JP6073708B2 - Sound field simulation apparatus and sound field simulation program - Google Patents
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Description
本発明は、音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムに関する。 The present invention relates to a sound field simulation apparatus and a sound field simulation program.
以前から、住宅などの建物の音環境を演算によって解析する技術があった。 In the past, there has been a technique for analyzing the sound environment of a building such as a house by computation.
例えば、特許文献１には、建物内の障壁による音の透過及び反射を考慮して、受音位置における音圧レベルをシミュレーションする建物の音シミュレーションシステムが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a building sound simulation system that simulates a sound pressure level at a sound receiving position in consideration of sound transmission and reflection by a barrier in a building.
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、シミュレーションによって音圧レベルを算出するものの、シミュレーションの結果が人にとって許容できる水準か否かを考慮していなかった。 However, although the technique described in Patent Document 1 calculates the sound pressure level by simulation, it does not consider whether the result of the simulation is acceptable for humans.
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、シミュレーションの結果が人にとって許容できる水準か否かを判定することにより騒音低減の対策が可能な音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and provides a sound field simulation apparatus and a sound field simulation program capable of taking measures for noise reduction by determining whether or not the simulation result is acceptable for humans. The purpose is to provide.
上記課題を解決するための請求項１の発明は、建物の部屋の壁と天井と床とに各々使用される複数種類の仕上材及び該仕上材の吸音率、該部屋に設置される複数種類の家具及び該家具の吸音力、許容される残響時間の上限値、並びに許容される定在波周波数の出現頻度を記憶した記憶手段と、前記部屋の寸法が入力されると共に、前記部屋の壁、天井及び床の各々について前記記憶手段が記憶した仕上材の種類並びに前記記憶手段が記憶した家具の種類が選択される入力手段と、前記入力手段によって前記部屋の壁、天井及び床の各々について選択された前記仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段と、前記解析手段が算出した残響時間が前記記憶手段に記憶された前記許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段と、前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果を表示する表示手段と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to a plurality of types of finishing materials respectively used for a wall, a ceiling, and a floor of a building room, a sound absorption coefficient of the finishing material, and a plurality of types of finishing materials installed in the room. Storage means for storing the furniture, the sound absorbing power of the furniture, the upper limit value of the allowable reverberation time, and the appearance frequency of the allowable standing wave frequency, the dimensions of the room are input, and the walls of the room The finishing material stored in the storage means for each of the ceiling and the floor and the input means for selecting the type of furniture stored in the storage means, and the wall, ceiling and floor of the room by the input means The sound absorption coefficient of the selected finishing material and the sound absorption power of the furniture selected by the input means are acquired with reference to the storage means, and the acquired sound absorption coefficient and sound absorption power and the input are input by the input means. Part Analyzing means for calculating the reverberation time of the room and the standing wave frequency of the room based on the dimensions of the room, and an upper limit value of the allowable reverberation time stored in the storage means by the reverberation time calculated by the analysis means And determining the appearance frequency of the standing wave frequency calculated by the analyzing means, and the calculated appearance frequency is less than the allowable standing wave frequency appearance frequency stored in the storage means Determining means for determining whether or not, and display means for displaying the result calculated by the analyzing means and the result determined by the determining means.
請求項１に記載の発明によれば、部屋の寸法と、部屋の壁、天井及び床の各々に使用される仕上材の吸音率と、部屋に設置される家具の吸音力とから部屋の残響時間と部屋の定在波周波数を算出し、算出した残響時間が許容され得る上限値未満か否か、算出した定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the reverberation of the room is determined from the dimensions of the room, the sound absorption coefficient of the finishing material used for each of the wall, ceiling and floor of the room, and the sound absorption capacity of the furniture installed in the room. Calculate the standing wave frequency of the time and room, and determine whether the calculated reverberation time is less than the allowable upper limit, and whether the calculated standing wave frequency is less than the allowable appearance frequency Can do.
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段は、前記定在波周波数の出現頻度が前記許容される定在波周波数の出現頻度以上の場合に、前記部屋でブーミング及びこもり音が生じ得るとさらに判定する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the determination unit performs booming in the room when the appearance frequency of the standing wave frequency is equal to or higher than the allowable appearance frequency of the standing wave frequency. It is further determined that a booming noise can occur.
請求項２に記載の発明によれば、定在波周波数の出現頻度が許容される出現頻度以上の場合に、部屋でブーミング及びこもり音が生じ得ると判定することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the appearance frequency of the standing wave frequency is equal to or higher than the allowable appearance frequency, it can be determined that booming and a booming sound can occur in the room.
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記入力手段は、前記部屋の開口部の有無をさらに選択する入力が可能で、前記解析手段は、前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する。 According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the input means can further select whether or not there is an opening in the room, and the analysis means Based on the presence or absence, the presence or absence of occurrence of flutter echoes in the room is calculated.
請求項３に記載の発明によれば、部屋の開口部の有無によって、当該部屋でフラッターエコーが発生する可能性があるか否かを判定することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not a flutter echo may occur in the room based on the presence or absence of the opening in the room.
