JP5876311B2 - Sound absorption coefficient measuring device, sound absorption coefficient measuring method, and sound absorption coefficient measuring program - Google Patents
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Description
本発明は、試料の吸音率を測定する吸音率測定装置、吸音率測定方法および吸音率測定プログラムに関する。 The present invention relates to a sound absorption coefficient measuring device, a sound absorption coefficient measuring method, and a sound absorption coefficient measurement program for measuring a sound absorption coefficient of a sample.
試料の吸音率を測定する方法として、「残響室法吸音率の測定方法」(JIS A 1409:1998)がある。
この残響室法吸音率は、残響室に試料を入れた状態と入れない状態とにおける残響時間を測定し、それらの残響時間および残響室の容積から試料の吸音力を算出し、これを試料の水平透影面積で除した値を、吸音率とするものである。
As a method for measuring the sound absorption coefficient of a sample, there is a “measurement method of reverberation chamber method sound absorption coefficient” (JIS A 1409: 1998).
The reverberation chamber method sound absorption rate is determined by measuring the reverberation time with and without the sample in the reverberation chamber, and calculating the sound absorption force of the sample from the reverberation time and the volume of the reverberation chamber. The value divided by the horizontal translucent area is the sound absorption coefficient.
ところで、この残響室法吸音率の測定では、試料面積が小さくなると吸音率が大きく計測される傾向があり、特に吸音率が高い材料では顕著にみられる。この現象は、試料周辺部では床面および吸音面間の音圧差によるエネルギの流入が大きく、そのため試料の吸音力が大きくなることが原因であって、「面積効果」として知られている。
ところで、体育館、アリーナなどの吸音材を大面積で使用する施設では、「面積効果」の影響が低減する傾向がある。このような施設の室内音響設計を「面積効果」の影響がある残響室法吸音率を用いて行った場合、吸音力を過剰に見込むことになり、室内残響時間に関して設計時の予測値と施工後の実測値に乖離を生じる可能性がある(例えば、非特許文献1参照)。
By the way, in the measurement of the reverberation chamber method sound absorption coefficient, when the sample area is small, the sound absorption coefficient tends to be measured to be large, and this is particularly noticeable in a material having a high sound absorption coefficient. This phenomenon is known as the “area effect” because the inflow of energy is large at the periphery of the sample due to the difference in sound pressure between the floor surface and the sound absorbing surface, and therefore the sound absorbing force of the sample increases.
By the way, in facilities using sound absorbing materials such as gymnasiums and arenas over a large area, the influence of “area effect” tends to be reduced. When the room acoustic design of such facilities is performed using the reverberation room method sound absorption coefficient that has the effect of “area effect”, the sound absorption force will be excessively estimated, and the predicted value and construction time for the room reverberation time will be estimated. There is a possibility that deviation will occur in the actual measured value later (see, for example, Non-Patent Document 1).
その結果、施工後に吸音力不足が指摘されることになり、吸音材の追加工事などが生じる可能性がある。
また、吸音材周辺部から音響エネルギが流入する様子をシミュレーションする方法(例えば、非特許文献2参照)、吸音材を設置する現場において、吸音材の吸音率を簡易に算出する方法なども提案されている(例えば、特許文献1参照)。
As a result, it is pointed out that the sound absorbing power is insufficient after construction, and there is a possibility that additional construction of the sound absorbing material or the like will occur.
Also proposed are a method for simulating the flow of acoustic energy from the periphery of the sound absorbing material (see Non-Patent
非特許文献2では、吸音材周辺部から音響エネルギが流入する様子をシミュレーションすることにより、その現象を把握することはできるものの、吸音材を大面積で使用する施設の室内音響設計を行う際に、どの程度吸音率を見込むかを算出するところまでは至っていない。
また、特許文献1に記載された、吸音材の吸音率を算出する方法にあっては、実際の現場において吸音率を算出するものであるため、「面積効果」の影響のない吸音率を予測することは困難である。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、吸音材を大面積で使用する施設の音響設計に用いた場合であっても、音響設計の精度の低下を抑制する吸音率を得ることの可能な吸音率測定装置、吸音率測定方法および吸音率測定プログラムを提供することを目的としている。
In Non-Patent
Moreover, in the method of calculating the sound absorption coefficient of the sound absorbing material described in
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional unsolved problems, and even when it is used for acoustic design of a facility that uses a sound absorbing material in a large area, the accuracy of acoustic design is reduced. An object of the present invention is to provide a sound absorption coefficient measurement device, a sound absorption coefficient measurement method, and a sound absorption coefficient measurement program capable of obtaining a sound absorption coefficient that suppresses noise.
本発明の請求項1にかかる吸音率測定装置は、残響室内に設置した吸音材の端部位置に設定される測定ポイントの音響インテンシティレベルを測定する第1の測定器と、前記第1の測定器で測定した前記音響インテンシティレベルから前記吸音材の端部位置における音響インテンシティを算出する音響インテンシティ算出部と、空室時および吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルをそれぞれ測定する第2の測定器と、前記第2の測定器で測定した空室時および吸音材設置時の音圧レベルに基づき、空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーを算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとして算出する第1の音響パワー算出部と、前記音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測する流入音響エネルギ予測部と、前記吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出する第2の音響パワー算出部と、前記吸音材全体の等価吸音面積を、前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を求め、当該流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を前記吸音材の試料面積で除した値を、前記吸音材の吸音率として算出する吸音率算出部と、を備えることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a sound absorption coefficient measuring apparatus comprising: a first measuring device for measuring an acoustic intensity level at a measurement point set at an end position of a sound absorbing material installed in a reverberation chamber; The sound intensity calculation unit for calculating the sound intensity at the end position of the sound absorbing material from the sound intensity level measured by the measuring device, and the sound pressure level in the reverberation chamber at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed, respectively Based on the second measuring device to be measured and the sound pressure level measured by the second measuring device at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed, the acoustic power in the reverberation chamber at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed is calculated. A first acoustic power calculation unit that calculates these differences as acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material, and acoustic energy that flows from the sound absorbing material peripheral portion to the sound absorbing material side based on the sound intensity. An inflow acoustic energy prediction unit that predicts the inflow acoustic energy as the inflow acoustic energy, and a second acoustic power that calculates, as the inflow acoustic energy removal acoustic power, the acoustic power obtained by removing the inflow acoustic energy from the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material The calculation unit and the equivalent sound absorption area of the entire sound absorbing material are divided by the ratio of the inflow acoustic energy and the inflow sound energy removal sound power to obtain an equivalent sound absorption area corresponding to the inflow sound energy removal sound power, and the inflow And a sound absorption coefficient calculating unit that calculates a value obtained by dividing an equivalent sound absorption area corresponding to acoustic power from which sound energy is removed by the sample area of the sound absorbing material, as a sound absorption coefficient of the sound absorbing material.
