건축설비 소음과 진동

목차

Ⅰ. 소음
1. 소음측정
(1) 소음계
(2) 소음레벨 측정법
(3) 주파수 분석
2. 소음평가
(1) 평가소음레벨과 등가소음레벨
(2) 주야등가소음레벨
(3) 교통소음지수
(4) 감각소음레벨
(5) WECPNL
(6) 실내소음 평가지수
3. 소음원 대책
4. 배치계획
5. 장벽에 의한 소음조절
6. 흡음 및 차음에 의한 소음조절
(1) 흡음처리에 의한 소음조절
(2) 차음처리에 의한 소음조절


Ⅱ. 진동
1. 방진원리
2. 진동과 감각
3. 방진계획
(1) 강제진동수와 고유진동수
(2) 구조물의지지
(3) 배관류의 방진

본문내용

는 비효을적 이다.
흡음재를 부착할 실내 표면적이 부족할 경우에는 흡음의 증가를 가져을 수 있도록 특수한 흡음구조방법을 적용하여 실의 전체 흡음량을 증가시켜야 한다 (그림 15 *9 ).
(2) 차음처리에 의한 소음조절
건물구조체에서 벽은 창이나 문 등의 개구부를 갖게 되므로, 이들의 조합에 의해 차음성능이 결정된다. 그러나 이들 벽체의 차음 성능은 벽 자체보다는 개구부의 차음성에 크게 영향을 받게 된다.
2중벽에서 중공층의 두께는 최소한 100mm 이상이 되어야만 공기층에 의한 결합을 차단하고 공명주파수가 가청주파수 이하로 될 수 있다. 특히 경략벽에서는 공명주파수가 가청범위 이내에 들어가기 쉬우므로 중공층을 더욱 넓게 할 필요가 있다. 중공 부분에 공명음장이 형성되는 것을 방지하기 위해서는 이 부분을 다공성 흡음재 등으로 흡음처리하는 것이 좋다.
2중창은 2중벽의 특수예로 볼 수 있으며, 유리 사이의 공간이 최소 200mm가 되어야만 공명주파수가 가청범위 이내로 들어오는 것을 방지할 수 있다. 창호에 의한 음의 차단에서는 유리면의 기밀화도 중요하지만 특히 창틀재 주변부를 흡음재로 보강하도록 한다. 또 이중창에서는 유리의 두께를 서로 다르게 하여 일치효과의 주파수를 변화시키는 방법과 한쪽 유리를 경사지게 하여 공명이 생기지 않도록 하는 방법도 있다.
문의 차음성을 증가시키기 위한 방법은 가능한 무거운 재료 solid-core pannel)를 사용하고, 개스킷(gasket) 처리 등으로 기밀화하는 것이다. 문의 개폐로 인한 소음전달을 작게 하기 위하여는 사운드로비 (sound lobby)를 이용한다(그림 15 ·10).
바닥구조에서는 충격성 소음을 줄이기 위해 중간에 완충재를 삽하고 바닥표면 마무리는 카펫트, 고무타일, 고무패트 등 유연한 탄성재를 사용하면 효과적이다. 또 콘크리트 바닥판을 고주파수 성분이 많은 바닥충격음을 발생하므로 장선을 댄 바닥으로 처리할 경우 바닥충격음이 크게 개선된다. 또 중량충격음을 발생하는 고체음이 구조체에 전달되지 않도록 하기 위해서는 뜬 바닥구조가 가장 이상적이다
Ⅱ. 진동
(진동조절계획 )
1. 방진원리
건물내에 설치된 기계진동은 구조체에 전달되어 고체전달음(固體傳達音)이 된다. 그림 15.12와 같이 상하방향의 진동을 발생하는 질량 m의 기계가 마찰저항계수 c, 스프링상수 k 인 탄성체로 받쳐져 있을때 단일공진계에 대한 방진원리를 고찰한다. 상하방향 의 가진력 F(t)가 가해질 때 속도 v의 운동을 하게 되며, 이때 용수철 변위를 x 라 하면 이 진동계의 운동방정식은 다음과 같다.
방진효과를 얻기 위해서는 f/fn 이 2^1/2 보다 크게 하는 것이 요구되며, 가능한 f/f3이 되도록 방진 설계를 하여야 한다. 그러나 C/Cc가 너무 크면, 공진점의 전달률은 작아지지만, 높은 주파수 영역에서 가 별로 작아지지 않게 되어 소리의 방진효과가 없게 됨을 주의하여야 한다. 이때 방진효과는 20 log (1/T) (dB)로 나타낸다.