請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、前記入力手段は、前記表示手段に前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果が表示された後に、先に入力された部屋の寸法と異なる寸法の再入力と、前記部屋の壁、天井及び床の各々について先に選択された仕上材と異なる種類の仕上材の再選択と、先に選択された家具と異なる種類の家具の再選択と、前記部屋の開口部の有無の再入力とが可能で、前記解析手段は、前記入力手段によって各々再選択された前記仕上材の吸音率及び前記家具の吸音力を前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって再入力された前記部屋の寸法及び前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋の残響時間、前記部屋の定在波周波数及び前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the input means is inputted first after the result calculated by the analyzing means and the result judged by the judging means are displayed on the display means. Re-enter a different size from the room size, reselect a different type of finishing material from the previously selected finishing material for each of the walls, ceiling and floor of the room, and a different type from the previously selected furniture The re-selection of the furniture and the re-input of the presence / absence of the opening of the room is possible, and the analysis means calculates the sound absorption coefficient of the finishing material and the sound absorption power of the furniture re-selected by the input means, respectively. Reverberation time of the room based on the acquired sound absorption rate and sound absorption power, the size of the room re-input by the input means, and the presence or absence of the opening of the room. Standing wave frequency and said To calculate the presence or absence of the occurrence of flutter echo of ya.
請求項４に記載の発明によれば、先の判定の場合とは異なる部屋の寸法、仕上材、家具及び部屋の開口部に基づいて、部屋の残響時間、部屋の定在波周波数及び部屋のフラッターエコーの発生の有無を再度算出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the room reverberation time, the room standing wave frequency, and the room frequency are determined based on the room size, the finishing material, the furniture, and the room opening, which are different from those in the previous determination. Whether or not flutter echo is generated can be calculated again.
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記記憶手段は、前記仕上材のコストをさらに記憶し、前記入力手段は、前記仕上材の種類が選択されるときに前記仕上材をコストが低い順に表示する。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the storage means further stores the cost of the finishing material, and the input means selects the type of the finishing material. When finished, the finishing materials are displayed in ascending order of cost.
請求項５に記載の発明によれば、仕上材をコストが低い順に表示することができる。 According to invention of Claim 5, a finishing material can be displayed in order with low cost.
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記表示手段は、前記入力手段によって選択された前記仕上材と前記家具とをさらに表示する。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the display means further displays the finishing material and the furniture selected by the input means.
請求項６に記載の発明によれば、選択した仕上材と家具とを確認することができる。 According to invention of Claim 6, the selected finishing material and furniture can be confirmed.
上記課題を解決するための請求項７の発明は、コンピュータを、入力手段によって部屋の壁、天井及び床の各々について選択された仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを、前記仕上材に対応した吸音率及び前記家具に対応した吸音力を記憶した記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段、並びに前記解析手段が算出した残響時間が記憶手段に記憶された許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段として機能させる。 The invention according to claim 7 for solving the above-mentioned problem is that the computer has the sound absorption coefficient of the finishing material selected for each of the wall, ceiling and floor of the room by the input means and the sound absorption of the furniture selected by the input means. Force with reference to the storage means storing the sound absorption rate corresponding to the finishing material and the sound absorption force corresponding to the furniture, and the room inputted by the input means and the acquired sound absorption rate and sound absorption force Analyzing means for calculating the reverberation time of the room and the standing wave frequency of the room based on the dimensions of the room, and whether the reverberation time calculated by the analyzing means is less than the upper limit of the allowable reverberation time stored in the storage means And determining the appearance frequency of the standing wave frequency calculated by the analyzing unit, and the calculated appearance frequency is the frequency of the allowable standing wave frequency stored in the storage unit. To function as a determining means for determining whether less.
請求項７に記載の発明によれば、部屋の寸法と、部屋の壁、天井及び床の各々に使用される仕上材の吸音率と、部屋に設置される家具の吸音力とから部屋の残響時間と部屋の定在波周波数を算出し、算出した残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the reverberation of the room is determined from the dimensions of the room, the sound absorption coefficient of the finishing material used for each of the wall, ceiling and floor of the room, and the sound absorption capacity of the furniture installed in the room. It is possible to calculate the standing wave frequency of the time and the room and determine whether the calculated reverberation time is less than an allowable upper limit value or whether the appearance frequency of the standing wave frequency is less than an allowable appearance frequency. .
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。 As described above, the invention described in claim 1 determines whether or not the reverberation time is less than an allowable upper limit value and whether or not the appearance frequency of the standing wave frequency is less than the allowable appearance frequency. This has the effect that noise reduction measures can be taken.
請求項２に記載の発明によれば、定在波周波数の出現頻度が許容される出現頻度以上の場合に、部屋でブーミング及びこもり音が生じ得ると判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。 According to the second aspect of the present invention, when the appearance frequency of the standing wave frequency is equal to or higher than the allowable appearance frequency, it is possible to take measures for noise reduction by determining that the booming and the booming noise can occur in the room. It has the effect of becoming.
請求項３に記載の発明によれば、部屋の開口部の有無に基づいて部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出するにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。 According to the third aspect of the present invention, there is an effect that noise reduction measures can be taken by calculating the presence / absence of the occurrence of flutter echo in the room based on the presence / absence of the opening in the room.
