KR100431528B1 - 식생 방음벽 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음 기능을 지니면서 식물 정착이 가능한 벽체 구조물에 관한 것으로서, 풍압과 외부에서의 충격에 견딜 수 있고, 벽체의 하중을 견딜 수 있는 지주와 상기 지주에 끼워질 수 있는 방음벽체 및 상기 방음벽체 내부에 투입되며 흡음재 기능을 수행하면서 식물이 생육할 수 있는 생육 기반재를 포함하는 식생 방음벽 구조물로 방음 효과를 지니면서 식물이 벽체에 직접 착생, 정착하여 생존할 수 있어 시각적으로도 우수하고 환경친화적인 효과를 기대할 수 있다.

Description

식생 방음벽 구조물{A soundproof wall structure in capable of plants' growth}

본 발명은 방음벽에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 기존 방음벽이 지닌 소음 저감효과를 기대하면서 동시에 식물이 직접 벽체에 정착하여 생육함으로써 보다 환경친화적이고 경관향상을 꾀할 수 있는 식생 방음벽 구조물에 관한 것이다.

종래의 방음벽은 방음벽체의 지지대 역할을 하는 에이치빔(H-beam)에 알루미늄판을 끼우고 알루미늄판 내부에 흡음재를 투입하여 소음을 차감하는 흡음형 방식과 알루미늄판 표면에 요철을 주어 소음이 반사되도록 하는 반사형 방식이 있다.

그러나, 방음벽 자체의 경관을 향상시키고자 하는 요구가 늘어나면서 최근에는 알루미늄판 대신 투명한 판을 이용하여 경관을 향상시키거나 알루미늄 대신 자연 소재인 목재를 각재 또는 원형으로 가공하여 흡음형과 반사형 방식으로 사용하고 있다.

기존의 알루미늄 방음벽은 인공 재료이기 때문에 시각적으로 주변 환경과 이질감을 주고 차량의 라이트 등이 알루미늄판에 반사되어 시각적인 장애를 주고 있으며, 도로변에 설치하는 경우 차량 운행으로 인한 매연, 공기 오염으로 인한 대기 중의 먼지가 비산되어 부착되는 등 일정 기간 지난 다음에는 표면이 얼룩지고 매연 슬러지가 끼는 등 미관을 해치게 되어 설치 후에도 지속적으로 세척 등의 유지 보수 작업이 필요하다는 문제점이 있었다.

최근 들어서는 방음벽으로 인해 경관이 저하되는 것을 우려하여 방음벽 전면부에 덩굴류나 수목을 식재하여 방음벽이 직접 노출되는 것을 피하고자 하는 시도가 있다.

그러나, 이 시도는 방음벽 전면부에 식물의 뿌리를 활착시키는 화단이 설치되어야 하기에 적은 양이지만 부지를 추가로 확보하거나 노견 폭을 줄여야 하는 문제점이 있다.

또한, 방음벽체의 전면부는 상기한 방법으로 식물을 식재하여 경관 개선에 기여할 수 있으나 방음벽체의 후면부는 시공의 난이성 등으로 방치되고 있어 방음벽 배면에서 바라보는 도로 경관은 시간이 지남에 따라 열악함을 면하기 어려운 실정이다.

또 다른 측면으로 알루미늄은 열전도도가 높은 재료이기 때문에 한 낮에는 태양열에 의한 알루미늄판의 온도가 급상승하여 식물에게도 나쁜 영향을 미친다는 문제점이 있다.

한편, 목재로 제작한 방음벽은 알루미늄판을 제작한 방음벽과 비교하여 소음 저감 효과면에서 크게 차이가 없고 자연 소재를 이용하기에 경관을 향상시킬 수 있으며, 빛의 반사가 없고, 열전도도가 낮기 때문에 방음벽 전면에 덩굴류나 수목을 식재하여도 식물에 영향을 주지 않는다는 점 등이 장점으로 부각되고 있다.

그러나, 목재라는 소재 자체가 온도 변화에 민감하기 때문에 4계절이 분명한 우리나라에서는 변형, 탈색의 우려로 인해 내구성의 문제점을 안고 있으며, 수목을 벌목하여 원목을 가공한다는 점이 환경친화적인 소재임에도 불구하고 지구환경차원에서는 엔트로피를 증대시키는 결과를 야기한다는 문제점이 있다.

또한, 알루미늄 방음벽과 마찬가지로 식물 식재를 위해서는 화단을 설치해야 한다는 점, 후면부에 식물의 생장이 곤란하다는 문제점이 있다.

그 이외에도, 환경위생적인 측면에서 흡음형 방음벽은 알루미늄 제품이나 목재 제품 모두 유리석면 등으로 제조된 흡음재를 알루미늄판이나 목재판 사이에 끼워 소음을 흡수하게 되는데 이러한 물질은 재활용이 안되는 대표적인 환경오염 물질일 뿐만 아니라 공기 중에 노출될 경우 이들의 부스러기 등이 호흡기 장애를 일으키는 유독 물질이라는 문제점이 있다.