請求項2にかかる吸音率測定装置は、請求項1記載の吸音率測定装置において、前記吸音材は、長方形であって、前記測定ポイントは、前記長方形の各辺の中央部に設定されることを特徴としている。
請求項3にかかる吸音率測定装置は、請求項2記載の吸音率測定装置において、前記測定ポイントは、さらに、前記吸音材の各角にも設定されることを特徴としている。
請求項4にかかる吸音率測定装置は、請求項3記載の吸音率測定装置において、前記各角に設定された各測定ポイントにおいて、前記第1の測定器により前記角に対して45度の方向と、当該角を形成する2つの辺それぞれの端部の位置において当該辺に直交する方向と、の3方向における音響インテンシティレベルを測定することで、前記測定ポイントは前記吸音材の各角に対して3点ずつ設定されていることを特徴としている。
The sound absorption coefficient measuring apparatus according to
A sound absorption coefficient measuring apparatus according to a third aspect is the sound absorption coefficient measuring apparatus according to the second aspect, wherein the measurement points are further set at each corner of the sound absorbing material.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sound absorption coefficient measuring apparatus according to the third aspect, wherein the first measuring instrument has a direction of 45 degrees with respect to the angle at each measurement point set at each of the angles. And measuring the sound intensity level in the three directions, that is, the direction orthogonal to the side at the position of the end of each of the two sides forming the corner, the measurement point is at each corner of the sound absorbing material. On the other hand, three points are set.
請求項5にかかる吸音率測定装置は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の吸音率測定装置において、前記第1の測定器はマイクロホンを有し、前記吸音材の表面から前記マイクロホンの上端までの垂直方向の距離が「10mm+前記マイクロホンの直径」の位置となるように配置されることを特徴としている。
The sound absorption coefficient measurement apparatus according to
また、本発明の請求項6にかかる吸音率測定方法は、残響室内に設置した長方形の吸音材の、各辺の中央部4点を含む測定ポイントの音響インテンシティレベルを測定し、当該測定した音響インテンシティレベルから前記吸音材の端部位置における音響インテンシティを算出し、当該音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測し、空室時および前記吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルを測定し、当該測定したそれぞれの音圧レベルに基づき空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーを算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとし、当該吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出し、前記吸音材全体の等価吸音面積を前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して得た前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を、さらに前記吸音材の試料面積で除した値を前記吸音材の吸音率とすることを特徴としている。
In the sound absorption coefficient measuring method according to
請求項7にかかる吸音率測定方法は、請求項6記載の吸音率測定方法において、前記流入音響エネルギは、前記音響インテンシティと前記吸音材周囲の長さと予め設定した前記音響インテンシティレベルの測定高さとの積であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項8にかかる吸音率測定プログラムは、吸音率測定装置で測定された、残響室内に設置した長方形の吸音材の、各辺の中央部4点を含む測定ポイントの音響インテンシティレベルを得て、当該音響インテンシティレベルから前記吸音材の端部位置における音響インテンシティを算出するステップと、当該音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測するステップと、前記吸音率測定装置で測定された、空室時および前記吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルを得て、当該それぞれの音圧レベルに基づき空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーをそれぞれ算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとして算出するステップと、当該吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出するステップと、前記吸音材全体の等価吸音面積を前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して得た前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を、さらに前記吸音材の試料面積で除した値を前記吸音材の吸音率として算出するステップと、を備えることを特徴としている。
The sound absorption coefficient measurement method according to
Furthermore, a sound absorption coefficient measurement program according to
本発明によれば、空室時および吸音材設置時の室内の音響パワーの差から吸音材全体が吸収する音響パワーを算出するとともに、吸音材の音響インテンシティを算出しこれに基づき、吸音材周辺部から吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測し、吸音材全体が吸収する音響パワーから流入音響エネルギを減算して、流入音響エネルギを除去した音響パワーを算出し、これに基づき吸音材の吸音率を算出するため、算出される吸音率は、「面積効果」の要因となる流入音響エネルギの影響を受けない吸音率となる。したがって、「面積効果」の影響が抑制された吸音率を簡易に獲得することができ、このようにして算出した吸音率を用いることによって、音響設計の精度を向上させることができる。 According to the present invention, the sound power absorbed by the entire sound absorbing material is calculated from the difference between the acoustic power in the room at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed, and the sound intensity of the sound absorbing material is calculated. The acoustic energy flowing into the sound absorbing material from the periphery is predicted as the inflowing acoustic energy, and the inflowing acoustic energy is subtracted from the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material to calculate the acoustic power from which the inflowing acoustic energy is removed. Since the sound absorption coefficient of the sound absorbing material is calculated based on the sound absorption coefficient, the calculated sound absorption coefficient is a sound absorption coefficient that is not affected by the inflow acoustic energy that causes the “area effect”. Therefore, it is possible to easily obtain a sound absorption coefficient in which the influence of the “area effect” is suppressed, and by using the sound absorption coefficient calculated in this way, it is possible to improve the accuracy of acoustic design.
特に、吸音材が長方形である場合、吸音材の四辺の中央部を測定ポイントとして、音響インテンシティレベルを測定することにより、ある程度の精度を有する吸音率を算出することができるが、さらに、音の入射方向の多様性がより顕著な吸音材の角も測定ポイントとして音響インテンシティレベルを測定することによって、より高精度な音響インテンシティを算出することができ、その結果、吸音率の精度を向上させることができる。 In particular, when the sound absorbing material is rectangular, the sound absorption rate having a certain degree of accuracy can be calculated by measuring the sound intensity level using the central part of the four sides of the sound absorbing material as a measurement point. The sound intensity level can be calculated by measuring the sound intensity level with the angle of the sound-absorbing material having more remarkable incident direction as the measurement point, and as a result, the accuracy of the sound absorption rate can be improved. Can be improved.
また、第1の測定器はマイクロホンであって、吸音材の表面からマイクロホンの上端までの垂直方向の距離が「10mm+前記マイクロホンの半径」の位置となるように配置することによって、音響インテンシティレベルが顕著に高い位置近傍に第1の測定器を容易に配置することができ、且つ音響インテンシティレベルが顕著に高い位置近傍における音響インテンシティレベルを測定することができるため、より高精度な音響インテンシティを算出することができる。 The first measuring device is a microphone, and is arranged so that the vertical distance from the surface of the sound absorbing material to the upper end of the microphone is a position of “10 mm + radius of the microphone”. Since the first measuring instrument can be easily arranged in the vicinity of a position where the sound intensity level is remarkably high and the sound intensity level in the vicinity of the position where the sound intensity level is remarkably high can be measured, more accurate sound can be obtained. Intensity can be calculated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
<吸音率測定装置20の構成>
図1は、本発明の一実施形態における、吸音率測定装置20の一例を示す構成図である。
図1において、1は試料としての吸音材、2は第1の測定器としての測定用プローブ、3はスピーカ、4は第2の測定器としてのマイクロホン、5は周波数分析器、6はパーソナルコンピュータなどで構成される演算処理装置、10は吸音率測定を行うための残響室である。
吸音材1は、例えば密度32kg/m3、厚さ50mmの長方形を有するグラスウールなどである。なお、吸音材1の材質、仕様はこれに限るものではない。
測定用プローブ2は、IEC 61043の規定に適合する音響インテンシティプローブである。
ここで、音響インテンシティとは、単位面積を単位時間に通過する音のエネルギであり、具体的には音圧と空気の粒子速度との積を時間平均したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Configuration of Sound Absorption
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a sound absorption
In FIG. 1, 1 is a sound absorbing material as a sample, 2 is a measurement probe as a first measuring device, 3 is a speaker, 4 is a microphone as a second measuring device, 5 is a frequency analyzer, and 6 is a personal computer. An arithmetic processing unit 10 constituted by a reverberation chamber for measuring sound absorption coefficient.
The
The
Here, the sound intensity is the energy of sound that passes through a unit area per unit time, and is specifically a time-averaged product of sound pressure and particle velocity of air.
