KR101561849B1 - 방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템 - Google Patents

방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 각 호실에서 복수의 마이크로폰으로 소음 방향을 검출하여 소음 방향에 따라 층간소음으로 간주되는 상측 소음과 호실 내의 소음으로 간주되는 하측 소음을 구별하고, 호실 내의 사람에게 인지시켜 주며, 아울러, 각 호실 내에서 검출한 상측 소음과 하측 소음에 근거하여 상층소음을 유발한 호실을 추적하여 통지하는 방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템에 관한 것으로서, 진동감지센서 없이 간소하게 구성할 수 있고 건축물에 설치하기도 간편하며, 층간소음으로 인지하는 소리의 파워를 반영하여 층간소음을 판정함으로써 판정 결과의 신빙성을 높일 수 있다.

Description

방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템{DEVICE AND SYSTEM FOR TRACING FLOOR NOISE}
본 발명은 건축물의 각 호실에서 복수의 마이크로폰으로 소음 방향을 검출하여 소음 방향에 따라 층간소음으로 간주되는 상측 소음과 호실 내의 소음으로 간주되는 하측 소음을 구별하고, 호실 내의 사람에게 인지시켜 주며, 아울러, 각 호실 내에서 검출한 상측 소음과 하측 소음에 근거하여 상층소음을 유발한 호실을 추적하여 통지하는 방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템에 관한 것이다.
층간소음은 다가구 주택, 다세대 주택, 아파트 또는 빌라처럼 다층구조를 갖는 건축물에서 충격음이 건축물의 진동으로 전파되어 다른 호실, 특히, 바닥 슬래브를 통해 하층의 호실로 전달되는 소음이며, 거주자간의 다툼과 민원 제기 등 심각한 사회적인 문제로 대두되고 있다.
이러한 층간소음을 완화시키기 위해 방진 소재 또는 완충재를 건축물에 시설하였으나, 층간소음을 효과적으로 차단하는데 한계가 있었다.
이에, 등록특허 제10-1289061호는 건물의 진동을 감지하는 진동감지센서와 호실 내에서 발생하는 소음을 감지하는 마이크를 각 호실에 설치하여서, 진동에 의한 진파와 소음에 의한 음파의 패턴을 비교함으로써 층간소음을 발생시킨 호실을 판정하였다. 그리고, 판정 결과에 따라 층간소음을 발생시킨 호실에 알려줌으로써 층간소음을 감소시키도록 유도할 수 있었다.
하지만, 등록특허 제10-1289061호는 진동감지센서를 설치하여야만 함에 따라 시공하기 어렵고, 진동감지센서와 마이크를 함께 설치해야 하는 어려움도 따르며, 서로 다른 센서(진동감지센서, 마이크)로 감지한 신호를 처리하기 위해 서로 다른 신호처리 수단을 갖추어야 하는 제조과정의 어려움도 있다. 또한, 층간소음으로 전달된 호실에서 사람이 층간소음으로 인지할 시에는 소음으로 인지하게 되는 데 이를 진동감지센서로 감지함에 따라, 진동감지센서와 마이크의 서로 다른 센싱 오차로 인해 발생하는 부정확성의 문제도 있다.
KR 10-1289061 B1 2013.07.10.
본 발명은 상기와 같은 문제점 또는 어려움을 해결하기 위해서 창안된 발명으로서, 마이크로폰으로 층간소음을 검출하고 각 호실에서 마이크로폰으로 검출한 소음에 근거하여 층간소음을 발생시킨 호실을 추적할 수 있는 방향성 층간소음 측정장치 및 층간소음 추적시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 층간소음 추적시스템에 있어서, 다층구조의 건축물에서 각 호실 내의 천장 또는 상측 벽면에 설치되며, 상하로 이격 배치한 복수의 마이크로폰으로 소음 신호를 받아들인 후, 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 상측 소음의 파워를 검출하고, 검출한 상측 소음 파워를 통신 모듈을 통해 층간소음 관리 서버에 전송하는 방향성 층간소음 측정장치; 방향성 층간소음 측정장치로부터 상측 소음 파워를 전송받을 시에 층간소음이 발생한 것으로 판정하는 층간소음 관리 서버;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실과 바닥 슬래브를 경계로 접하는 위층 호실을 층간소음 유발 호실로 판정함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 하측 소음의 파워를 상측 소음의 파워와 구분하여 검출하고, 검출한 하측 소음 파워를 상측 소음 파워와 함께 층간소음 관리 서버에 전송하고, 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실과 바닥 슬래브를 경계로 접하는 위층 호실의 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파워를 전송받을 시에, 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 한다.
