A Comparative Study on the Regulation of Explosive Noise in Demolition Work at Home and abroad

국내외 철거작업시 발파소음 규제에 대한 비교 연구

Abstract

Purpose: The core problem of this study is that there are no specific noise regulation standards for domestic blasting work. Currently, the domestic blasting work noise regulation standard has not been established separately, and the noise regulation standard of 80 decibels is corrected by 10 decibels to 70 decibels, which is the daily living noise standard. In contrast, many foreign countries have separate noise regulation standards specifically tailored to blasting work. Accordingly, it is intended to present international reasonable blasting noise standards by comparing domestic and foreign blasting work noise regulation standards. Mmethod: This study can be inferred as a comparative analysis of domestic and foreign noise regulation standards. Data on the current noise regulation standards during domestic blasting and noise regulation standards during blasting operations in the United States, the United Kingdom, Australia, Japan, and China are collected and analyzed. Results: According to the study, the noise regulation value during blasting work at domestic construction sites was not separately established, so it was not properly tailored to the specific and characteristics of blasting noise. In the case of overseas, a realistic noise regulation value was established so that a safer, more efficient and eco-friendly blasting method could be applied to the noise regulation value uniformly during blasting work. Conclusion: In this study, it is hoped that noise regulations will be established during reasonable blasting work, as shown in domestic and international comparative studies, and will be widely adopted without interfering with the introduction of efficient, economical, and eco-friendly blasting methods by complying well with blasting safety standards.

연구목적: 본 연구의 핵심 문제는 국내 발파 작업에 대한 구체적인 소음규제 기준이 없다는 점이다. 현재 국내의 발파작업 소음규제 기준이 별도로 제정되지 않고 일일생활소음 기준인 70데시벨에 10데시벨 보정하여 80데시벨의 소음규제 기준을 갖고 있다. 대조적으로 많은 외국에서는 발파작업에 특별히 맞춰진 별도의 소음규제 기준을 갖고 있다. 이에 국내외 발파작업 소음규제 기준을 비교하여 국제적인 합리적 발파소음 기준을 제시하고자 한다. 연구방법: 국내외 소음규제 기준을 비교 분석한 것으로 유추할 수 있다. 현행 국내의 발파작업시 소음규제 기준과 미국, 영국, 호주, 일본 및 중국 등의 발파작업시 소음규제 기준에 관한 데이터 수집 및 분석을 한다. 연구결과: 국내 건설현장의 발파작업시 소음규제 값은 별도로 제정되지 않아 발파소음의 특정, 특성에 적절하게 맞춰져 있지 않은 것으로 나타났다. 해외의 경우 발파작업시 소음규제 값에 대해 생활소음 규정 등을 일률적으로 적용하는 것은 보다 안전하고 효율적이며 친환경적인 발파공법을 적용할 수 있도록 현실적인 소음규제 값을 제정 하였다. 결론: 국내외 비교 연구한 내용과 같이 합리적인 발파작업시 소음규제 값을 제정하여 발파안전 기준을 잘 준수하여 효율적이며 경제적이고 친환경적인 발파공법의 도입을 방해하지 않고 널리 채택되기를 바란다.

서론

오래된 건축물 및 구조물을 철거하고 새로운 건축물 및 구조물을 신축할 때 선행적으로 진행해야 하는 것이 바로 철거작업입니다. 본 논문에서는 철거작업 공법중 인력 철거공법, 기계식 철거공법 및 발파 철거공법 중 발파 철거작업시 발생되는 발파 소음규제 값 적정성에 대해 살펴보기로 한다. 현재 국내 발파 공법에 의한 철거 작업시 발생되는 발파 소음규제 값은 생활 소음 기준값 70 데시벨에 10 데시벨 보정하여 80 데시벨을 규제 값으로 정하고 있다. 하지만 국내 서울 및 부산 등 각 지역별 불꽃놀이에 발생되는 소음은 약 110 데시벨 ~ 120 데시벨 정도로 발파시 발생되는 소음규제 값 80 데시벨의 약 50프로 초과하여도 별도의 규제 없이 지속적으로 진행되고 있어 매우 불합리하다. 해외사례의 경우 미국, 영국, 일본 및 중국 등 국가별 발파공법에 의한 철거작업시 발파 소음규제값은 115 데시벨 ~140 데시벨로 정하고 있다. 철거작업 공법중 발파 철거공법은 몇 초의 시간에 의해 대형 건축물 및 구조물이 붕괴되어 발파공법의 안전 기준만 준수 한다면 장기간의 해체 시간이 소요되는 인력 철거공법 및 기계식 철거공법 보다 안전 하다고 할 수 있다. 발파 철거작업을 수월하고 보다 안전하게 할 수 있도록 발파 철거공법이 끊임업시 개발되고 있는데 현존하는 가장 친환경적 이면서 안전한 방법으로 발파 철거공법을 들수 있다. 5층 이상의 고층 건축물 철거 작업시 기계식 철거공법 보다 발파 철거공법이 더 경제적 이라는 연구결과도 있다. 하지만 국내 발파소음 규제 값은 단순히 하루중의 생활소음 소음값인 70 데시벨에 지속시간으로 보정 10 데시벨을 적용하여 80 데시벨을 발파소음으로 규제하기 때문에 철거업체는 필요 이상의 소음억제 주의와 투자 때문에 철거작업에 어려움을 겪고 있어 본 연구는 국내 발파 철거작업에 적용되는 소음규제가 국제적인 발파소음 규제 값으로 전환이 시급하다는 연구 결과를 발표 하고자 한다.

