A Study on the Improving Speech Intelligibility of Emergency Broadcast Equipment in the Apartments

공동주택 내 비상방송설비의 음성명료도 실태 분석 및 재실자 인지성 개선방안 연구

Abstract

Due to the complicated plan structure of the apartment units and the improved room-to-room sound insulation performance, it is difficult to communicate and recognize the fire situation by emergency broadcast equipment. In this study, speech intelligibility was measured and analyzed for three types of apartment unit by emergency broadcast equipment on various measurement points. Simulations were also conducted to improve the speech intelligibility. As a result of field measurements 72, 84, and 101 Type were not satisfied with NFSC standard of 90 dBA at the point of 1 m distance from source. In addition, it was evaluated that 75 dBA and CIS 0.7 of NFPA standard was not satisfied at all measurement points except for the 72 Type at living room point with door opened condition. Based on the door opened condition of the bedroom, it satisfied the NFPA of 75 dBA and CIS 0.7 in each bedroom when more than 90 dBA was satisfied at the 1 m separation point provided in NFSC standard.

공동주택의 복잡한 평면 구조와 향상된 벽간 차음성능으로 인해 화재상황의 전달 및 인지가 어려워 피해가 증가되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 공동주택 평면 형태를 대상으로 소방시설 중 비상방송설비의 명료성에 대한 실태분석을 진행하였다. 아울러 피난방송의 명확한 인지를 위한 음성명료도 개선 방안을 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 현장측정 결과 72, 84, 101 Type 모두 국내 경보설비기준인 90 dBA를 R1 지점에서 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 72 Type의 L1 지점(거실) 79.8 dBA를 제외하고는 모든 측정지점에서 출입문을 열었을 때와 닫았을 때 모두 NFPA 기준 75 dBA를 만족하지 못하는 것으로 평가되었다. 침실의 출입문 개구 상태를 기준으로 국내 화재안전기준에서 제시된 1 m 이격지점에서 90 dBA 이상을 만족시 각 침실에서 NFPA 기준인 음압레벨 75 dBA와 CIS 0.7을 만족하였다.

1. 서론

최근 공동주택 화재는 주거공간의 구성에 있어, 구조의 복잡성과 실내 장식물 및 주거 전자제품의 다양화로 인한 화재 위험요소가 높아져 화재시 인명·재산 피해가 증가하고 있다. 국민안전처 화재통계연감에 의하면 2015년 건축구조물 화재건수는 26,303건으로 전체 화재건수의 59.2%를 차지하며, 공동주택은 4,806건(18.3%)으로 급격한 증가율을 보이고 있다. 또한 화재발생시 화재 인지를 위한 상황을 조사한 결과 피난시간부족 및 화재 발생사실 인지지연으로 인한 사망률이 전체 사망원인의 40% 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다(1).

이처럼 공동주택에서 발생한 화재 및 재난은 대규모 인명피해로 이어지고 있어, 화재 및 재난 발생 초기에 재실자에게 경보를 알리고, 신속하고 효과적인 피난 경로 안내방송을 전달하는 것이 중요하며(2,3,4), 이를 위해 국내 공동주택에는 화재발생시 청각적 인지를 위해 비상경보설비와 비상방송설비를 적용토록 하고 있다. 최근연구에서 공동주택의 바닥면적 및 평면타입의 다양성이 경보음의 전달 측면에서 불리한 조건으로 작용되고 있고, 특히 계단실 또는 공용복도에 위치한 비상경보설비의 경우 음의 전달 경로 상 침실까지 음향적 장애물이 2개 이상 존재하기 때문에 적절한 경보음을 제공하기 어려운 조건인 것으로 확인되어, 세대 내경보음 청취조건의 확보를 위해서 비상방송설비를 적극적으로 활용하는 연구가 진행되었다(5). 또한 주거공간에서 화재경보음 종류 및 경보음 전달 특성을 고려해 침실에서의 경보음 확보를 위한 연구 역시 진행되었다(6,7). 다만 경보음의 이해도를 향상시킬 수 있는 경보음의 음성명료도에 대한 연구는 아직은 미미한 실정으로 거실을 중심으로 설치되어 있는 비상방송설비의 음성명료도(Speech Intelligibility)에 대한 적정조건 에 대한 검토가 필요하다.

