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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 기존에 조성된 주거지역을 대상으로 실제 교통량을 이용하여 현장 측정 소음도와 예측 소음도의 비교를 통하여 예측 소음도의 정확성을 검토하고, 현장 측정 대상지에 대해「SoundPLAN」을 활용하여 주 • 야간의 등가소음레벨로 소음지도를 구축한 후 분석을 한다. 그리고「SoundPLAN」을 활용하여 주변 물리적인 소음저감 요소를 배제하고 건물의 배치형태와 도로단으로부터의 이격 거리만을 변화시 켜 교통소음 개선방안을 제시하고자 한다.
- 간선도로변에 면한 고층주거건물의 소음예측 시뮬레이션 결과, 소음 환경기준을 초과하는 곳이 많이 나타났다. 따라서 고층주거용 건물이 점차 확산되고 있는 시점에서 고층건물의 교통소음관리에 방음벽이 가지는 한계를 극복하기 위하여 소음을 고려한 토지이용계획과 규제가 필요하다고 보며, 본 연구결과는 이의 방법개발과 적용에 있어서 매우 유용한 연구로 판단된다. 그리고 소음예측 모델링 후 그 결과에 따라 적절한 소음방지대책을 가상적으로 적용한 후 개선효과를 비교 검토한 후 사후계획에 반영할 수 있는 도시소음방지개선계획수립에 관한 연구가 필요하다고 사료된다.
제안 방법
- 건물 배치와 이격거리에 따른 교통소음의 영향 및 교통 소음 저감방안을 살펴보기 위해의 G, H, K, 1.블록을 선정하고 건물의 배치형태의 변화에 따른 소음도의 변화와 도로와의 이격거리 변화에 따른 소음도의 변화를 예측하였다.
- 건물 배치와 이격거리에 따른 교통소음의 영향 및 교통소음 저감방안을 살펴보기 위해〈그림 2〉의 G, H, K, L 블록을 선정하고 건물의 배치형태의 변화에 따른 소음도의 변화와 도로와의 이격거리 변화에 따른 소음도의 변화를 예측하였다.〈그림 5〉와 같이 배치형태는 실제배치와 단지내부의 배치를 도로면에 평행하는 배치와 도로면과의 각도가 30° 를 이루게 변형시켜 배치를 하였다.
- 평가 지역은 시흥시의 주거지역 중 다양한 형태의 방음시설과 주거지 주변의 도로망이 체계적으로 구축되어진 정왕대로변을 선택을 하였다. 교통량은 아래의〈그림 1>과 같이 각 블록의 교차로를 조사지점으로 하여 총 25곳의 교차점에서 교통량을 조사 하였으며, 각 블록 구간별 교통량을 구하기 위하여 40개의 구간에 대한 교통량으로 환산하였다.〈그림 2〉는 조사지역의 Key Map으로서 정왕대로와 주변의 도로를 중심으로 16개의 블록으로 나누어 구분하였다.
- 교통량은 아래의과 같이 각 블록의 교차로를 조사지점으로 하여 총 25곳의 교차점에서 교통량을 조사 하였으며, 각 블록 구간별 교통량을 구하기 위하여 40개의 구간에 대한 교통량으로 환산하였다.
- 또한, 평가지역을 1mX1m의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다. 교통입력자료는 평일 일일교통량을 구한 뒤 주 • 야간으로 구분을 하여 시간단위로 환산을 하였다. 도로는 실제도로의 제원을 활용하였다 그리고 건축물의 경우 현장조사에 따라 동일한 층수로 설정하였다 [10〕.
- Grid Noise Map 상에서 소음기준을 초과하는 영역과 만족하는 영역은〈표 4〉와 같다. 구분은 평행배치로 한 G, K블록과 30° 배치로 한 H, L블록으로 나누었다.
- 5m의 평면상 공간의 소음분포를 나타낸 것이다. 그리고 건물의 높이에 따른 수직적인 소음분포를 알아보기 위해 건물 표면의 소음도를 나타내는 3D-Facade Noise Map를 만들었고, 건물의 벽면 반사를 고려하지 않았다. 또한, 평가지역을 1mX1m의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다.