測定用プローブ2は、例えば、図2に示すように、同一特性を有する2つのマイクロホン11aおよび11b間に、スペーサ12が設けられて構成される。マイクロホン11a、11bは、無指向性のマイクロホンであって、測定された音の強さに応じた信号(例えば電圧信号)を、周波数分析器5に出力する。
マイクロホン11a、11bは、一般的な1/2インチ(直径12.7mm)のものを適用することができる。測定用プローブ2は、音響インテンシティレベルLIeが顕著に高くなる試料表面からの高さである10mm程度の位置の音響インテンシティレベルLIeを測定する位置に配置することが望ましく、マイクロホンの上端と試料表面との距離が、「10mm+マイクロホンの直径」となるように配置することが望ましい。
このように配置することによって、マイクロホン下端と試料表面との距離が10mmとなるように配置されることになり、望ましい高さをほぼ確保することができる。
For example, as shown in FIG. 2, the
As the
By arranging in this way, the distance between the lower end of the microphone and the sample surface is set to 10 mm, and a desirable height can be almost ensured.
なお、前述の「10mm」という値は、試料表面と測定用プローブとの間の垂直方向の距離を10mmおよび100mmとして複数点(例えば16点)で音響インテンシティレベルLIeの測定を行った場合に(試料面積は、例えばJIS A 1409で規定される室容積との関係式から算出された16.52m2)、音響インテンシティレベルLIeが顕著に高くなる値として得られた数値である。なお、試料表面と測定用プローブとの間の垂直方向の距離が、100mmから400mmである間において100mm間隔として、任意の1点において音響インテンシティレベルLIeの測定を行った場合でも、「10mm」程度の位置が音響インテンシティレベルLIeが顕著に高くなる値として得られた。 The value of “10 mm” described above is obtained when the sound intensity level LIe is measured at a plurality of points (for example, 16 points) with the vertical distance between the sample surface and the measurement probe being 10 mm and 100 mm. (A sample area is 16.52 m < 2 > calculated from the relational expression with the chamber volume prescribed | regulated, for example by JISA1409), and is a numerical value obtained as a value which the acoustic intensity level LIe becomes remarkably high. Even when the acoustic intensity level LIe is measured at an arbitrary point with the distance in the vertical direction between the surface of the sample and the measurement probe being 100 mm to 400 mm at an interval of 100 mm, “10 mm”. An approximate position was obtained as a value at which the sound intensity level LIe was significantly increased.
本実施形態では、残響室10内に設置した吸音材1に対して、後述の図5に示すように設定した複数の測定ポイントにおいて測定用プローブ2により測定を行う。
スピーカ3は広帯域ノイズを発生する。このスピーカ3は残響室10内の隅などに配置される。
マイクロホン4は、残響室10内の音圧レベルを測定するためのものであって、例えばマイクロホンスタンドに取付けるか、又は天井から吊下げるなどして配置する。このとき、マイクロホン4と残響室壁面との距離は1.0m以上、マイクロホン相互の距離は測定する最低の中心周波数の音の波長の1/2以上とする。本実施形態では、このマイクロホン4によって、残響室10内に吸音材1を設置した場合すなわち吸音材設置時の音圧レベルと、残響室10内に吸音材1を設置しない場合すなわち空室時の音圧レベルとを測定する。
In the present embodiment, the
The
The
前記スピーカ3は、例えば全指向性の放射パターンを有するスピーカであって、例えば、少なくとも3m以上離れた2箇所など、JIS A 1409に規定される位置に配置される。
なお、スピーカ3およびマイクロホン4は、図1には1台ずつ配置されているが、実際にはそれぞれ複数配置されている。
周波数分析器5は、音響インテンシティ演算機能を備えた装置であって、測定用プローブ2からマイクロホン11a、11bの出力信号を入力し、これらに基づき、1/3オクターブバンド中心周波数毎の音響インテンシティレベルLIe(dB)を算出し、内蔵するメモリに記憶する。
The
Although one
The
また、周波数分析器5は、音圧レベル(dB)を測定可能な装置であって、各マイクロホン4の出力信号を入力し、これらに基づき各帯域の中心周波数毎の音圧レベルLp(dB)を算出し、内蔵するメモリに記憶する。
演算処理装置6は、周波数分析器5で算出した各帯域の中心周波数毎の音響インテンシティレベルLIe(dB)や音圧レベルLp(dB)を入力し、これらに基づき吸音材1への流入音響エネルギの影響を受けない吸音率αcを算出する。
The
The
図3は、演算処理装置6の主な機能構成を示した図である。
図3に示すように、演算処理装置6は、音響インテンシティ算出部6aと、第1の音響パワー算出部6bと、流入音響エネルギ予測部6cと、第2の音響パワー算出部6dと、吸音率算出部6eと、を備える。
音響インテンシティ算出部6aは、各測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIeに基づき吸音材の端部位置における音響インテンシティIeを算出する。
第1の音響パワー算出部6bは、空室時および吸音材設置時における音圧レベルLpから吸音材全体が吸収する音響パワーPaを算出する。
流入音響エネルギ予測部6cは、音響インテンシティIeに基づき、吸音材周辺部から吸音材1側に流入する音響エネルギ(流入音響エネルギ)Eeを予測する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a main functional configuration of the
As shown in FIG. 3, the
The sound
The first acoustic
The inflow acoustic energy predicting unit 6c predicts acoustic energy (inflow acoustic energy) Ee flowing from the sound absorbing material peripheral portion to the
第2の音響パワー算出部6dは、吸音材全体が吸収する音響パワーPaと吸音材周辺部から吸音材1側に流入する音響エネルギEeとの差から、この吸音材1側に流入する音響エネルギを除去した音響パワー(流入音響エネルギ除去音響パワー)Pcを算出する。
吸音率算出部6eは、吸音材1側に流入する音響エネルギを除去した音響パワーPcに基づき、吸音材1側に流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率αcを算出する。
The second acoustic
The sound absorption
図4は、演算処理装置6で実行される、吸音率αcを算出するための吸音率算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
演算処理装置6では、まず、初期処理として(ステップS1)、試料としての吸音材1の水平透影面積である試料面積S(m2)および、JIS A 1409の規定に拠って測定した吸音材全体の等価吸音面積A(m2)など、吸音率αcの演算に必要な情報を入力する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a sound absorption coefficient calculation process for calculating the sound absorption coefficient αc, which is executed by the
In the
次いで、ステップS2に移行し、周波数分析器5から、吸音材設置時に測定した各測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIe(dB)と、空室時および吸音材設置時における各マイクロホン4による音圧レベルLp(dB)とを読み込む。
次いで、ステップS3に移行し、吸音材設置時の音響インテンシティIe(W/m2)を算出する。
Next, the process proceeds to step S2, and the sound intensity level LIe (dB) at each measurement point measured at the time of installing the sound absorbing material from the
Next, the process proceeds to step S3, and the sound intensity Ie (W / m 2 ) when the sound absorbing material is installed is calculated.