본론

철거공법 종류 및 특징

이러한 각 철거공법은 프로젝트 범위, 구조 유형, 환경 고려 사항 및 비용 효율성에 따라 적절하게 적용됩니다. 안전은 모든 방법, 특히 폭발물이나 중장비와 관련된 방법에서 가장 중요한 관심사입니다. 철거공법 선택은 자재 회수가 우선인지 또는 철거를 신속하게 수행해야 하는지와 같은 특정 철거 목표에 따라 결정되는 경우가 많습니다. 또한 현지 규정과 인구 밀집 지역 또는 환경적으로 민감한 지역에 대한 철거 현장의 근접성은 철거 기술 선택에 영향을 미칠 것이다.

기계식 철거공법

Table 1. Mechanical dismantling method

전도에 의한 해체공법

Table 2. Deconstruction method by conduction

유압력에 의한 철거공법

Table 3. Dismantling method by hydraulic force

팽창압 철거공법

Table 4. Expansion pressure dismantling method

화약 폭발력을 사용하는 철거공법

Table 5. Demolition method using gunpowder explosive power

기타 철거공법

Table 6. Other dismantling methods

비발파 철거공법의 기술한계

비발파 철거공법은 일차적으로 공동주택 기준 6층이하, 지상높이 18m 이하인 경우 대형 중장비(굴착기 530, 굴착 기 480, 굴착기 400)에 의한 철거작업이 가능하고 이차적으로 공동주택 기준 7층이상, 지상높이 18m 이상인 경우 에는 중장비 롱붕암(지상높이 약 25m 까지 가능)이나 중장비를 고층 위치에 올려 Top Down 방식으로 순차적 철거 하는 기술적 한계가 있다.

Table 7. Dismantling according to the height of the building

비발파 철거공법 및 발파 철거공법의 비교

철거공법은 크게 비발파 철거공법과 발파 철거공법으로 나뉘며 비발파 철거공법은 기계식 철거공법과 인력 철거 공법으로 구분 된다. 기계식 철거공법은 압쇄공법 및 절단공법, 전도공법 등으로 구분되며 각 공법별 특징은 아래와 같다.

Table 8. Comparison of non-balted decomposition method and decomposition method

발파 해체공법의 필요성

발파공법은 건물, 다리, 댐, 도로, 철도 등의 구조물을 철거하거나 토사를 파내기 위해 폭발물을 사용하는 공법입니다. 주로 대규모의 구조물 철거나 암반 파쇄에 활용 된다.

Fig. 1. The advantages and disadvantages of the blast dismantling method

발파공법은 전문가의 지도와 계획 하에 진행되어야 합니다. 잘못된 폭발 조건이나 폭발물의 사용은 큰 사고를 유발할 수 있으므로, 안전과 환경 보호를 위한 철저한 관리와 준비가 필요하다.

철골 구조물에 대한 발파 철거

원리와 방법철골 구조물의 발파 이론은 철골 구조물을 안전하게 파괴하기 위한 원리와 방법에 관한 이론 이다. 발파를 통해 철골 구조물을 파괴할 때는 특히 그 구조의 특성과 폭발물의 특성, 그리고 안전 요구 사항을 고려해야 한다. 다음은 철골 구조물 발파의 주요 이론적 측면 이다.

Fig. 2. Blast demolition for steel structures

먼로-노이만 효과

1. 대전차 고폭탄은 장갑을 뚫기 위하여 먼로–노이만이 발견한 성형작약(Shaped Charge) 효과를 이용한다.

2. 성형작약이란 말 그대로 작약 즉, 고폭 화약의 모양을 성형한 것인데 그 모양을 콘모양으로 하여 폭발력을 한곳으로 집중할 수 있도록 만든 것이다.

3. 작약을 이렇게 성형하면 폭발력이 사방으로 퍼지는 일반적인 고폭탄과 달리 폭발력을 특정한 방향으로 집중시킬 수 있어 그 위력을 높일 수 있다.

4. 이러한 성형작약에 의한 폭발 집중현상을 발견한 사람들의 이름을 따서 이것을 먼로-노이만 효과라고 부른다.

5. 먼로-노이만 효과는 미국인 먼로가 발견하고 독일인 에곤 노이만이 완성한 효과로 이 때문에 미국에서는 “먼로효과” 독일에서는 “노이만효과”라고 한다. 또한, 성형 작약효과, 공중 작약효과 등으로 불린다.