- 5m의 평면상 공간의 소음분포를 나타낸 것이다. 그리고 건물의 높이에 따른 수직적인 소음분포를 알아보기 위해 건물 표면의 소음도를 나타내는 3D-Facade Noise Map를 만들었고, 건물의 벽면 반사를 고려하지 않았다. 또한, 평가지역을 1mX1m의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다.
- 도로교통소음의 특성을 고려하여 개선방안을 제시하기 위해서 시뮬레이션 프로그램인「SoundPW」을 이용하여 현장측정과의 비교를 통한 유효성을 검증한 후 도로교통소음 개선방안으로 배치형태, 도로단으로부터의 이격거리의 변화 등을 고려하여 시뮬레이션을 해보았다 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 도로교통소음의 특성을 고려하여 개선방안을 제시하기 위해서 시뮬레이션 프로그램인「SoundPW」을 이용하여 현장측정과의 비교를 통한 유효성을 검증한 후 도로교통소음 개선방안으로 배치형태, 도로단으로부터의 이격거리의 변화 등을 고려하여 시뮬레이션을 해보았다 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 따라서 본 연구에서는 기존에 조성된 주거지역을 대상으로 실제 교통량을 이용하여 현장 측정 소음도와 예측 소음도의 비교를 통하여 예측 소음도의 정확성을 검토하고, 현장 측정 대상지에 대해「SoundPLAN」을 활용하여 주 • 야간의 등가소음레벨로 소음지도를 구축한 후 분석을 한다. 그리고「SoundPLAN」을 활용하여 주변 물리적인 소음저감 요소를 배제하고 건물의 배치형태와 도로단으로부터의 이격 거리만을 변화시 켜 교통소음 개선방안을 제시하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 기존에 조성된 주거지역을 대상으로 실제 교통량을 이용하여 현장 측정 소음도와 예측 소음도의 비교를 통하여 예측 소음도의 정확성을 검토하고, 현장 측정 대상지에 대해「SoundPLAN」을 활용하여 주 • 야간의 등가소음레벨로 소음지도를 구축한 후 분석을 한다. 그리고「SoundPLAN」을 활용하여 주변 물리적인 소음저감 요소를 배제하고 건물의 배치형태와 도로단으로부터의 이격 거리만을 변화시 켜 교통소음 개선방안을 제시하고자 한다.
- 그리고 건물의 높이에 따른 수직적인 소음분포를 알아보기 위해 건물 표면의 소음도를 나타내는 3D-Facade Noise Map를 만들었고, 건물의 벽면 반사를 고려하지 않았다. 또한, 평가지역을 1mX1m의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다. 교통입력자료는 평일 일일교통량을 구한 뒤 주 • 야간으로 구분을 하여 시간단위로 환산을 하였다.
- 또한, 평가지역을 ImX 血의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다.
- 9% 증가 하였다. 마지막으로 도로변에 설치된 방음벽과 수림대를 전부 배제를 하였다.
- 9% 증가 하였다. 마지막으로 도로변에 설치된 방음벽과 수림대를 전부 배제를 하였다.
- 시흥시의 정왕대로변에 위치한 도로변 공동주택 앞 3 지점에 대한 실측 소음도와 예측 소음도를 검증한 결과는 아래의와 같고, 각 측정지점의 해당 도로단의 소음도를 기준茹 비교하였다.
- 시흥시의 정왕대로변에 위치한 도로변 공동주택 앞 3지점에 대한 실측 소음도와 예측 소음도를 검증한 결과는 아래의〈표 2〉와 같고, 각 측정지점의 해당 도로단의 소음도를 기준으로 비교하였다.
