JP2004144661A - 騒音予測法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定高さhMの位置に基準点Qを設定し、予測対象点P’と同一高さhHの位置に観測点Pを設定し、それらの等価騒音レベルLeqM、LeqHを実測し、基準点における時間率騒音レベルを暗騒音レベルBGNMと仮定し、音源Sから基準点までの距離rMと、基準点における等価騒音レベルの実測値と、基準点における暗騒音レベルの仮定値と、音源から観測点までの距離rHと、観測点における等価騒音レベルの実測値とに基づいて、観測点における暗騒音レベルBGNHを算出してそれを予測対象点における暗騒音レベルと仮定し、音源から予測対象点までの距離rH’と、予測対象点における暗騒音レベルの仮定値とに基づいて予測対象点における騒音レベルLeqH’を予測する。基準点における暗騒音レベルとして95%時間率騒音レベルL95の値を採用する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高所における騒音レベルを予測するための方法、特に暗騒音を考慮した高精度の予測を可能とする騒音予測法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高層集合住宅等の建物を計画・設計するに際しては、外壁や窓サッシの遮音設計のために、建物外壁に到来する騒音の大きさや周波数特性等を事前に予測する必要がある。たとえば、対象建物が交通量の多い幹線道路に接していて主要な騒音源が自動車交通騒音であると判断される場合には、その道路に音源があるとして騒音伝播計算を行い、建物各部の外壁面位置における騒音分布を予測し、それに基づいて外壁や窓サッシの遮音設計を行うことになる。
【0003】
ところで、上記のような予測を行った場合において、事後の実測値が予測値と必ずしも精度良く合致しない場合がある。たとえば、上記のように主要な騒音源が自動車交通騒音である場合には、建物の上層部となる高所ほど道路からの距離が大きくなるから、その距離減衰によって高所ほど予測値が低下するのではあるが、実際には低所よりも高所において騒音レベルが高い場合がある。
【0004】
その理由としては、主要な騒音源以外の何らかの暗騒音源が遠方にあって、その影響が低所よりも高所に大きく及んでいることが考えられる。そのため、特に高所における騒音予測には遠方からの暗騒音の影響を考慮する必要があるとされ、たとえば非特許文献1,2に示されるような予測手法が提案されてはいるが、遠方の未知の暗騒音の影響を考慮し得るような有効適切な予測手法は確立されていない。
【0005】
【非特許文献1】
橋本頼幸、外3名、「市街地における高さ方向の道路交通騒音予測について」、日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)、1997年9月
【非特許文献2】
新居洋子、外3名、「高層住宅における道路交通騒音予測」、日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)、1996年9月
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、従来一般の遮音設計手法としては、上記のような騒音予測結果に対して安全を見込んでよりグレードの高い遮音設計を行うことが通常であるが、そのようなことでは過剰設計となる場合もあるし、いずれにしても最適設計、経済設計を実現するうえでは好ましいことではない。
【0007】
上記事情に鑑み、本発明は、未知の暗騒音源による影響をも考慮して高所における騒音予測を高精度で行い得る有効適切な騒音予測法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、高所における騒音レベルを予測する方法であって、所定高さの位置に基準点を設定するとともに、騒音レベルを予測するべき予測対象点と同一高さの位置に観測点を設定し、基準点および観測点における等価騒音レベルをそれぞれ実測するとともに、基準点における時間率騒音レベルを実測してそれを基準点における暗騒音レベルと仮定し、音源から基準点までの距離と、基準点における等価騒音レベルの実測値と、基準点における暗騒音レベルの仮定値と、音源から観測点までの距離と、観測点における等価騒音レベルの実測値とに基づいて、観測点における暗騒音レベルを算出してその算出値を予測対象点における暗騒音レベルと仮定し、音源から予測対象点までの距離と、予測対象点における暗騒音レベルの仮定値とに基づいて予測対象点における騒音レベルを予測することを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、基準点における暗騒音レベルとして仮定する時間率騒音レベルとして、95%時間率騒音レベルの値を採用することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
