特許 6073708 音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6073708

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20170123BHJP

   G10K 15/00 20060101ALI20170123BHJP

   G01H 7/00 20060101ALI20170123BHJP

   G06F 17/50 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   G01H17/00 C

   G10K15/00 M

   G01H7/00

   G06F17/50 680B

   G06F17/50 612A

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-39699(P2013-39699)

(22)【出願日】2013年2月28日

(65)【公開番号】特開2014-167442(P2014-167442A)

(43)【公開日】2014年9月11日

【審査請求日】2016年1月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】504093467

【氏名又は名称】トヨタホーム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】大屋 綾子

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１２３２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０５８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５３４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２１６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０３２４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｈ １／００−１７／００

Ｇ０６Ｆ １７／５０

Ｇ１０Ｋ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の部屋の壁と天井と床とに各々使用される複数種類の仕上材及び該仕上材の吸音率、該部屋に設置される複数種類の家具及び該家具の吸音力、許容される残響時間の上限値、並びに許容される定在波周波数の出現頻度を記憶した記憶手段と、
前記部屋の寸法が入力されると共に、前記部屋の壁、天井及び床の各々について前記記憶手段が記憶した仕上材の種類並びに前記記憶手段が記憶した家具の種類が選択される入力手段と、
前記入力手段によって前記部屋の壁、天井及び床の各々について選択された前記仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段と、
前記解析手段が算出した残響時間が前記記憶手段に記憶された前記許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段と、
前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果を表示する表示手段と、
を備えた音場シミュレーション装置。

【請求項2】

前記判定手段は、前記定在波周波数の出現頻度が前記許容される定在波周波数の出現頻度以上の場合に、前記部屋でブーミング及びこもり音が生じ得るとさらに判定する請求項１に記載の音場シミュレーション装置。

【請求項3】

前記入力手段は、前記部屋の開口部の有無をさらに選択する入力が可能で、
前記解析手段は、前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する請求項１又は２に記載の音場シミュレーション装置。

【請求項4】

前記入力手段は、前記表示手段に前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果が表示された後に、先に入力された部屋の寸法と異なる寸法の再入力と、前記部屋の壁、天井及び床の各々について先に選択された仕上材と異なる種類の仕上材の再選択と、先に選択された家具と異なる種類の家具の再選択と、前記部屋の開口部の有無の再入力とが可能で、
前記解析手段は、前記入力手段によって各々再選択された前記仕上材の吸音率及び前記家具の吸音力を前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって再入力された前記部屋の寸法及び前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋の残響時間、前記部屋の定在波周波数及び前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する請求項３に記載の音場シミュレーション装置。

【請求項5】

前記記憶手段は、前記仕上材のコストをさらに記憶し、
前記入力手段は、前記仕上材の種類が選択されるときに前記仕上材をコストが低い順に表示する請求項１〜４のいずれか１項に記載の音場シミュレーション装置。

【請求項6】

前記表示手段は、前記入力手段によって選択された前記仕上材と前記家具とをさらに表示する請求項１〜５のいずれか１項に記載の音場シミュレーション装置。

【請求項7】

コンピュータを、
入力手段によって部屋の壁、天井及び床の各々について選択された仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを、前記仕上材に対応した吸音率及び前記家具に対応した吸音力を記憶した記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段、並びに前記解析手段が算出した残響時間が記憶手段に記憶された許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段として機能させるための音場シミュレーションプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

以前から、住宅などの建物の音環境を演算によって解析する技術があった。

【0003】

例えば、特許文献１には、建物内の障壁による音の透過及び反射を考慮して、受音位置における音圧レベルをシミュレーションする建物の音シミュレーションシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２４０２９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、シミュレーションによって音圧レベルを算出するものの、シミュレーションの結果が人にとって許容できる水準か否かを考慮していなかった。