- 또한, 평가지역을 1mX1m의 격자로 나누었고, 건물도 동일한 격자로 나누어 계산을 하였다. 교통입력자료는 평일 일일교통량을 구한 뒤 주 • 야간으로 구분을 하여 시간단위로 환산을 하였다. 도로는 실제도로의 제원을 활용하였다 그리고 건축물의 경우 현장조사에 따라 동일한 층수로 설정하였다 [10〕.
- 따라서 본 연구에서는 기존에 조성된 주거지역을 대상으로 실제 교통량을 이용하여 현장 측정 소음도와 예측 소음도의 비교를 통하여 예측 소음도의 정확성을 검토하고, 현장 측정 대상지에 대해「SoundPLAN」을 활용하여 주 • 야간의 등가소음레벨로 소음지도를 구축한 후 분석을 한다. 그리고「SoundPLAN」을 활용하여 주변 물리적인 소음저감 요소를 배제하고 건물의 배치형태와 도로단으로부터의 이격 거리만을 변화시 켜 교통소음 개선방안을 제시하고자 한다.
- 건물 배치와 이격거리에 따른 교통소음의 영향 및 교통소음 저감방안을 살펴보기 위해〈그림 2〉의 G, H, K, L 블록을 선정하고 건물의 배치형태의 변화에 따른 소음도의 변화와 도로와의 이격거리 변화에 따른 소음도의 변화를 예측하였다.〈그림 5〉와 같이 배치형태는 실제배치와 단지내부의 배치를 도로면에 평행하는 배치와 도로면과의 각도가 30° 를 이루게 변형시켜 배치를 하였다. 그리고 이격거리는 실제배치를 그대로 사용하고, 단지를 도로단으로부터 20m 후퇴시켰다.
대상 데이터
- 이런 예측모델들 중에서 소음 분포도는 소음지도 제작프로그램인「SoundPLAN 6.4」을 사용하여 분포도를 만들었다 대상지역은 시흥시의 교통량에 관한 자료가 있는 도로를 대상으로 하였다. 도로교통소음의 계산식은 독일에서 사용되고 있는 RLS90/DIN18005를 이용하였다 [6],
- 평가 지역은 시흥시의 주거지역 중 다양한 형태의 방음시설과 주거지 주변의 도로망이 체계적으로 구축되어진 정왕대로변을 선택을 하였다. 교통량은 아래의〈그림 1>과 같이 각 블록의 교차로를 조사지점으로 하여 총 25곳의 교차점에서 교통량을 조사 하였으며, 각 블록 구간별 교통량을 구하기 위하여 40개의 구간에 대한 교통량으로 환산하였다.
- 평가 지역은 시흥시의 주거지역 중 다양한 형태의 방음시설과 주거지 주변의 도로망이 체계적으로 구축되어진 정왕대로변을 선택을 하였다. 교통량은 아래의〈그림 1>과 같이 각 블록의 교차로를 조사지점으로 하여 총 25곳의 교차점에서 교통량을 조사 하였으며, 각 블록 구간별 교통량을 구하기 위하여 40개의 구간에 대한 교통량으로 환산하였다.
이론/모형
- 4」을 사용하여 분포도를 만들었다 대상지역은 시흥시의 교통량에 관한 자료가 있는 도로를 대상으로 하였다. 도로교통소음의 계산식은 독일에서 사용되고 있는 RLS90/DIN18005를 이용하였다 [6],
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4」을 사용하여 분포도를 만들었다 대상지역은 시흥시의 교통량에 관한 자료가 있는 도로를 대상으로 하였다. 도로교통소음의 계산식은 독일에서 사용되고 있는 RLS90/DIN18005를 이용하였다 [6],
RLS90은 점음원 예측방법을 사용하며 음의 확산, 지표감쇠, 차음, 반사 등을 고려한다
. 이 기준은 음원모델과 전달모델 두 가지로 나누어져 있고, 음원 모델인 경우는 교통자료와 도로에서 25m이격된 지점의 4m 높이에서 기준 소음도를 이용하며, 전달모델은 음원의 낮과 밤의 평균 소음레벨을 입력하여 수음점에서의 낮과 밤의 소음레벨을 계산한다.