음성명료도는 스피치를 사람들이 얼마나 알아듣느냐하는 것을 수치화한 것이다. 음압의 크기(Loudness)로만규정하는 ‘들리는 정도(Audible)’인 가청도(Audibility)와 ‘음성의 인지력으로 알아들을 수 있는(Intelligible)‘인 명료도(Intelligibility)와는 구분을 할 필요성이 있다. 음성명료도는 음성전달지수(Speech Transmission Index, STI)를 통해 판단이 가능하나 음성명료도의 주관적인 평가는 사용하는 언어나 단어, 그리고 방법에 따라서 명료도가 다르게 나타나므로 상호 비교하기가 어렵기 때문에 공통 명료성 스케일(Common Intelligibility Scale, CIS) 척도가 주로 사용된다(8). CIS는 다음 식으로 변환할 수 있다.

 (1)

비상방송설비의 명료도 관련한 기준과 관련하여 미국의 IEC 60849 (International Electric Code; Sound systems foremergency purposes)(9) 및 NFPA 72 (National Fire Protection Association)(10)에서는 특정 공간에서의 음성명료도 기준을CIS 지표를 통해 평균 0.7 이상으로 규정하고 있다. 또한 비상방송설비의 적절한 음압레벨로 침실 기준 75 dBA를 제시하고 있으며 최대 경보음레벨 제한은 120 dBA 이하로 제시된다.

국내의 경우 화재안전기준(National Fire Safety Codes, NFSC)에서 비상경보설비(경종 혹은 사이렌)에 대하여 각층마다 25 m 이내의 간격으로 설치하며 음향장치의 중심으로부터 1 m 이격지점에서 90 dBA 이상의 음압레벨을 만족하도록 명시하고 있다. 그러나 비상 상황시 명확한 정보전달과 피난경로 안내를 위한 음성명료도와 관련된 기준을 따로 명시하고 있지 않다.

이에 본 연구에서는 국내 공동주택 평면 형태를 대상으로 소방시설 중 비상방송설비의 명료성에 대한 측정을 진행하였다. 분석은 3개 Case의 평면에서 진행되었으며 다양한 측정지점에서의 음압레벨 및 음성명료도에 대한 실태를 분석하였다. 아울러 피난방송의 명확한 인지를 위한 음성명료도 개선 방안을 실내음장 예측시뮬레이션을 통해 분석 및 고찰하였다.

2. 측정 개요

2.1 대상세대

측정대상은 서울 금천구 소재 OO아파트로 각각 72, 84, 101Type의 세대를 대상세대로 선정하였으며, 세대 내 공간구성은 Table 1과 같다. Figure 1은 대상세대 평면과 측정지점 위치이며 각 측정지점별 세부사항은 Table 2에 제시하였다.

Table 1. Description on the Experimental Conditions of Measured Apartment Units

Figure 1. Floor plans illustrating the location of the measurement points and speakers.

Table 2. Description on the Experimental Conditions of Measured Point

2.2 측정방법

각 평면 Type에 대하여 측정지점별 음압레벨과 CIS 지수를 측정을 진행하였다.

음압레벨의 경우 국내의 비상방송설비(NFSC 202)에서는 음압기준은 없고, 음성입력 3 W 기준만 명시되어 있다. 이에 비상경보설비 및 단독경보형감지기의 화재안전기준(NFSC 201)에서 제시하는 음향장치의 중심으로부터 1 m 지점에서 90 dBA 이상을 적용 시 만족여부와 국외의 NFPA 72 기준에서 제시된 침실 내 75 dBA 이상을 준용하여 평가를 진행하였다. 음성명료도의 경우 국내기준이 없는 관계로 국외기준(NFPA)에 준하여 평가하였다. NFPA에서는 명료도 기준을 CIS 지수 0.7 이상으로 제시하고 있다.