【0006】

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、シミュレーションの結果が人にとって許容できる水準か否かを判定することにより騒音低減の対策が可能な音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための請求項１の発明は、建物の部屋の壁と天井と床とに各々使用される複数種類の仕上材及び該仕上材の吸音率、該部屋に設置される複数種類の家具及び該家具の吸音力、許容される残響時間の上限値、並びに許容される定在波周波数の出現頻度を記憶した記憶手段と、前記部屋の寸法が入力されると共に、前記部屋の壁、天井及び床の各々について前記記憶手段が記憶した仕上材の種類並びに前記記憶手段が記憶した家具の種類が選択される入力手段と、前記入力手段によって前記部屋の壁、天井及び床の各々について選択された前記仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段と、前記解析手段が算出した残響時間が前記記憶手段に記憶された前記許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段と、前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果を表示する表示手段と、を備えている。

【0008】

請求項１に記載の発明によれば、部屋の寸法と、部屋の壁、天井及び床の各々に使用される仕上材の吸音率と、部屋に設置される家具の吸音力とから部屋の残響時間と部屋の定在波周波数を算出し、算出した残響時間が許容され得る上限値未満か否か、算出した定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することができる。

【0009】

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段は、前記定在波周波数の出現頻度が前記許容される定在波周波数の出現頻度以上の場合に、前記部屋でブーミング及びこもり音が生じ得るとさらに判定する。

【0010】

請求項２に記載の発明によれば、定在波周波数の出現頻度が許容される出現頻度以上の場合に、部屋でブーミング及びこもり音が生じ得ると判定することができる。

【0011】

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記入力手段は、前記部屋の開口部の有無をさらに選択する入力が可能で、前記解析手段は、前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する。

【0012】

請求項３に記載の発明によれば、部屋の開口部の有無によって、当該部屋でフラッターエコーが発生する可能性があるか否かを判定することができる。

【0013】

請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、前記入力手段は、前記表示手段に前記解析手段が算出した結果及び前記判定手段が判定した結果が表示された後に、先に入力された部屋の寸法と異なる寸法の再入力と、前記部屋の壁、天井及び床の各々について先に選択された仕上材と異なる種類の仕上材の再選択と、先に選択された家具と異なる種類の家具の再選択と、前記部屋の開口部の有無の再入力とが可能で、前記解析手段は、前記入力手段によって各々再選択された前記仕上材の吸音率及び前記家具の吸音力を前記記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって再入力された前記部屋の寸法及び前記部屋の開口部の有無に基づいて前記部屋の残響時間、前記部屋の定在波周波数及び前記部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出する。

【0014】

請求項４に記載の発明によれば、先の判定の場合とは異なる部屋の寸法、仕上材、家具及び部屋の開口部に基づいて、部屋の残響時間、部屋の定在波周波数及び部屋のフラッターエコーの発生の有無を再度算出することができる。

【0015】

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記記憶手段は、前記仕上材のコストをさらに記憶し、前記入力手段は、前記仕上材の種類が選択されるときに前記仕上材をコストが低い順に表示する。

【0016】

請求項５に記載の発明によれば、仕上材をコストが低い順に表示することができる。

【0017】

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記表示手段は、前記入力手段によって選択された前記仕上材と前記家具とをさらに表示する。

【0018】

請求項６に記載の発明によれば、選択した仕上材と家具とを確認することができる。

【0019】

上記課題を解決するための請求項７の発明は、コンピュータを、入力手段によって部屋の壁、天井及び床の各々について選択された仕上材の吸音率と前記入力手段によって選択された前記家具の吸音力とを、前記仕上材に対応した吸音率及び前記家具に対応した吸音力を記憶した記憶手段を参照して取得し、該取得した吸音率及び吸音力並びに前記入力手段によって入力された前記部屋の寸法に基づいて前記部屋の残響時間及び前記部屋の定在波周波数を算出する解析手段、並びに前記解析手段が算出した残響時間が記憶手段に記憶された許容される残響時間の上限値未満か否かを判定すると共に、前記解析手段が算出した定在波周波数の出現頻度を算出し、該算出した出現頻度が前記記憶手段に記憶された許容される定在波周波数の出現頻度未満か否かを判定する判定手段として機能させる。

