防音壁
オーストラリアのメルボルンにあるサウンドチューブは、地域の美観を損なうことなく道路の騒音を減らすように設計されています。

防音壁（サウンドウォール、防音壁、防音壁、音響壁とも呼ばれる）は、騒音公害から敏感な土地利用地域の住民を守るために設計された外部構造物です。防音壁は、発生源の活動停止や発生源対策以外では、道路、鉄道、産業における騒音源を軽減する最も効果的な方法です。

陸上交通騒音の場合、発生源の騒音強度を低減する他の方法としては、ハイブリッド車や電気自動車の利用促進、自動車の空力特性やタイヤ設計の改善、低騒音舗装材の選択などが挙げられます。米国では、1970年代初頭に 騒音規制が導入された後、防音壁の広範な使用が始まりました。

歴史

アメリカ合衆国では、車両交通が急増した20世紀半ばから防音壁が建設されてきました。最初の防音壁は1968年、カリフォルニア州ミルピタスの州間高速道路680号線沿いに設置されました。[ 1 ] 1960年代後半には、特定の道路に隣接する防音壁設計の有効性を数学的に評価するための解析音響技術が登場しました。1990年代までに、デンマークをはじめとする西ヨーロッパ諸国では​​、透明素材を用いた防音壁の設計が進められていました。[ 2 ]

音響科学者がカリフォルニア州サンタクララ郡の防音壁設計研究で音響を測定しています。

初期のコンピュータモデルの中で最も優れたものは、道路の形状、地形、車両量、車両速度、トラックの混合、路面状況、そして微気象の影響を考慮していました。カリフォルニア州サクラメントのCaltrans本部、カリフォルニア州サニーベールのESL Inc.グループ、マサチューセッツ州ケンブリッジのBolt、Beranek、Newman [ 3 ]グループ、そしてフロリダ大学の研究チームなど、米国の複数の研究グループが、これらのコンピュータモデリング技術のバリエーションを開発しました。特定の防音壁を科学的に設計した最も初期の研究は、カリフォルニア州ロスアルトスのフットヒル・エクスプレスウェイに関する研究であると考えられます。[ 4 ]

全米各地で、既存および計画中の高速道路数十件を対象とした多数のケーススタディが実施されました。そのほとんどは、各州の高速道路局の委託を受け、前述の4つの研究グループのいずれかによって実施されました。1970年に制定された米国国家環境政策法は、連邦補助高速道路法に基づくすべてのプロジェクトにおける騒音公害の定量分析を事実上義務付け、防音壁モデルの開発と適用を促進しました。 1972年の騒音規制法の成立により、[ 5 ]騒音規制に伴う様々な副産物から、防音壁設計の需要が急増しました。

1970年代後半までに、米国では12以上の研究グループが同様のコンピュータモデリング技術を適用し、毎年少なくとも200箇所の防音壁の設置を検討していました。2006年現在、この技術は高速道路からの騒音公害評価における標準とみなされています。使用されるコンピュータモデルの性質と精度は、1970年代のオリジナル版とほぼ同じです。

ほとんどの防音壁には、消防士が近くの消火栓にアクセスして消火ホースを通せるように、意図的に小さな隙間が設けられています。消火ホースは通常、最寄りの交差点を示す標識と消火栓の絵文字で表示されていますが、一部の消火栓の隙間からは、壁の下の小さな暗渠 を通ってホースが通るようになっています。

デザイン

音響科学に基づく防音壁の設計は、航空路や鉄道を線音源として扱うことを基本としている。この理論は、特定の受容器に向かう音線の進行が遮られることを前提としているが、音の回折の問題も考慮する必要がある。音波は防音壁の頂点などの縁を通過するときに（下向きに）曲がる。そのため、高速道路などの音源の見通しを遮る防音壁は、より多くの音を遮ることになる。[ 6 ]さらに問題を複雑にしているのは、不均質な大気がある場合に音線が曲がる屈折現象である。風のせん断やサーモクラインによってこのような不均質性が生じる。モデル化する音源には、エンジン音、タイヤ音、空力騒音などを含める必要があり、これらはすべて車両の種類や速度によって変化する。

防音壁は、私有地、公道、またはその他の公有地に設置できます。騒音レベルは対数尺度で測定されるため、9デシベルの低減は、不要な音響パワーの約86%の除去に相当します。

カリフォルニア州道12号線沿いの防音壁土手、カリフォルニア州ソノマ郡

材料

防音壁の材料には、石積み、土塁（土塁など）、鋼鉄、コンクリート、木材、プラスチック、断熱ウール、複合材など、様々なものがあります。[ 7 ]吸音材で作られた壁は、硬い表面とは異なる方法で音を軽減します。[ 8 ]また、太陽光発電パネルなどの活性材料を使用して防音壁を作り、発電すると同時に交通騒音も低減することも可能です。 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

多孔質の表面材と遮音材を含む壁は吸音性があり、騒音が音源やその他の方向に反射することはほとんどないか全くありません。一方、石材やコンクリートなどの硬い表面は反射性があり、騒音の大部分が音源やその先へ反射されます。[ 12 ]

