★..한국실내환경학회 KOSIE

서울시 지하철의 소음 노출 실태에 관한 연구

박민수⋅표현미⋅손종렬⋅변상훈

고려대학교 보건과학대학 환경보건학과

A Study on the Sound Level Exposure at Seoul Metro

Min-Soo Park⋅Hyun-Mi Pyo⋅Jong-Ryeul Sohn⋅Sang-Hoon Byeon

Abstract

According to the measurements at Seoul Metro subway, the sound level at the time of subway arrival ranged from 77.0 to 92.5 dB(A). The highest level was 92.5 dB(A) at Line-1, and the lowest level was 77.0 dB(A) at Line-5. The sound level of departure ranged from the lowest level of 82.9 dB(A) at Line-5 and the highest level of 95 dB(A) at Line-1.

The indoor sound level at subway ranged from the lowest level of 87.2 dB(A) (Line-6) to the highest value of 92.1 dB(A) (Line-1).

The results of this study also showed that the sound level at subway platform with Platform Screen Door(PSD) showed 81.8 dB(A) but 89.1 dB(A) without PSD. The sound reduction effect of PSD showed 7.3 dB(A) at platform. Consequently, the sound level in Korean subway was found to exceed the standard set for the American Public Transportation Association (85dB(A)).

Keywords : Subway noise level, Seoul, PSD, Railroad, Indoor, Line 기술자료

Day Time Line 2007.09.27

2007.09.29 2007.10.05 2007.10.07 2007.10.11 2007.10.18 2007.10.20 2007.10.24

10:00~10:30 20:30~21:00 18:00~18:30 20:30~21:00 10:00~10:30 17:30~18:00 21:00~21:30 10:30~11:00

Line 1 (Seoul Station) Line 2 (Sindorim) Line 3 (Bulgwang) Line 4 (Dongdaemun)

Line 5 (Hwagok) Line 6 (Eungam) Line 7 (Onsu) Line 8 (Jamsil) Table 1. Survey time.

1. 서론

1970년대에 들어서면서 산업이 급격히 발전하 고 사회가 발달함에 따라 인구가 도시로 집중되자 그에 따른 교통문제를 해결하기 위한 하나의 방안 으로 지하철이 만들어졌다 . 지하철은 이제 우리 삶에서 없어서는 안 될 중요한 교통수단으로 자리 잡게 되었다

현재 국내의 지하철은 1974년 서울에 1호선 9개 역을 시작으로 1985년까지 2, 3, 4,호선이 차례로 개통되었다 . 이를 포괄하는 제1기 지하철은 116개 역으로 구성되며 , 서울 메트로에 의해 운영 관리 되고 있다. 또한 제2기 지하철 5, 6, 7, 8 호선은 145㎞, 148개 역 중 일부가 개통되어 서울도시철 도공사에 의해 운영되고 있다. 그리고 현재 4개 노선 120㎞의 제3기 지하철에 대한 건설이 추진 중에 있다 .

이렇듯 지하철을 이용하는 승객의 수가 점차 늘 어나면서 이제는 서울시민의 50%가 넘는 630만여 명에 육박하는 인구가 지하철을 이용하고 있다 . 따라서 자연스럽게 지하철 역사의 환경문제도 수 면 위로 떠오르게 되었다. 특히 지하철 승강장이 나 객차 내에서 발생하는 소음도는 매우 높을 뿐

아니라 아직까지 이에 대한 정확한 규제기준 조차 마련되어 있지 않은 실정이다. 따라서 이에 대한 적절한 대응책의 마련이 시급하다 (이상우 외, 2003; 문경호 외, 1999; 황철호, 1997; ISO, 2000).

본 연구는 서울시 지하철 이용자 및 근로자들을 대상으로 지하철 호선별로 승강장과 열차 내부의 소음정도를 측정 , 문제점을 파악하고자 하였다.

이를 토대로 향후 서울시 지하철 이용자 및 근로 자들의 쾌적한 음환경 조성을 위한 기초자료를 제 공하고자 한다 .

2. 측정기간 및 측정방법

2.1 측정기간 및 장비

현재 정상 운행 중인 서울시의 메트로 및 도시 철도공사의 지하철역사와 전동차 내에서 2007년 9 월부터 10월까지 한달 간 소음을 측정하였다. 측 정 장비로는 sound level meter NA-27(Rion, Japan) 를 사용하였다 .

