日本消音研究所
声音说明
35年来，我们一直为各种项目提供沉默计算器。在这里，我将解释消声计算器中所使用的项目和声音的基本知识，以便非专业人士可以理解。
究竟什么是【声音】？
声音一般被认为是【空气的振动】。振动通过耳朵的鼓膜、话筒等传播，被意识到是声音。 振动周期（频率·Hz）快的是高频音，慢的是低频音。 振动压力（分贝·dB）高的话声音就大，低的声音就小。 根据频率和分贝值的组合，我们可以听到各种各样的音色。
那么什么是【噪音】呢？
让听的人感到不舒适的声音的总称，被叫做【噪音】。人是有主观意识的，听到的声音让人舒适或不适，都是听的人来判断的。所以要从客观的物理概念来明确【噪音】这个定义，几乎被认为是不可能的。即使是优美的音乐，不想听的人也会认为很吵。施工工地的噪音，对里面已经习惯了的人来说也不会觉得有什么不好。如上所述，噪音是一个非常复杂的东西，必须慎重地来做预测工作。 对于参与建筑设备工作的我们公司来说，【噪音】一般是指暖通系统里的室内噪音，从机房百叶里传出来的对周边有影响的噪音，空调室外机或水泵等室外设备传出来的噪音。
关于【声音的单位】
用来表示声音高低的频率（Hz·赫兹）是指在一秒内，在空气密度状态下声音可以重复的次数。比如，【1Hz】是指1秒内1次，【1000Hz】是指1秒内重复1000次。一般我们成人可以听到的声音范围是【20~20，000Hz】，随着年龄地增长，人的可听范围会变小。近年来为了防止年轻人聚众在一起，故意播放【蚊子的声音】（1，700Hz左右的声音），在社会上形成了话题。它是利用高频率声音会给年轻人（一般到20岁左右）带来不快感这个特性，达到让他们不在同一个地方长久聚集在一起的目的。对于超过40岁以上的人来说，也许有一些遗憾，因为他们已经听不到这些高频率的声音了。 用来表示声音大小的分贝（dB）值是指，假设人的耳朵可以听到的最小的声音（最小可听值）的压力为1的时候，以所听到的声音的压力是它几倍的对数值来表示。本来可以用【几倍】这个实际的数值来表示为好，但是由于这个数值非常大，很难被理解并记住，所以采用了容易被接受的分贝值这个单位。 打个比方有【3，162，277】这个数值，它是10的6.5次方。为了容易被看懂及记住，用6.5次方这个值乘以10，就是分贝值了。也就是说，【最小可听值压力的316万倍压力的声音，我们称之为65分贝】。
分贝值的种类
用来测量声音大小的噪音计，可分别用【F声级】【C声级】【A声级】这3种特性来测量。【F声级】是表示纯粹的发生的声压级。【C声级】是把50Hz以下和5000Hz以上的频率的数值进行了修正。那是因为收到了噪音计内部的自身产生的声音以及室外风的杂音的影响。一般用于室内噪音的测量。 【A声级】是针对各个频率，用人的耳朵听到的效果感觉来修正的数值，主要用于室外噪音的测量。 如前所述，测量噪音时要事先选择用什么声级来测量。室内的用【F声级】或【C声级】，室外用【A声级】。
噪音的评估
对噪音进行评估的标准，一般分为分贝值（dB）和NC值这两种。
※「dB（分贝值）」
作为室外噪音评价的标准。它的达标值是根据【噪音规则法】来决定的。由于所在地的达标值不是统一的，所以必须在做每个项目的时候确认。以下表格是以东京都地区为例，测量值小数点以后的数字四舍五入来进行评估。
| 功能区域 | 早晨 | 白天 | 晚间 | 夜间 |
| 6：00-8：00 | 8：00-19：00 | 19：00-23：00 | 23：00-6：00 | |
| 底层住宅区域 | 40 | 45 | 40 | 40 |
| 中高层住宅区域 | 45 | 50 | 45 | 45 |
| 商业·工业区域 | 55 | 60 | 55（20:00起） | 50 |
| 工业区域 | 60 | 70 | 60 | 55 |
※「NC值」
作为室内噪音的标准，各个房间、区域的功能用途一般在设计建筑物时就已经定下指标。如果没有定下指标的，可以参考以下表格。必须注意在63Hz～8000Hz范围内所有的数据都在标准值以内。
| NC值 | 房间、区域的用途 | 1/1倍频带中心频率（Hz） | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1K | 2k | 4K | 8K | ||
| 15 | 录音棚、声学实验室 | 47 | 36 | 29 | 22 | 17 | 14 | 12 | 11 |
| 20 | 音乐厅（观众席）、摄影棚 | 51 | 40 | 33 | 26 | 22 | 19 | 17 | 16 |
