[논문]현장측정을 통한 발코니 창호의 차음성능에 관한 연구

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현장측정을 통한 발코니 창호의 차음성능에 관한 연구
Investigation of the sound insulation performance of balcony window through field measurement 원문보기

生態環境建築 = Journal of the Korea Institute of Ecological Architecture and Environment, v.9 no.5, 2009년, pp.63 - 68

Abstract ▼ AI-Helper

As with the disappearance of a living room window due to the trend in apartment housing construction that prefers a larger, expanded living room, the sound insulation performance of the balcony window is becoming an important factor to determine the level of indoor noise at an apartment unit. Considering that the indoor noise inside an apartment unit is mandated by law at or below 45dB(A), the balcony window is increasingly assuming an even more important role. Sound insulation performance of the window was measured by examining differences in data involving varying angles of incidence of the sound source as obtained from the same balcony window. Also, acoustic intensity measuring was performed at and around the window to determine its sound insulation quality. Results of measuring on the sound source's angles of incidence indicated that the performance showed some differences in lower frequency ranges, though with no significance. Intensity measuring results showed that the sound insulation performance was reduced near the connection part of the window and the window frame.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 발코니 공간이 차음성능이 미치는 영향을 실험을 통해 확인하고 시스템 이중창호를 설치한 현장에서 음의 수직입사각 변화에 따른 차음성능 변화가 차음성능 평가값에 미치는 영향 그리고 창호의 음향 인텐시티 측정을 통해 시스템 이중창호의 차음성능 취약부위를 구체적으로 파악함으로서 창호의 차음성능 문제 해결방법을 제고할 수 있는 자료를 제공하고자 하였다.

가설 설정

하지만 선행연구에서 수평면상의 음의 입사각도가 달라질 경우 음원의 지향성 측면에서 볼 때 차음성능에 영향을 줄 수 있는 것으로 연구된 바 있다.³⁾ 그러므로 음의 수직 입사각 변화가 차음성능에 영향을 줄 수 있을 것이다.

제안 방법

현장에서 창호의 차음성능을 측정하기 위해 인천의 s아파트와 남양주시의 d아파트를 대상으로 하여 측정하였다. s아파트의 경우 재건축으로 인해 주위 모든 가구가 이주를 해 배경소음에 문제가 없어 주간에 측정을 하였으며 d아파트는 현재 공사가 거의 완료되는 시점이어서 배경소음의 영향이 없는 오후 11시부터 측정을 실시하였다.
따라서 외부소음의 차단에 있어 가장 중요한 요소인 창호의 차음성능이다. 본 연구에서는 발코니 공간이 차음성능에 미치는 영향과 시스템 이중창호의 현장측정을 통해 음의 입사각도에 따른 차음성능 변화와 음향 인텐시티 측정을 통해 창호의 취약부위를 파악하였다. 그 결과는 다음과 같다.
본 연구에서는 측정대상 발코니 전면을 대상으로 장변으로 15지점(1-15) 단변 8지점(A-H)으로 하여 0.3m×0.3m 간격으로 총 120지점에서 고정측정법을 사용하여 측정을 하였다.
스피커의 거리 및 위치는 창호로부터 6m 이격된 곳에 설치하였고 음원의 입사각은 s 아파트의 경우 스피커의 각도를 발코니창호와 동일한 높이로 하여 45°로 하였고 d아파트의 경우 스피커의 각도를 0°, 20°, 40°, 60°로 하여 측정하였다.
음향인텐시티측정은 p-p프로브(두개의 콘덴서형 마이크로폰 프로브)를 이용한 측정법으로 주위 반사음의 영향을 배제하고 음향에너지를 방향성을 갖는 인텐시티로(Intensity)측정하여 측정대상면에 대한 인텐시티 등고선(contour)을 작성할 수 있고 취약부위를 파악할 수 있게 된다. 음향 인텐시티에 의한 차음성능 평가는 건물의 모든 부위에 대해 활용할 수 있으며 본 연구에서는 외부 발코니창을 대상으로 하여 음의 취약부위를 파악하였다.
5m이격된 균등히 분포하는 5지점으로 하였다. 이후 창호면에 도달하는 지점의 평균음압레벨과 실내 5개 지점에서 측정된 평균음압레벨을 측정하였다. 측정대상 평면과 측정기기창의 구조 그리고 측정사진을 표1,2 와 그림1,3에 나타내었다.
현장에서 창호 차음성능 측정은 발코니 창호와 거실창호를 대상으로 하여 s아파트에서 차음성능 측정과 d아파트의 시스템 이중창에 대하여 음원의 수직입사각의 변화에 따른 측정을 하였다. 실험실에서의 차음측정은 KS F2860 "건물 및 건물부재의 차음성능 측정방법(건물부재의 차음성능 표준 측정실 조건)“ 에 의하며 현장측정기준은 KS F 2235 ”외벽 및 외벽부재의 공기전달음 차단성능 현장측정방법“에 의해 측정을 한다.

