음향 단열재: 기술적 계산

출처: https://www.researchgate.net/publication/338208869_Insulation_Materials_For_Undergraduate_Students_4_th_Class

 11) 기술적 계산

 

 

 

       다음은 음향 단열재의 효과를 보여주는 몇 가지 사례입니다.

 

  (1) 사례 1

 

   ① 10m×6m×3.5m의 회의장에는 석고 벽 3개(α=0.05), 유리 외관 1개(α=0.03), 플라스틱 타일 천장(α=0.1) 및 카펫 바닥(α=0.3)이 있습니다. 사무실은 그림과 같이 복도 옆에 있습니다.

    ⓐ 회의장에 대한 총 흡음(가구의 흡음= 20Sabins)

    ⓑ 사무실 공간의 소음 감소(분리된 벽의 STC=48)

    ⓒ 분리된 벽이 음향 타일로 덮여있는 경우 회의장의 총 흡음량(NRC=0.9)

    ⓓ 단열 후 사무실 소음 감소(분리된 벽의 STC는 54)

 

   ② 해결

 

    ⓐ ○ 벽(석고)                      A= 10×3.5+6×3.5×2 = 77m²

                                            C= α×A = 0.05×77 = 4 Sabins

        ○ 벽(유리)                      A= 10×3.5 = 35m²

                                            C= α×A = 0.03×35 = 1 Sabins

        ○ 천장(플라스틱 타일)       A= 10×6 = 60m²

                                            C= α×A = 0.1×60 = 6 Sabins

        ○ 바닥(카펫)                   A= 10×6 = 60m²

                                            C= α×A = 0.3×60 = 18 Sabins

 

            C전체 = C벽 + C천장 + C바닥 + C가구 = 4+1+6+18+20 = 49 Sabins

 

    ⓑ NR = TL + 10 log(C/A) = 48 + 10 log(49/21) = 52 dB

    ⓒ 흡음 타일                         A= 6×3.5 = 21m²

 

            C= NRC × A = 0.9×21 = 19 Sabins

            C전체 = 49 + 19 = 68 Sabins

    ⓓ NR = TL + 10 log(C/A) = 54 + 10 log(68/21) = 60 dB

 

    이것은 우수한 단열재입니다.

 

  (2) 사례 2: 6m×5m×3m 거실은 다음과 같은 재료가 설치되어 있습니다.

 

   ① 벽(합판) α=0.2, 천장(석고) α=0.05, 바닥(카펫) α=0.3

      상층 방과 관련해 소음 감쇠는 다음과 같습니다.

    ⓐ 단열 전

    ⓑ 단열 후: 천장에 5cm 유리섬유로 NRC=0.7

    ⓒ 단열재가 없는 지붕의 STC는 48이고 단열재는 54입니다. 가구로 인한 추가적인 흡음은 15 Sabins입니다.

 

   ② 해결

 

    ⓐ 단열 전

 

     ○ 벽(합판)                         A= 6×3×2+5×3×2 = 66m²

                                             C= α×A = 0.2×66 = 14 Sabins

     ○ 천장(석고)                      A= 6×5 = 30m²

                                             C= α×A = 0.05×30 = 2 Sabins

     ○ 바닥(카펫)                      A= 6×5 = 30m²

                                             C= α×A = 0.3×30 = 9 Sabins

 

         C전체 = C벽 + C천장 + C바닥 + C가구 = 14+2+9+15 = 40 Sabins

         NR = TL + 10 log(C/A) = 48 + 10 log(40/30) = 50 dB

 

    ⓑ 단열 후

 

     ○ 그라스울                         A= 6×5 = 30m²

                                             C= NRC × A = 0.7×30 = 21 Sabins

         C전체 = 40 + 21 = 61 Sabins

         NR = TL + 10 log(C/A) = 54 + 10 log(61/30) = 57 dB

 

        이것은 매우 우수한 단열재입니다.

 

  (3) 사례 3

 

       발전기는 창고 10m 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 아래 그림과 같이 외부 나무문 옆에 있습니다. 발전기가 작동하는 동안 소음 수준을 측정하면 90dB가 나타납니다. 벽을 가로지르는 음향 전송은 무시합니다.

   ① 단열재 없이 문을 가로질러 안쪽에서 소음 감소를 찾습니다. 대기에서 소음 흡수는 0.5 dB/m입니다.

   ② 내부 35dB를 달성하기 위해 단열재의 두께를 산출합니다.

   ③ 해결

 

    ⓐ 단열 전

 

     ○ 대기에 의한 흡수: 0.5 × 10 = 5dB

     ○ 표에서 STC=20을 선택합니다.

     ○ NR = TL + 흡수 = 20 + 5 =25dB

 

    ⓑ 단열 후

 

     ○ NR = 90 – 35 = 55dB

     ○ TL = NR – 흡수 = 55 – 5 = 50dB

        표에서 유형 D를 선택하여 단열재 두께는 15mm입니다.

 

 12) 산업에서 소음 공해

 

      소음이 꾸준히 증가하면 청각시스템에 영구적인 손상뿐만 아니라 심박수 감소, 혈압 변화 및 호흡 곤란과 같은 증상이 나타납니다. 개인 작업자에 미치는 심리적인 영향으로 수면의 스타일을 변화시키므로써 신체에 피로가 발생하여 작업의 생산 효율에 영향을 미칩니다. 작업자가 작업기간 동안 지속적인 80dB 소음에 노출될 경우, 이는 몇 년 동안 그의 청력 임계치에서 대략 15dB의 손실을 초래할 것입니다.

 

      소음 레벨은 아래 그림과 같이 소음계라는 장치를 사용하여 측정합니다.

[소음계]

      실험실, 공장 및 창고에서 요구되는 산업안전 조건을 충족하는 소음공해 방지하기 위해 다음 단계를 따라야 합니다.

 

   ① 진동이 심한 기계에 적합한 댐퍼를 설치합니다.

   ② 소음의 흡수 및 분산을 위해 방음을 사용합니다.

   ③ 작업자를 위한 조건으로 귀 보호구를 사용합니다.

 

[진동 패드(네오프렌 또는 비닐)]

 

[점탄성 화합물]

[소음제어 칸막이(유리섬유)]

[커튼]

  (1) 사례

 

       유리섬유 소음 제어 칸막이는 산업 플랜트(80′L×40′W×20′H)에서 전체 많이 사용되며, 아래 그림과 같이 소음원 위에 매달려 있습니다. 벽과 천장은 콘크리트이며 바닥은 카펫입니다. 8dB의 소음 저감을 위한 칸막이 수를 추정합니다. 계산 도표를 사용합니다.

 

[계산 도포]

단단한 표면: 콘크리트, 블록, 대리석 및 석고. 흡음성 표면: 나무와 카펫

  (2) 해결

 

   ① 총 표면적을 결정합니다.

 

    ○ 80′×20′×2′(벽) = 3200

    ○ 40′×20′×2′(벽) = 1600

    ○ 80′×40′×1′(벽) = 3200

    ○ 80′×40′×1′(벽) = 3200

    ○ 총 표면적 = 11200

 

   ② 계산 도표에서 면적 11200, 중간 고체를 연결합니다. 선을 참조선으로 확장하고 교차점을 가르킵니다.

   ③ 감소 지점에서 교차점과 8dB 사이에 선을 연결합니다.

   ④ 필요한 칸막이 수는 200입니다.