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解析ツール

騒音・振動 dB 計算ツール

音圧レベル・距離減衰・A特性補正・複数音源合成をリアルタイム計算。点音源・線音源の減衰グラフと振動dBレベル変換まで網羅したNVHエンジニア向けツール。

セクション切替
音圧 p (Pa) — 対数スケール0.20 Pa
基準距離 r₁ (m)
m
評価距離 r₂ (m)
m
音源タイプ
計算結果
80.0 dB
Lp (r₁)
60.0 dB
Lp (r₂)
−20.0 dB
距離減衰 ΔL
80.0 dB(A)
L_A @ 1kHz
合成レベル
合成A特性
振動速度レベル
振動加速度レベル
スペクトル
理論・主要公式
$$L_p = 20\log_{10}\!\frac{p}{p_0},\quad p_0=20\,\mu\text{Pa}$$ $$\Delta L_\text{点}=20\log_{10}\!\frac{r_1}{r_2},\quad \Delta L_\text{線}=10\log_{10}\!\frac{r_1}{r_2}$$
$$L_{total}= 10\log_{10}\!\sum_{i}10^{L_i/10}$$

同レベル2音源: +3 dB。10 dB差では大きい方が支配的。

$$L_v = 20\log_{10}\!\frac{v}{v_0},\quad v_0=10^{-9}\,\text{m/s}$$ $$L_a = 20\log_{10}\!\frac{a}{a_0},\quad a_0=10^{-6}\,\text{m/s}^2$$

騒音・振動のdB計算とは

🙋
「音圧レベル」って、単に音の大きさを測る単位じゃないんですか? なんでわざわざdB(デシベル)という対数スケールを使うんですか?
🎓
大まかに言うと、人間の耳が感じる「大きさ」は、物理的な圧力の変化に対して対数的だからだよ。例えば、静かな図書館で約40 dB、普通の会話が60 dB、電車の近くで100 dBくらいだけど、この差を普通の圧力(Pa)で表すと、桁が何桁も違ってとても扱いにくいんだ。このツールの「音圧 p」のスライダーを対数スケールで動かしてみると、dB値が直線的に変化するのがわかるよ。これが実感に合っているんだ。
🙋
え、そうなんですか!じゃあ、この「音源タイプ」で「点」「線」「平面」を選べますけど、何が違うんですか? 全部同じように音が減るのではないの?
🎓
ここが大事なポイントだね。音の広がり方が大きく異なるんだ。例えば、点音源(スピーカーや機械)は球状に広がるから、距離が2倍になると音のエネルギーは面積が4倍になる面に分散して、音圧レベルは約6 dB減る。でも、線音源(高速道路や長い配管)は円筒状に広がるから、距離が2倍でも面積は2倍にしかならず、減衰は約3 dBなんだ。ツールで「点」と「線」を切り替えながら「評価距離 r₂」を動かすと、グラフの減衰カーブの傾きが変わるのが一目瞭然だよ。
🙋
なるほど!で、下の方にある「振動速度」や「振動加速度」もdBで表示されてますけど、これって音と同じ計算でいいんですか? 現場ではどう使うんですか?
🎓
良いところに気が付いたね。振動のdBも基準値に対する比の対数で表すのは同じだ。でも、基準が違うし、使う場面も違う。例えば、工場の床や建物の振動を評価する時、振動加速度レベル(dB)で管理することが多いんだ。工具の振動が人体に与える影響(振動障害)の評価にも使われるよ。ツールでは、振動の値を入力するだけで、対応するdBレベルがリアルタイムで計算されるから、音と振動の「うるささ」「激しさ」を同じ目盛りで比較できるのが便利なんだ。

よくある質問

点音源は機械やスピーカーなど、音が一点から球状に広がる場合に用います(距離が2倍で-6dB)。線音源は道路やパイプラインなど、連続した線状の音源に適用し(距離が2倍で-3dB)、音源の形状に合わせて選択してください。
A特性は人間の耳の周波数感度特性を模した補正カーブです。低音域を減衰させ、中高音域を強調することで、実際の騒音のうるささ感に近いdB(A)値を得られます。規格や環境基準では通常、この補正値を用います。
dBは対数スケールのため、音圧レベルをそのまま足すと物理的に正しくありません。例えば80dB+80dBは160dBではなく約83dBです。本ツールでは音圧の二乗和を対数変換して合成するため、複数音源の総合騒音を正確に算出できます。
振動レベルは加速度・速度・変位の実効値を基準値(加速度:10^-5 m/s²、速度:10^-5 m/s、変位:10^-11 m)で除し、20倍したdB値で表します。本ツールでは入力値と基準値から自動変換し、騒音dBとの比較も可能です。

