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문제 정의
- 공항 주변에 위치한 대상 지역에서 전반적인 소음 실태 조사를 위해 각 지역별 실내외 소음의 종류 및 그에 따른 레벨 등에 관하여 살펴보았다.
- 일반적으로 거주민에 의한 소음의 평가는 거주하는 동안 경험했던 소음에 대한 평가를 하게 되므로 소음과 반응과의 인과관계를 규명하기 위해서는 보다 많은 데이터와 분석이 필요하게 된다. 본 연구에서는 소음레벨과 반응 정도의 직접적인 관계를 분석하기 위하여 소음측정시 발생되는 소음에 대해 반응을 조사하였다.
- 소음 정도에 대한 반응의 정도를 객관화하기 위해서는 실험실 실험 등과 같은 정밀한 실험이 요구된다. 본 연구에서는 현장에서 거주하는 주민을 대상으로 실측되는 소음레벨에 대한 주민들의 개괄적인 반응을 조사하고자 하였다. 거주환경에서는 다양한 종류의 소음이 존재하기 때문에 복합적인 환경에 대한 평가를 하게 될 것이다.
제안 방법
- 항공기, 철도, 도로교통 소음 및 배경소음에 대한 측정은 앞 절에서 밝힌 바와 같이 통일된 방법으로서 음원 발생 후 30초 동안의 등가소음레벨(Leq)을 사용하였으며, 비교를 위해 최대소음레벨(Lmax)을 동시에 측정하였다. 그리고 측정과 더불어 정확한 분석을 위해 소음원의 종류 및 특성을 기술하였으며, 건물 내외부에서의 비교를 위해 건물의 종류와 창호에 대한 내역을 기록하였다.
- 측정대상 위치는 민, 군 항공기가 복합되어 있으며, 도로교통소음, 철도소음이 발생하는 광주공항 주변을 대상으로 하였다. 대상 위치는 항공기가 이착륙하는 선상을 기준으로 하였으며, 대체적으로 소음레벨이 큰 곳에서 건물 내외부에서의 소음레벨을 비교하였다(그림 5).
- 대상지역에서 측정한 소음을 실내와 실외로 구분하여 비교하였다(그림 7). 이것은 측정 대상 지역별로 전반적인 소음 레벨 현황을 보여주는 것으로 항공기소음에 의한 영향이 매우 크게 나타났다.
- 공항 주변에서의 소음은 대부분 항공기 소음일 것으로 생각되나, 대상 위치가 철도 소음 및 도로교통 소음이 존재하는 곳이기 때문에 측정방법을 동일하게 해야 할 필요가 있다. 따라서 본 측정에 앞서 측정방법의 통일을 위해 항공기 소음과 철도 소음에 대한 측정을 실시하였으며, 환경소음에 보편적으로 가장 많이 사용되는 등가소음레벨(Leq)을 사용하여 비교하였다.
- 그림에서 알 수 있는 바와 같이 공통적으로 30초가 될 경우 측정결과는 전체 발생 구간동안 계산한 결과와 유사함을 알 수 있었다. 따라서 소음측정은 소음이 발생하기 시작한 부분에서 30초간 실시하여 그 결과를 비교하는 것으로 하였다.
- 항공기 소음이나 철도 소음 등과 같은 특정 소음만을 대상으로 반응조사를 하더라도 다양한 배경소음이 혼합되기 때문에 그 결과는 실험실에서의 결과와는 다소 차이가 있을 수 있다. 반응을 조사하기 위해 측정과 동시에 설문조사를 실시하였으며, 측정 장소와 동일한 위치에서 들리는 항공기 소음 혹은 철도 소음 등에 대한 거주민의 즉각적인 반응을 조사하였다. 소음 정도에 대한 반응 조사는 1부터 7까지의 7단계 척도로 구성하였으며, 인적사항과 함께 생활에 가장 방해가 되는 소음과 소음 대책 등에 관하여 조사하였다.
- 본 연구는 공항주변 지역 중 도로교통소음, 철도소음, 항공기소음이 복합적으로 작용하는 지역을 대상으로 주거, 사무실 등과 같이 사람들이 생활하는 건물 내외부에서의 소음 실태를 조사하였으며, 건물 사용자들의 소음에 대한 피해 정도를 설문을 통해 분석하였다.
