
な結果が得られます。(もちろん周波数上の制限はあ
りますが)(三枝 裕和)
ノイズビジョンの除外音処理機能のご紹介
全方位音源探査システムNoise Visionを用いた測定
現場では音源が必ずしも一つとは限りません。大きな
音源の他、第二、第三、そして無数の小さい音源が測
定点に対して影響を与えている可能性があります。今
回ご紹介します除外処理機能はそのような場合に大き
く役立つ機能と言えます。
敷地境界で工場を見たときのNoise Vision出力結果
を図1に示します。
図の中央に見える開口部からの騒音が一番大きな影
響を与えていると考えられますが、本当にこれだけを
対策すればOKかどうか判断が難しいと思います。そ
こで中央の音源の影響を除外してみました(図2)。
除外後の分析結果をみると、正面向かって右側の開
口の影響が次いで大きいことがはっきりしました。ま
た左側に反射の様子も見ることができます。
このように除外処理をすることで影響の大きな音源
に隠れていた音源を見つけ出すことが容易になりまし
た。
また、コンターを数値化(図3)することにより、
影響の度合いを数値で評価することも可能です。
これらの情報を有効に活用し、対策検討の精度を上
げていきたいと考えています。(小池 宏寿)
この音源の影響を除去(図2)
最も影響の大きい音源(図1)
二番目に影響の大きい音源
数値化(図3)
低周波音の調査
くなるため、対策もまた難しくなります。だからこそ、
低周波音についてのご相談をいただく機会が増えて
います。つい最近も低周波音が問題となっていた現場、 低周波音が原因で困っている方々のお役に立てるよう、
あるいは低周波音が問題かも知れない現場に行く機会 何とか問題解決のサポートをさせていただきたいと
願っています。(青木 雅彦)
が続いています。
例えば建物の設備機器から発生している低周波音、
あるいは工場から発生している低周波音が近隣で問題
となっていた現場で調査を実施し、対策案を検討して
きました。また公害等調整委員会に係る低周波音の調
査を委託され、測定を実施した事例もあります。
音は周波数が低くなるほど耳で聞き取りにくく、さ
らに低周波音の測定値は風の影響を受けやすいため、
調査が難しくなります。また、音の周波数が低くなる
ほど、一般には遮音材や吸音材、防音壁の効果が小さ