具体的には、まず、吸音材設置時に測定した各測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIeに基づき、音響インテンシティレベルLIeの平均値LIeavを算出する。例えば、n点の測定点M1〜Mnにおける音響インテンシティレベルLIe1〜LIenに基づき、音響インテンシティレベルの平均値LIeavを次式(1)から算出する。ここで、LIeavは次式(1)に示す通りLIeのエネルギ平均値であるが、測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIe(dB)間の偏差が少ない場合には、算術平均値でもよい。
LIeav
=10*log10(10LIen/10+10LIe(n−1)/10+……+10LIen1/10)
……(1)
Specifically, first, the average value LIeav of the sound intensity level LIe is calculated based on the sound intensity level LIe at each measurement point measured when the sound absorbing material is installed. For example, based on the sound intensity levels LIe1 to LIen at n measurement points M1 to Mn, the average value LIeav of the sound intensity levels is calculated from the following equation (1). Here, LIeav is an energy average value of LIe as shown in the following formula (1), but may be an arithmetic average value when there is little deviation between the sound intensity levels LIe (dB) at the measurement points.
LIeav
= 10 * log 10 (10 LIen / 10 +10 LIe (n−1) / 10 +... +10 LIen1 / 10 )
...... (1)
なお、吸音材1の端部位置における音響インテンシティとは吸音材周辺部から流入する単位面積および単位時間当たりの音のエネルギであり、音響インテンシティレベルとは、音響インテンシティと基準の音響インテンシティとの比を対数表示したものである。吸音材設置時の音響インテンシティIe(W/m2)は次式(2)に示す関係式から算出する。
LIeav=10*log10(Ie/I0) ……(2)
なお、(2)式中のI0は、基準の音響インテンシティであって、I0=10−12(W/m2)である。
The sound intensity at the end position of the
LIeav = 10 * log 10 (Ie / I 0 ) (2)
Incidentally, (2) I 0 in the formula is a sound intensity of the reference, which is I 0 = 10 -12 (W / m 2).
次に、ステップS4の処理で、空室時の室内の音響パワーP1および吸音材設置時の室内の音響パワーP2を算出する。
具体的には、複数のマイクロホン4で測定した音圧レベルに基づき室内平均音圧レベルLpavを算出する。例えば、n個のマイクロホン4を設置し、その配置位置をM1〜Mnとしたとき、空室時のn個の測定点M1〜Mnにおける音圧レベルLp1〜Lpnに基づき、室内平均音圧レベルLpavを次式(3)から算出する。
Next, in the process of step S4, the room acoustic power P1 when the room is empty and the room acoustic power P2 when the sound absorbing material is installed are calculated.
Specifically, the room average sound pressure level Lpav is calculated based on the sound pressure levels measured by the plurality of
なお、室内平均音圧レベルLpavは次式(3)に示す通り音圧レベルLpのエネルギ平均値であるが、測定ポイントにおける音圧レベルLp(dB)間の偏差が少ない場合には、算術平均値でもよい。
Lpav
=10*log10(10Lpn/10+10Lp(n−1)/10+……+10Lp1/10)
……(3)
The room average sound pressure level Lpav is an energy average value of the sound pressure level Lp as shown in the following equation (3), but when the deviation between the sound pressure levels Lp (dB) at the measurement point is small, the arithmetic average It may be a value.
Lpav
= 10 * log 10 (10 Lpn / 10 +10 Lp (n−1) / 10 +... +10 Lp1 / 10 )
...... (3)
ここで、室内の音響パワーレベルLwは、次式(4)に示すように、室内平均音圧レベルLpavと等しいとみなすことができる。また、室内の音響パワーレベルLw(dB)は次式(5)に示す関係式で表すことができる。
Lw=Lpav ……(4)
Lw=10*log10(P/P0) ……(5)
なお、(5)式中のPは室内の音響パワー(W)、P0は基準の音響パワー(W)であり、P0=10−12(W)である。
Here, the acoustic power level Lw in the room can be considered to be equal to the average sound pressure level Lpav in the room, as shown in the following equation (4). The indoor sound power level Lw (dB) can be expressed by the relational expression shown in the following expression (5).
Lw = Lpav (4)
Lw = 10 * log 10 (P / P 0 ) (5)
In the equation (5), P is the indoor acoustic power (W), P 0 is the reference acoustic power (W), and P 0 = 10 −12 (W).
したがって、(5)式から、室内の音響パワーP(W)を算出することができる。すなわち、空室時の音響パワーP1(W)を算出することができる。
なお、音響パワー(W)とは室内の音源が単位時間に放射する音のエネルギであり、音響パワーレベル(dB)とは音響パワーと基準の音響パワーとの比を対数表示したものである。
Therefore, the indoor acoustic power P (W) can be calculated from the equation (5). That is, it is possible to calculate the acoustic power P1 (W) when the room is empty.
The acoustic power (W) is the energy of sound radiated by the sound source in the room per unit time, and the acoustic power level (dB) is a logarithmic display of the ratio between the acoustic power and the reference acoustic power.
同様の手順で、吸音材設置時におけるn個の測定点M1〜Mnにおける音圧レベルLp1〜Lpnに基づき室内平均音圧レベルLpavを前記(3)式から算出する。さらに、(5)式から、吸音材設置時の室内の音響パワーP2(W)を算出する。
このようにして、空室時の音響パワーP1および吸音材設置時の音響パワーP2を算出したならばステップS5に移行し、吸音材全体が吸収する音響パワーPaを次式(6)から算出する。
Pa=P1−P2 ……(6)
In the same procedure, the room average sound pressure level Lpav is calculated from the equation (3) based on the sound pressure levels Lp1 to Lpn at the n measurement points M1 to Mn when the sound absorbing material is installed. Furthermore, the indoor acoustic power P2 (W) when the sound absorbing material is installed is calculated from the equation (5).
Thus, if the acoustic power P1 at the time of vacancy and the acoustic power P2 at the time of installing the sound absorbing material are calculated, the process proceeds to step S5, and the acoustic power Pa absorbed by the entire sound absorbing material is calculated from the following equation (6). .
Pa = P1-P2 (6)
次いでステップS6に移行し、吸音材周辺部から吸音材側に流入する音響エネルギEeを、次式(7)から算出する。
Ee=Ie×H×L ……(7)
なお、(7)式中のIeは、ステップS2の処理で算出した吸音材設置時の音響インテンシティ(W/m2)である。Hは測定高さ、Lは試料としての吸音材1の周囲四辺の長さの和である試料周辺長である。
測定高さHは、音響インテンシティレベルLIeの測定を行うマイクロホンの中心と試料表面との距離とする。
つまり、(7)式では、「H×L」により規定される、試料としての吸音材1の周囲に沿った壁状の領域を通過する音響インテンシティを、吸音材周辺部から吸音材側に流入する音響エネルギEeとしている。
Next, the process proceeds to step S6, and the acoustic energy Ee flowing from the sound absorbing material peripheral portion to the sound absorbing material side is calculated from the following equation (7).
Ee = Ie × H × L (7)
In the equation (7), Ie is the sound intensity (W / m 2 ) at the time of installing the sound absorbing material calculated in the process of step S2. H is the measurement height, and L is the sample peripheral length which is the sum of the lengths of the four sides around the
The measurement height H is the distance between the center of the microphone that measures the sound intensity level LIe and the sample surface.
That is, in the equation (7), the sound intensity passing through the wall-like region along the periphery of the
次いでステップS7に移行し、吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーPcを、次式(8)から算出する。なお、(8)式中の、PaはステップS5の処理で(6)式から算出した吸音材全体が吸収する音響パワーである。また、EeはステップS6の処理で(7)式から算出される吸音材周辺部から吸音材側に流入する音響エネルギである。
つまり、吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーとは、吸音材全体が吸収する音響パワーPaから吸音材周辺部から流入する音響エネルギEeを除いたものである。
Pc=Pa−Ee ……(8)
Next, the process proceeds to step S7, and the acoustic power Pc from which the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is removed is calculated from the following equation (8). In addition, Pa in (8) Formula is the acoustic power which the whole sound-absorbing material calculated from (6) Formula by the process of step S5 absorbs. Ee is the acoustic energy flowing into the sound absorbing material from the sound absorbing material peripheral portion calculated from the expression (7) in the process of step S6.
