현재 공사장 내부에 설치되어 있는 대부분의 소음 모니터링 시스템의 마이크로폰은 덮개나 케이스, 비닐 씌우개 등을 만들어 사용하고 있는 실정인데, 이는 실제 발생하는 소음도보다 낮게 측정될 가능성이 있다⁽¹⁴⁾. 또한 마이크로폰이 케이스 내부에 설치되어있는 경우, 교정(calibration)이 어려운 경우가 있어 측정 소음도 결과의 신뢰성이 매우 떨어질 수 있다. 게다가 공사장 내부에 설치되어 있는 마이크로폰에서 측정된 소음도가 전광판에 표시될 경우, 민원인들이 현장 내부의 소음도를 현장 외부의 소음도로 오인함으로 인해 오히려 민원을 유발하는 경우도 있을 수 있다⁽¹⁰⁾.

피해 예상지점으로 선정된 정온시설에 소음 모니터링 시스템을 설치하는 것은 주민들과의 협조 문제, 측정 장비의 유지 보수 등으로 인해 현실적으로 어려움이 있다. 또한 공사장에서 발생하는 소음은 주로 건설장비에서 발생하는데, Fig. 1과 같이 건설 장비의 위치가 공사가 진행되는 동안 고정되지 않고 계속적으로 이동하는 경우가 많기 때문에 주변 소음 피해 예상 지역의 범위가 공사 진행 과정에 따라 달라질 수 있다. 따라서 특정 정온시설에 소음 모니터링 시스템이 설치되어 소음을 측정하고 관리하게 되면 다른 정온시설에 미치는 소음의 영향을 배제하기 때문에 공사장 소음 규제기준을 만족하지 못하는 정온시설이 발생할 가능성이 높다.

Fig. 1 
Examples of possible scenarios for construction equipment placement

소음 모니터링 기기 설치 위치를 공사장 부지경계선으로 설정한다면, 공사장 부지 내에서 이동하는 건설 장비의 공간적 변화를 반영할 수 있어 상대적으로 가장 정확하게 소음을 측정할 수 있으며 소음 모니터링 기기에 대한 설치 제약이 가장 적을 것으로 예상된다. 또한 현재 공사장에 의무적으로 설치해야 하는 CCTV와 소음 모니터링 기기를 같이 설치할 수 있는 위치이기 때문에, 공사장 부지 경계선을 기준으로 공사장 소음을 관리한다면 공사장 내부에서 수행되는 작업을 확인함과 동시에 소음 발생 현황을 파악하고 이상치의 소음 감지 등도 가능할 것이다⁽¹⁵⁾. 그러나 공사장 부지경계선 상에서의 측정지점에 관한 구체적인 측정 지점 수, 측정지점 선정 방법 등은 부재하기 때문에 이에 대한 설정 조건이 필요한 실정이다.

3D 모델 및 소음지도 작성과 소음 모니터링은 이미 공사가 시행중에 있던 서울시 내 A 건설공사장을 대상으로 수행하였다. A 공사장은 공사장 부지 경계선에 6.0 m 높이의 가설 방음벽이 설치되어 있었고, 소음 예측 범위는 공사장 부지 경계선을 기준으로 반경 300 m로 설정하였다.

연구 대상 지역은 Fig. 4와 같다.

Fig. 4 
Geographic location of the study area

소음 모니터링은 공사장 소음 규제기준에 적용하고 있는 5분 등가소음도를 포함하여 24시간 동안 연속으로 측정하였고, 소음 모니터링 기기는 KS C IEC61672-1에서 정한 Class 1의 RION NL-52 소음계를 사용하였다⁽²⁰⁾. 또한 소음 모니터링 기기는 이상소음 발생 시를 대비하여 WAV 파일로 녹음이 가능하도록 설정하였다.

이 연구에서 제안한 소음 모니터링 기기 설치 위치에 따르면 소음 모니터링 기기는 공사장 부지를 기준으로 동서남북 방향을 모두 고려하여 설치해야 하지만, A 공사장 측정 당시 공사장 현장의 제약으로 인해 소음 모니터링은 Fig. 5와 같이 1지점에서만 수행하였다.

Fig. 5 
Location of the noise monitoring point in the study area

소음 모니터링 기기를 설치한 공사장 부지경계선 상에 위치는 공사장 중심과 가장 근접한 정온시설의 중심부를 연결하는 선이 공사장 부지경계선에 위치한 방음벽과 수직하는 지점으로 하였고, 장애물에 의한 영향은 최소화 하여 설치하였다⁽⁵⁾. 또한 소음 모니터링 기기는 앞서 제안한 바와 같이 방음벽 상단 위 0.3 m ~ 1.0 m 이내의 높이인 0.5 m로 설정하였고 마이크로폰은 공사장 내부를 향하도록 하였다. A 공사장에 설치한 소음 모니터링 기기는 Fig. 6에 나타내었다.

