機械の騒音の測り方——音圧レベルと音響パワーレベルを使い分け、対策の前後を比べる

何のために測るかを、最初に一つ決める

「工場がうるさいので測ってほしい」という依頼には、少なくとも三つの目的が混ざっている。働く人の耳を守るのか、敷地の外への音を抑えるのか、機械そのものを静かにするのかである。目的によって、測る場所と、比べる相手が変わる。

騒音規制法は、規制基準を、特定施設を設置する工場（特定工場等）で発生する騒音の、敷地の境界線における大きさの許容限度と定めている（第 2 条第 2 項）^[5]。働く人を守る測定とは場所も基準も違う。二つの規制の違いと、作業環境測定の対象になる作業場については、工場の騒音を低減するアクティブノイズキャンセリングの記事で整理している。この記事は、どの目的でも土台になる「機械の音の測り方」に絞る。

音圧レベルは場所の値、音響パワーレベルは機械の値

長野県工業技術総合センターの設備紹介は、音響パワーレベルを音源から放射される音響エネルギーの総量を表す値とし、機器の周りのある点で測る音圧レベルと比べると、背景の騒音などの音響環境の影響を受けない、音源自体の特徴を表す値だと説明している^[2]。機械を買い替えたときに静かになったかを比べる、二つの機種を比べる、対策の前後を比べる、といった用途では、場所に左右されない音響パワーレベルのほうが扱いやすい。

厚生労働省の「騒音障害防止のためのガイドライン」（2023 年 4 月改訂）は、騒音源となる機械設備の製造業者に、設計・製造の段階からの低騒音化と、騒音レベルの情報の公表を求めている（公表は望ましいとする書き方）^[1]。そのうえで、等価騒音レベルの推計の方法として、機械などに騒音値として表示されている音響パワーレベルを参考に、次の式で作業場所の騒音レベルを推計できるとしている^[1]。

Lp ＝ Lw － 20 log₁₀ r － 8（Lp：推計値 dB、Lw：音響パワーレベル dB、r：騒音源からの距離 m）

音響パワーレベル 100 dB の機械で、この式から計算した値は次のとおりである。

距離が 2 倍になるごとにおよそ 6 dB 下がる。ただし同じガイドラインは、周囲に建物や壁などがある場合は音の反響の影響で実際の騒音レベルが推計値より高くなる可能性が大きく、推計を使うのは適切でないことに注意するよう書いている^[1]。屋内の工場では、推計は機械を選ぶ段階の見当として使い、据え付けたあとは測って確かめる。

働く人の耳への影響では、同じガイドラインが、作業環境を改善しても等価騒音レベルが 85 dB 未満にならない場合に、騒音作業に従事する時間の短縮を検討するための目安として、次の表を示している^[1]。

3 dB 上がるごとに時間が半分になる。その機械の音が作業場所の騒音をほぼ決めている場合は、音響パワーレベルが 3 dB 違う機械は、同じ場所での作業時間の目安を半分にするほどの差になりうる、ということである。

音響パワーレベルの測り方——音圧法とインテンシティ法

長野県工業技術総合センターの紹介は、音響パワーレベルの主な測定方法として、機器の周りの複数の場所に置いたマイクで測る音圧法と、音響インテンシティ（音のエネルギーの流れ）を測るインテンシティ法を挙げ、無響室に反射板を敷いて半無響室として使えることや、インテンシティ分析器が騒音源の調査にも使えることを紹介している^[2]。

二つの方法で結果が合うかを確かめた研究もある。宮内らは、空気調和・衛生工学会の規格にもとづき、送風機からダクトに放射される音響パワーレベルを、準自由音場法（音圧で測る方法）と 4 種類の音響インテンシティ法（測定面を球または直方体とし、離散点で測るかスキャニングで測るか）で比べ、送風機を止めてスピーカーを音源にした状態ではほぼ等しく、送風機を運転した状態では 5 dB 程度の差はあるものの同じ傾向だったと報告している^[3]。同じ報告では、送風機の運転状態で発生する騒音が小さく暗騒音との差が 10 dB 以内だったため、スピーカーで音を加えて測定している^[3]。測りたい音が暗騒音に埋もれていると、どの方法でも正しく測れない。

測る前に決めること——運転条件と暗騒音

環境省の「低周波音問題対応の手引書」の参考資料は、主に低周波音を対象にした資料だが、測定の段取りには機械の騒音全般に通じることが書かれている。稼働条件や運転状況で周波数や音圧レベルが変わる場合は変わるごとに測ること、音源側（例えば音源から 1 m の点や敷地境界）と受音側の両方で測ること、多数の発生源が動いていて原因の機械を特定したい場合は、できれば一台ずつ順番に稼働・停止させて測ること、原因の特定や対策のために詳しい周波数分析が要る場合は狭い帯域の分析器を使うことがある、としている^[4]。風の影響を強く受けること、音源を止めた状態の値（バックグラウンドの値）を取っておくことも挙げている^[4]。

