KR100634348B1 - 방음벽 및 이의 시공방법 - Google Patents

방음벽 및 이의 시공방법 Download PDF

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KR100634348B1
KR100634348B1 KR1020060057452A KR20060057452A KR100634348B1 KR 100634348 B1 KR100634348 B1 KR 100634348B1 KR 1020060057452 A KR1020060057452 A KR 1020060057452A KR 20060057452 A KR20060057452 A KR 20060057452A KR 100634348 B1 KR100634348 B1 KR 100634348B1
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송영한
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(주) 한길산업
(주)다인건설
송영한
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Abstract

본 발명은 음의 물리적 성질을 이용하여 방음판 전면에 돌출되는 돌출 흡음판을 부착하여 전면에서 일어나는 음의 감쇄 효과를 극대화하고, 상부의 소음감쇠부는 소음 접촉면과 내부 공명현상으로 인해 회절음을 효과적으로 줄임과 동시에 강도를 향상시키기 위해 전면판 단면형상을 다각형 구조체로 형성하며, 방음판 내부를 두껍게 하고, 내부에 흡음재를 삽입함과 동시에 공기층을 형성하여 소음의 투과와 반사가 반복되도록 하여 음을 투과, 반사, 굴절, 회절 등에 의하여 감쇄시키도록 한 방음벽 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방음벽은 지반에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트가 타설 양생된 기초부와; 상기 기초부상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트가 앵커볼트를 매개로 고정 설치된 지지부와; 상기 지지부의 베이스플레이트에 각각 H빔이 조립 결합되어 형성된 지주부와; 상기 지주부의 H빔 간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판이 스프링클립을 매개로 하여 적층 설치되는 방음판부와; 상기 지주부의 H빔 상단에 각각에 용접 결합됨과 동시에 T형 강판으로 이루어진 브라켓과; 상기 브라켓의 강판에 조립 결합되면서 방음판부의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판으로 이루어진 소음감쇠부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방음벽 시공방법은 지반에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트를 타설 양생시켜 기초부를 형성하는 단계; 상기 기초부상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트를 앵커볼트를 매개로 고정 설치하여 지지부를 형성하는 단계; 상기 지지부의 베이스플레이트에 각각 H빔을 조립 결합하여 지주부를 형성하는 단계; 상기 지주부의 H빔간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판을 스프링클립을 매개로 하여 적층 설치하여 방음판부를 형성하는 단계; 상기 지주부의 H빔 상단에 각각에 T형 강판으로 이루어진 브라켓을 조립 결합하는 단계; 상기 브라켓의 강판에 조립 결합하면서 방음판부의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판으로 이루어진 소음감쇠부를 설치하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
방음벽, 소음감쇠부, 방음판