防音壁は騒音公害の軽減に効果的な手段となり得ますが、場所や地形によっては防音壁の設置に適さない場合があります。防音壁の選定においては、費用と景観も重要な要素となります。場合によっては、道路を防音構造物で囲んだり、開削工法を用いてトンネルを掘削したりすることもあります。

デメリット

防音壁の潜在的な欠点は次のとおりです。

  • 運転手や鉄道利用者の視界を遮ります。防音スクリーンのガラス部分は視界の妨げを軽減しますが、定期的な清掃が必要です。
  • 土地と街並みへの美的影響
  • 落書き、無許可のゲリラ広告、破壊行為の標的が拡大
  • 視界や社会的制御から隠された空間の創出（例：鉄道駅）
  • 大きく透明な障壁による鳥と窓の衝突の可能性
  • 騒音防止壁は、鉄道の乗客や道路利用者の視界を遮ったり、落書きを誘発したりすることがよくあります。
    騒音防止壁は、鉄道の乗客や道路利用者の視界を遮ったり、落書きを誘発したりすることがよくあります。
  • オランダのこの騒音軽減壁には、道路利用者の視覚的影響を軽減するために、運転者の目の高さに透明な部分があります。
    オランダのこの騒音軽減壁には、道路利用者の視覚的影響を軽減するために、運転者の目の高さに透明な部分があります。
  • 線路に近い低い壁は視覚的な影響を回避します。
    線路に近い低い壁は視覚的な影響を回避します。

大気汚染への影響

道路沿いの防音壁は、道路近傍の大気汚染濃度を低減することが示されています。道路から15～50m以内では、防音壁の風下側における大気汚染濃度は、一般道路と比較して最大50%低減する可能性があります。[ 13 ]

防音壁は、道路から流入する汚染物質の煙を防音壁の上空に押し上げ、発生源が高所にあるかのように見せかけることで、煙の垂直方向の拡散を促進します。防音壁によって初期流が減速・偏向させられることで、煙は水平方向に拡散します。防音壁の風下側には、低速で再循環空洞を特徴とする乱流の強い剪断帯が形成され、拡散がさらに促進されます。これにより、防音壁背後の風下側の汚染物質と周囲の空気が混合されます。[ 14 ]

参照

参考文献

  1. ^ Wagner, Kate (2016年12月8日). 「壁を築く：高速道路の防音壁と騒音の進化」 . 99 Percent Invisible . 2017年3月21日閲覧。
  2. ^ Benz Kotzen と Colin English (1999) Environmental Noise Barriers: A Guide to Their Acoustic and Visual Design、Taylor & Francis 発行、 ISBN 0-419-23180-3、165ページ
  3. ^ジョン・シェイデリー、「ラリタンとイースト・ブランズウィック間のニュージャージー・ターンパイク拡幅事業の音響分析」、ボルト・ベラネックとニューマン、1973年
  4. ^ CM HoganとHarry Seidman、「カリフォルニア州ロスアルトスのフットヒル高速道路沿いの騒音軽減構造物の設計」、サンタクララ郡公共事業局、 ESL Inc.、カリフォルニア州サニーベール、1970年10月
  5. ^公法第92-574号、86法令集第1234号（1972年）騒音公害防止法（1972年）、42 USC 4901-4918（1988年）により改正
  6. ^ PublicResourceOrg (2010-07-31), Highway Noise Barrier Design , 2021-12-19にオリジナルからアーカイブ, 2017-02-04取得
  7. ^ 「4. 防音壁の種類 - 設計 - 設計施工 - 防音壁 - 騒音 - 環境」米国連邦道路局。 2017年1月16日閲覧。
  8. ^反射型および非反射型高速道路バリア K. Polcak (MD, SHA) および RJ Peppin (Scantek, Inc.) のケーススタディ: 反射型および非反射型高速道路バリア MD SHA) TRB ADC 40 サマーミーティング、コロラド州デンバー
  9. ^ Wadhawan, Siddharth R.; Pearce, Joshua M. (2017). 「大規模太陽光発電防音壁の導入による電力とエネルギーの潜在的可能性：米国のケーススタディ」（PDF） .再生可能エネルギー・持続可能エネルギーレビュー. 80 : 125–132 . Bibcode : 2017RSERv..80..125W . doi : 10.1016/j.rser.2017.05.223 . S2CID 114457016 . 
  10. ^ 「ソーラーパネルの仕組み：太陽光発電の科学解説」 2021年7月7日。
  11. ^ 「オランダで太陽光発電の防音壁が建設される」。
  12. ^連邦道路管理局「高速道路交通騒音」2005年6月
  13. ^ボウカーら、2007; Baldauf et al.、2008;ハイストら、2009年。 Ning ら、2010 年。フィン他、2010
  14. ^ Bowker, GE, Baldauf, R., Isakov, V., Khlystov, A., and Petersen, W. (2007). 道路沿いの構造物が高速道路からの超微粒子の輸送と拡散に及ぼす影響. Atmos. Environ. 41, 8128–8139
  • ウィキメディア・コモンズの遮音壁関連メディア
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Noise_barrier&oldid=1319101706」より取得