室内定在波・部屋の共振周波数計算
部屋の寸法と気温から、軸方向の定在波(部屋の共振周波数)を、周波数の低い順に一覧にします。
計算式
軸方向のモード(壁に垂直な 1 方向の定在波)の共振周波数は、
f = n × c ÷ (2 × L)(n = 1, 2, 3 …)
です。L は、その方向の部屋の寸法、c は音速です。音速は、気温から c = 331.5 + 0.6 × 気温(℃) で求めます(音響ディレイ時間計算・音の波長・周波数計算と同じ式。湿度・気圧は考慮しません)。
長さ・幅・高さの 3 方向について、1〜6 次(合計 18 個)を計算し、周波数の低い順に並べます。周波数は、小数第 1 位に四捨五入して表示します(並べ替えは、丸める前の値で行います)。寸法が同じ方向があると、同じ周波数が並びます(立方体の部屋では、3 つの共振が同じ周波数になります)。
計算例
寸法が 5 m × 4 m × 2.5 m、気温 20 ℃(音速 343.5 m/s)のとき、1 次のモードは、
- 長さ(5 m):343.5 ÷ 10 = 34.35 Hz
- 幅(4 m):343.5 ÷ 8 = 42.9375 Hz
- 高さ(2.5 m):343.5 ÷ 5 = 68.7 Hz
です。
扱う範囲
- 軸方向のモードだけです。部屋の共振には、2 組の壁が関わる接線方向のモードと、3 組の壁が関わる斜め方向のモードもあります。軸方向のモードは、その一部で、一般に、部屋の低域に大きく影響するとされています。
- 理想的な剛体壁の直方体を仮定します。解説資料(Wikipedia「Room modes」)の式の条件と同じです。
- 家具・吸音・開口部・壁の材質は考慮しません。実際の部屋の共振は、これらで変わります。
- 離散的なモードは、低い周波数で目安になります(高い周波数では、モードが密に重なります)。
- 寸法は、0.1 m〜1,000 m 相当、気温は −50〜60 ℃ です。
注意点
- 実際の音響設計の根拠にはならない、目安の計算です。
- 吸音・残響時間・モードの強さ・スピーカーやリスニング位置の最適化は扱いません。
- 周波数と波長の換算は音の波長・周波数計算、音名と周波数は音名・周波数換算が使えます。
よくある質問
部屋の共振周波数とは?
部屋の壁の間で、音が行き来して強まる周波数です。部屋の寸法で決まり、低い周波数ほど、部屋の特性に影響します。
なぜ 1〜6 次までですか?
低い周波数の共振を一覧にする目的です。次数を増やしても、周波数は、基本の周波数の整数倍になるだけです。
接線方向・斜め方向のモードは?
このツールは扱いません。軸方向のモードだけを、理想的な直方体の部屋で計算します。