令和2年　騒音・振動概論

騒音規制法第１２条の条文に関する問題です。

(ア)騒音や振動は、大気や水質に比べて、被害が局所的である特徴があります。

そのため、改善勧告等の権限も市町村長の範囲であり、狭いことが特徴です。

(イ)規制基準は、工場や事業場が遵守すべき基準です。

環境基準は、行政の目標値なので、超過による勧告等の規定はありません。

(エ)騒音規制法の規制基準は、敷地の境界線上なので、機械を置く場所（配置）を変えれば、騒音の軽減ができます。

規模の変更となると、機械自体を入れ替えることになりますが、入れ替えをしなくても騒音の軽減は可能です。

解説ページ

公害防止管理者とその管理者の代理者は、有資格者である必要があります。

名称が似ていますが、公害防止統括者とその代理者には、資格の規定はありません。

解説ページ

地域の指定は、騒音規制法第３条に記載されています。

問1にもあるように、騒音や振動の規制は市町村長に権限があるため、地域の指定を変える時はその影響が大きい市町村長の意見を聴かなければなりません。

解説ページ

(3)振動の防止の方法を変更する場合も工事開始の30日前までに届出が必要です。

解説ページ

(5)騒音や振動の特定施設については、測定の義務は規定されていません。

解説ページ

問5のとおり、騒音や振動の特定施設には測定の義務はありませんので、公害防止管理者の業務には測定機器の管理も不要と考えられます。

解説ページ

美術館の館内は40dB～50dBが目安となります。

設問の65dBは、ファミリーレストランの店内くらいであるため、少し騒々しい音量のイメージです。

解説ページ

典型七公害は環境基本法で、大気汚染、水質汚濁、騒音、振動、悪臭、土壌汚染、地盤沈下とされています。

問題文では、土壌汚染と地盤沈下を除くとされているので、大気汚染、水質汚濁、騒音、振動、悪臭が(ア)から(オ)に該当します。

このうち、騒音の苦情が一番多いので(ア)が該当します。

振動の件数は、騒音の約1/10程度なので、(オ)が該当します。

解説ページ

「在来鉄道騒音測定マニュアル」での評価方法は、等価騒音レベルです。

列車1本ごとの単発暴露騒音レベルを測定し、昼間（7時から22時）と夜間（22時から翌7時）の時間における等価騒音レベルを求める方法によります。

在来線の騒音は、基準値が騒音規制法や環境基準で定められていないため、公害防止管理者の試験ではあまり出題されません。

問題文の「最大騒音レベルの平均値」は新幹線の評価方法ですが、これはよく出題されるので覚えておきましょう。

解説ページ

500Hzでの騒音レベルは、音圧レベルから周波数補正で3dB減じられています。

つまり、音圧レベルは、63dBから43dBになり、500Hzではそれぞれ60phonと40phonの曲線に該当します。

設問にある音の大きさ（ラウドネス）は、感覚的にどれくらい大きいかの指標であり、単位はソーン（sone）です。

音の大きさレベル（phon）と音の大きさ（sone）は以下の関係式があります。

Ls=33.2logS+40

Ls：音の大きさレベル（phon）

S：音の大きさ（sone）

60phonと40phon場合のSをそれぞれ求めます。

・60phon

60=33.2logS+40

33.2logS=20

logS=0.602

対数表から、S=4

・40phon

40=33.2logS+40

33.2logS=0から、S=1

以上から、ラウドネスは対策の前後で1/4になります。

ラウドネスの関係式は頻出ではないので、余裕がなければ捨て問になっても仕方がないと思います。

解説ページ

過去問でほとんど見たことがない問題なので、捨て問になっても仕方がないと思います。

解説ページ

定期健康診断の聴力検査では、1000Hzと4000Hzが使用されています。

難聴が起こり始める周波数は4000Hz（C_5dip）であることは頻出事項です。

健診のことは知らなくても、設問に4000Hzが入っていないことで、誤っていることを推測できます。

解説ページ

精神労働（≒頭を使う作業）と肉体作業（≒体を使う作業）では、頭を使う作業の方が騒音の影響が大きいことは想像し易いと思います。

解説ページ

音圧レベルLと音圧pは、以下の式となります。

L=20log(p/p₀)

p₀：基準音圧（2×10^-5Pa）

この式に、設問の数値を代入します。

88=20log(p/p₀)

4.4=logp-logp₀

logp=4.4+log2+log10-5=4.4+0.3-5=-0.3

p=1/10^0.3=1/2=0.5

なお、試験問題の巻末に常用対数表が載っているので、10^0.3も小数に変換ができます。

解説ページ

設問前半部分に記載されている、自由空間内の点音源に関する音の強さは頻出事項です。

音源から倍の距離になったとき、点音源、線音源では、それぞれ何デシベルずつ減少するかという問題はよく出ます。

この問題の式に倍距離（r₂→2r₁）を代入すれば、求めることができます。

・点音源

20×log2r₁/r₁=20×log2=20×0.3=6(dB)

