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騒音制御または騒音軽減とは、屋外であろうと屋内であろうと、騒音公害を減らしたり、騒音の影響を軽減したりするための一連の戦略のことである。
騒音軽減または抑制の主な分野は、交通騒音制御、建築設計、ゾーニングコードによる都市計画[ 1 ]、および職業騒音制御です。道路騒音と航空機騒音は、環境騒音の最も一般的な発生源です。[ 2 ]社会的活動は、屋内と屋外の両方のエリアに居住または占有する人々の健康に継続的に影響を与える騒音レベルを発生させる可能性があり、増幅された音と音楽を特徴とする娯楽施設の近くでは、効果的な騒音軽減戦略にとって大きな課題となっています。
室内騒音レベルに対処するために、さまざまな技術が開発されており、その多くは地域の建築基準法で推奨されています。理想的なプロジェクト設計においては、計画担当者は設計技術者と協力して、道路設計と建築設計のトレードオフを検討することが推奨されます。これらの技術には、外壁、共有壁、床および天井構造の設計が含まれます。さらに、講堂、コンサートホール、娯楽施設、社交場、ダイニングエリア、録音室、会議室などの特殊用途の部屋からの残響を抑制するための、さまざまな専門的な手段があります。
これらの技術の多くは、遮音板の構築や室内空間への吸音材の使用といった材料科学の応用に基づいています。産業騒音対策は、建築における騒音対策の一分野であり、産業機械からの音を遮断し、作業員の作業場所における騒音を保護するための具体的な方法に重点を置いています。
各組織はそれぞれ、騒音対策を講じる必要が生じる前に、作業員がどの程度の騒音レベルにまで周囲に存在することが許容されるかについて、独自の基準、推奨事項／ガイドライン、および指示を設けている。
OSHAの要件では、労働者が8時間時間加重平均（TWA）で90A特性デシベル（ dBA ）を超える騒音レベルにさらされる場合、職場に管理上の対策および/または新たな工学的対策を実施しなければならないと規定されています。OSHAはまた、衝撃音や衝突音を制御して、これらの騒音が140dBのピーク音圧レベル（SPL）を超えないようにしなければならないと規定しています。[ 3 ] [ 4 ]
MSHA は、鉱山労働者が90 dBA TWA を超えるレベルに曝される場合、職場で管理および/または工学的制御を実施しなければならないと要求しています。騒音レベルが 115 dBA を超える場合、鉱山労働者は聴覚保護具を着用する必要があります。したがって、MSHA は、騒音レベルを 115 dB TWA 未満に低減することを要求しています。騒音制御の意思決定のための騒音レベルの測定には、90 dBA から 140 dBAまで のすべての騒音を統合する必要があります。 [ 5 ] [ 4 ]
FRAは、8時間TWAで騒音曝露が90dBAを超える場合、作業員の騒音曝露を減らすことを推奨しています。騒音測定では、 80dBAから140dBAまで の断続的、連続的、衝撃的、およびインパルス騒音を含むすべての騒音を統合する必要があります。[ 6 ] [ 4 ]
国防総省（DoD）は、騒音レベルは主に工学的制御によって制御されるべきであると提唱している。国防総省は、すべての定常騒音を85 dBA未満に低減し、衝撃騒音を140 dBピークSPL未満に低減することを要求している。TWA曝露は国防総省の要求事項には考慮されていない。[ 7 ] [ 4 ]
欧州議会および理事会指令では、管理および工学的制御を使用して騒音レベルを低減または除去することが求められています。この指令では、8 時間で 80 dBA 、ピーク SPL 135 dB の低曝露行動レベルと、8 時間で 85 dBA、ピークdBSPL 137 の高曝露行動レベルが求められています。曝露制限は、8 時間で 87 dBA、ピークレベル 140 dBSPL です。[ 8 ] [ 4 ]
騒音制御に効果的なモデルは、ボルトとインガードによる音源、経路、受信機のモデルである。[ 9 ]有害な騒音は、音源での騒音出力を低減し、聴取者までの経路に沿って伝わる騒音を最小限に抑え、聴取者または受信機に騒音を減衰させる機器を提供することによって制御できる。
さまざまな対策が、騒音源での有害騒音の低減を目指しています。Buy Quietや米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）のPrevention through designなどのプログラムは、静音機器の研究開発や、古い有害機器の最新技術への改修・交換を促進しています。[ 10 ]