That is, the acoustic power obtained by removing the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is obtained by removing the acoustic energy Ee flowing from the sound absorbing material peripheral portion from the sound power Pa absorbed by the entire sound absorbing material.
Pc = Pa-Ee (8)
次いでステップS8に移行し、このようにして算出した、吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーPcに基づき、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率αcを算出する。
具体的には、まず、音響パワーPcに基づき、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音材1による吸音力を算出する。すなわち、吸音材1全体の等価吸音面積A(m2)を、吸音材周辺部から流入する音響エネルギEe(前記(7)式)とこれを除去した音響パワーPc(前記(8)式)との比で按分した等価吸音面積Acを求める。すなわち次式(9)から求める。
Ac=A×(Pc/(Pc+Ee)) ……(9)
Next, the process proceeds to step S8, and the sound absorption coefficient αc from which the influence of the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is removed is calculated based on the acoustic power Pc obtained by removing the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion. calculate.
Specifically, first, based on the acoustic power Pc, the sound absorption force by the
Ac = A × (Pc / (Pc + Ee)) (9)
次いで求めた等価吸音面積Acを試料としての吸音材1の水平透影面積である試料面積S(m2)で除した値を吸音率αcとして算出する。すなわち次式(10)から求める。
αc=Ac/S ……(10)
そして、このようにして算出した、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率αcを表示する。そして、吸音率算出処理を終了する。
なお、上記吸音率算出処理において、各データは各帯域の中心周波数毎に算出し、各帯域の中心周波数毎に吸音率を算出する。
Next, a value obtained by dividing the obtained equivalent sound absorption area Ac by the sample area S (m 2 ), which is the horizontal shadow area of the
αc = Ac / S (10)
Then, the sound absorption coefficient αc obtained by removing the influence of the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is displayed. Then, the sound absorption coefficient calculation process ends.
In the sound absorption rate calculation process, each data is calculated for each center frequency of each band, and the sound absorption rate is calculated for each center frequency of each band.
<吸音率測定時の全体動作>
次に、吸音率を測定する際の、ユーザの操作および吸音率測定装置20の動作を含めた全体動作を説明する。
ユーザは、まず、残響室10内に吸音材1を設置しない状態で、複数のスピーカ3から広帯域ノイズを発生させ、これをn個のマイクロホン4により測定する。そして、周波数分析器5により演算を行うことにより、各マイクロホン4が配置された測定点M1〜Mnにおける音圧レベルLp1〜Lpnを演算し、周波数分析器5の内蔵メモリに記憶する。
<Overall operation during sound absorption measurement>
Next, the overall operation including the operation of the user and the operation of the sound absorption
First, the user generates broadband noise from a plurality of
次に、残響室10内に吸音材1を配置し、この状態で複数のスピーカ3から広帯域ノイズを発生させ、これをn個のマイクロホン4により測定し、周波数分析器5により、各測定点M1〜Mnにおける音圧レベルLp1〜Lpnを演算し、周波数分析器5の内蔵メモリに記憶する。
なお、図2に示すように、前記吸音材1の側面全周には、吸音材1の側面からの音の入射を避けるための反射性板材1aを設ける。
Next, the
In addition, as shown in FIG. 2, the reflective board | plate material 1a for avoiding the incidence | injection of the sound from the side surface of the sound-absorbing
次に、測定用プローブ2を用いて吸音材1に対して予め設定した測定ポイントにおいて音響インテンシティレベルの測定を行う。
吸音材1における測定ポイントは、例えば図5に示すように、吸音材1の縁に沿って16箇所設定されている。
すなわち、長方形の吸音材1の辺毎に、その中央部にそれぞれ1箇所ずつ計4箇所設定され、かつ各角にそれぞれ3つずつ計12箇所設定されている。
ここで、吸音材1の角部分は辺中央部と比較して音の入射方向の多様性がより顕著であると予測される。そのため、角部分については音響インテンシティレベルを3箇所ずつ測定することで、より精度のよい吸音率αcの算出を図るようにしている。
Next, the sound intensity level is measured at a measurement point set in advance for the
For example, as shown in FIG. 5, 16 measurement points in the
That is, for each side of the rectangular sound-absorbing
Here, it is predicted that the corner portion of the sound-absorbing
なお、図5において、ある辺の中央部の測定ポイントをNo1とし、ここから右回りに各測定ポイントをNo2、……No16とする。
測定用プローブ2は、このように設定される各測定ポイントにおいて辺と直角の向きになるように配置する。例えば、図6に示すように、測定用プローブ2を支持台等に固定することで、吸音材1と測定用プローブ2との相対位置が一定に維持される。
In FIG. 5, the measurement point at the center of a certain side is No1, and each measurement point is No2,.
The
そして、吸音材1の各辺の中央部の測定ポイントすなわちNo1,No5,No9,No13においては、図2に示すように、上方からみて、測定用プローブ2の長手方向におけるスペーサ12の中央部と吸音材1の辺端部とが同位置となるように配置し、かつ測定用プローブ2の長手方向と吸音材1の辺とが直交するように配置する。つまり、吸音材1の端部を挟んで、マイクロホン11aおよび11bが一方は吸音材1側、他方は吸音材1外側に位置するように配置する。
And in the measurement point of No.1, No5, No9, No13 in the center part of each edge | side of the sound-absorbing
また、吸音材1の角に設定される測定ポイントのうち、各辺の端部に設定される測定ポイント、すなわちNo2,No4,No6,No8,No10,No12,No14,No16においては、図7(a)に示すように、上方からみて、測定ポイントが設定された辺の端部と測定用プローブ2の長手方向におけるスペーサ12の中央部とが同位置となり、かつ、測定用プローブ2の端部が、前記測定ポイントが設定された辺とともに角をなす他方の辺の端部と同位置となるように配置する。
Of the measurement points set at the corners of the sound-absorbing
また、吸音材1の角に設定される測定ポイント、すなわち、No3,No7,No11,No15においては、図7(b)に示すように、上方からみて、吸音材1の角の頂点と測定用プローブ2の長手方向におけるスペーサ12の中央部とが同位置となり、かつ、測定用プローブ2の短手方向におけるマイクロホン11aおよび11bの中央部どうしを結ぶ直線と吸音材1の角をなす2つの辺とがなす角度が45度となるように配置する。
Further, at the measurement points set at the corners of the sound-absorbing
また、測定用プローブ2は、音響インテンシティレベルLIeが顕著に高くなる試料表面からの高さである10mm程度における音響インテンシティレベルLIeを測定可能な位置に配置することが望ましく、試料表面からマイクロホンの上端までの垂直方向の距離が「10mm+マイクロホンの直径」の位置となるように配置する。
なお、ここでは、音圧レベルの測定を行う際に、測定用プローブ2を各測定ポイントに順次移動しつつ測定を行う場合について説明するがこれに限るものではない。例えば、同一性能を有する複数の測定用プローブ2を各測定ポイントに設置することで測定を行ってもよい。
Further, the
Note that, here, a case where measurement is performed while the
測定用プローブ2により測定を行う場合には、まず、例えば測定ポイントNo1に測定用プローブ2を配置する。
続いて、複数のスピーカ3から広帯域ノイズを発生させる。これを測定用プローブ2で測定し、測定用プローブ2の出力信号を周波数分析器5で分析して、各帯域の中心周波数毎の音響インテンシティレベルLIe(dB)を演算し、演算結果を周波数分析器5に内蔵されたメモリに記憶する。
When measurement is performed using the
Subsequently, broadband noise is generated from the plurality of
次に、測定ポイントNo2に測定用プローブ2を移動する。そして、同様の手順で周波数分析器5において周波数毎の音響インテンシティレベルLIe(dB)を演算し所定のメモリに記憶する。この処理を、全ての測定ポイントについて行い、各測定ポイントにおける、音響インテンシティレベルLIe(dB)を獲得する。
以上によりユーザによる測定操作が終了する。
Next, the
Thus, the measurement operation by the user is completed.