상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 크고, 하측 소음 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 큰 경우에 층간소음이 발생한 것으로 판정하며, 층간소음 유발 호실의 소유자에게 층간소음 유발자임을 통지함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 상측 소음 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 큰 경우에만 상측 소음 파워를 층간소음 관리 서버에 전송하고, 하측 소음 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 큰 경우에만 하층 소음 파워를 층간소음 관리 서버에 전송함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 복수의 마이크로폰으로 하향 지향하여 하측 소음을 집음하고, 복수의 마이크로폰으로 상향 지향하여 상측 소음을 집음하여서, 상측 소음 파형 데이터로부터 상측 소음 파워를 검출하고 하측 소음 파형 데이터로부터 하측 소음 파워를 검출함을 특징으로 한다.
상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파형 데이터 및 하측 소음 파형 데이터를 전송받으며, 상측 소음 파형 데이터를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치와 상이한 호실에 설치된 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파형 데이터를 전송받을 시에 상측 소음 파형 데이터와 하측 소음 파형 데이터의 상호 상관 계수의 피크가 미리 설정된 값 이상이면 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 층간소음을 유발하는 소음을 선택적으로 통과시키는 필터를 구비하여, 필터링한 소음 신호로부터 상측 소음 및 하측 소음을 검출함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 복수의 마이크로폰 중에 어느 하나의 마이크로폰으로 얻은 소음 신호를 전송하며, 상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워을 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 있고, 아울러, 타 호실에 설치한 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파워를 전송받으면, 각 방향성 층간소음 측정장치에서 전송한 소음 신호간의 상호 상관 계수를 획득한 후, 상호 상관 계수의 피크값이 미리 설정된 크기 이상인 경우에 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 한다.
상기 층간소음 관리 서버는 호실별 유발한 층간소음의 평균, 최대값, 미리 설정한 시간대 평균 또는 미리 설정한 시간대 최대값을 일간, 주간 또는 월간 통계하여 현황판에 디스플레이함을 특징으로 한다.
상기 방향성 층간소음 측정장치는 상측 소음의 파워와, 하측 소음의 파워를 사람이 인지 가능하게 출력하는 표시부와; 상측 소음의 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 클 경우의 알람, 및 하측 소음의 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 클 경우의 알람을 상호 구분하여 알람하는 알람부;를 구비함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 방향성 층간소음 측정장치에 있어서, 다층구조의 건축물에서 호실 내의 천장 또는 상측 벽면에 설치되며, 상하로 이격 배치한 복수의 마이크로폰으로 소음 신호를 받아들인 후, 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 층간 소음으로 받아들이는 상측 소음의 파워와 실내 소음으로 받아들이는 하측 소음의 파워를 구분하여 검출하고, 검출한 상측 소음 파워 및 하측 소음 파워를 전송하기 위한 통신 모듈을 구비함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 상호 이격된 복수의 마이크로폰을 이용하여 층간소음으로 간주되는 상측 소음과 실내소음으로 간주되는 하측 소음을 구별하여 검출함으로써, 진동감지센서 없이 간소하게 구성할 수 있고, 건축물의 각 호실에 간편하게 설치할 수 있다.
또한, 본 발명은 상측 소음을 마이크로폰으로 검출하여서 층간소음의 파워를 검출하므로 사람이 층간소음으로 인지하는 파워를 정확하게 반영하여 층간소음을 판정할 수 있고, 아울러, 소음 신호라는 단일 종류의 센싱 신호를 처리하여 층간소음을 검출함에 따라 파형 비교 또는 파워 비교의 정확성을 높일 수 있으며, 이에 기반하여 층간소음에 대해 현황판으로 보여주는 통계자료의 신빙성도 높여 층간소음으로 인한 거주자 간의 다툼도 해소할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방향성 층간소음 측정장치의 설치 예시도 및 방향성 층간소음 측정장치를 포함한 층간소음 추적시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방향성 층간소음 측정장치 및 방향성 층간소음 측정장치를 포함한 층간소음 추적시스템의 블록구성도.
도 3은 방향성 층간소음 측정장치의 외형 정면도.
도 4는 복수의 마이크로폰으로 받아들이는 소음의 도착시간 차이와 상호 상관 계수 사이의 관계를 보여주는 도면.
도 5는 현황판의 외형 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방향성 층간소음 측정장치의 설치 예시도 및 방향성 층간소음 측정장치를 포함한 층간소음 추적시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 층간소음 추적시스템은 다층구조의 건축물에서 각 호실 내에 설치되는 방향성 층간소음 측정장치(100), 호실별 방향성 층간소음 측정장치(100)와 통신하는 층간소음 관리 서버(200) 및 층간소음 관리 서버(200)에 연결되는 현황판(300)을 포함하여 구성된다.