성능/효과
- 「SoundPLAN」의 적용 가능성과 오차범위를 검증한 결과, 실측 소음도와 예측 소음도의 차이는 최대 2.8dB(A), 최소 0.6dB(A)의 오차를 보이고 있어「SoundPLAN」을 활용한 예측 소음도가 실측 소음도와 근사한 소음도임을 검증하였다.
- 「SoundPLAN」의 적용 가능성과 오차범위를 검증한 결과, 실측 소음도와 예측 소음도의 차이는 최대 2.8dB(A), 최소 0.6dB(A)의 오차를 보이고 있어「SoundPLAN」을 활용한 예측 소음도가 실측 소음도와 근사한 소음도임을 검증하였다.
- 간선도로변에 면한 고층주거건물의 소음예측 시뮬레이션 결과, 소음 환경기준을 초과하는 곳이 많이 나타났다. 따라서 고층주거용 건물이 점차 확산되고 있는 시점에서 고층건물의 교통소음관리에 방음벽이 가지는 한계를 극복하기 위하여 소음을 고려한 토지이용계획과 규제가 필요하다고 보며, 본 연구결과는 이의 방법개발과 적용에 있어서 매우 유용한 연구로 판단된다.
- 그리고 수직적으로는 변경 전 • 후에 관계없이 도로에 면한 영역의 건물들은 70〜65dB(A)로 나타났다. 개선방안을 분석해 본 결과 배치형태의 경우 도로에 면한 경우 소음의 영향이 적은 것은 직각배치이나 블록내부를 고려하면 평행배치가 내부의 소음레벨이 낮은 것으로 나타났다. 이격거리의 변화에 따른 결과는 도로에 면한 건물의 저층부에 소음레벨의 감소 효과가 있는 것으로 나타났지만, 고층부는 영향^ 적은 것으로 나타나고 있다 이와 같이 고층부의 소음이 문제로 나타나고 있기 때문에 소음원으로부터의 적절한 이격거리 확보나 소음원의 반사나 굴절 등을 고려한 방음시설의 설치가 필요한 것으로 판단된다.
- 특히 30° 배치의 경우 도로의 주행방향의 역방향으로 배치되어 있어서 도로교통소음이 블록내부로 진입하는 비율이 높게 나타나고, 소음 전파의 형태가 불규칙적인 것을 알 수 있다. 그리고 기존의 다양한 형태의 배치가 존재하는 변경 전의 결과가 변경 후의 결과보다는 폭넓은 레벨 폭을 나타내고 있다. 그러나 도로에 면한 부분을 제외한 부분에 대해서는 변경 전의 결과는 최소치가 45〜40dB(A)까지 나타나지만, 변경 후는 한단계 높은 50〜45dB(A)으로 나타나고 있다.
- 평면적으로는 주 •야간 모두 개선효과가 나타나지만, 야간보다 주간의 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 그리고 수직의 경우도 동일하게 나타나며, 개선의 효과는 평면보다는 큰 것으로 나타났다. 이격거리의 증가에 따른 효과는 야간보다는 주간에서 크게 나타나고 있으나, 전체적으로 10%이상이 교통소음의 피해영역으로 남아있다.
- 수평, 수직 모두 주간보다는 야간의 초과비율이 높은 것으로 나타나고 있다. 그리고 수평의 비율보다 수직의 비율이 낮은 것은 면적의 차이로 인한 것으로 보여지며, 위의 3D-Facade Noise Map의 결과에서 나타났듯이 도로변에 면한 건물의 소음환경기준 초과비율이 높음을 보여준다.
- 수평, 수직 모두 주간보다는 야간의 초과비율이 높은 것으로 나타나고 있다. 그리고 수평의 비율보다 수직의 비율이 낮은 것은 면적의 차이로 인한 것으로 보여지며, 위의 3D-Facade Noise Map의 결과에서 나타났듯이 도로변에 면한 건물의 소음환경기준 초과비율이 높음을 보여준다.
