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소    음 (NOISE)

 

 

 

- 소음 측정 -

 

 

     [서언]
1. 소음의 성질 
  
  1.1 주파수(Frequency) 
  1.2 파장(Wavelength) 
  1.3 음압 및 음압수준
    1.3.1 음압(Sound pressure)
    1.3.2 음압수준(Sound pressure level)
    1.3.3 음압수준의 합산(Sound pressure)
  1.4 음력 및 음력수준(Sound power & Sound power level)
  1.5 음력수준과 음압수준의 관계    
  1.6 음강도(Sound intensity)   
  1.7 등감곡선(Equal-loudness contour) 
2. 소음측정 
  2.1 소음측정기구
    2.1.1 소음계(Sound level meter) 
    2.1.3 누적소음폭로량측정기(Noise dosimeter)
    2.1.4 테이프기록장치 (Tape recorder)
    2.1.5 그래픽레벨기록계(Graphic level recorder)
    2.1.6 소음보정장치(Calibrator)
  2.2 소음측정방법
    2.2.1 측정장비의 선정 
    2.2.2 소음계를 이용한 측정
    2.2.3 Noise dosimeter를 이용한 측정
3. 소음조사 및 평가
  3.1 소음조사의 목적  
  3.2 소음조사 준비 및 예비조사
  3.3 기초조사
    3.3.1 목적
    3.3.1 수집 또는 기록할 정보
    3.3.3 측정자료의 수집
  3.4 정밀조사
    3.4.1 목적
    3.4.2 수집할 정보
    3.4.3 소음등고선(Sound level contour)의 작성
  3.5 노출기준에 대한 평가
    3.5.1 허용기준
    3.5.2 노출평가방법
  3.6 개선을 위한 소음조사 
    3.6.1 목적
    3.6.2 조사단계
    3.6.3 배경소음에 대한 보정
    3.6.4 주소음원의 결정
    3.6.5 주소음원에 기여하는 소음 구성성분 확인
    3.6.6 소음원의 주파수 특성 조사
4. 소음관리 
   
     참고문헌 

 

 


2. 소음 측정

 
 2.1 소음측정기구

  현재 소음을 측정을 할 수 있는 다양한 장비들이 폭넓게 사용되고 있다. 주요 장비로는  소음계 또는 음압수준계(sound level meter, SLM), 누적소음폭로량측정기(noise dosimeter), 옥타브밴드분석기(octave-band analyzer)를 들 수 있다.
   2.1.1 소음계(Sound level meter)
  소음계(그림 2-1)는 소음원을 확인하고 대개 특정한 짧은 시간동안의 개인의 소음노출을 결정하는 데 사용될 수 있다. 미국산업안전보건청(Occupational Safety and Health Administration, OSHA)에서는 ANSI S1.4-1971(ANSI, 1971) 또는 ANSI S1.4-1983 (ANSI, 1983) 규격에 맞는 성능과 정확도를 가진 소음계를 사용하도록 규정하고 있다.

