병원, 호텔 및 철도역사 등과 같은 대형의 건물 및 차량내부에 사용되는 공조 시스템은 일반적으로 높은 소음을 발생시킨다. 이러한 공조용 발생소음을 저감시키기 위해서 흡음재가 부착된 쳄버를 공기 시스템에 설치한다. 그러나 이러한 쳄버에 설치된 흡음재는 유리섬유 혹은 폴리우레탄 폼이 많이 사용되기 때문에 최근에는 환경적 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 환경친화적인 다공판 시스템이 내장된 소음쳄버를 개발하였다. 이 소음쳄버는 기존의 소음쳄버에 비해서 중고주파수 영역에서 통일한 소음저감 성능을 나타내지만, 200Hz~400Hz 영역에서는 최고 8dB(A)까지 소음저감 효과가 있다.
병원, 호텔 및 철도역사 등과 같은 대형의 건물 및 차량내부에 사용되는 공조 시스템은 일반적으로 높은 소음을 발생시킨다. 이러한 공조용 발생소음을 저감시키기 위해서 흡음재가 부착된 쳄버를 공기 시스템에 설치한다. 그러나 이러한 쳄버에 설치된 흡음재는 유리섬유 혹은 폴리우레탄 폼이 많이 사용되기 때문에 최근에는 환경적 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 환경친화적인 다공판 시스템이 내장된 소음쳄버를 개발하였다. 이 소음쳄버는 기존의 소음쳄버에 비해서 중고주파수 영역에서 통일한 소음저감 성능을 나타내지만, 200Hz~400Hz 영역에서는 최고 8dB(A)까지 소음저감 효과가 있다.
The air conditioner system that is used in large structure, such as hospital, hotel, railway platform and train generate a high level noise generally. A chamber with sound absorbing materials, such as glass wool and polyurethane foam, are installed in this system to reduce the noise. However, these ...
The air conditioner system that is used in large structure, such as hospital, hotel, railway platform and train generate a high level noise generally. A chamber with sound absorbing materials, such as glass wool and polyurethane foam, are installed in this system to reduce the noise. However, these chambers cause environmental problems owing to the sound absorbing materials recently. Therefore, we develop noise chamber a built-in perforated panel resonance system as eco-friendly chamber to solve this problems. This noise chambers show the same noise reduction performance as the current chambers in the range above 500Hz. But, it reduces the noise up to 8dB(A) comparison to the current chambers in the range 200Hz~400Hz.
The air conditioner system that is used in large structure, such as hospital, hotel, railway platform and train generate a high level noise generally. A chamber with sound absorbing materials, such as glass wool and polyurethane foam, are installed in this system to reduce the noise. However, these chambers cause environmental problems owing to the sound absorbing materials recently. Therefore, we develop noise chamber a built-in perforated panel resonance system as eco-friendly chamber to solve this problems. This noise chambers show the same noise reduction performance as the current chambers in the range above 500Hz. But, it reduces the noise up to 8dB(A) comparison to the current chambers in the range 200Hz~400Hz.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 현재까지의 연구결과를 토대로 환경친화적이며, 저주파 영역에서는 기존의 소음쳄버보다 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 공조기용 다공판 소음쳄버를 개발하였다. 이 소음쳄버를 개발하기 위해서 다공판 시스템의 시작품에 대한 소음저감 실험을 통해서 최적의 다공판 시스템을 제시 하였으며, 이 다공판 시스템을 적용한 소음쳄버의 시작품을 제작하여 소음저감 검증시험을 실시하였다.
환경 친화적이며, 저주파 영역에서 기존의 소음쳄버 보다 흡음 성능을 향상 시킬 수 있는 공조기용 다공판 소음쳄버를 개발하고 시작품 제작을 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
제안 방법
따라서 위에서 제작한다. 공판 시스템의 소음저감 성능을 향상시키기 위해서 다공판을 2중으로 제작하여 소음저감 효과를 파악하였다.
효과를 파악하였다. 그리고, 최적의 다공판 시스템을 개발하기 위해서 다공판의 공극율, 구멍의 지름, 판의 수 및 다공판의 배치가 각기 다르게 조합된 다공판 시스템을 소음쳄버 내부에 부착하여 소음저감 성능을 확인하였다.
기존의 흡음재가 내장된 소음쳄버에 대한 성능을 파악하기 위해서 소음쳄버 내에 유리섬유 유무에 따른 덕트 출구의 소음을 측정하였다. Fig.
5]. 따라서 이러한 설계변수의 조건과 특성을 고려하여 다공판의 두께와 구멍지름을 각각 1mm, 공극율을 1%, 배후공기층을 50mm로 설정하고 재질은 아연도강판으로 다공판 시스템의 시작품을 제작하여 소음저감 효과를 분석하였다.
소음쳄버용 다공판 시스템을 개발하기 위해서 Fig. 1과 같은 시험용 덕트, 및 쳄버와 측정장비를 이용하여 KS A ISO 7235 : 2004에 의거 덕트에서 방사되는 소음을 측정하였다.
8m3인 잔향실에서 수행되었다. 소음측정 시 마이크로폰의 위치는 지면으로부터 높이 1350mm, 시스템의 출구로부터 각각 2400 mm, 3800mm, 5100mm 떨어진 지점에 수평면상의 방위각 45° 방향으로 위치시켰으며, 이렇게 하여 잔향실내에서 측정된 신호는 공간상의 평균 음압레벨로부터 삽입손실을 분석하였다.
