戸建て住宅及び小規模な集合住宅の水平振動に関する居住性能に対する心理的反応に基づく評価方法

• 資料種別: 博士論文
• タイトル: 戸建て住宅及び小規模な集合住宅の水平振動に関する居住性能に対する心理的反応に基づく評価方法
• 著者・編者: 林, 健太郎
• 著者標目: 林, 健太郎
• 出版事項: 埼玉大学大学院理工学研究科
• 出版年月日等: 2020
• 出版年（W3CDTF）: 2020
• 授与機関名: 埼玉大学
• 授与年月日: 2020-03-23
• 授与年月日（W3CDTF）: 2020-03-23
• 報告番号: 甲第1157号
• 学位: 博士(工学)
• 本文の言語コード: jpn
• 対象利用者: 一般
• 一般注記: type:text; 都市部では戸建て住宅の高層化が進み，3 階建て以上の戸建て住宅の全国の新築棟数の約8 割を占めている。道路や鉄道などの社会基盤が高密度に整備されている都市部では，住宅やオフィスなどの居住空間と道路や鉄道といった振動源となり得る社会基盤との距離が十分に確保できないことが多い。特に戸建て住宅や小規模の集合住宅は，大規模な建築物と比較して建物や敷地面積の規模が小さいため，大型車が前面道路を走行するといった日常的な外部振動と建物の共振現象による振動増幅によって振動問題が引き起こされる。本研究が対象とする戸建て住宅及び小規模な集合住宅は，とりわけ水平振動の共振現象による振動問題が多いことから環境振動に関する性能設計は重要であると考える。 国内の建物内の振動に関する性能設計や評価は，2004 年に改定された「建築物の振動に関する居住性能評価指針・同解説」を参照することが多い（研究開始後の2018 年に「建築物の振動に関する居住性能評価規準・同解説」へ改定された）。居住性能評価指針による評価方法は， 1/3 オクターブバンドの加速度の最大値を評価曲線に照らし合わせる接線法を採用している。評価曲線は人の正弦振動に対する知覚確率に基づき規定されており，評価値は何パーセントの人が評価対象の振動を知覚するかを表している。しかしながら，知覚確率のみの評価であることから，評価対象の振動を居住者が振動知覚した後に， “振動の大きさ”や“不快感”などの心理的反応をどの程度感じているかを評価することができない。また，評価曲線の根拠となった知見が正弦振動に基づいたものであることから，時々刻々と振幅や振動数が変化する実振動波形への適用性などの課題がある。 このような背景から，本研究は，道路交通，鉄道，建設作業などの外部振動による建物内における振動に関する居住性に対して，“振動の大きさ”，“気になり具合”，“不快感”の心理的反応に基づく評価方法を提示することを目的とした。 まず，加振台実験Ⅰでは，加振台を用いた主観評価実験によって心理的反応を測定し，様々な国内外の環境振動の分野の評価方法との対応関係を検討した。その結果，心理的反応と対応の良い評価方法として，振動の継続時間を1/4 乗で考慮するVDV が適当な評価方法であることを明らかにした。一方，加振台実験Ⅰから以下の課題が得られた。1 つ目は心理的反応の測定に用いた7 段階の評定尺度は，各カテゴリーを適切に表す程度の表現語に関する知見が十分ではなかったことから，中間の2～6 段目のカテゴリーを空白としたが，実務的な利用の場面を想定するとすべてのカテゴリーの程度を適切に示す表現語を付し，振動刺激に対して絶対的な評価できる評定尺度が望ましいとした点。2 つ目は，加振実験に用いた入力刺激は，実際の建物内の実測波形の入手が困難であったことから，屋外で計測した加速度波形に一般的な戸建て住宅を想定した1 自由度系モデルによる応答波形を利用したが，実際の建物内における実測波形による入力刺激を用いた加振台実験による検討が必要であるとした点であった。 評定尺度に関する課題では，騒音のうるささに関する国際的な評定尺度の構成方法を参考に，振動に対する心理的な程度の表現語23 種類に関するアンケート調査を実施し，5 段階及び7 段階それぞれに相応しい程度の表現語を絞り込み，心理学的尺度の構成をした。ただし，厳密に言えばアンケート調査はいわば文字による概念的な方法であることから，アンケート調査によって構成された心理学的尺度と人が直接振動を感じた時の反応との関係は解明できない。入力刺激に関する課題では，実際の建物内で計測した振動波形を収集して，正弦振動を加えた76 パターンの入力刺激を作成した。 これらの課題を解決するために加振台実験Ⅱでは，構成した評定尺度と実測波形を中心とした76 パターンの入力刺激を用いた加振台実験を実施した。その結果，構成した評定尺度が直接的な振動刺激に対しても等間隔性を有していることを確認するとともに，加振台実験Ⅰと同様に“振動の大きさ”，“気になり具合”，“不快感”を1 つの評価値で評価すると考えた場合，1/4 乗で振動の継続時間を考慮するVDV が最も適切な評価値であることが明らかになった。 加振台実験による心理的反応と振動の評価方法との対応関係や相関係数の比較から最も適切な評価値を明らかにしたが，心理的反応の評価に対して加速度の最大値や振動の継続時間がどの程度の影響を与えているかは不明である。そこで，二項ロジスティック回帰分析を採用して，目的変数を心理的反応の期待値としたときの説明変数群の影響を把握することとした。説明変数群を「加速度の最大値」，「振動の継続時間」，「クレストファクタ」の3つで検討した結果，「加速度の最大値」，「振動の継続時間」が有意な変数であり，“振動の大きさ”と比べて“気になり具合”と“不快感”では，「振動の継続時間」の影響が相対的に大きいことが明らかになった。また，「振動の継続時間」は，1/2 乗よりも1/4 乗の方が大きな影響を示す傾向を確認することができた。「クレストファクタ」は変数としての有意性を確認することができなかった。すなわち，波形の形は心理的反応への影響が小さいことが示唆された。二項ロジスティック回帰分析の結果からも，心理的反応との対応の良い評価方法は振動の継続時間を考慮することが重要であることを確認することができた。 以上の検討結果から，外部振動源による建物水平振動に関する居住性能に対する心理的反応に基づく評価には，振動の継続時間を1/4 乗で考慮するVDV が本研究で検討した評価方法の中で最も適していることを示した。さらに学術的な検討に基づき5 段階及び7 段階の評定尺度を構成した。本研究で提示した評価方法及び評定尺度は，道路交通や鉄道などの外部振動源による建物内における振動に関する居住性能の評価に用いることができると考える。また，環境振動に対する性能設計に資するデータの収集に貢献できるものと考える。; 第１章 序論 1１.１ 背景 ...........................................................................................................1１.２ 既往の研究 .....................................................................................................3１.３ 本研究の目的と本論文の構成 .....................................................................................4参考文献 .............................................................................................................6第２章 心理的反応に対する評価方法に関する実験的検討（加振台実験Ⅰ） 11２.１ はじめに...................................................................................................... 11２.２ 実験概要...................................................................................................... 11 ２.２.１ 実験装置 ............................................................................................... 11 ２.２.