늦음 밤 더 이상 층간 소음을 참지 못한 아랫층 할머니가 거의 울먹이면서 하신 말씀이었다.
망아지같이 마구 뛰어놀던 두 아들놈들을 더 이상 통제하지 못하고 자포자기 하던 터에 갑작스레 받은 할머니의 방문은 어린 꼬마들을 잠시나마 잠잠하게 만들었다. 철없는 속내에도 할머니한테 미안한 마음이 들었던가 보다.
공동주택 층간 소음 기준은 주간엔 57 데시벨(dB), 야간엔 52 데시벨(dB)이다. 이보다 크면 층간 소음으로 판단한다는 것이다. 우리 생활에선 이렇게 소음 또는 소리 크기의 단위를 데시벨(dB)로 정의한다. 그러면 과연 이 데시벨이란 무엇인가? 그리고 57 dB이면 얼마나 큰 소리인가?
사실 데시벨만큼 애매한 수치 단위도 없을 것이다. 이공계 전공자들도 이 dB에 대한 정의를 명확히 알고 있는 사람이 드물다는 것은 매우 놀라운 일이다!
dB(데시벨)는 deci Bel이다. deci는 1/10, Bel은 전화기를 발명한 알렉산더 그레이엄 벨... 뭐 용어에 대한 히스토리는 이 정도로 하고...
한마디로 말해 어떤 기준값(Pin)에 대해 측정값(Pout)이 몇배인가 하는 것을 로그 스케일로 표시한 것이다. 그 측정값이 파워(전력)이면 윗식을 쓰고 전압이 되면 아랫식처럼 2를 더 곱해준다. 왜냐하면 파워는 전압의 제곱으로 표시되는데 제곱은 로그함수 앞으로 가면 2를 곱한 것과 동일하기 때문이다. 이공계 전공자들 중에서도 왜 어떤 때는 10을 곱하고 어떤 때는 20을 곱하는지 모르고 있는 경우가 많다. 수식은 여기까지!
그러면 데시벨과 소리의 크기는 무슨 관계가 있을까? 사람이 들을 수 있는 가청 주파수는 20~20kHz 인데 주파수와는 별도로 사람이 들을 수 있는 가장 작은 소리의 크기(최소 음압 레벨)를 절대 가청 임계(Absolute Threshold of Hearing)이라고 한다. ATH는 섭씨 25도 1기압에서 20 micropascal (=0.98 pW/m2) 정도라고 한다. 물론 이것이 얼마나 작은 소리인지는 감이 오지 않을 것이다.
위의 수식에서 ATH는 당연 0 dB가 된다.
로그함수의 진수가 1이면 로그함수값이 0이 되는거, 이거 다 거짓말인거 아니지... 참말인거 아시죠? 여러부~운(명박 버전)
따라서 소음의 측정치가 이 ATH에 비해 몇배나 큰지를 위의 로그 관계식으로 정의한 것이다.
굳이 로그함수를 사용한 것은 실제 음압의 크기를 표시하면 그 수치가 너무 커서 작은 값으로 표시하기 위한 이유도 있고 선형적으로 계산을 쉽게 하기 위한 목적도 있다.
그럼 위에서 정의한 층간 소음은 ATH의 몇 배인가? 야간 기준으로 52 데시벨 이상이 층간 소음이라고 하니까
아니다! 이건 위의 수식에 대입한 것이니까 새로운 수식은 아니지 않은가?. ㅎㅎ
층간 소음은 ATH(절대 가청 임계)의 약 10만배가 된다는 것이다. 그럼 일상 생활에서 자주 접하는 소음의 크기는 얼마나 될까?
위의 표에 의하면 자동차 실내에서 들리는 소음이 90 dB, 제트기의 엔진 소리가 150 dB이다. 그렇다면 자동차 실내 소음은 층간 소음의 약 6300배(38dB 차이)이고 제트기 엔진 소리는 자동차 실내 소음의 100만배(60dB 차이)이다.
이렇게 소리의 크기를 비교할 때 사용하는 dB는 엄밀히 말해 dBSPL(Sound Pressure Level)인데 보통 SPL을 생략해서 쓰기 때문에 혼동이 생기는 것이다.
따라서 측정하려는 값에 따라 수많은 dB의 단위가 있으니 참고 하시기를...
- dBm : 1mW를 0dB로 한 것. 예를 들면 600옴의 회로에 1mW의 전력을 공급하는 데 필요한 교류 전압은 약 0.775Vrms다.
- dBV : 1Vrms를 0dBV로 한 전압(저항과 관련 없음). 주로 가정용 오디오 기기에서 사용되는 음성 신호 레벨의 기준. 통상 마이크의 출력이 -40 dB(10mVrms)에서 -50 dB(3mVrms) 정도이다.
- dBu : 0.775V를 0dB로 한 것으로, 전압의 강함을 dB로 나타낸 것. 부하의 임피던스는 관계없다. 주로 업무용 오디오 기기에서 사용되는 음성 신호 레벨의 기준.
- dBi : 등방성 안테나(전 방향에 균등한 전파를 쏘는 가상의 안테나)를 기준으로 한 안테나의 이득. 쌍극 안테나를 기준으로 하는 경우에는 dBd나 dB라고 쓴다. dBi 단위는 dBd보다 2.14 크다.
- dBμ : 1μVrms(0．000001Vrms)를 0dB로 한 것. 주로 무선 통신에서 사용된다.
- dBμEMF, dBμ(emf) : 무선 통신에서 SG(고주파 신호발생기)의 출력 전압을 표현하는 경우
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