  (1) 소음계의 종류
   소음계는 보통소음계(basic SLM)과 적분형소음계(integrating or averaging SLM)가 있다.
   o 보통소음계: 소음을 적분하는 기능이 없이 단지 그 순간에서의 음압수준만을 측정할 수  있다. 이 소음계는 등가소음을 계산하는 기능이 없으나 사용자가 측정된 음압과 측정시간을 어떤 공식에 적용함으로써 구할 수 있다. 등가소음수준은 2.2.2절에 자세히 기술되 어 있다.
    o 적분형소음계: 보통소음계가 읽는 음압레벨을 시간에 대해 적분하여 등가소음레벨  (equivalent sound level, Leq, average sound level, Lav)로 나타낼 수 있는 것으로 요
   즘 시판하고 있는 소음계는 대부분 Leq 기능이 추가되어 있다.
  (2) 소음계의 용도
   산업안전보건법에서는 소음계를 사용하여 소음노출평가를 할 수 있도록 규정하고 있다(노동부, 2001). 일반적으로 소음계는 다음 용도로 사용될 수 있다(OSHA, 1995).
    o Noise dosimeter로 소음수준을 측정하기전 현장점검(spot-check)을 위해
    o Noise dosimeter를 사용할 수 없거나 부적합한 경우 근로자의 소음 노출수준
      측정을 위해
     o 소음 제거 목적의 소음원 확인 및 평가
     o 소음원에 대한 공학적 개선이 실행가능한지를 판단하기 위한 자료를 확보 위해
     o 소음감소대책의 효과를 측정하기 위해
     o 청력보호구들의 차음효과를 평가하기 위해
  (3) 소음계의 기기 구성
    공기중 음압변동을 측정하는데 사용되는 소음계는 크게 마이크로폰(microphone), 증폭기(amplifier), 주파수 반응회로(frequency-response networks or frequency weighting filter), 미터반응회로(meter response circuit), 지시계(indicating meter)로 구성되어 있다. 마이크로폰에 의해 음압이 전기적 신호로 변환된 후, 증폭기를 거쳐 증폭된 신호가 정류기(rectifier)에서 직류로 변환되어 지시계 바늘이 가리키는 수치로 나타나게 된다. 여기서 감쇄기(attenuator)는 증폭의 크기를 조절하며, 증폭된 주파수 반응 특성은 반응회로장치에서 조절된다.
  (4) 소음계의 정확도
   소음계는 정확도에 따라 ANSI S1.4-1983(ANSI, 1983)에 의해 Type 0, 1 및 2으로 분류되고 있다.
   o Type 0 (Laboratory Standard): 실험실에서 고정밀 표준기구로 사용되며 현장 소음조사용에 대한 규격으로 요구하지 않는다.
   o Type 1 (Precision): 소음계의 정확도는 ±1 dB으로 현장이나 실험실에 정확한 소음측정을 위해 요구된다.
   o Type 2 (General purpose):소음계의 정확도는 ±2 dB이며 일반적인 현장 조사 용도로 적합하다
  OSHA(1995)에서는 최소 Type 2의 정확도를 가진 소음계를 사용하도록 규정하고 있으나 우리나라 산업안전보건법에는 이에 대해 특별히 명시하고 있지 않다. 현장 소음 조사를 위해 Type 2의 소음계로 충분하다. 비용-효과적인 소음대책을 설계하기 위한 목적을 위해서는 Type 1 소음계가 적합할 것이다.
  (5) 소음계의 A, B 및 C 청감보정
  소음계는 주파수에 따른 사람 귀의 반응을 감안하여 세가지 특성, 즉 A, B, 및 C 특성의 음압을 측정할 수 있도록 설계되어 있다. 그림 2-2 (ANSI, 1983)와 같이 소음계의 A 특성 반응은 낮은 소음수준에 대한 사람 귀의 반응을 따르도록 보정되어 있으며 B 특성 반응은 중간 소음수준, C 특성 반응은 높은 소음수준에서의 사람 귀의 반응을 따르도록 보정되어 있다. A, B 및 C 특성치는 각각 40 phon, 70 phon 및 100 phon의 등감곡선과 비슷하게 주파수에 다른 반응을 보정하여 측정한 음압수준이다. 이와 같이 보정이 된 후에 모든 주파수에서의 음압수준이 대수적으로 합산되어 각 특성치의 음압수준을 결정한다. 현재 대부분의 소음계는 A, C 두가지 주파수 청감보정 필터만 제공하고 있다.

1)A-특성(A-Weighting):소음레벨
소음레벨은 20log10(음압의 실효치/기준음압)로 정의되는 값을 말하며 단위는  dB로 표시한다.
단, 기준음압은 정현파 1KHz에서 최소가청음.

 2)C-특성(C-Weighting):음압레벨
   음압레벨은 20log10(대상이 되는 음압/기준음압)로 정의되는 값을 말함.



그림 2-2  소음계의 청감보정 곡선 

  A 특성의 음압수준과 장기간 소음노출에 따른 청력손실과 높은 상관성이 있기 때문에 A 특성의 음압수준이 사용되고 있으며 허용기준도 A 특성치로 설정되어 있다. C 특성치는 충격음 또는 폭발음이 발생되는 장소의 적용에 어느 정도 인정되고 있다. 또한 A 특성치와 차이를 비교하여 소음의 주파수 특성을 대략적으로 파악하는데 이용되기도 한다. A 특성치와 C 특성치의 차이가 크면 소음은 저주파음, 차이가 작으면 고주파음으로 생각할 수 있다.옥타브밴드별 A 및 C 특성 소음에 대한 보정계수는 표 2-1과 같다.