請求項４に記載の発明によれば、先の判定の場合とは異なる部屋の寸法、仕上材、家具及び部屋の開口部に基づいて、部屋の残響時間、部屋の定在波周波数及び部屋のフラッターエコーの発生の有無を再度算出することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。 According to the fourth aspect of the present invention, the room reverberation time, the room standing wave frequency, and the room Recalculating the presence / absence of the occurrence of flutter echo has the effect of making it possible to take measures to reduce noise.
請求項５に記載の発明によれば、仕上材をコストが低い順に表示することができるという効果を有する。 According to invention of Claim 5, it has the effect that a finishing material can be displayed in order with low cost.
請求項６に記載の発明によれば、選択した仕上材と家具とを確認することができるという効果を有する。 According to invention of Claim 6, it has the effect that the selected finishing material and furniture can be confirmed.
請求項７に記載の発明によれば、残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to reduce noise by determining whether the reverberation time is less than an allowable upper limit value and whether the appearance frequency of the standing wave frequency is less than the allowable appearance frequency. This has the effect that measures can be taken.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置の構成を示す概略図である。音場シミュレーション装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６と、ネットワークＩ／Ｆ部１８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０と、表示部２２と、操作入力部２４と、バス２６とを含む。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sound field simulation apparatus according to an embodiment of the present invention. The sound field simulation apparatus 10 includes a central processing unit (CPU) 12, a hard disk drive (HDD) 14, a random access memory (RAM) 16, a network I / F unit 18, a read only memory (ROM) 20, and the like. , Display unit 22, operation input unit 24, and bus 26.
ＣＰＵ１２は、音場シミュレーション装置１０の全体の動作を司るものであり、後述する遮音性能の解析に係るフローチャートの処理は、ＣＰＵ１２により実行される。ＨＤＤ１４は、音場シミュレーションのプログラム、ＯＳ（Operating System）、建物の間取り及び寸法のモデルプラン、仕上材の種類及び当該仕上材の吸音率、並びに家具の種類及び当該家具の吸音力などが記録される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１６は、ＯＳやプログラムやデータが展開される揮発性の記憶装置である。ネットワークＩ／Ｆ部１８は、ネットワークに接続するためのものであり、ＮＩＣ（Network Interface Card）やそのドライバで構成される。ＲＯＭ２０は、音場シミュレーション装置１０の起動時に動作するブートプログラムなどが記憶されている不揮発性の記憶装置である。表示部２２は、音場シミュレーション装置１０に関する情報を操作者に表示するものである。操作入力部２４は、操作者が音場シミュレーション装置１０の操作や情報を入力する際に用いられるものであり、一例としてキーボード等の入力装置及びマウス等のポインティングデバイスが含まれる。バス２６は、情報のやりとりが行われる際に使用される。 The CPU 12 governs the overall operation of the sound field simulation apparatus 10, and the process of the flowchart relating to the analysis of the sound insulation performance described later is executed by the CPU 12. The HDD 14 records a sound field simulation program, an OS (Operating System), a floor plan and dimension model plan of the building, the type of finishing material and the sound absorption coefficient of the finishing material, the type of furniture and the sound absorption capacity of the furniture, and the like. This is a non-volatile storage device. The RAM 16 is a volatile storage device in which the OS, programs, and data are expanded. The network I / F unit 18 is for connecting to a network, and includes a NIC (Network Interface Card) and its driver. The ROM 20 is a non-volatile storage device that stores a boot program that operates when the sound field simulation device 10 is activated. The display unit 22 displays information related to the sound field simulation device 10 to the operator. The operation input unit 24 is used when an operator inputs an operation or information of the sound field simulation apparatus 10, and includes an input device such as a keyboard and a pointing device such as a mouse as an example. The bus 26 is used when information is exchanged.
続いて、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムの制御について説明する。図２は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける遮音性能の解析に係るフローチャートの一例を示す図である。 Next, control of the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a flowchart relating to the analysis of the sound insulation performance in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment.
まず、ステップ２００では、シミュレーションに必要な項目を入力するための入力画面を表示する。シミュレーションに必要な項目は、部屋の寸法、天井と壁と床の仕上材の種類とそれらの吸音率、部屋に設置される家具の種類、部屋の開口部の有無、及び部屋の形状である。 First, in step 200, an input screen for inputting items necessary for the simulation is displayed. Items necessary for the simulation are the dimensions of the room, the types of finishing materials for the ceiling, walls, and floor and their sound absorption rates, the types of furniture installed in the room, the presence or absence of openings in the room, and the shape of the room.
