学校教室の音環境に関する研究 その 1
−各種教室の室内音響特性調査例−

土屋山崎

福山裕造＊1芳男＊2忠雄＊1

概要

最近の学校は、語学教育やヒアリング試験などが行われたり、遠隔合同授業が試行されるなど、教室の音環境の重要性が増している。一方、小学校を中心にしたオープンプラン教室での遮音の問題、音楽教室・ＡＶ教室など音環境が特に重視される教室の品質の向上も求められている。
今回、筆者らはオープン教室が採用された小学校３校を対象に、普通教室や音楽教室等の音環境の調査を行った。
本報告は、このうち、残響時間、音圧レベル分布・明瞭性指標の分布など、主として室内音響面の測定データを取りまとめたものであり、学校音響の一基礎資料として報告する。
限られたサンプルであるが、今回の音響測定データからは以下のようなことが把握された。
１）オープンプラン形式教室の室内音響特性は、隣接するオープンスペースの影響をかなり受ける。
２）残響時間は 500Hz で 0.7 秒〜 0.9 秒程度となっている。
３）ＳＴＩ値の平均値は 0.7 前後で、その室内偏差は概ね 0.1 程度である。
４）室形状や吸音処理の異なる 3 つの音楽室について、反射音指向特性などの音響特性の特徴を確認できた。

MEASUREMENTS OF ACOUSTICAL CHARACTERISTICS OF SCHOOL
CLASSROOMS AND MUSIC ROOMS
Tadao FUKUYAMA*1
Yuzo TSUCHIYA*1
Yoshio YAMASAKI*2
In recent years, acoustical conditions of school classroom have become very important.
This report is concerned with the results of acoustic measurement in several classrooms and music rooms.
The summary of the results is shown bellows.
1) The acoustical characteristics of open plan classroom is considerably affected by open space.
2) The range of reverberation time of five classrooms was 0.7-0.9seconds in 500Hz.
3) Speech transmission index measured in five classrooms was about 0.7.
4) Each music room has the acoustical individuality depending room shape and absorption treatments.

*1 技術研究所*2 早稲田大学国際情報通信研究センター 教授 工博*1 Technical Research Institute.

*2 Prof.,Waseda University,Dr.Eng.
7

学校教室の音環境に関する研究 その 1
−各種教室の室内音響特性調査例−
福山土屋山崎1. はじめに忠雄＊1
裕造＊1
芳男＊2

室内音響関連のデータをまとめたものであり、教室の音環境に関する一基礎資料として示す。

最近の学校では語学教育やヒアリング試験なども盛んになり、また、遠隔合同授業が試行されるなど、室内の音声明瞭性をはじめとする教室の音環境はますます重要性

２．オープン教室関係を増している。一方で、オープンプラン教室間の遮音など、新しい問題やニーズもみられる。

２．１

また、音楽教室・ＡＶ教室等の特別教室の品質の向上にも目をみはるものがある。特に、学校の音楽教室は生徒の内装仕様の概要を表１に示す。
これをみると、同じオープンプラン教室でも、オープン感性を磨き、心の豊かさを育む上で重要な教室の一つであり、すでに音響面の基本的な設計指針１)などもあるが、スペースや教室の配置計画、教室間の袖壁の有無、収納ロッカー類の配置などにより、教室相互の空間的な結合音楽教育の多様化や各学校固有の建築条件などもあり、これからの音楽教室に求められる音響条件をクリアーに具合に特徴が見られる。また、今回測定した各教室では、オープンスペースの天井面はすべて吸音仕上げとなってする必要が考えられる。
以上のような学校音響に関する認識などから、筆者らいる。また、教室の天井は、Ｃ小学校以外では吸音処理がなされている。床仕上げは、Ａ小の中学年がフローリング

は、学校教室を対象に音響調査を行っているが 2) 、今回オープンプランが採用されている3 つの小学校において、張り、他の４教室はタイルカーペット敷きとなっている。
なお、教室やオープンスペースの周壁はほとんどが反射

普通教室と音楽教室を対象とした音響面の調査を行った。
本報はこのうち、残響時間や音声明瞭性など、主として性の仕上げであり、窓のほか、掲示板、展示スペースなどに使用されている。