 [표 2-1] 옥타브밴드별 A 및 C 특성 보정계수

옥타브밴드, Hz

옥타브밴드의 A-특성
보정계수

옥타브밴드의 C-특성
보정계수

31.5

-39.4

-3.0

63

-26.2

-0.8

125

-16.1

-0.2

250

-8.6

0

500

-3.2

0

1000

0

0

2000

+1.2

-0.2

4000

-1.0

-0.8

8000

-1.1

-3.0

  (6) 소음계의 동역학(Slow 및 Fast) 반응 특성
   대부분의 소음계는 "slow"와 "fast" 두 가지 미터 반응 특성을 지니고 있다. "Fast" 상태에서는 음압의 변화에 매우 근접하게 반응하며 조사대상 소음의 변이(variability)를 추정하는데 사용된다. "Slow" 상태에서는 미터는 느리게 반응하며 소음변동치의 평균값을 나타낸다. OSHA(1995)에서는 "slow" 미터 반응으로 소음을 측정하도록 규정하고 있다.
  미터가 즉각적인 반응을 한다면 미터 지시침은 순간적으로 올라갈 것이다. 가청음압은 눈으로 볼 수 없는 압력변동을 가지고 있다. 지시침의 반응을 결정하는 물리적인 변수를 조절함으로써 짧은 시간 동안의 평균을 따라가는 느린 반응을 얻는 것이 가능하다.
  지시침의 반응곡선이 두 개의 정해진 시간상수(constant time), 즉 1초(slow)와 0.125초(fast)안에 최종안정상태 수치(최고치)의 63%에 도달되도록 조절할 수 있다. "Slow" 시간상수는 조사대상 음의 평균을 결정할 때 사용되며 "Fast" 시간상수는 조사대상 음의 변이(variability)를 추정할 때 사용된다.
  다양한 소음측정규정에는 "slow"와 "fast" 반응 기능이 있는 소음측정기를 요구하고 있다.  OSHA(1995)와 미국정부산업위생전문가협의회(American Conference of Governmental Industrial Hygienist, ACGIH)(2001)에서는 소음계와 noise dosimeter로 소음을 측정할 때 미터 반응이 "slow" 상태로 설정하도록 규정하고 있다. 노동부(2001)는 소음계로 연속음을 측정할 때 "slow" 상태로 하도록 규정하고 있다. OSHA에서는 충격음에 대해 소음노출량(noise dose) 또는 시간가중평균소음수준(TWA)을 측정할 때 이러한 동역학반응 특성이 포함되도록 규정하고 있는데, 이에 대한 심한 논쟁이 있다.
  2.1.2 옥타브밴드분석기(Octave-band analyzers)
  옥타브밴드분석기(OBA)는 주파수별로 소음수준을 파악하기 위해서는 사용된다. 작업장의 소음은 여러 주파수별로 다양한 강도(sound intensity)를 가지고 있다. 소음에 대한 공학적 관리 계획이 세워졌으면 이를 실행하기 전에 주파수별 소음 분석이 반드시 필요하다.
  옥타브밴드분석기는 주파수별로 음압 수준을 측정하기 위한 특별한 소음계(sound level meter)이며 흔히 sound level meter/octave band analyzer(SLM/OBA)라고 말하기도 한다. OBA는 SLM에 옥타브밴드 필터(octave band filter)를 부착시키는 형식 및 내장된 형식으로 되어있다. 그림 3에 있는 소음계는 옥타브밴드분석 기능을 보유하고 있는 것들이다.
  대부분 OBA 필터는 9개의 옥타브밴드(31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz의 중심주파수)에서 22 - 11,300 Hz 사이의 음압 범위를 측정할 수 있다. 보다 세밀한 주파수 특성을 분석할 수 있는 1/3 옥타브밴드필터가 있다.

  2.1.3 누적소음폭로량측정기(Noise dosimeter)

  (1) 용도
  작업자가 근무하는 작업위치에서의 소음 변동이 심한 경우 또는 소음수준이 다른 여러 작업장소를 이동하면서 작업하는 경우 각 조건마다 소음계로 소음수준을 측정하기는 어렵다. 이러한 경우 noise dosimeter(그림 2-3)를 근로자에게 부착하여 소음노출량(noise dose)을 측정하는 것이 편하다.

 

 

  (2) 정확도
  대부분의 noise dosimeter는 ±2 dB의 정확도를 가지고 있다. OSHA에서는 ANSI S1.25-1978 규격(ANSI, 1978)에 적합한 것을 사용하도록 규정하고 있으나 노동부 규정에는 명시되어 있지 않다. 호흡보호프로그램에 포함시킬 하루 평균 소음노출수준을 85 dB 이상인 근로자를 선별할 때, 정확도가 ±2 dB인 noise dosimeter에 의한 결과 측정치가 85 dB에서 2 dB내에 있는 근로자는 포함시키도록 한다.
  (3) 소음노출량(Noise dose) 척도
  8 시간 동안 작업자가 휴대하여 작업시간동안 노출되는 소음의 총량을 Dose(D, %)로 나타내는 것도 있고 허용기준을 초과했는가를 비교할 수 있도록 dBA로 표시하는 것도 있다.
  ANSI S1.25에서 제시한 일반화된 소음노출량(%) 공식은 다음과 같다.
   o 연속음

     (공식14)             
      여기서 D = 소음노출량(dose), %
               Tc = 기준 소음노출기간(criterion duration), 시간 (OSHA는 8시간)
               T = 측정기간, 시간
               LAS = 소음수준, dB
              Lc = 기준 소음수준(criterion sound level), dBA (OSHA에서는 90 dBA)
   o 단속음
     (공식 15)             
  여기서 D = 소음노출량(dose), %
           Tc = 기준 소음노출기간(criterion duration), 시간 (OSHA는 8시간)
            LASi = i 번째 측정시간에서의 소음수준, dB
            Lc = 기준 소음수준(criterion sound level), dBA (OSHA에서는 90 dBA)
            ti = i 번째 측정기간, 시간
  우리나라 노동부와 OSHA 모두 Tc를 8시간, Lc를 90 dB로 규정하고 있으며 적용하는 exchange rate는 5 dB이다.  4-dB exchange rate와 84 dB 허용소음수준은 DOD에서 사용하고 3-dB exchange rate와 90 dB 허용소음수준은 유럽국가에서 사용하고 있다(Earshen, 1993).