2. 진동과 감각
진동도 음과 같이 동일가속도라도 진동수(frequency)에따라 감각이 달라진다. 이러한 인체의 감각에 대하여 ISO에서는 등감도곡선을 근거로 작업에 대한 전신진동노출의 허용기준을 정하고 있다.
인간의 감각은 그림과 같이 동일 선상의 값을 같은 크기로 느끼고, 수직진동과 수평진동에서는 그 감각에 약간의 차이를 보이고 있다. 지표진동에서의 감각은 수직진동이 수평진동보다 큰 경우가 많으며 보다 강하게 느낀다.
3. 방진계획
건물내의 진동은 설비기계류의 진동이 구조체를 통해 전달되는 것이 대부분이며, 도로교통이나 철도 등 교통수단에 의한 외부진동도 원인이 된다. 이러한 진동은 건물구조채 내에서 먼 거리까지 전파될 뿐 아니라 실내장식벽이나 유리창, 장식물 등을 진동시켜 2차소음을 발생하게도 한다.
진동대책에서는 우선 건물의 위치선정 및 실 배치계획이 사전에 충분히 고려되어야 한다. 발생원에 대해서는 가급적 진동이 작은 것을 선정하는 것도 중요하지만 적절한 방진재(防振材)로 지지하고, 방진재의 탄성에 의한 고유진동수(圈有振動數)를 적게 하여 진동에너지를 방진재에 흡수하게 한다.
(1) 강제진동수와 고유진동수
진동원은 보통 저음에서 고음역에 이르기까지 넓은 범위의 진동수를 대상으로 하며 이를 강제진동수(J) 라고 한다. 방진재는 그 위에 설치된 기계 또는 뜬 구조 중량에 의해 수축되면서 방진재 자체의 고유진동수(Jw)가 진동하게 된다. 이 때 방진재의 수축이 커지면 고유진동수는 낮아지게 된다. 방진재에 의한 진동차단의 정도는 강제진동수와 고유진동수의 비에 따르게 된다.
(2) 구조물의 지지
설비기계 등은 건축물에 설치하는 경우 될 수 있는 대로 진폭을 적게 하기 위하여 지지대는 기계중량의 2~3배 이상의 중량을 갖도록 한다. 방진재료의 선정에서는 이와 같은 공통 지지대를 포함 한 전 중량 에 의해 정해진 변위량이 되도록 선정한다. 방진고 무와 금속스프링을 사용하게 되는 경우는 변위량 』를 2.5~7.5cm 즉 fn < 3 Hz가 되도록 하는 것이 유리하다.
금속스프링은 변형량을 크게 할 수 있으므로 5Hz 이하의 진동수를 차단하는데는 적당하지만, 저항성분이 작아 공진 현상에 의한 가청주파수의 방진효과가 나쁘게 된다. 또한 금속스프링은 큰크리트 바닥과의 고유 음향임피던스 차이가 작으므로 용수철 자체를 전파하는 고유전파음에 대한 절연이 좋지 않다. 따라서 그림 15·16과 같이 방진고무를 금속스프링과 직렬로 되게 연결 사용하면 효과가 있다. 방진고무는 상하진동을 억제하고 큰크리트 베드는 수평진동을 억제하는 데 유효하다. 설비기계를 지면에 접한 바닥에 두지 않을 때는 집중하중이 걸리는 탄성지지점이 보위에 놓여지도록 계획하거나, 바닥을 충분히 두껍게 하여야 한다.
(3) 배관류의 방진
설비기계의 소음 ·덕트나 배관파이프를 따라 전파되므로 그 접속부에는 고무파이프, 캔버스 덕트(canvas duct) 등 유연하고 신축성 있는 재료를 사용한다. 이러한 기계에 의한 전달 외에 관내의 유체흐름에 의한 소음 ·진동전달을 방지하기 위하여는 고무, 펠트, 유리섬유, 암면 등을 넣어 구조체와 절연하여야 한다.

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