- 방음시설별 성능평가를 한 결과 방음시설이 도로교통소음을 차단하는 효과는 다소 차이는 있으나, 방음벽이 방음림보다는 우수한 것을 알 수 있었고, 성능은 고층부에는 미치지 못하고 저층부에서 발휘되는 것을 알 수 있었다.
- 방음시설별 성능평가를 한 결과 방음시설이 도로교통소음을 차단하는 효과는 다소 차이는 있으나, 방음벽이 방음림보다는 우수한 것을 알 수 있었고, 성능은 고층부에는 미치지 못하고 저층부에서 발휘되는 것을 알 수 있었다.
- 배치형태에 따른 영향을 살펴본 결과, 배치에 의한 교통소음 저감을 위해서는 평면적으로는 도로와 평행한 건물을 배치하는 것보다는 30° 배치와 직각배치가 약간의 개선효과가 있으며, 수직적으로는 30° 배치가 가장 효과가 있는 것을 알 수 있다.
- 배치형태에 따른 영향을 살펴본 결과, 배치에 의한 교통소음 저감을 위해서는 평면적으로는 도로와 평행한 건물을 배치하는 것보다는 30° 배치와 직각배치가 약간의 개선효과가 있으며, 수직적으로는 30° 배치가 가장 효과가 있는 것을 알 수 있다.
- 배치형태의 변화에 따른 소음지도 작성결과, 도로변에서 발생하는 소음을 전면에서 받아들이는 평행배치가 소음을 차단하는 방음벽 역할을 하여, 후면에 위치한 블록내부의 소음레벨을 감소시키는 것으로 나타났고, 블록내부로 진입하는 소음레벨은 30° 배치〉직각배치〉평행배치의 순으로 나타났다. 그리고 수직적으로는 변경 전 • 후에 관계없이 도로에 면한 영역의 건물들은 70〜65dB(A)로 나타났다.
- 배치형태의 변화에 따른 소음지도 작성결과, 도로변에서 발생하는 소음을 전면에서 받아들이는 평행배치가 소음을 차단하는 방음벽 역할을 하여, 후면에 위치한 블록내부의 소음레벨을 감소시키는 것으로 나타났고, 블록내부로 진입하는 소음레벨은 30° 배치〉직각배치〉평행배치의 순으로 나타났다. 그리고 수직적으로는 변경 전 • 후에 관계없이 도로에 면한 영역의 건물들은 70〜65dB(A)로 나타났다.
- 실측 소음도와 예측 소음도를 비교한 결과, 실측 소음도에 대한 예측 소음도의 차이는 최대 2.8dB(A), 최소 0.6dB(A)의 오차를 나타내고 있다. 기존의 소음시뮬레이션 프로그램의 오차범위와 비교하였을 때, 「SoundPLAN」에 의한 예측 소음도는 실측 소음도와 근사하다는 것이 검증되었다.
- 평면의 경우 소음환경기준 초과비율은 이격거리의 증가에 따라 면적이 증가한 관계로 단지의 부지 면적만 적용하여 계산한 결과는〈표 5〉와 같다. 평면적으로는 주 •야간 모두 개선효과가 나타나지만, 야간보다 주간의 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 그리고 수직의 경우도 동일하게 나타나며, 개선의 효과는 평면보다는 큰 것으로 나타났다.
- 정왕대로변의 소음지도를 작성한 결과, 방음벽의 종류는 다소 차이가 있으나 방음벽의 유무에 따라 5~10dB(A)의 차이가 나타났고, 방음림만으로 구성된 경우보다는 방음벽과 방음림의 조합에 의해 구성된 영역 소음레벨이 낮은 것으로 나타났다. 그리고 소음환경기준의 초과 비율은 주간보다는 야간의 초과 비율이 높게 나타났다.
