JP6867817B2 - 音響設計方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、音響設計方法及びプログラムに関する。

従来、建物の室内に侵入する騒音のレベルを評価して建物構成部材の遮音対策の仕様を選択する遮音構造設計技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許第４２３４２５７号公報

従来の音響設計においては、建物の各部屋の配置プランが決定された後に、上記特許文献１のような技術によって各部屋の遮音対策の仕様が選択される。

しかし、各部屋の配置プランにおいて、例えば、音を発生する部屋の隣に静けさが求められる部屋が配置された場合には、音響計算の結果に基づき遮音対策の仕様が高く設定されてしまう。

この場合、遮音対策の仕様を合理的に設定するため、各部屋の配置プランが再度検討され、再検討された配置プランに基づき音響計算が行われた後、遮音対策の仕様の設定が再度行われる。そのため、各部屋の配置プランの検討と音響計算と遮音対策の仕様の設定とが繰り返され、建築物の音響計画を効率的に作成することができないという課題がある。

本発明は上記事実を考慮して、建築物の音響計画を効率的に作成することができる音響設計方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の音響設計方法は、音響属性付与手段が、各部屋を含む建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して、前記部屋において発生する音に関する情報及び前記部屋において求められる静けさに関する情報の少なくとも一方を表す音響属性情報を付与する工程と、配置決定手段が、前記建築物を表す３次元モデルにおいて、前記部屋の各々の配置を決定する工程と、必要音響性能計算手段が、前記配置決定手段によって決定された前記部屋の各々の配置と、各部屋に対して付与された前記音響属性情報とに基づいて、前記部屋の各々の必要音響性能を計算する工程と、構造決定手段が、前記必要音響性能計算手段によって計算された前記部屋の各々の前記必要音響性能に基づいて、前記部屋の各々の音響に関する構造を決定する工程と、を含む。

本発明の音響設計方法によれば、各部屋に対して音響属性情報を付与し、音響属性情報に応じて決定された部屋の各々の配置と、各部屋に対して付与された音響属性情報とに基づいて、部屋の各々の必要音響性能を計算し、部屋の各々の必要音響性能に基づいて、各部屋の音響に関する構造を決定することにより、建築物の音響計画を効率的に作成することができる。

本発明の第１のプログラムは、コンピュータを、各部屋を含む建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して付与された、前記部屋において発生する音に関する情報及び前記部屋において求められる静けさに関する情報の少なくとも一方を表す音響属性情報と、前記部屋の各々の配置の情報とを取得する取得手段、及び前記取得手段によって取得された各部屋の前記音響属性情報と、前記部屋の各々の配置の情報とに基づいて、前記部屋の各々の必要音響性能を計算する必要音響性能計算手段として機能させるためのプログラムである。本発明の第１のプログラムによれば、建築物の各部屋の必要音響性能を効率的に計算することができる。

また、本発明の第２のプログラムは、コンピュータを、各部屋を含む建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して付与された、前記部屋の壁の表面積に関する情報、前記部屋の容積に関する情報、及び前記部屋の仕上げ情報を取得する取得手段、及び前記取得手段によって取得された前記部屋の壁の表面積に関する情報、前記部屋の容積に関する情報、及び前記部屋の仕上げ情報に基づいて、前記部屋における音環境に関する情報を計算する音響計算手段として機能させるためのプログラムである。本発明の第２のプログラムによれば、建築物の各部屋の音環境を効率的に計算することができる。

本発明によれば、各部屋に対して音響属性情報を付与し、音響属性情報に応じて決定された部屋の各々の配置と、各部屋に対して付与された音響属性情報とに基づいて、部屋の各々の必要音響性能を計算し、部屋の各々の必要音響性能に基づいて、各部屋の音響に関する構造を決定することにより、建築物の音響計画を効率的に作成することができる、という効果が得られる。

従来の音響設計の流れを説明するための説明図である。 第１の実施形態に係る音響設計装置の概略構成を示すブロック図である。 各部屋に付与された属性情報の一例を示す図である。 各部屋に付与された音響属性情報の一例を示す図である。 可視化された音響属性情報の一例を示す図である。 可視化された音響属性情報に応じた各部屋の配置の修正を説明するための説明図である。 従来の音響設計の流れと本実施形態における音響設計の流れとを説明するための説明図である。 音響属性情報が可視化された各部屋の一例を示す図である。 音響性能算定基準の一例を示す図である。 壁の遮音構造に関するテーブルの一例を示す図である。 天井又は床の遮音構造に関するテーブルの一例を示す図である。 遮音構造とケイカル板とを含む構造を説明するための説明図である。 遮音構造の集約化を説明するための説明図である。 第１の実施形態に係る音響設計装置の作用の一例を示すである。 必要音響性能計算処理ルーチンの一例を示す図である。 第１の実施形態を病院建築プロジェクトにおいて用いた場合の遮音構造の種類数の低減を説明するための説明図である。 第２の実施形態に係る音響設計装置の概略構成を示すブロック図である。 具体的な音源の位置と具体的な受音点の位置とに基づくシミュレーションを説明するための説明図である。 音響計算処理ルーチンの一例を示す図である。