또한, 유지관리라는 측면에서 상기의 흡음재는 시간이 지날수록 온도 변화, 햇빛 등의 영향으로 제품이 노화되기에 알루미늄이나 목재판 사이에서 처짐 현상을 일으켜 소음의 감소효과가 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 방음 효과를 지니면서 식물이 벽체에 직접 착생, 정착하여 생존할 수 있어 시각적으로도 우수하고 환경친화적인 식생 방음벽 구조물을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예인 콘크리트 기초용 식생 방음벽 구조물을 도시한 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예인 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 단위모듈의 전면판과 후면판을 도시한 투시도이다.

도 3은 도 1의 A - A에서 도시한 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 콘크리트 기초용 방음벽체를 구성하는 폐쇄형 하부지지대를 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 지중 매입용 방음벽체를 구성하는 개방형 하부지지대를 도시한 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 상부지지대를 앵글을 이용하여 제작한 실시예를 도시한 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 상부 지지대를 각형 강관을 이용하여 제작한 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 실시예인 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 좌측, 우측 지지대를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지중 매입용 방음벽의 구조를 도시한 정면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 관수장치를 도시한 측단면도이다.

<< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >>

2...콘크리트 기초용 방음벽 구조 4...지중 매입용 방음벽 구조

6...지주 8...식생기반재

10...방음벽체 12...하부지지대

14...좌측지지대 16...우측지지대

18...상부지지대 20...전면판

22...후면판 24...기둥

26...보 28...보조 기둥

30...보조 보 32...철망

34...부직포 36...와이어 로프

38...와이어로프 지주 40...타이볼트

42...턴버클 44...칸막이판

46...물탱크 48...점적관수관

50...점적관수로

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 식생 방음벽 구조물은, 지주; 기둥과 보로 틀을 만들고 상기 틀의 내측면에 부직포를 고정하여 제작된 전면판과 후면판, 상기 전면판과 후면판의 상부에 결합되는 상부 지지대, 상기 전면판과 후면판의 하부에 결합되는 하부 지지대로 이루어져서 상기 지주 사이에 끼워지는 방음벽체; 및 방음벽체 내부에 투입되며 흡음재 기능을 수행하면서 식물이 생육할 수 있는 생육 기반재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방음벽체의 전면판과 후면판은 둘 중 하나 이상 사용되고, 하나가 사용될 경우 나머지는 막힌 벽면이 되는 것이 바람직하다.

그리고 식생 방음벽 구조물은 틀과 부직포 사이에 배치되는 철망을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 식생 방음벽 구조물은 전면판과 후면판의 양측면에 설치되는 좌우측 지지대를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 방음벽체의 하단이 콘크리트 기초 위에 놓일 경우, 상기 하부 지지대는 횡단면을 기준으로 상부가 트인 구조이고, 하부가 막힌 폐쇄형 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

그리고 방음벽체의 하단이 땅속에 매입될 경우, 상기 하부 지지대는 하부가 관통되고 적어도 2개 이상의 보강판이 설치되며, 철망과 부직포를 상기 보강판의 위에 배치시키는 것이 바람직하다.

방음벽체의 내부 상부 지지대와 하부 지지대 사이에 횡방향으로 설치되는 칸막이판을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 방음벽체의 전후면에는 상부에는 상하좌우 4방향으로 구멍이 뚫려 있고 하부가 상기 방음벽체의 지지대 중 어느 하나에 와이어로프 지주가 고정되며, 상기 구멍으로 와이어로프를 삽입한 후 고정하는 것이 바람직하다.

또한 식생 방음벽 구조물은 방음벽체의 상부에 설치되는 물탱크와; 상기 물탱크와 연통되고 다수의 미세 공극이 형성되며, 상기 방음벽체의 상부에서부터 하부까지 관통되어 배치되는 점적 관수관을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상부 지지대는 네모서리에 각파이프를 연결하고, 중앙부에는 두 모서리를 잇대는 각파이프가 설치되는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

방음벽체의 수직고는 1 내지 3m인 것이 바람직하다.

상부지지대와 하부지지대를 잇는 각형 강관으로 된 기둥과 보를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상부 지지대와 보 사이, 하부 지지대와 보 사이, 상기 좌우측 지지대와 기중 사이에 설치되는 보조 기둥 및 보를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 실시예인 콘크리트 기초용 식생 방음벽 구조물을 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시예인 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 단위모듈의 전면판과 후면판을 도시한 투시도이며, 도 3은 도 1의 A - A에서 도시한 콘크리트 기초용 및 지중 매입용 방음벽체의 측단면도이다.

본 발명에 의한 식생 방음벽 구조물(2)은 풍압이나 외부로부터의 충격에 견딜 수 있도록 하는 지주(6)와, 방음벽체(10) 그리고 흡음재 기능을 수행하면서 식물이 생육할 수 있는 생육 기반재(8)등을 포함한다.

