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公益社団法人 日本騒音制御工学会

Q&A

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低周波音に関する外国での規制の状況について教えてほしい。(Vol.38 No.2)

(安衛研 高橋幸雄,元山梨大学 山田伸志)

最近,低周波音がマスコミで取り上げられる事例が増え,一般の方の関心も高まっているように思われます。

規制の状況を述べる前に,注意点を述べておきます。まず,「低周波音(英語では low-frequency sound,または low-frequency noise)」という用語についてですが,実は,これには標準的な定義がありません。国によって,対象とする「低周波音」の周波数範囲が異なるので,注意する必要があります。また,一般的に,それぞれの規制には適用条件(受音環境,音源,時間帯など)があり,そこから外れる場合には適用できません。この点にも留意してください。

以下では,低周波音によって生じる不快感などの感覚的な(心理的な)苦情に関する,住居内部での低周波音に対する外国の規制の状況について,筆者らが把握している範囲で紹介します。感覚的な苦情は,低周波音が知覚されれば生じる可能性があります。低周波音の音圧レベルがその人の感覚閾値(標準的な(若い人の平均的な)感覚閾値は,ISO 389-7(2005)に規定されています)を超えれば知覚されると考えられますが,測定方法によって閾値が多少異なること,閾値に個人差があること,低周波音に対する反応に個人差があることなどから,各国の規制値や推奨値は,標準的な感覚閾値とは異なる場合が多いようです。

台湾では,騒音規制法の一部として,低周波音を対象とした規制値が策定されています(噪音管制標準(2009 改正))。ここでは,20∼200 Hz の音を低周波音として扱い,その周波数範囲において A 特性で重み付けをした等価レベルを評価指標としています。基準値は,地域カテゴリー(4 区分),時間帯(3区分),低周波音の音源(3 区分)によって異なります。例えば,住居専用地域における娯楽・商業施設からの低周波音に対する基準値は,昼間で 35 dB,夜間で 30 dB となっており,同じ地域における工場・工業施設からの低周波音に対する基準値は,昼間で 42 dB,夜間で 39 dB(以上,すべて住宅内)となっています。これは法的な強制力を持つ規制値で,違反があり,その後の改善がなければ罰金が科されることになっています。

デンマークでは,10∼160 Hz の音を低周波音として,低周波音の推奨値が示されています(Informationfrom the Danish Environmental Protection Agency,no. 9/1997(1997))。ここでは,台湾の場合と同様に A 特性で重み付けをした等価レベルを求めて評価指標とします。基準値は,環境や時間帯によって何種類かありますが,例えば,日中の住宅内では25 dB,夕方・夜間の住宅内では 20 dB となっています。また,ISO 7196(1995)で規定された G 特性重み付けを利用して,超低周波音(1∼20 Hz)に対する推奨値も定められています。これは,例えば住宅内では,時間帯によらず 85 dB となっています。これらは推奨値であるため,強制力はありません。

スウェーデンでは,特定の周波数範囲で等価レベルを求めるのではなく,1/3 オクターブバンドごとに基準値を定め,各バンドレベルがそれらを超えないようにするという考え方で推奨値を定めています(SOSFS 2005.6(2005))。具体的には,31.5∼200 Hzを低周波音の範囲とし,31.5 Hz バンドの 56 dB から 40 Hz バンドの 49 dB,50 Hz バンドの 43 dB と漸減し,200 Hz バンドで 32 dB となる基準値(住宅内)が採用されています。この場合も推奨値ですが,運用上はその値を守るようにしているようです。

以上,3 カ国の状況を紹介しましたが,イギリス,オランダ,ドイツ,オーストリア,ポーランド,アメリカなどでも,低周波音の推奨値が策定または提案されています。しかし,国際的に広く使われている標準的な規制値はなく,各国が独自に策定・運用しているのが現状です。どのような評価指標を用いて,どのような基準値で評価すべきかについて,今後の研究・議論が求められています。

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超音波が医療に役立っているとテレビで見ました。超低周波音も何か私達の生活に有効利用されていますか。(Vol.35 No.1)
                                      (主婦)
Vol.35 No.1

(小林理学研究所 田矢晃一)

確かに、超音波は直進性が強く、波長が短いため分解能が高く、放射能と比べて安全であるという特徴を生かして多くの超音波診断機器が開発され、私たちの生活に役立っています。

それでは、超低周波音を生活に役立てるための特徴を考えてみましょう。

第1の特徴として、位相速度が遅いことがあげられます。ある閉空間内で音を発生させると、周波数の高い音は進行波になりますが、周波数が低いと空間内の全ての場所で位相が一致する、つまり圧力場となります。このような場ではボイルの法則により圧力と容積が反比例するという関係が成立します。

