NSV 소음방지 자료

소음방지편

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Noise 02

2. 음의 기초

Ii­:­입사음의­세기

Ir­:­반사음의­세기

Ia­:­흡수음(흡음률)의­세기

It­:­투과음의­세기

3. 음의 단위 및 레벨

1) dB (deciBel)

인간의­귀나­감각기관은­자극에­대하여­대략­로그­함수적으로­

반응하기­때문에­소음의­크기를­로그값으로­표현하면­인간이­

느끼는­자극의­정도와­상응하게­되는­dB값으로­표현할­수­

있다.­

2) 음의 세기 레벨 (Sound Intensity Level : SIL)

­­­­­

­­­­­­­I­:­음의­세기­(w/m2)

­­­­­­­Io­:­최소­가청음의­세기­(10-12­w/m2)

3) 음압 레벨 (Sound Pressure Level : SPL)

소리의­전파에­따라­매질상에서­미소하게­변하는­압력의­

크기를­dB(데시벨)­단위로­표현한­것.

­­­­­

­­­­­­­P­:­대상음의­음압실효치­(N/m2)

­­­­­­­Po­:­최소­음압­실효치­(2­x­10-5­N/m2)

4) 음향 파워 레벨 (Sound Power Level : PWL)

1. 소음의 정의

1) 소리 (Sound)

전파­매질­입자의­진동에­의한­압력변화­파동으로서­사람의­

귀로­감지되는­것.

2) 소음 (Noise)

소리­중에서­사람이­바람직하지­않다고­느끼는­것의­

통칭이며,­소음진동규제법상의­정의는­“기계,­기구,­시설­및­

기타­물체의­사용으로­인하여­발생하는­강한­소리”­임.

1) 파장 (λ, m)

공간상에서­압력분포가­반복되는­거리

2) 주기 (T, sec)

특정­지점에서의­압력변화가­한번­반복되는데­걸리는­시간

3) 주파수 (f , Hz)

단위­시간­(1초)당­압력변화가­반복되는­Cycle­수

4) 진폭 (P, m)

기준압력­(대기압)으로부터­최고­압력­변동폭

5) 실효치 (Prms)

음파­에너지의­평균값

6) 음속 (C, m/s)

음파가­ 1초­동안에­전파하는­거리를­말하며­균일­매질­

내에서는­일정함.

공기중의­음속,

T­:­절대온도

­­­­­­­W­:­대상음원의­음향파워

­­­­­­­Wo­:­기준­음향파워­(10-12­W)­

5) SPL과 PWL의 관계

음향파워레벨(PWL)은­ 직접­측정되지­않으므로­ SPL을­

측정하여­아래의­식들에­의해­계산하여­구한다.

①자유공간­무지향성­점음원의­경우­(r­:­이격­거리)

­­­­­

②반자유공간­무지향성­점음원의­경우

­­­­­

③자유공간­무지향성­선음원의­경우

­­­­­

④반자유공간­무지향성­선음원의­경우

4. 음의 전파

1) 음의 반사, 흡수, 투과

음파가­장애물에­입사되면­일부는­반사되고,­일부는­장애물을­

통과하면서­흡수되고,­나머지는­장애물을­투과하게­된다.

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03

①­반사율­(αr)

입사음­세기에­대한­반사음­세기의­비.

5. 소음의 계산

1) dB(데시벨)의 합

-­자유­공간­- -­반­자유­공간­-

-­두면이­접하는­구석­- -­세면이­접하는­구석­-

레벨차

보정치

3 4 5 6 7 8 9

-3 -2 -1 0

10이상

2) 음의 회절 (Diffraction)

음이­전파되는­과정에서­장애물을­만날­때­뒷부분까지­퍼져나가는­

성질이다.­대표적인­회절­현상으로­방음벽의­경우­소음원­반대편의­

방음벽­아래부분에서도­소음이­들리는­경우를­말한다.­음의­회절은­

파장이­크고­장애물이­작을수록­잘­된다.