2.2 측정 대상

우선 서울시의 지하철공사 및 도시 철도공사의

Fig. 1. sound level meter.

지하철역사 8개 노선의 소음정도를 비교 분석하 기 위하여 각 호선 별로 한 개의 역을 선별하여, 총 8개 역 승강장에서 소음을 측정하였다. 다음으 로 승강장의 위치에 따라 지상과 지하로 구분하여 소음의 정도를 측정, 비교하였다. 세 번째로는 달 리고 있는 객차 내의 소음을 측정하였다 . 이를 승 강장에서의 소음도와 비교, 분석해 보았다. 마지 막으로 요즘 확산되고 있는 스크린도어의 설치 여 부에 따라 소음정도의 차이를 비교 , 분석하고자 하였다 . 이를 위하여 스크린도어가 설치되어 있는 지하철 역사를 선정하여 소음을 측정하였다 .

2.3 소음 측정

외부소음으로서 역사 내 승강장에서 측정한 소 음은 지하철 호선별로 4개 지점을 선정하여 승강 장 중앙 부분의 선로에서 수직으로 1m 떨어진 위 치에서 1시간 Leq dB(A)를 측정하였다. 동일한 위 치에서 전동차가 입구에 도착하여 정차할 때까지 의 도착소음과 정차 후 출구를 벗어날 때까지의 출발소음으로 구분하여, Leq dB(A)를 4∼5회 측정 하였다 . 그리고 객차 내 소음은 운행 중인 전동차

의 중앙에서 전동차 출발 후부터 정차 전까지의 상하선의 모든 소음을 측정하여 평균치를 구하여 평가했다 . 청감보정회로는 A특성에 고정하였고, 동특성은 느림 (slow)으로 측정하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 승강장 소음도

승강장 소음에는 전동차가 철로 위를 주행할 때 발생하는 외부소음으로서 휠과 레일의 접촉음 , 판 토그라프와 가선의 접촉음 , 주행하는 차량의 표면 에서 공기역학적 메커니즘에 의해서 발생하는 공 력소음 , 견인전동기의 구동에 의한 구동 장치음, 차체 구조물의 진동이 지반을 통하여 전달되는 저 주파 영역의 소음 등이 있다 (정성수 외, 2005).

각 호선별 역사 내 도착 소음도는 Fig. 2, 출발 소음도는 Fig. 3과 같다. 도착소음도의 측정범위는 77.0∼92.5 dB(A)이었으며, 최고평균치는 서울역, 최저평균치는 화곡역이었다 . 또한 출발소음도의 측정범위는 82.9∼95.0 dB(A)이었으며, 최고평균 치는 화곡역, 최저평균치는 서울역이었다. 1호선 서울역의 도착 소음도는 92.5 dB(A)로서 전체 측 정지점 중에서 최고의 평균치를 나타내었다 . 모든 측정지점이 미국대중교통협회 (APTA)에서 제시하 는 승강장 전동차 도착 및 출발시 소음치 기준 (85 dB(A))을 초과하고 있었다.

도착 및 출발 소음도를 비교하면 도착 소음도

87.6 dB(A), 출발소음도 87.8 dB(A)로서 출발소음

도가 0.1 dB(A) 높게 나타났다. 이는 기관사의 운

전 습관 및 전동차의 정비 상태, 철로의 상태, 역

사의 흡음 및 난반사 상태 , 역사 내 방송음, 냉방

기 가동음 , 경적음, 환기시설 가동음, 정차시 스퀄

음, 출발 시 컨버터에서 발생하는 음, 출입문 개폐 시 발생하는 음 등에 의한 것으로 사료된다 . Fig. 4는 지상 및 지하구간이 있는 1∼4호선의 도착 및 출발 시 역사 내 승강장 소음도를 비교한 것이다 . 지상구간 도착 소음도는 79.2 dB(A)이었 고, 지하구간 도착 소음도는 80.7 dB(A)로서 지하 구간이 1.5 dB(A) 높게 나타났다. 지상구간 출발 소음도가 79.5 dB(A)이었고, 지하구간 출발 소음 도는 81.4 dB(A)로서 역시 지하구간이 1.9 dB(A) 높게 나타났다 .