【0020】

請求項７に記載の発明によれば、部屋の寸法と、部屋の壁、天井及び床の各々に使用される仕上材の吸音率と、部屋に設置される家具の吸音力とから部屋の残響時間と部屋の定在波周波数を算出し、算出した残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することができる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、請求項１に記載の発明は、残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。

【0022】

請求項２に記載の発明によれば、定在波周波数の出現頻度が許容される出現頻度以上の場合に、部屋でブーミング及びこもり音が生じ得ると判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。

【0023】

請求項３に記載の発明によれば、部屋の開口部の有無に基づいて部屋のフラッターエコーの発生の有無を算出するにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。

【0024】

請求項４に記載の発明によれば、先の判定の場合とは異なる部屋の寸法、仕上材、家具及び部屋の開口部に基づいて、部屋の残響時間、部屋の定在波周波数及び部屋のフラッターエコーの発生の有無を再度算出することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。

【0025】

請求項５に記載の発明によれば、仕上材をコストが低い順に表示することができるという効果を有する。

【0026】

請求項６に記載の発明によれば、選択した仕上材と家具とを確認することができるという効果を有する。

【0027】

請求項７に記載の発明によれば、残響時間が許容され得る上限値未満か否か、定在波周波数の出現頻度が許容され得る出現頻度未満か否かを判定することにより、騒音低減の対策が可能になるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置の構成を示す概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける遮音性能の解析に係るフローチャートの一例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける間取り及び寸法指定の画面の一例を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力画面の一例を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける演算結果の表示の一例を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力項目の変更画面の一例を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける間取り及び寸法再指定の画面の一例を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示すグラフである。

【図10】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る音場シミュレーション装置の構成を示す概略図である。音場シミュレーション装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６と、ネットワークＩ／Ｆ部１８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０と、表示部２２と、操作入力部２４と、バス２６とを含む。

【0030】

ＣＰＵ１２は、音場シミュレーション装置１０の全体の動作を司るものであり、後述する遮音性能の解析に係るフローチャートの処理は、ＣＰＵ１２により実行される。ＨＤＤ１４は、音場シミュレーションのプログラム、ＯＳ（Operating System）、建物の間取り及び寸法のモデルプラン、仕上材の種類及び当該仕上材の吸音率、並びに家具の種類及び当該家具の吸音力などが記録される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１６は、ＯＳやプログラムやデータが展開される揮発性の記憶装置である。ネットワークＩ／Ｆ部１８は、ネットワークに接続するためのものであり、ＮＩＣ（Network Interface Card）やそのドライバで構成される。ＲＯＭ２０は、音場シミュレーション装置１０の起動時に動作するブートプログラムなどが記憶されている不揮発性の記憶装置である。表示部２２は、音場シミュレーション装置１０に関する情報を操作者に表示するものである。操作入力部２４は、操作者が音場シミュレーション装置１０の操作や情報を入力する際に用いられるものであり、一例としてキーボード等の入力装置及びマウス等のポインティングデバイスが含まれる。バス２６は、情報のやりとりが行われる際に使用される。

【0031】

続いて、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムの制御について説明する。図２は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける遮音性能の解析に係るフローチャートの一例を示す図である。

【0032】

まず、ステップ２００では、シミュレーションに必要な項目を入力するための入力画面を表示する。シミュレーションに必要な項目は、部屋の寸法、天井と壁と床の仕上材の種類とそれらの吸音率、部屋に設置される家具の種類、部屋の開口部の有無、及び部屋の形状である。