상기 지주(6)는 기존의 방음벽에 사용되는 것으로 다양한 크기의 제품이 출시되고 시중에서 쉽게 구입 가능한 H 형강(H-빔)을 이용하되 방음벽 설치 기준에 규정된 풍압과 외부에서의 충격에 견딜 수 있고, 방음벽체(10)의 하중을 충분히 견딜 수 있는 크기와 강도를 지닌 것을 선정하여 사용한다.

지주(6)의 내측 공간은 방음벽체(10)가 끼워지는 끼움홈으로 지주의 수직되는 방향으로 형성되어진다.

상기 방음벽체(10)는 하나의 단위 모듈로 제작되어 필요로 하는 방음벽의 전체 높이와 길이에 따라 여러개의 방음벽체(10)를 위로 쌓아 올리거나 지주(6)를 연속적으로 설치하여 지주(6) 사이에 방음벽체(10)를 끼움으로서 방음벽을 형성한다.

일반적으로 대부분의 방음벽은 길이와 높이로서 규정되는데 설치되는 장소의 특성과 소음 특성에 따라 결정된다. 일반적인 방음벽의 높이는 1m 내지 12m에 이르고 길이는 설치되는 장소의 특성과 소음 특성에 따라 결정된다.

이와 같이 단위 모듈 형태로 방음벽체(10)를 제작하는 이유는 동일한 형태를 반복하는 경우에 이를 제작, 운반, 시공성 및 경제성 등에서 보다 유리하기 때문이다.

방음벽의 경우에도 정해진 하나의 패턴이 연속적으로 반복되기 때문이며, 모듈화하게 되면 설치 대상지의 여러 조건에 따라 다양한 사양(높이와 길이)으로 제작이 가능해 대응하기 적합하다.

방음벽체(10) 단위모듈의 길이는 사용 부재의 경제적인 이용과 구조적 안정성을 고려할 때 1 내지 3m로 하는 것이 바람직하다. 그러나 방음벽체(10)의 수직고는 식물이 착생하여 성장해야 하는 것이기 때문에 특별한 고려가 필요하다.

방음벽체(10)는 경사가 지지 않은 수직 구조물이기 때문에 식물의 생육 기반이 되면서 흡음 효과를 발휘하는 생육기반재(8)가 방음벽체(10)에 채워질 경우, 강우시 중력에 의해 방음벽체(10)의 상부에서 수분과 영양분의 용탈이 심하게 일어나는 구조가 된다.

이러한 경우, 수분과 영양분이 상부에서 하부로 용탈이 일어나기에방음벽체(10) 상부에서 관찰되는 현상을 예상하면 초기에는 식물에 의해 피복이 되지만 시간이 지날수록 수분과 영양분의 고갈로 인해 고사하거나 빈약한 상태를 면하기 어렵게 되는 반면 하부는 용탈된 수분과 영양분이 몰려 왕성한 식물 생육이 이루어지는 현상이 나타난다.

이러한 현상은 시각적으로 방음벽체(10)가 식물에 의해 균일하게 피복이 된 형상이 아니라 상부는 식물이 빈약하거나 고사하고 하부는 왕성하여 전체적으로 방음벽체가 식물에 의해 얼룩진 형상을 띠게 되어 경관적으로 마이너스 영향을 줄 수 있다.

따라서, 적정한 수직고의 설정이 방음벽체(10)의 기본 모듈을 설정하는데 중요한 인자가 된다.

본 발명자들의 실험결과 단위 방음벽체(10)의 적정 수직고는 1 내지 2m의 범위가 바람직함을 알 수 있다.

표 1에서 상기의 실험예를 나타낸다.

	15일	30일	45일	60일	75일	90일	105일	120일	135일	150일
1m	피복율(%)	100	90
	상→하(cm)	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.
1.5m	피복율(%)	100	90
	상→하(cm)	.	.	.	.		.	.	.	.	.
2.0m	피복율(%)	100	90	88	85	84	81
	상→하(cm)	.	.	.	.	.		3	5	7	10
2.5m	피복율(%)	100	90	85	84	82	80
	상→하(cm)	.	.	.	.	.		5	7	9	12
3m	피복율(%)	100	90	84	81	79	75
	상→하(cm)	.	.	.	.	.	7	8	10	14	17

상기 실험은 방음벽체(10)의 수직고에 따라 식물의 생육변화를 관찰하기 위한 실험으로 방음벽체(10)의 수직고를 1 내지 3m까지 50cm 단위로 변화시키면서 관찰한 결과이다.

방음벽체(10)에 파종된 식물은 서양 잔디류이며, 표 1에서 피복율은 식물이 방음벽체(10)를 덮고 있는 정도를 백분율(%)로 나타낸 것이고, 상→하(cm)로 나타낸 수치는 방음벽체의 상부에서부터 식물이 죽거나 시들게 된 구간을 나타내고 있다.