7호선 및 8호선의 역사 내 소음도가 높은 것은 역사내의 미관만을 고려하여 굴곡이 없고, 상대적 으로 내부 표면적이 작은 차음재로 승강장 및 노 선 벽면을 시공하였기 때문인 것으로 사료된다 . 또한 기존의 유도상 궤도는 자갈과 자갈사이의 공 극이 차량 우행시 발생하는 소음을 흡수할 수 있 도록 설계되었으나 소음에 대한 정확한 고찰 없이 정비 , 유지의 효율성과 분진의 최소화 추구 등을 이유로 자갈도상을 콘크리트도상으로 바꾸면서 음이 그대로 반사하여 더 높은 소음을 나타낸 것 으로 사료된다 .

3.2 호선별 객차내 소음도

지하철 객차 내 소음도는 외부소음이 차량내부 로 유입되어 발생하는 소음과 순수하게 차량내부 에서 발생하는 에어컨이나 환기팬에 의한 소음 , 방송소음 , 승객의 대화음 등이 있다. 외부소음과 실내소음 대부분이 동일한 소음원에 의하여 지배 되기 때문에 결코 별개의 문제로 취급할 수 없으 며 양자를 적절하게 조합하여 소음저감 효과를 높 여야 한다 .

0 20 40 60 80 100 120

Seoul Station Sindorim

Bulgwang Dongdaemun

Hwagok Eungam

Onsu Jamsil d B (A)

a v g m a x m i n

Fig. 3. The sound level of departure period.

0 20 40 60 80 100 120

Seoul Station Sindorim

Bulgwang Dongdaemun

Hwagok Eungam

Onsu Jamsil d B (A)

a v g m a x m i n

Fig. 2. The sound level of arrival period.

Underground Ground Underground Ground (air) (air) (dep) (dep) 83

81

79

77 75 dB(A)

Fig. 4. Sound level at Underground and Ground.

84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

Seoul St ation

Sindo rim

Bu lgwa

ng

Dongd aemun

Hwag ok

Eungam Onsu

Jamsil d B (A)dB(A)

Fig. 5. The sound level of indoor of railway.

80 82 84 86 88 90 92 94

Seoul Station Sindo

rim Bulgwang

Dongd aemun

Hwag ok

Eungam Onsu

Jamsil d B (A)

p l a t f o r m i n d o o r

Fig. 6. Sound level at platform and indoor of railway.

dB(A)

Fig. 5는 전동차 내에서 측정한 객차 내 소음도 로 측정범위는 87.2∼92.1 dB(A)이었으며, 최고치 는 서울역, 최저치는 응암역으로 나타났다. 서울 역의 경우 가장 높은 소음도를 나타내었는데 , 이 는 철로의 노후화로 인한 차량 진동이 고체음으로 전달되어 높은 소음도를 나타낸 것으로 판단된다.

가장 낮은 소음도를 나타낸 응암역은 설계 단계부 터 소음 진동에 대한 철저한 대책으로 철로 하단 부에 방진패드를 설치하였고, 차음성능이 우수한 유리로 출입문 및 창문을 시설하여 외부소음을 원 천적으로 차단하였기 때문이다 .

터널 내부의 콘크리트도상에서의 객차 내 소음 레벨은 터널외부의 자갈도상에서의 객차 내 소음 레벨보다 증가한다. 이는 자갈도상 자체의 소음흡 음 기능과 지하철 터널내부 공간이 외부의 자유공 간과 달라 발생되는 소음이 터널의 바닥, 벽체, 천 장 등에 반사되어 음압레벨이 커지기 때문이다 . 또한 출입문 및 창문의 유리가 다른 노선의 유리 보다 차음성능이 낮아 외부에서 유입되는 소음을 충분히 차단하지 못했기 때문이다 .(이상우, 2002) 최근 지하철 선로가 증가함에 따라 신규 노선이

지선화 되고, 전체 노선 중에서 곡선로의 비중이 커지면서 소음 노출로 인한 불편이 점점 가중되고 있다 . 또한 승객 수송능력을 증대시키기 위하여 출입문의 숫자가 장거리용 객차 등에 비하여 많아 외부소음의 실내 침투가 취약한 구조로 되어 있어 지하철의 객차 내 소음 레벨은 출입문 등에 의한 개구부로의 소음침투가 지배적이라 할 수 있다 . 평균 소음도가 89.3 dB(A)로 측정되었다는 사실을 보아 대부분의 노선이 기준치를 초과하고 있을 것 으로 추측된다 .