オープン教室の概要

オープンタイプ普通教室の各配置パターンを図１に、

床 ；ｶｰﾍﾟｯﾄ
壁 ；木板張天井;ﾘﾌﾞ吸音
オープンスペース
オープンスペース
教室
教室
教室
教室

＜Ａ小・低学年＞＜Ａ小・中学年＞＜Ｃ小･低中学年＞

表１ 各教室の内装仕様概要＜Ｂ小・高学年＞＜Ｃ小・高学年＞

図１ 測定対象教室の配置パターン*1 技術研究所
8*2 早稲田大学国際情報通信研究センター 教授 工博

２ . ２ 測定内容・方法
残響時間やＳＴＩ値の測定は、各タイプのオープン教室からそれぞれ１室を選んだ。音源位置は教壇とし、これンスペースの残響時間をそれぞれ比較して示したが、Ａ小の残響時間は空間全体に支配されていることがわかる。と座席との間のインパルス応答をＭ系列ノイズ法により測定して、残響時間やＳＴＩ値等を解析した。今回、音源には無指向性スピーカを使用し、測定点は各教室内で１ｍ格子点上に選んだ。また、教室は机・椅子が設置された状態を基本とし、一部、空室状態、並びに、生徒在席時の吸音力に近い状態｢机・椅子の上にフェルト１ｍｍ厚の二重掛けの状態｣でも行った。この｢フェルト掛け｣の残響室
法吸音力の測定結果を、生徒の吸音力測定値（文献データ）と比較して表２に示した。
表２ フェルト二重掛けの吸音力(１席当り）

注;① 残響室実験値より推定②｢建築物の遮音性能基準と設計指針｣建築学会編より引用

下同様)で、比較的平坦な周波数特性である。同中学年教室もほぼ同じ長さであるが、床が反射性仕上のため、高音域でやや長めとなっている。Ｂ小の教室は 0.7 秒程度で、低音域がやや長めの特性であり、教室・オープンスペース

1.5

Ａ小学校中学年教室1.0

間時

５教室の空席時（机・椅子有り）の残響時間を図２に示すが、Ａ小の低学年教室の残響時間は 0.75 秒（500Hz､以響

測定結果

１）残響時間残２．３（ｓec.）

図３ 空室・空席・在席相当の残響時間の比較

Ｃ小学校低中学年教室
1.00.5125

天井の岩綿吸音板の吸音特性が反映されている。Ｃ小の低中学年教室は0.9秒と最も長いが、床のタイルカーペット以外には吸音面がなく、かつ、天井が吸音処理されたオープンスペースとも空間的に独立しているためと推測される。Ｃ小の高学年教室は約 0.8 秒とやや長めであり、教室自体の吸音力が少ないためと考えられる。図３は、教室における机・椅子の有無、および前述の「フェルト掛け」状態の残響時間を比較であるが、教室と周囲空間とが結●：教室（空席）○：オープンスペース

0.5
1.5250500

1k2k4k周 波 数 (Hz)

図４ 教室とオープンスペースの残響時間比較例
２）ＳＴＩ値
図５は５教室の平均的位置５点についてのＭＴＩ値であるが、全体として各室の残響周波数特性を反映した結果を示した。図６にはＳＴＩ値の空室・空席・在席の比合した音響空間を構成しており、「フェルト掛け」の吸音力はそれほど反映されないようである。図４にはオープンスペースとかなり一体化したＡ小の中学年と、空間的独立性の高いＣ小の低中学年について、教室とオープ

図２ 各教室の残響時間(空席時；椅子･机有り)

図５ 各教室におけるＭＴＩ値の傾向9較を示したが、生徒在席時では、残響時間の差と比べ、より明確にＳＴＩ値の差が表れた。図７は、各教室における空席時のＳＴＩ値とＲＡＳＴＩ値の室内分布を散布図として示したものであるが、ＳＴＩ値の平均値は 0.67 〜0.76 の間を示し、このうち残響時間が長めのＣ小の低中学年教室のＳＴＩ値が最も小さく、Ａ小の低学年教室とＢ小教室で比較的大きな値を示した。また、各教室での偏差は、概ね 0.1 以内の結果となっている。

図６ 教室の状態によるＳＴＩ値の比較

３．音楽教室関係
３．１

音楽教室の概要

測定した音楽教室の室形状を図８に、内装仕様の概要を表３にそれぞれ示した。写真Ａ，ＢはＡ室とＢ室の内観である。Ａ室の平面形は円形に近く、内装壁面は円形に内接する多角形の反射面を構成している。上部壁面には有孔板・リブ材などが用いられている。Ｂ室はなだらかな階段教室で、山型の天井が特徴的であり、後壁は採光窓面