次に、ユーザは、演算処理装置6において、図4に示す吸音率算出処理を実行させる。
すなわち、まず、試料としての吸音材1の試料面積S(m2)、JIS A 1409の規定に拠って測定した吸音材全体の等価吸音面積A(m2)を入力する(ステップS1)。
演算処理装置6では、これら入力信号が入力されると続いて、周波数分析器5から、吸音材1の各測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIe(dB)と、空室時および吸音材設置時における測定点M1〜Mnでの音圧レベルLp(dB)と、を読み込む(ステップS2)。
Next, the user causes the
That is, first, the sample area S (m 2 ) of the
In the
そして、図4のフローチャートに示す処理手順にしたがって演算処理を行い、音響インテンシティIeの算出(ステップS3)、吸音材1全体が吸収する音響パワーPaの算出(ステップS4、S5)、吸音材周辺部から流入する音響エネルギEeの算出を行い(ステップS6)、さらに吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した音響パワーPcを算出し(ステップS7)、この音響パワーPcに基づき、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率αcを算出する。これにより、吸音率算出処理が終了する。 Then, arithmetic processing is performed in accordance with the processing procedure shown in the flowchart of FIG. 4 to calculate the sound intensity Ie (step S3), to calculate the acoustic power Pa absorbed by the entire sound absorbing material 1 (steps S4 and S5), and around the sound absorbing material The acoustic energy Ee flowing from the part is calculated (step S6), the acoustic power Pc from which the influence of the acoustic energy flowing from the peripheral part of the sound absorbing material is removed is calculated (step S7), and sound absorption is performed based on the acoustic power Pc. The sound absorption coefficient αc is calculated by removing the influence of the acoustic energy flowing from the periphery of the material. Thereby, the sound absorption coefficient calculation process is completed.
ここで、上述のように、空室時と吸音材設置時の残響室10内に放射された音響パワーP1およびP2の差から、吸音材1全体が吸収する音響パワーPaを算出し、かつ、吸音材周辺部から流入する音響エネルギEeを算出し、この吸音材1全体が吸収する音響パワーPaから吸音材周辺部から流入する音響エネルギEeを減算して吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーPcを算出し、この吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーPcに基づき、吸音率αcを算出している。
したがって、算出される吸音率αcは、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率となる。
Here, as described above, the sound power Pa absorbed by the entire
Therefore, the calculated sound absorption coefficient αc is a sound absorption coefficient from which the influence of acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is removed.
その結果、吸音率αcは、面積効果の原因となる、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を受けない吸音率であるため、この吸音率αcを用いて体育館、アリーナなどの吸音材を大面積で使用する施設の音響設計を行うことにより、吸音率αcに基づく音響設計において予測した残響時間と施設施工後の残響時間との乖離を抑制することができ、高精度に音響設計を行うことができる。したがって、本吸音率測定装置20を、前記施設の吸音率αcの予測ツールとして利用することができる。
その結果、音響設計段階で吸音力を過剰に見込むことが少なくなるため、施工後の吸音力不足を制御することができ、吸音材の追加工事などの発生を抑制することができる。
As a result, since the sound absorption coefficient αc is a sound absorption coefficient that is not affected by the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion, which causes the area effect, the sound absorption material such as a gymnasium or an arena is used by using the sound absorption coefficient αc. By designing the acoustics of a facility used in a large area, the difference between the reverberation time predicted in the acoustic design based on the sound absorption coefficient αc and the reverberation time after facility construction can be suppressed, and the acoustic design is performed with high accuracy. be able to. Therefore, the sound absorption
As a result, since it is less likely that the sound absorption force is excessively expected in the acoustic design stage, it is possible to control the shortage of the sound absorption force after the construction, and it is possible to suppress the occurrence of additional work of the sound absorbing material.
また、図5に示すように、音響インテンシティレベルの測定ポイントとして、長方形の吸音材1の各辺の中央部だけでなく各角にも設定しており、さらに角については、3方向について音響インテンシティレベルを測定するようにしている。したがって、辺中央部と比較して音の入射方向の多様性がより顕著であると予測される吸音材1の角部分においては複数方向の音響インテンシティレベルを測定することによって、音響インテンシティレベルをより精度よく検出することができ、結果的に、より高精度な吸音率αcを算出することができる。
In addition, as shown in FIG. 5, the sound intensity level measurement points are set not only at the central portion of each side of the rectangular
<変形例>
上記実施形態においては、測定用プローブ2による音響インテンシティレベルLIeの測定操作およびマイクロホン4による音圧レベルLpの測定操作を行った後に、各周波数分析器5に記憶した音響インテンシティレベルLIeおよび音圧レベルLpを、演算処理装置6に読み込んで、吸音率算出処理を実行する場合について説明したが、これに限るものではない。
各周波数分析器5において演算した結果を、演算処理装置6側において記憶するように構成することも可能である。
<Modification>
In the above embodiment, the sound intensity level LIe and the sound stored in each
The result calculated in each
また、各測定ポイントでの測定用プローブ2の出力信号に対する周波数分析器5での音響インテンシティレベルLIeの算出が終了する毎に、算出結果を演算処理装置6に出力し、全ての測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIeが入力された時点で、演算処理装置6で、音響インテンシティIeを算出する構成としてもよい。
同様に、各マイクロホン4の出力信号に対する周波数分析器5での音圧レベルLpの算出が終了する毎に、算出結果を演算処理装置6に出力し、全てのマイクロホン4に対応する音圧レベルLpが入力された時点で、演算処理装置6において音響パワーPaを演算し、これに基づき、吸音率αcの演算を行う構成とすることも可能である。
Further, every time the calculation of the sound intensity level LIe in the
Similarly, every time the calculation of the sound pressure level Lp in the
また、上記実施形態においては、測定ポイントとして、16点を設定した場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、長方形の吸音材1の各辺の中央部のみ、すなわち図5における測定ポイントNo1,No5,No9,No13の4点のみを測定するようにしてもよい。例えば、残響室などといった、音圧分布が均質な室においては、各測定ポイントにおける測定結果のばらつきは小さい。このような場合には、簡易的に4点の測定ポイントのみを測定するようにしてもよい。
このように、測定ポイントを4点とすることによって、その分、測定に要する時間や吸音率αcの演算に要する処理時間の短縮を図ることができる。
Moreover, although the case where 16 points | pieces were set as a measurement point was demonstrated in the said embodiment, it does not restrict to this.
For example, only the central part of each side of the rectangular sound-absorbing
In this way, by setting the number of measurement points to four, the time required for measurement and the processing time required for calculating the sound absorption coefficient αc can be reduced accordingly.