이 표 1을 통해 알 수 있는 사실은 시간이 경과될수록 방음벽체를 덮고 있는 식물의 피복율이 점차 낮아진다는 사실과, 이와 동시에 시간이 경과할수록 방음벽체의 상부에서부터 하부를 향해 점차 넓은 구간에서 식물들이 죽거나 시든다는 사실이다.

이와 같은 점을 어느 정도 감소시키기 위해서 방음벽체의 내부, 즉 전면판과 후면판의 사이에 생육 기반재(8)를 삽입하게 된다.

생육 기반재(8)는 식물의 생육에 적합한 토양으로 장기간에 걸쳐 영양 공급이 가능하고 동시에 흡음성을 지닌 것을 사용한다.

관수는 장마철의 강우 강도를 기준으로 실험구에 방음벽체의 상부, 전면판(20)과 후면판(22)에서 공급하였고 실험은 서울대학교 농업생명과학대학 식물생산학부 원예전공 실험용 온실에서 수행하였다.

실험의 결과를 보면 종자 파종 후 30일 되는 시점에서 발아율은 모든 실험구에서 90% 이상 도달하였다. 발아율이 90% 이상 되는 시점에서 여름철 강우 강도에 맞도록 강수 실험을 해본 결과 상부에서 용탈에 의한 식물 생육의 저하 현상이 나타났다.

상기 실험 결과에 의하면 방음벽체(10)의 적정 수직고는 1 내지 2m의 범위임을 알 수 있다. 방음벽체(10)의 두께는 0.1 내지 0.5m인 재원을 가지며 식재되는 식물의 특성과 적용대상지의 조건에 따라 다양하게 적용할 수 있도록 하였다.

상기 방음벽체(10)는 육면체로 상부지지대(18), 하부지지대(12), 좌·우측지지대(14)(16), 전면판(20), 후면판(22)으로 구성된다. 상기한 각각의 지지대(12)(14)(16)(18)와 전면판(20)과 후면판(22)은 용접, 또는 지름(D)이 3 내지 24mm의 볼트를 이용하여 서로 결합된다.

즉, 전면판(20)과 후면판(22)이 수직으로 평행하게 배치된 상태에서 상부에는 상부 지지대가(18) 하부에는 하부 지지대(12)가 볼트로 결합되고, 좌우 양측에는 좌측 지지대(14)와 우측 지지대(16)가 볼팅된다.

전면판(20)과 후면판(22)은 도 2에 도시한 바와 같이 동일한 구조로 설정되는데 필요시 후면판(22)은 식물이 생육하지 않는 구조로도 가능하며 기둥(24)과 보(26), 보조 기둥(28)과 보조 보(30), 철망(32), 부직포(34)로 구성된다.

전면판(20)과 후면판(22)은 10 내지 150mm×10 내지 150mm×두께(T)가 0.3 내지 8.8mm 범위의 스테인리스 각파이프나 용융 도금 처리된 구조용 각형 강관을 이용하여 사각형 프레임을 만든 후 기둥(24)과 보(26), 보조기둥(28)과 보조 보(30)를 용접하고 안쪽에 철망(32)과 부직포(34)를 고정시키는 방식과, 기둥(24)과 보(26), 보조기둥(28)과 보조 보(30)를 상부지지대(18), 하부지지대(12), 좌·우측지지대(14)(16)에 직접 볼트로 고정하여 틀을 만드는 방식이 있다.

여기서 틀은 직사각형 또는 정사각형의 제조되는 것이 바람직할 것이다.

기둥(24)과 보조 기둥(28)은 수직 하중의 분산을 위한 것으로 상부지지대(18)의 보강 철판(18b)이나 보강 강관(18d)과 일치시켜 수직하중을 하부로 전달하도록 한다.

보(26)와 보조 보(30), 타이 볼트(40)는 횡력에 대한 분산을 위한 것으로 전면판(20)과 후면판(22)에 작용하는 힘(M)이 일정하다고 할 때 횡력(T)은 재료의 휘어지는 정도(∂)가 클수록 전면과 후면에 작용하는 횡력은 작아지는 원리를 이용하였다.

식 1

횡력(T)= 작용하는 힘(M)/변이폭(∂)

즉, 작용하는 힘이 일정하다고 할 때 사용 재료의 변이폭이 적으면 부재에 작용하는 횡력이 커지므로 구조물이 불안정하게 될 우려가 있다.

변이폭이 전혀 없도록 하기 위해서는 보다 강도가 높은 재료를 이용하여야 하기 때문에 경제적으로 불리하게 된다.

본 발명에 따른 구조물에서는 재료 선택의 경제성과 미관 등을 고려하여 0.5 내지 5cm의 범위 내에서 변형이 일어나도록 설계되었다. 이를 위해 기둥(24)과 보(26), 보조 기둥(28)과 보조 보(30)가 교차되는 지점에는 지름(D)이 6 내지 24mm의 타이 볼트(tie bolt)(40)로 고정한다.

