Recently, in accordance with the buildings are becoming to large-sizes, high-stories, the large scaled facilities and equipments in machine room are quite demanding, and the generated noise volume according to this situation is on increasing. Since such noise is becoming to the object of a serious c...
Recently, in accordance with the buildings are becoming to large-sizes, high-stories, the large scaled facilities and equipments in machine room are quite demanding, and the generated noise volume according to this situation is on increasing. Since such noise is becoming to the object of a serious civil appeal, it is the real situation that a reduction countermeasure against the machine room equipment noise is keenly necessitated. On such viewpoint, this study has recorded, measured the noises which were generated from each individual as same as the whole equipped machines and tools, on the object of the dormitory machine rooms of the 3 colleges that haying mutually different peculiarities, then after grasp-ing their characters and acoustic powers, this research has verified its prediction possibility and the authenticity by comparison the estimated numerical value with the actually measured numerical value through the acoustic simulation. After grasping the prediction possibility in such way, by utilization of the sound absorption material in the machinery room, from the stage of design, the soundproof measures for the noise reduction at machine room could be regulated effectively, and it is also considered that such data would be utilized as the fundamental material for an establishment of the measure for sound insulation.
Recently, in accordance with the buildings are becoming to large-sizes, high-stories, the large scaled facilities and equipments in machine room are quite demanding, and the generated noise volume according to this situation is on increasing. Since such noise is becoming to the object of a serious civil appeal, it is the real situation that a reduction countermeasure against the machine room equipment noise is keenly necessitated. On such viewpoint, this study has recorded, measured the noises which were generated from each individual as same as the whole equipped machines and tools, on the object of the dormitory machine rooms of the 3 colleges that haying mutually different peculiarities, then after grasp-ing their characters and acoustic powers, this research has verified its prediction possibility and the authenticity by comparison the estimated numerical value with the actually measured numerical value through the acoustic simulation. After grasping the prediction possibility in such way, by utilization of the sound absorption material in the machinery room, from the stage of design, the soundproof measures for the noise reduction at machine room could be regulated effectively, and it is also considered that such data would be utilized as the fundamental material for an establishment of the measure for sound insulation.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 예측의 신뢰성이 높은 음향 시 뮬레 이 션을 이용하여 설 비 소음의 저 감정 도를 예측해 보고자 한다. 이를 위해 3개 기숙사의기 계실의 벽체 마감재료를 '수성페인트에서 '암 면 흡음 보드'로 변경했을 경우 설비소음을 예측하였다.
본 연구는 3개 대학 기숙사 기계실을 대상으로 현장 측정과 음향시뮬레이션을 통해 설비소음의 예측 가능성을 파악하고자 하였으며, 이를 토대로 기계실내 설비소음 저감방안에 대한 사전 예측 방법을 검토하고자 한 연구이다. 본 연구를 통한 결과는 다음과 같다.
이러한 관점에서 본 연구에서는 서로 다른 특성을 가진 3개 대학 기숙사의 기계실을 대상으로 설비기기로부터 발생되는 소음을 측정하여 그 특성을 파악하였으며, 이렇게 파악된 기계실 설비소음의 특성을 토대로 음향시뮬레이션을 이용하여 예측치와 실측치를 비교하여 예측 가능성 및 신뢰성을 검토해 보았다. 이렇게 예측 가능성을 파악한 뒤 기계실의 마감재료를 변경하여 설계단계에서부터 기계실의 소음을 저감할 수 있는 방법을 검토하였다.
제안 방법
각종 설비 기기로부터 발생되는 소음을 측정하기 위하여, 설비기기를 정상적으로 하나씩 가동한 상태와 동시에 가동한 상태에서 음압레벨을 각각 측정하였다. 음압레벨은 KSB 6360(펌프의 음압레벨 측정방법)에 의거하여 기계실내에 설치되어있는 설비기기로부터 1.
본 연구에서 분석에 사용된 주파수 범위는 20 Hz~8kHz까지 1/3옥타브 밴드 중심 주파수별로 30초간 측정 및 분석하였으며 동시에 전 대역 음압레벨도 dB(A)값으로 측정 및 분석하였다.
소음감쇠특성에 많은 영향을 미치는 초기반사음에 대해서는 정확한 반사음을 얻을 수 있는 허상 법을 이용하였으며, 그 이후의 반사에 대해서는음선법을 이용하여 허상법이 가지고 있는 복잡한 알고리즘을 단축하여 빠른 시뮬레이션이 가능하도록 했다.
신뢰성을 검토해 보았다. 이렇게 예측 가능성을 파악한 뒤 기계실의 마감재료를 변경하여 설계단계에서부터 기계실의 소음을 저감할 수 있는 방법을 검토하였다. 향후 이러한 자료가 축척된다면 실측치와 예측치의 타당성 있는 오차범위를 제시할 수 있으며 이를 토대로 보다 정확한 기계실에서 발생하는 설비소음을 저감할 수 있는 기초적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
예측해 보고자 한다. 이를 위해 3개 기숙사의기 계실의 벽체 마감재료를 '수성페인트에서 '암 면 흡음 보드'로 변경했을 경우 설비소음을 예측하였다. 3개 기숙사 기계실의 경우 모두 천장을 제외한 바닥과 벽이 흡음률이 낮은 마감재로 마감되어 있는데, 기계실 특성상 바닥의 경우 홉음재로 대체할 수 없기 때문에 벽체의 마감재료만 변경하였다.
측정방법은 Fig. 2와 같이 소음계를 통해 들어오는 슨!호를 DAT(Digita! Audio Tape Recorder)로현장에서 각 설비기기 정면 180°내에서 1.5m 떨어진 지점에서 좌, 우 양끝과 정면의 세 개의 측정점을 선택하여 30초씩 측정하였으며, 녹음된 신호를 실험실에서 01 dB사의 Symphonie로 주파수 분석하였다.