実世界での応用

環境騒音の予測・評価:工場や建設現場から発生する騒音が、周辺の住宅地にどのくらい伝わるかを予測するために使用されます。音源タイプを「点」(単体の機械)や「線」(道路)に設定し、距離減衰を計算することで、規制値を超えないための対策を立てます。

建築・設備設計:空調ダクトからの騒音や、床を伝わる振動(固体音)の評価に使われます。ダクトを「線音源」とみなして減衰を計算したり、複数のファンからの音を「エネルギー合成」で合算して、室内の総合的な騒音レベルを推定します。

労働安全衛生管理:作業現場における騒音曝露や工具の振動曝露を管理する基準はdB(A)や振動加速度レベルで定められています。測定された値が基準を超えていないか、または複数音源による総合的な影響をこのツールのような計算で確認します。

製品開発(静粛性評価):自動車や家電製品の開発では、発生する騒音・振動を低減することが重要です。モーターなどの音源を「点音源」と仮定し、製品外側の評価点までの距離減衰を考慮して、目標とする静粛性(dB値)を達成するための音源レベル目標を設定します。

よくある誤解と注意点

このツールを使いこなす上で、特に現場の若手エンジニアが陥りがちな落とし穴をいくつか挙げておくよ。まず「dB値の足し引きは算術平均じゃない」ということ。例えば、同じ80dBの機械が2台並んで動いても、合成音は83dBになる。80+80=160じゃないんだ。「エネルギーを足す」って感覚が大事で、ツールの合成計算機能でぜひ体感してほしい。

次に、距離減衰の「基準距離 r₁」の設定ミス。これは非常に多い。メーカーのカタログに「音圧レベル 85dB @ 1m」と書いてあったら、それは r₁=1m だ。ここをうっかり「機械のすぐそば=0.5m」とかで計算してしまうと、実際より大幅に小さい値を見積もってしまう。カタログ値の測定条件を必ず確認しよう。

最後にA特性補正の過信。ツールで「A特性」をオンにすると、低音域がカットされてdB値が下がるけど、これは「人間の聴感に近づけた」だけで「物理的なエネルギーが減ったわけじゃない」。低周波音は建物の振動や不快感の原因になるから、A補正した値が規制値を下回っても油断は禁物。必ず生のdB値(リニア値)もチェックする癖をつけよう。

使い方ガイド

  1. pSliderで基準音圧レベル(70~100 dB)を設定し、点音源の初期音圧を決定します
  2. r1Num・r1Sliderで第1測定位置の距離(0.5~50 m)を入力し、Lp(r₁)の減衰値を確認します
  3. r2Num・r2Sliderで第2測定位置の距離を設定し、距離減衰ΔLを比較演算します
  4. vNVNum・vSliderで振動速度(mm/s)を入力し、振動速度レベルLv(dB ref 10⁻⁸ m/s)に変換します
  5. aNVNum・aNVSliderで振動加速度(m/s²)を設定し、振動加速度レベルLa(dB ref 10⁻⁶ m/s²)を算出します
  6. 複数音源合成機能により、異なる周波数帯の騒音を統合し合成レベルと合成A特性補正値を表示します

具体的な計算例

工場内の油圧プレス(基準音圧85 dB @ 1 m)から距離2 mでの騒音測定:Lp(2 m)=85-20log₁₀(2)=79.0 dB。距離10 mでは65.0 dBに減衰(ΔL=14 dB)。同時にプレスの振動速度5 mm/sをレベル変換:Lv=20log₁₀(5/0.00001)=98 dB ref 10⁻⁸ m/s。加速度50 m/s²の場合、La=20log₁₀(50/0.000001)=114 dB ref 10⁻⁶ m/s²。音圧85 dB + 82 dB(別音源)の合成=86.2 dB、A特性補正後は84.8 dBA。

実務での注意点

  1. 点音源減衰式(20log₁₀ r)は自由音場を仮定するため、床反射や壁の影響がある室内では半空間減衰(10log₁₀ r)に修正が必要です
  2. A特性補正は125 Hz以下で大幅減衰(-16.1 dB @ 125 Hz)するため、低周波騒音評価ではC特性併用を推奨します
  3. 振動速度レベルはISO 20816(機械振動)で基準値10⁻⁸ m/sを採用しますが、建設機械や鉄道ではISO 4866の異なる基準値が適用される場合があります
  4. 複数音源合成時は各音源の位相関係が不明な場合、エネルギー合成(10log₁₀ ΣPᵢ)を使用してください