3) 음의 거리감쇠

①­점음원의­경우

­­­­­­­­­­

­­SPL1­:­음원으로부터­r1­(m)­떨어진­지점의­음압레벨

­­SPL2­:­음원으로부터­r2­(m,­r2>r1)­떨어진­지점의­음압레벨

②­선음원의­경우

­­­SPLT­:­합성음의­음압레벨

­­­SPLn­:­개별음의­음압레벨

2) dB(데시벨)의 차

­­­

3) 암소음보정

측정소음레벨과­암소음­레벨의­차를­구하여­대상­소음­레벨을­

구하는­것.

③­장방형­면음원의­경우­

­­­­­

­­­­­

­­­­­

­­­(­a­:­짧은­변의­길이,­b­:­긴­변의­길이­)

④­원형­면음원의­경우

­­­(­a­:­소음원의­반경,­m­)

4) 음의 지향성

음원에서­방출되는­음의­강도가­방향에­따라­변화하는­상태­

이며,­지향지수­DI는­임의의­음원의­지향성을­dB단위로­표­

현한­것이다.

②­흡음률­(흡수율,­α)

­입사음­세기에­대한­입사음­세기와­반사음­세기의­차의­비.

­­­­­­

③­투과율­(τ)

­입사음­세기에­대한­투과음­세기의­비.

­­­­­­

­투과손실­(Transmission­Loss,­TL)의­정의

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Noise 04

소음방지편

­­­­a­:­옥타브밴드­500Hz에서의­청력­손실

­­­­b­:­옥타브밴드­1000Hz에서의­청력­손실

­­­­c­:­옥타브밴드­2000Hz에서의­청력­손실

7. 소음의 영향1) TTS (Temporary Threshold Shift) : 일시성 청력 손실.

2) PTS (Permanent Threshold Shift) : 영구성 청력 손실.

3) 직업성 난청 : 소음이 높은 공장의 근로자들에게 나타나는

직업병으로 4000Hz 이상의 고주파음부터 청력손실 진행.

4) 노인성 난청 : 6000Hz에서부터 청력손실 진행.

5) 청력 손실 : 500~2000Hz의 중심주파수 범위에서의

평균 청력손실이 25dB 이상이면 난청이라 함.

2) 음의 크기레벨 (Loudness Level : Phone)주파수별로­같은­크기로­느끼는­소음­정도를­선으로­연결하여­

등청감곡선을­그리고­1000Hz에서의­음압레벨로­나타냄.

3) dB(A)소리에­대하여­인간의­청각에­좀­더­가깝게­레벨을­표현하기­

위한­방법으로­가청­주파수­대역(20Hz­~­20kHz)에­대하여­각­

주파수별로­적당한­가중치를­주어­평가하는­방법.

V­:­실의­체적(m3),­T­:­잔향시간(sec)

Si­:­개별­재료의­면적,­­ ­­:­흡음률

*잔향시간­:­실내에서­음압을­끈­순간부터­음압레벨이­60dB­­­­­­­­­­­­­­

­ ­ ­ ­ ­ ­감쇠되는­데에­소요되는­시간.

②­감음계수­(Noise­Reduction­Coefficient­:­NRC)

­1/3­옥타브­대역으로­측정한­중심주파수­250,­500,­1000,­

2000­Hz에서­흡음률의­산술평균치.

(표준­STC­선도)

6. 방음대책1) 방음대책의 방법

①­음원대책­:­발생원­제거,­소음기­설치,­방음­Box,­방진­등

②­전파경로대책­:­흡음,­차음,­방음벽,­거리감쇠,­지향성­등

③­수음대책­:­마스킹­효과,­귀마개,­이중창­등

2) 흡음대책

①­평균­흡음률­:­실내의­사용재료별­면적­및­흡음률을­이용.

(수직입사할­경우)

(난입사할­경우)

3) 차음대책

①­단일벽의­투과손실­(질량법칙)

벽체의­투과손실은­면밀도에­따라­결정.