- 본 연구는 공항주변 지역에서의 실내외 소음레벨을 조사한 것으로서, 항공기소음을 비롯하여 철도소음, 도로교통소음이 혼합되어 있는 지역을 대상으로 측정을 실시하였으며, 동시에 주관반응 조사를 통하여 소음레벨과 반응과의 관계를 분석하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.
- 는 y의 평균값에 대한 x값, 즉 y값이 50%인 경우의 x 값이며, dx는 회귀선 중간부분의 기울기를 나타낸다. 본 연구에서는 방해정도가 1에서 7인 점을 감안하여 각 극한값에 해당하는 값 즉, A1 및 A2를 각각 1과 7로 고정하여 분석을 하였다.
- 설문 문항은 일반적인 사항으로 성별, 나이, 주거형태, 직업 및 거주기간을 항목으로 작성하였으며, 생활에 방해 정도가 큰 소음의 종류, 희망 소음 대책 및 신경쓰임 정도에 대하여 7단계 리커트 척도로 구성하였다.
- 반응을 조사하기 위해 측정과 동시에 설문조사를 실시하였으며, 측정 장소와 동일한 위치에서 들리는 항공기 소음 혹은 철도 소음 등에 대한 거주민의 즉각적인 반응을 조사하였다. 소음 정도에 대한 반응 조사는 1부터 7까지의 7단계 척도로 구성하였으며, 인적사항과 함께 생활에 가장 방해가 되는 소음과 소음 대책 등에 관하여 조사하였다.
- 측정은 2008년 9월에 실시하였으며, 측정 기기는 외부 소음에 대한 고정측정과 주변 건물에 대한 이동측정으로 구분하여, 고정측정시 Symphonie(01 dB)를 사용하였으며, 이동측정시에는 조작 및 이동의 간소화를 위해 Svan945A(SVANTEK)를 사용하였다.
- 그림 1 ∼ 4는 측정시간을 다양하게 조절함으로써 결과를 비교한 것이다. 항공기 소음 및 철도 소음은 도로교통소음과 달리 상시 존재하기 보다는 발생 당시의 소음을 대상으로 해야 하기 때문에 소음이 발생하기 시작한 초기 시점을 기준으로 10초 단위로 계산 시간을 증가시키면서 결과를 비교하였다. 그림에서 알 수 있는 바와 같이 공통적으로 30초가 될 경우 측정결과는 전체 발생 구간동안 계산한 결과와 유사함을 알 수 있었다.
- 항공기, 철도, 도로교통 소음 및 배경소음에 대한 측정은 앞 절에서 밝힌 바와 같이 통일된 방법으로서 음원 발생 후 30초 동안의 등가소음레벨(Leq)을 사용하였으며, 비교를 위해 최대소음레벨(Lmax)을 동시에 측정하였다. 그리고 측정과 더불어 정확한 분석을 위해 소음원의 종류 및 특성을 기술하였으며, 건물 내외부에서의 비교를 위해 건물의 종류와 창호에 대한 내역을 기록하였다.
- 항공기소음의 평가와 더불어 주민들의 소음에 대한 반응을 조사하였다. 일반적으로 거주민에 의한 소음의 평가는 거주하는 동안 경험했던 소음에 대한 평가를 하게 되므로 소음과 반응과의 인과관계를 규명하기 위해서는 보다 많은 데이터와 분석이 필요하게 된다.
- 소음레벨과 거주자의 반응 정도를 분석하기 위해 자극-반응 관계를 잘 설명할 수 있는 볼쯔만 식(Boltzmann equation)을 사용하여 비교하였다. 회귀식의 분석을 위해 많이 사용되는 다차함수 곡선은 최대 극한값(자극 즉 소음 레벨이 아주 작거나 아주 커질 경우)에 해당하는 예측값의 오류가 발생할 수 있어 이러한 오류를 최소화할 수 있도록 볼쯔만 식을 사용하여 회귀식을 도출, 방해의 정도에 따른 소음레벨의 관계를 예측하였다. 볼쯔만 식을 이용한 곡선은 다음과 같이 정의되어진다(8).