  2.1.4 테이프기록장치 (Tape recorder)
  현장에서 측정된 소음자료를 테이프기록장치에 저장시켜 실험실로 가져와 분석할 수 있다. 다양한 형태의 기록장치가 있으며 reel-to-reel 테이프, 비디오카세트, 오디오 카세트, 디지털오디오 테이프와 같은 매체에 한 개 또는 여러 채널을 이용하여 자료를 저장할 수 있다.
  2.1.5 그래픽레벨기록계(Graphic level recorder)
  이 장치는 시간에 따른 소음수준의 변화를 기록한 자료를 출력하는 장치이다. 소음계의 출력단자를 이 기록계 연결시킴으로써 시간에 따른 음압변화를 기록용지에 출력시킬 수 있다.
  2.1.6 소음보정장치(Calibrator)
  정확한 소음측정을 위해서는 소음계를 사용전에 소음보정장치로 보정하여야 하고, 측정중(4시간마다)과 측정이 완료된 후에 보정상태를 점검하여야 한다. Noise dosimeter는 측정 전 후 보정하는 것으로 충분하다.
  OSHA(1995)에서는 모든 소음측정기는 사용하는 날마다 사용 전 후에 그리고 온도와 상대습도의 유의한 변화가 있을 때마다 제조업자의 지침에 따라 보정하도록 하고 있다.

 2.2 소음측정방법

  산업안전보건법에는 소음 측정대상을 구체적으로 명시하고 있다. 법에 규정되어 있는 소음측정대상으로는 목재·금속물을 가공하거나 방적작업 등으로 강렬한 소음이 발생되는 옥내작업장과 85 dB 이상의 소음을 발생시키는 옥내작업장이다. 소음에 대한 특수검진 대상에는 법에 명시되어 있는 강렬한 소음을 발생시키는 옥내작업장과 기타 소음수준이 85 dB을 초과하는 부서의 근로자가 포함된다(노동부, 1994; 노동부, 2000). 노동부 "작업환경측정 및 정도관리규정"(노동부, 2001)에는 소음에 대한 측정방법과 평가방법을 명시하고 있다.
  OSHA 규정에는 제조업의 경우 근로자의 소음노출(TWA)이 85 dB를 초과하면 청력보호프로그램을 실시해야 하며 80 dB 이상인 소음에 대해 측정하도록 규정되어 있다. 그러나 건설업에서는 85 dB - 90 dB에 노출되는 근로자는 규정에서 제외되어 있고 90 dB를 초과하는 근로자에 대해서만 포함된다. 어느 업종이든지 90 dB 이상의 소음에 노출되는 경우 공학적으로 개선을 통해 소음을 관리해야 한다.

  2.2.1 측정장비의 선정
  소음조사를 위해 근로자의 소음노출을 평가를 위해 소음측정기구를 선정하고자 할 때  고려해야 할 점은 다음과 같다.
  - 소음 조사의 목적이 작업장소, 설비 또는 기계에서의 음압수준(특히 시간에 다른 음압수준 변화)을 측정하는 것과 근로자의 소음노출량(TWA)을 결정하는 것이라면 적어도  Type 2 소음계를 사용하거나 두 가지 장비를 병행하여 상용하는 것이 필요하다.
  - 정부규정에 엄격한 준수가 주요 관심사라면 noise dosimeter를 사용하여 소음을 조사하는 것이 편리하다.
  - 보통소음계에 의한 소음수준 측정시 소음발생이 불규칙적이고 변이가 큰 경우 수치를 읽거나 평균값 계산이 어렵고, 간혹 발생되는 충격음은 무시될 수 있기 때문에 적분형소음계나 noise dosimeter가 적합하다. 일반적으로 noise dosimeter에 의한 측정결과가 소음계 의한 결과보다 높은 것으로 보고되고 있다.
  - 근로자의 작업이 여러 장소를 이동하여 추적관찰이 곤란하면 noise dosimeter가 적합하다. 또한 접근이 제한되거나 안전상 위험이 있는 특별한 작업에 대한 소음조사를 하고자 할 때 noise dosimeter를 사용하도록 한다.
  - ANSI S1.25 규격(ANSI, 1978)의 dosimeter는 충격음이 우세한 소음을 측정하도록 하고 있지 않다. 이러한 규격의 dosimeter는 산업장 소음에서 발생될 수 있는 충격음 측정에 부적합하다. 충격음을 측정에 포함시키고자 할 때 사용하고자 하는 측정기구가 충격음을 다룰 수 있는지를 확인하여야 한다.
  - 소음계 기능과 dosimeter 기능을 모두 보유하고 있거나 나중에 시간에 따른 음압수준을 재생할 수 있는 기능을 가진 제품도 있다. 어느 한가지 장비를 사용하기보다는 두 가지 장비를 목적과 상황에 맞게 적절히 활용하는 것이 바람직하다. 두 장비에 산출된 자료는 평가와 결정을 내리는데 있어 상호보완적인 정보를 제공해 줄 것이다.