기둥(24)과 보(26)는 내구성이 있는 스테인리스 각파이프나 용융 도금 처리된 구조용 각형 강관을 이용한다. 기둥(24)과 보(26)는 10 내지 150mm×10 내지150mm×두께(T)가 0.3 내지 8.8mm 범위내에서 선택하여 사용한다.

상기 보조 기둥(28)과 보조 보(30)는 용융도금된 원형 또는 이형의 철근, 고장력 화이바철근, 각형 강관 등을 사용한다. 보조 기둥(28)과 보조 보(30)로 사용되는 철근은 지름(D)이 10 내지 32mm의 원형, 이형 또는 고장력 하이바 철근을 사용하고 각형 강관일 경우는 5 내지 100mm X 5 내지 100mm X 두께(T) 0.3 내지 8mm의 범위내에서 선택하여 사용한다.

상기 보조 기둥(28)과 보조 보(30)가 교차하는 지점에는 높이차가 나지 않도록 용접하거나, 0.01 내지 0.20m×0.01 내지 0.2m×두께(T) 0.5 내지 20mm 크기의 턴버클(42)을 두어 보조 기둥(28)과 보조 보(30)를 고정시키고 중앙부에는 횡력에 대한 변형을 방지하기 위해 지름(D)이 6 내지 24mm인 타이 볼트(40)로 고정한다.

철망(32)은 생육 기반재(8)의 수평방향 하중에 의한 변형을 억제하기 위해 도입된 것으로 배불림과 같은 변형은 기둥(24)과 보(26), 보조 기둥(28)과 보조 보(30) 사이의 공간에서도 발생할 수 있으므로 철망(32)을 이루는 망의 크기는 0.3cm 내지 30cm 인 스테인리스 망이나 크림프망, 용융도금한 익스팬디드 메탈 망을 사용한다.

철망(32)이 설치된 후에는 생육 기반재(8)의 입자가 유수와 함께 유출되지 않도록 폴리에스테르로 직조한 부직포(34)를 철망(32)의 안쪽에 배치하며, 부직포(34)는 철망(32)과 함께 각 지지대에 볼팅되어 고정된다.

부직포(34)는 생육 기반재(8)의 입자가 유출되지 않도록 하면서 유수는 유출시키고 식물의 뿌리나 새싹이 투과할 수 있는 기능과 생육 기반재의 자중에 의한횡압에 견딜 수 있는 강도를 지녀야하며, 햇빛에 노출될 경우 부식의 우려가 있으므로 자외선 처리하여 내구성을 높인 것을 사용한다.

상기 부직포(34)의 규격은 중량이 150g/㎡ 내지 1,000g/㎡이고, 강도는 1.5톤 내지 10톤을 지탱할 수 있어야 하며, 방음벽체(10)의 높이와 식생 기반재(8)의 종류에 따라 선택하여 사용한다.

방음벽에 덩굴성 식물을 식재할 경우에는 덩굴성 식물의 줄기가 상부, 또는 하부로의 생장을 유도하기 위해 PC강선, 아연도 강선, 스테인리스 강선 등 부식되지 않은 와이어로프(36)를 0.1 내지 1m 간격으로 엮는다.

와이어로프(36)를 방음벽체(10)에 고정하기 위해 와이어로프 지주(38)를 설치하는데, 이의 구조는 상부에 4방향으로 관통되는 구멍이 뚫려 있어 와이어로프(36)가 삽입되어야 하고 하부는 방음벽체(10)에 고정시키기 위해 볼트가 설치되는 구조를 가지며, 재질로는 알루미늄이나 강화 PVC, 스텐레스강이 바람직하다. 와이어로프(36)는 방음벽체(10)에서 3 내지 30cm 범위 내에서 떨어지도록 설치한다.

식생기반재(8)는 흡음 기능을 가지면서 동시에 식물이 생육할 수 있는 토양역할도 수행해야 한다.

식생기반재(8)가 수직적인 방음벽체(10)에 채워지면 시간이 지남에 따라 식생기반재(8)내의 공극이 메워져 하부로 침하될 우려가 있다.

이렇게 되면 방음벽체(10)내에 빈 공간이 생겨 식물 생육에 지장을 줄 뿐 만 아니라 소음 흡수능력도 저하되기 때문에 식생기반재(8)는 물리적으로 부피 변화가적어야 하며, 화학적으로는 수분과 영양분의 용탈이 심하게 일어나는 수직 구조에서 뛰어난 보수력과 보비력을 지니고 있어야 한다.

이를 위해 식생기반재(8)는 제오라이트, 펄라이트, 질석, 코코피트, 피트 등과 퇴비, 숯, 유기 비료, 미생물 등을 배합하여 특별히 제조된 토양을 사용해야 한다.

