1. 소음의 개념
소음(Noise)은 일반적으로 우리가 원치 않거나, 불쾌하게 느끼거나, 듣기 싫거나, 심리적·신체적으로 불편함이나 해를 줄 수 있는 소리를 의미합니다. 이는 주관적인 측면이 강하지만, 객관적으로는 물리적인 음파, 즉 공기 중의 압력 변화에 의해 발생하는 파동 현상입니다.
소음은 단순히 시끄러운 소리만을 의미하는 것이 아니라, 우리의 의도와 관계없이 원치 않게 들리거나 작업 또는 휴식을 방해하는 모든 소리를 포함합니다. 지속적인 소음 노출은 스트레스 증가, 집중력 저하, 수면 장애, 심지어 청력 손상까지 유발할 수 있습니다.
2. 소음의 표현 방법 3가지
소음은 그 특성을 파악하고 평가하기 위해 다양한 방법으로 표현됩니다. 대표적인 3가지 표현 방법은 다음과 같습니다.
가. 소음의 크기 (음압 레벨, 데시벨: dB)
소음의 가장 기본적인 물리량은 소리의 강도 또는 크기이며, 이는 **음압(Sound Pressure)**으로 측정됩니다. 사람이 들을 수 있는 소리의 음압 범위는 매우 넓기 때문에, 이를 다루기 쉬운 형태로 표현하기 위해 **데시벨(Decibel, dB)**이라는 로그 스케일을 사용합니다.
- 음압 레벨 (Sound Pressure Level, SPL): 기준 음압(사람이 들을 수 있는 가장 작은 소리의 음압)에 대한 측정된 음압의 비율을 로그를 취하여 나타낸 값입니다. 20 log₁₀ (P / P₀) 로 표현되며, 단위는 dB입니다 (P: 측정 음압, P₀: 기준 음압 20 μPa).
- 특징: 데시벨 값은 소리의 크기를 정량적으로 나타내며, 약 10 dB 증가는 소음 에너지가 10배 증가함을 의미하고, 약 3 dB 증가는 에너지가 2배 증가함을 의미합니다. 소음원이 2배로 늘어나면 소음도는 약 3 dB 증가합니다.
- A-가중치 (A-weighting, dBA): 사람의 귀는 주파수(음의 높낮이)에 따라 소리를 느끼는 감도가 다릅니다. 저음이나 고음보다는 중간 주파수 대역의 소리에 더 민감합니다. A-가중치는 사람의 청감 특성을 고려하여 특정 주파수 대역의 소리에 가중치를 부여하여 계산한 소음도입니다. 환경 소음이나 생활 소음 규제 등에서 가장 널리 사용되며, 단위는 dBA로 표기합니다. dBA 값은 사람이 느끼는 소음의 "성가심" 정도를 더 잘 반영한다고 여겨집니다.
나. 소음의 높낮이 (주파수 분석: Hz)
소음은 단일한 높낮이의 소리가 아니라 다양한 주파수의 소리가 복합적으로 섞여 있는 경우가 많습니다. 소음을 주파수 성분별로 분석하는 것은 소음의 특성을 더 자세히 이해하는 데 필수적입니다.
- 주파수 (Frequency): 소리 파동이 1초 동안 반복되는 횟수로, 단위는 헤르츠(Hertz, Hz)입니다. 주파수가 높으면 높은 소리, 낮으면 낮은 소리입니다.
- 주파수 분석: 소음계를 통해 측정한 소음 신호를 다양한 주파수 대역으로 분해하여 각 대역별 소음 크기(dB)를 파악하는 것입니다. 일반적으로 옥타브 밴드(Octave Band) 또는 1/3 옥타브 밴드(1/3 Octave Band)와 같은 표준화된 주파수 대역을 사용합니다.
- 특징: 주파수 분석을 통해 어떤 주파수 대역의 소음 에너지가 강한지 파악할 수 있습니다. 이는 특정 기계 장비의 이상음(특정 주파수)을 식별하거나, 방음/흡음 대책을 세울 때 매우 중요합니다. 왜냐하면 방음 및 흡음 성능은 주파수에 따라 크게 달라지기 때문입니다.
다. 소음의 시간적 변화 (시간 평균 또는 통계적 레벨)
대부분의 소음은 일정하지 않고 시간에 따라 변동합니다(예: 자동차 소음, 공장 가동 소음). 이러한 변동 소음의 영향을 평가하기 위해서는 순간 소음도뿐만 아니라 일정 시간 동안의 소음 특성을 나타내는 지표가 필요합니다.
- 등가 소음도 (Equivalent Continuous Sound Level, Leq): 일정 측정 시간(예: 1시간, 24시간) 동안의 변동 소음 에너지를 평균하여, 이와 동일한 에너지를 갖는 연속적인 정상 소음의 크기로 나타낸 값입니다. 소음의 전체적인 에너지 총량을 대표하는 지표로, 환경 소음 평가에 널리 사용됩니다. (단위: dB 또는 dBA)
- 통계적 소음도 (Statistical Noise Level, Lnn): 특정 측정 시간 동안 소음도가 전체 시간의 n% 동안 초과하는 레벨을 나타냅니다.
- L10: 전체 시간의 10%를 초과하는 소음도로, 주로 최고 소음 레벨의 영향을 평가할 때 사용됩니다.
- L50: 전체 시간의 50%를 초과하는 소음도로, 중앙값에 해당하며 소음의 대표적인 레벨을 나타낼 때 사용됩니다.
- L90: 전체 시간의 90%를 초과하는 소음도로, 최저 소음 레벨 또는 배경 소음 레벨을 나타낼 때 사용됩니다.
- 특징: Leq는 소음의 총 에너지 영향을, Lnn은 소음 레벨의 변동 특성(최고치, 평균치, 배경치)을 파악하는 데 유용합니다. 이러한 지표들은 소음 평가 및 규제 기준 설정에 활용되어 특정 환경에서의 소음 노출 수준과 영향을 종합적으로 판단하는 데 도움을 줍니다.
이처럼 소음은 단순히 '크다' 또는 '작다'로만 표현되는 것이 아니라, 크기(dB), 주파수 특성(Hz), 시간적 변동 특성(Leq, Lnn) 등을 종합적으로 파악하여 평가하고 관리됩니다.