  2.2.2 소음계를 이용한 측정
  소음계는 소음 변이가 크거나 불규칙적인 육안에 의한 측정치의 판독(reading)이 어렵고, 근로자가 작업장소를 이동하는 경우, 간헐적으로 충격음이 발생되는 경우 모든 상황을 추적관찰하고 기록하는 것이 어렵지만, 근로자의 하루 소음 노출량 외에 소음원 확인, 시간에 따른 소음발생상태와 같은 다른 유용한 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다.
   (1) 측정근로자수
  예비조사(workaround survey)를 통해 세밀한 소음평가가 필요한 유사노출군 (공장, 직무 등)을 선정하고 각 군을 대표할 수 있는 근로자들에 대한 소음노출을 평가한다. 측정 근로자수 또는 시료의 수는 화학물질의 경우와 동일하다. 여러 기관에서 추천하고 있는 시료수에 대한 내용은 제 1장에 기술되어 있다. Noise dosimeter로 소음노출을 측정하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
  (2) Exchange rate
  적분형소음기를 사용하여 등가소음을 측정할 때 소음계의 exchange rate를 고려하여야 하므로 exchange rate를 5 dB로 설정하여야 한다. 사용하고 있는 소음계의 exchange rate를 확인한다.
  음향학에서는 exchange rate를 3 dB로 채택하고 있고, 노동부 규정에는 5 dB를 채택하고 있는 것 같고, OSHA에서는 5 dB을 채택하고 있다. 따라서 소음계의 등가소음에 계산하기 위해 설정된 exchange rate을 검토하고, 적용하고자 하는 exchange rate로 맞추는  것이 필요하다.
  청력보호와 관련된 법적규정 준수여부를 판정하기 목적으로는 5 dB exchange rate로 설정하여야 한다. 공학적인 개선목적 또는 개선효과를 보기 위한 목적으로 소음측정을 실시하는 경우 3 dB exchange rate도 가능하리라 본다.
  (3) 청감보정회로 및 동역학 반응 특성
  소음계의 청감보정회로는 A 특성으로, 소음계 지시침의 반응특성은 느린 (slow) 상태로 설정한다(노동부, 2001; OSHA, 1995).
  (4) 측정위치
   소음계로 측정할 경우 개인측정방법(personal monitoring)을 적용하기 어려우므로 장소측정(area monitoring) 방법에 의존하여야 한다. 노동부 규정(노동부, 2001)에는 보통소음계 또는 적분형소음계를 사용할 때 근로자의 근접된 위치의 귀 높이에서 측정하도록 한다. OSHA(1995)에서는 측정위치는 작업자의 가청영역(머리로부터 반경 30 cm의 구)에서 측정하고 두 귀에서의 음압수준이 다를 때 높은 쪽을 측정하여 평가하도록 하고 있다. 머리 근처에서 변이가 큰 경우 귀에서 15 cm 이내에서 측정한다
  (5) 측정횟수
  연속음이나 단속음에 상관없이 근로자가 노출되는 소음을 적분형소음계로 연속해서 측정하는 경우 최종 수치는 근로자의 평균소음이 된다.
  그러나 연속적으로 측정하지 않고 여러 회에 걸처 작업시간 일부를 측정하는 경우, 측정횟수는 근로자의 작업상황, 소음발생상태, 소음수준 변동상태 등에 따라 다를 수 있으며 전문가의 경험과 판단을 필요로 한다.
  노동부 규정(노동부, 2001)에는 연속소음일 경우 1일 작업시간동안 연속측정하거나 작업시간을 1시간 간격으로 나누어 6회 이상 측정하고 측정치가 변동이 없다고 판단되는 경우에는 1시간 동안을 등간격으로 나누어 3회 이상 측정할 수 있는 것으로 명시하고 있다. 또한, 이 규정에는 소음발생시간이 6시간 이내이거나 소음이 간헐적으로 발생되는 경우 발생시간 동안 연속측정하거나 등간격으로 나누어 4회 이상 측정하도록 명시되어 있다.
 6) 등가소음수준(Equivalent sound level)
  소음이 시간에 따라 변동하는 상황에서는 단일 수치를 음압을 읽기가 어렵기 때문에 적분형 소음계를 사용하여 어떤 시간 동안의 등가소음수준(equivalent sound level, Leq)을 측정한다. 음향학에서는 평균음압수준(average sound level, Lav)이란 용어를 주로 사용된다.
  청력보호를 위해 소음을 규제기관은 허용기준으로 초과해서는 아니 되는 최대 1일 에너지 축적량(maximum daily accumulation of energy)를 다루고 있다. 동일한 총에너지는 음력과 노출기간의 수많은 조합으로 산출될 수 있다. 두 요인이 규제기준 (에너지) 이하로 일정하게 유지되어야 한다. 이 관계에 따르면 기준이하로 유지하기 위해 음력을 2배 증가되는 경우 노출기간을 반으로 감소시키는 것이 필요하다.
  음에너지, 즉 음력을 2배로 증가시키는 것은 음압수준을 3 dB 증가하는 것과 동일하다. 따라서 음향학에서는 등가소음수준(Leq)를 산출하기 위해서 3-dB exchange rate에 기초하여 음압을 적분한다.
  그러나 OSHA에서는 청력장해를 소음노출과 연관시킨 한 실험 모델에 맞추기 위해 5-dB exchange rate를 채택하고 있으며 이것을 기초한 등가소음은 LOSHA라고 한다. 미국방성(Department of Defense, DOD)은 4-dB exchange rate를 채택하고 있으며 이에 기초한 등가소음은 LDOD라고 한다(Botsford, 1967; Earshen, 1993).