대상 데이터

현장에서 창호의 차음성능을 측정하기 위해 인천의 s아파트와 남양주시의 d아파트를 대상으로 하여 측정하였다. s아파트의 경우 재건축으로 인해 주위 모든 가구가 이주를 해 배경소음에 문제가 없어 주간에 측정을 하였으며 d아파트는 현재 공사가 거의 완료되는 시점이어서 배경소음의 영향이 없는 오후 11시부터 측정을 실시하였다.

데이터처리

아파트 발코니창호에서 측정한 결과값과 거실의 측정점에서 측정한 결과값은 1/3 옥타브밴드로 측정을 하였으며 측정된 값을 에너지 평균함으로서 음원의 각도에 따른 음압레벨차를 구하였다. 측정결과를 표4와 그림5에 나타내었다.

이론/모형

실험실에서의 차음측정은 KS F2860 "건물 및 건물부재의 차음성능 측정방법(건물부재의 차음성능 표준 측정실 조건)“ 에 의하며 현장측정기준은 KS F 2235 ”외벽 및 외벽부재의 공기전달음 차단성능 현장측정방법“에 의해 측정을 한다.

성능/효과

그러나 동일한 두께의 판유리로 구성된 복층 유리는 특정주파수에서 공명에 의해 차음저하 현상이 발생되기도 하며 주변 접착부를 통하여 진동이 전달되어 일반 판유리에 비해 월등히 차음성능이 높지 않는것으로 조사된 바 있다.⁴⁾ 그리고 이중창호와 단일창을 비교한 실험결과 단일창에 비해 이중창 내부의 공기층이 차음에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 창호를 비롯한 재료의 차음성능은 틈새에 가장 큰 영향을 받기 때문에 창호의 차음성능 향상을 위해 유리의 두께를 두껍게 하여도 큰 효과를 얻기 어렵다.
① 비확장시 발코니 공간이 음의 완충역할을 함으로서 차음성능향상에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.
② 음의 수직입사각도에 따른 차음성능의 변화는 100～160Hz 저주파 대역에서 약 2～4dB의 차이를 나타내었으나 STC나 Rw 평가값에 크게 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
⑤ 발코니 창호의 차음성능 향상을 위해서는 유리두께증가 보다는 창과 창틀의 구조적인 문제 해결이 성능향상에 유리할 것으로 판단되었다.
따라서 음의 입사각도가 달라짐에 따라 차음성능의 차이를 보일수 있는 것으로 예측되었다. 그러나 STC값과 Rw 평가값을 볼 때 저주파 대역에서 나타나는 차이는 차음성능 평가값에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 측정대상 발코니 창호가 틈새의 영향을 많이 받는 단일창에 비해 기밀성이 우수한 시스템창호이기 때문인 것으로 판단된다.
특히 창호를 비롯한 재료의 차음성능은 틈새에 가장 큰 영향을 받기 때문에 창호의 차음성능 향상을 위해 유리의 두께를 두껍게 하여도 큰 효과를 얻기 어렵다. 따라서 기밀성을 향상시킨 시스템 이중창의 경우 일반창호에 비해 약 10dB이상의 차음성능을 기대할 수 있는 것으로 조사되었다.⁵⁾ 인텐시티측정의 경우 기존방법의 투과손실에 의한 전체적인 음향에너지만을 평가하는 것이 아니라 벽체내의 창문과 같은 복합적인 구조에 있어 각각의 투과특성과 작음 틈새에서 들어오는 투과요소들을 밝힐 수 있는 것으로 많은 연구가 진행되었다.
500～1kHz대역에서는 우측상부 즉 A열 9-13번 에서 음이 가장 크게 들어오고 있음을 알 수 있다. 또한 1열뷰터 15열의 주파수 평균을 비교해보면 100～200Hz대역에서 창틀과 창이 만나는 1열과 15열에서 음의 투과가 가장 크게 나타나고 있음을 알 수 있다. 현재 창호의 차음성능을 향상시키기 위해 창과 창틀이 만나는 부분을 깊게 하고 방음모를 설치하여 기밀성을 높이고 있다.
500～1kHz대역에서는 우측상부에서 누음이 크게 발생하고 있는 것으로 나타났다. 또한 저주파 대역인 100～200Hz대역에서 창틀과 창이 만나는 1열과 15열에서 음의 투과가 가장 크게 나타나고 있었다.
비확장시 발코니 공간이 차음성능에 미치는 영향을 측정 한 결과를 표3에 나타내었다. 측정결과 발코니창호+거실창호의 차음성능이 높은 것으로 측정되었다. 특히 시스템 이중창과 비교시 노후된 샷시발코니 단창과 플라스틱 거실 단창의 Rw 값이 40으로 발코니 공간이 음의 완충역할을 함으로서 차음성능 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