従来一般の騒音予測法は、特定の音源から予測対象点までの距離減衰を求めることを主眼とするものである。すなわち、予測対象点での騒音レベル(予測値)をSPL、音源のパワーレベルをPWL、音源と予測対象点間の距離をrとすると、音源が地表面にある点音源である場合においては、
SPL=PWL−20log(r)−8 ……(1)
として求められる。
【0011】
上式に基づく従来一般の騒音予測法では、暗騒音の影響を考慮し得ないことから上述のように必ずしも高精度の予測ができないので、本発明では暗騒音の寄与を考慮して、次式に基づいて予測値を求めることを主眼とする。
SPL=PWL−20log(r)−8+BGN ……(2)
【0012】
上式におけるBGNは予測対象点における暗騒音レベルであり、これは予測対象点の高さによって異なる値であるので、本発明では任意の高さに基準点を設定してそこでの95%時間率騒音レベルを実測し、その実測値を基準点での暗騒音として仮定する。そして、基準点とは高さの異なる他の予測対象点における暗騒音レベルを、予測対象点と同一高さの任意の点に設定した観測点における騒音レベルの実測値に基づいて算出し、その算出値を予測対象点における暗騒音レベルBGNとして採用することとする。
【0013】
以下、本発明の予測法の具体的な実施形態を図1および図2を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1に示すように、幹線道路等による自動車交通騒音が主要な音源Sであると判断される高層集合住宅等の建物を対象として、その高所の高さhHである任意の予測対象点P’での騒音を予測するに際し、まず、高さhMの位置に基準点Qを設定するとともに、予測対象点P’と同一の高さhHの位置に観測点Pを設定する。そして、基準点Qおよび観測点Pにおける等価騒音レベルLeqM、LeqHをそれぞれ実測するとともに、基準点Qにおける95%時間率騒音レベルL95を実測してこれを基準点Qにおける暗騒音レベルBGNMと仮定する。
【0015】
ここで、基準点Qとしては地盤面による過剰減衰の影響を受けず、暗騒音の寄与が小さいと判断される位置を選定し、地上から20m以上の高所に設定することが良く、観測点Pは基準点Qの直上に設定すれば良い。ただし、基準点Qおよび観測点Pでは騒音レベルを実測する必要があり、そのためには測定機器を高所に配置する必要があるので、気球の利用等により騒音測定が可能な地点を選択する必要がある。
【0016】
上記のように、基準点Qではそこでの95%時間率騒音レベルL95を暗騒音レベルBGNMと仮定するのであるが、観測点Pでは基準点Qとは暗騒音の寄与の度合いが異なるので、観測点Pでの暗騒音レベルBGNHは未知であり、これを以下の手法で算出する。
【0017】
基準点Qおよび観測点Pでの騒音レベルSPLM、SPLHは、音源Sからの距離をそれぞれrM、rHとすると、(2)式より、
SPLM=PWL−20log(rM)−8+BGNM ……(3)
SPLH=PWL−20log(rH)−8+BGNH ……(4)
として求められる。
【0018】
上記のSPLM、SPLHをそれぞれ実測値LeqM、LeqHに置き換えると、
LeqM=PWL−20log(rM)−8+BGNM ……(5)
LeqH=PWL−20log(rH)−8+BGNH ……(6)
となり、(6)式から(5)式を引いて次式を得る。
LeqH−LeqM=−20log(rH/rM)+BGNH−BGNM ……(7)
これを整理すれば、BGNHは
BGNH=(LeqH−LeqM)+20log(rH/rM)+BGNM ……(8)
として求められる。
【0019】
すなわち、観測点Pでの暗騒音レベルBGNHは、音源Sから基準点Qまでの距離rMと、基準点Qにおける等価騒音レベルLeqMの実測値と、基準点Qにおける暗騒音レベルBGNMの仮定値である95%時間率騒音レベルL95と、音源Sから観測点Pまでの距離rHと、観測点Pにおける等価騒音レベルLeqHの実測値とに基づいて(8)式により算出できる。そして、そのように算出した観測点Pでの暗騒音レベルBGNHは、そのまま観測点Pと同一高さhHにある予測対象点P’における暗騒音レベルBGNHとして仮定することができる。
【0020】
そこで、予測対象点P’における騒音レベルLeqH’の予測値は、(8)式で求めたBGNHと、音源Sから予測対象点P’までの距離rH’を(6)式に代入し、
LeqH’=PWL−20log(rH’)−8+BGNH ……(9)
として求めることができる。
【0021】
具体的な計算例を表1〜表4および図2に示す。この計算例は高さ120mの建物を対象とし、基準点Qを高さ45mの位置に設定し、予測対象点P’の高さを15m,25m,65m,80m,100m,120mに設定した場合の例である。表1は各高さでの等価騒音レベルLeqの実測値であり、これを図2にAとして示している。表2は従来法による予測値を示すもので、基準点Qでの等価騒音レベルLeqMの実測値から距離減衰のみを考慮して各高さの騒音レベルを求めたものである。この従来法では、図2にBとして示しているように暗騒音の影響が考慮されていないことから特に高所において実測値との誤差が大きなものとなっている。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
