1. 서 론

조선기술의 발전과 선박의 대형화 및 첨단화는 상선에 큰 변화를 가져오고 있다. 그러나 이런 최신 선박에 승선하고 있는 선원들의 근무환경은 그다지 크게 개선되고 있지 않으 며 아직 해결해야 할 여러 가지 요인들이 여전히 남아 있 다. 그 중에서도 선박에서 발생되는 소음은 선박에서 장기 간 생활하는 선원들에게 반드시 해결되어야 할 중요한 문제 중에 하나이다. 그러나 대부분의 선박은 육상 건축물과 달 리 강구조물로 되어 있어 구조적인 소음 발생이 불가피하 며, 소음원의 발생시점에서 전달되는 소음을 중간에서 쉽게 차단할 수 있는 구조가 아니므로 소음문제에 대한 근본적인 문제 해결이 쉽지 않다. 육상 건축물 또한 층간소음에 대한 사회적 문제를 쉽게 해결하지 못하고 있으며 많은 어려움을 격고 있다.

최근에는 기존 건물들의 벽식 구조물에서 기둥식 구조물 로 변화를 모색하며 층간소음을 감소시키려는 움직임이 활 발하다. D건설사에서는 층간소음을 줄이기 위한 노력으로 3중 바닥구조를 개발하여 건설하는 등 소음감소에 심혈을 기울이고 있다. 하지만 선박분야에서는 선박 건조기술의 비 약적인 발전에 비해 소음감소에 대한 선주나 조선소의 노력 이 많이 부족한 것이 현실이다. 따라서 선박에서 장시간 근 무하며 생활해야하는 선원들의 소음에 대한 피해는 불가피 하다. 선박 종류별로 선급에서 정하는 건조 규칙 및 시행령 에 의거하여 우수한 선박들이 건조되고 있다. 하지만 2006년 채택되어 2015년 우리나라에 발효된 2006 해사노동협약 (Maritime Labour Convention, MLC 2006)에서는 선원들의 작업 공간과 생활공간의 실질적인 소음감소를 위한 방안제시 보 다는 높은 소음에서 장시간 노출에 의한 청각 및 건강에 대 한 위험과 소음보호 장치 및 장비의 적절한 이용에 대한 지 도, 필요한 경우 선원들에게 청각 보호장비의 제공과 착용 을 권고 하고 있다(MLC 2006, 2015). 선급에서 규정하고 있 는 선박건조의 소음관련 법규는 소음 및 진동지침에 따르 며, 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)는 2014년 7월 발효된 IMO 선박 소음코드 MSC.337(91)에 소음 레벨에 대한 한계치를 규정 하고 있다(IMO, 2012).

한편 Sayler et al.(2018)가 미국에서 14개 금속 제조시설회 사의 근로자 중 소음노출 측정치 83.1dB(A)의 환경에서 작업 하는 근로자들을 대상으로 청력보존프로그램의 비용을 10년 간 지출하고 효과를 연구한 결과를 보면, 실험에 참가한 소 음노출 근로자의 15 %가 청각장애에 해당하는 것으로 보고 되었다. 그리고 청력보존프로그램, 적합성 검사 및 교육을 통해 청력장애 유병률과 고주파 청력손실 감소가 뚜렷하게 개선된 것을 알 수가 있다.

그러나 선박의 소음이 심한 기관관련 업무에 종사하는 승 조원은 소음노출 측정치가 IMO에서 정한 기준범위를 상당 부분 초과하는 소음환경에서 근무함으로 인해 청력보존 프 로그램이 절실히 요구되며 선박근로자의 청력보존에 선주 및 작업자 모두가 심각성을 인식하고 대처해야 할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 해양계대학 실습선으로 운항 중인 세계로호(9,196톤)의 작업환경과 직무가 다른 7그룹의 승조 원들을 대상으로 항해 중, 24시간동안 소음노출레벨을 측정 하여 직무별 소음노출 정도를 파악하고 선원들의 소음노출 피해를 줄이기 위한 기초자료로 제공하고자 한다.

2. 선박 소음감소에 대한 현황

2.1 선박건조와 소음

실험선박은 2019년 건조되어 해양계대학 실습선으로 운 항 중인 세계로호(9,196톤)를 대상으로 실시하였고, 소음에 대한 규정은 Table 1에서 나타내듯이 IMO규정에 만족하는 소음한계수준으로 건조되어 있다. 선박의 소음 측정에 대한 사항은 선급에서도 잘 나타내고 있지만(KR, 2020) 선박 공간 내의 측정위치나 공간의 크기에 따른 최소 측정개수를 Table 2에서 잘 나타내고 있다.