＜本実施形態の概要＞

図１に、従来の建築物の音響設計の流れを示す。従来の建築物の音響設計では、以下の課題がある。

図１に示すように、従来の音響設計では、建築プランが確定した後に各部屋の遮音計画が行われる。しかし、建築プランにおいて各部屋の配置が確定した後に遮音計画の作成が行われると、各部屋の遮音構造の仕様が高く設定されてしまう場合が多い。例えば、確定した建築プランにおいて、音が発生する部屋の隣に静けさが求められる部屋が配置されている場合には、部屋の間の壁の遮音構造が大掛かりになり、施工コストが増大する。

また、建築プランの変更が行われる場合には、遮音計画を再度作成する必要がある。そのため、設計段階で繰り返される建築プランの変更に応じて遮音計画の見直しが繰り返され、建築設計者と音響技術者との間では、建築プランが変更される毎に、図面の差替え及び遮音計画の修正等が必要となる。これには多くの時間と工数とが費やされ、設計作業の生産性の低下に繋がる。

また、建築物の部屋用途が多岐に渡る場合、床、壁、及び天井の遮音性能の種類が多くなる。更に、防汚性又は気密性等に配慮した仕上げ材が室用途に応じて使用される場合、遮音構造の複雑化及び重厚化となる傾向にある。通常、遮音構造の設定では、遮音構造と仕上げ材とを切り離した設定が行われるため、遮音構造の複雑化及び重厚化は、要求水準を超えた仕様となる。そのため、複雑多岐に渡る遮音構造の複雑化及び重厚化は、生産段階において見えない施工ロスとなり、潜在的なコスト負担となる。

そこで、本実施形態では、建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して音響属性情報を付与し、音響属性情報を可視化させる。音響属性情報としては、例えば音を発生する部屋における「部屋において発生する音に関する情報」及び静けさが求められる部屋における「部屋において求められる静けさに関する情報」の少なくとも一方が各部屋に付与される。そして、ユーザは、可視化された音響属性情報に基づいて、各部屋の遮音に関する音響的リスクを確認し、音響的リスクが低減されるように各部屋の配置を決定する。

このように、建築プランが作成される前に「音を発生する部屋」と「静けさが求められる部屋」とを各部屋に付与することで、建築設計の初期から遮音計画が導入される。そのため、従来のように各部屋の配置が確定した後に遮音計画の作成が行われ、各部屋の遮音構造の仕様が高く設定されてしまうという事態の発生を抑制することができる。

また、「音を発生する部屋」と「静けさが求められる部屋」とが可視化されることにより、ユーザが音響的リスクを視覚的に捉えることが可能となり、音響的リスクの定量的及び客観的な評価が可能となる。これにより、建築プランの変更に応じた遮音計画の見直しの繰り返しを合理化させることができ、設計作業の生産性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、遮音構造の単純化が行われるように、遮音構造の集約化を行う。具体的には、遮音構造と仕上げ情報とを考慮して遮音構造の集約化を行い、施工ロスを抑えた最適な遮音計画を作成する。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態の音響設計装置のシステム構成＞

図２は、第１の実施形態に係る音響設計装置の構成の一例を示すブロック図である。音響設計装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶手段としてのメモリ、ネットワークインタフェース等を含んで構成されている。音響設計装置１０は、機能的には、図２に示すように、操作部１２、コンピュータ１４、及び表示部１６を含んだ構成で表すことができる。

コンピュータ１４には、建築物の３次元設計を行うためのＢＩＭ（Building Information Modeling）がインストールされている。ユーザは、コンピュータ１４にインストールされたＢＩＭを用いて音響設計を行う。また、表示部１６には、コンピュータ１４から出力された情報が表示される。表示部１６は、例えばディスプレイ等によって実現される。

操作部１２は、ユーザから入力された操作情報を受け付ける。操作部１２は、例えばキーボードやマウス等によって実現される。ユーザは、表示部１６に表示された情報を確認し、確認した情報に応じて操作情報を操作部１２へ入力する。

コンピュータ１４は、機能的には、図２に示すように、属性付与部１８と、可視化部１９と、配置決定部２０と、必要音響性能計算部２２と、構造決定部２４とを備えている。属性付与部１８は、音響属性付与手段の一例である。また、必要音響性能計算部２２は、取得手段及び必要音響性能計算手段の一例である。

ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の３次元モデルに基づいて、各部屋の音響属性情報に関する操作情報を入力する。属性付与部１８は、操作部１２から入力された音響属性情報に関する操作情報に応じて、建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して音響属性情報を付与する。音響属性情報は、部屋において発生する音に関する情報及び部屋において求められる静けさに関する情報の少なくとも一方を表す。

図３に、音響属性情報を説明するための説明図を示す。図３に示すように、ＢＩＭにおいては、オブジェクトに対して属性情報が付与される。例えば、図３に示すように、オブジェクトの一例である部屋の３次元モデル３０に対し、部屋名称、壁構造、及び天井仕上げ等を含む属性情報３１が付与される。

本実施形態では、各部屋の３次元モデル３０に対して付与される属性情報３１に、音響属性情報が含まれる。例えば、図３に示すように、音が発生する部屋の３次元モデル３０に対しては、当該部屋において発生する音のレベル（ｄＢＡ）を音響属性情報として付与する。また、静けさが求められる部屋の３次元モデル３０に対しては、当該部屋において求められる静けさのレベル（ｄＢＡ）を音響属性情報として付与する。このように、各部屋の３次元モデル３０に対して、発生する音のレベル又は静けさのレベルである音響属性情報が付与される。なお、部屋において発生する音のレベルは、部屋において発生する音に関する情報の一例である。また、部屋において求められる静けさのレベルは、部屋において求められる静けさに関する情報の一例である。

図４に、病院の各部屋の３次元モデル３０に付与された音響属性情報の一例を示す。図４に示す例では、発生する音のレベルが音源レベル１〜音源レベル３で表され、静けさのレベルが目標レベル１〜目標レベル４で表される。また、静けさのレベルが付与されない部屋としては、「静けさの要求がない部屋」として表される。図４に示すように、各階の各部屋の３次元モデル３０に対して、用途に応じた音響属性情報が付与される。部屋によっては、音響属性情報が付与されなくともよいが、以下では、各部屋の３次元モデル３０に対して音響属性情報が付与される場合を例に説明する。

可視化部１９は、属性付与部１８によって各部屋の３次元モデル３０に付与された音響属性情報を可視化する。例えば、可視化部１９は、部屋において発生する音のレベル又は部屋において求められる静けさのレベルに応じて、各部屋の３次元モデル３０の表示を制御する。表示部１６は、可視化部１９によって可視化された各部屋の３次元モデル３０の音響属性情報を表示する。

ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の３次元モデル３０の音響属性情報に基づいて、音響的リスクを判断し、各部屋の配置を決定する。そして、ユーザは、各部屋の配置に関する操作情報を操作部１２へ入力することで、各部屋の配置を決定する。

配置決定部２０は、操作部１２から入力された各部屋の配置に関する操作情報に応じて、各部屋の配置を決定する。

図５に、音響属性情報の可視化を説明するための説明図を示す。図５に示すように、例えば、可視化部１９は、発生する音のレベル（ｄＢＡ）が付与されている部屋については、部屋全体が斜線によって表示されるように制御する。また、可視化部１９は、静けさのレベル（ｄＢＡ）が付与されている部屋については、部屋全体が無地又はドットによって表示されるように制御する。

図５には、静けさのレベル（ｄＢＡ）の値に応じてドットの粗さが変更されて表示される例が示されており、ドットが粗いほど静けさがより求められる（静けさのレベル（ｄＢＡ）の値が小さい）。そのため、無地で表されている部屋が、最も静けさが求められる部屋に対応する。

また、図５に示すように、各部屋の３次元モデル３０の音響属性情報は、発生する音のレベル又は静けさのレベルに応じて立体空間として可視化される。音響属性情報を含む各部屋が、ＢＩＭ上の立体空間として表現されることで、ユーザは、まず俯瞰的な視点で、各部屋の遮音に関する音響的リスクを直観的に判断することができる。図５に示す例では「音が発生する部屋」と「静けさが求められる部屋」とが混在しているため、遮音に関する詳細な検討が必要であるか否かを容易に把握することができる。

例えば、上記図５に示す例では、領域Ａ及び領域Ｂにおいて、音を発生する複数の部屋と静けさが求められる部屋とが隣接している。領域Ａの部屋Ｘ１及び部屋Ｘ２は、最も静けさが求められる部屋であるにも関わらず、音が発生する複数の部屋と隣接している。また、領域Ｂの部屋Ｙ１も音が発生する複数の部屋と隣接している。

そのため、静けさが求められる部屋において要求される静けさのレベルを確保するためには、音を発生する部屋と静けさが求められる部屋との間の壁の遮音性能を高く設定する必要があり、壁の遮音構造に関するコストが高まる。本実施形態では、可視化部１９によって可視化され、かつ表示部１６によって表示された各部屋の３次元モデル３０の音響属性情報に基づいて、ユーザが遮音に関する音響的リスクを判断し、各部屋の配置を決定する。

