現代の都市部では、近隣住民の騒音、建設現場、高速道路、電車、飛行機などの人間活動に起因する騒音がいたるところにあります。それは単なる不快感にとどまらず、危険でもあります。 欧州環境庁の報告書は、欧州大陸の1億2,500万人が騒音の多い環境で暮らしていることを明らかにし、欧州では毎年1万人の騒音関連の早期死亡が生じていると警告しています。では、なぜ十分な対策が講じられていないのでしょうか。また、なぜ静穏さは特権階級のごく一部だけが手に入れられる贅沢品と見なされているのでしょうか。
これまで有効な対策がほとんど取れなかった主な理由は、音波としての騒音が壁を非常に容易に透過してしまうことにあります。騒音を遮断するには、従来から厚くて重い壁が必要でした。これは、あらゆる遮音機構に当てはまり、体積、質量、摩擦に基づく「質量密度則」と呼ばれる法則によって決まっています。図1は、騒音を効果的に遮断するために必要な（例えば騒音レベルを40dB低減させる場合の）壁の単位面積あたりの重量と、音の周波数との関係を示しています。人間の聴覚が最も敏感な100Hzから1,500Hzの周波数帯において、一層のレンガ壁は350Hz以上の騒音を遮断できる一方、1インチ石膏ボードは500Hz以上の騒音を遮断できます。100Hzの騒音を遮断するには、既存技術では約8層分のレンガに相当する重量が必要になります。
図1: 騒音を遮断するために必要な壁の単位面積あたりの重量と音の周波数の関係
香港のような人口密度の高い都市では、居住空間のコストが高いため、1インチ石膏ボードが間仕切り壁として一般的に使用されています。その結果、騒音、特に人の足音、音楽、高速道路の大型車両、電車、換気システム、建設工事、工場、発電所から発生する低周波騒音が、騒音公害にさらされた環境で暮らし、働く人々の心身の健康を徐々に損なっています。
2000年に初めて考案された 局所共鳴型音響メタマテリアル 以来、当社は騒音・振動低減の技術プラットフォームを確立してきました。現在、軽量性、コンパクト性、効率性、そして手頃な価格という特長により、騒音低減産業を根本から変えうる製品の大規模商業化が目前に迫っています。メタマテリアルの主要な機能要素は装飾膜共振器（DMR）です。DMRには単純な形態とより複雑な形態の両方があります。後者を用いることで、 低透過型、 低反射型 のパネル、または構造振動用ダンパーを製造できます。
騒音遮断パネルは、騒音の多い都市環境で暮らす人々にとって、おそらく最も関連性の高い製品でしょう。厚さわずか1cmで、一層のレンガ壁よりも大幅に軽量であり、住宅やホテルの既存の壁面に設置できます。壁はすでに高周波騒音の遮断にかなり優れているため、代わりに低周波騒音を遮断するよう設計されています。既存の壁と組み合わせることで、100Hzから1500Hzの範囲全体で40dB以上の騒音低減に役立ちます。
騒音公害の問題への対策に役立つ可能性のあるもう一つの製品は、人間の聴覚曲線を模倣し、A加重平均透過損失35dB以上をもたらすよう設計された独立型パネルです。これらの柔軟な遮音パネルはカーテンのように巻き上げたり下ろしたりすることができ、建設現場で騒音を発する発電機やエアコンプレッサーを覆うために使用できるほか、夜間に作業する騒音の大きい地下鉄補修作業班のためのテントや、建設現場用のカーテンを作るためにも使用できます。
ほとんどの都市環境では、騒音は避けられません。しかし、技術の進歩のおかげで、人々は騒音公害の最悪の側面に対処するための実行可能で実用的かつ手頃な解決策を手にしています。
Annual Meeting of the New Champions 2015は、中国・大連で9月9日～11日に開催されます
著者：Yang Zhiyu、香港科技大学（The Hong Kong University of Science and Technology）教授。
写真：2012年8月28日、ロンドン西部のヒースロー空港に着陸するため住宅の上空を飛行するGulf Airのジェット機。REUTERS/Stefan Wermuth