­­­­m­:­벽체의­면밀도­(kg/m2),­f­:­입사되는­주파수­(Hz)

②­총합투과손실

­­­

­­­­­S­i­:­벽체­각­구성부의­면적­(m2)

­­­­­ ­­­:­벽체의­투과율

③­음향투과등급­(Sound­Transmission­Class­:­STC)

­STC­선도에서­500Hz에서의­투과손실값

-­125Hz~4kHz­사이의­1/3­옥타브밴드­중심주파수­값­기준

-­STC­선도값보다­8dB­이하인­값이­없을­것

-­STC­선도값보다­작은­투과손실의­합계가­32dB­이하일것

4) 실내에 있어서의 음의 전달

­­­­­­

­­­­­Q­:­지향계수,­­­­­­­­­­­­­­­­­R­:­실정수­(m2)

­­­­­S­:­실내­표면적­(m2),­­­­­­­­­α:­평균­흡음률

6) 마스킹(Masking) 효과

크고­작은­두­소리를­동시에­들을­때­큰­소리만­듣고­작은­­

소리는­듣지­못하는­현상으로­음파의­간섭에­의해­일어남.

8. 소음의 평가

1) 등청감곡선

사람이­주파수별로­느끼는­같은­순음의­음압레벨을­연결하여­

작성한­그래프.

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05

4) 음의 크기(Loudness : Sone)

음의­크기(loudness)의­단위로서,­1­kHz­40dB­음압레벨에­

의한­음의­크기가­1­Sone으로­정의되며,­청취자에게­1­Sone

의­n­배의­크기로­느껴지는­소리를­n­Sone이라­함.

5) 등가소음도 (Energy Equivalent Sound Level : Leq)

변동하는­소음의­평가방법으로­환경소음의­평가­및­소음의­

누적­영향­평가­등에­사용.

­­­­­fi­:­특정­음압레벨의­지속시간율

­­­­­Li­:­i­번째의­음압레벨

6) 소음통계레벨 (Percentage Noise Level : LN)

총­측정시간의­N(%)를­초과하는­소음레벨로,­ L10이란­총­

측정시간의­ 10%를­초과하는­소음레벨이다.­%가­적을수록­

큰­소음레벨을­나타내며­L10­>­L50­>­L90의­관계가­있다.

7) WECPNL

(Weighted­Equivalent­Continuous­Perceived­Noise­Level)

­공항주변의­항공기­소음의­평가량.

dB(A)­:­1일­중­각­항공기­통과소음­피크치의­dB­평균치

­­­N1­:­07시­~­19시­,­­N2­:­19시­~­22시

­­­N3­:­22시­~­07시­사이의­항공기­이착륙­대수.

9. HVAC 소음원에 따른 주파수 형태

10. 고체음의 방지대책음원에서­음이­직접­공기중으로­방사되어­매질인­공기를­

통해­음이­전달되는­것을­공기음(Air­Borne­Noise)이라­하며,­

2) 고체음 방지재료 및 설치 시스템

흔히­보통­전달계­자체가­가지고­있는­질량에­탄성요소를­

부가하는­경우가­많아서­방진이라면­곧­스프링재를­연상하는­

정도이다.­물론­반대로­질량을­부가하는­방법도­있지만­

진동방지재료로서­제품화된­것은­없다.­따라서­여기­언급되는­

것도­탄성형의­방진재에­한한­것으로­용도와­목적에­따라­

여러­가지­방진재료들이­있으며,­대표적인­설치시스템은­

다음과­같다.

­-­Jack­Up­Floating­Floor­System­(JUM)

­-­Spring­Jack­Up­Floating­Floor­System­(SJUM)

­-­Plywood­Panel­System­(NFM)

­-­Polyurethane­Mat­(PO-MAT)

진동원에서­진동이­매질인­고체로­전달되어­건물의­천정,­

벽등을­진동시켜­공기중으로­음을­방사시키는­것을­고체음

(Structure­Borne­Noise)이라­한다.

