日本騒音制御工学会は、騒音・振動およびその制御に関する学術・技術の発展と普及を図り, 生活環境の保全と向上に寄与いたします

公益社団法人 日本騒音制御工学会

Q&A

「 計測法 」の関連記事一覧

洋上風力発電施設の建設に伴い水中音の問題がクローズアップされているように感じていますが,昔から水中音問題はあったのでしょうか。あるいは近年になって水中音問題が認知されるような背景があるのでしょうか。(Vol.45No.5)
Vol.45 No.5

((公財)笹川平和財団 海洋政策研究所 赤松友成)

 水中の音は長く軍事機密のベールに包まれていました。米ソ冷戦時代には大西洋での潜水艦探知のため,水中音の観測システム(SOSUS)が構築されましたが,データはおろか存在すら公表されていませんでした。1989 年末にアメリカ合衆国のブッシュ大統領とソ連のゴルバチョフ共産党書記長がマルタで冷戦の終結を宣言しました。潜水艦探知システムのデータがコーネル大学で解析されたのを皮切りに,水中生物音響の研究が本格的に始まりました。
 最初は潜水艦が発する音と同じような周波数で鳴く大型のヒゲクジラの声を調べる研究が進展しました。すでにザトウクジラについては 1970 年代から歌を歌うと知られていましたが,太平洋や大西洋の広い水域での音響探査ができるようになったのは90 年代に入ってからです。衛星ではなく海中音響を利用したリモートセンシングと言えましょう。同時に,海中に存在する様々な音源が明らかになりました。クジラだけでなく魚やエビなど生物由来のBiophoney。降雨や波浪,地殻変動にともなって発生する Geophoney。そして船舶や海中工事にともなうAnthrophoney です。ただし海中騒音の場合には影響を受けるのが人間ではなく海洋生物でしたので,しばらくの間はこの問題の広がりは見られませんでした。
 ところが水中音響技術が民間に開放されてしばらく経った 2000 年代以降,水中音の実際の影響事例が多く示されるようになりました。ヒトを含む陸上の動物と同じように,海洋生物も騒音の暴露によって回遊行動の変化や聴覚感度の悪化や,場合によっては器官損傷に至ります。長期間の音響計測データの解析から,1960 年代以降に北米の西海岸沖で水中騒音レベルが上昇していたことや,2000 年代に入ってもインド洋で背景音レベルが徐々に上がっている様子が確認されました。
 これまでにない騒音が発生すれば,音声によるコミュニケーションに頼るイルカやクジラのような種類の回遊や繁殖に支障が生じるおそれがあります。海産哺乳類に関心の高い欧州ではネズミイルカを中心に大きなプロジェクトを組んで騒音の影響評価が行われるようになりました。日本は少し視点が異なります。漁業が盛んで,海の幸の魚介類をたくさん食べます。音波は,水中で遠距離まで届くので,それによって魚の行動が変わると,漁に影響が出るのではないかとの懸念があります。漁師さんは海の重要なステークホルダーですので,その意見は無視できません。
 海洋の利用と開発は,近年の技術的な進歩に助けられ活発になってきました。洋上風力発電はその最たるものですが,深海底の鉱物資源開発や地質構造の把握のための音響探査も多数行われるようになり,海中への人工音の放出が顕著になっています。世界の物流も活況を呈しており,高速なコンテナ船が世界中を行き来しています。こうした人工音の主成分は 1 kHz 以下に多く,この領域で感度がよいのはヒゲクジラ類と魚類です。水産資源としても海洋環境の指標生物としても重要な生物群です。
 持続可能な開発目標いわゆる SDGs は,いまや誰でも知っているキーワードになりました。私たちはこれまで大気や海洋に多くの負荷をかけてきました。それがいよいよ限界に達し,急速に地球環境が変化し始めています。子や孫の世代,さらに先々まで人類が持続的に幸せに生きるために社会構造を変えていかなければなりません。再生可能エネルギー開発も物流も,日本にとって重要です。一方で,漁業も海の生態系もしっかり守っていかなければなりません。海を持続的に利用するための一つの重要な課題として,水中の騒音に目が向けられるようになりました。

閉じる

環境振動の評価における 1/N オクターブバンド分析と FFT 分析の使い分けを教えてください。(Vol.45No.4)
Vol.45 No.4

(一般財団法人小林理学研究所 平尾善裕)