図３は、本実施の形態における音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプリグラムにおける間取り及び寸法指定の画面の一例を示す図である。図３は、シミュレーションの対象となっている建物の平面図であるが、当該建物のＣＡＤ（Computer Aided Design）のデータを読み込んで表示部２２に表示するようにしてもよいし、表示部２２の画面上で建物の間取り及び寸法を任意に入力できるようなものでもよい。例えば、「８畳洋室」、「６畳和室」等の間取りの構成要素をサンプルとして表示部２２に一覧表示し、操作者がサンプルから任意に構成要素をマウス等のポインティングデバイスによって選択して並べることで建物３０の間取り及び寸法を指定する。さらには、選択して並べた構成要素の各部の寸法を任意に変更することが可能であってもよい。または、建物の間取り及び寸法の複数のモデルプランから１のモデルプランを選択することにより、建物の部屋の間取り及び寸法を指定するようにしてもよい。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a floor plan and dimension designation screen in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation pregram according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view of a building to be simulated. CAD (Computer Aided Design) data of the building may be read and displayed on the display unit 22. It may be such that the building layout and dimensions can be arbitrarily entered on the screen. For example, the layout components such as “8 tatami mat room” and “6 tatami mat room” are displayed as a sample on the display unit 22, and the operator arbitrarily selects the components from the sample by using a pointing device such as a mouse and arranges them. This specifies the floor plan and dimensions of the building 30. Furthermore, it may be possible to arbitrarily change the dimensions of the respective parts of the selected and arranged components. Alternatively, the floor plan and dimensions of a room of a building may be designated by selecting one model plan from a plurality of model plans of floor plans and dimensions of the building.
上記いずれかの方法により、建物の部屋の間取り及び寸法を指定した後、音場シミュレーションの対象となる部屋を選択する。選択は、図３に示された平面図の一室をマウス等のポインティングデバイスでクリックする等の操作によって可能であるとする。音場シミュレーションの対象となる部屋が選択された後は、図４に示す入力画面が表示される。または、図３のように建物の間取りを指定せずに、部屋の間口、奥行き及び高さだけを指定し、当該指定後に図４の入力画面が表示されるようにしてもよい。 After the room layout and dimensions of the building are designated by any of the above methods, the room to be subjected to the sound field simulation is selected. It is assumed that the selection can be performed by an operation such as clicking on a room of the plan view shown in FIG. 3 with a pointing device such as a mouse. After the room to be subjected to the sound field simulation is selected, the input screen shown in FIG. 4 is displayed. Alternatively, the room layout, depth, and height may be designated without designating the building layout as shown in FIG. 3, and the input screen shown in FIG. 4 may be displayed after the designation.
図４は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力画面の一例を示す図である。図４では、画面の右側に設けられている選択ボタン４２をマウス等のポインティングデバイスでクリックすると、複数の項目が表示されるプルダウンメニュー４４が表示される。操作者は、表示されたプルダウンメニューから任意の項目を選択することで部屋の仕上材を選択でき、選択した仕上材の吸音率を設定できる。本実施の形態では、部屋の開口部の有無がシミュレーションの結果に影響するので、ラジオボタン４６等によって部屋の開口部の有無を選択できるようにしてもよい。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input screen in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment. In FIG. 4, when a selection button 42 provided on the right side of the screen is clicked with a pointing device such as a mouse, a pull-down menu 44 in which a plurality of items are displayed is displayed. The operator can select a finishing material for the room by selecting an arbitrary item from the displayed pull-down menu, and can set the sound absorption coefficient of the selected finishing material. In this embodiment, since the presence or absence of a room opening affects the result of the simulation, the presence or absence of a room opening may be selected by the radio button 46 or the like.
本実施の形態では、部屋に設置される家具によってもシミュレーションの結果が変化するので、仕上材の場合と同様に、プルダウンメニューで項目を選択できるようにしてもよい。家具は、形状が複雑なので、仕上材のように単位面積当たりの吸音力を示す吸音率ではなく、家具全体でどの程度音を吸収するかを示す吸音力を予め設定し、プルダウンメニューから家具が選択された場合は、選択された家具の吸音力が入力されるものとする。 In the present embodiment, the result of the simulation varies depending on the furniture installed in the room, so that items can be selected from the pull-down menu as in the case of finishing materials. The furniture has a complicated shape, so it is not the sound absorption coefficient that indicates the sound absorption per unit area like the finishing material, but the sound absorption capacity that indicates how much sound is absorbed by the entire furniture is set in advance. When selected, the sound absorption power of the selected furniture is input.
図４のプルダウンメニューに表示される仕上材は吸音率が高い順又は低い順でもよいし、コストが高い順又は低い順でもよい。また、図４のプルダウンメニューに表示される家具は吸音力が高い順又は低い順でもよいし、コストが高い順又は低い順でもよい。また、選択項目に吸音率又は吸音力を表示せず、仕上材又は家具の種類のみを表示させてもよい。 The finishing materials displayed in the pull-down menu of FIG. 4 may be in order of increasing or decreasing sound absorption, or in order of increasing or decreasing cost. Further, the furniture displayed in the pull-down menu of FIG. 4 may be in order of increasing or decreasing sound absorption, or in order of increasing or decreasing cost. Further, only the type of finishing material or furniture may be displayed without displaying the sound absorption rate or sound absorption force in the selection item.