Description

방음벽 및 이의 시공방법{The diffraction reduction device possessed, it projects and they are a sound proof wall and the construction method of this}
도 1은 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 방음벽의 소음감쇠부를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 방음벽의 지주부를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 방음벽의 베이스플레이트를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 방음벽의 스프링 클립을 도시한 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 방음벽의 상부 고정 상태를 도시한 상세도,
도 12는 본 발명에 따른 방음벽의 하부 고정 상태를 도시한 상세도,
도 13은 본 발명에 따른 방음벽의 성능 시험 성적서 1,
도 14는 도 13의 시험체 도면,
도 15는 도 13의 시험체 사진,
도 16은 도 13의 잔향실 측정 배치도,
도 17은 본 발명에 따른 방음벽의 성능 시험 성적서 2.
도 18은 도 17의 시험체 도면,
도 19는 도 17의 시험체 사진,
도 20은 도 17의 잔향실 측정 배치도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10: 기초부 12: 콘크리트
20: 지지부 22: 베이스플레이트
24: 앵커볼트 30: 지주부
32: H빔 40: 방음판부
41: 흡음공 42: 방음판
44: 스프링클립 46: 흡음재 삽입 전면판
47: 흡음재 삽입 후면판 48: 공기층
50: 브라켓 52: T형 강판
60: 소음감쇠부 62: 다각형 강판
70: 마감재 72: 반원 강판
74: 흡음공 80: 방음판부 돌출 흡음판
82: 흡음공 84: 플레이트
86: 볼트 90: 소음감쇠부 돌출 흡음판
92: 흡음공 G: 지반
S: 방음벽
본 발명은 방음벽 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 상부의 회절감쇄기와 전면의 돌출형 방음판을 구비하여 소음의 상승 및 회절감쇄 및 흡음을 통하여 소음을 감쇄시키도록 한 방음벽 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
최근 들어 차량의 증가로 인하여 도로의 주변에서는 차량소음으로 인한 소음공해로 인하여 생활에 많은 불편함을 겪고 있는 실정이다.
이와 같은 소음으로 인한 생활의 불편함을 해소하기 위하여 다양한 형태의 방음벽이 개발되어 이를 설치하여 소음을 차단하고 있다.
즉, 상기한 종래의 방음벽은 콘크리트 기초와 H빔으로 이루어진 다수개의 지주 사이에 각각의 방음판을 삽입하여 적층된 형태로 이루어진 구조이다.
여기서, 상기한 종래의 방음판은 사각형 판재나 사각형 판재 사이에 흡음공이 형성된 흡음재가 끼워진 구조이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 방음벽은 지주에 방음판이 설치되어 궁극적으로 수직벽 형태의 구조물로서, 소음의 입사각이 수직벽 증 방음판에 직접 부딪히는 소음은 감쇄시킬 수가 있으나 방음벽 상부로 진행하는 회절음은 차단 및 감쇄시키지 못하는 근본적인 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 음의 물리적 성질을 이용하여 방음판 전면에 돌출되는 돌출 흡음판을 부착하여 전면에서 일어나는 음의 감쇄 효과를 극대화하고, 상부의 소음감쇠부는 소음 접촉면과 내부 공명현상으로 인해 회절음을 효과적으로 줄임과 동시에 강도를 향상시키기 위해 전면판 단면형상을 다각형 구조체로 형성하며, 방음판 내부를 두껍게 하고, 내부에 흡음재를 삽입함과 동시에 공기층을 형성하여 소음의 투과와 반사가 반복되도록 하여 음을 투과, 반사, 굴절, 회절 등에 의하여 감쇄시키도록 한 방음벽 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방음벽은 지반에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트가 타설 양생된 기초부와; 상기 기초부상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트가 앵커볼트를 매개로 고정 설치된 지지부와; 상기 지지부의 베이스플레이트에 각각 H빔이 조립 결합되어 형성된 지주부와; 상기 지주부의 H빔 간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판이 스프링클립을 매개로 하여 적층 설치되는 방음판부와; 상기 지주부의 H빔 상단에 각각에 용접 결합됨과 동시에 T형 강판으로 이루어진 브라켓과; 상기 브라켓의 강판에 조립 결합되면서 방음판부의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판으로 이루어진 소음감쇠부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방음벽 시공방법은 지반에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트를 타설 양생시켜 기초부를 형성하는 단계; 상기 기초부상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트를 앵커볼트를 매개로 고정 설치하여 지지부를 형성하는 단계; 상기 지지부의 베이스플레이트에 각각 H빔을 조립 결합하여 지주부를 형성하는 단계; 상기 지주부의 H빔간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판을 스프링클립을 매개로 하여 적층 설치하여 방음판부를 형성하는 단계; 상기 지주부의 H빔 상단에 각각에 T형 강판으로 이루어진 브라켓을 조립 결합하는 단계; 상기 브라켓의 강판에 조립 결합하면서 방음판부의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판으로 이루어진 소음감쇠부를 설치하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 방음벽을 도시한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 방음벽의 소음감쇠부를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 방음벽의 돌출형 방음판을 도시한 측면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 방음벽의 H빔 지주를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 방음벽의 베이스플레이트를 도시한 평면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 방음벽의 스프링 클립을 도시한 사시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 