방음·방진 계획

방음·방진 계획의 정의

방음·방진 계획은 기계설비의 진동과 소음을 설계 단계에서 막는 계획이다.

소음과 진동은 발생원, 전달 경로, 수음점의 세 요소로 나누어 본다.

세 요소 중 어느 하나만 끊어도 전달을 줄일 수 있다.

방진과 방음의 구분

방음은 공기 중으로 전달되는 소리를, 방진은 구조체로 전달되는 진동을 막는다.

두 대책은 전달 매체가 달라 별도로 검토한다.

공기전달음은 차음벽과 소음기로, 고체전달음은 방진재와 완충 이음으로 막는다.

고체 전달음에 차음벽을 쓰면 효과가 작다는 점도 답안에 적는다.

공기전달음의 주요 대책은 무엇인지 직접 풀어 보자.

정답은 차음벽이다. 질량과 밀폐도로 공기 전달음을 막는다.

방진의 원리

방진은 질량과 스프링으로 이루어진 진동계의 원리를 쓴다.

고유진동수는 기계 질량과 방진재 스프링 상수로 정해진다.

가진 주파수가 고유진동수보다 충분히 높아야 전달률이 1보다 작아진다.

고유진동수를 낮출수록 절연 범위가 넓어지므로 연약한 스프링이 유리하다.

계산 예제

가상의 예로, 질량 500kg 냉동기를 방진재 4개로 지지하는 경우를 본다.

방진재 한 개의 강성은 2.0×10⁵ N/m, 운전 주파수는 25Hz로 가정한다.

전체 강성 8.0×10⁵ N/m로 고유진동수를 구하면 약 6.4Hz다.

진동수비는 약 3.9이므로 차단 영역에 있다. 전달률은 약 0.07이다.

운전 주파수가 고유진동수 근처이면 전달률이 커져 공진이 생긴다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

가장 흔한 실수는 소음원만 줄이고 전달 경로를 빠뜨리는 것이다.

방진 효과는 가진 진동수 대비 고유진동수 비로 판단한다.

덕트 소음은 공기 전달음, 기계 기초 진동은 고체 전달음으로 나눈다.

음원, 전달 경로, 수음자 세 요소에 대책을 대응시켜 쓴다.

정리

방음·방진 계획은 발생원, 전달 경로, 수음점 순서로 대책을 세운다.

발생원 저감이 가장 효과적이고, 경로 차단이 그다음, 수음점 보호는 가장 비싸다.

방진은 고체 전달음, 방음은 공기 전달음을 줄이는 것이 핵심이다. 설계 후 시운전에서 측정으로 확인한다.