KS와 ISO規定에 의한 窓의 遮音性能 測定方法에 관한 硏究 = (A) Study on the measurement methods of the insulation performance of windows according to the Korean Standards and International Standard

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는『창 및 문의 차음 시험 방법』인 KS F 2235와 이에 해당하는 국제규정인 ISO 140-5에 준하여 현장에서 창의 차음성능을 측정한 후 측정방법에 따른 창의 차음성능을 비교하였고 차이에 대한 원인을 분석하였다. 본 연구는 KS규정의 개정작업이 진행되는 시점에서 실험을 통한 측정방법별 차음성능의 비교자료를 제공할 목적으로 실시되었다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. KS규정의 1m법, 1cm법 및 내부음원법(이하 KS법)과 ISO규정의 부재 스피커법(이하 ISO법)에 의해서 창의 차음성능을 측정한 결과 ISO법에 의해 측정된 차음성능이 KS법에 의해 측정된 차음성능보다 평균 6dB 높게 나타났으며, KS규정의 1m법과 1cm법은 차음성능이 거의 유사하게 나타났다. 스피커를 내부에 설치하는 내부음원법의 경우 차음성능이 외부음원법의 경우처럼 일관되게 나타나지 않았으며 이는 음원의 지향성의 유무, 실내 흡음력의 영향, 외부 배경소음의 영향 때문으로 사료된다.
2. 현재 KS규정에는 음원의 입사각도를 창의 중심에서의 법선에 대하여 45˚경사방향으로 규정하고 있으나 -45˚인지 +45˚인지는 명시하지 않았다. 본 연구에서 음원의 입사각도별 창의 차음성능을 측정한 결과 입사각도가 -45˚방향일 경우 +45˚방향일 경우 보다 차음성능이 높게 나타나 음원의 입사각도가 창의 차음성능 변화에 영향을 미치는 중요한 요인임을 알 수 있었다. 따라서 KS규정에 음원의 입사각도에 대한 사항이 언급 되어야 할 것으로 사료된다.
3. 실내 흡음력 변화에 따른 창의 차음성능을 측정한 결과 KS규정의 외부음원법은 흡음재를 설치했을 때가 설치하지 않았을 때보다 평균 1.6dB 차음성능이 높게 나타났으며 특히 중주파수 대역에서 3dB 이상의 큰 차이를 보이고 있다. 반면 ISO법의 경우에는 흡음재의 설치 유무에 상관없이 차음성능이 일정하게 나타났으며 이는 ISO법의 투과손실 산출식에 흡음력 보정항이 있기 때문으로 사료된다. 따라서 KS규정에 실의 흡음조건에 대해 명시하거나 산출식에서의 흡음력 보정에 대한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
4. 외부 마이크로폰의 이격거리에 따른 창의 내·외부 음압레벨차를 측정한 결과 이격 거리가 멸어질수록 투과손실값이 낮아짐을 알 수 있었다. 측정방법에 따른 내부 및 외부 음압레벨을 비교한 결과 1m법과 1cm법의 경우에 현장조건에 따라서 외부 마이크로폰의 거리에 따른 보정값이 다르게 나와 1m법에 의해 측정된 차음성능과 1cm법에 의해 측정된 차음성능을 절대 비교하기에는 무리가 있을 것으로 사료된다.
5. ISO법의 산출식에서 흡음력 보정 유무에 따라 type별 투과손실을 비교한 결과 보정을 할 경우 차음성능이 평균 2.6dB 높게 나타났으며 특히 중, 저주파수 대역에서는 5dB 이상 높게 나타났다. 이를 통해 KS법과 ISO법으로 측정했을 때 차음성능에 차이가 나는 것은 KS법의 경우 투과손실 산출식에서 흡음력과 시편의 면적을 보정하고 있지 않는 반면 ISO법은 고려하고 있기 때문임을 알 수 있었다.
본 연구에서는 현장에서의 창의 차음성능을 KS F 2235와 ISO 140-5에 따라 측정하였고 그 차이에 따른 원인을 분석하였다. 국내 KS규정이 점차 국제화 추세에 맞추어 ISO 국제규정을 따라가는 현실을 감안할 때 KS규정과 ISO규정의 면밀한 실험적 검토와 국내에 적합한 평가방법의 제정이 시급히 이루어져야 할 것이다. 이러한 배경에서 본 논문에서 확인된 기초적인 자료를 토대로 더 많은 실험과 연구가 이루어져야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The aim of this study is to compare the sound insulation performance of windows depending on the measurement methods through the field test and analyze the factors that affect the sound insulation performance.