대상 데이터
- 설문은 5개 지역에서 실시하였으며, 각 지역에서의 반응 조사에 대한 응답수는 전체 192개였다(표 2). 표 3은 설문조사 응답자의 일반사항에 대해 비율로 나타낸 것이다.
- 측정 대상 건물에는 외부에 설치된 창이 단일창, 이중창, 삼중창으로 조사되었으며, 각 건물의 내부에서 측정된 소음레벨 값을 비교하면 그림 13과 같다. 외부소음레벨에 비해 실내 소음레벨이 단일창의 경우 15 dB(A) 정도, 이중창과 삼중창은 거의 비슷하게 약 20 dB(A) 이상의 값을 보이고 있다.
- 측정대상 위치는 민, 군 항공기가 복합되어 있으며, 도로교통소음, 철도소음이 발생하는 광주공항 주변을 대상으로 하였다. 대상 위치는 항공기가 이착륙하는 선상을 기준으로 하였으며, 대체적으로 소음레벨이 큰 곳에서 건물 내외부에서의 소음레벨을 비교하였다(그림 5).
이론/모형
- 소음레벨과 거주자의 반응 정도를 분석하기 위해 자극-반응 관계를 잘 설명할 수 있는 볼쯔만 식(Boltzmann equation)을 사용하여 비교하였다. 회귀식의 분석을 위해 많이 사용되는 다차함수 곡선은 최대 극한값(자극 즉 소음 레벨이 아주 작거나 아주 커질 경우)에 해당하는 예측값의 오류가 발생할 수 있어 이러한 오류를 최소화할 수 있도록 볼쯔만 식을 사용하여 회귀식을 도출, 방해의 정도에 따른 소음레벨의 관계를 예측하였다.
성능/효과
- (1) 공항 주변 대상지역에서의 외부소음에 대한 측정결과 1일간 WECPNL값이 피해예상지역으로 구분하는 75를 상회하였다. 또한 실내외 레벨 차이는 등가소음레벨 10 ∼ 15 dB(A) 정도로 나타났으며, C 지역에서는 실내 평균 소음레벨이 등가소음레벨 65 dB(A)를 상회하였다.
- (2) 외부에 면해 설치된 창의 종류에 따라 실내소음레벨을 비교한 결과 단일창의 경우 약 15 dB(A)의 차이를 보인 반면, 이중창, 삼중창의 경우 20 dB(A) 이상의 차이를 나타내어 창에 의한 소음 방지대책에 유효함을 알 수 있었다.
- (3) 대상 지역에서의 측정값을 살펴보면 전반적으로 군용기에 의한 영향이 가장 크게 나타났으며, 특히 실내에서 측정한 군용기 소음레벨이 실외에서 측정한 민항기 소음레벨에 비해 높게 나타났다.
- (4) 측정과 동시에 실시한 반응 조사 결과, 해당 지역에서 가장 피해되는 소음의 종류는 항공기소음이었으며, 희망하는 대책으로는 비행단을 이주하는 것이 가장 우선되었다. 소음의 크기에 따른 주관반응의 관계는 중간 정도의 신경쓰임에 해당하는 소음레벨이 등가소음레벨 65 dB(A)로 나타났다.
- 측정된 값은 항공기소음, 철도소음 및 도로교통소음을 대상으로 한 것으로서, 항공기소음 측정값이 많아 그에 따른 영향이 가장 크게 반영된 것으로 사료된다. 상관관계는 0.98 이상의 높은 값을 나타내고 있어 매우 높은 상관성을 보이고 있으므로, 본 연구에서의 소음레벨과 주관반응 분석시 Leq에 의한 값만을 사용하여도 문제가 없을 것으로 판단된다.
- (4) 측정과 동시에 실시한 반응 조사 결과, 해당 지역에서 가장 피해되는 소음의 종류는 항공기소음이었으며, 희망하는 대책으로는 비행단을 이주하는 것이 가장 우선되었다. 소음의 크기에 따른 주관반응의 관계는 중간 정도의 신경쓰임에 해당하는 소음레벨이 등가소음레벨 65 dB(A)로 나타났다.
