建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問86 (空気環境の調整 問86)

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問題

建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第51回(令和3年度(2021年)) 問86(空気環境の調整 問86) (訂正依頼・報告はこちら)

音に関する次の文章の(   )内に入る数値の組合せとして、最も適当なものはどれか。

点音源の場合、音源からの距離が2倍になると約( ア )dB、距離が10倍になると約( イ )dB音圧レベルが減衰する。
線音源の場合、音源からの距離が2倍になると約( ウ )dB、距離が10倍になると約( エ )dB音圧レベルが減衰する。
  • ア:3  イ:15  ウ:6  エ:30
  • ア:3  イ:10  ウ:6  エ:20
  • ア:6  イ:20  ウ:3  エ:10
  • ア:6  イ:20  ウ:3  エ:15
  • ア:6  イ:30  ウ:3  エ:15

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は、「ア:6  イ:20  ウ:3  エ:10」です。

 

この問題は、音に関するものです。

音源からの距離が離れると、音圧レベルは減衰します。

点音源では距離の2倍で約6dB、10倍で約20dB減衰します。

これは球面波として音が拡散するためです。

一方、線音源では拡散が円筒状となり、距離の2倍で約3dB、10倍で約10dBの減衰となります。

音響設計や騒音対策において、音源の種類と距離による減衰特性の理解は非常に重要です。

選択肢1. ア:3  イ:15  ウ:6  エ:30

誤りです。この選択肢は点音源と線音源の減衰量が逆転しており、誤りです。

点音源の距離2倍で3dB、10倍で15dBというのは、線音源の減衰量に近い数値です。

線音源の減衰量として6dB(2倍)・30dB(10倍)とするのも過大であり、

実際の音響特性とは一致しません。

選択肢2. ア:3  イ:10  ウ:6  エ:20

誤りです。点音源の減衰量が距離2倍で3dB、10倍で10dBとされているが、

これは線音源の特性に近く、点音源としては減衰が少なすぎます。

線音源の減衰量が6dB(2倍)・20dB(10倍)は点音源の典型的な数値です。

選択肢3. ア:6  イ:20  ウ:3  エ:10

正解です。点音源は球面状に音が広がるため、距離が2倍になると音圧レベルは約6dB減衰し、

10倍では約20dB減衰します。これは逆二乗則に基づいています。

線音源は円筒状に音が広がるため、距離が2倍で約3dB、10倍で約10dBの減衰となります。

騒音評価や空調設備の設計において、

音源の形状と距離による減衰量の違いを正確に把握することは、非常に重要です。

選択肢4. ア:6  イ:20  ウ:3  エ:15

誤りです。点音源の減衰量は正しいですが、

距離2倍で6dB、10倍で20dBになっています。

しかし、線音源の距離10倍で15dB減衰というのは過大です。

線音源は拡散が限定的であるため、点音源ほど急激な減衰は起こりません。

選択肢5. ア:6  イ:30  ウ:3  エ:15

誤りです。点音源の距離10倍で30dB減衰というのは過大であり、実際には20dB程度が妥当です。

距離が10倍になると音圧は1/100になりますが、

音圧レベルとしては20dBの減衰に相当します。

線音源の減衰量も10dB程度が適切であり、15dBではやや過大です。

参考になった数10

02

この問題で覚えておくポイントは以下の通りです。点音源では距離が2倍になるごとに6dB、線音源では3dBずつ減衰するという法則があります。計算式を理解して暗記すれば確実に得点できます。

選択肢3. ア:6  イ:20  ウ:3  エ:10

【計算方法】

■ 点音源(球面状に拡散)
音圧レベルの減衰量 = 20 × log10(r2 / r1)dB

・距離2倍(r2/r1 = 2)の場合:
 20 × log10(2)≈ 20 × 0.301 ≈ 6dB → ア = 6

・距離10倍(r2/r1 = 10)の場合:
 20 × log10(10)= 20 × 1 = 20dB → イ = 20

■ 線音源(円筒状に拡散)
音圧レベルの減衰量 = 10 × log10(r2 / r1)dB

・距離2倍(r2/r1 = 2)の場合:
 10 × log10(2)≈ 10 × 0.301 ≈ 3dB → ウ = 3

・距離10倍(r2/r1 = 10)の場合:
 10 × log10(10)= 10 × 1 = 10dB → エ = 10

ア=6、イ=20、ウ=3、エ=10 となり、選択肢3が正解です。

まとめ

【まとめて覚えるコツ】
・点音源:距離2倍→6dB減衰、距離10倍→20dB減衰(式の係数は20)
・線音源:距離2倍→3dB減衰、距離10倍→10dB減衰(式の係数は10)
・線音源は点音源の半分しか減衰しません(道路沿いの騒音など長い音源は遠くまで届きやすい)

参考になった数1

03

この問題は、音源の種類による距離減衰の違いを理解しているかを問うものです。点音源は球面状に音が広がるため、距離が2倍になるごとに約6dB減衰します。一方、線音源は円筒状に音が伝わるため、距離が2倍になると約3dB減衰します。また、距離が10倍になった場合には、点音源は約20dB、線音源は約10dB低下します。これらの数値は騒音予測や環境騒音評価の基本事項であり、試験でも頻繁に出題される重要な知識です。

選択肢1. ア:3  イ:15  ウ:6  エ:30

不適切です。点音源と線音源の減衰量が逆転しているうえ、距離が10倍になった場合の減衰量も実際の値と大きく異なっています。点音源は音が球状に拡散するため、距離が2倍になると約6dB減少します。線音源は道路交通騒音のように長く連続した音源であり、距離が2倍で約3dB減衰します。さらに10倍の距離では点音源が約20dB、線音源が約10dB低下するため、この組合せはすべての数値が誤っています。

選択肢2. ア:3  イ:10  ウ:6  エ:20

不適切です。この組合せでは点音源の減衰量が過小に設定され、線音源の減衰量が過大になっています。点音源は音のエネルギーが球面状に広がるため、距離が離れるほど急激に音圧レベルが低下します。一方、線音源は道路や鉄道のような連続した音源であり、減衰は比較的緩やかです。そのため、点音源で3dB、線音源で6dBという設定は実際の物理現象とは反対になっています。

選択肢3. ア:6  イ:20  ウ:3  エ:10

適切です。点音源では距離が2倍になると約6dB、10倍になると約20dB音圧レベルが低下します。これは音のエネルギーが球面状に拡散する逆二乗則によるものです。また、線音源では音が円筒状に広がるため、距離が2倍で約3dB、10倍で約10dB減衰します。工場設備や機械単体は点音源、道路交通騒音などは線音源として扱われることが多く、環境騒音の予測計算でも基本となる数値です。

選択肢4. ア:6  イ:20  ウ:3  エ:15

不適切です。点音源に関する数値は正しいものの、線音源の距離が10倍になった場合の減衰量が誤っています。線音源では距離が10倍になったときの減衰量は約10dBです。15dBという値は実際よりも大きく、線音源特有の緩やかな減衰傾向を正しく表していません。点音源と線音源の違いは騒音予測において重要であり、10倍距離時の数値も正確に覚えておく必要があります。

選択肢5. ア:6  イ:30  ウ:3  エ:15

不適切です。点音源の距離が2倍で約6dB減衰する点は正しいですが、10倍距離で30dB減衰するとしている点が誤りです。点音源の減衰量は距離の対数に比例し、10倍離れると約20dB低下します。また、線音源についても10倍距離で約15dBとしていますが、正しくは約10dBです。したがって、この組合せは点音源と線音源の双方で10倍距離時の数値が誤っています。

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