대상 데이터
체적, 실내표면과 마감재료 등에 영향을 크게 받는다. 설비소음 특성을 위한 측정 대상은 1000m 이상의 체적을 가지고 있고 설비기기가 배치되어 있는 J-W-H 대학 3곳의 기숙사 기계실을 선정하였다. Table 1은 측정대상 기숙사 기계실의 제원을 나타낸 것이다.
시뮬레이션에 적용되는 기계실 설비소음의 음원으로는 기계실의 급수펌프, 온수순환펌프, 급탕 보일러, 냉온수유닛으로 구분할 수 있다. 기계실에서 측정된 Table 3의 데이터를 바탕으로 음원의 음향파워 레 벨(PWL)①을 구하면 Table 4와 같다.
측정 대상 주요 설비기기는 급수펌프, 온수 순환 펌프, 급탕보일러, 냉온수유닛으로 구분할 수 있다. 측정대상 설비기기의 개요는 Table 2와 같다.
이론/모형
음향 시뮬레이션에서 측정조건은 실제 측정과 동일한 온 . 습도를 입력하였으며 확산방법은 Lambert Method, 음원은 점 음원으로 무지 향성이며, Impulse Response 길이는 2000ms, Transition order는 3으로 설정하였다.
연구대상 기숙사의 음압분포 예측분석은 음선추적법 (Ray-tracing Method) 과 허상법 (Image model Method)에 의한 3차원 음향시뮬레이션을 이용하였으며 사용프로그램은 ODEON 4.21 이다. 음향 시뮬레이션에서 측정조건은 실제 측정과 동일한 온 .
음압레벨은 KSB 6360(펌프의 음압레벨 측정방법)에 의거하여 기계실내에 설치되어있는 설비기기로부터 1.5m 떨어진 지점에서 측정하였으며, 동시 가동시에는 Fig. 1의 ⑤번 위치에서 음압레벨을 측정하였다. 측정 대상 기계실의 평면형태와 설비기기의 위치는 Fig.
성능/효과
이는 바닥면과 천정면의 마감재료에 따른 흡음특성으로 사료된다. 또한 "암면흡음보드” 의 흡음률이 500Hz 이상의 대역에서 높아 3개의 대학 기숙사 모두 500 Hz 이상에서 실정수가 급격히 높아지는 것으로 나타났다. 또한 벽체 면을 제외한 바닥이나 천정의 흡음률에 의해 변경전 .
(1) 기계실에서 발생하는 설비기기의 소음 레벨과 주파수 패턴은 제원이나 형식에 따라 차이를 보이고 있다. 따라서 음향시뮬레이션에 의한 설비소음 예측시 각 설비기기에서 발생하는 음향파워레 벨(PWL)을 정확히 산정 하는 것이 가장 중요한 변수라고 할 수 있다.
(2) 현장측정에 의한 실측치와 음향 시뮬레이션에 의한 예측치를 비교한 결과 소음레벨은 IdB(A) 이하의 차이를 보이고 있으며 주파수 패턴도 비슷하게 나타나 상당히 신뢰성 있는 예측치를 제공함을 알 수 있다.
(3) 음향시뮬레이션을 통해 기계실의 벽체 마감을 수성페인트에서 암면흡음보드로 변경한 경우 소음 레벨이 약 6~ 10dB(A)감소하였으며, 주파수별 음압레벨 값도 암면흡음보드의 특성상 500Hz 이상에서 많은 감쇠가 이루어짐을 알 수 있다. 따라서 음향시 뮬레 이 션을 이용하여 설계 단계에서부터 설비소음 저감을 위한 방음대책을 효과적으로 조절할 수 있을 것으로 사료된다.
앞서 음향시뮬레이션에 의한 설비소음의 예측치는 실측치와 거의 유사하여 그 예측 가능성이 매우 높음을 확인하였다. 기계실에서 발생하는 설비소음을 저감하기 위해서는 기계실의 마감 재료를 흡음성이 높은 재료로 변경하는 방법이 일반적이나 이러한 경우 어느 정도 설비소음이 저감되는지를 파악하기가 매우 어렵다.
Table 7에서 보면 J대의 경우 500 Hz의 변경 전.후 실정수의 차이가 다른 대학에 비해 가장 큰 것으로 나타났고, 4000 Hz에서 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 바닥면과 천정면의 마감재료에 따른 흡음특성으로 사료된다.
후속연구
따라서 설계단계에서부터 음향시뮬레이션에 의한 기계실내 설비소음의 저감정도를 예측할 수 있으며 이러한 자료를 토대로 마감재료의 선정 및 마감부위의 결정 등을 효율적으로 할 수 있으리라 사료된다.
따라서 음향시 뮬레 이 션을 이용하여 설계 단계에서부터 설비소음 저감을 위한 방음대책을 효과적으로 조절할 수 있을 것으로 사료된다.
이렇게 예측 가능성을 파악한 뒤 기계실의 마감재료를 변경하여 설계단계에서부터 기계실의 소음을 저감할 수 있는 방법을 검토하였다. 향후 이러한 자료가 축척된다면 실측치와 예측치의 타당성 있는 오차범위를 제시할 수 있으며 이를 토대로 보다 정확한 기계실에서 발생하는 설비소음을 저감할 수 있는 기초적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
향후 이런 자료들이 축적된다면 설계 단계에서부터 기계실 설비소음을 정확하게 예측할 수 있을 것으로 사료되며 이를 토대로 효율적인 방음 및 차음대책을 수립할 수 있을 것으로 사료된다.
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