| 25 | 音乐厅（舞台）、多功能厅、重要董事办公室 | 54 | 44 | 37 | 31 | 27 | 24 | 22 | 21 |
| 30 | 大型会议室，会议室，酒店客房，病房，电影院，祈祷室 | 57 | 48 | 41 | 35 | 31 | 29 | 28 | 27 |
| 35 | 会议室、学校教室、婚礼大厅、宴会厅、宾馆大堂、图书馆、美术馆 | 60 | 52 | 45 | 40 | 36 | 34 | 33 | 32 |
| 40 | 办公室、走廊 | 64 | 56 | 50 | 45 | 41 | 39 | 38 | 37 |
| 45 | 办公室、候诊室、研究室（实验室） | 67 | 60 | 54 | 49 | 46 | 44 | 43 | 42 |
| 50 | 工厂里的办公室 | 71 | 64 | 58 | 54 | 51 | 49 | 48 | 47 |
| 55 | 工厂、PC服务器机房、停车库 | 74 | 67 | 62 | 58 | 56 | 54 | 53 | 52 |
| 60 | 停车库 | 77 | 71 | 67 | 63 | 61 | 59 | 58 | 57 |
| 65 | 设备机房等 | 80 | 75 | 71 | 68 | 66 | 64 | 63 | 62 |
单位：dB
※背景噪音的影响
被评估声音以外的声音统称为背景噪音。在评估机器设备噪音时，必须对它的背景噪音作一个修正。基本上机器设备产生的噪音是一个固定值，而背景噪音是一个变动值。 打个比方，机器设备使用时测量的噪音值为53dB，它的背景噪音为49dB。一般情况下，背景噪音低于测量值10dB以上的时候，可以忽略不计背景噪音的影响，但因为它们只差4dB，所以有必要对它进行修正，这个修正方式不是简单的加减乘除法，而是用【分贝值的减法】，一定要用对数的计算方法。计算公式如下：
=log10（10^（53（测量的分贝值）/10）-10^（49（背景噪音分贝值）/10））*10刚刚在【噪音单位】里也介绍过，分贝值因为是以10的指数乘以10来表示的，所以测量结果首先要除以10.然后得出它的实数。同理，背景噪音也按其方法得出它的实数。两个实数相减以后再算出它的指数值，再乘以10就可以得出修正后的分贝值。
消声的计算
我司在消声计算书时使用的代表性的计算项目都是参照「空调设备的消音设计（理工学社出版）」的公式。
※消声计算的基础
所有的消声计算都是以声压级（SPL）=噪音的声功率级（PWL）+距离衰减（或是放射系数）这个基本原理来计算的。消声计算书为何看上去复杂，主要是因为在计算过程中有时是PWL，有时是SPL的关系。无论进行怎样的计算，首先要取得噪音源PWL的数据，加以传声渠道，距离衰减以及放射系数来计算SPL。各家公司的消声计算书可谓鱼龙混杂，但是万变不离其宗，作为查看消声计算书的客户来说，只要掌握住消声计算书里的基本原理就可以了。另外，在这里冒昧地说一句，「消声计算书中的数字都是架空的预测数列」。从空调设备制造商提供PWL开始，以及途中的衰减要素，室内环境等条件，都是推算出来的数据。真实可靠的数据只有降噪设备的衰减性能和分配比系数这两项而已。作为降噪设备制造商我们的使命是，根据推算值尽量预想与现实接近的噪声数据。如果，消声计算书中得到的结果是独一无二的正确结果，那么降噪设备制造商各自的计算方式就会既单一又毫无意义。然而，各个降噪设备制造商所提出的消声计算书的结果却是五花八门的。就算是同一个计算系统上用同一种方式来计算，结果也有可能有偏差。这就是所谓的单纯的「消声计算书是根据各公司的经验，加上各公司基于诚信，负责的精神上做出的预测的消声计算书」。即便如此，消声计算书的背后，有着庞大的计算结果以及施工后各种测试数据汇拢得出来的数据库。我司自创办以来，重复着消声计算，测试实际噪声值这个反复过程。根据实际的噪声值来调整计算时使用的数据库。
噪音源的声功率级（PWL）
由音源产生的音响输出（W:瓦）以分贝来表示PWL。不是通过人耳或者噪音计测出的「声压级（SPL）」，而是表示由音源产生的声音的能量。我们平时在消声计算时，使用送风机的PWL（通过风量和静压值可以推算），再加上各类型的送风机的声级特性来计算。近期越来越多地采用送风机的制造商提供的预想PWL来计算。但是这些数据的大小，由于厂家不同，在使用时我们一般也做推算检证。还有，甚至有些厂家，把SPL的数据作为PWL的数据提供给我们。SPL是PWL减去距离衰减值，在消声计算时，必须反过来加上距离衰减值来回算出PWL。
※声压级（SPL）
声压级（SPL）=噪音源声功率级（PWL）+距离衰减（或者放射系数），这里说的SPL指的是能够被人耳听到或是噪音计测到的「声音」。