依頼書や社内の測定計画には、次を書いておく。

運転条件：負荷・回転速度・加工の内容、測る時の段取り（立ち上げ直後か、温まってからか）。測る位置と高さ：見取り図に印を付ける。対策の後にも同じ位置で測るため。暗騒音：測りたい機械を止めた状態の値を、同じ位置で取る。周りの状態：窓や扉の開閉、近くで動いていた機械。厚生労働省のガイドラインも、測定条件の記録として、作業の内容、稼働していた機械の名称と位置、結果に最も影響を与える騒音源、マイクロホンの高さ、窓などの開閉状態を挙げている^[1]。

一台ずつ止めて比べるときは、デシベルが足し算にならないことを頭に入れておく。同じ場所で同じ大きさの音を出す機械が 2 台あると、1 台のときより約 3 dB 大きくなるだけである（10 log₁₀2 ≒ 3）。逆に言えば、2 台のうち 1 台を止めても約 3 dB しか下がらない。いちばん大きい機械を止めても全体がほとんど下がらないときは、同じくらいの大きさの音源がほかにも複数あると考えて、残りを順番に止めていく。

どの音が問題なのかを周波数で切り分ける方法は、騒音・振動（NVH）の原因の切り分け方で扱っている。軸受や歯車の音が疑わしい場合は、軸受の異音と故障と歯車の騒音も参考になる。

対策は、発生源・経路・聞く人の三つに分けて選ぶ

厚生労働省のガイドラインは、代表的な騒音対策を次の三つの分類で整理している^[1]。

ここで周波数が効いてくる。環境省の手引書の参考資料は、低周波音は波長が長いため経路の対策と受音点の対策は通常の方法では効果があまり期待できず、発生源の対策が好ましいとしている。消音器も、通常の騒音に広く使われる吸音型は低周波音では効果が少なく、防音エンクロージャも質量則では低周波音はあまり遮音されないので、剛性を考えて共鳴を防ぐように設計する、と書いている^[4]。測った結果を周波数で見ずに防音カバーを付けても、低い音が残って「効かなかった」となりやすい。低い定常音への別の手段として、アクティブノイズキャンセリングの記事も参照してほしい。振動が音を出している場合の測り方は、機械・設備の振動解析を頼むときでまとめている。

外に頼むときに渡すもの・受け取るもの

騒音計で場所の値は測れても、機械ごとの音響パワーレベルや、どの部分から音が出ているかは、無響室・半無響室やインテンシティの測定器が要ることが多い。公設の試験研究機関が設備を企業に開放している例もある^[2]。指定地域内で、騒音規制法の特定施設をそれまで置いていなかった工場に新たに設置するときは、設置の工事を始める 30 日前までに、騒音の防止の方法や配置図などを市町村長に届け出ることになっている（第 6 条。すでに届け出た工場で特定施設の数や騒音の防止の方法を変えるときは第 8 条）^[5]。導入前に機械の音響パワーレベルを確かめておくと、この届出と配置の検討に使える。

見取り図と運転条件がそろっていれば → 測定の段取りから相談する

よくある質問

騒音計を買って自分たちで測れば足りますか

同じ位置を同じ条件で定期的に測り、変化を見るなら自社で測る意味は大きい。機械ごとの音響パワーレベルや、音の出どころの特定は、設備と経験が要るので外に頼むことが多い^[2]。

機械のカタログの騒音値と、据え付けたあとの値が合いません

カタログの値は決まった条件で測った値で、工場の中では周りの壁や他の機械の音で高くなりやすい^[1]。カタログの値がどの量（音圧か音響パワーか）で、どの距離・条件かを確かめてから比べる。

防音カバーを付けたのに、低い音が残ります

低周波の音は質量則ではあまり遮音されず、吸音材も効きにくい^[4]。周波数を測って低い音が主なら、発生源の対策や、共鳴を防ぐ設計のカバーを検討する。

まとめ

機械の騒音は、目的を一つ決め、場所の値（音圧レベル）と機械の値（音響パワーレベル）を分けて測る。運転条件・測る位置・暗騒音・周りの状態を記録し、機械を一台ずつ動かして比べる。対策は周波数を見てから、発生源・経路・聞く人の三つの中から選ぶ。音響パワーや音の出どころの測定が要るときは、専門の会社や設備を開放している機関に頼む。

出典・参考資料

1. 「騒音障害防止のためのガイドライン」の改訂について（基発 0420 第 2 号）（厚生労働省労働基準局長／2023 年 4 月 20 日）
2. 音響パワー測定装置の紹介（長野県工業技術総合センター 材料技術部門・技術情報）
3. 音響インテンシティ法を用いた送風機の音響パワーレベル測定方法について（宮内香織・板本守正・加藤尚子／空気調和・衛生工学会大会 学術講演論文集・空気調和・衛生工学会／2007 年）
4. 低周波音問題対応の手引書 参考資料（環境省／2004 年 6 月）
5. 騒音規制法（昭和四十三年法律第九十八号）（e-Gov 法令検索（デジタル庁））

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