学科Ⅱ（環境・設備）
一級建築士 令和6年度 学科Ⅱ（環境・設備） 問9
問題・正答・学習用解説
問題
音響に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（1）
正答の考え方
正解は（1）です。障壁の裏への回り込みは、波長の長い低い音ほど起こりやすいため、障壁による減衰効果は一般に高音域の方が大きくなります。本肢は高音と低音の関係を逆にしています。
回折は、波が障害物の端を回り込んで、幾何学的には陰になる場所へ届く現象です。音の波長は、音速を周波数で割った で表されます。音速を毎秒340mとすれば、100Hzの波長は3.4m、1,000Hzなら0.34mです。同じ高さの壁に対して、長い波長の音は壁の向こうへ回り込みやすく、短い波長の音は陰を作りやすくなります。
そのため道路沿いに防音壁を設けても、低いエンジン音などを高い音と同じ割合で小さくできるとは限りません。音源や受音点の位置、障壁の高さや長さも影響します。視線が遮られれば音も完全に止まる、という光の影のような考え方では不十分です。本問では「低い音は波長が長い」「長い波は回り込みやすい」「だから壁で減らしにくい」という順につなげて判断します。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）不適当です。低音は波長が長いため、障壁の端で回折して裏へ届きやすくなります。したがって同じ障壁では、高音域より低音域の方が減衰しにくい方向です。音源が見えなくても低い音が聞こえることは、この回り込みと関係します。障壁は音を吸収する材料だけで効くのではなく、直接の経路を遮り、端を回る経路を長くして弱める働きもあります。波長に対してその迂回がどれくらい大きいかが重要なので、単に壁の実寸だけでは全ての周波数への効果を判断できません。
選択肢2
（2）適当です。無限に長い線音源では、音のエネルギーが円筒状に広がると考えます。円筒の周囲長は距離に比例するため、距離が2倍なら単位面積当たりのエネルギーは半分となり、 です。一つの点音源なら球の面積が距離の二乗で増えるので、距離2倍で約6dB減衰します。交通量の多い長い道路を線音源として扱うのは、多くの車の音が連続して並ぶ状態を近似するためで、孤立した一台とはモデルが違います。
選択肢3
（3）適当です。拡散音場では、室内の音が多くの方向へ反射し、平均的によく混ざっています。同じ音響パワーを入れ続け、室表面積が同じなら、平均吸音率を2倍にすると吸音力も2倍になります。音のエネルギーが失われやすくなるので、たまる反射音のエネルギーは概ね半分となり、音圧レベルは です。吸音率2倍だからレベルも半分という計算ではありません。dBは比を対数に変換した表示です。
選択肢4
（4）適当です。普通教室では、先生の声が長く反射しすぎると、直前の音が次の音に重なって言葉を聞き取りにくくなります。平均吸音率0.2程度となるよう吸音対策を行うのは、適度な響きに整える目安です。全ての反射をなくすことが目的ではありません。天井などに吸音性を持たせ、声の明瞭さを確保します。平均吸音率は材料一枚の性能ではなく、床・壁・天井などの面積を考慮した室全体の値です。吸音材の性能だけでなく使用面積も計画します。
周辺知識
音を小さくする方法は、音源を小さくする、距離を離す、障壁で経路を変える、室内で吸音するなどに分けられます。距離減衰では、点音源か線音源かによって広がる面積が違います。点音源は球面で 、線音源は単位長さ当たり円筒面で と考えるため、距離2倍で6dBと3dBという差が生まれます。
吸音力は で、表面積と平均吸音率の積です。室を変えず吸音率を2倍にすれば吸音力も2倍ですが、面積も変わる問題では両方を計算します。吸音は反射して室内に残る音を減らす働きであり、隣室へ通過する音を止める遮音とは区別します。
回折では、音源から障壁の端を通り受音点へ届く経路が、直線の経路よりどれだけ長くなるかと、その差を波長で見た大きさが関係します。低周波ほど波長が長く、同じ迂回距離の効果が小さくなりがちです。騒音対策を考えるときは、「音が大きい」だけでなく、どんな周波数か、どこからどこへ届くか、反射音が多いかまで確認すると、適切な対策を選べます。