写真１ Ａ室表３

写真２ Ｂ室

各音楽室の内装仕様の概要

図７ 各教室のＳＴＩ値・ＲＡＳＴＩ値の散布図

13,60012,50011,6009,720

7,840
13,30014,4006,000
3,120(a)Ａ室

10(b)Ｂ室
図８ 音楽教室の室形状（上部平面、下部断面）(ｃ)Ｃ室

となっている。Ｃ室は直方体の基本形状で、天井を折れ線形の拡散面としている。なおＡ室の室容積は通常の音楽教室よりかなり大きい。

３．２

測定内容・方法

音楽教室の測定では、各教室とも、教壇位置に音源スピーカを設置し、受音点におけるインパルス応答から残響時間などを解析した。なお、反射音指向特性は近接4点法３)により求めた。
残響時間には周波数特性を考慮して２ウェイスピーカーを、反射音指向特性には対向スピーカーを使用した。

３．３測定結果

図１０

音楽教室の残響時間

１）インパルス応答と残響特性
音楽教室の代表席におけるインパルス応答を図９に示す。Ａ室の波形で 50ms 以降に膨らみがあるのは、前述の壁面形状に起因する特有な現象と考えられる。Ｂ室で直接音に近接した大きな波形が現れているのは、後壁窓面からの反射音と推測される。Ｃ室は比較的滑らかな減衰波形を示しており、これは天井を折れ線型とした効果と考えられる。
音楽教室の残響時間を図 10 に示す。Ａ室は高音域にかけ比較的平坦な周波数特性を示している。Ｃ室は500Hzで0.38 秒であり低・中音域で若干残響時間が短かい特性である。前記の設計指針などから見ると、残響時間は全体的にやや短かめな傾向である。

２）反射音指向特性
音楽教室の水平方向の反射音指向特性を次頁の図１１に示す。これは、各時間ごとの反射音の到来方向とそのパワーレベルをデシベル表示したものである。Ａ室は他室に比べ、100ms以降で各方向から万遍なく反射音が到来している。Ｂ室では 0‑50ms に後壁窓面からの反射が見られるが、全体的には比較的良好な反射音の分布といえよう。
Ｃ室では100ms以降が特に密度の低いパターンとなっており、比較的デッドな空間であることが捕らえられている。

４．まとめ
今回の限られた事例からではあるが、オープンプラン(a)Ａ室形式の教室の室内音響特性は、隣接するオープンスペー
スなどの周辺空間の影響をかなり受けること、残響時間は500Hzで0.7秒〜0.9秒となっていること、 ＳＴＩ値の平均値は 0.7 前後で、その室内偏差は概ね 0.1 程度である
こと、などの現況を把握した。
これらの結果は、音声の明瞭性やその偏差などに関しては特に問題ない範囲と考えられるが、次報（２で示されるように、オープンプラン教室では隣接教室の授業発生(b)Ｂ室音の影響が比較的大きいと予測されるので、室内音響面での明瞭性に係わる諸条件はできるだけ有利にしておくことが重要と考えられる。
一方、音楽教室に関しては、室形状や吸音処理の異なる3つの室を比較したが、残響時間は全体的に短めの傾向を示した。なお、３つの音楽教室はそれぞれに異なった形(c)Ｃ室状・内装仕様となっており、反射音指向特性などに、その音響的な特徴が捕らえられている。
本報告は、物理評価量の提示のみであるが、今後、調査事例を増やすと共に、聴感実験による主観評価などを行って、これからの学校教室に望まれる音響条件などをさらに検討してゆきたい。

0100

200

300

400 [ms] 500

図９ 音楽教室のインパルス応答（代表席）
11

全時間

0‑50 ms

50‑100 ms

100‑200 ms

10dB/DIV.

図 11

音楽教室の反射音指向特性（平面、時系列表示）

参考文献
1)日本建築学会編 , 建築物の遮音性能基準と設計指針[第 2 版],技報堂出版
2)福山他､｢小学校オープンプラン教室の室内音響特性｣
日本建築学会2000年度大会､学術講演論文集､環境工学
１土屋他、｢オープンプラン教室の音圧レベル減衰性状と授業発生音｣ 日本音響学会 2000年秋季研究発表会講演論文集Ⅱ)3)Y.Yamasaki,T.Itow, Measurement of spatial infor
mation of sound fields by closely located four
point microphone method, J.Acoust.Soc.Jpn(E)10,73‑85,(1989)< 謝辞 > 末筆ながら、本調査に御協力戴いた各学校の関係者各位に謝意を表します。

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