【0033】

図３は、本実施の形態における音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプリグラムにおける間取り及び寸法指定の画面の一例を示す図である。図３は、シミュレーションの対象となっている建物の平面図であるが、当該建物のＣＡＤ（Computer Aided Design）のデータを読み込んで表示部２２に表示するようにしてもよいし、表示部２２の画面上で建物の間取り及び寸法を任意に入力できるようなものでもよい。例えば、「８畳洋室」、「６畳和室」等の間取りの構成要素をサンプルとして表示部２２に一覧表示し、操作者がサンプルから任意に構成要素をマウス等のポインティングデバイスによって選択して並べることで建物３０の間取り及び寸法を指定する。さらには、選択して並べた構成要素の各部の寸法を任意に変更することが可能であってもよい。または、建物の間取り及び寸法の複数のモデルプランから１のモデルプランを選択することにより、建物の部屋の間取り及び寸法を指定するようにしてもよい。

【0034】

上記いずれかの方法により、建物の部屋の間取り及び寸法を指定した後、音場シミュレーションの対象となる部屋を選択する。選択は、図３に示された平面図の一室をマウス等のポインティングデバイスでクリックする等の操作によって可能であるとする。音場シミュレーションの対象となる部屋が選択された後は、図４に示す入力画面が表示される。または、図３のように建物の間取りを指定せずに、部屋の間口、奥行き及び高さだけを指定し、当該指定後に図４の入力画面が表示されるようにしてもよい。

【0035】

図４は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力画面の一例を示す図である。図４では、画面の右側に設けられている選択ボタン４２をマウス等のポインティングデバイスでクリックすると、複数の項目が表示されるプルダウンメニュー４４が表示される。操作者は、表示されたプルダウンメニューから任意の項目を選択することで部屋の仕上材を選択でき、選択した仕上材の吸音率を設定できる。本実施の形態では、部屋の開口部の有無がシミュレーションの結果に影響するので、ラジオボタン４６等によって部屋の開口部の有無を選択できるようにしてもよい。

【0036】

本実施の形態では、部屋に設置される家具によってもシミュレーションの結果が変化するので、仕上材の場合と同様に、プルダウンメニューで項目を選択できるようにしてもよい。家具は、形状が複雑なので、仕上材のように単位面積当たりの吸音力を示す吸音率ではなく、家具全体でどの程度音を吸収するかを示す吸音力を予め設定し、プルダウンメニューから家具が選択された場合は、選択された家具の吸音力が入力されるものとする。

【0037】

図４のプルダウンメニューに表示される仕上材は吸音率が高い順又は低い順でもよいし、コストが高い順又は低い順でもよい。また、図４のプルダウンメニューに表示される家具は吸音力が高い順又は低い順でもよいし、コストが高い順又は低い順でもよい。また、選択項目に吸音率又は吸音力を表示せず、仕上材又は家具の種類のみを表示させてもよい。

【0038】

ステップ２０２では、入力項目を操作者が確定したか否かが判定される。本実施の形態では、ステップ２００での設定が完了した場合に操作者がいわゆる確認ボタン４８等の画面上の所定の箇所をクリックすることにより、入力項目が確定される。操作者が設定を確定した肯定判定の場合は、ステップ２０４での演算処理に移行する。なお、ステップ２０４での演算処理では、ステップ２００で選択された仕上材の吸音率又は家具の吸音力を記憶手段であるＨＤＤ１４から取得し、取得した吸音率又は吸音力を用いて演算してもよい。

【0039】

ステップ２０６では、表示部２２に演算結果を表示する。表示される項目は、残響時間、ブーミングの発生頻度、こもり音の有無及びフラッターエコーの有無である。図５は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける演算結果の表示の一例を示す図である。算出された残響時間を表示すると共に、当該残響時間が許容される上限値未満であるか否かが表示される。本実施の形態では、上限値は一例として１．０秒とする。