以下に、本発明の実施例を説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
試料として、試料面積が、JIS A 1409で規定される室容積に対する算出式から得られた、16.52(m2)(試料周辺長16.36m)(JIS A 1409では、室容積が250m3よりも大きい場合には、室容積に対する算出式で必要な試料面積が決まる)である吸音材1を用いて、吸音率αcの測定を行った。
Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to this Example.
As a sample, the sample area was obtained from the calculation formula for the chamber volume defined in JIS A 1409, 16.52 (m 2 ) (sample peripheral length 16.36 m) (in JIS A 1409, the chamber volume was 250 m 3 In the case of larger than the above, the sound absorption coefficient αc was measured using the
図5に示す16点全てを測定ポイントとした場合と、図5に示す各辺の中央部4点(No1,No5,No9,No13)のみを測定ポイントとした場合との2通りについて、音響インテンシティレベルを測定した。ただし、本測定を行った測定環境では、測定用プローブ2の設置が困難となる位置(No3)があったため、測定ポイント15点で測定を行った。
測定用プローブ2として、マイクロホン11a、11bの直径が1/2インチ(12.7mm)のものを使用した。
また、5個のマイクロホン4を用い、測定点M1〜M5において音圧レベルLpの測定を行った。
The sound intensity is divided into two cases: when all 16 points shown in FIG. 5 are used as measurement points, and when only four central points (No1, No5, No9, No13) shown in FIG. 5 are used as measurement points. The city level was measured. However, in the measurement environment in which the main measurement was performed, measurement was performed at 15 measurement points because there was a position (No 3) where the installation of the
As the
In addition, the sound pressure level Lp was measured at the measurement points M1 to M5 using five
図8〜図13は、試料の吸音率αcの算出に用いたデータおよび算出過程で得た各種データを1/3オクターブバンド中心周波数毎に示したものである。
図8は、図5に示すNo3を除く15点の測定ポイントにおける音響インテンシティレベルLIe(dB)と、音響インテンシティレベルLIe(dB)の平均値であるLIeav(dB)および音響インテンシティIe(W/m2)と、を1/3オクターブバンド中心周波数毎に示したものである。
8 to 13 show data used for calculating the sound absorption coefficient αc of the sample and various data obtained in the calculation process for each 1/3 octave band center frequency.
FIG. 8 shows acoustic intensity levels LIe (dB) at 15 measurement points excluding No. 3 shown in FIG. 5, LIeav (dB), which is an average value of acoustic intensity levels LIe (dB), and acoustic intensity Ie ( W / m 2 ) for each 1/3 octave band center frequency.
図8から、吸音材1の角部分の測定ポイント(No2〜No4、No6〜No8、No10〜No12、No14〜No16)の値は、吸音材1の四辺の中央部の測定ポイント(No1、No5、No9、No13)の値と比較して、同一の1/3オクターブバンド中心周波数における測定値間の偏差が大きいことがわかる。すなわち、例えば1/3オクターブバンド中心周波数が100Hzのときには、吸音材1の四辺の中央部の測定ポイント(No1、No5、No9、No13)では、音響インテンシティレベルLIe(dB)が「81.9〜83.5」の範囲であるのに対し、吸音材1の角部分の測定ポイント(No2〜No4、No6〜No8、No10〜No12、No14〜No16)では、音響インテンシティレベルLIe(dB)が「74.8〜93.9」の範囲に亘っており、測定値間の偏差が大きいことがわかる。
From FIG. 8, the value of the measurement point (No2-No4, No6-No8, No10-No12, No14-No16) of the corner part of the sound-absorbing
図9は、図5に示す4点(No1、No5、No9、No13)の測定ポイントにおける、音響インテンシティレベルLIe(dB)と、音響インテンシティレベルLIe(dB)の平均値であるLIeav(dB)および音響インテンシティIe(W/m2)と、を示したものである。
図10は、吸音材全体が吸収する音響パワーPa(W)と、音響パワーPaの算出に用いた空室時の各種データと、吸音材設置時の各種データとを示したものである。図10では、各種データとして、音響パワーP1(W)またはP2(W)、室内の音響パワーレベルLw(dB)、室内平均音圧レベルLpav(dB)、測定点M1〜M5における音圧レベルLp1〜Lp5を示している。
FIG. 9 shows the average value of the sound intensity level LIe (dB) and the sound intensity level LIe (dB) at the four measurement points (No1, No5, No9, No13) shown in FIG. ) And sound intensity Ie (W / m 2 ).
FIG. 10 shows acoustic power Pa (W) absorbed by the entire sound absorbing material, various data at the time of vacancy used for calculation of the acoustic power Pa, and various data at the time of installing the sound absorbing material. In FIG. 10, as various data, acoustic power P1 (W) or P2 (W), indoor acoustic power level Lw (dB), indoor average sound pressure level Lpav (dB), and sound pressure level Lp1 at measurement points M1 to M5. ~ Lp5 is shown.
図11および図12は、吸音材周辺部から流入する音響エネルギEeを利用して吸音率αcを算出する際に用いた各種データを示したものであり、図11は15点を測定ポイントした「測定数15」の場合、図12は4点を測定ポイントとした「測定数4」の場合を示したものである。
図11及び図12では、各種データとして、音響インテンシティIe(W/m2)と、吸音材周辺部から流入する音響エネルギEe(W)と、吸音材全体が吸収する音響パワーPa(W)と、吸音材周辺部から流入する音響エネルギを除去した音響パワーPc(W)と、吸音材全体の等価吸音面積A(m2)と、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した等価吸音面積Ac(m2)と、吸音材周辺部から流入する音響エネルギの影響を除去した吸音率αcと、JIS A 1409の規定に拠って測定した残響室法吸音率の実測値αと、を示している。なお、ここでは、測定高さHは、H=16.3mmとして演算を行った。
11 and 12 show various data used in calculating the sound absorption coefficient αc using the acoustic energy Ee flowing from the sound absorbing material peripheral part. FIG. 11 shows 15 measurement points. In the case of “15 measurement numbers”, FIG. 12 shows the case of “
11 and 12, as various data, the sound intensity Ie (W / m 2 ), the sound energy Ee (W) flowing from the sound absorbing material peripheral portion, and the sound power Pa (W) absorbed by the entire sound absorbing material. And the influence of the acoustic power Pc (W) from which the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion is removed, the equivalent sound absorbing area A (m 2 ) of the entire sound absorbing material, and the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion are removed. An equivalent sound absorption area Ac (m 2 ), a sound absorption coefficient αc from which the influence of acoustic energy flowing from the periphery of the sound absorption material is removed, an actual measurement value α of the reverberation chamber method sound absorption coefficient measured in accordance with JIS A 1409, Is shown. Here, the calculation was performed with the measurement height H set to H = 16.3 mm.