여기서, 방향성 층간소음 측정장치(100)는 호실 내의 천장에 설치하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 벽면 중에서 천장에 가까운 상측에 설치하여도 되어, 설치된 높이의 수평면을 기준으로 호실 내에서 발생한 소음을 하측에서 발생한 소음으로 분류하고, 상측에서 발생하는 소음을 상층에서 발생하여 전달된 층간소음으로 간주하여 분류할 수 있는 높이에 설치하면 된다. 즉, 방향성 층간소음 측정장치(100)는 상측 방향에서 받아들이는 상측 소음과 하측 방향에서 받아들이는 하측 소음을 구분하여 검출한다. 그런데, 후술하는 바와 같이 마이크로폰이 방향성 층간소음 측정장치(100)의 몸체에 가려져 소음을 받아들이는 데 방해가 되면, 방향 추정에 오류가 발생할 수 있으므로, 도 1에 도시한 바와 같이 가능하면 실내 천정의 모퉁이에 가깝게 하는 것이 좋다.
층간소음 관리 서버(200)는 호실별로 설치한 방향성 층간소음 측정장치(100)로부터 상측 소음 및 하측 소음을 전송받아 이를 취합하여 층간소음의 발생여부를 판정하고 층간소음을 유발한 호실을 추적하며, 추적한 호실의 소유자 또는 거주자로 등록된 전화기(1)로 층간소음이 발생하였음을 통지하고, 층간소음 발생 기록 및 층간소음 유발 호실을 DB화하는 한편, 통계적 자료를 생성하여 현황판(300)에 출력함으로써 건축물 관리실 또는 경비실 등의 담당자가 볼 수 있게 한다.
호실별로 설치한 방향성 층간소음 측정장치(100)와 층간소음 관리 서버(200) 간의 통신은 이더넷(Ethernet), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 또는 이동통신망을 이용할 수 있으며, 건축물의 층수, 면적, 통신망 구축 현황 등에 따라 적절하게 구축할 수 있음은 공지된 기술인 바 상세한 설명을 생략한다. 건축물의 통신망 구축 현황에 대해 예를 들어 설명하면, 각 호실을 관리실과 연결된 네트워크일 수 있고, 다른 예로서, 일반적으로 각 호실에 설치하는 유무선 공유기를 경유한 인터넷을 이용할 수 있다.
상기한 전화기(1)도 호실 내에 설치한 일반전화기일 수도 있으나, 데이터 통신이 가능한 스마트폰으로 하는 것이 좋고, 건축물에 구축된 구내방송용으로서 각 호실에 비치된 통화기일 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 층간소음 추적시스템을 구성하는 방향성 층간소음 측정장치(100), 층간소음 관리 서버(200) 및 현황판(300)에 대해서 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 층간소음 추적시스템의 블록구성도이고, 도 3은 방향성 층간소음 측정장치의 외형 정면도이고, 도 4는 복수의 마이크로폰으로 받아들이는 소음의 도착시간 차이와 상호 상관 계수 사이의 관계를 보여주는 도면이며, 도 5는 현황판의 외형 정면도이다.
방향성 층간소음 측정장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 상하로 이격 배치되어 각각 소음 신호를 받아들여 전기적 아날로그 소음 신호로 변환하는 복수의 마이크로폰(110 : 110-1, 110-2), 마이크로폰별로 변환하여 얻은 아날로그 소음 신호를 각각 디지털 소음 신호로 변환하는 소음 신호 획득부(120), 디지털 소음 신호 간의 상호 상관 계수(cross correlation coefficient)를 획득하는 상관 관계 획득부(130), 상호 상관 계수의 피크 위치로 얻는 소음 신호 간 도착시간 차이에 근거하여 실내에서 발생하여 입사되는 하측 소음과 천장 방향에서 입사되는 상측 소음을 구분하여 검출하고 검출 결과에 따라 통신모듈(150), 표시부(160) 또는 알람부(170)를 동작시키는 소음 판정부(140), 층간소음 관리 서버(200)에 연결되는 통신모듈(150), 상측 소음의 파워와 하측 소음의 파워를 사람이 인지 가능하게 출력하기 위해 마련한 표시부(160), 알람하기 위해 마련한 알람부(170), 를 포함하여 구성된다.