- 우리 생활주변의 소음으로는 도로교통소음, 항공기소음, 철도소음, 공장소음 등의 외부소음과 바닥충격음, 급배수소음, 경계소음 등의 내부소음이 있다. 특히 도심지주거지역의 경우 차량의 급속한 증가와 24시간 지속적인 차량의 운행으로 인한 도로교통소음이 심각하게 대두되고 있고 [2], 소음 • 진동 관련 민원은 차량의 운행으로 인한 도로교통소음이 심각하게 대두되고 있는 실정으로, 소음진동 관련 민원은 삶의 질 향상으로 정온한 생활환경에 대한 욕구 증가로 1996년부터 증가하고 있으며, 2004년은 2003년에 비해 13% 증가한 29,576건 발생하였으며, 지난 5년 동안 4배 증가하는 등 민원이 지속적으로 증가하고 있는 것으로 조사되었다. 그리고 소음진동민원 중 생활소음 민원이 95.
- 평면의 경우 소음환경기준 초과비율은 이격거리의 증가에 따라 면적이 증가한 관계로 단지의 부지 면적만 적용하여 계산한 결과는〈표 5〉와 같다. 평면적으로는 주 •야간 모두 개선효과가 나타나지만, 야간보다 주간의 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 그리고 수직의 경우도 동일하게 나타나며, 개선의 효과는 평면보다는 큰 것으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 고층주거용 건물이 점차 확산되고 있는 시점에서 고층건물의 교통소음관리에 방음벽이 가지는 한계를 극복하기 위하여 소음을 고려한 토지이용계획과 규제가 필요하다고 보며, 본 연구결과는 이의 방법개발과 적용에 있어서 매우 유용한 연구로 판단된다. 그리고 소음예측 모델링 후 그 결과에 따라 적절한 소음방지대책을 가상적으로 적용한 후 개선효과를 비교 검토한 후 사후계획에 반영할 수 있는 도시소음방지개선계획수립에 관한 연구가 필요하다고 사료된다.
- 따라서 고층주거용 건물이 점차 확산되고 있는 시점에서 고층건물의 교통소음관리에 방음벽이 가지는 한계를 극복하기 위하여 소음을 고려한 토지이용계획과 규제가 필요하다고 보며, 본 연구결과는 이의 방법개발과 적용에 있어서 매우 유용한 연구로 판단된다. 그리고 소음예측 모델링 후 그 결과에 따라 적절한 소음방지대책을 가상적으로 적용한 후 개선효과를 비교 검토한 후 사후계획에 반영할 수 있는 도시소음방지개선계획수립에 관한 연구가 필요하다고 사료된다.
- 간선도로변에 면한 고층주거건물의 소음예측 시뮬레이션 결과, 소음 환경기준을 초과하는 곳이 많이 나타났다. 따라서 고층주거용 건물이 점차 확산되고 있는 시점에서 고층건물의 교통소음관리에 방음벽이 가지는 한계를 극복하기 위하여 소음을 고려한 토지이용계획과 규제가 필요하다고 보며, 본 연구결과는 이의 방법개발과 적용에 있어서 매우 유용한 연구로 판단된다. 그리고 소음예측 모델링 후 그 결과에 따라 적절한 소음방지대책을 가상적으로 적용한 후 개선효과를 비교 검토한 후 사후계획에 반영할 수 있는 도시소음방지개선계획수립에 관한 연구가 필요하다고 사료된다.
- 소음지도는 1990년대에 유럽에서 각국의 소음저감을 위하여 정책적으로 제시되었으며, 2000년 이후 유럽의회 (EC)는 장기적 인 소음정책의 발전을 위해서 EU Noise Expert Network를 신설하였으며, DIRECTIVE 2002/49/EC를 채택했다. 이로 인해 그동안 자국마다 독자적인 방법으로 제작되던 지도가 통합될 계획이며, 기존의 소음지도 외에 소음노출인구수 및 소음노출가구수를 산정하여 지도를 제작할 예정이다. 또한 미국은 공항주변의 소음도를 상시 측정하여 항공소음지도를 제작하여 일반인에게 공개하고 있으며, 우리나라도 이에 대한 연구가 이루어지고 있다 [5],
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