3.3 승강장과 객차내에서의 소음도 비교 Fig. 6은 승강장과 객차 내 소음도의 비교한 것 으로 승강장 소음도의 측정범위는 84.3 dB(A)∼

92.0 dB(A)이었고 객차 내 소음도의 측정범위는

87.2 dB(A)∼92.1 dB(A)이었다. 그 결과 5호선이

승강장과 객차내의 소음도의 차이가 5.9 dB(A)로

가장 큰 차이를 보였고, 4호선과 6호선을 제외한

전 노선에서 승강장보다 객차 내 소음의 평균치가

더 높게 나타났다 .

78 80 82 84 86 88 90

P S D installation P S D not installation dB(A)

Fig. 7. Platform sound level according to PSD installation.

3.4 스크린도어 설치여부에 따른 비교

스크린도어는 지하철도나 경전철 승강장 위에 고정벽과 가동문을 설치해 차량의 출입문과 연동 하여 개폐될 수 있도록 만든 안전장치이다. 현재 서울지하철 9호선 1단계 25개역, 2단계 12개역으 로 설치되고 있다 .(서울특별시 지하철 건설본부;

2007)

스크린도어의 종류로는 선로부와 승강장을 고정 벽으로 완전히 격리하는 완전 밀폐형, 고정벽 및 가동문 위에 개구부 또는 갤러리를 배치하는 반 밀폐형 , 차량의 문 위치에 맞추어 가동문을 설치 하는 난간형 3종류로 나뉜다. 이중 소음의 정도를 줄일 수 있는 완전 밀폐형이 설치되어있는 역사를 대상으로 소음정도를 측정하였다. Fig. 7은 스크린 도어가 설치된 역과 설치되어 있지 않은 역을 측 정하여 비교한 것이다. 그림에서와 같이 스크린 도어가 설치된 곳은 평균 81.8 dB(A), 스크린도어 가 미설치된 곳은 평균 89.1 dB(A)로 측정되었다.

따라서 결과적으로 스크린도어가 설치된 역이 평 균 7.3 dB(A) 낮게 측정되었으며, 저감효과가 가장

높은 곳은 동대문역인 반면 저감효과가 가장 낮은 곳은 서울역이었다 .

4. 결론

2007년 9월부터 10월까지 약 한 달간 서울 시내 를 운행 중인 8개 노선의 지하철에 대한 역사 내 승강장 및 객차 내에서 소음을 측정하였다 . 그 결과 역사 내 승강장 도착소음도의 측정범위 는 77.0∼92.5 dB(A)이었으며, 최고치는 92.5 dB(A) 로 1호선이었고, 최저치는 77.0 dB(A)로 5호선이 었다 . 그리고 출발 소음도의 측정범위는 82.9∼

95.0 dB(A)이었으며, 최고치는 95.0 dB(A)인 1호선 이었고 , 최저치는 82.9 dB(A)인 5호선이었다.

또한 객차 내 소음도의 측정범위는 87.2∼92.1 dB(A)이었으며, 최고치는 1호선, 8호선으로 각각 92.1 dB(A), 92.2 dB(A)로 거의 비슷하였다. 최저 치는 87.2 dB(A)인 6호선으로 나타났다.

실험결과 전 노선의 평균치가 지하철 건설 본부 의 실내소음도 규격인 68 dB(A)를 초과하고 있는 것으로 판단된다 .

스크린도어가 설치된 곳은 평균 81.8 dB(A)이었 고 , 스크린도어가 미설치된 곳은 평균 89.1 dB(A) 로 측정되었다 . 따라서 스크린도어가 설치된 역사 가 평균 7.3 dB(A)의 소음 저감 효과가 나타났다.

현재 서울 매트로에서는 열차 소음을 저감시키

기 위하여 방음벽 보완 설치 , 레일 마찰 소음 저감

장치 , 스크린도어 설치, 레일 표면 연마작업등을

추진 중에 있다 (서울시, 2000).

감사의 글

이 논문은 서울시 산학연 협력사업(CS070160) 의 지원을 받음.

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