RTO care

28. 고속전철소음

   

가. 현황

(1) 사업개요

(가) 구 간 : 서울∼부산간 (412km)

(나) 운행시간 : 160분 (2역 정차 기준)

(다) 최고속도 : 300km/hr (3분당 1대)

(라) 수송규모 : 1개열차당 1,000명 수송

(마) 추진일정 : 사업기간 - 1992.6.∼2004.4.

천안∼대전간 - '99.12.준공 (시험운행 '99.12.∼'03.9.)

서울∼대구간 - '04.4.준공 (영업운행 '04.4.∼)

대구∼부산간 - '04.4.(기존선 전철화)

대구∼부산간 - 2010 준공

(2) 고속전철 소음의 특징

(가) 기존철도와 같은 추진계 및 체결구 소음 이외에 차체와 공기의 마찰에 의한 공력소음, 가선과 Pantagraph(집전장치)사이의 스파크소음이 부가적으로 발생함

(나) 시속 250km 이상 고속으로 운행시 공력소음 발생, 시속 150km 이상 고속으로 운행시 스파크소음 발생

나. 고속전철 소음의 크기

(1) 차속에 따른 소음의 크기

(가) 240km/h일 때 선로중앙으로부터 100m거리에서 80dB(A)이고,

(나) 300km/h일 때 선로중앙으로부터 100m거리에서 85dB(A) 정도임

(2) 고속철도의 소음도

고속철도소음과 일반철도소음을 비교하면 다음 표 3.28.1과 같다.

표 3.28.1 차종별 소음도 (선로중앙으로부터 25m, Lmax dBA)

   

TGV

(250km/hr)

새마을

(97∼126km/hr)

무궁화

(84∼122km/hr)

전철

(80km/hr)

89

85

88

84

(출처 : 고속철도공단, 1995 ; 국립환경연구원, 1994)

다. 고속전철 소음발생원

(1) 차량 자체소음

(가) 추진계 소음 : 차체 하부의 전동기와 보조기기 소음 및 차륜과 레일사이의 소음으로 속도의 3승에 비례하여 증가

(나) 공력소음 : 공기와 차체사이의 마찰로 발생되는 소음으로 속도의 6승에 비례하여 증가 (250km/hr 이상에서는 추진계 소음보다 공력소음이 큼)

(2) 기타 소음

(가) 레일 체결구에서의 충격음 : 레일의 길이, 차륜과 레일의 중량

(나) 제동구간이나 곡선구간 소음 : 레일과 차륜의 편마모

(다) Pantagraph 소음 : Pantagraph와 가선사이의 spark음(150km/hr 이상에서 발생)

라. 고속전철 소음예측

(1) 고속철도 최고소음레벨 예측

(가)

(나) Lmax : 운행시 최고소음도 [dB(A)]

V : 열차운행속도 [km/hr]

d : 선로중앙에서 수음점까지의 거리 [m]

(2) 고속전철 최고소음도

속도별 고속전철 최고소음도는 다음 표 3.28.2와 같다.

표 3.28.2 속도별 최고소음도 [25m, dBA]

   

속도 [km/hr]

100

150

200

250

300

최고소음레벨

80.0

82.5

86

89

93

(출처 : 고속철도공단, 1995)

(3) 고속철도 등가소음도 예측

(가)

(나) Leq : 운행시 T시간 등가소음도 (dBA)

Lmax : 운행시 최고소음도 (dBA)

n : T시간 동안 열차통과 대수 (대)

T : 측정대상 시간 (sec)

마. 고속전철 소음현황

(1) 거리별 소음도

고속전철(TGV)의 최고소음도는 열차길이 400m, 속도 300km/hr인 경우 표 3.28.3과 같다.

표 3.28.3 거리별 최고 소음도

   

선로중앙으로부터의 거리 (m)

50

75

100

150

200

300

최고소음도 (dB(A))

88.8

86.5

84.6

81.7

79.3

77.3

(출처 : 고속철도공단, 1995)

(2) 차종별 고속철도 소음도

외국의 고속철도 소음도를 비교하면 다음 표 3.28.4와 같다.