この現象を利用して開発された機器が音響式体積計です。容器内に体積を測定したい被計測物を入れると、どんなに複雑な形状をしていても音圧レベルを計るだけで正確な体積を求めることができます。

従来は、複雑な形状の物体の体積を測るには、水槽の中に沈めて溢れる水の体積を測る方法が一般的でしたが、音響式体積計は正確さだけでなく、乾いたままで測れる特徴があるため色々なものの測定に応用することが期待されます。図-1奥にはボールが容器に入っていますが、スイカや桃などに置き換えて重さも計ると、糖度すなわち甘さを計る測定器に応用できるそうです。手前はエンジンヘッド内の複雑な形状の燃料室の容積を乾いたままで瞬時に正確に計る容積計を表しています。

第2の特徴として、波長が長いことがあげられます。波長が長いと、地表面の建物などによる凹凸や、空気中の水滴などの粒子が音波伝搬の障害にならないため、音波が長距離伝搬します。一方、地球内部のマントルやマグマの動き、プレートの活動などはゆっくりとした動きですが、これらの動きを観測し続けることにより、火山の噴火や地震の発生を予測する研究が行われています。これも超低周波音を(観測することにより)私達の生活に有効利用することの一環ではないでしょうか。

第3の特徴として、エネルギーが高いことがあげられます。無論、一般環境ではなく、超低周波音の代表的な発生源での話です。あるダムの放流を観測したとき、ダムサイトにある観光レストランの大きなガラス窓に触れると大きな振幅で揺れていて、強大なパワーを感じました。このパワーを利用して新エネルギー発電などできないかと期待しています。

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近年、低周波騒音の苦情が増えていますが、どう対処すべきか苦慮しています。適切な対応が取れるための基準やマニュアルはありませんでしょうか。(Vol.35 No.6)
                                (地方公共団体職員)

(低周波音分科会委員 沖山文敏)

低周波音の苦情については,図−1 に示したように,平成 5 年頃から増加の傾向にあり地方公共団体ではその対応に苦慮していました。そこで,環境省では平成 12 年に「低周波音の測定方法に関するマニュアル」を作成しましたが,それ以降さらに低周波音の苦情は急激に増加しました。なかでも暗騒音レベルが低い,静かな地域の家屋内における音圧レベルが低い低周波音に関する苦情が多く見られました。しかしこのような低周波音について測定方法は示されたものの,苦情にどのように対処していくかが明確ではありませんでした。これを改善するため,平成 16 年に「低周波音問題対応の手引書」が作成されました。

手引書には,[1]苦情申し立て内容の把握,[2]現場の確認,[3]低周波音の測定,[4]測定された低周波音の評価の方法,[5]対策の検討,[6]対策効果の確認という一連の筋道における,具体的な方法や配慮事項,技術的な解説が盛り込まれています。

特に,低周波音の評価の方法としては,発生源側で測定される低周波音と苦情者側で測定される低周波音の対応関係を調べることが特に重要であることが述べられ,対応関係を調べる方法が示されています。これと併せて,手引書では『評価指針』が示され,それまでの手法では対応の難しかった音圧レベルの低い低周波音に関する苦情に対応するために,『参照値』が提案されています。

『参照値』とは,建具類のがたつきや室内での不快感などについて苦情申し立てがあった場合に,低周波音によるものかどうかを判断する目安となる値です。

なお,低周波音の規制基準については,年間の騒音苦情全体が約 15,000 件に対して低周波音は 245件(平成 21 年度)と苦情件数割合が少ないため,環境省では当分の間規制基準などの規制は設けないとしています。

最近では,風車発電施設に対する低周波音の苦情が発生していることから,現在環境省では,これに対する測定,評価方法について調査,検討を行っているとのことです。

なお,環境省では「低周波音の測定方法に関するマニュアル」,「低周波音問題対応の手引書」のほかに「低周波音防止対策事例集」,「低周波音対応事例集」,「よく分かる低周波音」等を作成しており,これらは,環境省のホームページに掲載されています。

URL : http://www.env.go.jp/air/teishuha/index.html

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トンネル掘削等に伴う低周波空気振動は法的に規制されていますか。 また、被害者側での規制値(目標値あるいは許容値) の設定の考え方について教えて頂きたい。
                              (環境衛生研究所 所員)

(飛島建設(株)技術研究所 塩田正純)