방음벽체(10) 단위모듈의 높이가 높을 경우에는 도 3에 도시된 것과 같이 하부 지지대(12)와 상부 지지대(18)의 사이에 횡방향으로 칸막이판(44)을 설치할 수 있으며, 좀 더 바람직하기로는 단위 모듈의 높이가 2m를 초과할 경우에 바닥에서 1m되는 지점의 방음벽체(10) 내부에 칸막이판(44)을 설치한다.

칸막이판(44)은 철망(32)과 농업용 부직포(34)로 만든 투수형과 철판으로 만든 불투수형이 가능하다.

투수형은 식생기반재(8) 입자는 빠지지 않고 수분과 양분의 이동만 가능하도록 하여 식생기반재(8)의 침하만을 방지할 수 있고 불투수형은 식생기반재(8)의 침하뿐 만 아니라 수분과 양분의 이동도 방지할 수 있다.

상기 상부지지대(18), 하부지지대(12) 및 좌·우측 지지대(14)(16), 전면판(20), 후면판(22)으로 사용될 수 있는 부재는 내구성을 지닌 철재를 이용하되 부식에 대비하여 아연도금, 또는 용융도금이나 폴리에틸렌으로 피복, 또는 분체도장된 철판이나 각형 강관을 사용하거나 부식에 강한 스테인리스 제품 및 스테인리스 합금강을 이용한다.

여기서 하부 지지대(12)는 두 가지 관점에서 특별한 고려가 필요하다.

첫째로는 내부에 채워지는 흡음기능을 하는 식생 기반재(8)의 수직 하중을 충분히 견딜 수 있는 강도를 지녀야 하는 것이고, 두 번째로는 식생 기반재(8) 내부의 상부에서 하부로 이동하는 수분과 영양분이 외부로 흘러나가는 것을 최대로 억제하는 기능이 있어야 한다.

전자에 대해서 방음벽 시공은 지주(6)를 설치하고 크레인을 이용하여 방음벽체(10)를 들어올린 후 지주(6) 사이에 끼움으로서 설치되는데, 이 경우 상기 하부 지지대(12)는 비중이 약 0.8 내지 1.2의 식생 기반재(8)의 하중을 모두 받게 된다.

따라서, 방음벽체(10) 단위 모듈이 높이 2m, 길이 3m, 폭이 10 내지 50 cm라고 하면 단위 모듈당 방음벽체의 중량은 0.48 내지 3.6톤이 되므로 하부지지대(12)는 이를 충분히 견딜 수 있는 강도를 지녀야 한다.

동시에 하부지지대(12)는 식생 기반재(8) 상부에서 하부로 수분의 이동에 따라 영양분의 용탈이 일어나는 것을 최대한 억제시키는 기능을 지니고 있어야 하며, 이를 위하여 하부지지대(12)는 도 4에 도시한 바와 같이 횡단면을 기준으로 상부가 트인 대략 'u'모양으로 철판 또는 스테인리스 재질이며, 높이를 0.05 내지 0.5m의 범위로 하부지지대(12)가 저수탱크 역할을 수행할 수 있도록 하는 폐쇄형 구조(12a)를 갖도록 한다.

이는 특히 방음벽체(10)가 콘크리트 기초 위에 설치될 경우에 그러하다.

만약 하부지지대(12)가 저수탱크의 역할을 수행하지 못하다면 수분이동과 함께 식생기반재 입자가 새어나와 설치장소를 더럽힐 우려가 있기 때문이다.

그러나 하부지지대(12)가 콘크리트 기초위가 아닌 지중에 매입될 경우에는기존 토양이 지니고 있는 특성, 예를 들면 수분 공급, 영양분 공급 등을 최대한 활용하기 위해 도 5에 도시한 바와 같은 개방형 구조(12b)가 되도록 하는 것이 바람직하다.

개방형 하부지지대(12b)일 경우에는 수분의 이동은 가능하지만 식생기반재(8)의 입자가 이동하는 것을 방지하기 위해 철망(32)과 부직포(34)을 바닥에 깔고 중간에 보강판(12c)을 설치하여 하중에 의한 안정성을 확보하는 것이 바람직하다.

하부지지대(12)의 제원은 길이가 1 내지 3m, 높이는 0.05 내지 0.5m, 폭은 0.1 내지 0.5m이며 철판이나 스테인리스 강판의 두께는 0.3 내지 30mm 범위에서 사용 재료와 모듈에 따라 각각 적당한 크기를 선택하여 사용한다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상부지지대(18)는 두 가지 측면에서 하중에 대한 구조적 안정성을 고려해야 한다. 첫 번째는 단위 모듈의 방음벽체(10)에서 하중을 받는 경우이고 두 번째는 단위 모듈의 방음벽체(10)를 쌓아 올려 일정 높이를 형성시킬 경우 최하단의 방음벽체(10)와 중간층의 방음벽체(10)가 수직방향의 하중을 받는 경우이다. 첫 번째의 하중은 횡력으로 식생기반재(8)의 중량에 따른 중력방향의 힘과 중력의 수직방향으로 작용하는 힘이 합해지는 힘으로 전면판(20)과 후면판(22)이 변형될 때 상부지지대(18)가 변형될 우려가 있다.

