시뮬레이션을 利用한 建設騷音 影響權 分析

Analysis on Influence Area of Construction Noise using Simulation

○ 김 대 군* 주 덕 훈* 김 재 수**

Kim, Dae-Goon Joo, Duck-Hoon Kim, Jae-Soo

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Abstract

도심지 건설현장의 대부분은 기초 및 지반공사를 진행하면서 굴삭작업, 브레이커작업, 토사 내지 암석의 운반작업이 동시에 이루

어지므로 인근 주민들에게 극심한 피해를 주고 있다. 그러나 건설현장과 주변의 복잡한 지형과 인접건물, 방음벽 등의 까다로운 조

건으로 인해 기존의 예측식 만으로는 정확한 소음도를 파악하기가 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구는 컴퓨터 시뮬레이션 기법을

사용하여 복잡한 지형조건을 모델링한 후 건설소음이 인근 거주자들에게 어느 정도 영향을 미치는지 파악해 보았다. 연구 결과 각

동별, 각 층별, 각 세대별 피해범위를 정확히 파악할 수 있어 향후 건설소음에 대한 민원발생시 이러한 시뮬레이션 기법이 매우 유

용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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키워드 : 건설소음, 공동주택, 소음 시뮬레이션, Cadna-A1)a

Keywords : Construction Noise, Apartment, Noise Simulation, Cadna-A

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1. 서 론

도시가 발전함에 따라 기존 건물들이 철거되고 재건축

되거나 건물 주변에 신축되는 건물들이 증가하고 있다. 이

러한 도심지 건설현장의 대부분은 기초 및 지반공사를 진

행하면서 굴삭작업, 브레이커작업, 덤프트럭에 의한 토사

내지 암석의 운반작업이 동시에 이루어지므로 인근 주민

들에게 극심한 피해를 주고 있다. 그러나 건설현장과 주변

의 복잡한 지형과 인접건물, 방음벽 등의 까다로운 조건으

로 인해 기존의 예측식 만으로는 정확한 소음도를 파악하

기가 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구는 컴퓨터 시뮬레이

션 기법을 이용하여 복잡한 지형조건을 모델링한 후 건설

소음이 인근 거주자들에게 어느 정도 영향을 미치는지 파

악해 보았다.

2. 개요 및 측정방법

2.1 연구대상 건설 현장 및 인근 공동주택의 개요

그림 1.은 연구대상 건설 현장 및 인근 공동주택의 위치

를 나타낸 것이다.

* 정회원, 원광대학교 건축학부 석사과정

** 정회원, 원광대학교 건축학부 교수

그림 1. 건설현장과 인근 공동주택의 위치

본 연구 대상의 건설현장은 굴삭기에 의한 굴삭작업, 상

하차작업이나 브레이커작업, 덤프트럭에 의한 토사 내지

암석의 운반이 동시에 이루어지고 있고, 이로 인하여 발생

된 합성소음은 인근 공동주택 거주자들에게 극심한 피해

를 주고 있는 실정이다. 그림 2.는 건설현장과 인근 공동

주택의 전경을 나타낸 것이다.

(a). 건설현장의 전경 (b). 인근 공동주택의 전경

그림 2. 건설현장과 인근 공동주택의 전경

2.2. 건설소음의 음향파워레벨 예측

건설현장에서 발생한 건설소음의 영향을 예측하기 위해

서는 작업시 발생하는 소음의 음향파워레벨을 정확히 파악

할 필요가 있다. 표 1.의 건설기계류 소음레벨에서 굴삭기,

덤프트럭, 브레이커의 소음레벨은 이중 가장 큰 값을 선택

하였다.

표 1. 건설기계류의 소음레벨1)2)