측정결과 발코니창호+거실창호의 차음성능이 높은 것으로 측정되었다. 특히 시스템 이중창과 비교시 노후된 샷시발코니 단창과 플라스틱 거실 단창의 Rw 값이 40으로 발코니 공간이 음의 완충역할을 함으로서 차음성능 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
표5에서 나타나듯이 120개 측정점에서 나타나는 주파수별 최대값과 최소값의 차이는 평균 13dB로 파악되었다. 즉 기밀성을 향상시킨 시스템 이중창에서도 측정점에 따라 음압레벨이 다르며 다른 지점과 비교해서 특정부위에서 음이 더 크게 들어오고 있음을 의미한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서는 발코니 공간이 차음성능에 미치는 영향과 시스템 이중창호의 현장측정을 통해 음의 입사각도에 따른 차음성능 변화와 음향 인텐시티 측정을 통해 창호의 취약부위를 파악하였다, 이에 대한 결과는?	① 비확장시 발코니 공간이 음의 완충역할을 함으로서 차음성능향상에 상당히 효과적인 것으로 나타났다. ② 음의 수직입사각도에 따른 차음성능의 변화는 100～160Hz 저주파 대역에서 약 2～4dB의 차이를 나타내었으나 STC나 Rw 평가값에 크게 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. ③ 음향인텐시티 측정결과 125～250Hz 대역에서는 창과 창틀이 만나는 상부와 하부에서 누음이 되고 있으며 500～1kHz대역에서는 우측상부에서 누음이 크게 발생하고 있는 것으로 나타났다. 또한 저주파 대역인 100～200Hz대역에서 창틀과 창이 만나는 1열과 15열에서 음의 투과가 가장 크게 나타나고 있었다. ④ 기밀성을 향상시킨 시스템이중창의 누음의 원인은 창과 창틀이 만나는 부분과 미서기 창의 상부에 발생하는 틈에 의한 구조적인 원인인 것으로 판단되었다. ⑤ 발코니 창호의 차음성능 향상을 위해서는 유리두께증가 보다는 창과 창틀의 구조적인 문제 해결이 성능향상에 유리할 것으로 판단되었다.
	음향인텐시티측정이란 무엇인가?	음향인텐시티측정은 p-p프로브(두개의 콘덴서형 마이크로폰 프로브)를 이용한 측정법으로 주위 반사음의 영향을 배제하고 음향에너지를 방향성을 갖는 인텐시티로(Intensity)측정하여 측정대상면에 대한 인텐시티 등고선(contour)을 작성할 수 있고 취약부위를 파악할 수 있게 된다. 음향 인텐시티에 의한 차음성능 평가는 건물의 모든 부위에 대해 활용할 수 있으며 본 연구에서는 외부 발코니창을 대상으로 하여 음의 취약부위를 파악하였다.
	현재 현장에서 차음성능 측정방법은 무엇인가?	현재 현장에서 차음성능 측정방법은 KS F 22352) 외벽 및 외벽부재의 공기전달음 차단성능 현장측정방법 에 의해 측정을 하게 된다. KS F 2235 의 스피커를 이용한 부재법 의하면 음원의 각도를 수직선상으로 45°±5°로 규정하고 있다.

참고문헌 (7)

주문기, 김태훈, 오양기, 김하근, 이원렬, 조성환, '방음터널 길이와 단부 처리에 관한 실험적 연구', 한국소음진동공학회춘계학술발표대회논문집, pp.1026-1031, 2003.5
KS F 2235, '외벽 및 외벽부재의 공기전달음 차단성능 현장측정방법' 2001
김선우, 김기용, 이옥균, 박현구, 송혁, '현장실험에서 음원의 입사각도에 따른 창의 차음성능 변화', 한국소음진동공학회지 제9권 제6호 pp 1180-1186, 1999
井上祝, “Glass", 音響技術, No.110, 2000.06
염성곤, 성영경, 이성현, 김경호, '공동주택 창호사양에 따른 차음성능 측정 및 평가', 한국음향학회 학술발표대회 논문집 27권 2호, 2008
장재희, 이경회, '음향인텐시티에 의한 프라스틱 창의 차음성능 평가에 관한 연구', 대한건축학회논문집 13권 10호, 1997
김태희, 신일섭, 조창근, 오진균, 김남욱, '실험실에서 발코니 창호 차음성능 평가', 한국소음진동공학회 춘계학술대회논문집, 2007

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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