 環境振動の計測および評価においては,時間領域での分析とともに,一歩踏み込んだ周波数領域での分析を行うことも重要です。一般的に環境振動に対しては,1 Hz から 80 Hz までの周波数を対象として分析しています。これは,JIS C 1510-1995「振動レベル計」などにより規定されているからです。ただし,調査や研究の目的に合わせて,より広い範囲の周波数帯域を対象とする場合もあります。環境振動の評価においては,大まかに 1/N オクターブバンド分析は人体への影響,FFT 分析は振動源や振動を伝える物質(地盤や建物など)の特徴を把握するために用いられることが多いようです。
 日本騒音制御工学会環境振動評価分科会が整備した振動測定マニュアル1)では,中心周波数が 1 Hzから 80 Hz までの 1/3 オクターブバンド分析を要求しています。参考資料にある「定常的な振動に対する人の振動知覚閾の目安」と比較するためです。対象となった振動を人が感じる可能性があるか否かを判断することに用いられます。測定事例なども入手できますので,是非,分科会のウェブページにアクセス頂き,活用頂きたいと思います。
 また,日本建築学会では,建築物の振動に関する居住性能評価規準・同解説2)において,水平方向の振動に対しては 1 Hz から 25 Hz,鉛直方向では 3.15 Hzから 25 Hz を中心周波数とする 1/3 オクターブバンド分析を行うことが規定されています。建物内の居住環境に対する振動の影響を評価するためです。性能評価曲線と比較することで人が振動を感じる確率(何パーセントの人が感じるか)がわかります。建物の外部から伝わる振動,建物内部にある設備や歩行に伴う振動,高層ビルなどの風によって引き起こされる揺れに対して適応されます。このように,1/N オクターブバンド分析では,1/3 オクターブバンド分析を用いることが主流であろうと考えます。
 一方,FFT 分析では,建物の振動特性や振動源の周波数特性の把握に役立ちます。図−1 は,6 階建ての建物を水平方向に周波数掃引加振した時の 6 階床 3 点での変位パワースペクトル密度3)です。3.5Hz と 7.6 Hz に共振点が現れています。共振点に近い振動が外部から伝搬した場合,同じ大きさの振動であってもその他の周波数に比べて大きく振動することになります。内部に設置する設備機器の振動にも留意する必要が生じます。

図−1 6 階床の変位パワースペクトル密度

図−2 建設機械の 1/3 オクターブバンド分析結果

図−3 建設機械の FFT 分析結果

 また,図−2 と図−3 は,建設機械の近傍地盤における鉛直振動の分析結果です。1/3 オクターブバンド分析では,16 Hz 成分が卓越しており,それ以外の周波数では広帯域の振動のように見えます。ところが FFT 分析では 15 Hz を基本周波数として,その高調波成分が存在していることがわかります。FFT 分析の優位性とも言え,より詳細な振動特性を知ることに役立つものと考えます。

参考文献
1 )http ://www.ince-j.or.jp/subcommittee/kankyoshindo
hyoka
2 )日本建築学会編:日本建築学会環境基準 AIJES-V0001-
2018 建築物の振動に関する居住性能評価規準・同解
説(2018).
3 )平尾他:枠組壁工法による 6 階建て実大実験棟の振動
特性(その 2),日本建築学会大会学術講演梗概集,D1 分冊,p. 411(2017).

閉じる

振動が家屋によって増幅され,苦情が発生する場合があると聞きました。こうした増幅現象を調べるには,どのような調査が行われるのか教えてください。(Vol.45No.3)
Vol.45 No.3

(埼玉県環境科学国際センター 白石英孝)

 重さ(質量)とかたさ(剛性)をもつ物体は固有振動数をもち,それに近い周波数の加振力が作用すると振動が増幅されます。これが共振による振動の増幅現象です。ご質問をいただいた,家屋による振動の増幅とは,この共振に由来するものと考えられます。屋内の振動が,家屋によって増幅されているかを推定するには,いくつかの調査方法がありますが,ここでは 2 つの事例をご紹介します。