구체적으로 설명하면, 상기 복수의 마이크로폰(110 : 110-1, 110-2)은 설치 높이가 상호 차이나게 되어 있어서, 동일한 소음원으로부터 발생한 소음이 각 마이크로폰으로 입사되는 시각은 소음원과의 거리에 차이가 없는 경우를 제외하고 상이한 값을 갖게 된다. 이에, 마이크로폰 간의 간격 및 각 마이트로폰 간의 소음 도착시간 차이로부터 소음의 입사 방향을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 2개의 마이크로폰(110 : 110-1, 110-2)을 연직방향으로 설치하여서, 2개 마이크로폰의 중간 높이 상의 수평면을 기준으로 하측방향에서 입사되는 하측 소음과 상측방향에서 입사되는 상측 소음을 서로 구분할 수 있게 한다.
한편, 마이크로폰은 소음의 입사방향을 정확하게 얻기 위해서 2개보다 많은 수를 사용하는 것이 좋다.
상기 소음 신호 획득부(120)는 각 마이크로폰으로 획득한 아날로그 소음 신호를 디지털 소음 신호로 변환하는 아날로스/디지털 변환부(121), 디지털 소음 신호를 필터링하여 층간소음을 유발하는 소음을 선택적으로 통과시키는 필터부(122), 필터링된 디지털 소음 신호로부터 미리 설정된 길이의 샘플을 추출하는 샘플 추출부(123)를 포함하여 구성된다.
상기 필터부(122)에 대해서 예를 들어 설명하면, 일반적으로 건축물마다 고유 진동수 또는 진동 전달 특성의 차이에 의해서 층간소음에 대한 법적 기준을 초과하는 층간소음을 유발하는 고유의 층간 소음 유발 주파수가 존재하며, 이러한 층간 소음 유발 주파수는, 예를 들어 직상층의 호실에서 충격음을 발생시킬 시의 층간소음을 측정하여 얻거나, 공지된 건축물 특성 분석 기술에 따라 얻을 수도 있다. 즉, 상기 필터부(122)는 층간소음으로 간주하지 아니하는 생활소음을 차단하여 실질적으로 층간소음을 유발하는 성분만을 통과시킨다.
상기 샘플 추출부(123)는 상호 상관 계수의 정확도를 보장할 수 있는 충분한 길이의 샘플을 추출하는 것이 좋다. 이는, 상호 상관(cross correlation)에 의해서 복수의 마이크로폰으로 입사되는 소음 신호의 도착시간 차이를 얻으므로, 너무 적은 개수의 샘플을 추출하면 그 정확성이 낮아지기 때문이다.
이와 같이 미리 설정한 길이의 샘플로 추출한 마이크로폰별 디지털 소음 신호는 상관 관계 획득부(130)에 전달된다.
상기 상관 관계 획득부(130)는 샘플로 추출한 마이크로폰별 디지털 소음 신호 간의 상호 상관 계수(cross correlation coefficient)를 획득한다.
도 4(a)는 연직방향으로 d의 거리만큼 이격된 2개의 마이크로폰(110 : 110-1, 110-2)이 수평면과 θ각도를 이루는 상향 방향에서 입사되는 소음을 받는 경우를 도시한 도면으로서, 이 경우에, 2개의 마이크로폰(110 : 110-1, 110-2)에 소음이 입사되는 시점이 dsinθ의 거리에 대응되는 시간차(즉, 거리차 dsinθ를 음파속도로 나눈 값)를 갖게 된다. 이에 따라, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 입사되는 소음을 받아들여 얻는 전기적 소음 신호는 시간축(정확하게는 샘플수로 표현하는 축)에 겹쳐 그래프로 표현할 경우 서로 일치하지 아니한다.
그리고, 시간차를 갖는 2개의 소음 신호 간의 상호 상관 계수를 산출하면 도 4(c)에 도시한 바와 같이 0의 시간변위를 기준으로 편향된 시간변위에서 피크가 발생한다. 이때, 피크가 발생하는 시간변위는 상기한 dsinθ의 거리에 대응되는 시간차를 나타낸다.
만약, 소음이 입사되는 방향이 하향 방향에서라면 피크는 0의 시간변위를 기준으로 도 4(c)에 도시한 피크 시간변위와 반대되는 쪽에 나타난다. 따라서, 상호 상관 계수의 그래프 상에서 피크가 발생하는 시간변위로부터 상측 소음과 하측 소음을 구별할 수 있다. 물론, 상측 소음과 하측 소음이 동시 입사하게 되면 피크가 0의 시간변위를 기준으로 양측에 나타난다.
