환경·산업소음 능동제어 기술 및 제어 유형 개발

키워드

확장요약문

외부 환경에서 발생하는 다양한 환경 및 산업시설 소음은 신체적, 생리적, 정신적, 사회적 피해를 유발하며, 이를 저감하기 위한 대책으로 물리적인 방음구조물이 설치되고 있다. 구체적으로 도로 및 철도 교통소음과 공장 등 산업시설 소음에는 방음벽이, 공사현장 소음에 대해서는 가설벽 형태로 시공된다. 그러나, 이러한 소음 대책은 도심지 내 경관 저해, 조망권 침해, 자연광 제한, 기류 흐름 방해 등의 부작용을 발생시키며, 방음벽이 높아질수록 시공비의 급격한 증가와 시각적 위압감을 초래하기도 한다.

본 연구에서는 이러한 물리적 방음벽을 부분적 또는 완전히 대체할 수 있는 수준의 성능 확보를 목표로, 전자적인 기법을 접목한 능동소음제어(Active Noise Control, ANC) 기술을 개발하였다. 공동주택 층간소음 저감을 위해 개발하여 상품화 실증을 진행중인 광역공간 능동소음제어 시스템을 실외 방사소음 저감을 위해 확대 적용하였으며, 실내 음장에서 실외 음장으로 전환하기 위해 제어 기술의 고도화를 진행하였다. 이에 따라 실외 방사소음 저감을 위한 ‘Active Grid Wall System’을 개발하고 그 성능을 검증하였다. 본 시스템은 방음벽을 보조하는 방음벽 융합 형태와 방음벽이 없는 독립 형태의 두가지 제어 유형으로 분류된다. 소음 전파 경로를 제어하는 방식으로서, 전자는 방음벽을 넘어 전파되는 회절음을, 후자는 소음원에 인접하여 소음원에서 방사되는 직접음을 중점적으로 제어한다. 감지센서, 오차마이크, 스피커 등 제어장치 최적 배열안을 도출하기 위해 방음벽 융합 유형 5 개, 독립 유형 6 개의 배열안을 설계하여 성능을 평가하였다. 제어에는 최대 24 개 스피커를 활용하였으며, 가로 1m 간격과 세로 4m 간격의 총 16 개 지점(4x4 배치)에서 성능을 측정하였다. 그 결과, 배열안에 따라 방음벽 융합 유형은 소음원으로 부터 20~32m 측정 구역에서 평균 최대 4.1dB, 독립 유형은 11~23m 측정 구역에서 평균 최대 10.3dB 의 소음 저감 성능을 달성하여 최적 배열안을 제시하고 그 실효성을 입증하였다.