대상세대에 설치 및 사용 중인 비상방송설비 스피커는HA-1WCA (HASO) 모델이며, 정격입력 1 W 사양을 지니며, 측정 시 스피커의 볼륨을 최대로 설정하여 발생시켰다. 스피커는 평면 Type별로 거실과 복도의 중앙지점 천정에 설치되어 있다(Figure 2). 측정기기는 음량측정기(NTI Audio, XL2)를 이용하여 측정하였으며, 음원은 NTi-Audio社에서 제공된 테스터음원을 이용하였다. 측정지점은 거실의 비상방송설비인 스피커로부터 1 m 이격된 지점과 전용면적별거실과 드레스룸을 포함한 각 실의 보행거리가 가장 먼 지점을 선정하였으며 각 측정지점별 직선거리(스피커에서 수음점까지 일직선 거리) 및 보행거리(스피커에서 수음점까지 보행 거리)를 Table 2에 나타내었다. 추가적으로 각 실의 출입문을 개방했을 때와 폐쇄했을 때, 2가지 조건으로 분류하여 실험을 진행하였다.

Figure 2. Photographs of speaker source.

3. 측정 결과

평면 Type별 음압레벨 및 CIS 지표의 현장측정 결과를 Table 3에 나타내었다.

Table 3. Measured Results of SPL and CIS According to Door Opening Conditions of Different Plan Types

72, 84, 101 Type을 각각 측정한 결과, R1 지점(스피커로부터 1m 이격지점)에서 측정된 음압레벨은 각각 79.8 d BA, 80.8 dBA, 80.8 dBA로 나타났으며, 이를 국내 경보설비기준인 90 dBA에 준하여 평가 시 만족하지 못하는 것으로 분석되었다. L1 지점(거실)의 경우, 72 Type의 79.8 dBA로 측정되어 NFPA 기준 75 dBA를 만족하였다. 그러나 84, 101 Type의 경우 각각 73.5 dBA, 68.7 dBA로 나타나 기준을 만족하지 못하였으며, 그 이외의 모든 측정지점들도 출입문의 개폐와 상관없이 기준을 만족하지 못하였다.

CIS 경우도 마찬가지로 72 Type 기준 L1 지점(거실)의 0.74를 제외한 모든 측정지점에서 출입문의 개폐와 상관없이 기준치인 0.7를 만족하지 못했으며, 84, 101 Type은 모든 측정지점에서 기준을 만족하지 못했다. 또한, 문을 닫았을 때 음압레벨은 문을 열었을 때보다 12.3∼15.8 dBA 낮게 나타났으며, CSI도 평균 0.1 낮은 것으로 나타났다.

Figure 3. Photographs of measurement condition using 1ch. portable audiometer.

추가적으로 스피커의 위치를 기준으로 하여 측정지점의 직선 이격거리와 보행 이격거리에 따른 음압레벨 및 명료도 변화 경향성을 분석한 결과, 음압레벨 및 CIS 모두 이격거리가 증가할수록 낮아지는 경향성이 확인되었다(Figure 4). 또한 직선 이격거리의 경향성 보다 보행 이격거리에 따른 음압레벨 및 CIS의 경향성이 좀 더 뚜렷한 것으로 분석되었다. 이는 스피커로부터 발생되어 측정지점까지 전달되는 에너지 중, 공기전달음에 의한 에너지 전달이 천정이나 벽을 투과되어 전달되는 고체전달음보다 영향이 좀 더 크기 때문인 것으로 사료된다.

Figure 4. Comparison of SPL and CIS by distance type according to distance of source to receiver.

4. 명료도 개선방안 분석

4.1 분석 개요

현장측정 결과를 토대로 각 측정지점에서 음압레벨과 CIS 지수를 만족하기 위한 다양한 개선안을 제시하고 이를 시뮬레이션 예측을 통해 만족여부를 검토하였다. 측정결과를 바탕으로 검토를 진행하기 위해서는 문이 닫힌 상태에서 NFPA 기준인 음압레벨 75 dBA와 CIS 0.7을 만족하기 위해서는 각 실마다 스피커가 배치되어야 가능할 것으로 판단되어 국내 실정에 맞는 현실적인 개선방안을 제시하기 위해 본 연구에서는 출입문이 개구상태일 시 음성명료도(CIS) 기준을 만족하기 위한 스피커의 출력과 개수를 파악하는 방향으로 진행하였다.