ステップ２０２では、入力項目を操作者が確定したか否かが判定される。本実施の形態では、ステップ２００での設定が完了した場合に操作者がいわゆる確認ボタン４８等の画面上の所定の箇所をクリックすることにより、入力項目が確定される。操作者が設定を確定した肯定判定の場合は、ステップ２０４での演算処理に移行する。なお、ステップ２０４での演算処理では、ステップ２００で選択された仕上材の吸音率又は家具の吸音力を記憶手段であるＨＤＤ１４から取得し、取得した吸音率又は吸音力を用いて演算してもよい。 In step 202, it is determined whether or not the operator has confirmed the input item. In the present embodiment, when the setting in step 200 is completed, the operator clicks a predetermined location on the screen such as a so-called confirmation button 48, and the input item is confirmed. If the determination is affirmative that the operator has confirmed the setting, the process proceeds to step 204. In the calculation process in step 204, the sound absorption coefficient of the finishing material selected in step 200 or the sound absorption power of the furniture is acquired from the HDD 14 that is the storage means, and the calculation is performed using the acquired sound absorption coefficient or sound absorption power. Good.
ステップ２０６では、表示部２２に演算結果を表示する。表示される項目は、残響時間、ブーミングの発生頻度、こもり音の有無及びフラッターエコーの有無である。図５は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける演算結果の表示の一例を示す図である。算出された残響時間を表示すると共に、当該残響時間が許容される上限値未満であるか否かが表示される。本実施の形態では、上限値は一例として１．０秒とする。 In step 206, the calculation result is displayed on the display unit 22. Items to be displayed are reverberation time, booming frequency, presence / absence of booming noise, and presence / absence of flutter echo. FIG. 5 is a diagram showing an example of calculation result display in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment. The calculated reverberation time is displayed, and whether or not the reverberation time is less than the allowable upper limit value is displayed. In the present embodiment, the upper limit value is 1.0 second as an example.
また、ブーミング及びフラッターエコーの有無は、部屋の寸法から算出される定在波周波数の出現頻度に基づいて判定される。本実施の形態では、許容される定常波周波数の出現頻度を３Ｈｚの範囲内に輻輳して出現する定常波周波数の数が３つ未満の場合であるとし、定在波周波数が３Ｈｚの範囲内に３つ以上輻輳して出現している箇所がある場合にブーミングが発生すると判定する。さらにブーミングが所定の周波数の範囲において所定の回数以上発生する場合に、こもり音等の不快な現象が生じ得ると判定する。本実施の形態では、一例として所定の周波数の範囲は２０〜１８０Ｈｚ、所定の回数は３回とする。 The presence or absence of booming and flutter echo is determined based on the appearance frequency of the standing wave frequency calculated from the dimensions of the room. In the present embodiment, it is assumed that the allowable frequency of the standing wave frequency is less than 3 when the number of standing wave frequencies appearing in a range of 3 Hz and the standing wave frequency is 3 in the range of 3 Hz. It is determined that booming occurs when there are two or more congested locations. Furthermore, when booming occurs a predetermined number of times or more in a predetermined frequency range, it is determined that an unpleasant phenomenon such as a booming sound may occur. In the present embodiment, as an example, the predetermined frequency range is 20 to 180 Hz, and the predetermined number of times is three.
なお、許容される残響時間の上限値、許容される定常波周波数の出現頻度、所定の周波数及び所定の回数は、ＨＤＤ１４に予め記憶されているものとする。 It is assumed that the upper limit value of the allowable reverberation time, the appearance frequency of the allowable standing wave frequency, the predetermined frequency, and the predetermined number of times are stored in advance in the HDD 14.
ステップ２０８では、図５に示した画面上で操作者が「はい」をクリックする等により、操作者が表示した結果でよいと判断したか否かが判定され、肯定判定の場合は処理を終了する。 In step 208, it is determined whether or not the result displayed by the operator is acceptable, for example, by clicking “Yes” on the screen shown in FIG. 5. If the determination is affirmative, the process ends. To do.
ステップ２０８で否定判定の場合は、ステップ２１０で入力項目の変更画面を表示して、操作者に対して入力項目の変更を促す。図６は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力項目の変更画面の一例を示す図である。図６では、操作者がステップ２００で選択した項目よりも吸音率等が高い項目を例示することで、前回の演算処理よりも残響時間、ブーミング、こもり音が改善され得るようにする。 If the determination in step 208 is negative, an input item change screen is displayed in step 210 to prompt the operator to change the input item. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an input item change screen in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment. In FIG. 6, the reverberation time, booming, and booming sound can be improved as compared to the previous calculation process by exemplifying an item having a higher sound absorption rate than the item selected by the operator in Step 200.
また、フラッターエコーは、部屋に開口部が設けられると軽減されるので、ステップ２１０では、開口部「あり」を選択した状態で画面を表示するようにしてもよい。 In addition, flutter echo is reduced when an opening is provided in the room. Therefore, in step 210, the screen may be displayed in a state in which the opening “present” is selected.
図７は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける間取り及び寸法再指定の画面の一例を示す図である。ステップ２０８で否定判定された場合には、図７に示したように、和室３２に収納庫３４を設け、ホール３６に収納庫３８を設ける等の騒音低減が可能になる表示を行うようにしてもよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a floor plan and dimension redesignation screen in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment. When a negative determination is made in step 208, as shown in FIG. 7, a display that enables noise reduction, such as providing the storage 34 in the Japanese-style room 32 and providing the storage 38 in the hall 36, is performed. Also good.
