개념 한 쪽
방음식재는 도로 등 소음원을 차단하거나 흡수하여 주변 환경의 소음 수준을 낮추는 식재 기법이다. 효과를 높이려면 소음원에 가깝게 조성하고, 잎이 치밀한 상록활엽수와 낮은 지하고를 고려한 교목·관목의 혼식을 통해 충분한 식재대 너비와 높이를 확보해야 한다. 또한 여러 음원의 합성과 데시벨 변환 계산을 정확히 이해해야 감쇠량을 올바르게 산정할 수 있다.
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출제기준 단원 「방음식재」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기능 분류 오류 찾기 | 1 | 고속도로 식재의 기능별 분류에서 잘못된 짝을 골라내기 |
| 방음식재 설계 수치 확인 | 1 | 방음식재의 설치 거리·식재대 폭·감쇠 관련 기준 수치 판별하기 |
| 음압 합성 및 감쇠 계산 | 1 | 간섭 없는 음원 합성 후 데시벨 환산으로 감쇠량 계산하기 |
방음식재의 기본 원칙은 소음원에 가깝게 배치하면 차단 효과가 크다는 점이다. 소리는 전파되며 거리가 멀어질수록 감쇠되므로 식재대를 소음원 가까운 쪽에 두어 초기 에너지를 흡수하도록 설계한다.
효과적인 방음식재에서는 식수대 가장자리를 도로 중심선으로부터 통상 15m 이내에 두는 것을 원칙으로 하며, 식재대의 폭은 통상 20~30m 범위를 확보하여 소음을 흡수할 충분한 단면을 만든다. 도로와 가옥 간의 이상적인 최소 거리는 약 30m로 보고 이를 설계 기준으로 활용한다.
식물종 선택에서는 지엽이 치밀한 상록활엽수를 선호하고, 지하고가 낮아 하부가 빈 약점이 없도록 교목·관목을 혼식하여 수림대의 연속성과 밀도를 확보한다. 수림대 높이는 충분히 확보하여 음파 차단과 흡수 기능을 발현하도록 한다.
소음 감쇠량 계산은 음압의 합성 원리를 따른다. 간섭이 없는 음원끼리는 음압의 제곱합을 먼저 구하고 그 제곱근을 취해 합성 음압을 얻은 뒤, 이를 데시벨로 환산하여 대조하는 방식으로 처리한다. 계산식 적용에서 루트를 빼먹거나 에너지 합산을 잘못하면 크게 다른 값이 나올 수 있으므로 주의해야 한다.
예 1: 간섭 없는 두 음원이 각각 0.2 N/m², 0.1 N/m²의 음압을 발생시킬 때 합성 음압을 구하는 방법은 다음과 같다. 먼저 제곱합을 계산한다: 0.2² + 0.1² = 0.04 + 0.01 = 0.05. 합성 음압 P = √0.05 ≈ 0.224 N/m². 데시벨 환산식 L = 20 log(P / 2×10⁻⁵)을 적용하면 L ≈ 20 log(0.224 / 0.00002) ≈ 81 dB가 된다. 수음점에서 측정된 음압도가 50 dB이면 감쇠량은 81 − 50 = 31 dB가 된다.
예 2: 방음식재 설계 시 현장에 따라 식재대 폭을 20~30 m로 확보하면 일반적으로 수치상 5~8 dB의 감쇠를 기대할 수 있다는 설계 기준을 활용한다. 이때 구체적 감쇠량은 식물 밀도, 지하고, 수림대 높이 등 현장 조건에 따라 달라질 수 있으므로 설계 시 참고값으로 사용한다.
고속도로 식재의 기능과 분류를 한 것 중 틀린 것은?
정답 ② · 고속도로 식재의 분류 중 경관 처리 기능에는 주변의 좋지 않은 시설물을 가리기 위한 차폐식재, 운전자의 시야를 돕고 주변 환경과의 조화를 이루는 경관식재가 포함됩니다. 반면 '법면보호식재'는 침식을 막고 토사의 붕괴를 예방하기 위한 토목적 목적의 환경보전(구조안정) 기능에 해당하므로 경관 처리 기능으로 묶인 것은 틀린 설명입니다.
법면보호식재는 침식·토사 붕괴 방지를 위한 환경보전 기능이지 경관처리 기능이 아니다.
방음식재(防音植裁)에 관한 사항 중 틀린 것은?
정답 ① · 문항은 방음식재의 배치 기준과 식재 구성에 관한 올바른 설명을 찾는 문제다. 방음식재대의 가장자리 위치는 도로 중심선으로부터 통상 약 15m 이내로 두는 것이 일반적이며, 12m 이내라는 수치는 표준과 맞지 않아 틀린 설명이다.
방음식재의 식수대 가장자리는 도로 중심선으로부터 통상 15m 이내에 두는 것이 원칙이므로 '12m'는 틀린 수치다.
0.2N/m²와 0.1N/m²의 음압을 발생하는 음원에 접근하여 방음식재를 한 결과 소음이 감쇠되어 수음점에서는 50dB의 음압도를 나타냈다. 수림대에 의해 감쇠된 소음은 몇 dB인가?(단, 두 음압이 상호간에 간섭이 없는 조건에서)
정답 ③ · 서로 다른 두 개의 독립적인 음원이 동시에 발생할 때 간섭이 없다면, 전체 음향 에너지는 각 음압의 제곱의 합으로 구해집니다. 음압 P1=0.2 N/m², P2=0.1 N/m² 일 때, 총 음압의 제곱은 P1²+P2² = (0.2)² + (0.1)² = 0.04 + 0.01 = 0.05 N/m² 입니다.
간섭 없는 음원 합성은 제곱 합 후 √: √(0.2²+0.1²)=0.224N/m²→81dB, 감쇠 81−50=31dB.
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