Fig. 6 
Noise monitoring equipment installed at construction site A

소음원으로 입력되는 건설 장비의 제원은 기존 자료인 ‘건설공사에 의한 소음·진동 교육환경평가 방법 개선 연구’에 제시되어 있는 투입별 음향파워 레벨 중 Fig. 7과 같이 현장 소음 측정 당시 실제 운용되고 있던 건설 장비와 가장 유사한 제원으로 선정하였고, 건설 장비의 운용시간, 대수, 배치 등도 실제 A 공사장의 환경을 반영하여 입력하였다. 소음원으로 입력한 건설장비의 제원은 Table 1과 같다⁽²¹⁾.

Fig. 7 
Construction equipment position within the construction site A

일일 건설장비의 운용시간은 A 공사장의 실제 작업시간을 반영하여 06시 ~ 17시로 설정하였고, 건설장비의 배치 및 대수는 현장 소음 측정 당시 목측을 기준으로 기록된 바와 동일하게 설정하였다. 따라서 1대의 덤프트럭, 카고트럭, 2대의 굴착기를 각 건설장비가 배치 되어있던 위치에 입력하였다.

A 공사장 주변에 통행하는 도로는 배경소음에 영향을 주는 인자로, 소음지도 작성 시 공사장 소음과 같이 구현하였다. 구현된 도로는 8차선이며, 도로의교통량과 속도는 2022년 서울시 자료를 참고하여 연평균 자료를 입력하였다^(22,23). 입력된 교통량과 속도는 소형차 1400대/h, 대형차 155대/h, 평균 속도 24.6 km/h이다.

이 연구에서 사용한 3D 모델 및 소음지도 작성 프로그램은 SoundPLAN 9.0이며, 사용된 소음 예측식은 ISO 9613-2:1996과 RLS90이다^(24~26).

방음벽의 재질 특성은 실제 공사장에 설치된 방음벽의 재질 특성으로 입력해야 하나, 이 연구에서는 해당 자료 확보가 불가능하여 완전 반사체로 가정하였다.

소음지도는 A 공사장의 실제 운영시간을 고려하여 주간 시간대(06:00 ~ 22:00)를 기준으로 작성하였다. 앞서 설정된 조건들로 작성된 소음지도는 소음지도에서 계산된 예측값과 소음 모니터링 기기에서 측정된 실측값을 비교하여 지도의 검증 여부를 확인하였다. 소음지도에서 계산된 소음 모니터링 위치에서의 소음 예측값은 67.0 dB(A)이며, 실측값은 66.9 dB(A)로 오차가 ±3.0 dB을 초과하지 않기 때문에 작성된 소음지도는 검증된 것으로 확인하였다. 작성된 소음지도는 Fig. 8과 같다.

Fig. 8 
Noise map result of construction site A

공사장에 대한 3D 모델 및 소음지도를 작성하고 실제 공사장 부지 경계선 상에 설치된 또는 설치 예정인 소음 모니터링 기기 위치에서의 소음 실측값과 소음지도에서 계산된 예측값의 비교를 통해 소음지도를 검증한다.

소음지도가 검증되면, Fig. 10과 같이 배경 소음 관련 영향인자는 모델에서 모두 제외하여 대상 소음원인 공사장 소음만을 고려하고, 공사장 주변에 위치한 모든 정온시설에서의 소음 규제 기준 만족 여부를 확인한다. 이때 공사장 부지 내에서 사용되는 건설장비의 위치는 Fig. 11과 같이 공종별로 위치할 수 있는 모든 경우의 수를 고려한다.

Fig. 10 
Noise map result of construction site A without background noise

Fig. 11 
Examples of possible scenarios for construction equipment placement(red points correspond to monitoring point, while gray points represent construction equipment)

Fig. 12(a)와 같이 경우에 따라 공사장 주변 모든 정온시설에서 소음 규제기준을 만족하지 못할 경우, 건설 장비의 대수 감소, 저소음 건설장비 사용, 소음 저감 대책 수립 등을 적용하여 Fig. 12(b)와 같이 주변 모든 정온시설에서 소음 규제 기준을 만족할 때 까지 시뮬레이션 한다.

Fig. 12 
Predicted noise levels at the microphone location of the noise monitoring system and surrounding buildings calculated from noise mapping

공사장 부지 내에서 발생할 수 있는 모든 경우의 수를 고려하여도 공사장 주변 모든 정온시설에서 소음 규제기준을 만족한다면, 도로 등 배경소음 영향인자를 Fig. 13과 같이 3D 모델에 다시 입력하고 공사장 부지 경계선에 위치한 소음 모니터링 기기 위치에서의 소음도를 예측한다.

Fig. 13 
Noise map result of construction site A with background noise

공사장 현장에 설치한 소음 모니터링 기기 위치에서의 소음도는 Fig. 13에서 예측된 소음 모니터링 기기 위치에서의 소음도를 초과하지 않도록 관리한다.

앞서 총 3단계로 제안된 공사장 소음 관리방안은 실제와 가장 유사하게 구현할 수 있는 3D 모델과 소음지도를 활용하여 소음을 예측하고, 예측된 결과를 공사장 현장에 설치된 소음 모니터링 기기와 통합시켜 공사장 소음을 관리할 수 있는 방안이다. 이는 공사장뿐만 아니라 주변 모든 소음 피해 예상 지역에서의 소음 규제 기준 만족 여부 또한 확인할 수 있어 불필요한 갈등을 방지할 수 있을 것으로 예상된다.