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문제 정의
- 항공기소음은 기본적으로 동시에 측정되지만, Lmax로 실내·외 음압레벨차(차음량)의 평가시 외부에서 내부로 유입되는 과정에서 Lmax를 갖는 실내의 peak치 시간대는 실외의 peak치 시간대와 차이가 발생할 수 있는데, 이는 이상소음[5](실내·외에서 항공기소음보다는 작지만 일상생활 소음과 풍속에 의한 배경소음)이 항공기 소음 event 그래프에 포함되기 때문으로, 평가 및 분석시 peak치 결정에 오차를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서 항공기소음에 대한 차음량 평가시 개별 항공기통과시를 대상으로 최고소음도(Lmax) 평가량과 추가로 단발소음노출레벨(SEL), 등가소음도(Leq)로 실내외음압레벨차를 평가하여 차음량 산출시의 오차를 검토해 보았다.
- 본 연구에서는 항공기소음 저감을 위한 주택의 방음시설 설치(창, 문) 전·후의 차음성능을 Lmax, SEL, Leq의 소음평가량으로 각각 비교 검토하고, 창호에 설치되는 기밀재(filling)나 추가 모헤어(mohair)설치조건에 따른 차음성능을 검토해 보고자 한다.
제안 방법
- 또한, Leq의 경우 SEL과 동일하게 최대소음레벨보다 10dB이 낮은 레벨의 t1과 t2를 지속시간으로 등가소음도를 산출하여 차음량을 평가하였다.
- 음원은 지향성 스피커를 사용하였으며, 부재법으로 실험을 실시하였다. 수음실의 측정점은 실의 규모를 고려하여 4개 지점에서 20Hz~20kHz의 1/3옥타브밴드 중심주파수대역별 음압레벨을 측정하였으며, 시험편과 음원사이의 거리는 5m로 하였다. 차음성능 평가는 KS F 2862 건물 및 건물부재의 공기전달음 차음성능 평가방법의 가중 겉보기 음향감쇠계수(R'45°,w)로 평가하였다.
- 마이크로폰 설치위치는 외부소음도 측정을 위하여 건물 옥상에 장애물이 없는 공간을 선정하여 배치하였다. 실내는 거실과 안방에 각각 1곳에 마이크로폰을 설치하였으며, 실내의 가구, 벽면 등에 의한 반사 및 흡음의 영향을 최소화하기 위하여 실 중앙부위에 바닥으로부터 1.2m 이격하여 마이크로폰을 설치하였다. 그림2.
- 측정시 기밀성능 저하를 방지하기 위하여 사용되는 기밀재나 추가 모헤어를 사용하여 설치조건에 따른 차음성능 변화를 검토해 보았다. 측정조건은 표4.
- 측정시 기밀성능 저하를 방지하기 위하여 사용되는 기밀재나 추가 모헤어를 사용하여 설치조건에 따른 차음성능 변화를 검토해 보았다. 측정조건은 표4.와 같이 ①기밀재 및 모헤어의 미설치, ②기밀재 설치, ③기밀재 및 추가 모헤어 설치로 구분하였다. 기밀재는 그림5.
- 항공기소음 측정은 환경부고시 제 2003-221호 ‘소음·진동공정시험방법’의 소음한도의 측정방법의 항공기소음측정방법과 KS F 2809:2001 공기전달음차단성능 현장측정방법을 참조하여 실시하였다. 항공기가 대상가옥의 상부를 이동할 때의 소음도를 측정하기 위하여 실외와 실내에 마이크로폰을 설치하여 동시에 소음도를 측정하였다. 마이크로폰 설치위치는 외부소음도 측정을 위하여 건물 옥상에 장애물이 없는 공간을 선정하여 배치하였다.
- 항공기소음 저감방안에 대한 실험은 OO공항 주변의 단독 주택을 선정하여 방음시설 설치 전·후의 차음량을 검토해 보았다.
- 항공기소음에 의한 대상가옥의 차음량은 항공기 통과시 실외와 실내에서 동시 측정된 소음도의 차로 산출하였다. 항공기소음은 기본적으로 동시에 측정되지만, Lmax로 실내·외 음압레벨차(차음량)의 평가시 외부에서 내부로 유입되는 과정에서 Lmax를 갖는 실내의 peak치 시간대는 실외의 peak치 시간대와 차이가 발생할 수 있는데, 이는 이상소음[5](실내·외에서 항공기소음보다는 작지만 일상생활 소음과 풍속에 의한 배경소음)이 항공기 소음 event 그래프에 포함되기 때문으로, 평가 및 분석시 peak치 결정에 오차를 발생시킬 수 있다.
대상 데이터
- 대상가옥은 항공기소음에 의한 피해가 예상되는 지역으로 항공기 이·착륙시 고도가 낮기 때문에 큰 소음피해가 예상되는 지역으로 조적조에 콘크리트 슬래브구조로 창호는 이중창(목조틀, 유리3㎜ + 합성수지틀, 유리3㎜)과 문(알루미늄 합금제, 유리3㎜)으로 구성되어 있다.
- 항공기가 대상가옥의 상부를 이동할 때의 소음도를 측정하기 위하여 실외와 실내에 마이크로폰을 설치하여 동시에 소음도를 측정하였다. 마이크로폰 설치위치는 외부소음도 측정을 위하여 건물 옥상에 장애물이 없는 공간을 선정하여 배치하였다. 실내는 거실과 안방에 각각 1곳에 마이크로폰을 설치하였으며, 실내의 가구, 벽면 등에 의한 반사 및 흡음의 영향을 최소화하기 위하여 실 중앙부위에 바닥으로부터 1.
