アンサンブル平均を利用した材料の吸音特性の in-situ

アンサンブル平均を利用した材料の吸音特性の
in-situ 測定法 −小空間への適用−∗
○岡本則子 (大分大・VBL), 大鶴徹, 富来礼次, ナズリチェディン,
△クスノアスニアワティ (大分大・工)
1
序
筆者らはアンサンブル平均を利用した材料の吸音特
性の in-situ 測定法を提案してきた
[1, 2]
．同手法は，
・試料 2：ニードルフェルト（10mm 厚）
なお，可搬性を考慮し，試料面積は何れも 600 × 300
簡便な測定装置で，材料の厚さや背後空気層を反映
mm2 とした．
話声，歩行音，鳥声，空調室外機からの定常騒音の
した吸音特性の傾向の把握が可能である．また，その
存在する大分大学構内の車道に駐車し，車室の後部
場に存在するアンビエントノイズとともに，室境界
座席に上記試料をそれぞれ設置した状態で実験を行っ
からの反射音も音源として利用でき，他の吸音特性
た．但し，試料背後にはコンクリート壁を設置し，側
測定手法に比べ測定音場に対する制限が少ない．す
面をアクリル板で覆った．
なわち，小空間音場における測定も期待され，既報
[3]
で試行的に車室内音場における測定可能性の検討
も行っている．
音源条件として，以下に示す 5 種を設定した．
・a：アンビエントノイズ（ドアを全閉状態）
・b：アンビエントノイズ（ドアを全開状態）
本稿では，小空間における提案手法の適用範囲を
・c：a に音源を付加（小型のスピーカ 1 台）
明らかにするため，吸音率の異なる 2 種の材を対象
・d：b に音源を付加（小型のスピーカ 1 台）
に測定を行う．同測定結果を，残響室における提案手
・e：b に音源を付加（小型のスピーカ 3 台）
法による測定結果と比較し，一致する周波数および
スピーカからは音源信号としてピンクノイズを出力
吸音率の範囲を示す．続いて，車室内の材の吸音特性
した．音源条件 a∼d の場合に試料表面で測定した音
を測定した結果を示す．
圧レベルを Fig. 2 に示す．音源条件および周波数に
よらず，全般的に車 A に比べ車 B の音圧レベルが高
2 測定値の普遍性に関する検討
2.1 実験の概要
くなった．
本稿では，実験環境に対する安定性を考慮し，セン
まず，容積の異なる 2 種の車内空間に，吸音率の異
なる 2 種の測定試料を持ち込み提案手法で測定する．
続いて，小空間における測定結果の妥当性を検証す
るため，得られた測定結果を残響室において提案手
法で測定した結果と試料毎に比較する．
小空間として，以下の 2 種の車室を対象とした．
・車 A：5 ドア，7 人乗りミニバン型普通乗用車
（室内寸法：2825×1470×1355 mm3 ）
・車 B：5 ドア，4 人乗りトールワゴン型軽乗用車
（室内寸法：1795×1255×1255 mm3 ）
対象とする試料は，Fig. 1 に示すように，異なる
垂直入射吸音率を有する以下の 2 種とした．
3
・試料 1：グラスウール（密度 32 kg/m ，50mm 厚）
サに 2 本の直径 1/2 インチマイクロフォン（B&K：
Type 4190）を用いて伝達関数を測定し，ノーマルイ
ンピーダンス（Zn ）を求めた [1] ．試料とセンサ間の
距離を 10 mm，2 本のセンサ間の距離を 13 mm とし
て，センサを試料の中央に設置した．FFT の設定は，
周波数領域：0∼2000 Hz，周波数分解能：1.25 Hz，窓
関数：ハニング窓，frame 数：150 とした．
他方，比較には，大分大学不整形残響室（約 165 m3 ）
において上記 2 種の試料の測定した値を用いる．これ
らは，互いに無相関のピンクノイズを出力する 7 個
のスピーカを設置した音場内で，試料面積 1820×910
mm2 を対象として測定を行った結果である．
(a) Car-A
(b) Car-B
Fig. 1 Normal incidence absorption coeﬃcients of
material-1(Glass wool) and material-2 (Needle felt) measured by tube method.
