저주파소음, 정말 위험한가(3)(한국아파트신문,2014.03.26) > 칼럼

저주파음은 앞서 언급한 것처럼 주파수가 낮기 때문에 사람의 귀로 감지하기가 어렵다. 하지만 신체 일부분은 이들 저주파 음을 감지할 수 있는데, 6Hz의 음은 피로나 우울증을, 7Hz의 음은 심장과 밀접한 것으로 보고된바 있다. 저주파 소음에 대한 평가는 각 나라마다 다른데 20Hz 이하의 초저주파음에 대한 가청 한계값은 ISO 7196에서는 G-가중 함수로 정의하고 있다. 20Hz 이상의 저주파에 대해서는 dBA 혹은 dB로서 평가하는 나라도 있지만 대부분의 연구들은 보정없이 dB로 평가하고 있다. 일본과 독일, 덴마크, 미국, 네덜란드 등 선진국들의 사례를 보면 저주파 소음은 소득 수준이 올라가고 삶의 질에 대한 국민의 요구수준이 높아질수록 점차 사회문제로 발전되는 경향을 보이고 있다.

  특히 태아나 임산부 및 장․노년층이 저주파 소음을 지속적으로 받게 되면 더욱 위험하다는 점에서 급속하게 고령화 시대에 접어들고 있는 우리나라도 이에 대한 체계적인 연구, 가이드라인 및 규제 구축은 필수적이다. 저주파 소음이 개인의 신체적, 정신적 복리에 위험과 고통을 야기하기 때문에 이에 대한 규제가 ‘글로벌 스탠더드’로 자리매김하는 것은 단지 시간의 문제로 판단된다. 즉 저주파 소음 저감 기술의 확보가 곧 국가와 기업의 경쟁력이 되는 시대의 도래가 예상된다. 조금 더 이론적으로 접근을 하면, 음파가 공기와 물과 같이 서로 다른 성질을 갖는 두 매질의 경계면에 충돌하면 파동의 일부분은 반사되고 일부는 2번째 매질 내로 투과된다(일반적으로는 이때 굴절을 일으킴).

  따라서 음파 에너지의 투과는 경계면의 영향을 받는다. 어떤 매질 사이에 음향 성질이 다른 일정한 두께의 매질을 끼워 넣으면 파동을 선택적으로 투과하게 할 수 있다. 따라서 매질을 적절히 배열하면 어떤 특정한 진동수의 음파는 투과시키고 다른 진동수의 음파는 전혀 투과시키지 않는 음향 필터를 만들 수 있다. 이와 같은 교번(交番) 구조에는 여러 개의 통과대역과 감쇄대역이 있다. 튜브의 벽면에 여러 개의 구멍이 일정한 간격으로 뚫어져 있으면 음향 필터로 작용하는데, 낮은 진동수의 음향이 약화되므로 고주파 통과 필터라고 한다. 물리적인 구조를 변경하면 저주파 통과 필터를 만드는 것도 가능하다.

 송풍기·소음기(消音器) 등과 같이 기체의 흐름에 의해서 소음이 발생하는 여러 기구에서 특정한 진동수의 음파를 감소시키기 위해서 여러 형태의 음향 필터가 제작되었다. 여러 가지의 악기는 동작원리상 음향 필터의 작용을 한다. 음향이 어떤 매질을 통과할 때는 매질에 의해서 일부가 흡수되므로 음파가 진행함에 따라서 강도가 점차 약해진다. 음파가 유한한 크기를 갖는 장애물에 충돌하면 음향 에너지의 일부는 반사되고 일부는 장애물을 투과하며 일부는 장애물을 우회(迂廻)하는데, 이를 회절이라 한다. 이 경우 장애물에 의해서 음파가 산란되었다고 표현한다. 저주파소음이 가장 흔히 일반인이 느낄 수 있는 장소는 도로인근에 위치한 주택가이다. 독일, 미국, 일본 등 많은 나라에서는 도로소음에서 발생되는 저주파소음을 차단하기 위한 노력을 분주히 하고 있고, 그 성과가 현재 능동소음제어라는 기술로 도출되고 있는 실정이다.

  왜 선진국에서는 이러한 새로운 기술에 끊임없이 도전을 하고 그 시장을 개척하고 있는 것일까? 선진국의 기술개발은 방음벽 시장의 규모를 살펴보면, 짐작할 수 있을 것이다. 최근 환경 관련 시장의 평균 증가률 11.6%를 적용하여 향후 방음벽 시장을 예상하면, 2010년에는 순수 방음벽 시장 규모가 약 2027억원, 2015년에는 3,096억에 달할 것으로 예상되며, 옹벽 및 담장(휀스), 중앙분리대 등 연관 산업 시장 규모는 2015년에는 약 3조원 이상일 것이다. 또한, 옹벽 및 담장(휀스), 중앙분리대 등 연관 산업 시장 규모는 2015년에는 약 3조원 이상일 것이다. 도로교통소음을 효과적으로 차단하여 공동주택의 음향성능을 효과적으로 개선시킬 수 있는 능동소음저감 원리를 이용한 방음벽시스템이 개발될 경우, 향후 신설 및 유지관리가 필요한 기존 방음벽의 대체, 방음벽 이외의 방음시설로 사용되고 있는 옹벽 및 담장, 중앙분리대 등의 대체로 얻어지는 시장 매출액 규모는 2015년에는 약 5조원(잠정 추정치임) 이상일 것이다.

  또한, 국내 다수의 건축자재 및 시공관련업체의 참여가 활성화되어 수많은 데이터의 확보 및 기술 개선이 일어날 것이다. 능동소음제어를 통한 세계 방음벽 시장에 도전할 분명한 시기이다.현 도로교통소음을 저감하기 위한 정부의 대책은 교통소음규제지역의 지정에 따른 방음벽 설치 및 저소음도로포장이 전부이다.(교통소음규제지역 412개 지역 654㎞, 방음벽 3,044개소 741㎞, 저소음포장도로 163개소 79㎞). 승용차는 저속주행시 엔진음이 크고, 고속주행시는 타이어 마찰음이 크게 나타나고, 대형차는 주행속도에 관계없이 엔진음이 크게 소음에 영향을 미치고 있다. 또한 도로구조에 따라 주변에 미치는 소음도의 차이가 있는데, 도로의 평탄, 구배, 성토, 절토에 따라 소음도가 다르고, 도로의 구조물이 고가, 교량, 터널에 따라 소음도가 다르며, 도로가「소음․진동규제법」상 교통기관에 명시되어 있으나, 도로의 소음관리에 대한 규정은 미비하다.

그렇다면, 이를 개선할 수 있는 방법은 없는 것일까? 먼저 도로교통소음·진동 환경기준을 현실에 맞게 재설정 및 도로변에 대해 초과지역 및 초과우려지역 등 규제지역을 지정 관리하고, 둘째는 도심지역 도로 주행 시 규제속도를 각 도로에 적합하게 신설하고, 도로변에서의 소음·진동도 조사연구를 통하여 최적의 주행속도를 설정하는 것이다. 셋째, 도로변에 각종 건축물 허가 시 환경소음·진동 검토를 의무화하여 기준 초과 및 초과가 되지 않은 경우에도 방음시설 설치(시공자 부담)를 의무화하는 것이다. 또한, 가장 시급한 과제는 도로교통소음을 저감하기 위한 구체적인 연구와 전문가 그룹이 턱없이 부족한 상황이므로, 이에 대한 장ㆍ단기적인 관점에서의 연구와 전문가 그룹의 양성이 필요하다.