기계 동력(HP)가동

상태

거리별 소음도(초 , dB(A))대수7.5m 15m

범위 평균 범위 평균

굴삭기

75 미만 작업 69.5/76.8 74.5/73.2 62.4/69.8 67.5/66.1 2

75∼140무부하 72.3 - 66.9 - 1

작업 68.5/81.9 76.3/74.7 63.2/77.1 71.7/69.7 19

140∼280무부하 63.1/80.2 75.2/71.7 60.1/74.8 70.5/67.7 22

작업 71.1/82.5 78.2/77.0 65.8/77.4 73.4/72.1 40

280 이상무부하 77.6/81.7 79.5/79.0 72.5/73.7 73.1/73.1 2

작업 82.9/84.4 84.0/83.9 74.1/78.1 76.5/76.1 3

덤프트럭 작업 79.8/89.3 84.7/82.5 74.9 74.9 4

브레이커

500kg

미만작업 86.8/88.5 87.7/87.7 82.9 82.9 2

500kg

이상

무부하 61.2/79.1 76.2/70.2 55.7 55.7 7

작업 88.1/101.5 95.7/94.3 81.1/91.0 88.7/87.5 19

※ 범위(O/O):O~O, 평균(O/O):대수평균/산술평균

브레이커는 주민들이 가장 피해가 극심했다고 주장하는

시기의 브레이커 성능과 차이가 있고 암 파쇄시 지면과 수

평인 암반을 파쇄한 경우도 있지만 지면과 경사가 있는 부

분의 암반을 파쇄한 부분도 있어 이러한 점을 고려하여 시

뮬레이션시 브레이커의 음향파워를 120.25dB(A)에서

+6.55dB(A) 높인 126.8dB(A)로 하였다. 따라서 이러한 조

건들을 감안하여 굴삭기, 덤프트럭, 브레이커의 합성소음에

대한 음향파워레벨을 계산해 보면 표 2.와 같다.

표 2. 합성소음 음향파워레벨

작업기계15m 지점의

소음레벨

PWL

(음향파워레벨)합성 PWL

굴삭기 76.5 108.02

126.9덤프트럭 74.9 106.42

브레이커 88.7 120.25+6.55=126.8

3. 소음 시뮬레이션 방법

시뮬레이션에 사용된 Cadna-A(Computer Aided Noise

Abatement)는 환경 소음의 계산, 평가와 예측 그리고 프리

젠테이션을 가능케 하는 소프트웨어로 도시 전체 또는 도

심 지역에 관련된 각종 소음에 대한 시뮬레이션을 가능하

게 해주는 프로그램이다. 본 연구에서는 AutoCAD로 작성

된 지적도를 토대로 주변 환경요소의 고저차를 적용시켰으

며, 이를 그림 4.와 같이 Cadna-A 프로그램에 Import하여

각종 재료에 대한 조건, 지형조건, 기타 조건 등을 입력하

여 건설현장 및 공동주택의 주변 환경요소를 완벽하게 구

성하였다. 그림 5.는 건설현장의 작업위치 및 인근 공동주

1) 국립환경연구원, 2003.

택의 위치를 나타낸 것이다.

그림 3. Cadna-A에 Import된 주변 환경요소 모델링

그림 4. 건설현장의 작업위치 및 인근 공동주택의 위치

그림 5.는 소음의 음향파워레벨을 입력하여 최종 완성

된 시뮬레이션을 나타낸 것이다.

(a). A 작업위치 (b). B 작업위치

그림 5. 최종 완성된 시뮬레이션

4. 분석 및 고찰

4.1 국내 건설소음 규제기준 검토

표 3.은 국내 건설소음의 규제기준을 나타낸 것이다.

표 3. 생활소음원중 건설소음 규제기준 [단위:LeqdBA]

대상지역

2008년 12월 31일 까지 2009년 1월 1일 부터

아침,저녁

(5∼7, 18∼22)

주간(7∼18)

야간(22∼5)

아침,저녁

(5∼7, 18∼22)

주간(7∼18)

야간(22∼5)

주거지역, 녹지지역, 관리지역 중 취락지구 및 관광·휴양개발진흥지구, 자연환경보전지역,그 밖의 지역안에 소재한 학교·병원·공공도서관

65 이하 70 이하 55 이하 60 이하 65 이하 50 이하

그 밖의 지역 70 이하 75 이하 55 이하 65 이하 70 이하 50 이하

※ 2007년 10월 1일 개정된 소음진동규제법 시행규칙 제20제3항 관련

표 3.을 보면 본 연구의 건설현장은 주거지역에 해당하

고 주간 작업을 하므로 70dB(A) 이하의 규제기준에 해당

표 4. A 작업위치에서 발생한 합성소음의 영향 범위

층수 호수

가 동

(규제기준

70dB(A))

나 동

(규제기준

70dB(A))