   선정하는 청력손상 모델을 선정은 그것을 이용하는 규제기관의 선택사항이며 명확한 근거가 없다. 북미에서는 등가소음 용어인 Lav(4), Leq(4), LDOD가 상호교환적으로 사용되고, Lav(5), Leq(5), LOSHA도 마찬가지이다. 1일 이상의 장기간의 소음에 대해서는 3-dB exchange rate를 사용하는 것이 타당하다고 한다(Earshen, 1993).
  우리나라 노동부 규정(노동부, 2001)에는 소음측정기의 exchange rate에 대해 특별히 명시하고 있지 않다. 다만, 등가소음수준을 계산할 때 상수를 "16.61"을 사용하고(노동부, 2001), 5 dB이 증가함에 따라 허용노출시간이 반감(또는 5 dB 감소함에 따라 허용노출시간이 2배로 증가)하는(노동부, 1998) 것으로 보아 5-dB exchange rate를 채택하고 있다고 볼 수 있다.
  ANSI S1.25(ANSI, 1978)에서 사용하는 일반화된 등가소음수준을 구하는 공식은 다음과 같다. 음압수준은 미터 반응을 'slow'로 하여 측정한 A 특성치이다.
   o 연속음
    (공식 16)            
    여기서  LAV = 등가 또는 평균소음수준, dB
               Q = Exchange rate, dB
               LAS = Slow 상태에서 측정된 소음수준, dBA
               T = 관찰시간
               q = Q/log2 (3-dB rate이면 10, 4-dB rate이면 13.3, 5-dB rate이면 16.6)
    o 단속음
      (공식 17)         
      (공식 18)                    
    여기서  LAV = 등가 또는 평균소음수준, dB
               Q = Exchange rate
               q = Q/log(2) (3 dB rate이면 10, 4 dB rate이면 13.3, 5 dB rate이면 16.6)
               T = 시간의 합, 분
               LASi 또는 LASn = i 번째 또는 n 번째 소음수준, dBA
               ti 또는 tn = i 번째 또는 n 번째 측정시간, 분
     OSHA에 의해 사용되는 척도인 Time Weighted Average(TWA)은 LOSHA와 유사하다. 위의 공식을 사용하여 TWA를 계산하기 위해 1/T를 1/8로 대치하여야 한다. 실제 소음노출시간에 관계없이 TWA에 대한 평균시간은 항상 하루 작업교대시간인 8시간이다.
  Exchange rate가 3 dB에 기초하여 소음을 평균할 때 미터 동역학반응(slow & fast)과는 독립적이다. 그러나  4-dB 및 5-dB에 기초하는 경우 fast로 반응을 사용하거나 미터동역학적 반응을 누락하는 것은 소음노출양에 유의한 영향을 미친다. 이 영향은 소음이 1초보다 짧은 기간동안 발생하는 음을 포함할 때 뚜렷하다(Earshen, 1993).
 (7) 육안에 의한 소음수준 및 평균 추정 방법
  대부분의 산업장에서 발생되는 소음은 변동이 있다. AIHA(1975)에서는 이러한 변동소음은 다음과 같은 방법으로 측정하도록 제안하였다.
  소음이 충분히 안정되어 있고 미터변동이 단지 2 - 3 dB 미만이라면 "fast" 반응 상태로 측정하는 경우 예를 들면 85 - 91 dB 또는 88 ±3 dB처럼 최대 및 최소치를 기록한다. 평균 소음수준을 원하고 소음변동이 6 dB 미만이라면 최소치와 최대 음압수준을 단순히 평균하여 구한다. 소음수준의 변동 범위가 6 dB 보다 크다면 최대소음수준에서 3 dB을 뺀 값을 평균소음수준으로 한다. 최대수준을 선택할 때 어쩌다 발생되는 높은 소음 수준은 관례적으로 무시할 수 있다(AIHA, 1975).
  그러나 높은 소음에서 3 dB를 뺀 값을 평균으로 하는 것은 3-dB exchange rate에 기초 할 때 적합하다. 3-dB rate를 사용하는 음향공학 분야에서는 이러한 방법이 적용된다고 볼 수 있다. 그러나 정부규정 준수(regulatory compliance)를 위해 4-dB 또는 5-dB exchange rate가 사용되고 있으므로 위에서 제시한 가이드라인을 적용하는 것은 옳지 않다(Earshen, 1993).
  소음수준이 변동이 작다면(±3dB) 눈에 의한 평균산출이 인정된다(Earshen, 1993). 그러나 실제상황에서는 변동하고 있는 소음수준의 평균을 구할 때 시간 변수를 포함시켜야 한다. 변동이 6 dB를 초과한다면 상황이 복잡해지고 시간별 소음에 대한 상세한 정보는 필수적이다(Earshen, 1993). 이를 위해 음압수준을 graphic level recorder로 출력한다. 기록문제를 해결하고 자료량을 줄이기 위해 dosimeter 또는 자동적으로 평균을 계산하는 적분형 소음계를 이용한다. 한편, OSHA의 TWA를 산출하기 위해 최대 소음수준과 최소 소음차이가 5 dBA 미만일 경우 모든 측정치를 산술평균하는 방법을 적용한 경우도 있다(Irwin and Graf, 1979; Peterson, 1980)