【0040】

また、ブーミング及びフラッターエコーの有無は、部屋の寸法から算出される定在波周波数の出現頻度に基づいて判定される。本実施の形態では、許容される定常波周波数の出現頻度を３Ｈｚの範囲内に輻輳して出現する定常波周波数の数が３つ未満の場合であるとし、定在波周波数が３Ｈｚの範囲内に３つ以上輻輳して出現している箇所がある場合にブーミングが発生すると判定する。さらにブーミングが所定の周波数の範囲において所定の回数以上発生する場合に、こもり音等の不快な現象が生じ得ると判定する。本実施の形態では、一例として所定の周波数の範囲は２０〜１８０Ｈｚ、所定の回数は３回とする。

【0041】

なお、許容される残響時間の上限値、許容される定常波周波数の出現頻度、所定の周波数及び所定の回数は、ＨＤＤ１４に予め記憶されているものとする。

【0042】

ステップ２０８では、図５に示した画面上で操作者が「はい」をクリックする等により、操作者が表示した結果でよいと判断したか否かが判定され、肯定判定の場合は処理を終了する。

【0043】

ステップ２０８で否定判定の場合は、ステップ２１０で入力項目の変更画面を表示して、操作者に対して入力項目の変更を促す。図６は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける入力項目の変更画面の一例を示す図である。図６では、操作者がステップ２００で選択した項目よりも吸音率等が高い項目を例示することで、前回の演算処理よりも残響時間、ブーミング、こもり音が改善され得るようにする。

【0044】

また、フラッターエコーは、部屋に開口部が設けられると軽減されるので、ステップ２１０では、開口部「あり」を選択した状態で画面を表示するようにしてもよい。

【0045】

図７は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける間取り及び寸法再指定の画面の一例を示す図である。ステップ２０８で否定判定された場合には、図７に示したように、和室３２に収納庫３４を設け、ホール３６に収納庫３８を設ける等の騒音低減が可能になる表示を行うようにしてもよい。

【0046】

部屋の形状は一般に直方体を呈するが、家具又は収納庫等によって直方体の形状が乱されると、残響等の人にとって不快な音響が発生しにくくなる。本実施の形態では、ステップ２００で間取り及び寸法が指定された時に、指定された間取りの四隅のいずれかに収納庫又は箪笥等の家具を設置した代案を自動的に創出し、当該代案をステップ２１０で表示する。

【0047】

続いて、本実施の形態における演算処理について詳述する。まず、残響時間Ｔの演算は、下記の式（１）を用いて行われる。

【数1】

【0048】

上記の式（１）において、Ｋは定数であり、気温２０℃の時にＫ＝０．１６１である。Ｖはシミュレーションの対象である部屋の室容積であり、Ｓは当該部屋の室内全表面積であり、αは仕上材に各々固有の吸音率である。

【0049】

一例として、間口３．５ｍ、奥行き６．０ｍ、高さ２．４ｍの直方体をした部屋において、床に吸音率α_１＝０．１０のラワン合板を、壁と天井に吸音率α_２＝０．０９の石膏ボードを用いた場合の残響時間Ｔを上記の式（１）によって算出する。

【0050】

この場合、室容積Ｖは、Ｖ＝２．４×６．０×３．５より、Ｖ＝５０．４ｍ^３となる。また、床面積をＳ_１とすると、Ｓ_１＝３．５×６．０より、Ｓ_１＝２１．０ｍ^２となり、壁の面積Ｓ_２は、Ｓ_２＝（３．５×６．０）＋２×２．４×（３．５＋６．０）より、Ｓ_２＝６６．６ｍ^２となる。

【0051】

上述のように、床に吸音率α_１＝０．１０のラワン合板を、壁と天井に吸音率α_２＝０．０９の石膏ボードを各々用いているので、上記の式（１）におけるＳαは下記のように算出される。
Ｓα＝Ｓ_１・α_１＋Ｓ_２・α_２
Ｓ_１＝２１．０、Ｓ_２＝６６．６、α_１＝０．１０、α_２＝０．０９なので
Ｓα＝８．０９４

