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공조 설비의 송풍기에서 발생하는 소음 및 진동은 실내 환경의 쾌적성을 저해하고 설비의 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있습니다. 따라서 설계 및 시공 단계에서부터 효과적인 소음 진동 방지 계획을 수립하는 것이 중요하며, 이는 건축적인 측면과 설비적인 측면을 통합적으로 고려해야 합니다.
1. 건축적인 측면에서의 소음 진동 방지 계획 고려사항
건축적인 측면은 주로 소음 및 진동의 전달 경로를 차단하거나 발생원과의 거리를 확보하는 데 중점을 둡니다.
- 장비실 위치 선정:
- 송풍기 등 소음 및 진동 발생 장비가 설치되는 기계실 또는 장비실은 사무실, 주거 공간, 회의실 등 소음 및 진동에 민감한 구역으로부터 최대한 이격하여 배치합니다.
- 장비실의 상부, 하부, 측면 공간의 용도를 고려하여 소음 전달 가능성이 낮은 위치(예: 복도, 계단실, 화장실 등)에 인접하도록 계획합니다.
- 장비실 구조 및 재질:
- 장비실의 벽체, 바닥, 천장은 소음 차단 성능이 높은 밀도가 크고 중량감이 있는 재료(콘크리트, 조적 등)를 사용하여 시공합니다. 소음 투과율(STC 등급)을 고려하여 요구되는 성능을 만족하는 구조를 선정합니다.
- 벽체나 슬라브에 틈새나 관통부(배관, 덕트, 전선 트레이 등)가 최소화되도록 계획하고, 불가피한 관통부는 흡음 및 차음 성능을 갖는 재료로 밀실하게 충진 및 마감하여 소음 누설을 방지합니다.
- 장비실의 바닥은 장비의 하중 및 진동을 안정적으로 지지할 수 있도록 충분한 강성을 확보합니다. 중량 장비의 경우 별도의 기초를 계획하기도 합니다.
- 구조체 진동 전달 차단:
- 장비가 설치되는 바닥 슬라브는 진동 전달이 적은 구조로 계획하거나, 필요시 장비실 바닥 전체를 뜬바닥(Floating Floor) 구조로 설계하여 건물 본체 구조체로의 진동 전달을 최소화합니다.
- 덕트 및 배관 샤프트 계획:
- 소음이 전달될 수 있는 덕트 샤프트나 배관 샤프트는 소음 민감 구역과 직결되지 않도록 위치를 선정하고, 샤프트 내부 마감재나 구조를 통해 소음이 다른 층이나 실로 전달되는 것을 억제하도록 계획합니다.
2. 설비적인 측면에서의 소음 진동 방지 계획 고려사항
설비적인 측면은 소음 및 진동이 발생하는 원인 자체를 줄이거나 발생된 소음 및 진동이 전달되는 경로에 감쇠 장치를 설치하는 데 중점을 둡니다.
- 송풍기 선정:
- 요구되는 풍량 및 정압에 맞는 가장 효율적이고 소음 수준이 낮은 송풍기를 선정합니다. 일반적으로 특정 풍량/정압 조건에서 효율이 가장 높은 운전점 근처에서 소음이 가장 작습니다.
- 송풍기 회전 속도가 낮을수록 소음 및 진동이 줄어들므로, 가능한 낮은 속도로 운전 가능한 송풍기를 선정하거나 인버터(VFD) 등을 활용하여 가변속 운전을 통해 소음을 저감합니다.
- 소음 발생량이 적은 고효율 임펠러를 적용한 송풍기를 고려할 수 있습니다.
- 진동 절연 (Vibration Isolation):
- 송풍기 본체와 기초 또는 구조체 사이에 방진 장치(스프링 방진기, 고무 패드, 네오프렌 방진기 등)를 설치하여 송풍기 자체의 진동이 건물 구조체로 전달되는 것을 차단합니다.
- 중량 장비의 경우, 관성 기초(Inertia Base)를 사용하여 장비와 기초의 전체 무게를 늘려 고유 주파수를 낮추고 방진 효과를 극대화합니다.
- 방진 장치는 송풍기의 운전 특성(중량, 회전수 등)에 맞는 적절한 종류와 용량, 처짐량(Deflection)을 갖는 제품을 선정해야 합니다.
- 덕트 연결 및 내부 처리:
- 송풍기와 덕트 연결 부위에는 캔버스(Flexible Connector)와 같은 신축 이음쇠를 사용하여 송풍기의 진동이 덕트를 통해 전달되는 것을 차단합니다.
- 송풍기 토출측 덕트에는 소음기(Silencer, Muffler)를 설치하여 덕트를 통해 전달되는 공기 전파 소음을 감쇠시킵니다. 소음기는 덕트 크기, 예상 소음 레벨 및 주파수 특성을 고려하여 적절한 종류(흡음형, 공명형 등)와 길이를 선정합니다.
- 덕트 내부에 흡음재(Duct Lining)를 부착하여 덕트 내에서 발생하는 소음이나 송풍기에서 전달된 소음을 흡수하도록 합니다.
- 덕트의 급격한 확대/축소, 직각 굴곡 등 난류 발생 소음이 예상되는 부위는 완만한 형상으로 설계하거나 안내깃(Turning Vane)을 설치하여 소음을 저감합니다.
- 덕트 지지 시에는 방진 행거를 사용하여 덕트의 진동이 구조체로 전달되지 않도록 합니다.
- 모터 및 구동계:
- 송풍기 구동용 모터의 정격 출력 선정 및 방진 설치에 유의합니다.
- 벨트 구동 방식의 경우, 벨트의 장력 조절 및 정렬 상태를 올바르게 유지하여 진동 발생을 줄입니다.
- 배관 처리:
- 송풍기 냉각수 배관 등에 진동 전달이 예상되는 경우, 신축가동 이음 등을 설치하여 진동 전달을 차단합니다.
- 배관 지지 시 방진 행거를 사용합니다.
- 정기적인 유지보수:
- 송풍기 임펠러의 동적 평형(Dynamic Balancing) 상태를 정기적으로 점검 및 조정하여 진동을 최소화합니다.
- 방진 장치의 상태를 주기적으로 점검하고 필요시 교체합니다.
결론적으로, 공조설비 송풍기의 소음 진동 방지 계획은 장비의 발생원 제어(설비적), 전달 경로 차단 및 감쇠(건축적 및 설비적)를 동시에 고려하는 통합적인 접근 방식이 필수적입니다. 건축 및 설비 설계 단계에서부터 긴밀한 협업을 통해 최적의 방안을 도출해야 합니다.
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