-­민원이­발생되는­HCAC­소음원의­주파수­범위-

-­HVAC­소음원­형태에­따른­주파수­범위-

고체음 공기음

1) 고체음의 방지방법

고체음은­발생계,­진동전달계,­음의­방출계­등의­3가지로­구분된다.­

발생계에­대해서는­파워에너지­등의­형태로­주어지는­진동을­

줄이는­것이­첫째이며,­둘째는­기계본체­등의­질량을­증가시켜­

진동속도를­저하시키고,­셋째는­지지부에서의­임피던스를­줄여서­

같은­진동속도에­대한­전달을­적게­하는­등의­방법이­있다.­

발생계와­전달계의­접점에­대한­대책으로서­완충­및­방진이­있다.­

전자는­일정한­에너지를­갖는­가진력에­대해서­연질의­탄성재나­

소성재를­사용하여­충격시간을­연장하고­충격력의­최대치를­

저하시켜서­ 최대가­ 되는­ 충격의­ 고유주파수를­ 저하시키며­

입력에너지의­감소를­목적으로­하는­것이다.­반면에­후자는­

집중정수적인­고유진동계를­구성하고,­그­임피던스의­차에­의해­

가진력의­실제전달률을­저감시키는­방법이다.­이밖에­오일댐퍼등의­

수동형­제진기나­자동제어계를­이용한­능동형­제진기등이­낮은­

주파수­영역에서는­유효하게­사용되고­있으나­고체음­영역에서는­

실용성이­부족하다.

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소음방지편

1)­직접음에­대한­Fresnel­수­N1­

­­X­:­정점

­­A­:­음원에서­방음벽­정점까지의­거리

­­B­:­수음점에서­방음벽­정점까지의­거리

­­d­:­수음점과­음원의­직선거리

가. 회절감쇠치(ΔLd)의 산정

회절감쇠에­의한­벽의­감음효과는­경로차와­해당음의­주파수­

(파장)에­의하여­결정된다.­실제­벽의­효과는­경로차와­음의­

주파수를­고려한­Fresnel­Zone­Number­ (N)로­구하며­이는­

다음­식과­같이­정의된다.

11. 방음벽의 감음효과 계산

라. 흡음 감쇠치(ΔLα)의 산정

­흡음형­방음벽은­흡음에­의해­초과­감쇠가­얻어짐.

마. 유한 방음벽 설치에 따른 삽입손실치(ΔLi)의 산정

­흡음형­방음벽을­적용할­경우.

­반사형­방음벽을­적용할­경우.

(f­:­대상회절­주파수,­Hz)

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Noise 06

음원과­수음점­사이에­장애물이­없는­경우,­소리는­소음원­

으로부터­수음점에­직접적인­경로로­전달된다.­그러나­음원과­

수음점­사이에­장애물이­있는­경우에는­소음원으로부터­발생­

한­소음은­장애물­상단을­회절하여­수음점에­도달하며­이때­

소음이­감쇠된다.­

방음벽의­감음량은­약­10dB­정도이며,­ 15dB의­감음효과를­

달성하기는­매우­어려우나­보통­아주­높은­구조물­및­투과­

손실이­높은­재료를­사용하고­틈이나­개구부를­거의­없게­

함으로써­얻을­수­있다.­방음벽을­설치함으로써­최대로­얻을­

수­있는­감음량은­약­20dB이며,­그­이상의­감음이­요구되면­

다른­방안을­강구해야­한다.­그리고­방음시설의­수음점에서­

음원으로의­가시선을­직접­차단하지않는­한­감음효과가­거의­

없다.

아래­그림과­같이­벽의­길이가­무한히­길고­벽의­투과손실이­

아주­크다고­가정하면,­음원에서­발생한­소음은­방음벽­

상단을­넘어­수음점으로­전달된다.

2)­반사음에­대한­Fresnel­수­N2­

3)­직접음­및­반사음의­회절감쇠치­(Ld1,­Ld2)

4)­방음벽에­의한­회절감쇠치­(ΔLd)

나. 투과손실치(ΔLt)의 산정

­­­­­­­m­:­방음벽의­면밀도­(kg/m2)

다. 직접음 감쇠치(ΔLin)의 산정

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