距离衰减和放射系数
声波发生后，会像球体状一样地扩散。根据声波的这种特性，通过音源到受音点作为半径的球体的面积算出来的就是「距离衰减」。越扩散，声波的密度就越稀薄。
10*log [Q/4π r2] Q；指向系数，r；距离(m2)[4π r2]是球体面积的计算公式，以此做分母，指向系数做分子就能计算出声波扩散到球面的几分之一。在没有反射音的环境里，声波随着完整的球体扩散称为Q=1；音源在地面或天花板的情况下，声波扩散到1/2球体，称为Q=2；音源在墙与天花板两面都有的情况下，好像西瓜被切成四瓣时的样子，称为Q=4。也就是说，原来1个球面的声波会按1/2或1/4（以此类推）的球面被扩散出去，同时声音的密度也会变成原来的2倍或4倍（以此类推），从分贝值上来说，会出现3dB的差。比如距离r=1m，指向系数Q=2时，距离衰减就是-8.0dB。指向系数Q=4时，距离衰减就是-5.0dB。如此可以看出，根据音源位置不同，扩散形状会发生变化，如何计算指向系数（Q）很重要。在预测室内噪音时，不但要考虑距离衰减，还必须考虑「室内的反射音」。在15℃，1气压（1013hPa）时，音速是340m/s。在一般的室内，直射音与天花板・地板・墙反射音会同时被听到。综合考虑房间空间的大小，吸音状况算出衰减，然后叠加直射的距离衰减就是放射系数。
10 log [Q/4π r2+4/R)] R（室定数）＝aΣS/(1-a) a；吸音率， ΣS；居室全表面積(m2)※分配比系数
风道系统的消声计算，首先算出居室的送风口的路径，再叠加风口的个数，所以分配比系数是不可缺的。声波在行进方向中遇到分叉，与风道的断面面积成比例，声音的能量也会被分割，请看下式：
10 log [S /ΣS] S; 分叉后要计算的风道的断面面积（m2），ΣS：分叉前的总风道的断面面积（m2）空调系统的风道面积，通常与通过的风量成比例；因此在计算分配比系数时，使用风量比或者个数比，都是近似值没有问题。
※开口端反射
风道内传播过来的声波在末端的开口被放射出来时，与外部的空气相撞反射会出现互相抵消的现象。开口越小，低频的衰减越大；开口越大，衰减越少。我司在消声计算时，考虑送风口的形状以及周边环境作出修正值。
※风道的自然减音
声波在风道内传播时，能量会变成风道的震动能，或透射风道时所需的能量，从而音量就会减小。一般从安全角度来说，可以不去估算被减少的能量。但是这种现象遇到风道较长时，我司为了尽量避免安装多余的降噪设备，一般以1m的直管风道-0.3～-0.5dB来计算。另外，转弯部由于高频的衰减比较大，所以我司在掌握整体的风管途径的基础上来调整数值。
※各种再生噪音
我司历经30多年，计算空调机送风机从PWL到末端送风口为止的噪音值。过去以从PWL减去途中各种衰减要素得出计算结果，然后再与噪音的目标值之间的差来计算必要的衰减量。这种计算方法有一个缺点就是，风道中的减震器等再生噪音没有被考虑进去。 以NC-20作为消声目标的居室，经常会发生这类问题。所以，我司从综合的观点出发，风道的尺寸，减震器的位置以及送风口的形状尺寸来全局考虑噪音问题。
・减震器的再生噪音
PWL=L0 + 10 logA+SslogVPWL：气流噪音值
V：风道内的平均风速(m/s)；A；风道的断面面积(m2)
L6：由减震器的百叶角度(0)定的数值(dB)
・送风口的再生噪音
PWL=101ogA+a • logV+bPWL：气流噪音值
V：送风口的风速(m/s)；A；送风口断面面积(m2)
A：横截面积或颈部面积（m）
a,b；由送风口种类实验后定的数值(dB)
这些气流噪音值是由各自的频率加上相对值计算出来的。我司是参照以往实例，并根据实际情况来计算。
※风道的透射音
叠加送风口噪音等内容来预测噪音，是计算噪音的主流。我们从20多年前就开始提出并研究了「风道的透射音」。位于风道路径之下的居室，就算没有制气口，也会有低频的噪音问题。当时，我司就指出这是透射音问题，并确立了针对透射音的计算方法。因为解决方法多种多样，我司不会采用单一的方案，而是根据客户需求，根据不同情况，逐一提出最佳方案。另外，至今为止，我们一直不懈地根据测试后的结果来更新完善计算方式，以求更为准确地预测出噪音。
※机房出来的透射音
机房的墙壁标准改变以后，由墙壁传出来的透射音问题越来越明显。并且机房越来越小，离居室越来越近好像也是大势所趋。机房的宽窄，空调机离墙的远近，以及声波的扩散方式各有差异。我司不把这作为风道类噪音，而是单独作为机房墙壁的透射音来进行一系列的计算。各种工程，各种居室，情况千变万化。我司重视建筑状况以及使用的设备两方面的因素，从工程全观来考虑，解决噪音问题。