２ 入力刺激 ............................................................................................... 12 ２.２.３ 心理的反応及び評定尺度 ................................................................................. 15 ２.２.４ 参加者 ................................................................................................. 15 ２.２.５ 実験方法 ............................................................................................... 16２.３ 評価方法...................................................................................................... 17２.４ 実験結果...................................................................................................... 21 ２.４.１ 尺度変換 ................................................................................................21 ２.４.２ 心理的反応に対する振動の継続時間の影響 ................................................................. 22 ２.４.３ 各評価値と心理的反応との対応関係 ....................................................................... 24２.５ まとめ ....................................................................................................... 28参考文献 ........................................................................................................... 29第３章 環境振動に関する評定尺度の構成 33３.１ はじめに...................................................................................................... 33３.２ 評定尺度における程度の表現語に関する予備的検討 ............................................................... 34３.３ アンケート調査 ............................................................................................... 35 ３.３.１ 調査概要 ............................................................................................... 35 ３.３.２ 程度の表現語 ........................................................................................... 39 ３.３.３ 調査内容 ............................................................................................... 41 ３.３.４ 程度の表現語の心理的な強さ ............................................................................. 44 ３.３.５ 程度の表現語の選定基準 ................................................................................. 47 ３.３.６ アンケート調査結果に基づく評定尺度 ..................................................................... 50 ３.３.７ 年代，地域別などによる表現語への影響 ................................................................... 52３.４ 調整法による加振台実験 ....................................................................................... 58 ３.４.１ 調査概要 ............................................................................................... 58 ３.４.２ 入力刺激 ............................................................................................... 58 ３.４.３ 実験方法 ............................................................................................... 59 ３.４.４ 調整法の手続きの確認 ................................................................................... 60 ３.４.５ 加振台実験の結果 ....................................................................................... 60３.５ まとめ ....................................................................................................... 63参考文献 ........................................................................................................... 64第４章 住宅内の実測波形を用いた加振台実験による評価方法の検討（加振台実験Ⅱ） 69４.１ はじめに...................................................................................................... 69４.２ 実験概要...................................................................................................... 69 ４.２.１ 実験装置 ............................................................................................... 69 ４.２.２ 入力刺激 ............................................................................................... 70 ４.２.３ 心理的反応と評定尺度 ................................................................................... 