例えば、図６に示すように、音響的リスクに応じて各部屋の配置が修正される。図６に示す例では、部屋Ａが最も静けさが求められる部屋であり、部屋Ｄが部屋Ａの次に静けさが求められる部屋であり、部屋Ｃが部屋Ｄの次に静けさが求められる部屋である。また、部屋Ｂが音を発生する部屋である。

上記図６に示す例では、修正前の段階において、最も静けさが求められる部屋Ａと音を発生する部屋Ｂとが隣接しており、部屋Ａと部屋Ｂとの間の壁の遮音性能を高く設定せざるを得ない。そこで、ユーザは、可視化された音響属性情報に応じて、音響的リスクが低減されるように各部屋の配置を修正する。図６に示すように、修正後においては、部屋Ａと部屋Ｂとが隣接しないような配置へ修正され、部屋間の壁の遮音性能も低い設定で済むように変更される。これにより、部屋間の壁の遮音構造に関するコストが低減される。

このように、各部屋の音響属性情報を可視化することにより、遮音に関する音響的リスクの客観的な評価を行うことができる。このため、ユーザが音響技術者でなくとも、音響的リスクを直感的に把握することができる。また、建築プランが変更される場合においても、建築設計者によって音響的リスクの判断やチェックを行うことができ、建築プランの変更に対してタイムリーに対応することで時間の短縮化を図ることができる。

図７に、従来の音響設計の流れと本実施形態における音響設計の流れとを説明するための図を示す。音響設計においては「音を発生する部屋」と「静けさが求められる部屋」との相互関係により必要音響性能が設定される。

図７に示すように、従来においては、まず建築プランによって各部屋の配置が決定される。そして、各部屋の音響に関する要求水準、建築学会基準の用途別性能基準、及び社内設計基準等に応じて、「静けさのレベル」と「発生する音のレベル」とを各部屋に付与して、各部屋の必要音響性能の一例である必要遮音性能が手動によって決定される。

一方、本実施形態では、各部屋が持つ音響に関する要求性能を、ＢＩＭ上の音響属性情報として各部屋の３次元モデル３０に付与する。本実施形態では、建築プランに応じて音響設計をするのではなく、まず各部屋の３次元モデル３０に対して「音響属性情報」を付与する。建築プランがどのようになろうが、各部屋が持つ音響に関する要求性能は不変であるので、各部屋の配置が修正されても、各部屋の３次元モデル３０に自動的に音響属性情報が設定されることになる。

ユーザは、各部屋の配置が合理的となるように、かつ音響的リスクが低減されるように、配置決定部２０による各部屋の配置の決定処理と、可視化部１９による音響属性情報の可視化処理とを繰り返す。そして、各部屋の最終的な配置が決定される。

なお、上記図５の例では、斜線及びドットによって音響属性情報が可視化される場合を例に説明したが、各部屋の音響属性情報が色によって可視化させてもよい。例えば、発生する音のレベルが付与されている部屋については赤〜ピンクによって音のレベル値に応じて各部屋を色づけし、静けさのレベルが付与されている部屋については青〜水色によって静けさのレベル値に応じて各部屋を色づけしてもよい。

図８に、音響属性情報が可視化された各部屋の３次元モデル３０の例を示す。図８に示されるように、ユーザは音響的リスクを視覚的に把握することができる。

必要音響性能計算部２２は、配置決定部２０によって決定された部屋の各々の配置と、属性付与部１８によって各部屋に対して付与された音響属性情報とに基づいて、部屋の各々の必要音響性能を計算する。

例えば、必要音響性能計算部２２は、隣り合う部屋のペアの各々について、図９に示す音響性能算定基準に従って、必要音響性能の一例である必要遮音性能を算出する。具体的には、必要音響性能計算部２２は、隣り合う部屋のペアの各々について、一方の部屋で発生する音のレベルと他方の部屋の静けさのレベルとの組み合わせに応じて、音響性能算定基準に従って、部屋間の壁の必要遮音性能を算出する。図９に示す音響性能算定基準では、「音源」は音が発生する部屋における音のレベルを表す。また、「受音量」は静けさが求められる部屋における静けさのレベルを表す。従って、「音源」と「受音量」との組み合わせに応じて、部屋間の壁の必要遮音性能が算出される。なお、設計遮音性能は、必要遮音性能に応じて予め設定されており、ユーザは設計遮音性能を参考にして遮音構造を決定する。

表示部１６は、必要音響性能計算部２２によって算出された各部屋の必要遮音性能を表示する。ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の必要遮音性能に基づいて、各部屋の音響に関する構造の一例である遮音構造を決定する。そして、ユーザは、各部屋の遮音構造を指示する操作情報を操作部１２へ入力する。