현장측정 결과로 유추된 스피커 소스의 음향 출력 레벨(Power Level, PWL)을 입력한 Case A를 비교군으로 설정하였으며, 스피커 PWL을 변화시켜 음성명료도(CIS) 기준을 만족시키는 3개 Case와 거실 및 복도에 스피커를 2대 배치하고 PWL을 산정하는 2개 Case로 분류하여 검토를 진행하였다(Table 4). Case B의 경우 NFPA에서 제시된 최소 청각거리 제한 음압레벨인 110 dBA를 적용하여 최대 PWL을 입력하였다. CASE C는 드레스룸을 포함한 모든 측정지점에서의 CIS 0.7을 만족하기 위한 PWL을 예측하였으며, Case D의 경우 실생활 패턴 상 긴 시간동안 머물게 되는 침실 지점에서의 기준치 만족여부를 고려하여, 드레스룸을 제외한 각 침실에서 CIS 0.7 기준을 만족하는 PWL을 예측하였다. Case E의 경우 Case A와 동일한 PWL을 지닌 스피커를 2대 설치하였으며, Case F의 경우 스피커 2대를 설치시 모든 측정지점에서의 CIS 0.7을 만족하기 위한 PWL를예측하였다. 스피커의 위치(S2)는 Figure 1에 나타낸 바와 같이 세대 내 평면 배치, 직선거리, 보행거리, 침실 및 드레스룸의 위치를 고려하여 RA1 지점의 침실 방문 앞 복도 측에1개소를 배치하였으며 나머지 1개소는 세대 평면상 다른 침실들의 방문이 집중되어 배치된 복도 측에 배치하였다.

Table 4. Input Data of Source According to Case

4.2 예측 개요 및 예측모델 신뢰성 검토

음압레벨 및 음성명료도 예측에 사용된 음향 분석 프로그램은 ODEON combined Ver. 12 (Brüel & Kjær)로 해당 프로그램은 공간에서의 소리의 전달, 실내 음향 인자 예측, 그리고 스피커 시스템의 음향 전달을 예측 가능하다. 시뮬레이션을 통한 예측은 먼저 측정 세대의 도면을 바탕으로 한 3D-Modeling 구축이 선행되어야 하며, Figure 5는 각각 평면 Type별 모델링 구축 모습을 나타내고 있다. 입력 파라메타 중 재료 흡음률은 Table 5와 같이 적용되었으며 Ray개수는 충분한 정확도를 확보하기 위해 200,000개로 설정하였다. 측정지점의 경우 앞서 현장 측정지점과 동일한 위치에서 진행하였다. 아울러 세대 내의 방문은 실생활 패턴을 고려해 개방된 상태를 가정하여 진행하였다.

Figure 5. 3D modeling of each floor plans.

Table 5. Input Sound Absorption Coefficient

예측모델의 신뢰성 검증을 위해 Mean absolute percenterror (MAPE)의 통계 방법을 이용하였다. MAPE는 상대적 측정방법으로 오차의 정도를 백분율로 동일하게 가중하는 방법으로 실제 수요에 대한 오차의 정도를 백분율로 똑같이 가중하기 때문에 다른 관측수를 지닌 다른 예측모형 간 비교 시 높은 유효성을 지닌다. MAPE 값의 결과에 따라 0 < MAPE ≦ 10은 매우 정확한 예측, 10 < MAPE ≦ 20은 우수한 예측, 20 < MAPE ≦ 50은 합리적 예측, MAPE > 50은 부정확한 예측이라고 평가된다(14). MAPE의 식은 다음과 같다.