다 동

(규제기준

70dB(A))

15층

1506호 75

세대 없음 세대 없음

1505호 74

1504호 74

1503호 73

1502호 72

1501호 71

14층

1406호 75

1405호 74

1404호 74

1403호 73

1402호 72

1401호 71

13층

1306호 75

1305호 74

1304호 74

1303호 73

1302호 72

1301호 69

12층

1206호 75 세대 없음세대 없음

1205호 74 79

1204호 74 78 78

1203호 71 78 79

1202호 69 76 79

1201호 68 76

세대 없음

11층

1106호 75 세대 없음

1105호 74 79

1104호 71 79 78

1103호 70 78 79

1102호 69 76 79

1101호 67 76

세대 없음

10층

1006호 73 세대 없음

1005호 71 79

1004호 70 79 78

1003호 69 78 79

1002호 68 76 79

1001호 67 76

세대 없음

9층

906호 71 세대 없음

905호 70 79

904호 70 79 78

903호 69 78 79

902호 68 76 79

901호 67 76

세대 없음

8층

806호 71 79

805호 70 79

804호 70 79 78

803호 69 78 79

802호 68 76 80

801호 67 76 80

7층

706호 71 80세대 없음

705호 70 79

704호 69 79 78

703호 68 78 79

702호 68 73 80

701호 67 76 80

6층

606호 70 80세대 없음

605호 69 79

604호 68 79 76

603호 67 75 79

602호 67 72 80

601호 66 73 80

5층

506호 65 79세대 없음

505호 64 79

504호 67 75 74

503호 66 74 75

502호 66 72 80

501호 65 72 80

4층

406호 62 75세대 없음

405호 62 75

404호 61 74 68

403호 61 72 74

402호 61 70 76

401호 60 70 76

3층

306호 59 72세대 없음

305호 59 70

304호 59 70 62

303호 59 70 64

302호 59 68 69

301호 59 68 69

2층

206호 57 70세대 없음

205호 57 67

204호 57 67 58

203호 57 67 59

202호 57 67 64

201호 57 66 64

1층

106호 55 64세대 없음

105호 55 59

104호 56 60 55

103호 56 60 56

102호 56 65 61

101호 56 65 61

된다.

4.2 건설소음에 따른 공동주택의 영향권 분석

(a). 단면 (b). 평면

그림 6. 소음의 전파 형상

건설소음은 그림 6.과 같이 전파되며 이러한 결과를 토

대로 파악해본 A 작업위치에서 발생한 합성소음으로 인

한 인근 공동주택의 영향 범위는 그림 7.과 같다.

(a). 가동의 소음레벨 (b). 나동의 소음레벨

(c). 다동의 소음레벨

그림 7. A 작업위치에서 발생한 합성소음의 각 동별 소음레벨

그림 7.과 같은 A 작업위치에서 발생한 합성소음의 각

동별 소음레벨을 정리해보면 표 4.와 같이 나타낼 수 있다.

표 4.의 A 작업위치에서 발생한 합성소음의 영향 범위

를 살펴 보면 가동의 14, 15층 모든 세대와 6∼13층 일부

세대, 나동의 4층 이상 모든 세대와 2, 3 층 일부 세대, 다

동의 5층 모든 세대와 4층의 일부 세대가 규제기준을 초

과했음을 알 수 있다.

그림 8.은 B 작업위치에서 발생한 합성소음으로 인한 인

근 공동주택의 영향 범위를 나타낸 것이다.

표 5. B 작업위치에서 발생한 합성소음의 영향 범위

층수 호수

가 동

(규제기준

70dB(A))

나 동

(규제기준

70dB(A))

다 동

(규제기준

70dB(A))