具体的には、ユーザは、例えば図１０に示す壁の遮音構造に関するテーブルを参照して、壁の遮音構造を決定する。例えば、必要音響性能計算部２２によって算出された必要遮音性能がＤ−４０〜Ｄ５０である場合、ユーザは必要遮音性能Ｄ−４０〜Ｄ５０に対応する設計遮音性能を参考にし、図１０に示す壁の遮音構造に関するテーブルの遮音性能がＤ−４０〜Ｄ５０である遮音構造から、当該壁に用いる遮音構造を決定する。

また、ユーザは、図１１に示す床又は天井の遮音構造に関するテーブルを参照して、音響に関する構造の一例である床又は天井の遮音構造を併せて決定してもよい。遮音構造に応じて単価が予め定められているため、ユーザは単価も考慮して遮音構造を決定する。また、ユーザは、遮音構造の壁厚又は他の壁との整合性等を考慮して、遮音構造を決定する。そして、ユーザは、決定した各部屋の遮音構造を指示する操作情報を操作部１２へ入力する。

構造決定部２４は、操作部１２から入力された各部屋の遮音構造を指示する操作情報に基づいて、各部屋の遮音構造を決定する。具体的には、構造決定部２４は、操作部１２から入力された各部屋の遮音構造を反映するように、各部屋の遮音構造を決定する。

なお、複数種類の遮音構造がある場合、遮音構造の種類を集約化することができる。例えば、病院においてはケイカル板が仕上げ材として使用されることが多い。そのため、上記図１０に示す遮音性能Ｄ−４０の遮音構造に対してケイカル板が仕上げ材として用いられる場合、実際の壁の構造は、図１２に示すように、Ｄ−４０の遮音構造とケイカル板６０とを含む構造となる。この場合、ケイカル板６０も遮音機能を有するため、例えば、Ｄ−４０の遮音構造とケイカル板６０とを含む構造は、Ｄ−４５の遮音構造と同等の遮音性能を有する。

そのため、例えば、図１３に示すように、Ｄ−５０の遮音構造とケイカル板とを含む構造は、Ｄ−５５の遮音構造と同等の遮音性能を有する。また、Ｄ−４０の遮音構造とケイカル板とを含む構造は、Ｄ−４５の遮音構造と同等の遮音性能を有する。従って、図１３に示すように、遮音構造を集約化することができる。また、Ｄ−５５の遮音構造とケイカル板とを含む構造は、Ｄ−５５の遮音構造よりも安価な単価となるため、施工コストを低減させることができる。また、遮音構造を集約化することにより効率的に施工を行うことができる。なお、遮音構造の種類の集約化については、予めユーザによって行われる。

このように、本実施形態では、「必要遮音性能」と「遮音構造」とを連携させることにより、各部屋の床、壁、天井の「遮音構造」を設定することができる。また、ユーザは、各部屋の仕上げ情報を各部屋の３次元モデル３０から取得し、仕上げ情報を考慮して「必要遮音性能」の計算を予め行い、遮音構造を集約化することができる。また、ＢＩＭの集計機能を用いることで、遮音性能とコストとの比較を建築設計の早い段階で把握することができる。

表示部１６は、構造決定部２４によって各部屋の３次元モデルへ反映された遮音構造の結果を表示する。ユーザは、表示部１６によって表示された結果を確認する。

＜音響設計装置の作用＞
次に、図１４を参照して、音響設計装置１０の作用を説明する。ユーザがＢＩＭを起動して、以下の流れに従って音響設計が行われる。

まず、ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の用途等に基づいて、各部屋の音響属性情報に関する操作情報を入力する。

ステップＳ１００において、属性付与部１８は、操作部１２から入力された音響属性情報に関する操作情報を取得する。

ステップＳ１０２において、属性付与部１８は、上記ステップＳ１００で取得した音響属性情報に関する操作情報に応じて、各部屋に対して音響属性情報を付与する。

ステップＳ１０３において、可視化部１９は、上記ステップＳ１０２で各部屋に付与された音響属性情報を可視化する。そして、表示部１６は、可視化部１９によって可視化された各部屋の音響属性情報を表示する。

ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の音響属性情報に基づいて、音響的リスクを判断し、各部屋の配置を決定する。そして、ユーザは、各部屋の配置に関する操作情報を操作部１２へ入力する。

ステップＳ１０４において、配置決定部２０は、操作部１２から入力された各部屋の配置に関する操作情報を取得する。

ステップＳ１０６において、配置決定部２０は、上記ステップＳ１０４で取得された各部屋の配置に関する操作情報に応じて、各部屋の配置を変更する。

ステップＳ１０７において、各部屋の配置が確定されたか否かを判定する。具体的には、各部屋の配置の確定に関する操作情報がユーザから入力されたか否かを判定する。各部屋の配置の確定に関する操作情報が入力された場合は、ステップＳ１０８へ進む。一方、各部屋の配置の確定に関する操作情報が入力されていない場合には、ステップＳ１０３へ戻る。

