우리에게 친근한 방음벽으로의 접근(5)-(한국아파트신문,2010.10.27) > 칼럼

우리에게 친근한 방음벽으로의 접근(5)

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도로와 수음원 사이에 놓여진 방음벽이 무한히 길고 면밀도가 상당히 크다고 하면 소음의 전파는 오직 방음벽의 상단에서 회절하여 전달되는 음뿐이다. 이때 회절하는 음은 회절각(ø)이 클수록 방음벽에 의한 소음저감효과는 상승한다. 회절각을 크게 하기 위해서는 방음벽의 높이를 높이는 방법과 수음점이 방음벽 가까이 위치하면 가능하지만 방음벽의 높이를 무한정 높인다는 것은 현실적으로 불가능하며, 수음점이 방음벽 가까이 위치하면 거주자의 시야가 가려져 전망에 문제가 생긴다. 도로에서 발생하는 소음은 회절을 통한 방음벽의 상단으로 넘어가는 음과 방음벽 자체를 통과하여 수음원에 도달하는 투과음이 있다. 벽을 투과하는 음에너지는 방음벽의 재료와 음의 입사각, 주파수 등에 영향을 받으며 특히 방음벽 재료의 중량과 강성에 의해 결정된다. 소음을 차단하는 재료의 능력을 투과손실(TL)을 이용하여 평가한다. 방음벽의 투과손실은 소음원의 주파수특성과 방음벽에 사용된 재료의 밀도에 의해 결정되며 저주파수의 경우 벽체의 강도에 중간주파수의 경우 질량법칙에, 고주파수의 경우 벽체의 Damping에 의해 제어되는 영역으로 분할된다. 투과손실을 간단히 계산하는 방법으로 다음식이 많이 사용된다.

TL = 18log(mf)-44

m : 재료의 면밀도(kg/m2) f : 입사음의 주파수

재료의 투과손실은 재료에 조금의 틈이 존재한다면 그 틈으로 인해 음이 상당히 전달된다. 방음벽 시공시 재료의 이음부와 지면과 맞나는 부분에 시공이 불량하여 틈새가 생기면 방음벽에 의한 소음효과는 현저하게 저하된다. 예를 들어 벽안쪽에 일정한 음압레벨 L1이 분포되어 있을 때 벽체에 틈새가 없으면 벽 외측에서의 음압레벨 L2는 L1에 비해 벽의 투과손실 TL만큼 감소하지만 벽 전체 면적의 1/n만큼 틈새가 있으면 L2는 식(3.3) 만큼 감소된다. 방음벽 시공시 틈새가 발생하지 않도록 주의를 기울여야한다.

L2 = L1-10log n [dB]

방음벽의 반사

방음벽으로 사용되는 재료에 따라 소음원에서 발생한 음에너지는 반사된다. 이 부분은 광학에서처럼 입사각과 같은 각을 따라 소음원 쪽으로 다시 반사되는데 이러한 반사는 소음원 쪽에 있는 다른 소음 피해자에게 해를 끼칠 수 있다. 반사된 소음은 다른 장애물이 없으면 수음점 쪽으로 다시 반사되어 영향을 주지는 않지만 평행하게 설치된 방음벽이 있는 경우 방음벽 상단의 회절음 이외에도 맞은편 방음벽에 의한 영향을 받게된다. 반사음의 영향정도는 수음점의 높이, 방음벽의 높이, 방음벽 사이의 거리에 따라 영향을 받는다. 일반적으로 반사형 방음벽의 경우 반사음에 의한 영향을 무시할 수 있는 경우는 다음과 같다.

(a) 방음대책이 필요한 건축물이 방음벽으로부터 500m 이내에 없는 경우

(b) 반사음의 영향을 받는 건축물이 철로보다 낮게 있는 경우

(c) 반사면(건물, 방음벽, 옹벽 등)이 맞은편의 방음벽으로부터 반사면 높이의 20배 이상 떨어져 있는 경우 등이 있다.