상기 소음 판정부(140)는 상기 도 4를 참조하여 살펴본 바와 같이 복수의 마이크로폰별로 획득한 디지털 소음 신호 간의 상호 상관 계수에서 도착시간 차이를 나타내는 피크의 시간변위에 근거하여 상측 소음과 하측 소음을 구분하여 검출한다.
검출하는 상측 소음과 하측 소음은 상측 소음의 발생여부, 하측 소음의 발생 여부, 상측 소음의 파워 레벨 및 하측 소음의 파워 레벨을 의미하며, 여기서, 파워 레벨은 상호 상관 계수의 피크값으로부터 얻을 수 있다.
그리고, 소음 판정부(140)는 상측 소음 또는 하측 소음을 검출하는 경우, 검출한 상측 소음 또는 하측 소음을 통신모듈(150)을 통해 층간소음 관리 서버(200)에 전송하고, 아울러, 소음의 파워 레벨을 표시부(160)로 출력하고, 상측 소음이 미리 설정된 제1 파워 레벨보다 클 경우의 알람과 하층 소음이 미리 설정된 제2 파워 레벨보다 클 경우의 알람을 구분하여 알람부(170)로 알람시킨다.
여기서, 상기 제1 파워 레벨은 예를 들면 층간소음에 대해 법적으로 허용된 파워 레벨로 할 수 있고, 제2 파워 레벨은 제1 파워 레벨의 층간소음을 유발하는 실내 소음의 파워로 할 수 있다. 그런데, 제2 파워 레벨은 건축물의 고유 층간소음 특성에 따라 달라질 수 있고, 층별로 상이할 수도 있으므로, 이를 감안하여 사전에 실측 실험으로 얻는 값보다 적절히 낮게 설정하는 것이 좋다.
상기 표시부(160)는 상측 소음의 파워 레벨과 하측 소음의 파워 레벨을 별도로 표시하도록 2개로 마련되어서, 호실 내의 사람이 상측 소음과 하측 소음의 파워 레벨을 동시에 볼 수 있다.
알람부(170)도 상측 소음의 파워 레벨이 미리 설정된 제1 파워 레벨보다 클 경우 점등하는 램프와 하측 소음의 파워 레벨이 하측 소음에 대해 별도로 미리 설정된 제2 파워 레벨보다 클 경우 점등하는 램프로 구분되어 있다. 알람부(170)는 상측 소음의 발생과 하측 소음의 발생을 구분하여 음향으로 안내하는 스피커로 구성하여도 된다.
이와 같이 구성되어 건축물의 각 호실에 설치되는 방향성 층간소음 측정장치(100)는 설치 높이를 기준으로 상측 소음과 하측 소음을 구분하고, 상측 소음의 파워와 하측 소음의 파워를 검출하여 층간소음 관리 서버(200)로 전송한다.
층간소음 관리 서버(200)는 도 1,2에 도시한 바와 같이 호실별로 설치한 방향성 층간소음 측정장치(100)에서 전송하는 상측 소음 또는 하측 소음을 취합하여 모니터링함으로써 층간소음을 유발한 호실을 추적하고, 층간소음을 유발한 호실에 대응되게 등록한 연락처로 통지하며, 이를 위해서, 방향성 층간소음 측정장치(100)와 통신하기 위한 통신모듈(210), 층간소음의 발생여부를 판정하여 층간소음 유발 호실을 추적하고, 층간소음 유발 호실을 추적한 후의 조치사항을 수행하는 층간소음 판정부(220), 취합한 호실별 상측 소음과 하측 소음의 통계 데이터를 생성하여 데이터베이스부(230)에 저장시키는 통계부(230), 및 데이터 저장을 위한 데이터베이스부(230)를 포함하여 구성된다.
층간소음 판정부(220)는 호실별로 설치한 방향성 층간소음 측정장치에서 전송하는 상측 소음 파워 및 하측 소음 파워를 취합하여, 복수의 방향성 층간소음 측정장치 중에 적어도 하나의 방향성 층간소음 측정장치로부터 상측 소음 파워를 전송받을 시에, 즉, 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 있을 시에 층간소음이 발생한 것으로 판정하고, 아울러, 층간소음 유발 호실을 판별함에 있어서 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실과 바닥 슬래브를 경계로 접하는 위층 호실을 층간소음 유발 호실로 판정한다.
그런데, 위층 호실에서는 실내 소음을 유발하지 아니하였는데, 아래층 호실에서 상측 소음을 감지하는 경우도 발생하며, 이 경우에는 층간소음으로 판정하지 아니하여야 한다.