ユーザは、各部屋の機能等を考慮して、各部屋の配置が合理的となるように、かつ音響的リスクが低減されるように、上記ステップＳ１０３での音響属性情報の可視化処理と上記ステップＳ１０６での各部屋の配置の決定処理とを繰り返す。そして、各部屋の最終的な配置が確定される。

ステップＳ１０８において、必要音響性能計算部２２は、上記ステップＳ１０６で確定された部屋の各々の配置と、上記ステップＳ１０２で各部屋に対して付与された音響属性情報とに基づいて、部屋の各々の必要音響性能を計算する。ステップＳ１０８の処理は、図１５に示す必要音響性能計算処理ルーチンによって実現される。

＜必要音響性能計算処理ルーチン＞
ステップＳ２００において、必要音響性能計算部２２は、上記ステップＳ１０６で確定された部屋の各々の配置と、上記ステップＳ１０２で各部屋に対して付与された音響属性情報とを取得する。

ステップＳ２０２において、必要音響性能計算部２２は、上記ステップＳ２００で取得された部屋の配置情報及び音響属性情報に基づいて、所定の音響性能算定基準に従って、各部屋の必要音響性能を計算する。

ステップＳ２０４において、表示部１６は、上記ステップＳ２０２で計算された各部屋の必要音響性能を結果として出力する。

ユーザは、上記ステップＳ２０４で出力された各部屋の必要音響性能（例えば、Ｄ−４０〜Ｄ−５０等の表示）に基づいて、各部屋の遮音構造を決定する。そして、ユーザは、各部屋の遮音構造に関する操作情報を操作部１２へ入力する。

次に、図１４のステップＳ１１０において、構造決定部２４は、ユーザにより操作部１２から入力された各部屋の遮音構造に関する操作情報を取得する。

ステップＳ１１２において、構造決定部２４は、上記ステップＳ１１０で取得された各部屋の遮音構造に関する操作情報を、各部屋の属性情報へ反映する。そして、表示部１６は、構造決定部２４によって各部屋の３次元モデルへ反映された遮音構造の結果を表示する。

以上詳細に説明したように、第１の実施形態では、各部屋に対して音響属性情報を付与し、音響属性情報に応じて決定された部屋の各々の配置と、各部屋に対して付与された音響属性情報とに基づいて、部屋の各々の必要音響性能を計算し、部屋の各々の必要音響性能に基づいて、各部屋の音響に関する構造を決定することにより、建築物の音響計画を効率的に作成することができる。

また、「音を発生する部屋」又は「静けさを求める部屋」を表す情報であり、かつ不変的な情報である音響属性情報を、建築設計の初期段階から各部屋の３次元モデル３０へ付与することで、音響的リスクを考慮した建築プランが作成され、必要最小限の遮音構造を採用することができる。

具体的には、音響属性情報の可視化により音響的リスクを考慮した部屋の配置が決定されるため、遮音構造に関する施工コストが低減される。例えば、従来であればＤ−５０以上の遮音性能を有する遮音構造を採用しなければならなかったところ、Ｄ−４０以下の遮音性能の遮音構造のみで施工が可能となる。これにより、施工コストを低減させることができる。

また、自動的に決定された必要遮音性能に基づき、音響技術者だけでなく建築設計者が音響的リスクを的確に判断することができる。また、各部屋に付与された音響属性情報の可視化により音響的リスクの評価方法が客観的となり、プロジェクト関係者や建築主への説明にもスムーズに進めることができる。

また、図１６に、本実施形態を病院建築プロジェクトにおいて用いた場合の遮音構造の種類数を示す。図１６に示すように、本実施形態を用いた場合には、可視化された音響属性情報に基づき各部屋が適切に配置されるため、従来に比べ、床、壁、及び天井の遮音構造の種類数を低減させることができる。

また、ＢＩＭの集計機能を用いることにより、決定された遮音構造の単価に応じて費用を算出することができ、プロジェクトの早い段階で費用の検討を行うことができる。

また、ＢＩＭの３次元モデルを用いて音響属性情報を可視化することにより、２次元では見落としがちな音響的リスクを未然に低減させることができる。

＜第２の実施形態の音響設計装置のシステム構成＞
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態では、各部屋の３次元モデル３０に付与された属性情報を用いて室内音響計算を行う点が、第１の実施形態と異なる。

図１７は、第２の実施形態に係る音響設計装置の構成の一例を示すブロック図である。音響設計装置２１０は、機能的には、図１７に示すように、操作部１２、コンピュータ２１４、及び表示部１６を含んだ構成で表すことができる。

