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令和3年度 公害防止管理者 騒音・振動特論 問2を解説|吸音ダクト形消音器の減音量

令和3年度 騒音・振動特論 問2は、吸音ダクト形消音器の減音量(伝達損失)から必要なダクト長を求める計算問題です。1辺0.5 mの正方形ダクトに吸音率0.65の吸音材を内張りし、600 Hzで6 dBの伝達損失を得る最小のダクト長を求めます。

この問題のポイント

内張りダクトの減音量は、音が触れる内周(周辺長P)が広く、通り道の断面積(S)が狭く、吸音材が長く続くほど大きくなります。式では、減音量 ≒(吸音率で決まる係数)×(P/S)×(長さL)と表せます。ここで効くのは周辺長÷断面積(P/S)で、細長い通路ほど1 mあたりよく効きます。本問の値を入れると1 mあたり約4.6 dB落ちるので、6 dBには約1.4 mが必要で、これが選択肢(3)です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(3)

解き方の手順

手順内容
周辺長と断面積1辺0.5 mの正方形なので、内周 P=0.5×4=2 m、断面積 S=0.5×0.5=0.25 m²。P/S=8(1/m)。
吸音の係数吸音率0.65に対する係数はおよそ0.57(1.05×α1.4の近似)。吸音率が高いほど大きくなります。
1 mあたりの減音0.57×(P/S)=0.57×8 ≒ 4.6 dB/m。
必要な長さL = 6 ÷ 4.6 ≒ 1.3〜1.4 m。選択肢の中では約1.4 m。

ここが分かれ目

間違えやすいのは、断面積や周辺長を使わず、吸音率だけで長さを決めてしまうことです。同じ吸音材でも、通路が細長い(P/Sが大きい)ほど1 mあたりの減音は大きくなります。本問はP/S=8と大きいので、わずか1 m少々で6 dBに届きます。逆に断面の大きいダクトでは同じ6 dBにもっと長さが要ります。「減音量は(P/S)×長さに比例」という骨組みを押さえれば、数字を入れるだけで答えが出ます。

覚え方

  • 内張りダクトの減音量=係数×(周辺長P/断面積S)×長さL
  • 細くて長いほどよく効く。P/Sが大きいほど1 mあたりの減音が増える。
  • 吸音率が高いほど係数が大きい。まずP/Sを出すのが第一歩。

理解度チェック

Q.

吸音ダクト形消音器で、1 mあたりの減音量を大きくするには断面をどうすればよいか?

細くする(断面積を小さく、周辺長を相対的に大きく)です。P/Sが大きいほどよく効きます。

Q.

1辺0.5 mの正方形ダクトのP/Sはいくつか?

周辺長2 m、断面積0.25 m²なので8(1/m)です。ここに吸音の係数と長さを掛けて減音量を出します。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和3年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動特論 問題・正解」(公式PDF