◇振動測定マニュアルに基づく調査事例
 振動測定マニュアルによる家屋振動特性の測定では,家屋近傍の地盤振動と家屋内の居住空間(振動を最も不快に感じるところ)で上下・水平 2 方向の振動加速度レベルを同時測定し,1/3 オクターブバンド分析を行います1)。調査事例では2), 3),この方法で得た道路交通振動等に由来する振動の分析結果を用いて,地盤振動と屋内のレベル差を求め,家屋の振動増幅特性を推定しています。この場合,レベル差が大きい帯域が共振による増幅が発生している周波数と推定されています。2003 年から 2010 年に建築された 120 棟の工業化住宅を対象に調査が行わ
れ,その結果として,家屋の構造によってやや異なりますが,2 階,3 階の床の水平振動に 4∼6.3 Hz の共振によるピークが現れ,数倍程度に増幅されていることが報告されています。

◇伝達関数測定に基づく調査事例 
 この事例では,地盤の微振動(微動)とそれによって生じている家屋振動(水平 2 方向)の加速度を同時測定し,家屋の振動特性(伝達関数)を求めています。微動は人体に感じない微弱な振動であるため,交通振動等の影響を避けて測定を行い,また,伝達関数を求めるには 2 チャンネル以上の同時分析が可能な FFT 分析器を使用します。伝達関数に現れる卓越成分の周波数が,家屋の固有振動数に相当し,その振幅は地盤振動の増幅割合に相当します。また,伝達関数から家屋の減衰定数を推定することができます。この調査事例では,1980 年代後半に66 棟の 2 階建て工業化住宅を対象に調査が行われ,良好な伝達関数が得られた 41 棟分の中央値は,固有振動数が 6.8 Hz,増幅度が 7.3,減衰が 4.5% という結果が報告されています。

 ここでご紹介した 2 つの事例は,建築年代が異なる戸建て住宅を対象としていますが,ともに 10 Hz以下に固有振動数をもち,屋内の水平振動については地盤に対して数倍程度の増幅が発生しうるものと推定されています。

参考文献
1 )https://www.ince-j.or.jp/subcommittee/kankyoshindo
hyoka(2021/3/29 閲覧)
2 )国松直:家屋の振動増幅特性の把握,騒音制御,vol.
42,no. 3,pp. 113-116(2018).
3 )平尾善裕,国松直,東田豊彦:地盤振動に起因する木
質系・鉄骨系戸建て住宅の振動増幅特性,日本建築学
会技術報告集,vol. 19,no. 42,pp. 631-634(2013).
4 )松岡達郎,白石英孝,毎熊輝記:物理探査,vol. 40,no.
2,pp. 117-128(1987)

閉じる

騒音振動の規制・苦情に関しては市町村で事務対応しておりますが,それに対する都道府県の技術支援における留意点は何でしょうか。(Vol.45No.2)
Vol.45 No.2

(元千葉県環境研究センター 石橋雅之)

 千葉県では,環境生活部大気保全課と環境研究センターが連携して,騒音・振動を担当する市町村の職員を対象に例年 5∼6 月(年度当初の早い時期)に測定技術講習会を実施しています。
 また,市町村からの問い合わせに応じ,個別の事例に関して,騒音・振動又は低周波音の測定機器の貸出し及び操作方法の説明と測定・評価方法等について,技術的助言を随時実施しています。
 大気保全課と環境研究センターの役割分担は,基本的に,大気保全課が法関係(解釈等),環境研究センターが測定技術(機器の取扱い,測定方法,評価方法)を担当しています。
 ここでは,千葉県で行っている講習会や個別支援1)について紹介しながら,技術支援における留意点について述べたいと思います。

1 講習会
(1)初級(法関係,測定の基礎・3 日間)
 初めて騒音振動業務に携わる市町村職員に,基本的な講義(音の性質,騒音規制法,振動規制法の概要)のほか,騒音計,振動レベル計,レベルレコーダの基本操作に関する実習を行っています。
(2)中級(測定の応用・2 日間)
 初級講習会を受講済みで騒音振動業務を 1 年以上担当している等,ある程度経験を積んだ職員に,周波数分析や低周波音測定等,より高度な測定技術に関する実習を行っています。
 両コースとも,実際に市町村で所有している機材を持参してもらうこととしており,機材を所有していない場合は,県から貸し出しています。
 また,両コースとも,苦情事例の情報交換を設けており,初級では市のベテラン職員に騒音振動の具体的な苦情処理事例を紹介してもらっています。
 ただし,令和 2 年度は新型コロナ対応のため,開催時期を 8 月に延期するとともに講習内容や参加人数を絞り,騒音のみの初級 1 日コースを 2 回開催することとしたため,苦情事例の情報交換ができませんでした。
 参加者の例年のアンケート結果を見ると,次のような声が寄せられています。
(1)良くわかったところ
 持参した機器の操作方法
(2)わかりにくかったところ
 初級;数式やデシベルの計算
 中級;データの取り出し,表計算ソフトの操作
(3)詳しく知りたかったところ
 他自治体の苦情事例

