소음 계산

소음의 제어에 관계하는 기술은 방송기술과 음향공학의 발전과 함께 진보되어 왔습니다. 이와 같이 소리를 인간의 힘으로 크게 하거나, 작게 하거나 하는 제어는 발달했지만 끝에 방심해 버리면 공조설비의 준공 후에 소음이 발생하고 고장나는 일이 있기 때문에 소음 설계의 내용을 잘 이해하지 않으면 안됩니다. 그러면 소음의 계산방식을 알아 보겠습니다. 먼저 최초로 송풍기의 중간에서 가장 큰 음원리라고 생각되는 송풍기에서 도대체 어느 정도의 소음이 발생하는 가를 조사해 봅니다. 정확히 물질은 원자가 모아져서 이루어지는 것과 같이 어떤 복잡한 소리라도 여러 가지의 주파수를 가진 순음에서 이루어져 있습니다. 어떠한 복잡한 소리의 파장이라도 단순한 정현파로 분해 하는 방법이 발견되었고 결국 그것을 형성하고 있는 여러 가지 크기의 정현파를 역으로 되풀이해서 포개면 모든 복잡한 파장으로 되는 것입니다. 우리 귀의 감도는 주파수에 의해 변하고 같은 음압이라도 2000~4000Hz 정도의 소리는 100Hz 의 소리 보다도 크게 들립니다. 그래서 송풍기에서 나온 소음을 구성ㅎ고 여러가지의 주파수를 가진 순음의 중에서 어느 주파수가 가장 원기 와성한가 하는 것을 미리 조사해 두어 이것으로 공격 목표를 향해 나아갈 필요가 있습니다. 다만 이것을 행한 경우 가각의 주파수마다 조사하는 것에는 많은 시간이 걸리기 때문에 주파수의 무리를 45~90Hz, 90~180Hz, 180~300Hz 로 이루어진 그룹으로 나누어 이 중에 어느 주파수 밴드에 주 에너지가 있는가를 조사하는 것을 주파수분석이라고 합니다. 소리가 덕트에 전달하는 도중에 덕트의 분기부에 다다르면 분할되기도 하고 구부러진 부분에서는 반대로 되거나, 파장과 파장이 충돌하거나 해서 지금까지 가졌던 에너지를 소모합니다. 이 덕트의 분기부에서 일어나는 소리의 소모하는 양을 구합니다. 일반적으로는 지관 단면적의 비율로 소음에너지는 분배되지만 분기된 각가 덕트의 풍속이 같아 진다면 지관의 풍량비로 나누어도 문제되지 않습니다. 그리고 취출구와 흡입구 같이 덕트의 입구가 연결된 곳에서 소리가 갑자기 넓은 공간으로 나온다면 일부는 덕트의 중간에서 반사되어 실내로 나오지 않습니다. 이걸을 단말반사라고 합니다. 다음으로 실내에서 소모하는 소음은 직접 인간의 귀로 향해 돌진하는 소리와 잠깐 벽, 천장, 바닥 등으로 부딪히고 그래서 반대로 재실자의 귀에 달하는 것 등이 있기 때문에 재실자의 귀에는 이것의 소리의 합계가 들어오는 것입니다.

기계실이 거실에서 어느 정도 떨어져 있으면 저속덕트에서는 일반적으로 특별한 조치를 하지 않아도 실내는 어느 정도 참을 수 있는 음향 상태로 유지가 됩니다. 이것은 소음의 계산에서도 언급한 것고 같이 덕트내를 소리가 나아가면서 차례로 그 가지고 있는 에너지를 소모해가지만 특히 엘보우와 같이 덕트가 그 방향을 변하게 하는 부분에서는 소리의 반사와 간섭이 일어나고 에너지를 크게 소모해 버리기 때문입니다. 소리는 반사에 관해서는 빛과 같은 성질을 가지고 있습니다. 송풍기 등에서 발생한 소리가 에너지 등의 휘어진 부분에 걸리면 그 일부가 전면의 덕트벽에 부딪치고, 또 왔던 거리로 되돌아가는 것도 있습니다만 가운데에서는 뒤에서부터 밀려오는 음파와 서로 부딪쳐 버리는 것이 나타납니다. 이 음의 부딪침을 일으키는 현상을 간섭이라고 부르고 있습니다. 음파는 압축되는 부분과 희박한 부분이 교대로 편성되어 만들어지기 때문에 한 개의 파장의 압축되어진 부분과 덧붙여서 보통 파장의 희박한 부분 등이 무거워지면 소리는 작아져버리게 되는 것입니다. 반대로 압축부와 압축부, 희박부와 희박부가 겹치면 소리는 전보다도 크게 되는 것은 말할 여지가 없습니다. 좋은 음향홀 등에서 설계를 실수하게 되면 음의 사각에 있어 소리의 변화가 큰 장소가 생기는 것은 이 음의 간속에 의한 것입니다.