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무향실이란?

무향실은 주로 어떤 대상체의 음향파워레벨(소음도)를 측정

무향실은 주로 어떤 대상체의 음향파워레벨(소음도)를 측정하기 위한 실험실로 그 측정을 위해서는 음원에서 음파가 발생시 반사음의 영향을 최대한 없애고 직접음만을 측정할 수 있는 실내의 음장조건이 필요하다. 그 음장조건을 자유음장이라고 하는데 음파의 진행방향에 방해물이 존재하지 않고 경계면(벽체 등)에서의 반사가 전혀 없는 상태를 말한다.

자유음장내에서는 실내의 점음원으로부터 방사된 음압레벨이 거리가 2배 될때마다 6dB씩 감소하는 역이승법칙이 성립된다.
(반무향실 : 3dB 감소함)

무향실은 주로 어떤 대상체의 음향파워레벨(소음도)를 측정

무향실은 주로 어떤 대상체의 음향파워레벨(소음도)를 측정하기 위한 실험실로 그 측정을 위해서는 음원에서 음파가 발생시 반사음의
영향을 최대한 없애고 직접음만을 측정할 수 있는 실내의 음장조건이 필요하다.


외부 차음층	무향실 내부의 방음의 극대화를 위하여 무향실 독립 구조(Float’g System)외에 일정공간을 두고 외측으로 차음층을 조성한다. (R.CON’C , 조적 또는 건식 구조(Panel Type))
차음층	독립 구조(Float’g System)위의 Main 골조를 형성하는 차음층으로서, 반조립식으로 구성된 다중복합판넬 또는 철골Frame + 판상 차음층으로 구성된다.
방진구조	구조체 및 외부로부터의 진동을 차단하기 위하여 기존 바닥 (독립기초 또는 foot’g Slab) 위에 Frame과 Isolator (Air Spring, Coil Spring, Mount, Pad)를 사용한다. 그 위에 무향실 골조가 세워진다. 이때 사용하는 방진재의 종류는 고유진동수에 따라 일반적으로 Air Spring (2~4 Hz 이하) , Coil Spring (5~10 Hz ), Mount, Pad (10 Hz 이상)등을 사용한다.
바닥구조	완전 무향실의 경우에는 바닥면에도 흡음 Wedge 가 설치되므로 별도의 Floor 설비가 필요하다. 가능한 반사가 적은 그레이팅을 사용하여 필요시 해체할 수 있는 구조이다. 반무향실의 경우에는 흡음율이 0.06 이하가 되는 구조 (R.con’c+Epoxy 페인트 등)
Wedge	내부 최종마감재로 사용하는 흡음재로서, 그 길이가 내부 음장 조건에 중요한 역할을 한다. 재질은 주로 P.U (외산, 국산), PET (국산), G.Wool (국산)을 가공하여 사용한다.
방음문	실험실의 성능을 좌우하는 중요한 요소 중 하나인 방음문은 크게 외부의 차음문과 내부의 흡음문으로 구성되며, 중량문이기 때문에 장기 처짐에 대비한 레벨 조정이 가능한 특수 Hinge 와 Roller Type Handle, Packing 으로 구성된다.
공조설비	외부에 공조기와 냉동기를 설치하여 내부 실내 온습도조건을 일정하게 유지시켜 주며 내부에서 발생되는 시험체나 조명등에서 발생되는 부하열량을 감안하여 공조기 및 냉동기 용량을 최적설계함으로써 실내 측정시의 조건에 맞는 환경을 제공한다.
기타부대설비	기타부대설비로는 CCTV 시스템, Junction Box, Mic Fixture, 소화설비(감지기 또는 Package 소화설비), 관통 Pipe 등을 고객의 요구조건에 따라 부가적으로 설치한다.