평면 Type별 각 측정지점에서 CIS 값의 실측치와 예측치를 비교한 결과는 Figure 6과 같다. 이 때, P와 M은 예측치와 실측치를 각각 나타내고 n은 측정 개수를 나타낸다. 72 Type과 84 Type의 MAPE 수치는 각각 9.4%, 7.7%로 나타나 매우 정확한 예측으로 나타났다. 101 Type의 경우 10.1%로 우수한 예측으로 나타났다. 결과적으로 시뮬레이션 예측값을 실제 측정값과 비교할 때 신뢰성 있는 수치를 지닌 것으로 사료된다.

Figure 6. Reliability review of prediction model.

4.3 예측 결과

평면 Type 및 Case별 예측지점에 따른 음압레벨 및 CIS예측결과는 Table 6와 같다.

Table 6. Prediction Results of SPL and CIS on Each Cases

72 Type 기준, 최소 청각거리의 제한 음압레벨인 110dBA를 고려하여 PWL 119 dB를 출력한 Case B의 경우 모든 지점에서 음압레벨 및 CIS 기준치를 만족하는 것으로 나타났다. 가장 불리한 지점인 RA2 지점에서의 CIS 지수를 만족하는 PWL을 역으로 산정한 Case C를 분석한 결과스피커의 PWL이 114 dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타났으며, 이 때 해당 지점의 음압레벨은 88.3 d BA로 나타났다. 아울러 드레스룸인 RA2 지점을 제외하고 나머지 침실 지점에서의 기준치 만족여부만 고려한 Case D의 경우 스피커의 PWL이 97 dB인 경우 가장 불리한 RA1 지점에서 CIS 지수가 0.7로 만족되었다. 스피커의 출력은 동일하면서 개수를 2개로 늘린 Case E의 경우 RA2 지점을 제외한 모든 측정 지점에서 NFPA의 음압레벨 기준치인 75 dB(A)를 만족하는 것으로 나타났고 CIS 기준치인 0.7도 만족되었다. 스피커 개수가 2개일 때를 기준으로 가장 불리한 지점인 RA2 지점에서의 CIS 지수를 만족하는 PWL을역으로 산정한 Case F를 분석한 결과 스피커의 PWL이 102dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타났으며, 이때 음압레벨은 86.5 dB (A)로 나타났다. 결과적으로 스피커의 출력을 그대로 유지하고 2개소를 배치하였을 시 각 침실 측정지점을 기준으로 음압레벨과 CIS 기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다.

84 Type 기준, Case B의 경우 모든 지점에서 음압레벨및 CIS 기준치를 만족하는 것으로 나타났다. 가장 불리한 지점인 RA2 지점에서의 CIS 지수를 만족하는 PWL을 역으로 산정한 Case C를 분석한 결과 스피커의 PWL이 101 dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타났으며, 이 때음압레벨은 77.7 dB (A)로 나타났다. Case D의 경우 스피커의 PWL이 98 dB인 경우 가장 불리한 RA1 지점에서 CIS지수가 0.7로 만족되었다. Case E의 경우 RA2 지점을 제외한 모든 측정 지점에서 음압레벨 과 CIS 기준치를 만족하였다. Case F의 경우 스피커의 PWL이 103 dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타나 모든 예측지점의 음압레벨과 CIS 기준이 만족되었다. 그러나 Case F의 경우 스피커가 1개일 때인 Case C와 비교했을 때 요구되는 PWL이 각각 103 dB, 101 dB로 오히려 증가되었다. 이는 84 Type 평면배치상 복도 측 스피커에서 드레스룸까지의 전달 경로상에 개구부가 2개소 위치하고 있고 2개의 스피커 간 이격거리가 상대적으로 멀게 배치되어 있어, 먼 쪽의 스피커에서 전달되는 소리가 직접음에 포함되지 않고 후기 반사음에 포함되어 오히려 명료도를 방해함으로 인해 나타난 결과로 분석되었다.