・線音源

10×log2r₁/r₁=3(dB)

解説ページ

設問の音波の重ね合わせは、(ウ)の干渉と言われます。

ちなみに、回折は障害物があっても、波がその後ろに回り込む現象を言います。

特論でアクティブ型の消音器が問われることがありますが、この問題の原理を使って、位相が半分ずれた音を発することにより干渉で騒音を打ち消すこともできます。

解説ページ

オクターブバンド音圧レベルから騒音レベルを求める問題では、自分で周波数補正をする必要があります。

ただ、この問題ではA特性音圧レベルが記載されているので、そのままデシベル和を求めれば、騒音レベルを求めることが出来ます。

デシベル和の概算では、切り捨てが大きくなる傾向が多いので、個人的には小さい音圧から足していく方が選択肢の数字にそのままたどり着くことが多いと思います。

58₈₀₀₀+62₄₀₀₀=64

64+67₁₂₅=69

69+69₆₃=72

72+71₅₀₀=75

75+74₁₀₀₀=78

78+75₂₀₀₀=80

80+76₂₅₀=82(dB)

今回は途中で切り上げが多かったので、おそらく81dB程度のなると思います。

念のため、周波数の順番でもデシベル和を求めてみます。

69₆₃+67₁₂₅=71

71+76₂₅₀=77

77+71₅₀₀=78

78+74₁₀₀₀=80

80+75₂₀₀₀=81

81+62₄₀₀₀=81

81+58₈₀₀₀=81

解説ページ

振動公害は、振動を感じることや家具・建具がぐらつくことによる感覚的な公害です。

物的な被害が生じるほどの大きな振動が発生することはほとんどありません。

解説ページ

振動の主な発生源別苦情件数のうち、製造業は毎年100前後を推移しています。

解説ページ

特定建設作業の振動で最も多いのはブレーカーを使用する作業です。

解説ページ

振動の規制基準が鉛直方向のみ規定されていることからもわかるとおり、水平方向より鉛直方向の方が地表面での振動レベルは大きくなります。

解説ページ

工事作業者の局所振動による障害もあるくらいなので、特定の部位に直接作用することによる応答も起こります。

解説ページ

振動加速度レベルから振動レベルを求めるには、周波数補正を水平方向と鉛直方向のそれぞれで行う必要があります。

補正値は以下のとおりです。

これを踏まえて、振動レベルを求めます。

解説ページ

概論の出題レベルを考えると、難しい問題だと思うので、個人的には捨て問で良いと思います。

(1)、(4)の固有振動数を求める式は頻出なので覚えておきましょう。

各選択肢をわかる範囲で解説します。

(1)固有振動数f0=1/2π√(k/m)

質量mが2倍なので、f0は１/√2倍になります。

(2)減衰比ζ=c/cc=c/2√mk

臨界減衰係数cc=2√mk

m，k，c の大きさをそれぞれ 2 倍になるので、

ζ=2c/2√(2m2k)=c/2√mk

つまり、減衰比は変わりません。

(3)共振の鋭さQ=1/(2ζ)=cc/2c=2√mk/2c=√mk/c

m，k，c の大きさをそれぞれ 2 倍， 1/2 倍， 2 倍になるので、

Q=√(2m×1/2k)/2c=1/2×√mk/c

(4)静的たわみδと固有振動数f0は以下の関係式で表されます。

f0=1/2π√(9.8/δ)

ここで、(1)の固有振動数f0の式に設問のm，k の大きさをそれぞれ 2 倍を代入します。

f0=1/2π√(2k/2m)= 1/2π√(k/m)

つまり、固有振動数は変化していないので、静的たわみも変わりません。

(5)強制振動の運動方程式は微積を駆使して説明されているようなので、解説はできません。

解説ページ

振動の減衰Lは、以下の式で表されます。

この式で、logの項は幾何減衰、λの項は内部減衰を表しています。

L=L₀-20nlog(r/r₀)-8.7λ(r-r₀)

L₀：基準点の振動レベル

n：幾何減衰係数

r：加振点からの距離

r₀：加振点から基準点の距離

λ：内部減衰係数

振動源から2波長離れた点の振動レベルを問われているので、その点の距離を求めます。

伝搬速度c=振動数f×波長λから、

λ=100/5=20m

つまり、その2倍で40m地点の振動レベルを求めます。

・幾何減衰

問題文に「表面波」と記載されていますので、幾何減衰係数nは、0.5になります。

これと、測定点の距離40mをlogの項に代入します。

幾何減衰=20×0.5×log(40/10)=10×log4=10×2log2=20×0.3=6dB

・内部減衰

問題文に内部減衰は0.2dB/mとありますので、距離40mと10mでそれぞれの内部減衰を求めます。

0.2dB/m×40m=8dB

0.2dB/m×10m=2dB

つまり、10mから40mになることにより、6dB減衰されています。

以上から、幾何減衰6dBと内部減衰6dBを合計し、12dBとなります。

解説ページ