【0052】

上述のように、Ｋ＝０．１６１、Ｖ＝５０．４であるから、これらＫ、Ｖ、Ｓαを上記の式（１）に代入すると、残響時間Ｔは１．００秒となる。

【0053】

通常の残響時間は０．５〜１．０秒であり、許容される残響時間の上限値は本実施の形態では１．０秒であるから、上記の演算結果では残響時間が長すぎる。かかる場合は、吸音率がより大きな仕上材を使用することを検討する。

【0054】

例えば、床の仕上材をラワン合板から、吸音率α_３＝０．２０のパイルカーペットに変更した場合は、Ｓα＝Ｓ_３・α_１＋Ｓ_２・α_２＝１０．１９４となり、これを上記の式（１）に代入すると、Ｔ＝０．８秒となり、許容されるレベルまで残響時間を低減できる。

【0055】

または、家具を設置することによっても残響時間を低減できる。家具は固有の吸音力を有するので、設置する家具の吸音力を式（１）の分母に加算することにより、残響時間Ｔを低減できる。

【0056】

本実施の形態では、図２のステップ２０６で表示した残響時間の演算結果に満足しない操作者がステップ２１０で入力項目の変更をする場合に、画面には前回の演算に係る仕上材よりも吸音率が大きい仕上材を表示してもよい。

【0057】

続いて、ブーミングの演算について説明する。ブーミングの演算は、下記の式（２）を用いて行われる。

【数2】

【0058】

式（２）において、ｃは音速であり本実施の形態では３４０ｍ／秒とする。ｌ_ｘ、ｌ_ｙ、ｌ_ｚは、部屋の高さ、間口、奥行きであり、本実施の形態では一例として、ｌ_ｘ＝２．４ｍ、ｌ_ｙ＝２．５ｍ、ｌ_ｚ＝２．５ｍとする。ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、ｎ_ｚは、定在波周波数ｆの算出時に用いられる次数であり、例えば、０、１、２、３、・・・の値をとり得る０を含む自然数である。

【0059】

これらの数値を上記の式（２）に代入して定在波周波数ｆを算出する。図８は、本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。また、図９は、図８に示した定在波周波数の算出結果の横軸に周波数をとったグラフの一例である。

【0060】

図９では、低音領域である７０Ｈｚ、９９Ｈｚ及び１５５Ｈｚ付近において、３Ｈｚの範囲内にｆが３つ以上輻輳して出現しており、ブーミング及びこもり音が発生することが予想される。

【0061】

図１０は、部屋の寸法を変更した場合の本実施の形態に係る音場シミュレーション装置及び音場シミュレーションプログラムにおける定在波周波数の算出結果の一例を示す図である。また、図１１は、図１０に示した定在波周波数の算出結果の横軸に周波数をとったグラフの一例である。

【0062】

図１０、１１の場合では、部屋の寸法をｌ_ｘ＝２．４ｍ、ｌ_ｙ＝２．８ｍ、ｌ_ｚ＝２．５ｍとし、図８、９の場合よりも間口を０．３ｍ大きくした。その結果、図１１に示したように、７０Ｈｚ、９９Ｈｚ及び１５５Ｈｚ付近におけるｆが輻輳して発生する現象が改善された。図１１に３Ｈｚの範囲内にｆが３つ以上輻輳して出現する箇所はないため、図１０、１１での場合では、ブーミング及びこもり音が発生するおそれはないと予想される。

【0063】

本実施の形態では、図３のステップ２１０で表示する入力項目の変更画面において、部屋の寸法を変更することにより、図１０、１１に示した結果の算出が可能となる。

【0064】

以上説明したように、本実施の形態によれば、シミュレーションの結果に基づいて騒音低減の対策が可能となる。

【符号の説明】

【0065】

１０ 音場シミュレーション装置
１２ ＣＰＵ
１４ ＨＤＤ
１６ ＲＡＭ
１８ ネットワークＩ／Ｆ部
２０ ＲＯＭ
２２ 表示部
２４ 操作入力部
２６ バス
４２ 選択ボタン
４４ プルダウンメニュー
４６ ラジオボタン
４８ 確認ボタン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】