무향실 설계 Flow Chart


무향실의 형태 결정	측정하고자 하는 공시체의 측정조건 및 현장여건에 따라 결정된다.
측정주파수 범위 설정	실의 용도, 주요 측정항목에 따라 정하여지지만, 일반적으로 설계에 있어서는 하한주파수 (Cut-Off Frequency)에 따라 실치수의 결정, 차음설계, 흡음 구조의 설계가 행하여진다. 설계주파수의 범위로는 100㎐ - 8,000㎐를 취하는 경우가 많지만, 소음계의 교정, 특수기계, 차량의 소음측정, Speaker 나 Microphone의 특성측정의 경우에는 더 낮은 하한주파수를 설정하는 경우도 있다.
부지선정(공간확보)	실험실의 부지에 대한 선정은 그 성능과 직결되는 중요한 사안으로 초기 공사시에는 지하나 1층에 설치하는 것이 유리하고 주변에 진동원과 소음원에서 가급적 이격된 곳으로 선정하는 것이 중요하다.
공조설비 여부	실험실내의 온열환경에 대한 지점을 하는 경우 공조설비가 필수적이다. 보통 항온항습조건에서의 측정이 주를 이루고 있고 이와 관련된 각종 덕트에 대한 방음 등 부수적인 방음대책이 따른다.
실내목표 암소음 선정	피사체에서 발생되는 소음레벨과 암소음의 차이는 약 10dB이상 차이가 나는 것이 필수적이다. 이 암소음의 결정에 따라 각종 방음판넬에 대한 설계가 이뤄지면 이때 외부의 소음에 대한 검토도 동시에 이루어진다.
실내부치수의 결정	계획단계에서 무향실로 예정된 공간이 주어져 있는 경우가 많지만, 기본적으로는 무향실내에 설치되는 음원의 최대치수와 측정 목적 등으로부터 필요한 Microphone의 위치 (음원으로부터의 거리)에서 결정되어야만 한다.
구조체 설계	외부 소음과 진동에 대해 견딜 수 있는 구조이어야 하고 사전에 인지한 외부소음과 진동에 따라 그 주요설계가 이루어 진다. 또한 전체 중량에 따른 구조설 계와 병행하여 사용자 측의 사용용도에 따라 그 구체적인 사양이 결정된다.
흡음층 설계	무향실의 설계에 있어 중요한 부분이다. 무향실은 완전한 흡음재료로 구성되며 모든 측정주파수에 대해 흡음 율이 100 %가 이상적이지만 대략적으로 99 % 정도의 재료를 사용한다. 일반적으로 흡음재료를 분석하면 다공질형, 막진동형, 공명기형 등이 있으며 무향실에서 사용되어지는 재료는 입자가 4 - 8 μ 정도의 다공질형 Glass Wool 이 사용되어 왔지만 요즈음은 P. URETHANE, PET 가공품이 많이 사용되고 있다. 그 특성은 입사음파가 대단히 가는 간극의 사이로 들어올때 열에너지로 변하여 이에 의한 저항으로 공기 진동의 분자속도가 커지므로 손실이 생겨 흡음효과를 발휘하게 된다.
Wedge의 설계	저주파수의 음파를 흡수하는 것으로 흡음Wedge를 벽, 천정, 바닥 및 출입구의 내표면에 부착시킨다. 이 흡음Wedge의 높이, 형태는 여러 가지가 있으나, 당사에서는 일본 KOBAYASHI 개발연구소에서 개발되어 현재 가장 널리 사용되어지고 있는 선단 Cut 형 흡음Wedge를 사용한다. 이 흡음Wedge를 사용할 때 유리한 점은 보수, 유지관리에 편리한 점이다. 일반적으로 파장이 긴 주파수 대역의 음파에 대해서 충분한 흡음 특성을 나타내 위해서는 흡음Wedge의 길이를 길게하는것이 유리하다. 흡음Wedge의 저역차단주파수는 흡음Wedge의 길이 L, 음파의 파장 λ 에서 λ/4 와 λ/2 의 주파수에서 나타난다. 만일 L = 1 m 의 길이의 흡음 Wedge 를 사용할 경우 λ = 4.0 - 6.28 m 의 즉 저역차단주파수는 85 - 54.1 ㎐의 범위 내에서 있고 약 63 ㎐정도의 범위는 무향실로서 사용할 수 있다.

무향실은 음향분야에 있어서 정밀 측정을 하는데 사용

무향실은 각종 음향분야에 있어서 정밀측정을 하는데 사용된다. 과거에는 Speaker 나 Microphone 등의 지향성 특성 및 교정에만 국한되어 사용했지만 현재는 각종기계류의 방사Power 측정 및 가전제품의 연구개발 및 통신분야등 광범위하게 사용되어지고 있다.

사용용도

종류


무향실의 형태 결정	완전 자유음장을 실현하기 위해 무향실 전체의 내부면은 흡음율이 1.0 에 가깝도록 하여야 한다. 보통 흡음율이 0.99 이상 ( 음파반사율에서 0.1 이하 ) 의 구조를 사용 하는 것이 많지만, 실용적으로는 흡음율이 0.99에 달하지 않아도 실내의 필요한 영역에 자유음장이 되게 하면 좋다. 어떠한 것이라도 벽면으로부터 다소의 반사음이 존재하기 때문에 무향실에 있어서 실제음장의 역이승법칙으로부터 편차를 측정해 성능검사를 한다.
측정주파수 범위 설정	바닥면 이외의 흡음구조는 무향실과 동일하며, 바닥면의 흡음물은 0.06 이 되게 한다. 단, 역이승법칙에 의한 성능검사를 위한 음원을 무향실과 같은 모양으로 실 중심부 ( 바닥으로부 터 떨어진 위치 )에 놓는 것은 적당치 않다. 이것은 바닥면으로부터 오는 반사음과의 간섭에 의해서 음원으로부터 거리감쇠 특성이 불규칙하게 되기 때문이다.