15층

1506호 76

세대 없음 세대 없음

1505호 76

1504호 75

1503호 74

1502호 73

1501호 73

14층

1406호 77

1405호 76

1404호 75

1403호 74

1402호 73

1401호 73

13층

1306호 77

1305호 76

1304호 75

1303호 74

1302호 73

1301호 73

12층

1206호 77 세대 없음세대 없음

1205호 76 84

1204호 75 83 82

1203호 74 81 84

1202호 73 80 86

1201호 72 78

세대 없음

11층

1106호 77 세대 없음

1105호 76 85

1104호 75 83 82

1103호 74 81 84

1102호 72 80 87

1101호 70 78

세대 없음

10층

1006호 77 세대 없음

1005호 76 85

1004호 73 83 82

1003호 71 81 85

1002호 70 80 87

1001호 69 78

세대 없음

9층

906호 75 세대 없음

905호 73 85

904호 72 83 82

903호 70 81 85

902호 70 81 87

901호 69 78 세대 없음

8층

806호 73 86세대없음

805호 72 85

804호 72 84 83

803호 70 81 85

802호 69 81 88

801호 69 79 89

7층

706호 73 86세대 없음

705호 72 85

704호 72 84 83

703호 70 81 85

702호 69 81 88

701호 69 77 89

6층

606호 73 86세대 없음

605호 72 86

604호 71 84 83

603호 70 81 86

602호 69 79 88

601호 69 75 89

5층

506호 72 83세대 없음

505호 71 86

504호 70 81 80

503호 69 77 86

502호 69 77 89

501호 68 74 89

4층

406호 71 81세대 없음

405호 70 83

404호 69 71 78

403호 69 77 82

402호 68 76 85

401호 68 74 85

3층

306호 69 80세대 없음

305호 69 79

304호 68 76 71

303호 68 75 77

302호 67 74 78

301호 67 72 79

2층

206호 68 80세대 없음

205호 68 78

204호 67 73 66

203호 67 72 71

202호 66 72 73

201호 66 71 74

1층

106호 62 74세대 없음

105호 66 70

104호 66 67 62

103호 66 70 68

102호 65 70 70

101호 63 69 71

(a). 가동의 소음레벨 (b). 나동의 소음레벨

(c). 다동의 소음레벨

그림 8. B 작업위치에서 발생한 합성소음의 각 동별 소음레벨

그림 8.과 같은 A 작업위치에서 발생한 합성소음의 각

동별 소음레벨을 정리해보면 표 5.와 같이 나타낼 수 있다.

표 5.의 A 작업위치 합성소음의 영향 범위를 살펴 보면

가동의 11∼15층 모든 세대와 4∼10층 일부 세대, 나동의

1층 일부 세대를 제외한 모든 세대, 다동의 1, 2층 일부

세대를 제외한 모든 세대에서 규제기준을 초과했음을 알

수 있다.

5. 결 론

본 연구에서는 건설현장의 합성소음이 인근 공동주택

거주자들에게 미치는 범위에 대해 분석해 보았고 그 결과

는 다음과 같다.

A 와 B 작업위치에서 건설작업으로 인한 합성소음이

발생했을 경우 공동주택과 거리가 가까운 B 작업위치에서

발생한 소음이 인근 공동주택에 더 많은 영향을 미쳤음을

알 수 있다. 또한 시뮬레이션을 이용하면 각 동별, 각 층

별, 각 세대별 피해범위를 정확히 파악할 수 있어 향후 건

설소음에 대한 민원발생시 이러한 시뮬레이션 기법이 매

우 유용하게 활용될 수 있다. 특히 건설현장과 같이 복잡

한 지형과 인접건물, 방음벽 등 까다로운 조건으로 인해

기존의 예측식 만으로는 정확한 소음도를 파악하기 어렵

거나 소음발생 장소가 여러 군데인 건설현장도 정확히 파

악될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 건설소음 영향 범위

분석시 이와 같은 시뮬레이션 기법을 사용한다면 보다 정

확한 분석을 할 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌

1. 김재수; 소음진동학(개정 2판), 세진사, 2008.8

2. 김재수; 건축환경공학(개정 3판), 서우, 2008.8

3. 소음.진동 피해분쟁 조정사례 분석, (사)한국음향재료협회

음향재료기술 3권 1호, 2008.7

4. Cadna-A manual, Datakustik, 2008

5. 환경분쟁조정에 의한 건설소음.진동 피해분쟁조정 사례분석,

한국소음진동공학회 학술발표대회, 2007.11.15

6. 도심을 통과하는 철도소음의 전달특성에 관한 실험적 연구,

대한건축학회논문집 21권 4호, 2005.4

7. 지형조건의 변화에 따른 철도소음의 전달 및 감쇠특성에

관한 연구, 한국음향학회지 21권 2호, 2002.02

8. 한국소음진동공학회; 소음 진동 편람, 1995