経路変更による騒音低減の原理は、騒音の直接経路と間接経路の変更に適用されます。[ 4 ]滑らかな床などの反射面を伝わる騒音は危険です。経路変更には、音を吸収する発泡体などの物理的材料や、危険な騒音を低減する既存のシステムを変更する遮音壁を提供する壁などが含まれます。騒音の大きい機器用の防音エンクロージャーや、作業者が機器を遠隔操作できる隔離室も設計できます。これらの方法は、音が経路に沿って作業者や他の聞き手に伝わるのを防ぎます。
産業現場や商業現場では、作業員は適切な聴覚保護プログラムを遵守しなければなりません。騒音の多い場所への人員の立ち入りを制限するなどの管理上の対策は、不必要な騒音への曝露を防ぎます。音を減衰させるための発泡耳栓やイヤーマフなどの個人用保護具は、聴覚を保護するための最後の手段となります。
騒音遮断壁に関する研究では、騒音公害を効果的に低減する能力について、結果がまちまちであることが示されています。[ 11 ]電気自動車やハイブリッド車は騒音公害を低減できますが、道路上の全車両に占める割合が高い場合に限ります。都市部の交通が電気自動車で50%を占めたとしても、達成される全体的な騒音低減はわずか数デシベルで、ほとんど気づかないでしょう。[ 12 ]高速道路の騒音は、現在ではモーターの種類による影響が少なくなっています。これは、高速走行時の影響が空力とタイヤノイズに関連しているためです。発生源での騒音低減へのその他の貢献としては、1970年代のトラック用タイヤトレッド設計の改善、1980年代のディーゼル排気管の遮蔽の改善、消音器のない車両に対する地方自治体の車両規制などがあります。[ 13 ]
道路騒音軽減に最も効果的な分野は、都市計画の決定、道路設計、遮音壁設計、[ 14 ]速度制御、路面舗装の選択、およびトラックの制限です。速度制御は、車両が時速 30 ～ 60 キロメートルでスムーズに走行しているときに発生する騒音が最も少ないため効果的です。この範囲を超えると、速度が時速 5 マイル上がるごとに騒音が 2 倍になります。最低速度では、ブレーキと (エンジン) 加速の騒音が支配的です。
時速30キロメートル以上の速度域では、路面舗装材の選択によって騒音レベルが2倍も変わる可能性があります。静音性の高い舗装は多孔質で表面テクスチャが凹状になっており、小～中サイズの骨材を使用しています。一方、騒音の大きい舗装は、横方向に溝が刻まれた表面、表面テクスチャが凸状で、骨材が大きいのが特徴です。路面摩擦と道路の安全性も、舗装材の選択において重要な考慮事項です。
都市部の新しい高速道路や幹線道路を設計する際には、線形や道路の幾何学的形状に関して数多くの設計上の決定事項があります。[ 15 ]コンピュータ モデルを使用して騒音レベルを計算することは、1970 年代初頭から標準的な慣行となっています。このようにして、敏感な受容体が高レベルの騒音にさらされることを最小限に抑えることができます。都市部の大量輸送システムやその他の鉄道輸送の決定事項にも同様のプロセスが存在します。この技術を使用して設計された都市鉄道システムの初期の例としては、ボストンMBTA路線の拡張 (1970 年代)、サンフランシスコBARTシステムの拡張 (1981 年)、ヒューストンMETRORailシステム (1982 年)、オレゴン州ポートランドのMAX ライトレールシステム(1983 年) などがあります。
遮音壁は、既存または計画中の地上交通プロジェクトに適用できます。既存の道路を改修する際に最も効果的な対策の一つであり、一般的に近隣の土地利用における騒音レベルを最大10デシベル低減できます。地形、微気象、その他の地域特有の要因によって設計が非常に複雑になるため、遮音壁の設計にはコンピュータモデルが必要です。例えば、切り通しの道路や強い卓越風のある場所では、大気中の音の伝播が遮音壁にとって不利な状況が生じる可能性があります。
道路騒音の場合と同様に、航空機騒音の発生源対策においても、1960年代以前の騒音の大きいエンジン設計の廃止を除けば、ほとんど進展が見られていない。ジェットタービンエンジンの排気音は、その速度と音量ゆえに、いかなる単純な手段でも低減することは困難である。
航空機騒音の軽減策として最も有望なのは、土地利用計画、飛行運航制限、住宅の防音対策である。飛行制限には、優先滑走路の使用、出発飛行経路と傾斜、時間帯制限などが含まれる。これらの対策は、航空機の安全性、飛行の利便性、航空会社の経済性に影響を与える可能性があるため、時に物議を醸すこともある。
1979年、米国議会はFAAに対し、空港近くの住宅の断熱を試みるための技術とプログラムを考案することを承認した[ 16 ] 。これは明らかに外部環境には役立たないが、このプログラムは住宅や学校の屋内には効果的であった。この技術が初期に適用された空港には、サンフランシスコ国際空港[ 17 ]、シアトル・タコマ国際空港、ジョン・ウェイン国際空港、カリフォルニア州のサンノゼ国際空港[ 18 ]などがある。