表3は基準点Qでの95%時間率騒音レベルL95の実測値をそこでの暗騒音レベルBGNMと仮定し、それに基づいて上記の手法によって算出した各高さにおける暗騒音レベルBGNHの算出値を示す。ここで算出された各高さの暗騒音レベルBGNHは、各高さの95%時間率騒音レベルL95の実測値と多少の差はあるもののかなりの精度で合致していることがわかる。
【0025】
【表3】
【0026】
表4は、上記で算出した各高さの暗騒音レベルBGNHを考慮して求めた各高さの騒音レベルLeqH’の予測値であり、図2にCとして示すように従来法による場合に較べて実測値との差は小さく、特に高所における精度が向上していることが分かる。
【0027】
【表4】
【0028】
以上のように、本発明によれば、実測不可能な予測対象点における騒音レベルを、任意の高さに設定した基準点と予測対象点と同一高さに設定した観測点での実測値に基づいて、暗騒音の影響を考慮して高精度で予測を行うことが可能であり、したがって高所における窓サッシや外壁の遮音設計を最適かつ経済的に行うことが可能となる。
【0029】
なお、上記実施形態のように、基準点Qにおける暗騒音レベルとして仮定する時間率騒音レベルBGNMとしては95%時間率騒音レベルL95の値を採用することが現実的であり好ましいが、暗騒音の状況によってはたとえば50%時間率騒音レベルL50等、他の時間率騒音レベルを採用しても良い。
【0030】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、高所における騒音レベルを予測するに際し、所定高さの位置に設定した基準点と、予測対象点と同一高さの位置に設定した観測点とで実測を行って、基準点における時間率騒音レベルをそこでの暗騒音レベルと仮定するとともに、基準点および観測点における等価騒音レベルに基づいて観測点における暗騒音レベルを算出し、その算出値を予測対象点における暗騒音レベルと仮定するので、予測対象点における騒音レベルを暗騒音の影響を考慮して高精度で予測することが可能であり、したがって高所における窓サッシや外壁等の遮音設計を最適かつ経済的に行うことが可能となる。
【0031】
請求項2の発明は、基準点における暗騒音レベルとして95%時間率騒音レベルの値を採用したので、基準点における暗騒音レベルを適正に仮定でき、高精度の予測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の予測法の説明図である。
【図2】本発明の予測法による予測結果を従来法による予測結果と比較して示す図である。
【符号の説明】
S 音源
Q 基準点
P 観測点
P’ 予測対象点
hM 基準点の高さ
hH 観測点および予測対象点の高さ
LeqM 基準点における等価騒音レベル
LeqH 観測点における等価騒音レベル
LeqH’ 予測対象点における騒音レベル
Lx 時間率騒音レベル
L95 95%時間率騒音レベル
BGNM 基準点における暗騒音レベル
BGNH 観測点および予測対象点における暗騒音レベル
rM 音源から基準点までの距離
rH 音源から観測点までの距離
rH’ 音源から予測対象点までの距離
Claims (2)
- 高所における騒音レベルを予測する方法であって、
所定高さ(hM)の位置に基準点(Q)を設定するとともに、騒音レベルを予測するべき予測対象点(P’)と同一高さ(hH)の位置に観測点(P)を設定し、
基準点(Q)および観測点(P)における等価騒音レベル(LeqM、LeqH)をそれぞれ実測するとともに、基準点(Q)における時間率騒音レベル(Lx)を実測してそれを基準点(Q)における暗騒音レベル(BGNM)と仮定し、
音源(S)から基準点(Q)までの距離(rM)と、基準点(Q)における等価騒音レベル(LeqM)の実測値と、基準点(Q)における暗騒音レベル(BGNM)の仮定値と、音源(S)から観測点(P)までの距離(rH)と、観測点
(P)における等価騒音レベル(LeqH)の実測値とに基づいて、観測点(P)における暗騒音レベル(BGNH)を算出してその算出値を予測対象点(P’)における暗騒音レベル(BGNH)と仮定し、
音源(S)から予測対象点(P’)までの距離(rH’)と、予測対象点(P’)における暗騒音レベル(BGNH)の仮定値とに基づいて予測対象点(P’)における騒音レベル(LeqH’)を予測することを特徴とする騒音予測法。 - 基準点(Q)における暗騒音レベル(BGNM)として仮定する時間率騒音レベル(Lx)として、95%時間率騒音レベル(L95)の値を採用することを特徴とする請求項1記載の騒音予測法。
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