이에, 본 발명의 실시예에서 상기 층간소음 판정부(220)는 상측 소음을 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 있고, 아울러, 상측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치와는 다른 호실인 위층 호실에 설치되어 있는 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음을 전송받을 시에, 층간소음이 발생한 것으로 판단하고, 하측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치가 설치된 호실을 층간소음 유발 호실로 추적 판정하며, 이후, 층간소음 유발 호실의 소유자 또는 거주자를 호출하여 층간소음 유발자임을 통지한다.
본 발명의 실시예에서는 호실별 소유자 또는 거주자의 전화번호를 데이터베이스부(240)에 등록 저장시켜서, 전화번호로 호출하여 통지한다.
한편, 상측 소음의 파워가 상기한 미리 설정된 제1 파워 레벨보다 큰 경우에만 층간소음이 발생하였음을 통지하여야 한다.
이에, 상기 층간소음 판정부(220)는 상측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치와 하측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치가 서로 다른 호실에 설치되어 있는 것일 경우에, 층간소음이 발생한 것으로 판단하지만, 상측 소음이 상기한 미리 설정된 제1 파워 레벨보다 크고, 하측 소음이 상기한 미리 설정된 제2 파워 레벨보다 큰 경우에만 층간소음 유발 호실에 통지한다. 또한, 하측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치가 복수개이면, 상기한 미리 설정된 제2 파워 레벨보다 큰 하측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치만 선별하여서 선별한 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실을 층간소음 유발 호실로 판정한다.
하지만, 상기 층간소음 판정부(220)는 상측 소음을 전송한 방향성 층간소음 측정장치가 있더라도 타 호실에 설치한 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음을 전송받지 아니하면, 층간소음이 발생하지 아니한 것으로 판단한다. 이는 호실 내에서 천장에 가한 충격 소음이 방향성 층간소음 측정장치로 유입될 수 있으므로, 이와 같이 층간소음을 유발한 것이 아닌 상측 소음을 분별하기 위함이다.
상기한 설명에서는 상측 소음 및 하측 소음의 파워로 층간소음의 발생을 판단하였으나, 상측 소음과 하측 소음 간의 상관 관계로 층간소음을 더욱 정확하게 판정할 수 있다.
즉, 방향성 층간소음 측정장치(100)는 복수의 마이크로폰 중에 어느 하나의 마이크로폰을 통해 소음 신호 획득부(120)로 얻은 소음 신호를 층간소음 관리 서버(200)로 전송하게 구성된다.
그리고, 층간소음 관리 서버(200)의 층간소음 판정부(220)는 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 있고, 아울러, 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음이 설치된 호실과는 다른 타 호실에 설치한 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파워를 전송받을 시에, 양측 방향성 층간소음 측정장치로부터 전송받는 소음 신호간의 상호 상관 계수를 획득한 후, 상호 상관 계수의 피크값이 미리 설정된 크기 이상인 경우에 층간소음이 발생한 것으로 판정한다. 물론, 피크값이 미리 설정된 크기 미만이 경우 층간소음이 발생하지 아니한 것으로 판정한다. 즉, 층간소음의 원인이 되는 소음과 전달된 층간소음 간에는 상호 상관이 크게 나타나므로, 상호 상관이 작다면 전달받은 상측 소음이 하측 소음에 의해 유발된 것이 아닌 것이 되어, 층간소음으로 판정하지 않는 것이다.
통계부(230)는 통신모듈(210)을 통해 전송받는 호실별 상측 소음 및 하측 소음에 대한 데이터를 데이터베이스부(240)에 저장하고, 상기 층간소음 판정부(220)에 의해 추적한 층간소음 유발 호실의 기록 및 층간소음의 파워 레벨도 데이터베이스부(240)에 저장하여서, 층간소음 발생에 대한 근거자료로 활용할 수 있게 한다.
또한, 통계부(230)는 상기 층간소음 판정부(220)에 의해 판정한 층간소음의 파워 레벨을 호실별로 누적집계하여 층간소음 파워 레벨의 평균, 최대값, 미리 설정한 시간대 평균 또는 미리 설정한 시간대 최대값을 일간, 주간 또는 월간 통계자료를 산출하고, 산출한 결과를 현황판(300)에 디스플레이한다.
상기 현황판(300)은 도 5에 도시한 바와 같이 일간, 주간 및 월간 중에 어느 하나를 선택할 수 있는 입력키(310)가 마련되어 있고, 각 층의 호실별 파워 레벨이 출력되는 칸(330)이 파워 레벨의 평균, 최대값, 미리 설정한 시간대 평균 및 미리 설정한 시간대 최대값으로 구분되는 항목(320)별로 마련되어 있다. 이에, 입력키(310)로 선택된 기간의 층간 소음 파워 레벨을 호실별로 알아볼 수 있다.