실험방법은 소음쳄버의 내부에 설치된 유리섬유 흡음재의 설치 유무에 따른 음압레벨을 측정하여 흡음재의 소음저감 효과를 파악하였다. 그리고, 최적의 다공판 시스템을 개발하기 위해서 다공판의 공극율, 구멍의 지름, 판의 수 및 다공판의 배치가 각기 다르게 조합된 다공판 시스템을 소음쳄버 내부에 부착하여 소음저감 성능을 확인하였다.
이 소음쳄버를 개발하기 위해서 다공판 시스템의 시작품에 대한 소음저감 실험을 통해서 최적의 다공판 시스템을 제시 하였으며, 이 다공판 시스템을 적용한 소음쳄버의 시작품을 제작하여 소음저감 검증시험을 실시하였다.
제2장에서 다공판 시스템 개발 시험을 통해서 얻어진 결과를 이용하여 Fig. 7과 같이 2중 다공격판 공명 시스템을 제작하였다 그리고 이다공격판 시스템을 쳄버에 설치하여 환경 친화용 다공판 소음쳄버의 시작품을 제작하여 기존의 소음쳄버와 소음저감 성능 실험을 수행하였다. Fig.
대상 데이터
시작품의 소음 저감성능 실험은 체적이 212.8m3인 잔향실에서 수행되었다. 소음측정 시 마이크로폰의 위치는 지면으로부터 높이 1350mm, 시스템의 출구로부터 각각 2400 mm, 3800mm, 5100mm 떨어진 지점에 수평면상의 방위각 45° 방향으로 위치시켰으며, 이렇게 하여 잔향실내에서 측정된 신호는 공간상의 평균 음압레벨로부터 삽입손실을 분석하였다.
성능/효과
(1) 유리섬유 흡음재가 설치된 기존의 소음쳄버에 대한 소음저감 성능을 평가한 결과 500hz 이상의 증 및 고주파수 영역에서 음압레벨이 최고 10dB(A)정도까지 감소하는 것을 볼 수 있다. 그러나 500Hz 이하의 저주파수 영역에서는 소음저감 효과가 거의 없는 것을 확인하였다.
(2) 유리섬유 흡음재와 다공판 시스템의 시작품에 대한 소음저감 효과를 비교한 결과 1khz 이상의 고주파수 영역에서는 유리섬유 흡음재와 유사한 소음저감 효과를 나타내지만, 1kHz 이하의 주파수 영역에서는 소음저감 효과가 큰 것으로 나타났다.
(3) 또한 다공판 시스템은 다공판의 수가 증가할수록 소음저감 효과가 향상되며, 다공판 사이에 다공격판을 삽입하면 소음저감 효과가 더 향상되는 것을 확인하였다.
(4) 본 시험을 통해서 제시된 다공판 시스템을 적용한 소음쳄버의 시작품과 기존의 소음쳄버에 대한 성능시험 결과로부터 500Hz 이상의 중및고주파 영역에서는 거의 유사한 성능을 나타내고 있으나, 200-MX)Hz 사이의 저주파수 영역에서는 기존 소음쳄버에 비해서 다공판 소음쳄버가 최고 8dB(A)정도까지 소음레벨이 저감되는 것으로 나타났다. 또한 다공판 소음쳄버의 경우 기존 소음쳄버에 비해서 유속이 증가하면 소음저감 효과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
(b) 는 공극율을 제외한 다른 조건은 동일하며, 전면 다공판의 공극율을 3%로 고정시킨 상태에서 후면 다공판의 공극율을 1%로 변경한 후 측정한 결과이다. (a)와 비교하였을 때 250Hz와 400Hz의 저 주파수에서 소음저감 효과가 향상된 것을 알 수 있다.
따라서 다공판 공명형 시스템이 내장된 소음쳄버는 기존의 흡음형 소음쳄버에 비하여 중저주파수 영역에서 소음저감효과가 우수한 것을 알 수 있다.
나타났다. 또한 다공판 소음쳄버의 경우 기존 소음쳄버에 비해서 유속이 증가하면 소음저감 효과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
6은 앞에서 측정한 1중, 2중 다공판 시스템과 2중 다공격판 시스템에 대한 소음 레벨을 비교한 결과이다. 이 결과로부터 1중, 2중 다공판 시스템보다 200-500HZ 사이의 저주파수 대역에서 소음저감 성능이 더 향상된 것을 알 수 있다.
그림 (a)는 유속이 없는 조건하의 소음 측정결과이며 그림 (b)은 유속이 20m/s 인 조건하에서의 소음 측정 결과이다. 이 결과로부터 500Hz 이상의 고주파 영역에서는 겨의 유사한 성능을 나타내고 있으나, 200~400Hz 사이의 저주파수 영역에서는 기존 소음쳄버에 비해서 다공판 소음쳄버가 최고 8dB(A)정도까지 소음레벨이 저감되는 것을 확인할 수 있다. 또한 다공판 소음쳄버의 경우 기존 소음쳄버에 비해서 유속이 증가하면 소음저감 효과가 향상되는 것을 확인 할 수 있다[8].
측정결과 덕트 출구에서 방사되는 소음은 250hz의 저주파 영역과 630Hz 이상의 고주파영역에서 높게 나타나고 있으며, 흡음재의 흡음성능에 의해서 500Hz 이상에서 흡음재가 없는 경우보다 흡음재를 설치한 경우에 음압레벨이 특정 주파수에서 최고 10dB(A)정도까지 감소하는 것을 볼 수 있다. 그러나 500Hz 이하의 저주파수 대역에서는 흡음재에 의한 소음저감 효과가 거의 없는 것을 확인 할 수 있다.
Kang, J. and Fuchs, H. V.(1999), "Predicting the Absorption of Open Weave Textiles and Micro-perforated Membranes Backed by and Air Space," Journal of Sound and Vibration, 220(5), pp.905-920
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