部屋の形状は一般に直方体を呈するが、家具又は収納庫等によって直方体の形状が乱されると、残響等の人にとって不快な音響が発生しにくくなる。本実施の形態では、ステップ２００で間取り及び寸法が指定された時に、指定された間取りの四隅のいずれかに収納庫又は箪笥等の家具を設置した代案を自動的に創出し、当該代案をステップ２１０で表示する。 The shape of the room is generally a rectangular parallelepiped, but if the shape of the rectangular parallelepiped is disturbed by furniture, storage, or the like, it becomes difficult to generate unpleasant sounds such as reverberation. In this embodiment, when the floor plan and dimensions are designated in step 200, an alternative in which furniture such as a storage or a basket is installed at any of the four corners of the designated floor plan is automatically created, and the alternative is a step. Displayed at 210.
続いて、本実施の形態における演算処理について詳述する。まず、残響時間Ｔの演算は、下記の式（１）を用いて行われる。
Subsequently, the arithmetic processing in the present embodiment will be described in detail. First, the reverberation time T is calculated using the following equation (1).
上記の式（１）において、Ｋは定数であり、気温２０℃の時にＫ＝０．１６１である。Ｖはシミュレーションの対象である部屋の室容積であり、Ｓは当該部屋の室内全表面積であり、αは仕上材に各々固有の吸音率である。 In the above formula (1), K is a constant, and K = 0.161 when the temperature is 20 ° C. V is the room volume of the room to be simulated, S is the total surface area of the room, and α is the sound absorption coefficient specific to the finishing material.
一例として、間口３．５ｍ、奥行き６．０ｍ、高さ２．４ｍの直方体をした部屋において、床に吸音率α１＝０．１０のラワン合板を、壁と天井に吸音率α２＝０．０９の石膏ボードを用いた場合の残響時間Ｔを上記の式（１）によって算出する。 As an example, in a room having a rectangular parallelepiped with a frontage of 3.5 m, a depth of 6.0 m, and a height of 2.4 m, a lauan plywood having a sound absorption coefficient α 1 = 0.10 on the floor and a sound absorption coefficient α 2 = 0 on the wall and ceiling The reverberation time T in the case of using 0.09 gypsum board is calculated by the above equation (1).
この場合、室容積Ｖは、Ｖ＝２．４×６．０×３．５より、Ｖ＝５０．４ｍ３となる。また、床面積をＳ１とすると、Ｓ１＝３．５×６．０より、Ｓ１＝２１．０ｍ２となり、壁の面積Ｓ２は、Ｓ２＝（３．５×６．０）＋２×２．４×（３．５＋６．０）より、Ｓ２＝６６．６ｍ２となる。 In this case, the chamber volume V becomes V = 50.4 m 3 from V = 2.4 × 6.0 × 3.5. Further, if the floor area and S 1, from S 1 = 3.5 × 6.0, S 1 = 21.0m 2 , and the area of the wall S 2 is, S 2 = (3.5 × 6.0 ) From + 2 × 2.4 × (3.5 + 6.0), S 2 = 66.6 m 2 .
上述のように、床に吸音率α１＝０．１０のラワン合板を、壁と天井に吸音率α２＝０．０９の石膏ボードを各々用いているので、上記の式（１）におけるＳαは下記のように算出される。
Ｓα＝Ｓ１・α１＋Ｓ２・α２
Ｓ１＝２１．０、Ｓ２＝６６．６、α１＝０．１０、α２＝０．０９なので
Ｓα＝８．０９４
As described above, the lauan plywood having the sound absorption coefficient α 1 = 0.10 is used for the floor, and the gypsum board having the sound absorption coefficient α 2 = 0.09 is used for the wall and the ceiling. Is calculated as follows.
Sα = S 1 · α 1 + S 2 · α 2
Since S 1 = 21.0, S 2 = 66.6, α 1 = 0.10 and α 2 = 0.09
Sα = 8.094
上述のように、Ｋ＝０．１６１、Ｖ＝５０．４であるから、これらＫ、Ｖ、Ｓαを上記の式（１）に代入すると、残響時間Ｔは１．００秒となる。 As described above, since K = 0.161 and V = 50.4, when these K, V, and Sα are substituted into the above equation (1), the reverberation time T is 1.00 seconds.
通常の残響時間は０．５〜１．０秒であり、許容される残響時間の上限値は本実施の形態では１．０秒であるから、上記の演算結果では残響時間が長すぎる。かかる場合は、吸音率がより大きな仕上材を使用することを検討する。 The normal reverberation time is 0.5 to 1.0 seconds, and the upper limit value of the allowable reverberation time is 1.0 seconds in the present embodiment. Therefore, the reverberation time is too long in the above calculation result. In such a case, it is considered to use a finishing material having a higher sound absorption coefficient.