101 Type 기준, Case B의 경우 앞서 84 Type과 동일한 결과가 나타났으며, Case C를 분석한 결과 스피커의 PWL이 107 dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타났다. Case D의 경우 스피커의 PWL이 98 dB인 경우 가장 불리한 RA1 지점에서 CIS 지수가 0.7로 만족되었다. Case E의 경우 또한 RA2 지점을 제외한 모든 예측지점에서 음압레벨과 CIS 기준이 만족되었다. Case F의 경우 스피커의 PWL이 101 dB일 때 RA2 지점에서 CIS 지수가 0.7로 나타났으며, 이 때 음압레벨은 80.7 dB (A)로 나타났다.

Figure 7. Comparison of CIS results by each cases according to measurement points.

스피커 PWL 출력변화를 기준으로, 드레스룸을 제외한각 침실에서의 CIS 0.7을 만족하기 위한 Case D의 경우 72 TYPE을 기준으로 PWL 출력이 97 dB로 나타나 현장측정치 PWL인 92 dB에서 5 dB 증가되었고, 84 TYPE은 98 dB로 나타나 현장측정치 PWL인 89.5 dB에서 8.5 dB 증가되었다. 101 TYPE은 98 dB로, 현장측정치 PWL인 90.5 dB에서 7.5 dB 증가시킨 경우 기준치를 만족하였다. 3가지 Type을 종합하였을 때 스피커의 PWL 출력을 평균 약 7 dB 증가시키면 기준치를 만족하는 것으로 분석되었다. 여기서 Case D를 제시한 적정성의 기준은 NFPA 72 기준에서도 제시되었듯이 공동주택의 모든 실에서 CIS 지표를 만족해야 하지만, 거주자의 행동패턴 중 거주시간이 상대적으로 적은 드레스룸까지 명료도를 요구하고 있지 않고, 거주자를깨우고 경보하는 정도의 가청신호음만 요구하고 있기 때문이다.

스피커 개수 변화를 기준으로, 스피커 2개를 설치 시 모든 측정지점에서의 CIS 0.7을 만족하기 위한 Case F 경우스피커의 출력을 Case A와 같이 그대로 유지하고, 2개소를 배치하였을 시 각 침실 측정지점을 기준으로 음압레벨과 CIS 기준 모두 만족하는 것으로 나타났다.

결과적으로 Case D와 같이 각 침실에서 CIS 0.7을 만족하기 위한 스피커의 PWL 출력이 실측대비 평균 7 dB 증가되거나, Case E와 같이 Case A와 동일한 PWL 출력을 지닌스피커 2개를 복도에 설치하면 공동주택의 각 침실에서 음압과 명료도를 만족하는 것으로 분석되었다. 또한 Case D의 R1 측정지점 결과는 각 Type별 87.2∼89.3 dBA로 나타나, 국내 화재안전기준에서 제시된 1 m 이격지점에서 90 dBA 이상을 만족할 경우 각 침실을 기준으로 NFPA 기준인 음압레벨 75 dBA와 CIS 0.7이 만족되는 것으로 분석되었다. 그러나 해당결과는 측정된 3개 평면에 한정되어 있으며 또한 각 침실의 출입문이 열린 상태만이 고려된 결과이므로, 다양한 평면 형태와 크기에 대한 Case 분석과 더불어 출입문의 차음성능 및 공간구성에 따른 명료도 변화 패턴에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

Figure 8은 72 Type의 Case A를 기준으로 각 측정 지점에 따른 주파수 대역별 음압레벨 변화를 예시로 나타내었다. R1 측정지점을 기준으로 각 측정지점에서의 음압레벨을 비교 시, 고주파수 대역으로 갈수록 음압레벨 감쇠량이 저주파수 대역의 감쇠량과 대비해 낮게 나타났다. 이는 문의 개구부를 통한 음의 전달에 있어서 고주파수 대역이 유리한 경향 때문으로 분석되었다.

Figure 8. Example of spectrum analysis of sound pressure level on the measurement points at 72 Type [Case A].