基盤となる技術は、航空機騒音の伝播と建物への侵入をシミュレートするコンピューターモデルです。航空機の種類、飛行パターン、地域の気象条件の変化に加え、屋根の改修、窓ガラスの改良、暖炉の遮音材設置、構造継ぎ目のコーキングなど、様々な建物改修戦略のメリットを分析できます。このコンピューターモデルにより、多数の代替戦略の費用対効果を評価することが可能です。
カナダでは、運輸省が米国で使用されているものと同様のコンピューターモデルを使用して、各空港の騒音曝露予測（NEF）を作成しています。予測によって特定された高影響地域内での住宅地開発は推奨されていません。[ 19 ]
航空機エンジン、特にターボファンエンジンは、エンジン騒音を低減するために音響ライナーを使用します。ライナーは、エンジンナセルの吸気ダクトとバイパスダクトの両方の内壁に取り付けられ、ヘルムホルツ共鳴の原理を利用して入射音響エネルギーを散逸させます。
建築音響における騒音制御手法には、室内残響の低減、部屋間の騒音伝達の緩和、および建物の外装の強化などが含まれる。
新築（または改築）のアパート、マンション、病院、ホテルの場合、多くの州や都市では、建物の居住者を保護するために、音響分析の要件を含む厳格な建築基準を設けています。外部騒音に関しては、通常、建築基準では、建物の外装設計に必要な性能基準を決定するために、外部音響環境の測定が求められます。建築家は音響科学者と協力して、静かな室内（通常 45 dBA）を作るための最も費用対効果の高い方法にたどり着くことができます。建物の外装設計の最も重要な要素は通常、ガラス（ガラスの厚さ、二重ガラス設計など）、穴あき金属（内部または外部で使用）、[ 20 ] 屋根材、コーキング基準、煙突バッフル、外部ドア設計、郵便受け、屋根裏換気口、壁貫通型エアコンの取り付けです。
建物内で発生する音に関しては、主に 2 つの伝達方式があります。まず、空気伝搬音は壁や床と天井の構造物を通して伝わり、隣接する居住空間での人間の活動、または建物システム内の機械的な騒音のいずれかから発生する可能性があります。人間の活動には、声、増幅された音響システムからの騒音、または動物の鳴き声などが含まれます。機械システムには、エレベーターシステム、ボイラー、冷凍または空調システム、発電機、ゴミ圧縮機などがあります。 空気力学的音源には、ファン、空気圧、燃焼などがあります。空気力学的音源の騒音制御には、静音エアノズル、空気圧サイレンサー、静音ファン技術などがあります。多くの機械音は本質的に大きいため、主な設計要素は、壁または天井の構造物が特定の性能基準を満たすことを要求することです[ 21 ] (通常は遮音等級50)。これにより、居住者に到達する音のレベルを大幅に減衰させることができます。
2つ目のタイプの室内音は、衝撃音遮音等級（IIC）伝達と呼ばれます。この効果は、空気伝搬ではなく、建物自体を通じた音の伝達によって生じます。IIC騒音の最も一般的な認識は、上階の居住空間の居住者の足音です。低周波音は地面や建物を通して容易に伝達されます。このタイプの騒音は軽減するのがより困難ですが、上階の床構造を遮音したり、下階の天井を防振チャンネルで吊り下げたりすることを検討する必要があります。
上記で述べた2つの伝達効果は、建物の居住者、あるいはエレベーター、配管システム、冷暖房空調設備などの建物の機械設備から発生する可能性があります。場合によっては、こうした建物のハードウェアを選定する際に、利用可能な最良の防振技術を指定するだけで済むこともあります。また、振動を制御するために、システムの防振マウントが必要となる場合もあります。配管システム、特に給水管に関しては、建物の壁内に配管を隔離するための特定のプロトコルが開発されています。中央空調システムの場合は、建物の異なるエリア間で音を伝達する可能性のあるダクトに遮音材を設置することが重要です。
特殊用途の部屋を設計する場合、コンサート、録音スタジオ、講義室など、通常とは異なる機能が必要となる場合があるため、より特殊な課題が生じます。このような場合、部屋の静音性を高めるだけでなく、反響音の発生を防ぐために、残響と反射を分析する必要があります。そのため、不要な反響音を抑制するために、特殊な遮音板や吸音材が用いられることがあります。
吸音壁パネルと吸音天井パネルは、既に建設済みの建物における騒音対策として、商業施設や住宅で広く用いられています。吸音パネルは様々な素材で製造できますが、商業施設の吸音用途では、グラスファイバーやミネラルウールを基材とした吸音材がよく用いられます。例えば、ミネラルファイバーボードは吸音材として広く使われており、ボイラータンクの断熱材などに使用される商業用断熱材は、残響を最小限に抑える効果が高いため、騒音対策用の吸音材として再利用されることがよくあります。理想的な吸音パネルは、吸音材の性能を阻害するような表面材や仕上げ材がないものですが、美観や安全性の観点から、インピーダンスを最小限に抑えるために布地などの仕上げ材が用いられるのが一般的です。パネルの仕上げ材には、木材や金属の多孔質構造が用いられることもあります。