2.2 현존선의 소음감소

선박기관실의 소음 저감을 위한 차폐공명기 개발 등, 기 관실에서 발생하는 소음을 흡수하고 소멸시키는 방법의 선 행연구(Yu, 2007)도 있었으나 실존선에 적용하여 큰 효과를 본 사례는 없었다. Kim et al.(2002)은 실제 함정에서 소음으 로 인한 제반 영향과 소음규정을 분석하고, 소음측정 자료 를 이용하여 함형별, 구역별 통계 처리하여 함정에 대한 임 의의 소음수준에 대한 만족도를 확인하였다. 또한, 선박 거 주구역의 공기조화 장치의 소음을 줄이기 위한 소음기 및 흡음재 개발 등 선박용 HVAC 시스템의 소음을 감소시키기 위한노력은 장기간 동안 이어져 오고 있고 많은 연구들이 진행되고 있다(Park et al., 2018). 최근 선박 건조 시 각 구획 에 적용하는 Deck Covering 방법으로 64 mm, A-60class 뜬바닥 구조설비(Floating Plate)가 거주구역의 소음과 진동 감소에 괄목할 만한 효과를 나타내고 있는 것으로 알려졌다. 한국 선급에서 발행한 텍스트북 “선박 진동·소음 제어지침”에서 는 뜬 바닥 위에 벽과 천정을 설치하는 경우, 구조소음 및 공기소음의 전달을 효과적으로 차단하였고, 소음 저감은 12 dB로 줄어드는 뚜렷한 결과를 나타내고 있다(KR, 2014). H중공업의 경우 Offshore 구조물에 친환경적인 Floating Plate 를 개발하여 Offshore 구조물에 적용한 결과 10 dB 이상의 소 음 저감 효과가 있는 것으로 보고 하였다(HHI, 2013). 이처럼 뜬바닥 구조를 이용한 선박격실 소음 저감에 대한 앞선 연 구들이 많이 진행되어 있음에도 명확하게 정량적인 소음 감 소률을 표현하기에는 선박특성상 수많은 변수가 있다(Kim et al., 2006).

2.3 승조원의 소음 대책

IMO에서는 1981년 선박 승조원들의 작업 및 거주환경 을 소음으로부터 보호하기 위해 Fig. 1의 소음노출 한계 허 용치를 규정하고 있다. 이처럼 24시간 소음노출 허용치를 80dB(A)이하로 규정하고 있지만 선박의 특성상 소음이 심한 기관관련 업무에 종사하는 승조원들은 24시간 소음노출 허 용치가 80dB(A)을 초과하는 경우도 있게 된다.

2014년 7월 이후 건조되는 선박의 소음관련 규정은 IMO MSC 337(91)에서 보다 강화된 소음기준치가 적용되었다. 선 실과 병원의 경우 각각 5dB(A)을 감소시킨 55dB(A), 사무실 과 휴게실 그리고 식당의 경우도 기존 기준치에서 5dB(A)을 줄인 60dB(A)로 규정하였다. 그러나 10,000 G/T 이상의 선박 에만 적용하고 있어 본 연구의 수행 대상 선박은 10,000 G/T 이하의 선박으로 건조 당시 강화된 소음규정을 적용 받지 못해 기존의 선박들처럼 소음개선에 답보 상태를 면치 못하 고 있다(IMO 2012).

