목업 방음터널에 대한 STI 지수 평가 및 고찰

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확장요약문

국내에서는 도심 및 주거지 인근 도로의 교통소음 문제에 대응하기 위해 방음터널의 설치 사례가 꾸준히 늘고 있다. 방음터널은 도로 구간 상부와 측면을 차음 구조로 감싸 소음의 외부 방사를 차단하는 시설물로, 주로 KS F 4770-1~4에 부합하는 금속형·투명형·목재형 방음판을 조합하여 시공된다. 이러한 구조는 인접 주거지역의 소음 피해를 효과적으로 줄이는 반면, 터널 내부를 사실상 밀폐된 공간으로 만든다. 그 결과 화재나 차량 사고 등 비상상황이 발생하면 대규모 인명피해로 확대될 위험을 안고 있다. 방음터널의 설치건수가 늘어나게 되면서 방음터널 재난 상황 건수도 높아질 가능성에 대한 우려가 증가 하고 있다.

기존 방음터널의 투명형 방음판의 경우 PMMA 재질로 화재 시 화염이 구조물을 따라 확산될 우려가 있어, 피해를 줄이려면 이용자의 조속한 대피가 무엇보다 중요하다. 그런데 방음판의 재질과 배치 형태에 따라 내부 반사음이 많아지면 잔향시간이 증가하고, 이는 안내방송의 음성 명료도를 떨어뜨려 이용자가 방송 내용을 정확히 알아듣기 어렵게 만든다. 명료도가 저하되면 대피 개시가 늦어지거나 피난 과정에서 혼란이 생길 수 있다. 따라서 방음터널의 음향 설계는 소음 저감 성능만이 아니라 비상 시 피난방송의 전달 품질까지 아울러 검토해야 한다.

또한 재난 상황에서는 구조물의 열변형이나 파손으로 음의 전파 경로가 달라질 수 있으며, 이로 인해 방송음의 전달 특성이 더욱 나빠질 수 있다. 화재 및 사고에 수반되는 배경소음까지 커지면 안내방송의 명료도는 한층 더 낮아질 가능성이 크다. 그러므로 이처럼 열악한 음향 조건에서도 이용자가 상황을 분명하게 인지할 수 있도록, 충분한 성능을 갖춘 비상방송 시스템을 마련할 필요가 있다.

본 연구에서는 선행연구에서 준불연 성능 확보를 목적으로 개발한 방음판을 적용하여 방음터널 목업을 구축하였다. 선행연구에서 터널 내 평가 방법을 연구한 내용을 바탕으로, 목업 내부에 화원을 발생시켜 화재 상황을 모사하고, 환기팬, 피난유도등 및 비상안내방송 설비를 동시에 가동한 조건에서 음성전달지수(Speech Transmission Index, STI)와 음향 환경을 측정·분석하였다. 음향 환경 측정 항목은 배경소음, 잔향시간, 방송 송출 시 수음 위치별 음압레벨 등이다. 이를 통해 방음터널 내 음성 명료도 수준을 진단하고, 화재 등 비상상황에서 피난방송이 유효하게 전달되기 위해 확보해야 할 최소 STI 조건을 제시하고자 한다. 본 연구의 결과는 향후 방음터널의 음향 설계와 비상방송 시스템 구축에 활용할 수 있는 기초자료가 될 것으로 기대된다.