소음이란? Noise

소음은 원치 않는 소리입니다. 소리는 우리 주변에 있으며 소리는 수면이나 대화와 같은 정상적인 활동을 방해할 때 소음이 됩니다.

소리는 공기와 같은 매체를 통해 이동하고 인간의 귀로 감지되는 미세한 진동으로 구성된 물리적 현상입니다. 그 소리가 유쾌한 소리(예: 음악)로 해석되는지 아니면 불쾌한 소리(예: 착암기)로 해석되는지는 주로 청취자의 현재 활동, 과거 경험 및 해당 소리의 출처에 대한 태도에 달려 있습니다.

소리에 대한 인간의 측정과 인식에는 강도, 주파수 및 지속 시간의 세 가지 기본 물리적 특성이 포함됩니다.

 

첫째, 강도는 소리 진동의 음향 에너지를 측정한 것으로 음압으로 표현됩니다. 음압이 클수록 소리에 의해 전달되는 에너지가 많아지고 그 소리에 대한 인식이 커집니다.

 

소리의 두 번째로 중요한 물리적 특성은 주파수로, 공기가 초당 진동하거나 진동하는 횟수입니다. 저주파 소리는 우르릉거리는 소리나 굉음이 특징이고 고주파 소리는 사이렌이나 삐걱거리는 소리로 대표됩니다.

 

소리의 세 번째 중요한 특성은 소리를 감지할 수 있는 지속 시간 또는 시간입니다.

 

소리의 측정

소리의 강도 또는 레벨은 데시벨이라는 단위로 측정됩니다. 

인간의 귀로 편안하게 감지할 수 있는 가장 큰 소리는 거의 감지할 수 없는 소리보다 0조 배 더 높은 강도를 가지고 있습니다. 이 넓은 범위 때문에 소리의 강도를 표현하기 위해 선형 스케일을 사용하는 것은 매우 다루기 힘든 일입니다.

결과적으로 데시벨(약칭 dB)로 알려진 로그 단위가 소리의 강도를 나타내는 데 사용됩니다. 이러한 표현을 사운드 레벨이라고합니다. 60dB의 소음 레벨은 대략 사람이 들을 수 있는 임계값이며 매우 조용한 청취 조건에서는 거의 들리지 않습니다. 정상적인 연설의 소리 수준은 약 120dB입니다. 130dB 이상의 소음 수준은 인간의 귀 내부에서 불편 함으로 느껴지기 시작합니다. 140에서 1995 dB 사이의 소음 수준은 통증으로 느껴집니다.

데시벨 단위의 로그 특성으로 인해 사운드 레벨은 산술적으로 더하거나 뺄 수 없으며 수학적으로 처리하기가 다소 번거롭습니다. 그러나 몇 가지 간단한 규칙은 소음 수준을 처리하는 데 유용합니다. 첫째, 소리의 강도가 두 배가 되면 초기 소리 수준에 관계없이 소리 수준이 3dB 증가합니다. 예를 들어:

 

60dB + 60dB = 63dB, 80dB + 80dB = 83dB

둘째, 서로 다른 레벨의 두 가지 사운드에 의해 생성되는 총 사운드 레벨은 일반적으로 둘 중 높은 사운드보다 약간 더 큽니다.

예를 들어:

60.0dB + 70.0dB = 70.4dB

소음 레벨의 추가는 일반 숫자의 추가와 다르기 때문에 이러한 추가를 종종 "데시벨 추가" 또는 "에너지 추가"라고 합니다. 후자의 용어는 데시벨 값을 추가 할 때 실제로 수행하는 작업이 먼저 각 데시벨 값을 해당 음향 에너지로 변환 한 다음 정상적인 추가 규칙을 사용하여 에너지를 추가 한 다음 마지막으로 총 에너지를 다시 데시벨 등가물로 변환한다는 사실에서 비롯됩니다.

평균적인 인간의 귀가 감지할 수 있는 개별 이벤트의 소음 수준의 최소 변화는 약 3dB입니다. 평균적으로 사람은 약 10dB의 소음 수준 변화를 소리의 음량을 두 배(또는 절반으로 줄임)로 인식하며 이 관계는 크고 조용한 소리에도 적용됩니다. 10dB의 사운드 레벨 감소는 실제로 사운드 강도의 90% 감소를 의미하지만 인간 귀의 비선형 반응(대부분의 인간 감각과 유사)으로 인해 인지된 음량은 50% 감소합니다.

