스피커 설치 모습. /사진: 크리에이티브솔루션 제공

[대한경제=서용원 기자]이어폰 등에 탑재된 능동소음제어(ANC: Active Noise Cancelling) 기술을 활용한 공동주택 층간소음 저감 기술이 나왔다.

10일 국토교통부 건설기술정보시스템에 따르면 ㈜크리에이티브솔루션(대표 황경훈ㆍ정윤수)과 ㈜에이테크솔루션(대표 김호진)은 최근 ‘층간소음 저감용 능동소음제어(ANC) 시스템’(이하 시스템)을 개발했다.

무거운 물건을 떨어뜨리거나 사람이 발을 구르는 ‘쿵’ 소리와 같은 중량충격음은 완충재로 저감이 불가능해 층간소음의 주된 원인으로 작용하고 있는데, 시스템은 사람이 불편함을 느낄수 있는 소음의 영역인 40∼500Hz까지 감지, 바닥충격음 성능기준의 1개 등급에 해당하는 중량충격음 4dB가량을 줄일 수 있다.

현행 주택법에 따르면 바닥충격음 성능은 1단계 37dB부터 4단계 49dB까지 4dB 간격으로 규정하고 있는데, 시스템을 활용하면 한 단계 상향 된 인정급을 받을 수 있는 셈이다.

크리에이티브솔루션 관계자는 “슬래브 두께를 30㎜강화하면 약 1.5dB 저감 효과가 있는 것으로 알려졌다”며, “시스템을 사용하면 4dB까지 줄일 수 있어 실질적으로 슬래브 두께를 80㎜가량 증가시킨 것과 같은 효과를 볼 수 있다”고 말했다. 공동주택 바닥 슬래브 두께를 줄이고 흡음재 설치 최소화 등으로 시공비용을 줄일 수 있으며 완공 후에도 층간소음으로 말미암은 불편비용 (가구당 연 5만5000원 수준) 저감 및 사회적 비용도 줄일 수 있다는 설명이다.

시스템은 상층에서 충격이 가해지면 슬래브가 진동하고, 공기를 통해 저주파의 중량충격음이 하층으로 전달된다는 점을 파악하고 ANC를 접목하는 것에서 답을 찾았다.

ANC는 소음과 같은 파장을 역으로 발생시켜 소음을 상쇄하는 원리인데, 이를 활용해 층간소음과 같은 파장을 일으키는 것이다.

소음원을 감지하는 센서와 입력된 신호를 분석하고 역위상의 신호를 생성하는 제어기, 역위상 신호를 토대로 제어음을 출력하는 스피커가 주된 구성품이다.

스피커(왼쪽)과 센서. /사진: 크리에이티브솔루션 제공

사스템은 소음이 유입되는 곳의 슬래브나 벽체에 센서와 마이크, 제어기를 매설하고 외부에 스피커를 설치하면 된다.

센서가 진동을 감지해 중량충격음의 역위상을 실시간으로 계산, 스피커를 통해 소음과 비슷한 상쇄음을 발생시켜 소음을 줄인다. 센서는 이동하는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 가속도계를 활용해 하층에서 발생하는 대화, TV와 같은 생활소음은 배제하고 상층에서 발생하는 중량충격음만 감지하도록 했다. 제어기에는 기계학습 알고리즘이 접목돼, 상층에서 발생하는 중량충격음 감지의 정확도를 높였다.

사용자는 스마트폰 어플리케이션을 활용해 ANC 시스템에 수집된 소음 발생 이력, 제어효과 등 데이터를 모니터링할 수 있다.

수원 소재 한 다가구 주택에서 30일간 실험한 결과 34dB 이상의 소음은 566건에서 503건으로 약 12%가량 감소한 것으로 분석됐다.

크리에이티브솔루션 관계자는 “시스템은 센서와 스피커 등을 5개 이상 설치해 거실 전체의 소음을 줄이는 형식인데, 현재는 침대나 책상 등 사용자가 원하는 특정 공간에 접목해 부분 소음을 4dB 이상까지 줄일 수 있는 쪽으로 기술 개선 작업을 하고 있다”고 밝혔다.

서용원 기자 anton@

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