6. 특히 에곤 노이만은 오목한 부분에 구리 깔대기를 대어놓을 경우 구리 깔대기가 작약폭발과 함께쥐어 짜여져 바깥쪽으로 뒤집히며 메탈제트 송곳으로 변화, 두꺼운 철갑판도 관통할 수 있다는 사실을 발견했다.

성형작약

1. 첫번째 사진을 보면 콘이 없는 경우 장갑판은 약간 오목하게 파인 정도이다.

2. 두번째 사진은 작약을 콘 모양으로 성형한 것으로 약 다섯배 정도의 깊이로 타원형으로 오목하게 파인 것을 볼 수 있다.

3. 세번째 사진은 작약을 콘 모양으로 성형하고 그 앞에 금속재질의 라이너를 결합할 경우 메탈제트가 만들어져 장갑의 관통 깊이가 깊어지고 모양도 뾰족하게 변한 것을 알 수 있다.

4. 네번째 사진은 장갑판으로부터 일정 거리를 떨어 뜨렸을 때 훨씬깊이 관통하고 그 모양도 날카롭게 변한 것을 알 수 있다.

Fig. 3. The degree of penetration of the gloves according to the shape and distance of the cone

해외 발파작업시 허용소음 (dB) 기준

해외 국가별 발파시 허용소음 기준 입니다. 미국 및 호주, 중국, 캐나다, 영국 등 해외 대부분 국가의 경우에는 발파작업시 허용소음 기준치가 약 120 dB ~ 140 dB 이며 호주는 115 dB 이다.

국내 발파작업 소음규제 기준

1. 발파시 발생되는 진동 및 소음의 허용 기준은 소음·진동관리법 제3장의 “생활 진동 및 소음에 대한 규제 기준”에 근거하여 대상 지역, 소음원, 발생 시간대에 따라 규제 기준을 별도로 정하고 있다.

2. 생활 진동 규제 기준 (dB[V], 시행규칙 제20조의 제3항), 진동의 측정 방법과 평가 단위는 “환경분야 시험·검사 등에 관한 법률” 제61조1항제2호에 따른 환경오염공정시험 기준에서 정하는 바에 따른다.

3. 대상 지역의 구분은 국토의 계획 및 이용에 관한 법률에 의한다.

4. 규제 기준치는 생활 진동의 영향이 미치는 대상 지역을 기준으로 하여 적용한다.

5. 공사장의 진동 규제 기준은 주간의 경우 특정공사의 사전 신고 대상 기계·장비를 사용하는 작업시간이 1일 2시간 이하일때는 +10dB을, 2시간 초과 4시간 이하일 때는 +5dB을 규제 기준치에 보정한다.

6. 발파 진동의 경우 주간에 한하여 규제 기준치에 +10dB을 보정한다.

결론

철거작업은 매우 위험한 공정으로 안전사고 예방의 중요성이 매우 중요하다. 철거작업 공법으로는 크게 인력 철 거공법, 기계식 철거공법 및 발파 철거공법으로 나누며 발파 철거공법 사용시 소음계측이 필요하며 환경규제 기준 인 생 활소음 70 데시벨에 보정 10 데시벨 적용해서 80데시벨 규제 값을 준수해야 한다. 몇 초의 시간에 의해 대형 건축물 및 구조물이 붕괴되어 발파공법의 안전기준만 준수 된다면 장시간 철거 시간이 소요되는 인력 철거공법 및 기계식 철거공법 보다 안전 하다고 할 수 있다. 그래서 현재 사용중인 발파 철거작업 보다 수월하고 안전하게 할 수 있는 방법이 끊임업시 개발되고 있으며 현존하는 철거 공법중 가장 친환경적 이면서 안전한 철거방법으로 발파 철거공법을 들수 있다. 5층 이상의 건물은 기계식 철거 공법 보다 발파 철거공법이 더 경제적 이라는 연구 결과도 있다. 해외 국가별 표 준소음 값을 살펴 보면 미국 사례의 경우 미광무국 (USBM)의 기준은 약 120 데시벨 ~ 130 데시벨, 미 육군(US Ar my)의 기준은 130 데시벨 ~ 140 데시벨 , 미 연방항공청(FAA)의 기준은 140 데시벨 , 영국은 120 데시벨 ~ 125 데시벨, 호주는 115 데시벨 ~ 120 데시벨 , 캐 나다 120 데시벨 이하, 일본은 120 데시벨, 중국은 145 데시벨 이하 등 이다. 해외사례와 같이 국내의 소음규제도 합리적 조정이 필요하다. 본 연구는 국내외 소음규제 값을 비교하여 국내 발파 철거공법에 대한 소음 규제를 합리적으로 조정 하려는 노력을 하며, 이를 통해 보다 발파 철거공법 적용이 더욱 활성화 되기를 기대 한다.