선박에 근무하는 승조원들 중에서 기관업무에 종사하는 작업자들은 정해진 특정 소음레벨에서만 근무하는 것이 아 니라 소음의 발생의 범위와 빈도, 소음레벨의 차이가 크고 큰 곳에서 근무를 하게 된다. 따라서 80dB(A) 이상의 작업환 경에서는 반드시 청력보호구를 착용해야 함에도 짧은 시간 동안의 작업 및 의사소통을 위해 청력보호구 착용을 소홀히 여기는 경향이 있다. 즉 소음 작업장에서 청력보호구 착용 으로 인한 어음인지력(Speech Intelligibility) 저하 정도와 배 경소음 종류별 어음인지력 저하 정도의 차이에 관한 선행 연구에서도 청력보호구 착용으로 인한 어음 인지력의 저하 는 의사소통에 방해를 초래한다고 말하고 있다(Park et al., 2010). 이는 선박에서도 작업능력을 저해하고 번거로움으로 인해 청력보호구의 착용을 소홀히 여기고 있는 현실이다. 청력보호구인 귀마개를 사용하여 차음 효과를 검증한 연구 에서는 대부분 19-25 dB의 소음 감소률을 알 수가 있었다 (Song and Chung, 2014). 또한 소음작업환경에서 귀마개와 개 인용 청력보호장구를 병행해서 착용하는 것은 올바른 귀마 개의 선택과 착용하는 개인에게 잘 맞는 보호구를 선택해서 착용을 한다면 25-40 dB(A) 소음 감소 효과를 얻을 수 있는 것으로 선행연구에서 보고되고 있다(Kozlowski and Mlynski, 2019). Table 3에서 나타나듯이 소음 발생 장소의 소음레벨 별로 작업제한 시간을 규정하고 있다. 그러나 선박의 기관 실을 비롯한 팬룸 등의 일부 개소에서는 청력보호구의 착용 없이는 위 규정을 지키면서 작업할 수 없는 현실이다. 따라 서 선박에서는 소음이 심한 구획에 들어 갈 때는 Fig. 2와 같 이 청력보호구의 착용을 권고하는 심벌을 표시하고 있다. 기관실과 같이 소음이 심한 장소를 출입 시, 청력 보호장구 의 비치가 작업자가 쉽게 착용할 수 있는 위치에 반드시 보 관되어야 한다.

3. 실험 및 연구

3.1 소음계측

본 실험에 사용된 소음계측 장비는 SVANTEK 977로 2020 년 6월 공인기관에서 Calibration을 마친 제품으로 한국선급 “소음 및 진동지침(KR, 2020)”에 의거하여 측정절차, 위치 및 조건을 만족하게 측정하였다. 소음측정은 항해 중에 해상시 운전과 동일한 조건을 유지하면서 측정을 하였다. 해상시운 전 시 소음 측정개소는 113곳으로 본 실험에서도 동일하게 같은 위치에서 측정하였다.

Table 4는 해상시운전과 본 실험에서 측정한 결과를 나타 낸 것으로 비슷한 측정값을 나타내었으나 NO.2 Lecture Room 의 경우 시운전 결과와 다르게 나타났다. NO.2 Lecture Room 은 실습생들이 식당으로 사용하고 기관실습생들의 강의실 및 전체 실습생들의 모임과 행사를 하는 곳으로 사용 빈도 가 높은 곳이다. 그러나 다른 강의실에 비해 소음측정값이 크게 나타났으며 진동 또한 크게 발생됨을 현장 확인을 통 해 알 수 있었다. 따라서 제 2강의실의 위치를 살펴본 결과, Frame NO.12~38번의 Main Deck로 바로 아래 2^nd Deck에는 소 음 발생이 심한 장비들이 Fig.3과 같이 다수 배치되어 소음 이 윗층으로 전달됨을 알 수 있었다. 제2강의실의 면적은 298.5 ㎡로 Table 2에 근거하여 측정개소를 8개소로 하여 측 정하였다. 한편 Deck Covering을 살펴본 결과, 층간에 소음과 열전달의 영향을 받을 수 있는 곳은 뜬 바닥구조(Floating Plate)로 시공했으면 좀 더 낮은 소음 측정값을 기대 했을 것 이다.

3.2 소음 노출레벨

작업자가 24시간 동안 생활하면서 소음으로부터 노출되 는 소음노출레벨을 구하는 식은 공식(1)과 (2)에 의거하여 구 한다(MSC. 337(91)).

여기서

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승선 중에 수면과 소음노출과의 관계를 분석한 연구(Sunde et al., 2016)에서 선박의 특성상 다양한 변화를 유발하는 요 인들을 분석한 결과로 수면효율(Sleep efficiency)이 선박은 육 상 거주시설과 달리 쉽게 소음에 노출 될 수 있는 환경인 것 이다. 그중에서도 항해 중에는 선체·기관의 진동과 더불어 항해와 그로 인한 날씨의 다양한 변화는 계속해서 소음 노 출을 피할 수 없는 환경인 것이다. 따라서 항해 중에 작업 및 근무 환경이 다른 7종류의 작업자들(갑판사관, 갑판부원, 실습항해사, 기관사관, 기관부원, 실습기관사, 취사부원) 대 상으로 24시간 동안의 소음 노출레벨을 연구하였다.