79 ４.２.４ 実験方法 ............................................................................................... 80４.３ 評価方法...................................................................................................... 80４.４ 予備実験...................................................................................................... 82 ４.４.１ 予備実験概要 ........................................................................................... 82 ４.４.２ カテゴリー数の検討 ..................................................................................... 82４.５ 本実験........................................................................................................ 86 ４.５.１ 本実験概要 ............................................................................................. 86 ４.５.２ 異なる実験参加者数による心理的反応の比較 ............................................................... 86 ４.５.３ 心理的反応の分布 ....................................................................................... 88 ４.５.４ 評定尺度の等間隔性の確認 ............................................................................... 89 ４.５.５ 周波数重み付けの検討 ................................................................................... 94 ４.５.６ 各評価値と心理的反応との対応関係 ....................................................................... 97４.６ 既往の研究における評価方法の検討 ............................................................................ 102４.７ まとめ ...................................................................................................... 105参考文献 .......................................................................................................... 106第５章 心理的反応の評価に対する説明変数の影響の検討 109５.１ はじめに..................................................................................................... 109５.２ 心理的反応の目的変数の2 値化 ................................................................................ 110５.３ 回帰モデルに用いた説明変数 .................................................................................. 111５.４ 回帰モデルにおける変数の選択 ................................................................................ 113５.５ 交互作用項の検討 ............................................................................................ 114５.６ 偏回帰係数及び切片の推定 .................................................................................... 117 ５.６.１ 各モデルの説明変数の有意性の確認....................................................................... 117 ５.６.２ 各モデルの説明変数のオッズ比の比較..................................................................... 121５.７ まとめ ...................................................................................................... 123参考文献 .......................................................................................................... 124第６章 結論 127６.１ 本研究の結論 ................................................................................................ 127６.２ 今後の課題 .................................................................................................. 130謝辞 .............................................................................................................. 131; 主指導教員 : 松本泰尚
• DOI: 10.24561/00019140; https://doi.org/10.24561/00019140
• 国立国会図書館永続的識別子: info:ndljp/pid/12651677; https://dl.ndl.go.jp/pid/12651677
• コレクション（共通）: 障害者向け資料
• コレクション（障害者向け資料：レベル1）: テキストデータ
• コレクション（個別）: 国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文; https://dl.ndl.go.jp/collections/A00014
• 収集根拠: 博士論文（自動収集）
• 受理日（W3CDTF）: 2023-03-02T11:18:11+09:00
• 記録形式（IMT）: application/pdf
• オンライン閲覧公開範囲: 国立国会図書館内限定公開
• デジタル化資料送信: 図書館・個人送信対象外
• 遠隔複写可否（NDL）: 可
• 掲載誌（URI）: https://doi.org/10.24561/00019140; http://id.nii.ac.jp/1586/00019140/
• 連携機関・データベース: 国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション; https://dl.ndl.go.jp