두 번째의 하중은 단위 모듈의 방음벽체(10)를 2단, 3단으로 올렸을 때 중력방향으로 작용하는 하중으로 방음벽체(10) 단위 모듈의 중량이 위에서 기술하였듯이, 0.48 내지 3.6톤이 되면 6m 높이의 방음벽의 가장 하부에 있는 방음벽체(10)가받는 수직 하중은 0.96내지 7.2톤에 이르게 된다. 상부지지대(18)는 이 들 하중을 방음벽체(10) 전면에 골고루 분산시켜 균등한 하중이 작용하도록 하는 것이 유리하다.

상기한 두 가지 측면에서의 하중에 의한 상부지지대(18)의 구조적 안정성을 위해 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 스테인리스 또는 철판을 앵글형(18a)으로 가공하고 중간에 보강판(18b)을 덧붙이거나 각형 강관을 이용한 강관형(18c)으로 가공하여 중간에 보강 강관(18d)을 덧붙여 변형을 방지함과 동시에 하중의 균등한 분산을 유도한다.

상부지지대(18)의 제원은 '??'자 앵글 형식으로 제작할 경우 두께가 0.3 내지 30mm 범위의 철판이나 스테인리스 강판을 가로, 세로의 길이 0.05 내지 0.5m X 길이 1 내지 3m X 폭 0.1 내지 0.5m로 가공하여 사용 재료와 모듈에 따라 각각 적당한 크기를 선택하여 사용한다. 또한 각형 강관을 사용할 경우의 제원은 구조용 각형 강관일 경우, 외경(￠) 15 내지 150mm×15 내지 150mm, 두께(T) 1.4 내지 8.8mm, 구조용 스테인리스 사각파이프일 경우 외경(￠) 10 내지 80mm×10 내지 80mm, 두께(T)가 0.8 내지 3mm의 범위에서 길이 1 내지 3m X 폭 0.1 내지 0.5m로 가공하여 단위 모듈에 따라 정하여 사용한다.

상기 방음벽체(10)의 좌·우측지지대(14)(16)는 도 8에 도시한 바와 같이 방음벽체(10)를 수직으로 쌓으면서 일정 높이를 이루어 방음벽을 형성하기 때문에 상부 방음벽체로부터 하중을 받게 된다. 본 발명은 좌측지지대(14)와 우측지지대(16)가 '??'자형일 경우 수직하중에 대해 중간부분이 배불림 현상이 일어날 수 있으나'??'자형은 수직방향의 하중에 대해 보다 안정적이기 때문에 도 4와 같이 좌측지지대(14)와 우측지지대(16)를 스테인리스 강판이나 철판을 이용하여 ㄷ 자형으로 가공하여 높이가 0.05 내지 0.3m, 폭은 0.1 내지 0.5m, 길이가 1 내지 3m, 두께가 0.3 내지 30mm의 범위에서 사용재료와 모듈에 따라 각각 이용한다.

도 9에서는 본 발명에 따른 다른 실시예로써 방음벽체의 하부를 땅속의 내부로 매입시키는 구조로써, 하부 지지대는 도 5에 도시한 바와 같이 개방형 하부지지대(12)를 사용한다.

그리고, 매입되는 부분에는 와이어로프(36)를 연장시킬 필요가 없음으로, 방음벽체의 하부 약간 위쪽에 와이어로프(36)를 고정시킨다.

방음벽체(10)의 유지관리측면에서 우리나라의 계절적 특성과 식물 생육과의 관계를 보면 봄과 가을에는 가뭄현상이 심하게 나타나고, 여름에는 장마철이, 겨울에는 혹독한 추위가 온다.

식물 생육측면에서 보면 여름철에는 장마로 인해 충분한 수분 공급이 이루어지고 겨울철에는 모든 식물이 생장을 멈추고 휴면에 들어가기 때문에 별 문제는 없으나 봄과 가을에는 가뭄으로 식물 생육에 지장을 초래할 수 있다.

따라서 관리가 가능한 장소에 본 발명의 방음벽체(10)가 설치될 때에는 주기적으로 관수를 함으로써 양호한 식물 상태를 유지할 수 있으나 관리가 용이하지 않은 장소에서는 관수를 위한 최소한의 장치가 필요하다.

일반적으로 관수를 하기 위해서는 물탱크와 펌프, 관수관 등이 요구되나 현실적으로 도로나 담장 등에 이들 장치를 설치하는 것은 거의 불가능하다.

따라서 본 발명에서는 기존의 방음벽이 방음벽을 타고 넘는 소음에 대해 회절되는 각도를 크게 하기 위해 방음벽 상단부를 Y자 혹은 T자형으로 마감을 하는 것에 착안하여 도 10에 도시한 바와 같이 T 자형이나 Y 자형을 물탱크(46)로 활용하고, 방음벽체(10)를 수직으로 관통하는 점적 관수로(50)를 상부의 물탱크(46)에 연결시켜 중력에 의한 압력으로 관수가 되도록 하는 관수수단을 제안한다.