図13は、図11に記載の「測定数15」における吸音率αcと、図12に記載の「測定数4」における吸音率αcと、残響室法吸音率の実測値αを比較したグラフであって、横軸は1/3オクターブバンド中心周波数、縦軸は吸音率を示す。
測定ポイントが「測定数15」の場合の吸音率αcと、測定ポイントが「測定数4」の場合の吸音率αcとではほぼ同一の値を示すことがわかる。したがって、残響室などといった音圧分布が均質な室においては、測定ポイントを15点として吸音率を算出しなくとも、測定ポイントを4点として吸音率を算出することにより、測定ポイントを15点として算出した場合と同等の精度を有する吸音率を獲得することができ、すなわち、より短時間で精度のよい吸音率を獲得することができる。
FIG. 13 is a graph comparing the sound absorption rate αc at “measurement number 15” shown in FIG. 11, the sound absorption rate αc at “
It can be seen that the sound absorption coefficient αc when the measurement point is “measurement number 15” and the sound absorption coefficient αc when the measurement point is “
また、図13に示すように、面積効果の影響がある残響室法吸音率の実測値αと、面積効果の影響を受けない吸音率αcとを示すことにより、これら実測値αと吸音率αcとの差から体育館、アリーナなど吸音材を大面積で使用する施設の室内音響設計を行う際に、どの程度吸音率を見込むか、すなわち実測値αからどの程度吸音率を補正するかを容易に知ることができる。 Further, as shown in FIG. 13, by showing an actual measurement value α of the reverberation room method sound absorption coefficient that is affected by the area effect and a sound absorption coefficient αc that is not affected by the area effect, the actual measurement value α and the sound absorption coefficient αc. When designing room acoustics for facilities that use sound absorbing materials in large areas such as gymnasiums and arenas, it is easy to determine how much sound absorption rate is expected, that is, how much sound absorption rate is corrected from the measured value α I can know.
1 吸音材
2 測定用プローブ
3 スピーカ
4 マイクロホン
5 周波数分析器
6 演算処理装置
10 残響室
20 吸音率測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1の測定器で測定した前記音響インテンシティレベルから前記吸音材の端部位置における音響インテンシティを算出する音響インテンシティ算出部と、
空室時および吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルをそれぞれ測定する第2の測定器と、
前記第2の測定器で測定した空室時および吸音材設置時の音圧レベルに基づき、空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーを算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとして算出する第1の音響パワー算出部と、
前記音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測する流入音響エネルギ予測部と、
前記吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出する第2の音響パワー算出部と、
前記吸音材全体の等価吸音面積を、前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を求め、当該流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を前記吸音材の試料面積で除した値を、前記吸音材の吸音率として算出する吸音率算出部と、
を備えることを特徴とする吸音率測定装置。 A first measuring device for measuring the sound intensity level of the measurement point set at the end position of the sound absorbing material installed in the reverberation chamber;
An acoustic intensity calculation unit for calculating an acoustic intensity at an end position of the sound absorbing material from the acoustic intensity level measured by the first measuring device;
A second measuring device for measuring the sound pressure level in the reverberation chamber at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed;
Based on the sound pressure level at the time of vacancy and at the time of installing the sound absorbing material measured by the second measuring device, the acoustic power in the reverberation room at the time of vacant and at the time of installing the sound absorbing material is calculated, A first sound power calculation unit that calculates the sound power to be absorbed;
Based on the sound intensity, an inflow acoustic energy predicting unit that predicts acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral portion to the sound absorbing material side as inflow acoustic energy;
A second acoustic power calculation unit that calculates the acoustic power obtained by removing the inflow acoustic energy from the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material, as the inflow acoustic energy removal acoustic power;
The equivalent sound absorption area of the entire sound absorbing material is prorated by the ratio of the inflow acoustic energy and the inflow sound energy removal sound power to obtain an equivalent sound absorption area corresponding to the inflow sound energy removal sound power, and the inflow sound energy removal sound is obtained. A sound absorption coefficient calculating unit that calculates a value obtained by dividing an equivalent sound absorption area equivalent to power by a sample area of the sound absorbing material, as a sound absorption coefficient of the sound absorbing material;
A sound absorption coefficient measuring device comprising:
当該音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測し、
空室時および前記吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルを測定し、当該測定したそれぞれの音圧レベルに基づき空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーを算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとし、
当該吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出し、
前記吸音材全体の等価吸音面積を前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して得た前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を、さらに前記吸音材の試料面積で除した値を前記吸音材の吸音率とすることを特徴とする吸音率測定方法。 The acoustic intensity level of the measurement point including the central four points of each side of the rectangular sound absorbing material installed in the reverberation chamber is measured, and the sound intensity at the end position of the sound absorbing material is measured from the measured sound intensity level. To calculate
Based on the sound intensity, predicting the acoustic energy flowing from the sound absorbing material peripheral part to the sound absorbing material side as inflow acoustic energy,
Measure the sound pressure level in the reverberation chamber at the time of vacancy and when installing the sound absorbing material, calculate the acoustic power in the reverberation chamber at the time of vacancy and when installing the sound absorbing material based on the measured sound pressure level , Is the acoustic power absorbed by the entire sound-absorbing material,
The acoustic power obtained by removing the inflow acoustic energy from the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material is calculated as the inflow acoustic energy removal acoustic power,
An equivalent sound absorption area corresponding to the inflow sound energy removal acoustic power obtained by dividing the equivalent sound absorption area of the entire sound absorption material by a ratio of the inflow sound energy and the inflow sound energy removal sound power, and a sample of the sound absorption material A sound absorption coefficient measuring method, wherein a value obtained by dividing by an area is used as the sound absorption coefficient of the sound absorbing material.
当該音響インテンシティに基づき、吸音材周辺部から前記吸音材側に流入する音響エネルギを流入音響エネルギとして予測するステップと、
前記吸音率測定装置で測定された、空室時および前記吸音材設置時の前記残響室内の音圧レベルを得て、当該それぞれの音圧レベルに基づき空室時および吸音材設置時の残響室内の音響パワーをそれぞれ算出し、これらの差を吸音材全体が吸収する音響パワーとして算出するステップと、
当該吸音材全体が吸収する音響パワーから前記流入音響エネルギを除去した音響パワーを、流入音響エネルギ除去音響パワーとして算出するステップと、
前記吸音材全体の等価吸音面積を前記流入音響エネルギと前記流入音響エネルギ除去音響パワーとの比で按分して得た前記流入音響エネルギ除去音響パワー相当の等価吸音面積を、さらに前記吸音材の試料面積で除した値を前記吸音材の吸音率として算出するステップと、
を備えることを特徴とする前記吸音率測定装置のコンピュータにおいて実行される吸音率測定プログラム。 Obtaining the sound intensity level of the measurement point including the central four points of each side of the rectangular sound absorbing material installed in the reverberation chamber , measured by the sound absorption coefficient measuring device, and obtaining the sound absorbing material from the sound intensity level. Calculating the sound intensity at the end position;
Predicting acoustic energy flowing into the sound absorbing material from the sound absorbing material peripheral portion as inflow acoustic energy based on the sound intensity; and
Obtaining the sound pressure level in the reverberation chamber at the time of vacancy and when the sound absorbing material is installed , measured by the sound absorption coefficient measuring device, and based on the respective sound pressure levels , the reverberation chamber at the time of vacancy and when installing the sound absorbing material Calculating the acoustic power of each, and calculating the difference between these as the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material,
Calculating the acoustic power obtained by removing the inflow acoustic energy from the acoustic power absorbed by the entire sound absorbing material as the inflow acoustic energy removing acoustic power;
An equivalent sound absorption area corresponding to the inflow sound energy removal acoustic power obtained by dividing the equivalent sound absorption area of the entire sound absorption material by a ratio of the inflow sound energy and the inflow sound energy removal sound power, and a sample of the sound absorption material Calculating the value divided by the area as the sound absorption rate of the sound absorbing material;
A sound absorption coefficient measurement program executed in a computer of the sound absorption coefficient measurement apparatus .
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