2 個別支援
 実際の苦情現場は,机上の学習と異なり,様々な要因から測定上の制約を受ける等,複雑な環境にあることが多いようです。環境研究センターは,市町村から問い合わせがあった場合には,個別苦情事例に対する技術支援を行っています。内容としては,測定器の使用方法を含めた測定方法に関する助言や測定結果の評価に関する助言が多くなっています。

3 技術支援における留意点
(1)騒音・振動担当者名簿及び保有機器リスト
 市町村の担当職員は 2∼3 年で異動することが多くなっています。そのため,大気保全課が毎年 4 月に騒音振動担当者名簿と保有機器リストを作成していますが,この名簿と機器リストがあると,互いに連絡・相談しやすくなっています。
(2)騒音・振動苦情処理事例の提供
 市町村から苦情相談が寄せられたとき,類似事例を速やかに提供すると喜ばれます。類似事例は,公害等調整委員会事務局が発行している公害苦情処理事例集や過去の講習会で情報交換に用いた苦情事例等を活用しています。また,講習会に参加した市町村の担当者には,困ったときに講習会参加者と自由に情報交換することを勧めています。
(3)騒音制御工学会の技術講習会
 本学会では,毎年,騒音・振動の苦情処理に関する技術講習会が開催されています。有料の講習会ですが,一流の講師陣から苦情処理のノウハウを学ぶには最適と思われます。

参考文献
1 )加藤晶子,石橋雅之,上治純子,大橋英明:騒音・振動の技術支援
─2019 年度分─,千葉県環境研究センター年報(令和元年度).

閉じる

騒音計や振動レベル計には CAL の機能がありますが,なぜレベルレンジ値に対して騒音計は−6 dB,振動レベル計は同じ値になるのでしょうか。また,騒音計の内部校正と音響校正器による校正の違いを教えてください。振動レベル計において,機器の動作確認方法があれば合わせてお願いします。(Vol.45No.1)
Vol.45 No.1

(リオン 尾崎徹哉)

サウンドレベルメータ(騒音計)は音圧レベルを測定する機器であり,音圧 1 Pa(パスカル)は 94dB です。その値を基準とし,音響校正器が出力するレベルは 94 dB/114 dB の製品が多く,レベルレンジ値に対して−6 dB となっております。
 騒音計における内部校正とは,騒音計本体の内部で生成される電気信号を用いて校正する方法です。マイクロホン感度が不変であることを前提としておりますので,マイクロホンやプリアンプは校正されません。一方,音響校正とは,その名の通り音響校正器(ピストンホンも含む)を用いて校正する方法で,マイクロホンから騒音計本体全体を校正することができます。
 平成 27 年(2015 年)11 月 1 日以降に型式承認を受けた騒音計は,日本産業規格 JIS C 1516(騒音計─取引又は証明用─)を引用する形で改正された特定計量器検定検査規則に適合し,型式承認番号は普通騒音計では TS ○○○,精密騒音計では TF ○○○と記載されます。これらの騒音計は音響校正器による校正のみが認められており,内部校正は校正用として使用してはなりませんのでご注意ください。

 振動レベル計は,JIS C 1510(振動レベル計)で,「校正装置をもつ構造のものは,校正レベル値又は校正レベルの標識を備えることとする」となっております。必ずしもレベルレンジの値と同じというものではなく,メーカや型式により異なるようです。
 以前の振動レベル計は,騒音計と同様に内部校正方式による校正機能をもつ製品が多かったようですが,近年の振動レベル計は Output Cal が多くなっています。Output Cal とは,振動レベル計と接続する外部機器(例えば,レベルレコーダ,データレコーダ,周波数分析器)のレベル合わせをするためのものであり,分かりやすいように,設定したレベルレンジと同じ値で出力されています。
 振動レベル計における機器の動作確認方法ですが,点検校正用の加振器が音響・振動計測器メーカより市販されています。また加振器を使用しない簡易チェックとしては,振動レベル計を複数並べて設置し,定常的な振動源に対して測定値の比較を行う,というような方法があります。

閉じる

分野

キーワード

フリーワード

PAGE TOP