- 남여 응답자가 거의 유사한 비율이었으며, 연령대는 40 이상의 응답자가 75 %를 차지하였다. 응답시 건물 형태로는 단독주택, 아파트, 기타 사무실 혹은 교회가 유사한 비율로 나타났으며, 거주기간은 1년 이상 3년 미만인 응답자가 많았으나, 10년 이상 거주한 응답자가 36.9%로 가장 많게 나타났다.
- 이상과 같이 항공기소음이 주를 이루는 공항주변에서의 소음실태 조사를 실시한 결과 민항기보다는 군용기에 의한 영향이 매우 크게 나타났으며, 위치에 따라서는 항공기소음과 철도소음 등 여러 가지 소음이 복합적으로 영향을 미치는 지역이 존재하였다. 측정시 반응조사를 동시에 실시하였으나 현장의 특수성, 조건의 통제 등의 문제점이 있어 일반적인 관계를 도출하기는 어려우나 이러한 관계를 토대로 항공기소음을 비롯하여 다양한 소음이 존재하는 환경에서 소음과 반응의 관계를 적절하게 평가하는 방안이 모색되어야 할 것으로 사료된다.
- 그림 14는 B 지역 아파트 발코니에서 측정한 각 소음원별 주파수 특성을 나타낸 것으로, 외부 소음레벨에 비해 상당히 저감된 값을 보이고 있으며, 민항기의 경우 가장 낮은 값을 나타내고 있다. 지역의 특성상 대상 아파트가 철로에 근접해 있어 기차소음이 상대적으로 크게 나타났으며, 무궁화 열차 소음의 경우 군용기소음과 거의 비슷하게 측정됨을 알 수 있다. 물론 이와 같은 관계는 개별 항공기의 특성에 따라 달라지겠지만 대상 건물의 위치에 따라 다양하고 비슷한 레벨의 소음이 복합적으로 발생되는 지역을 보여주는 것이다.
- 이는 이착륙 선상에 근접한 지역의 특성으로 군용기의 이착륙 소음의 정도가 매우 크게 나타남을 알 수 있다. 측정 당시 수십 미터 위로 항공기 착륙이 관측되었고, 간혹 착륙시도 후 다시 재추진하는 등의 비행방법으로 인해 실외에서의 등가소음레벨이 매우 높게 측정되었다.
- 해당 지역 거주자의 ‘생활에 가장 크게 영향을 미치는 소음이 무엇인가’라는 항목에 대한 대답은 ‘군용기 소음이 다’가 약 97%의 압도적인 의견으로 나왔으며 B지역의 몇 명은 야간과 새벽의 철도소음에 민감한 반응을 보였다.
후속연구
- 조사 결과에 따라 실내, 외에서의 소음레벨에 대해 중간 정도의 신경쓰임 값에 해당하는 ‘4’에서의 소음레벨은 약 65 Leq dB(A)로 나타나 현행 방음대책 기준에 해당하는 값을 보여준다 하겠다. 그러나 이상의 조사값은 외부소음에 대한 조건이 다양하고, 통제된 실험에 의한 값이 아니므로 보다 통제된 조건에서, 다양한 소음원에 대한 자료가 누적됨으로써 보다 정확한 자극-반응의 관계를 구축할 수 있을 것으로 사료된다.
- 이상과 같이 항공기소음이 주를 이루는 공항주변에서의 소음실태 조사를 실시한 결과 민항기보다는 군용기에 의한 영향이 매우 크게 나타났으며, 위치에 따라서는 항공기소음과 철도소음 등 여러 가지 소음이 복합적으로 영향을 미치는 지역이 존재하였다. 측정시 반응조사를 동시에 실시하였으나 현장의 특수성, 조건의 통제 등의 문제점이 있어 일반적인 관계를 도출하기는 어려우나 이러한 관계를 토대로 항공기소음을 비롯하여 다양한 소음이 존재하는 환경에서 소음과 반응의 관계를 적절하게 평가하는 방안이 모색되어야 할 것으로 사료된다.
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