여기서, 미리 설정된 시간대는 도 5에서 야간으로 되어 있지만, 취침시간대로 정할 수도 있다.
한편, 상기한 본 발명의 실시예에서는 복수의 마이크로폰을 상하로 이격 배치하여 얻는 소음 신호로부터 상측 소음의 파워 레벨과 하측 소음의 파워 레벨을 검출하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하고 상측 소음에 의한 소음 신호와 하측 소음에 의한 소음 신호를 구분하여 검출하게 구성할 수도 있다.
즉, 복수의 마이크로폰을 수평방향으로 배치한 구성요소를 2개 마련하여서, 하나는 하향 지향하여 하측 소음을 집음하고, 다른 하나는 상향 지향하여 상측 소음을 집음하게 한다. 집음하여 얻는 하측 소음 신호 및 상측 소음 신호는 소음 신호 획득부(120)에 의해 개별적으로 처리되어 하측 소음 신호 파형 데이터와 상측 소음 파형 데이터를 얻게 된다. 이에, 상기한 상관 관계 획득부(130)를 구비하지 아니하더라도 상측 소음의 파워 레벨 및 하측 소음의 파워 레벨을 구할 수 있다. 물론, 상관 관계 획득부(130)를 대시하여 파워 레벨을 획득하는 구성요소를 구비한다.
그리고, 소음 판정부(140)는 획득한 파워 레벨에 따라 상기한 실시예처럼 동작하되, 하측 소음 신호 파형 데이터와 상측 소음 파형 데이터를 층간소음 관리 서버(200)에 전송함으로써, 층간소음 관리 서버(200)가 서로 다른 호실에서 전송받는 하측 소음과 상측 소음의 상관 관계로부터 층간 소음의 발생여부를 판정하도록 구성될 수 있다.
즉, 층간소음 관리 서버(200)는 각 호실로부터 하측 소음 파형 데이터 및 상측 소음 파형 데이터를 전송받을 수 있으므로, 상측 소음 파형 데이터를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치와 상이한 호실에 설치된 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파형 데이터를 전송받을 시에, 상측 소음 파형 데이터와 하측 소음 파형 데이터 간의 상호 상관 계수를 획득하여, 그래프 상의 피크값이 미리 설정된 값 이상이면 상측 소음을 층간소음으로 판정한다. 그리고, 하측 소음 파형 데이터를 전송한 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실을 층간소음 유발 호실로 판정한다.
다른 한편으로, 본 발명은 데이터 트래픽을 줄이기 위해서, 상기 방향성 층간소음 측정장치(100)가 층간소음에 대해 법적으로 규정한 허용치보다 큰 소음이 발생할 시에만 소음 정보를 층간 소음 관리 서버(200)에 전송하게 하여도 된다.
다시 말해서, 상기 소음 판정부(140)는 상측 소음에 대해서는 상측 소음의 파워 레벨이 미리 설정된 제1 파워 레벨보다 큰 경우에만 상측 소음의 파워를 층간소음 관리 서버(200)에 전송한다. 즉, 상측 소음을 법적 허용치보다 큰 경우에만 층간소음으로 간주하여 층간소음 관리 서버(200)에 전송한다.
하측 소음에 대해서는 하측 소음이 실내에서 발생한 소음으로 간주하므로, 하측 소음에 대해 별도로 미리 설정된 제2 파워 레벨과 비교하여서, 하측 소음이 미리 설정된 제2 파워 레벨보다 큰 경우에만, 하측 소음 파워를 층간소음 관리 서버(200)로 전송한다.