例えば、床の仕上材をラワン合板から、吸音率α３＝０．２０のパイルカーペットに変更した場合は、Ｓα＝Ｓ３・α１＋Ｓ２・α２＝１０．１９４となり、これを上記の式（１）に代入すると、Ｔ＝０．８秒となり、許容されるレベルまで残響時間を低減できる。 For example, when the floor finishing material is changed from Lauan plywood to a pile carpet with sound absorption coefficient α 3 = 0.20, Sα = S 3 · α 1 + S 2 · α 2 = 10.194, which is Substituting into equation (1), T = 0.8 seconds, and the reverberation time can be reduced to an acceptable level.
または、家具を設置することによっても残響時間を低減できる。家具は固有の吸音力を有するので、設置する家具の吸音力を式（１）の分母に加算することにより、残響時間Ｔを低減できる。 Alternatively, the reverberation time can be reduced by installing furniture. Since the furniture has a specific sound absorption force, the reverberation time T can be reduced by adding the sound absorption force of the installed furniture to the denominator of Equation (1).
本実施の形態では、図２のステップ２０６で表示した残響時間の演算結果に満足しない操作者がステップ２１０で入力項目の変更をする場合に、画面には前回の演算に係る仕上材よりも吸音率が大きい仕上材を表示してもよい。 In this embodiment, when an operator who is not satisfied with the reverberation time calculation result displayed in step 206 in FIG. 2 changes the input item in step 210, the screen displays more sound absorption than the finishing material related to the previous calculation. A finishing material having a high rate may be displayed.
続いて、ブーミングの演算について説明する。ブーミングの演算は、下記の式（２）を用いて行われる。
Next, the booming calculation will be described. The booming calculation is performed using the following equation (2).
式（２）において、ｃは音速であり本実施の形態では３４０ｍ／秒とする。ｌｘ、ｌｙ、ｌｚは、部屋の高さ、間口、奥行きであり、本実施の形態では一例として、ｌｘ＝２．４ｍ、ｌｙ＝２．５ｍ、ｌｚ＝２．５ｍとする。ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、定在波周波数ｆの算出時に用いられる次数であり、例えば、０、１、２、３、・・・の値をとり得る０を含む自然数である。 In equation (2), c is the speed of sound, and is 340 m / sec in this embodiment. l x , l y , and l z are the height, frontage, and depth of the room. In this embodiment, as an example, l x = 2.4 m, l y = 2.5 m, and l z = 2.5 m To do. n x , n y , and nz are orders used when calculating the standing wave frequency f, and are natural numbers including 0 that can take values of 0, 1, 2, 3,.
これらの数値を上記の式（２）に代入して定在波周波数ｆを算出する。図８は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。また、図９は、図８に示した定在波周波数の算出結果の横軸に周波数をとったグラフの一例である。 The standing wave frequency f is calculated by substituting these numerical values into the above equation (2). FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the standing wave frequency in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment. FIG. 9 is an example of a graph in which frequency is plotted on the horizontal axis of the calculation result of the standing wave frequency shown in FIG.
図９では、低音領域である７０Ｈｚ、９９Ｈｚ及び１５５Ｈｚ付近において、３Ｈｚの範囲内にｆが３つ以上輻輳して出現しており、ブーミング及びこもり音が発生することが予想される。 In FIG. 9, in the vicinity of 70 Hz, 99 Hz, and 155 Hz, which are low-frequency regions, three or more f appear in a range of 3 Hz, and it is expected that booming and a booming noise are generated.
図１０は、部屋の寸法を変更した場合の本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。また、図１１は、図１０に示した定在波周波数の算出結果の横軸に周波数をとったグラフの一例である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the standing wave frequency in the sound field simulation apparatus and the sound field simulation program according to the present embodiment when the dimensions of the room are changed. FIG. 11 is an example of a graph in which frequency is plotted on the horizontal axis of the calculation result of the standing wave frequency shown in FIG.
図１０、１１の場合では、部屋の寸法をｌｘ＝２．４ｍ、ｌｙ＝２．８ｍ、ｌｚ＝２．５ｍとし、図８、９の場合よりも間口を０．３ｍ大きくした。その結果、図１１に示したように、７０Ｈｚ、９９Ｈｚ及び１５５Ｈｚ付近におけるｆが輻輳して発生する現象が改善された。図１１に３Ｈｚの範囲内にｆが３つ以上輻輳して出現する箇所はないため、図１０、１１での場合では、ブーミング及びこもり音が発生するおそれはないと予想される。 10 and 11, the room dimensions are l x = 2.4 m, l y = 2.8 m, and l z = 2.5 m, and the frontage is 0.3 m larger than those in FIGS. As a result, as shown in FIG. 11, the phenomenon that f occurs in the vicinity of 70 Hz, 99 Hz, and 155 Hz is improved. In FIG. 11, there is no place where three or more f appear in the range of 3 Hz, and therefore, in the case of FIGS. 10 and 11, it is expected that there is no possibility of booming and booming noise.
本実施の形態では、図３のステップ２１０で表示する入力項目の変更画面において、部屋の寸法を変更することにより、図１０、１１に示した結果の算出が可能となる。 In the present embodiment, the results shown in FIGS. 10 and 11 can be calculated by changing the room dimensions on the input item change screen displayed in step 210 of FIG.
以上説明したように、本実施の形態によれば、シミュレーションの結果に基づいて騒音低減の対策が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, noise reduction measures can be taken based on the simulation results.