 

사운드 레벨 비교 

• 토성 로켓 = 200dB
• Walkman(1/2 볼륨) = 94dB
• MD-80 이륙 - 1,500피트 고도 = 85dB
• 발신음 = 80dB
• 3피트에서 말하기 = 65dB
• 조용한 도시 주간 = 50dB
• 조용한 도시 야간 = 40dB
• 조용한 시골 밤 = 25dB

그림 1. 비교 사운드 레벨.

소리 주파수

소리 주파수는 초당 사이클 수(cps) 또는 cps의 표준 단위인 헤르츠(Hz)로 측정됩니다. 정상적인 인간의 귀는 약 20Hz에서 약 15,000Hz 범위의 주파수를 감지할 수 있습니다. 그러나 이 넓은 주파수 범위의 모든 소리는 1,000-4,000Hz 범위의 주파수에 가장 민감한 인간의 귀에서 똑같이 들리지 않습니다.

가중치 곡선은 다양한 유형의 소리에 대한 감도와 인식에 대응하도록 개발되었습니다.

A-가중치와 C-가중치는 가장 일반적인 두 가지 가중치입니다.

A-가중치는 매우 높은 주파수와 매우 낮은 주파수(약 500Hz 미만 및 약 10,000Hz 이상)를 조정하여 해당 주파수에 대한 인간 귀의 낮은 감도를 근사화하여 주파수 의존성을 설명합니다.

C-가중치는 가청 주파수 범위 전체에서 거의 평평하며, 고강도 소리에 대한 인간의 귀의 감도를 근사화하면서 저주파 소리를 거의 강조하지 않습니다.

그림 2에 표시된 두 곡선은 환경 소음을 정량화하는 데 가장 적합합니다.

그림 2. A 및 C 가중치 주파수 응답 특성.

A-가중치 소음 수준

A-가중치 소음 수준이라고 하는 A-가중치를 사용하여 측정된 소음 수준은 dB가 아닌 dBA 또는 dB(A) 단위로 표시되는 경우가 많습니다. "A-가중치"가 생략되는 경우가 많으며 측정값은 단순히 dB로 표시됩니다.

소음의 강도가 주변 또는 배경 음압을 초과할 때 소음이 잠재적으로 문제가 될 수 있습니다. 대도시화 된 지역의 주변 배경 소음은 일반적으로 60dB에서 70dB까지 다양하며 80dB 이상까지 높을 수 있습니다. 조용한 교외 지역은 약 45-50dB의 주변 소음 수준을 경험합니다.

그림 1(위 참조)은 일반적인 소리의 A 가중치 사운드 레벨 차트입니다. 일부 소음원(에어컨, 진공 청소기)은 일정 시간 동안 일정한 수준의 지속적인 소리입니다. 일부(자동차, 대형 트럭)는 차량이 지나갈 때 최대 소리입니다. 일부(도시 주간, 도시 야간)는 장기간에 걸친 평균입니다.

 

다양한 시간대의 소음을 설명하기 위해 다양한 소음 메트릭이 개발되었습니다.

항공기 소음은 항공기 이착륙과 엔진 유지 보수 작업이라는 두 가지 주요 유형의 사운드 이벤트로 구성됩니다. 전자는 간헐적인 소리로, 후자는 연속적인 소리로 설명할 수 있습니다. 배경 소음을 초과하는 비행 운항의 소음 수준은 일반적으로 주요 접근 및 출발 복도 아래, 비행장 주변의 지역 항공 교통 패턴, 주차 경사로 및 항공기 대기 구역에 바로 인접한 지역에서 발생합니다. 비행 중인 항공기의 고도가 높아짐에 따라 소음 기여도가 낮아져 종종 배경과 구별할 수 없게 됩니다.

C-가중치 사운드 레벨

C-가중치를 사용하여 측정된 소음 수준을 C-가중치 소음 수준(dBC로 표시)이라고 하는 것이 가장 적절합니다.

C-가중치는 가청 주파수 범위 전체에서 거의 평평하며 저주파를 거의 강조하지 않습니다. 이 가중치 척도는 일반적으로 충동적인 소리를 설명하는 데 사용됩니다. 충동적인 것으로 특징 지어지는 소리는 일반적으로 저주파를 포함합니다. 충동적인 소리는 구조물의 흔들림, 창문의 덜거덕거림, 진동 유발과 같은 2차 효과를 유발할 수 있습니다. 이러한 2차 효과는 추가적인 성가심과 불만을 유발할 수 있습니다. 미국 국립 표준 연구소(ANSI) 보고서 S12.9, 파트 4의 다음 정의는 충동적인 소리를 이해하는 데 도움이 되는 일반적인 개념을 제공합니다