コンピュータ２１４は、機能的には、図１７に示すように、属性付与部２１８と、可視化部１９と、配置決定部２０と、必要音響性能計算部２２と、構造決定部２４と、音響計算部２６とを備えている。音響計算部２６は、取得手段及び音響計算手段の一例である。

ユーザは、表示部１６に表示された各部屋の３次元モデル３０に基づいて、各部屋の属性情報に関する操作情報を入力する。属性情報には、各部屋の仕上げ情報が含まれる。属性付与部２１８は、操作部１２から入力された操作情報に応じて、建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して属性情報を付与する。

また、属性付与部２１８は、各部屋の３次元モデル３０の形状情報に基づいて、ＢＩＭ機能を用いて、各部屋の３次元モデル３０の壁の表面積に関する情報と、各部屋の３次元モデル３０の容積に関する情報とを計算する。

音響計算部２６は、属性付与部２１８によって得られた特定の部屋の仕上げ情報、壁の表面積に関する情報、及び部屋の容積に関する情報に基づいて、特定の部屋における音環境に関する情報を計算する。

具体的には、音響計算部２６は、ユーザから入力された特定の部屋に対する室内音響計算の指示情報に基づいて、特定の部屋の仕上げ情報、特定の部屋の壁の表面積に関する情報、及び特定の部屋の容積に関する情報を取得する。そして、音響計算部２６は、特定の部屋の仕上げ情報に応じた仕上げ材の吸音率を取得する。仕上げ材の吸音率は、仕上げ材に応じて予め設定されている。

そして、音響計算部２６は、特定の部屋について、仕上げ情報から得られた吸音率、壁の表面積に関する情報、及び部屋の容積に関する情報に基づいて、音環境に関する情報の一例である残響時間及び平均吸音率を算出する。

なお、各部屋の３次元モデル３０に付与された属性情報には、音源の位置を表す情報又は受音点の位置を表す情報が更に付与されていてもよい。この場合、音響計算部２６は、属性情報に含まれる、音源の位置を表す情報及び受音点の位置を表す情報に基づいて、部屋の音環境に関する情報を算出することができる。例えば、音響計算部２６は、図１８に示すように、部屋における、具体的な音源の位置である音源の位置を表す情報と、具体的な受音点の位置である受音点の位置を表す情報とに基づいて、シミュレーションを行い、各部屋の音環境に関する情報の一例である明瞭度指数を算出することができる。

表示部１６は、音響計算部２６によって計算された特定の部屋の残響時間、平均吸音率、及び明瞭度指数の計算結果を表示する。ユーザは、表示部１６によって表示された計算結果を確認する。

＜音響計算処理ルーチン＞
次に、図１９を参照して、音響設計装置２１０における作用を説明する。ユーザによって、特定の部屋に対する室内音響計算の指示情報を入力されると、以下の流れに従って音響性能計算処理ルーチンが実行される。

ステップＳ３００において、音響計算部２６は、操作部１２により受け付けられた特定の部屋に対する指示情報を取得する。そして、音響計算部２６は、特定の部屋の仕上げ情報、特定の部屋の壁の表面積に関する情報、及び特定の部屋の容積に関する情報を取得する。

ステップＳ３０２において、音響計算部２６は、上記ステップＳ３００で取得された、仕上げ情報、壁の表面積に関する情報、及び容積に関する情報に基づいて、特定の部屋の残響時間及び平均吸音率を算出する。また、音響計算部２６は、音源の位置を表す情報と受音点の位置を表す情報とに基づいてシミュレーションを行い、特定の部屋の明瞭度指数を算出する。

ステップＳ３０４において、表示部１６は、上記ステップＳ３０２で計算された残響率、平均吸音率、及び明瞭度指数の計算結果を表示し、処理を終了する。

以上詳細に説明したように、第２の実施形態では、部屋の３次元モデル３０に付与された、部屋の壁の表面積に関する情報、部屋の容積に関する情報、及び部屋の仕上げ情報に基づいて、部屋における音環境に関する情報を計算することにより、建築物の各部屋の音環境を効率的に計算することができる。

また、第２の実施形態では、部屋の３次元モデル３０に付与された部屋の仕上げ情報から各仕上げ材の吸音率を取得して、吸音率と部屋の表面積に関する情報と部屋の容積に関する情報とに基づいて、音環境に関する情報を計算する。これにより、建築設計図の作成完了と対応させて、残響時間、平均吸音率、及び明瞭度指数を自動的に計算することができる。そのため、部屋の用途に適した音の響きが実現されるか否かを、音響知識を持たない建築設計者であっても早期に把握することができる。

