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公益社団法人 日本騒音制御工学会

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振動レベル計のピックアップの設置について注意すべき点などを教えてください。
(Vol.38 No.1)
Vol.38 No.1

(一般財団法人小林理学研究所 平尾善裕)

JIS C 1510 に準拠した振動レベル計のピックアップは,コンクリートやアスファルトなどの地面,フローリング床などの硬い面に設置することを前提に作られたものがほとんどである。そのような硬い面では,できるだけ凸凹の無い平らな面を選び,ピックアップにガタツキが無いか,傾いていないか,あるいはコードに引っ張られて浮きが生じていないかなど,計測対象面にしっかりと設置されていることを確認する必要がある。
一方,表面が土や砂利敷きなどの地面,畳や絨毯敷などの床面では,設置共振と呼ばれる現象が生じる。設置共振とは,柔らかい土や畳,絨毯がばねとなり,ピックアップが質量となるほぼ 1 自由度の共振系が形成されることによる共振現象(振動増幅および減衰)である。

まず初めに,土の表面にピックアップを設置した時の鉛直方向の共振現象を図−1 に示す。何もせず,直にピックアップを設置した場合(A : 直置き)では,約 55 Hz に共振のピーク(共振点 : 約 17 dB)が見られる。仮に,55 Hz の正弦振動を直置きで計測すると実際よりも 17 dB 大きな値となる。JIS Z8735「振動レベルの測定方法」では,表面を十分に踏み固めることとしているが,設置共振の影響を完全に取り除けるとは限らない(B : 踏み固め)。そこで,地中に打ち込んだ長さ 30 cm の杭で固定された金属板にピックアップを設置する方法(D : 3 本杭E : 1 本杭)が提案されている。図−1 の実験条件では,80 Hz 以下の周波数範囲において,設置共振の影響を 2 dB 以下に抑えることが出来ている。現時点では,土の地面への設置においては,最も実用的な方法であると考える。

次に,畳による鉛直方向の設置共振を図−2 に示す。畳床の厚さと材質が異なる 6 種類の畳(一寸八分わら床,一寸八分わら床(12 年使用),二寸わら床,一寸八分むぎ床,一寸八分スタイル床,一寸八分ダイケン床)では,30 Hz から 50 Hz の間に共振点が見られる。10 dB から 18 dB の設置共振による振動増幅が生じている。

最後に,図−3 に示した 3 種類の絨毯(合成ゴムベースは全て 3 mm,① : 3 mm ループパイル,② :7 mm ループパイル,③ : 12 mm カットパイル)では,パイルが長い絨毯ほど共振点が低い周波数にあり,設置共振の影響も大きくなる傾向にある。また,水平方向では,20 Hz 以上の周波数範囲で振動を減衰する現象がみられる。例えば,②の絨毯の上で 50 Hz の正弦振動を計測すると実際よりも約 9dB 小さな値となる。

このように,畳や絨毯敷きの床面では,精度よく振動を計測することは,現状において困難に近い。一時的に畳や絨毯を取り除き,座板やモルタルなどの硬い表面にピックアップを設置する必要がある。

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風車騒音を測定する時など,風が強い場所で騒音測定する際に留意すべきことにはどんなことがあるでしょうか?また風雑音の影響を避ける方法はあるのでしょうか?(Vol.38 No.4)

((株)ニューズ環境設計 太田達也)

マイクロホンに風が当たると,胴の部分を空気が迂回するときに渦ができ,渦による風雑音が発生します。そのため,マイクロホンにウインドスクリーン(以下,WS)をつけて測定します。風雑音の影響は,WS の大きさ,風速や乱れ具合によって異なりますが,マイクロホンに付属のウレタン製 WS(直径 6 cm 程度)や全天候型 WS(直径 20 cm 程度)を着けても,低周波音領域(特に超低周波音領域)を対象とした測定では,風雑音の影響を防ぐことはできません。また,より強風時には,WS 自体に風があたることにより広帯域に風雑音が発生することがあります。

一般的な環境騒音測定では,このような強風が見込まれる日を避け,風の弱い日を選びますが,質問にあるような風車騒音を対象とした測定の場合は,風車が定格回転しているような風が強い日に測定する必要があります。また,風車騒音は,低周波音成分を含む広帯域な騒音であるといわれており,広い周波数範囲にわたって風雑音を低減する手法が必要です。

よく使われる風雑音の低減方法として,マイクロホン自体を地表面付近まで下げて設置し測定を行います。筆者らが,草地において高さ別の風速を調査したところ,地表面付近では,高さ 1.2 m と比べて 7割程度まで風が弱くなることから,風雑音は低減します。風車騒音のパワーレベルの測定方法として,地表面上に設置した円板の中心に全天候型 WS を装着したマイクロホンを設置し測定する方法があります。IEC 61400-11(JIS C 1400-11)で規格化されています。また地上付近まで下げることで,風によるマイクロホンの転倒防止にも役立ちます。

地表面付近に設置しても風雑音の影響が避けられないくらい強風の場合は,マイクロホンに取り付けるウレタン製 WS を一次 WS とし,さらにそれを覆うように二次 WS を被せる方法が有用です。ただし二次 WS を作成する必要があります。

この二次 WS については,さまざまな検討が行われており,落合らは,低周波騒音測定の常時監視を目的として,ウレタン製シートや農業用ネットを二次 WS とする方法を報告1)しています。また,H23∼H25 年度に実施された環境省の風車騒音調査では,超低周波音領域から騒音領域までを一つのマイクロホンで測定するための二次 WS の開発2)を行っています。こちらは暴露側の調査であり,運用面を考慮しできるだけ小型になるように設計しています。雨天時の測定を考えて一次 WS には全天候型WS を用いています。また,二次 WS は一次 WS との間に 10 数 cm 程度の間隔を空けて取り付けることで,風をより低減する効果があります。二次 WSの素材や開口率,伸縮性により防風性能が多少変化します。測定対象とする騒音や低周波音の特性,設置場所,運用面などを考慮し,目的に応じた WS を作成する必要があります。なお,特に高周波数領域では WS による減衰が考えられるため,現地で測定する前に実験により WS の挿入損失を把握しておく必要があります。

  • 1 )
    落合他 : 低周波騒音計測用防風スクリーンの開発,騒音制御,vol. 30,no. 5,pp. 408-417(2006).
  • 2 )
    太田他 : 低周波音領域を含む環境騒音測定のための防風スクリーンの試作,音講論(春),pp. 1195-1196

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