데이터처리
- 은 Lmax, SEL, Leq 각각의 평가량을 사용하여 방음공사 시공 전·후의 항공기소음도 측정결과와 차음량을 나타낸 것이다. 평가된 항공기 통과대수는 총 11대로, 개별 항공기 운항시 발생되는 소음을 대상으로 차음량을 평가한 후 각각의 차음량을 에너지 평균한 값이다.
이론/모형
- 방음시설 후 창호에 대한 시공 전·후의 차음성능을 평가하기 위하여 KS F 2235 외벽 및 외벽 부재의 공기전달음 차단성능 현장 측정방법에 따라 실험을 실시하였다.
- 방음시설로 설치된 창의 차음성능을 보다 정확히 파악하기 위하여 KS F 2235의 부재법을 사용하여 창 부재의 차음성능 측정하였다.
- 방음시설 후 창호에 대한 시공 전·후의 차음성능을 평가하기 위하여 KS F 2235 외벽 및 외벽 부재의 공기전달음 차단성능 현장 측정방법에 따라 실험을 실시하였다. 음원은 지향성 스피커를 사용하였으며, 부재법으로 실험을 실시하였다. 수음실의 측정점은 실의 규모를 고려하여 4개 지점에서 20Hz~20kHz의 1/3옥타브밴드 중심주파수대역별 음압레벨을 측정하였으며, 시험편과 음원사이의 거리는 5m로 하였다.
- 차음성능 평가는 KS F 2862 건물 및 건물부재의 공기전달음 차음성능 평가방법의 가중 겉보기 음향감쇠계수(R'45°,w)로 평가하였다.
- 항공기소음 측정은 환경부고시 제 2003-221호 ‘소음·진동공정시험방법’의 소음한도의 측정방법의 항공기소음측정방법과 KS F 2809:2001 공기전달음차단성능 현장측정방법을 참조하여 실시하였다.
성능/효과
- Lmax로 차음량을 평가한 결과 거실의 경우 33.9dB에서 36.9dB로 개선되었으며, 안방은 37.3dB에서 38.8dB로 차음량이 개선되었음을 알 수 있었다. 거실의 경우 안방에 비하여 차음량이 낮게 나타났는데, 이는 건물 부재 중 소음에 취약한 창호 또는 문 등의 개구부의 면적이 상대적으로 크기 때문으로 판단된다.
- 기밀재의 설치에 따라 가중 겉보기 음향감쇠계수(R'45°,w)가 5dB증가하는 것으로 나타났으며, 기밀재와 모헤어 미설치 조건에 비하여 50Hz~125Hz대역에서 최대 16.8dB, 630Hz~2kHz대역에서 2.5~7.9dB의 차음량 개선치를 보였다.
- 방음공사 후의 차음량을 Lmax, SEL, Leq로 각각 평가한 결과 1.8dB 이내 유사한 값을 갖는 것으로 나타났다. 하지만 방음공사 전의 SEL로 차음량을 평가한 경우 Lmax와 Leq로 평가한 차음량에 비하여 약 3dB정도 낮게 나타났으며, 방음시설 시공으로 인한 SEL 차음량 개선치는 2.
- 방음시설 설치로 인한 항공기소음에 대한 건축물의 차음량을 Lmax, SEL, Leq로 평가한 결과 1.5~3.0dB, 2.4~7.1dB, 0.8~3.3dB의 차음량 개선치가 나타났다. 방음시설 시공 전·후 차음량을 각각의 평가량으로 비교한 결과, 방음시설 설치 전 SEL로 차음량을 평가한 경우 Lmax와 Leq에 비하여 약 3dB정도 낮게 나타났으며, 방음시설 설치 후 각 평가량별 차음량은 1.
- 방음시설 시공 전·후 차음량을 각각의 평가량으로 비교한 결과, 방음시설 설치 전 SEL로 차음량을 평가한 경우 Lmax와 Leq에 비하여 약 3dB정도 낮게 나타났으며, 방음시설 설치 후 각 평가량별 차음량은 1.8dB 이내의 유사한 값을 갖는 것을 알 수 있었다.
- 창의 설치조건에 따른 차음성능 측정결과와 같이 접합부 또는 개구부등의 틈새를 기밀재 또는 추가 모헤어로 시공함으로써 차음성능 개선효과가 나타남을 알 수 있었다.
- 창호의 기밀성능 및 차음성능 저하를 방지하기 위하여 사용되는 기밀재와 추가 모헤어의 설치조건에 따른 차음성능을 측정한 결과 기밀재 설치에 따른 차음성능 개선치는 R'45°,w 5dB로 나타났으며, 기밀재와 모헤어 동시 설치에 따른 차음성능 개선치는 8dB로 나타났다.
- 8dB 이내 유사한 값을 갖는 것으로 나타났다. 하지만 방음공사 전의 SEL로 차음량을 평가한 경우 Lmax와 Leq로 평가한 차음량에 비하여 약 3dB정도 낮게 나타났으며, 방음시설 시공으로 인한 SEL 차음량 개선치는 2.4~7.1dB로 Lmax와 Leq의 차음량 개선치인 1~3dB에 비하여 크게 나타났다.
후속연구
- 이와 같이 항공기소음에 대한 건축물의 차음성능을 개선시키기 위해서는 고차음 창호로의 교체와 더불어 창호의 기밀성능 확보가 수반되어야함을 알 수 있었다. 또한, 향후 항공기소음 평가량에 따른 차음량 발생원인에 대한 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.
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