また、上記図１８に示すような、音の反射音軌跡をアニメーションで表示する機能を組み込むことにより、例えば会議室等でフラッターエコーの防止に有効な内装材の検討を簡易に行うことができる。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記の実施形態は、本発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

例えば、上記実施形態では、各部屋の３次元モデル３０に付与された音響属性情報が可視化される場合を例に説明したが、音響属性情報から決定された各部屋の壁等の遮音構造を更に可視化しても良い。例えば、遮音性能の度合いに応じて、遮音性能が高ければ赤色で可視化し、遮音性能が低ければ青色で可視化されるように制御してもよい。

また、上記実施形態では、必要音響性能の一例として遮音性能を例に説明したが、これに限定されるものではなく、吸音性能も併せて考慮しても良い。

また、上記実施形態では、１つの階に属する各部屋の音響属性情報を可視化し、可視化された音響属性情報に応じて各部屋の配置及び遮音構造が決定される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の階に属する各部屋の音響属性情報を可視化し、可視化された複数の階の音響属性情報に応じて各部屋の配置及び遮音構造を決定してもよい。複数の階の各部屋の音響属性情報が可視化されることにより、ユーザは、上下階の部屋の位置を考慮して音響的リスクを判断し、各部屋の配置及び遮音構造を決定することができる。この場合には、必要遮音性能に応じて、上記図１１に示すように、天井又は床の遮音構造が決定される。

また、上記第１の実施形態では、必要音響性能計算部２２によって算出された必要遮音性能に基づいて、ユーザが各部屋の遮音構造を決定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、構造決定部２４は、必要音響性能計算部２２によって算出された必要遮音性能に基づいて、各部屋の遮音構造を決定してもよい。この場合には、例えば、構造決定部２４は、複数の遮音構造から、必要音響性能計算部２２によって算出された必要遮音性能を満たす遮音性能の遮音構造の各々を特定する。そして、構造決定部２４は、特定された遮音構造の各々から、ユーザによって予め設定された選択条件（例えば、単価の上限及び壁厚等）を満たすような遮音構造を選択するようにしてもよい。これにより、必要音響性能計算部２２によって算出された必要遮音性能に基づき、各部屋の遮音構造が自動的に決定される。

また、上記第１の実施形態において、構造決定部２４は、ユーザによって操作部１２から入力された操作情報に基づいて、各部屋の３次元モデル３０へ遮音構造を反映する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、必要遮音性能に基づき各部屋の遮音構造が自動的に決定される場合には、決定された遮音構造が各部屋の３次元モデル３０へ自動的に反映され、遮音構造の詳細が自動的に作画されるようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態では、遮音構造の集約化はユーザによって予め行われる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、構造決定部２４は、各部屋の３次元モデル３０から仕上げ情報を取得し、仕上げ情報と遮音構造とを含む構造に応じた遮音性能を計算する。そして、構造決定部２４は、仕上げ情報と遮音構造とを含む構造の遮音性能の計算結果に基づいて、例えば上記図１２に示すように、遮音構造を集約化するようにしてもよい。これにより、遮音構造の集約化を自動的に行うことができる。

また、上記では本発明に係るプログラムが記憶部（図示省略）に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係るプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ及びマイクロＳＤカード等の記録媒体の何れかに記録されている形態で提供することも可能である。

１０，２１０ 音響設計装置
１２ 操作部
１４，２１４ コンピュータ
１６ 表示部
１８，２１８ 属性付与部
１９ 可視化部
２０ 配置決定部
２２ 必要音響性能計算部
２４ 構造決定部
２６ 音響計算部
３０ ３次元モデル
３１ 属性情報

Claims (2)

1. コンピュータを、
   各部屋を含む建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して付与された、前記部屋において発生する音に関する情報及び前記部屋において求められる静けさに関する情報の少なくとも一方を表す音響属性情報と、前記部屋の各々の配置の情報とを取得する取得手段、
   前記取得手段によって取得された各部屋の前記音響属性情報と、前記部屋の各々の配置の情報とに基づいて、前記部屋の各々の必要音響性能を計算する必要音響性能計算手段、及び
   前記必要音響性能計算手段によって計算された前記部屋の各々の前記必要音響性能に基づいて、前記部屋の各々の音響に関する構造を決定する構造決定手段
   として機能させるためのプログラム。
2. 前記取得手段は、各部屋を含む建築物を表す３次元モデルの各部屋に対して付与された、前記部屋の壁の表面積に関する情報、前記部屋の容積に関する情報、及び前記部屋の仕上げ情報をさらに取得し、
   前記コンピュータを、
   前記取得手段によって取得された前記部屋の壁の表面積に関する情報、前記部屋の容積に関する情報、及び前記部屋の仕上げ情報に基づいて、前記部屋における音環境に関する情報を計算する音響計算手段
   としてさらに機能させるための、請求項１に記載のプログラム。

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