先に結論から申せば、 トンネル掘削等に伴う低周波空気振動は法的に規制されていません。 環境庁では、周波数が100Hz程度以下の音を従来より「低周波空気振動」と称し、 いわゆる行政用語として使用してきました。100Hz以下の音は、 人間の耳に聞こえる「可聴音域」と、 聞こえないとされている「非可聴音域」の両領域を含んでいます。前者の領域は、 20Hzから100Hz程度で騒音の範囲にあり、 後者の領域は20Hz以下で非可聴音域の範囲にあります。一般には、 これらの領域の音の定義は特に決まってはおりませんが、 (社)日本騒音制御工学会研究部会低周波音分科会では、 1Hzから80Hz(1/3オクターブ中心周波数で表現、 遮断周波数では約90Hz以下)を低周波音と呼び、 20Hz以下を特に超低周波音と呼んでいます。従って、ここの回答では、 低周波空気振動を低周波音の用語ですすめることとします。

低周波音の影響には、「人体への影響として心理的、生理的、身体的、 精神的などの妨害」や「物理的な影響、 すなわち構造物への影響ということで家屋内の建具、窓枠、 家具類のガタツキあるいは屋根瓦のずれ」等があるとされています。しかし、 前者の影響については個人差が大きく、量(低周波音レベル)と反応(心理的、 生理的影響度)とを明確に結びつけることが極めて難しいとされております。 後者の影響では、定常的な低周波音や衝撃的な低周波音による 「建具のガタツキ」の周波数について、 実験などによって明らかになってきております。

定常的な低周波音では、例えば5Hzにおいて約70dB以上であると 「建具のガタツキ」が発生しやすくなる傾向を示しています。 衝撃的な低周波音では、 定常的な場合より10dB大きい値で発生する傾向を示しています。

被害者側での目標値あるいは許容値の設定では、建具のガタツキについては、 一般にその発生周波数において10dB低い値を考慮することが重要で あるとされています。例えば、10Hzの定常音では木製の窓枠、木製雨戸、 障子等ががたつく可能性が高いので、 目標値は65dB以下に設定することが必要となります。

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発破等の瞬間的な騒音、低周波音、振動をレベル表示させる場合、 騒音計、低周波音レベル計、 振動レベル計及びレベルレコーダの動特性はどれを選定すべきですか。
                              (環境衛生研究所 所員)

(資源環境技術総合研究所 国松 直)

各測定器により表示されるレベルは入力信号に対してある周波数補正(例えば、 騒音計ではA特性など)を行った後に、動特性(指示特性)としてFAST、 SLOW、VIBRATION等の時間的な補正を加え、 それを実効値のdB値で示しています。

JIS C 1502(普通騒音計)では速い動特性(FAST) と遅い動特性(SLOW)を規定しており、 応答の相対レスポンスを表す時定数τはそれぞれ0.125sと1sです。 JIS C 1510(振動レベル計)ではVIBRATIONとしてτを 0.63sと規定しています。 定常振幅の正弦信号が騒音計に突然入力されたときの応答の相対レスポンスは 次式で示されます。(式中、tは時間(s))

JIS C 1512(騒音レベル、振動レベル記録用レベルレコーダ) においてもFAST、SLOW、VIBRATIONに同一の規定がされています。 FASTとVIBRATIONは被験者試験の結果を反映した値ですので 表示レベルとしては意味のある値と考えられます。一方、 SLOWは適当な平均を得るための特性と位置づけられます。

現行では、環境騒音・振動はJIS規格に基づき測定しますから、 衝撃的な騒音であってもFAST、 振動ではVIBRATIONで計測しておくべきだと思います。しかし、 低周波音については周波数補正及び動特性についてもまだ規定がなく、 当工学会技術レポートNo.11「低周波音及び超低周波音測定方法」 (1991)はSLOWを用いることを提案しています。

衝撃的な音・振動の評価についてはまだまだ多くの議論がなされており、 対象騒音毎に種々の評価量が用いられています (ピーク音圧レベルや等価騒音レベルなど)。IEC規格では IMPULSEとして0.035sを規定しており、 ISO規格などではこの最大レベルを評価量として推奨しているものがありますが、 使用については留意する必要があります。

また、各測定器で衝撃的な信号を測定する時は、 信号波形の実効値に対するピーク値の比で定義される波高率 (crest factor)に対する測定器の実効値の指示精度についても、 各測定器が許容できる波高率(削岩機の音で約7) を知っておく必要もあると思います。

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立体駐車場から低周波音が出ると聞きますが、 原理的に出るものですか、それとも共振のような状況で出るのでしょうか。
                                   (自治体職員)