4. 결 과

청력보호구의 착용 없이 항해 중에 당직근무하고 개인적 인 선상생활 할 때, 승조원의 24시간 소음노출레벨을 연구한 결과를 Table 5.1 ~ 5.7까지 나타내고 있다. 갑판사관인 1등항 해사는 L_ex,24h = 56.1 dB(A), 갑판부원인 조타수의 경우는 L_ex,24h = 58.9 dB(A), 실습항해사들은 L_ex,24h = 62.0 dB(A)을 나타내고 있다.

여기서 실습항해사가 갑판 사관이나 갑판부원들보다 L_ex,24h이 높게 나타나는 것은 실습생들의 사용 빈도가 높은 NO. 2 Lecture Room의 L_Aeq,i이 상대적으로 높은 영향으로 분석된다. 또한 취사를 담당하는 취사부원의 경우, L_ex,24h = 64.3 dB(A)을 나타내고 있는데, L_Aeq,i = 67.2 dB(A)인 주방에서 8시간 근무하는 환경으로 다소 높은 경향이 있다. 그러나 기 관사관인 1등기관사의 경우는 청력보호구 미착용 상태에서 는 L_ex,24h = 91.1 dB(A)의 결과 값으로 청력건강에 심각한 영향 을 초래할 수 있다. 따라서 소음이 심한 기관실 내에서 반드 시 본선이 보유하고 있는 청력보호구를 착용한다면 통상적 으로 L_Aeq,i = 24.0 dB(A) 줄일 수 있다고 볼 때, Table 5.5에서 Engine Room근무 2시간의 L_ex,24h,i는 91.1 dB(A)에서 66.1 dB(A) 로 감소되어 L_ex,24h = 91.1 dB(A)값이 L_ex,24h = 68.0 dB(A)으로 감 소되어 소음환경에서 청력건강에 이상이 없이 승선할 수 있 는 여건이 될 수 있다. 또한 기관사관들에 비해 엔진제어실 밖의 기관실 근무시간이 많은 기관부원의 경우는 청력보호구 없이 근무하면 L_ex,24h = 95.1 dB(A)나타내고 청력보호구를 착용 하고 근무하면 L_ex,24h,i는 95.1 dB(A)에서 70.1 dB(A)로 감소되어 L_ex,24h = 95.1 dB(A)값이 L_ex,24h = 70.7 dB(A)로 감소하게 된다.

실습기관사들의 경우도 청력보호구 없이 L_ex,24h = 91.1 dB(A) 값을 나타내었고 청력보호구 착용 후 기관실 업무에 임하면 L_ex,24h,i는 91.1 dB(A)에서 66.1 dB(A)로 감소되어 L_ex,24h = 91.1 dB(A) 값이 L_ex,24h = 69.6 dB(A)로 감소하게 된다. 더불어서 실습생 구역인 제 3강의실은 기관실이 인접해 있고 2^nd Deck임에도 Deck Covering을 Floating Plate로 설비되어 L_Aeq,i = 53.2 dB(A) 을 나타내고 있다. 따라서 제 2강의실도 소음감소를 위해 Floating Plate로 개선한다면 통상적으로 L_Aeq,i = 12.0 dB(A) 줄 일 수 있다고 가정해볼 때, 실습기관사들은 L_ex,24h = 69.6 dB(A) 에서 L_ex,24h = 67.8 dB(A)로 감소하고, 실습항해사들은 L_ex,24h = 62.0 dB(A)에서 L_ex,24h = 57.7 dB(A)로 추가적인 소음노출감소가 있을 것이다.

5. 결 론

선박에 근무하는 승조원들은 특히 항해 중에 소음이 발 생할 수밖에 없는 환경에서 생활하게 된다. 그러므로 장기 간 승선생활을 해야 하는 승조원들이 자신도 모르게 심한 소음에 노출되어 청력건강이 이상이 생기고 있는 것을 모르 고 지나가는 경우들을 볼 수가 있다. 본 연구에서는 선박의 작업환경과 직무가 다른 7그룹의 승조원들을 대상으로 항해 중에 24시간동안 소음노출레벨을 연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

한편, 갑판상에 기관실팬의 소음 영향으로 인한 승조원 들의 소음노출레벨이 높게 측정되어 향후 팬 룸의 위치 선 정 및 소음 저감 방안 대한 추가 연구가 필요하다.