물탱크(46)는 대기중의 먼지나 분진, 낙엽 등이 물탱크(46)내로 투입되어 점적 관수관(48)을 막는 것을 방지하기 위해 폐쇄형으로 제작하고 방음벽 지주(6)와 지주사이(경간)에 1 내지 50 경간마다 물탱크(46)에 물을 공급하는 투입구를 설치한다.

점적 관수로(50)는 공급된 물이 식생기반재에 서서히 공급되도록 하기 위해시중에서 구입가능한 점적 관수관(48)을 부직포(34)로 감싸도록 한다.

점적 관수되는 수분의 양을 조절하기 위해서는 점적 관수관(48)과 부직포(34)사이에 보수력이 좋은 재료인 질석이나 코코피트 등을 3 내지 20cm 두께로 채운 후 부직포(34)를 감싸도록 한다.

부직포(34)를 점적 관수관(48)에 싸는 이유는 식생기반재(8) 입자가 점적 관수관(48)에 뚫려 있는 미세 공극을 메우지 않도록 하기 위함이며, 동시에 점점 관수관(48)에서 나온 수분이 서서히 오랜 시간동안 식생기반재(8)에 공급되도록 하기 위함이다.

방음벽체(10) 단위 모듈 사이의 점적 관수로(50) 연결은 볼트와 너트 양식으로 된 점적 관수관(48)의 연결구를 사용한다.

관수수단으로 다른 실시예를 예를 들면, 물탱크를 방음벽체의 하부에 설치하고, 물탱크에 상술한 점적 관수관을 설치한 후 생육 기반재의 내부로 설치하여 삼투압에 의해 소정의 높이가 물이 공급되도록 할 수도 있다.

또한, 물탱크를 높이에 구애받지 않고 설치한 후 펌프를 이용하여 방음벽체의 상부로 공급하고, 점적 관수관을 방음벽체의 내부로 설치하는 방법을 모색할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 식생 방음벽 구조물을 사용하여 도로에 설치하는 경우 방음벽으로의 역할을 충실히 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 방음벽의 전면판과 후면판에 식물이 생육할 수 있도록 하여 주변 경관의 개선에 기여할 수 있으며, 아파트나 주택 등의 담장으로도 이용할 수 있어 콘크리트와 돌로만 조성된 담장에 식물이 도입되어 환경친화적이다.

Claims (13)

1. 끼움홈을 수직으로 형성한 지주;

   기둥과 보로 틀을 만들고 상기 틀의 내측면에 부직포를 고정하여 제작된 전면판과 후면판,상기 틀과 부직포 사이에 배치되는 철망,상기 전면판과 후면판의 상부에 결합되는 상부 지지대, 상기 전면판과 후면판의 하부에 결합되는 하부 지지대로 이루어져서 상기 끼움홈 사이에 끼워지는 방음벽체; 및

   상기 방음벽체 내부에 투입되며 흡음재 기능을 수행하면서 식물이 생육할 수 있는 생육 기반재를 포함하는 식생 방음벽 구조물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전면판과 후면판의 양측면에 설치되는 좌우측 지지대를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 방음벽체의 하단이 콘크리트 기초 위에 놓일 경우, 상기 하부 지지대는 횡단면을 기준으로 상부가 트인 구조이고, 하부가 막힌 폐쇄형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 방음벽체의 하단이 땅속에 매입될 경우, 상기 하부 지지대는 하부가 관통되고 적어도 2개 이상 보강판이 설치되며, 철망과 부직포를 상기 보강판의 위에 배치시키는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 방음벽체의 내부 상부 지지대와 하부 지지대의 사이에 횡방향으로 설치되는 칸막이판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
8. 제 4 항에 있어서,

   상부에는 상하좌우 4방향으로 구멍이 뚫려 있고, 하부가 상기 방음벽체의 지지대 중 어느 하나에 고정되는 와이어로프 지주와;

   상기 구멍으로 삽입한 후 고정하는 와이어로프를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 방음벽체에 설치되는 물탱크와;

   상기 물탱크와 연통되고 다수의 미세 공극이 형성되며, 상기 방음벽체의 상부에서부터 하부까지 관통되어 배치되는 점적 관수관을 포함하는 식생 방음벽 구조물.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 상부 지지대는 네모서리에 각파이프를 연결하고, 중앙부에는 두 모서리를 잇대는 각파이프가 설치되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
11. 삭제
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 상부지지대와 하부지지대를 잇는 각형 강관으로 된 기둥과 보를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 상부 지지대와 보 사이, 하부 지지대와 보 사이, 상기 좌우측 지지대와 기중 사이에 설치되는 보조 기둥 및 보를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식생 방음벽 구조물.