표 3.28.4 고속전철 차종별 소음도 비교 (측정거리 25m, Lmax dBA)

   

속도(km/hr)

100

150

200

250

300

T G V ()

80.0

82.5

86.0

89.0

93.0

I C E ()

73.5

78.0

83.0

87.5

91.5

신간선 ()

81.5

83.0

86.0

90.0

94.0

(출처 : 국립환경연구원, 1994)

바. 인체에 미치는 소음의 영향

(1) 수면 방해 : 40∼50dBA

(2) 산술계산 능력 저하 : 50∼60dBA

(3) 주의·집중력 저하 : 70∼80dBA

(4) 문장 이해력 저하 : 80∼90dBA

(5) 작업량 저하 : 90∼100dBA

(6) 난청 : 100∼110dBA

(7) 육체적 고통을 일으킴 : 120∼130dBA

사. 고속전철소음의 문제점

(1) 근본적인 문제

(가) 인체에 미치는 소음의 영향에 대한 국내의 연구가 미비함

(나) 철도소음에 대한 환경 기준이 마련되지 않음

(다) 고속전철의 도심통과로 민원 발생의 우려가 높음

(라) 기존의 철도소음보다 소음발생량이 많음

(마) 고속운행시 터널 입·출구에서 발생되는 미기압파 충격소음

(2) 구조적인 문제

(가) 건축물 이격거리를 확보하지 못한 주거시설 등의 이주·보상 방안

(나) 방음벽, 방음터널, 이중창 등 방음대책 시행시의 재정확보

아. 철도소음 방지대책

(1) 프랑스의 철도소음 방지 관련제도 및 방음대책

(가) 프랑스 철도청(SNCF)은 일반철도의 경우 철도변 건물 정면의 등가소음도가 60∼65dB(A)를 초과하거나, TGV 철도의 경우 철도변 건물 정면의 등가소음도가 65∼70dB(A)를 초과하면 통상적으로 방음벽 설치, 혹은 대상건물에 대해 방음공사를 적용하고 있다.

(2) TGV철도 주변의 토지이용 및 도심 통과시 방음대책

(가) 프랑스에서 TGV노선을 선정할 때 마을로부터 250m(독립주택으로부터는 100m) 이상 떨어지도록 함으로써 소음문제를 근본적으로 해결하고 있다.

(나) 그리고 도심에서는 기존 철도망과 병행시키고 100km/hr 내외로 저속 운행하는 것으로 보고되고 있다.

(3) 기타의 소음진동문제

(가) 진동의 영향은 생활방해와 초정밀기기의 기능장애를 들 수 있는데, 생활방해 측면에서 TGV의 진동기준은 다음 표 3.28.5와 같다.

(나) 한편, 광학천칭, 전자현미경 등과 같은 초정밀기기는 생활방해기준보다 상당히 낮은 진동 수준에서도 기능장애를 받는 것으로 알려져 있기 때문에, 이들 기기가 설치되어 있을 것으로 예상되는 학교·병원, 연구소, 공장 주변을 통과하는 고속철도는 방진대책에 세심한 배려가 필요하다.

표 3.28.5 고속철도 운행시의 연도 진동기준(TGV)

   

장 소

가속도 (cm/sec2)

진동레벨 (dB)

  

비 고

  

  

주 간

야 간

  

병 원

0.5

55

52

국제표준화기구

(ISO)의 권장치

와 동일함

주 택

주간 : 1∼2,

야간 : 0.7

60

55

  

사무실

2

65미만

57미만

  

공 장

4

65

  

  

   

(출처 : 국립환경연구원, 1994)

참고문헌

1. 국립환경연구원, 1994, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅲ).

2. 국립환경연구원, 1993, 사업장소음의 방지대책에 관한 연구(Ⅱ).

3. 고속철도공단, 1995, 경부고속철도 건설사업.

4. 이희현외 2인, 1993, 고속철도의 소음과 진동, 한국소음진동공학회 소음분과학술세미나자료집.

5. 오인택, 박진모, 1993, 고속철도의 기술특성, 한국소음진동공학회 소음분과학술세미나자료집.

6. 김정태, 1996, 고속철도소음의 전파특성, 한국소음진동공학회 춘계학술대회논문집.

작성자 : 소음진동과 공업연구관 강대준(공학박사)

   

   

원본 위치 <http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/data2/ham3/3-28.htm>

   

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