  2.2.3 Noise dosimeter를 이용한 측정
  노동부 규정(노동부, 2001) " 작업자의 이동성이 크거나 소음의 강도가 불규칙적으로 변동하는 소음(이하 불규칙소음이라 한다)의 측정은 누적소음 폭로량측정기(Noise Dose Meter)로 측정하여야 한다."하고 명시되어 있다.
  일반적으로 점심, 휴식시간, 작업교대 전후 15분 동안의 소음폭로량이 낮기 때문에 전체 노출 낮게 한다. OSHA(1995)는 dosimeter를 전체 근무기간동안 부착하도록 규정하고 있다.
  (1) 측정위치
  노동부 규정(노동부, 2001)에는 정확한 측정위치를 명시하고 있지 않다. 규정에는 소음계로 측정시 귀 높이에서 측정하도록 되어 있으나 마이크로폰을 귀 높이에서 부착시키기 어렵고 귀에 근접한 위치에 부착해야 될 것이다.
  OSHA의 기술지침서(OSHA, 1995)에는 "마이크로폰을 작업자의 가청지역내의 셔츠 옷깃에 부착시키고 보호구나 의복이 마이크로폰을 방해하지 않도록 한다. 작업자에게 부착할 때 작업자에게 소음기를 떼어낼 시간과 장소를 알려 주고 임의로 떼거나 조작해서는 안 된다는 것을 사전에 충분히 주지시킨다."라고 기술되어 있다.
  (2) 미터반응, Threshold level 및 Exchange rate
  노동부 규정(노동부, 2001)에는 noise dosimeter의 미터 동역학 반응(slow or fast), threshold level, exchange rate, criterion level에 대해 별도로 규정하고 하지 않다. 다만 등가소음수준을 계산하기 위한 공식에 exchange rate에 의해 결정되는 상수가 "16.61"이 사용되고 있으므로 exchange rate가 5 dB이라고 생각할 수 있다.
  OSHA(1995)에서는 미터 반응은 "slow" 상태로, exchange rate는 5 dB, 허용기준(criterion level)은 90 dB, 청감보정을 A 특성으로 하여 측정하도록 규정하고 있으며, threshold level은 제조업에 대해서는 80 dB, 건설업에 대해서는 90 dB을 사용하도록 하고 있다.
  근로자의 소음노출을 측정할 때 사용하는 noise dosimeter의 exchange rate와 threshold level의 설정상태를 알고 있어야 한다. 제조업자가 공급한 지침을 검토하여 출하시의 설정상태를 확인하고 필요시 원하는 조건으로 다시 설정한다. 다음과 같은 간단한 방법으로 exchange rate의 설정된 상태나 작동여부를 확인할 수 있다.
  ① 안정된 평균 음압수준을 얻을 수 있을 만큼 충분한 시간(일반적으로 30초 이하이나 제조업체의 지침에 따른다) 동안 보정기로 소음을 가한다. 일정시간 종료 후의 평균 소음은 calibrator의 출력 레벨과 정확히 일치해야 한다.
  ② 다음으로 calibrator를 끄고 외부 소음을 차단하기 위해 마이크로폰과 연결된 상태로 그대로 둔다. Noise dosimeter는 일시중지(pause) 상태로 둔다.
  ③ 마지막으로 처음과 같은 시간동안 dosimeter를 다시 작동상태로 둔다. 두 번째 시간의 종료시점에서 dose 또는 평균음압수준 읽는다.
  ④ 부가적인 소음이 공급되지 않았지만 시간은 두배로 증가하였기 때문에, dosimeter의 수치는 exchange rate에 해당하는 양만큼 감소되어야 한다. calibrator의 초기 입력소음이 94 dB이라면 마지막 평균소음은 5-dB exchange rate의 경우 89 dB, 4-dB exchange rate의 경우 90 dB, 3-dB exchange rate의 경우 92 dB이어야 한다.
  ※ Threshold level
     Threshold level이란 개인용 noise dosimeter가 소음을 측정된 노출량으로 적분하기 시작하는 A-특성 음압수준을 말한다. 예를 들면, noise dosimeter의 threshold level을 80 dB로 설정하면 80 dB를 초과하는 소음만 측정되고 노출량(dose) 적산에 포함된다. 이 수준보다 낮은 음압은 노출량 계산에 포함되지 않는다. 표 2-2는 threshold level을 80 dB 및 90 dB로 설정했을 때 여러 소음노출 상태에서 산출되는 noise dose 결과를 보여주고 있다.  80 dB 의 threshold level은 높은 노출량을 산출하며 소음노출이 85 dB 이상인 근로자를 대상으로하는 청력보호프로그램 목적에 적합하다.
  산업안전보건법에는 threshold에 대한 규정이 없다. 그러나 85 dB를 초과하는 소음에 노출되는 근로자에 대해 특수검진을 실시하도록 규정되어 있기 때문에 noise dosimeter로 측정시 이에 해당되는 근로자를 확인하기 위해서는 threshold level를 80 dB로 맞추어야 한다.
   ※ Criterion level
   Criterion level이란 소음에 대한 permissible exposure limit(PEL)이며 허용하는 소음노출의 100%에 해당하는 등가소음수준(A-특성)을 말한다. OSHA 규정에서는 8시간 동안 90 dBA이다.