(石川島防音工業(株) 緒方三郎)

大型機械式駐車場装置の特に垂直循環式の立体駐車場(タワーパーキング) に隣接した木造や剛性の弱い低層建築物において、低周波音で家具や建具の 「ガタツキ」が発生することがあります。また木造2階建て家屋の固有振動数 10~15Hzがタワーパーキングが出す低周波音の主要周波数に近く、共振によっ てその影響が大きくなることもあります。

タワーパーキングは、電動機(16~20Hz)の出力を遊星差動方式減速機を介 し上部駆動部と下部従動部の大型スプロケットチェーンを旋回速度16~ 20m/minで回転し、チェーンで結ばれたパレットが車を移動する装置です。筆 者の調査では駆動部機側において4~31.5Hzに90~100dBの低周波音が発生し ています。装置メーカによって低周波音のピークが10~15Hz前後と若干の差が ありますが、全く低周波音を発生しない装置はありません。低周波音は装置の 機械がある特定の条件の場合に発生しますが、特に、不具合のある構造物との 共振による増幅が高レベルの低周波音発生の主要因です。

前述のタワーパーキングの構成は、あたかも遠心送風機に似たモデルです。 大きなパレットが羽根の役目で大空間の空気を撹拌し、粗と密の圧力変化を与 え、この圧縮波とタワー構造体の鉄骨フレームや外装板の共振が重なって低周 波音を増幅することも考えられます。

低周波音の有効な実務的対策としては、(1)回転スピード制御による回転加 振エネルギーの減少(加振力の除去、伝達防止、加振力周波数の変更)。(2) ピーク性の鋭い成分だけを目的とした動吸振器を応用した装置の付加(3%程 度の重りを付加した振動系付装置が販売中)。(3)高剛性遮音構造(コンクリー ト造、重量鋼製パネル):「空気の共振域」(40~60Hz域)を除いて、上では 質量則で5dB/oct.、下では剛性則で-6dB/oct.の遮音効果が期待できます。

現在、各装置メーカは騒音振動の屋外規制値を満足できるように極力経済設 計に努めていますが、高剛性遮音構造で低周波音域から可聴音域までの広範囲 を対象として設計することは、なかなか難しいようです。将来、低周波音に対 し、測定方法、評価方法及び行政の規制が普及・確立すれば対策方法も同時に 展開すると思われます。

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近年、低周波が原因とみられる苦情が 再び増加傾向にありますが、発生源が不明瞭であることが多く、 それを容易に確定できる機器や手法がありましたなら紹介願います。
                                    (行政職員)

(東昌エンジニアリング(株)森 卓支 認定技士)

適当な間隔を離して置いた2つのマイクロホンを使用して、発生源からの音 の到達時間差(位相差)を利用して音源の方向を知ることが出来ます。図1 (a)のようにマイクロホンA,Bが同位相の位置に在れば、2個のマイクロホ ンの出力(交流電流)も同位相になります。図1(b)のようにマイクロホンへ の到達時間に差が在れば、2個のマイクロホンの出力にも位相差が現れます。

従いまして、マイクロホンを移動して図1(a)のような状態を見いだすこと ができれば、発生源はマイクロホンAとBを結ぶ直線に直角な方向に存在する ことになります。

この方向探知を2箇所で実施すれば、低周波音の発生源の大体の位置を推定 できます。図2の測定点Ⅰで発生源がⅠ-Ⅰ’の方向に在ると推定され、次に 測定点Ⅱで発生源がⅡ-Ⅱ’の方向に在ると推定されれば、その両者の交点付 近に発生源が在ると考えられます。

但し、発生源からマイクロホンに音波が到達するまでに、風などの影響によ り音波の波形に乱れが生じることがあり、オシロスコープなどのリサージュ波 形で位相差を観測するだけではうまくいきません。

図3は筆者が以前開発したシステムのブロック図です。マイクロホンで採取 した音波からフィルタにより目的の周波数のみを取り出し、2個のマイクロホ ンの位相差を検出します。2つのフィルタ間の位相のずれの調整、音圧の変動 による影響をなくし位相情報のみを取り出す工夫(方形波変換)や、風による 位相のゆらぎの影響を少なくするための平均化が必要となります。このような 方法で測定しても、風のあるときはたとえ微風でも測定は無理と考えた方が良 いでしょう。

位相差を利用する原理は一緒ですが、2個以上のマイクロホンを利用して、 マイクロホンを移動せずに発生源の方向を探知するシステムもあるようです。

以上のような音源探知機は筆者の知っている限りでは、現在ではどこも販売 はしていないようです。

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