The results of the study are as follows;
1) The field measurements of the sound insulation performance of windows were carried out according to the 1m method, the 1cm method, the indoor sound source method which are in KS(the Korean Standard), and the ISO(the International Standard) method, and what was found is that the sound insulation performance of windows using the ISO method was higher than the KS method and the 1m method and 1cm method were similar. The indoor sound source method was not consistent compared to other methods, and this is considered that it is because of the speaker's directional characteristic, the influence of indoor sound-absorbing power, outdoor background noise, etc.
2) The measurements of the sound insulation performance of windows depending on the incident angle of sound source were carried out, and what was concluded is that the sound insulation performance was greater when the incident angle of sound source was -45˚ than +45˚. This means that the incident angle of sound source is one of the main causes that has an effect on the change of sound insulation performance of windows. Therefore, it is necessary to mention that the incident angle of sound source be made in the KS.
3) The measurements of the sound insulation performance of windows depending on the change of the absorbing power were carried out, and what was discovered is that the sound insulation performance of the windows according to the 1m method and the 1cm method was higher by 1.6dB on average when absorbing material was installed in the room than removed. In the case of the ISO method, on the other hand, the sound insulation performance was constant regardless of the installation of absorbing material, and it is because that the equation of transmission loss in the ISO method has the correction term. Therefore, it is important to say that either the absorbing condition in the receiving room be acknowledged or the equation of transmission loss of the KS method have the correction term for sound absorbing power.
4) The measurement of the sound insulation performance of windows depending on the separation space between the window and an outdoor microphone were carried out, and what was revealed is that the greater the distance, the lower the transmission loss of the window. The comparison of the indoor and outdoor sound pressure level was made and it is found that the correction term in the 1m and the 1cm method was different at each measurement. The consideration is that it is inappropriate to compare the sound insulation performance by the 1m method to the 1cm method.
5) The comparison of the sound insulation performance of windows depending on the presence of the correction term in the ISO method was made. The result is that when corrected the sound insulation performance was higher by 2.6dB on average and more than 5dB especially at mid and low frequency bands. This shows that the difference of insulation performance between the KS and ISO method results from the correction of the absorbing power of the receiving room and the size of the test specimen.
In the study the field measurements of the sound insulation performance of windows was carried out according to the KS and ISO, and the cause was analyzed. The trend is that the KS follows the ISO. It is required that further experimental examination of the KS and ISO be carried and that revision to the KS be made which are suitable to Korea.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 목차 = i
• 표목차 = iii
• 그림목차 = iii
• 국문초록 = v
• 1. 서론 = 1
• 1) 연구목적 및 필요성 = 1
• 2) 연구범위 및 내용 = 1
• 2. 이론적 고찰 = 4
• 1) 차음이론 = 4
• (1) 투과율과 음향투과손실 = 4
• (2) 외부로부터 실내로 소음의 전달 = 5
• (3) 실내 흡음력의 산정 = 6
• (4) 실내 흡음레벨 산정 = 6
• (5) 단일판의 질량법칙 = 8
• (6) 일치효과 = 10
• (7) 이중판의 투과손실 = 12
• 2) 창의 차음성능 측정방법 = 16
• 가) 실험실에서의 차음성능 측정방법 = 16
• 나) 현장에서 창의 차음성능 측정방법 = 17
• (1) KS F 2235에 의한 측정방법 = 17
• (2) ISO 140-5에 의한 측정방법 = 21
• (3) 측정방법의 비교 = 22
• 3) 차음등급의 종류 및 산정방법 = 23
• (1) D등급 = 23
• (2) STC = 24
• (3) Ts등급 = 25
• 3. 측정대상 구조의 선정 및 투과손실 측정 = 27
• 1) 측정대상 구조의 선정 = 27
• 2) 측정대상 실과 창의 제원 = 28
• 3) 측정방법의 선정 = 29
• 4) 측정기기의 구성 = 30
• 4. 창의 차음성능 측정결과 및 분석 = 32
• 1) 실험내역 = 32
• 2) 측정방법에 따른 창의 투과손실 비교 = 33
• 3) 음원의 입사각도변화에 따른 창의 투과손실 비교 = 36
• 4) 실내 흡음력 변화에 따른 창의 투과손실 비교 = 38
• 5) 외부 마이크로폰의 이격거리에 따른 창의 내ㆍ외부 음압레벨차 비교 = 40
• 6) 측정방법에 따른 내ㆍ외부 음압레벨의 분석 = 43
• 7) 산출식에서 흡음력 보정유무에 따른 창의 투과손실 분석 = 44
• 5. 결론 = 47
• 참고문헌 = 49
• Abstract = 52
• 부록 = 55