개념 한 쪽
소음은 주파수와 음압 등 물리량으로 특징지어지며, 거리와 전파형태에 따라 레벨이 변한다. 동일 음원 여러 개의 합산은 로그 특성으로 계산하고, 방음구의 표기된 등급(NRR)은 보정해 실제 감음량을 추정한다.
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출제기준 단원 「소음에 대한 노출기준」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 동일 레벨 합산 계산 | 1 | 동일 음압 레벨 소음 여러 개의 합산 결과를 계산하는 법을 묻는다 |
| 방호구 감음량 적용 | 1 | NRR 등의 표기값을 보정하여 실제 노출 레벨을 추정하는 방법을 묻는다 |
| 점음원 거리 감쇠 계산 | 1 | 점음원의 거리 변화에 따른 dB 감소량을 계산하는 방법을 묻는다 |
소리의 높낮이는 주파수(Hz)에 의해 결정되고, 소리의 크기나 강도는 음압이나 음향 에너지와 관련되므로 높낮이와 크기를 혼동하지 않아야 한다. 인간의 가청 주파수 범위는 약 20Hz에서 20,000Hz이며, 회화음역은 주로 250~3,000Hz 대역에 해당한다.
점음원은 자유공간에서 구면상으로 전파하여 거리에 따라 음압이나 음의 세기가 감소한다. 거리 비율 r2/r1에 따른 음압레벨 감쇠량은 20log10(r2/r1)을 사용하고, 음의 세기레벨 감쇠는 거리 제곱의 역비에 따라 10log10(1/(r2/r1)²)로 해석되어 거리 2배는 약 6dB 감소, 거리 3배는 약 9.5dB 감소로 계산된다.
음압레벨은 기준 음압 P0(0.00002 N/m²)에 대한 측정 음압 P의 비율의 상용로그에 20을 곱한 값으로 정의한다(20·log10(P/P0)). 예를 들어 P가 4 N/m²이면 20·log10(4/0.00002)로 계산하여 약 106dB가 된다.
동일한 음압레벨을 가진 소음원이 여러 개 합쳐질 때 전체 레벨 증가는 로그 특성으로 나타난다. 동일한 음압레벨 소음 2개가 합해지면 에너지가 2배가 되어 약 3dB 증가하므로 80dB 두 개는 약 83dB가 된다. N개 합산 시에는 3dB×log2(N) 공식을 활용하면 증가량을 빠르게 추정할 수 있다.
방호구의 감음 효과를 나타내는 NRR 등급은 실험실 조건에서 측정된 값이므로 현장 적용 시 안전 보정을 적용해야 한다. 귀마개와 귀덮개의 차이는 휴대성과 착용 편의성은 귀마개가 우수하고, 차음 효과 특히 저주파 차단은 귀덮개가 우수하다는 점으로 요약된다.
예 1 — 동일 음압레벨 두 개의 합산: 두 소음원이 각각 80dB일 때 총 음압레벨을 구한다. 동일한 레벨 두 개가 합쳐지면 에너지가 2배가 되므로 dB는 약 3dB 증가한다. 따라서 총 레벨은 80 + 3 = 83dB가 된다.
예 2 — 점음원 거리 변화에 따른 감쇠: 점음원에서 10m 지점의 음압레벨이 100dB일 때, 30m 지점의 레벨을 구한다. 거리가 3배가 되었으므로 음압레벨 변화량은 20·log10(3) ≒ 9.54dB 감소한다. 따라서 100 - 9.54 ≒ 90.46dB로 반올림하면 약 90.5dB가 된다.
음압레벨이 80㏈로 동일한 두가지의 소음이 합쳐질 경우 총 음압레벨은 얼마가 되는가?
정답 ② · 문제는 동일한 음압레벨 80 dB 소음 두 개가 합쳐질 때 총음압레벨을 묻는다. 동일한 소음원이 두 개일 때 음향에너지는 2배가 되고 데시벨은 로그 척도이므로 10·log10(2) ≈ 3 dB만큼 증가한다.
동일한 음압레벨 80dB 소음 두 개가 합쳐지면 에너지는 2배가 되므로 약 3dB 증가한 83dB이 된다.
귀마개에 관한 설명으로 틀린 것은? (단, 귀덮개와 비교함)
정답 ④ · 귀마개(Earplug)는 귀덮개(Earmuff)에 비해 부피가 작아 휴대와 착용이 간편하고 머리 부근의 좁은 공간에서 작업하기에 유리합니다. 하지만 귀덮개에 비해 차음 효과(소음 차단 능력)가 일반적으로 낮으며, 특히 저주파 대역의 소음 차단에 취약합니다.
귀마개는 귀덮개에 비해 부피가 작아 휴대성과 착용 편의성은 우수하나, 차음 효과는 일반적으로 낮다.
각각 87dB(A)의 음압수준을 발생하는 소음원이 2개 있다. 2개의 소음원이 동시에 가동될 때 발생하는 음압수준은?
정답 ② · 문항은 동일한 음압 수준(87dB)이 각각 발생하는 소음원 두 개가 동시에 작동할 때 전체 음압 수준을 계산하라는 것이다. 동일 음원이 두 배로 증가하면 데시벨이 약 10log10(2)≈3dB 증가하므로 87+3=90dB가 된다.
동일한 음원의 음압수준이 2배 증가할 때 데시벨 값은 약 3dB 증가하므로 87dB+3dB=90dB이다.
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