騒音の合成・差引の計算方法

dBの足し算・引き算と、背景騒音の補正を計算例つきで解説します。

dBはそのまま足せない

デシベル(dB)は、音のエネルギーを基準値との比の対数で表した値です。そのため、70dBの音と70dBの音を合わせても140dBにはなりません。足し算をするときは、いったんエネルギーの量に戻してから合計し、再びdBに直します。

L = 10·log₁₀( 10^(L₁/10) + 10^(L₂/10) + … + 10^(Lₙ/10) )

10^(L/10) が「基準に対して何倍のエネルギーか」を表しており、これを足し合わせてから常用対数をとって10倍します。

計算例

例1:70dBと73dBの機械を同時に動かす

10^(70/10) = 10,000,000 10^(73/10) ≒ 19,952,623 合計 ≒ 29,952,623 L = 10·log₁₀(29,952,623) ≒ 74.76 dB

例2:80dBの機械を5台並べる

同じレベルの音源がn台あるときは、L + 10·log₁₀(n) で求められます。

80 + 10·log₁₀(5) ≒ 80 + 6.99 = 86.99 dB

早見表:2つの音のレベル差と増加量

大きいほうのレベルに、次の値を加えると合成値になります。

レベル差増加量レベル差増加量
0 dB+3.016 dB+0.97
1 dB+2.547 dB+0.79
2 dB+2.128 dB+0.64
3 dB+1.769 dB+0.51
4 dB+1.4610 dB+0.41
5 dB+1.19
レベル差が10dBあると、小さいほうの音はほとんど合計に影響しません。騒音対策では、一番大きな音源から下げるのが最も効果的です。

dBの引き算(背景騒音の補正)

工場や屋外で対象の機械の音を測ると、周囲の音(背景騒音・暗騒音)も一緒に測定されます。対象の音だけのレベルを知りたいときは、エネルギーで引き算します。

L = 10·log₁₀( 10^(L₁/10) − 10^(L₂/10) ) L₁:対象音+背景騒音(測定値) L₂:背景騒音(対象を止めたときの値)

計算例:測定値82dB、背景騒音78dB

L = 10·log₁₀( 10^8.2 − 10^7.8 ) ≒ 79.80 dB

1台だけ止めたときのレベルを求める場合も、同じ式で計算できます。

早見表:レベル差と補正量

レベル差 L₁−L₂補正量(引く値)
3 dB−3.02
4 dB−2.20
5 dB−1.65
6 dB−1.26
8 dB−0.75
10 dB−0.46

レベル差が小さいほど補正量が大きくなり、測定値のわずかなばらつきが結果に大きく影響します。差が3dB未満の場合は、対象音を正確に求めるのは困難です。正式な測定では、JISなどの規格に定められた補正方法や条件に従ってください。

エネルギー平均と算術平均

時間とともに変わる騒音の「平均レベル」を求めるときも、dBのまま平均せず、エネルギーで平均します。

エネルギー平均 = 10·log₁₀( (1/n)·Σ 10^(Lᵢ/10) )

たとえば70dBと80dBのエネルギー平均は約77.40dBで、算術平均の75dBより大きくなります。大きな音の影響が強く反映されるためです。

騒音の合成ツールで計算する

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