∗
Fig. 2 Sound pressure levels around the material in
diﬀerent sound source condition.
Ensemble averaged absorption characteristics of materials using an in-situ technique -Application to a small spaceby OKAMOTO, Noriko, OTSURU, Toru, TOMIKU, Reiji, CHE DIN Nazli, KUSNO Asniawaty (Oita Univ.)
Seat(backrest)
(b) Car-B
Absorption coefficient Normalized impedance
(a) Car-A
Floor
(a) measured materials
Fig. 3 Comparisons of normalized impedance of
Material-1 among diﬀerent sound source conditions.
50
25
Real part
0
Imaginary part
-25
Seat(backrest)
Floor(carpet)
-50
1
0.8
Seat(backrest)
Floor(carpet)
0.6
0.4
0.2
0
0
500
1000
Frequency [Hz]
1500
(b) absorption characteristics
Fig. 5 Photo and absorption characteristics of measured materials.
環境騒音や簡便な付加音源を用いた提案手法による
(a) Car-A
車室内の測定結果は，残響室内の測定結果と良く一
致すると考える．一方，300 Hz 以下の低周波数帯域
および垂直入射吸音率 0.4 以下の材に関しては，小空
間で安定した測定結果が得られる音源の開発等を今
後行っていく予定である．
(b) Car-B
3 施工された材の測定
3.1 実験の概要
前章の結果を踏まえ，本章では，実際に施工されて
いる材を対象に，提案手法で試行的に測定を行う．
前章で示した車 A 内の，床（カーペット）および
座席の吸音特性を測定した．音源条件は前章の e と
Fig. 4 Comparisons of normalized impedance of
Material-2 among diﬀerent sound source conditions.
2.2 結果・考察
Fig. 3(a) に車 A において音源条件 a∼d で測定さ
れた試料 1 のノーマルインピーダンス Zn を，また，
Fig. 3(b) に車 B において同音源条件で測定された試
し，その他の設定は前章と同様とした．
3.2 結果・考察
Fig. 5 に，車内に取付けられている座席および床
（カーペット）の，写真に示す箇所のノーマルインピー
ダンス Zn の測定結果および局所作用を仮定し算出し
た垂直入射吸音率を示す．座席については，500 Hz
以上で 0.8 以上と高い吸音率を示したが，透過まで含
料 1 の Zn を，それぞれ残響室で測定された Zn と併
まれた測定値であるため，予測・設計を行うには注意
せて示す．音源条件 a を除き，300 Hz 以上では車種お
が必要である．床（カーペット）については吸音率が
よび音源条件によらず，車室で測定された結果は，残
音圧レベルも考慮すると，音源条件 a については，測
0.3 以下であるため参考値となるが，座席の吸音特性
との相違は明確に現れている．数値シミュレーション
や実際の車室内音響設計に適用する際の測定結果の
定に必要な音量が十分に確保されていないと考える．
処理方法については，今後の課題である．
響室で測定された結果と良く一致している．Fig. 2 の
Fig. 4(a) に車 A において全音源条件で測定され
た試料 2 の Zn を，また，Fig. 4(b) に車 B において
結
以上，アンサンブル平均を利用した材料の吸音特
音源条件 a∼d で測定された試料 2 の Zn を，それぞ
性の in − situ 測定法の適用範囲の検証として，車室
れ残響室で測定された Zn と併せて示す．試料 1 に比
内で測定した結果を報告した．
べ，車種および音源条件による測定結果間の差異およ
び残響室における測定結果との差異が大きいものの，
謝辞本研究は本研究室の田嶋技官，修論生の松本，芝田各君の協
力と，大分大学 VBL プロジェクト研究 A の助成を頂いた．
周波数特性は概ね捉え，周波数が高くなるに従い，測
参考文献
定結果間の差異は小さくなっている．
[1] Y. Takahashi et al., Appl. Acoust., 66, 845-865, 2005.
[2] T. Otsuru et al., J. Acoust. Soc. Am., 125(6), 3784-3791,
2009.
[3] 沓掛他, 日本建築学会大会学術講演梗概集 D-1, 247-248, 2007.
以上より，300 Hz 以上の中・高周波数帯域で，垂
直入射吸音率 0.4 以上の材の場合，その場に存在する
4

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