建設後の音響処理の効果は、音響処理に充てられるスペースの量によって制限されるため、現場で音響壁パネルを製作する際には、既存の空間の形状に合わせてパネルを製作することがよくあります。これは、周囲のレールを形状に合わせて「枠」を作り、音響基材を充填し、布地を周囲の枠システムに伸ばして押し込むことで実現します。現場で製作する壁パネルは、ドア枠、幅木、その他の障害物を避けて製作できます。この方法を用いれば、壁や天井に大型パネル（一般的に50フィート以上）を製作することも可能です。
二重ガラスや厚みのある窓は、屋外からの音の侵入を防ぐ効果もある。
産業騒音は従来、製造現場と関連付けられており、そこでは産業機械が85デシベルを超えるような激しい音を発生させます[ 22 ]。このような状況は最も劇的ですが、他にも多くの作業環境があり、音のレベルは70～75デシベルの範囲にあり、オフィス機器、音楽、拡声器、さらには外部からの騒音の侵入などによって構成されています。どちらのタイプの環境でも、音の強度と曝露時間が大きすぎると、騒音による健康被害が発生する可能性があります。
産業機器の場合、作業者の騒音保護のための最も一般的な技術は、音源機器の防振マウント、アクリルガラスまたはその他の固体バリアの作成、および耳保護具の提供です。場合によっては、機械自体を再設計して、音の発生を誘発する摩擦、研削、摩擦、またはその他の動きが発生しにくいようにすることができます。近年、職業上の騒音曝露に対処するために、 Buy Quietプログラムやイニシアチブが生まれました。これらのプログラムは、より静かな工具や機器の購入を促進し、製造業者に静かな機器を設計するように促します。[ 23 ]
より一般的なオフィス環境の場合、上記で説明した建築音響の技術が適用できる可能性があります。その他の解決策としては、特にプリンターやコピー機などのオフィス機器の最も静かなモデルを調査することが挙げられます。インパクトプリンターなどの機器には、放出される騒音を低減するための「音響フード」と呼ばれる筐体が取り付けられていることがよくあります。うるさいとは言わないまでも、不快な音レベルの放出源の1つは照明器具（特に古い蛍光灯）です。これらの器具は、オフィス環境でよくある問題である過剰照明の有無を確認するために改造または分析することができます。過剰照明が発生している場合は、ランプを消灯するか、ライトバンクの使用を減らすことが適用される場合があります。写真家は、サウンドブリンプを使用して、映画セットで騒音の大きいスチルカメラを静かにすることができます。
技術コストの低下により、騒音制御技術は、公演施設やレコーディングスタジオだけでなく、レストランなどの騒音に敏感な小規模ビジネスでも使用できるようになりました。[ 24 ] グラスファイバーダクトライナー、木質繊維パネル、リサイクルデニムジーンズなどの吸音材は、美観が重要な環境ではアート作品のキャンバスとして機能します。[ 24 ]
吸音材、マイクロホンとスピーカーのアレイ、デジタルプロセッサを組み合わせることで、レストラン経営者はタブレットコンピュータを使用してレストラン内のさまざまな場所の騒音レベルを選択的に制御できます。マイクロホンアレイが音を拾い、デジタルプロセッサに送信し、デジタルプロセッサがスピーカーを制御してコマンドに応じて音信号を出力します。[ 24 ]
20世紀を通じて、住宅の建築後の音響処理は、音楽鑑賞愛好家の間でのみ一般的に行われていた。しかし、ホームレコーディング技術と音質の向上に伴い、ホームレコーディングの忠実度と精度を追求する中で、住宅の音響処理の普及と人気が飛躍的に高まった。こうした需要の高まりを受けて、自家製および家庭用の吸音パネル、ベーストラップ、その他同様の構造の製品の大規模な二次市場が形成され、多くの小規模企業や個人が、ホームレコーディングスタジオ、シアタールーム、音楽練習室で使用するために、工業用および商業用の断熱材を布で包んだ製品を製造している。
地域社会は、騒音の多い都市活動を、そのような不健康な曝露から保護されるべき地域から隔離し、そのような隔離戦略に適さない地域で騒音基準を確立するために、ゾーニングコードを使用することがあります。低所得者層の地域は騒音公害のリスクが高いことが多いため、このようなゾーニングコードの確立は、環境正義の問題となることがよくあります。[ 25 ]複合用途地域は、騒音公害の有害な影響から人々を保護する必要性に特別な注意を払う必要がある、特に難しい対立を生じさせます。騒音は、該当する場合（交通システムの建設など）、一般的に環境影響評価書の検討事項の1つです。
一般的な：