[표 2-2] Threshold level과 noise dose의 관계

                                                                                                                                                                                                                               

 

 

소음수준 및 노출시간

Threshold Level

80 dB

90 dB

0 dB, 8 시간

100%

100%

89 dB, 8 시간

87%

0%

85 dB, 8 시간

50%

0%

80 dB, 8 시간

25%

0%

79 dB, 8 시간

0%

0%

90 dB, 4 시간/80 dB, 4 시간

62.5%

50%

90 dB, 7 시간/89 dB, 1 시간

98.4%

87.5%

90 dB, 8 시간

165.3%

100%


기타 참고사항

 1)소음레벨:La=Lpa(A-Weighting sound pressure Level)
   KSC 1502 혹은 KSC 1505에 규정된 A특성으로 보정을 한 값으로 실효치
   음압/기준음압으로 정의 된다.

 2)음압레벨:Lc=Lpc (C-Weighting sound pressure Level)
   KSC 1502 혹은 KSC 1505에 규정된 C 특성으로 보정을 한 값으로
   대상음압/기준음압으로 정의된다.

 3)등가소음레벨:LAeq=Leq(Equipment continious A-weighting)
   일정시간내 소음레벨이 간직하고 있는 총에너지의 시간 평균값을 레벨로 표시하는 것이
   등가소음레벨이다.

4)단발소음 폭로레벨:Lae=Sel(sound exposure level)
  단발적 혹은 간혈적을 발생하는 연속시간이 짧은 소음은 1회 발생마다 A특성으로 보정을
  한 에너지와 같은 에너지를 가지며 이때 연속시간 1초의 정상음이 단발소음 폭로레벨이다.

 5)시간율소음:Lx=Spe(sound percente Level)
  소음레벨이 어느레벨 이상인 어떤 시간의 실측시간이 x[%] 점유하는 경우 그레벨을 퍼센트
  시간율 소음이라고 한다.

6)dB의 d는 1/10  의 의미이며, B 는(Bel)이란 사람의 이름에서 따왔음

 

 

 

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