이 경우의 층간소음 관리 서버(200)는 전송받는 상측 소음과 하측 소음을 각제1,2 파워 레벨과 비교하지 아니하여도 된다. 즉, 상측 소음과 하측 소음의 전송 여부에 따라 층간소음의 발생여부를 판정할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 방향성 층간소음 측정장치
110,110-1,110-2 : 마이크로폰
120 : 소음 신호 획득부
121 : 아날로그/디지털 변환부 122 : 필터부
123 : 샘플 추출부
130 : 상관 관계 획득부 140 : 소음 판정부
150 : 통신모듈 160 : 표시부
170 : 알람부
200 : 층간소음 관리 서버
210 : 통신모듈 220 : 층간소음 판정부
230 : 통계부 240 : 데이터베이스부
300 : 현황판

Claims (13)

  1. 다층구조의 건축물에서 각 호실 내의 천장 또는 상측 벽면에 설치되며, 상하로 이격 배치한 복수의 마이크로폰으로 소음 신호를 받아들인 후, 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 상측 소음의 파워를 검출하고, 검출한 상측 소음 파워를 통신 모듈을 통해 층간소음 관리 서버에 전송하는 방향성 층간소음 측정장치;
    방향성 층간소음 측정장치로부터 상측 소음 파워를 전송받을 시에 층간소음이 발생한 것으로 판정하는 층간소음 관리 서버;
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실과 바닥 슬래브를 경계로 접하는 위층 호실을 층간소음 유발 호실로 판정함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 하측 소음의 파워를 상측 소음의 파워와 구분하여 검출하고, 검출한 하측 소음 파워를 상측 소음 파워와 함께 층간소음 관리 서버에 전송하고,
    상측 소음 파워를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 설치되어 있는 호실과 바닥 슬래브를 경계로 접하는 위층 호실의 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파워를 전송받을 시에, 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 크고, 하측 소음 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 큰 경우에 층간소음이 발생한 것으로 판정하며, 층간소음 유발 호실의 소유자에게 층간소음 유발자임을 통지함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 상측 소음 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 큰 경우에만 상측 소음 파워를 층간소음 관리 서버에 전송하고, 하측 소음 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 큰 경우에만 하층 소음 파워를 층간소음 관리 서버에 전송함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 복수의 마이크로폰으로 하향 지향하여 하측 소음을 집음하고, 복수의 마이크로폰으로 상향 지향하여 상측 소음을 집음하여서, 상측 소음 파형 데이터로부터 상측 소음 파워를 검출하고 하측 소음 파형 데이터로부터 하측 소음 파워를 검출함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파형 데이터 및 하측 소음 파형 데이터를 전송받으며, 상측 소음 파형 데이터를 전송하는 방향성 층간소음 측정장치와 상이한 호실에 설치된 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파형 데이터를 전송받을 시에 상측 소음 파형 데이터와 하측 소음 파형 데이터의 상호 상관 계수의 피크가 미리 설정된 값 이상이면 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중에 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 층간소음을 유발하는 소음을 선택적으로 통과시키는 필터를 구비하여, 필터링한 소음 신호로부터 상측 소음 및 하측 소음을 검출함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  9. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 복수의 마이크로폰 중에 어느 하나의 마이크로폰으로 얻은 소음 신호를 전송하며,
    상기 층간소음 관리 서버는 상측 소음 파워을 전송하는 방향성 층간소음 측정장치가 있고, 아울러, 타 호실에 설치한 방향성 층간소음 측정장치로부터 하측 소음 파워를 전송받으면, 각 방향성 층간소음 측정장치에서 전송한 소음 신호간의 상호 상관 계수를 획득한 후, 상호 상관 계수의 피크값이 미리 설정된 크기 이상인 경우에 층간소음이 발생한 것으로 판정함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  10. 제 1항 내지 제 4항 중에 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 층간소음 관리 서버는 호실별 유발한 층간소음의 평균, 최대값, 미리 설정한 시간대 평균 또는 미리 설정한 시간대 최대값을 일간, 주간 또는 월간 통계하여 현황판에 디스플레이함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  11. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방향성 층간소음 측정장치는 상측 소음의 파워와, 하측 소음의 파워를 사람이 인지 가능하게 출력하는 표시부와; 상측 소음의 파워가 미리 설정된 제1 파워보다 클 경우의 알람, 및 하측 소음의 파워가 미리 설정된 제2 파워보다 클 경우의 알람을 상호 구분하여 알람하는 알람부;를 구비함을 특징으로 하는 층간소음 추적시스템.
  12. 다층구조의 건축물에서 호실 내의 천장 또는 상측 벽면에 설치되며, 상하로 이격 배치한 복수의 마이크로폰으로 소음 신호를 받아들인 후, 소음 신호 간의 상호 상관 계수로 얻는 도착시간 차이에 근거하여 층간 소음으로 받아들이는 상측 소음의 파워와 실내 소음으로 받아들이는 하측 소음의 파워를 구분하여 검출하고, 검출한 상측 소음 파워 및 하측 소음 파워를 전송하기 위한 통신 모듈을 구비함을 특징으로 하는 방향성 층간소음 측정장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    층간소음을 유발하는 소음을 선택적으로 통과시키는 필터를 구비하여, 각각의 마이크로폰으로 받아들인 소음 신호를 필터로 필터링한 후 상호 상관 계수에 따라 상측 소음의 파워와 하측 소음의 파워를 구분하여 검출함을 특징으로 하는 방향성 층간소음 측정장치.
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