１０ 音場シミュレーション装置
１２ ＣＰＵ
１４ ＨＤＤ
１６ ＲＡＭ
１８ ネットワークＩ／Ｆ部
２０ ＲＯＭ
２２ 表示部
２４ 操作入力部
２６ バス
４２ 選択ボタン
４４ プルダウンメニュー
４６ ラジオボタン
４８ 確認ボタン
10 Sound field simulation device 12 CPU
14 HDD
16 RAM
18 Network I / F section 20 ROM
22 Display unit 24 Operation input unit 26 Bus 42 Select button 44 Pull-down menu 46 Radio button 48 Confirm button
Claims (7)
前記部屋の寸法が入力されると共に、前記部屋の壁、天井及び床の各々について前記記憶手段が記憶した仕上材の種類並びに前記記憶手段が記憶した家具の種類が選択される入力手段と、
前記入力手段によって前記部屋の壁、天井及び床の各々について選択された前記仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段と、
前記解析手段が算出した残響時間が前記記憶手段に記憶された前記許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段と、
前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果を表示する表示手段と、
を備えた音場シミュレーション装置。 Plural types of finishing materials used for walls, ceilings and floors of a building room, sound absorption coefficient of the finishing materials, plural types of furniture installed in the room and sound absorption power of the furniture, allowable reverberation time Storage means for storing the upper limit of the frequency and the appearance frequency of the allowable standing wave frequency;
An input means for inputting the dimensions of the room, and for selecting the type of finishing material stored by the storage means and the type of furniture stored by the storage means for each of the walls, ceiling, and floor of the room;
The sound absorption coefficient of the finishing material selected for each of the wall, ceiling and floor of the room by the input means and the sound absorption power of the furniture selected by the input means are acquired with reference to the storage means, Analysis means for calculating the reverberation time of the room and the standing wave frequency of the room based on the acquired sound absorption rate and sound absorption force and the dimensions of the room input by the input means;
It is determined whether or not the reverberation time calculated by the analysis unit is less than the upper limit value of the allowable reverberation time stored in the storage unit, and the appearance frequency of the standing wave frequency calculated by the analysis unit is calculated. Determining means for determining whether or not the calculated appearance frequency is less than the appearance frequency of an allowable standing wave frequency stored in the storage means;
Display means for displaying the result calculated by the analyzing means and the result determined by the determining means;
Sound field simulation device with
前記解析手段は、前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する請求項１又は２に記載の音場シミュレーション装置。 The input means can input to further select the presence or absence of an opening in the room,
The sound field simulation apparatus according to claim 1, wherein the analysis unit calculates the presence / absence of occurrence of flutter echo in the room based on the presence / absence of an opening in the room.
前記解析手段は、前記入力手段によって各々再選択された前記仕上材の吸音率及び前記家具の吸音力を前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって再入力された前記部屋の寸法及び前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋の残響時間、前記部屋の定在波周波数及び前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する請求項３に記載の音場シミュレーション装置。 The input means displays the result calculated by the analysis means and the result determined by the determination means on the display means, and then re-inputs a dimension different from the dimension of the room previously input, and the wall of the room Re-selecting a different type of finishing material from the previously selected finishing material for each of the ceiling and floor, re-selecting a different type of furniture from the previously selected furniture, and re-existing the presence or absence of the opening in the room Input is possible,
The analysis means acquires the sound absorption coefficient of the finishing material and the sound absorption power of the furniture reselected by the input means with reference to the storage means, and the acquired sound absorption coefficient and sound absorption power and the input means The reverberation time of the room, the standing wave frequency of the room, and the presence / absence of occurrence of flutter echo in the room are calculated based on the re-input dimension of the room and the presence / absence of the opening of the room. Sound field simulation device.
前記入力手段は、前記仕上材の種類が選択されるときに前記仕上材をコストが低い順に表示する請求項１〜４のいずれか１項に記載の音場シミュレーション装置。 The storage means further stores the cost of the finishing material,
The sound field simulation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the input unit displays the finishing materials in ascending order of cost when a type of the finishing material is selected.
入力手段によって部屋の壁、天井及び床の各々について選択された仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを、前記仕上材に対応した吸音率及び前記家具に対応した吸音力を記憶した記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段、並びに前記解析手段が算出した残響時間が記憶手段に記憶された許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段として機能させるための音場シミュレーションプログラム。 Computer
The sound absorption coefficient of the finishing material selected for each of the wall, ceiling and floor of the room by the input means and the sound absorption power of the furniture selected by the input means correspond to the sound absorption coefficient corresponding to the finishing material and the furniture. The sound absorption capacity is acquired with reference to the storage means, and the reverberation time of the room and the standing wave of the room based on the acquired sound absorption rate and sound absorption capacity and the dimensions of the room input by the input means. Analyzing means for calculating the frequency, and determining whether or not the reverberation time calculated by the analyzing means is less than the upper limit of the allowable reverberation time stored in the storage means, and the standing wave frequency calculated by the analyzing means Of the sound field for functioning as a determination means for determining whether the calculated appearance frequency is less than the appearance frequency of the allowable standing wave frequency stored in the storage means. Interview configuration program.
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