Figure 9는 84 Type에서의 각 Case별 음성전달지수(STI) 분포를 예시로 나타내고 있다. Odeon 예측 프로그램 특성상 STI 지표로 음성명료도 분포도를 나타내었으며, CIS 지수 기준 0.7은 STI 지수 0.5로 변환가능하다. 이를 고려하여 분석 시, 각 측정지점에서 음압레벨 및 CIS 지수를 만족한Case에서도 욕실 및 베란다, 창고 등에서는 기준에 못 미치는 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Figure 9. Example of STI distribution results at 84 Type.

5. 결론

본 연구는 비상방송설비의 음향장치인 스피커에 의한 가청도 및 음성명료도를 평가하는 지표인 음압레벨과 CIS지표를 실제 공동주택의 3가지 평면 Type을 대상으로 측정 및 실태분석을 진행하였고, 음압레벨과 CIS 지표의 기준을 만족시키기 위해 다양한 Case의 개선방안을 음향성능 예측 시뮬레이션을 통해 검토하였다.

본 논문에서 도출된 주요 결과는 다음과 같다.

1) 현장측정 결과, 72, 84, 101 Type 모두 비상경보설비(NFSC 201 & 203)에서 제시된 90 dBA를 R1 지점에서 만족하지 못하였다. 또한 72 Type의 L1 지점(거실) 79.8 d BA를 제외하고는 모든 측정지점에서 출입문을 열었을 때와닫았을 때 모두 NFPA 기준 75 dBA를 만족하지 못하는 것으로 평가되었다. 아울러 음압레벨 및 CIS는 스피커 음원과 측정지점간 이격거리가 증가할수록 낮아지는 경향성이 확인되었으며 직선 이격거리보다 보행 이격거리에 따른 경향성이 좀 더 명확한 것으로 분석되었다.

2) 3개 Type의 공동주택 평면을 기준으로 스피커의 PWL출력을 약 98 dB로 발생시킨 경우 드레스룸을 제외한 모든침실 지점에서 명료도 기준인 CIS 0.7이 만족되었다. 또한 스피커의 출력 변화 없이 설치 개소를 2개로 변경하여 배치한 경우 마찬가지로 드레스룸을 제외한 모든 타입의 모든 침실에서 명료도 기준인 CIS 0.7이 만족되었다. 결과적으로 각 침실에서 CIS 0.7을 만족하기 위해서는 현재 실측된 스피커의 출력(PWL)을 평균 약 7 dB 증가시키거나, 동일한 출력(PWL)을 지닌 스피커를 거실 및 복도측에 2대 설치하면 공동주택의 각 침실에서의 음압레벨과 음성명료도기준을 만족시킬 수 있는 것으로 분석되었다.

3) Case D의 R1 측정지점 결과는 각 Type별 87.2& sim;89.3dBA로 나타나, 국내 화재안전기준에서 제시된 1 m 이격지점에서 90 dBA 이상을 만족할 경우 각 침실을 기준으로 NFPA 기준인 음압레벨 75 dBA와 CIS 0.7이 만족되는 것으로 분석되었다. 그러나 해당결과는 측정된 3개 평면에 한정되어 있으며 또한 각 침실의 출입문이 열린 상태만이 고려된 결과이다. 따라서 좀 더 다양한 평면 형태에 대한 Case 분석과 더불어 출입문의 차음성능 및 공간구성에 따른 명료도 변화 패턴에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

본 연구의 결과는 화재사실과 피난에 대한 안내가 재실자에게 정확하게 전달되지 않고 있는 국내 공동주택의 경보방송의 현행 공동주택의 실정에서, 비상방송의 명확한 음성안내를 통해 화재층의 위치를 인식하고 신속한 대피가 이루어 질 수 있도록 하기 위한 음성명료도 개선의 기초연구자료로 활용될 수 있다고 판단된다. 추후 다양한 공동주택 평면 타입을 대상으로 명료도 실태조사와 더불어 명료도 개선방안과 정량적 개선정도에 대한 경향성 연구가 진행된다면 국내 공동주택 실정에 맞는 비상방송설비의 음성명료도 기준을 위한 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

후기

본 논문은 오소영의 2017년도 석사학위논문에서 발췌 정리하였음.