방음벽의 상부 고정 상태를 도시한 상세도이며, 도 12는 본 발명에 따른 방음벽의 하부 고정 상태를 도시한 상세도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방음벽(S)은 지반(G)에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트(12)가 타설 양생된 기초부(10)와; 상기 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)가 앵커볼트(24)를 매개로 고정 설치된 지지부(20)와; 상기 지지부(20)의 베이스플레이트(22)에 각각 H빔(32)이 조립 결합되어 형성된 지주부(30)와; 상기 지주부(30)의 H빔(32) 간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판(42)이 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치되는 방음판부(40)와; 상기 지주부(30)의 H빔(32) 상단에 각각에 용접 결합됨과 동시에 T형 강판(52)으로 이루어진 브라켓(50)과; 상기 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합되면서 방음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 소음감쇠부(60)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 방음벽(S)은 기초부(10), 지지부(20), 지주부(30), 방음판부(40), 브라켓(50) 및 소음감쇠부(60)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조이다.
여기서, 상기 기초부(10)는 지반(G)에 콘크리트(12)를 타설 양생시켜 일정한 폭과 높이를 갖는 구조물로서, 상부에 설치되는 베이스플레이트(22) 및 H빔(32)을 지지하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 지지부(20)는 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)가 앵커볼트(24)로 고정 설치된 구조로서, 상부에 설치되는 H빔(32)을 견고하게 지지하는 기능을 수행한다.
그리고 상기 지주부(30)는 각각의 베이스플레이트(22)에 H빔(32)을 조립 또 는 볼팅으로 견고하게 고정한 구조로서, 상기 H빔(32) 간에 다수개의 방음판(42)을 다수 개 적층시키기 위한 골조에 해당하는 기능을 수행한다.
특히, 상기 H빔(32)의 플랜지에는 마감재(70)가 조립 접합되되, 상기 마감재(70)는 H빔(32)의 외면을 감싸도록 하는 반원형상의 강판(72)으로 이루어지며, 상기 강판(72)에 일정한 직경을 갖는 흡음공(74)이 다수 개 천공 형성된 구조이다.
이와 같은 마감재(70)는 반원형 강판(72)에 흡음공(74)이 천공 형성된 구조로써 H빔(32)의 플랜지에 조립 결합되어 H빔(32)이 노출되어 방음벽(S)의 미감을 훼손하는 것을 방지하여 시각적 미감을 도모하면서 부수적으로 흡음공(74)에 의하여 음의 감쇄를 통해 소음을 감소시키도록 하기 위함이다.
또한, 상기 방음판부(40)는 H빔(32) 간에 표면에 흡음공(41)이 형성된 다수개의 방음판(42)이 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치된 구조이다.
특히, 상기 방음판부(40)에는 일정한 간격의 상하 폭을 두고, 외부로 돌출되면서 표면에 흡음공(82)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(80)이 플레이트(84)와 볼트(86)를 매개로 고정 설치된 구조이다.
또한, 상기 방음판(42)은 그 내부에 소음의 투과와 반사가 반복되도록 두께가 두껍게 형성되고, 내부에는 폴리에스테르 섬유가 융착된 흡음재 삽입 일정한 공간에 공기층(48)이 형성된 구조이다.
그리고 상기 브라켓(50)은 H빔(32)의 상단에 각각에 용접 결합된 구조로서, 이는 상부에 설치되는 소음감쇠부(60)를 지지하기 위함이다.
한편, 상기 소음감쇠부(60)는 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합되면서 방 음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 구조이다.
특히, 상기 소음감쇠부(60)에는 다각형 강판(62)의 내측면으로부터 일정한 길이로 돌출되면서 흡음공(92)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(90)이 조립 결합된 구조이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 방음벽(S)의 시공에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 방음벽 시공방법은 지반(G)에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트(12)를 타설 양생시켜 기초부(10)를 형성하는 단계; 상기 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)를 앵커볼트(24)를 매개로 고정 설치하여 지지부(20)를 형성하는 단계; 상기 지지부(20)의 베이스플레이트(22)에 각각 H빔(32)을 조립 결합하여 지주부(30)를 형성하는 단계; 상기 지주부(30)의 H빔(32)간에 표면에 흡음공(41)이 형성된 다수개의 방음판(42)을 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치하여 방음판부(40)를 형성하는 단계; 상기 지주부(30)의 H빔(32) 상단에 각각에 T형 강판(52)으로 이루어진 브라켓(50)을 용접 결합하는 단계; 상기 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합하면서 방음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 소음감쇠부(60)를 설치하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 지주부(30)에는 H빔(32)에 마감재(70)를 조립 접합하되, 상기 마감재(70)는 H빔(32)의 외면을 감싸도록 하는 반원형상의 강판(72)으로 이루어지 며, 상기 강판(72)에 일정한 직경을 갖는 흡음공(74)을 다수 개 천공 형성한다.
또한, 상기 방음판부(40)에는 일정한 간격의 상하 폭을 두고, 외부로 돌출되면서 표면에 흡음공(82)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(80)을 플레이트(84)와 볼트(86)를 매개로 고정 설치한다.
그리고 상기 소음감쇠부(60)에는 다각형 강판(62)의 내측면으로부터 일정한 길이로 돌출되면서 흡음공(92)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(90)을 조립 결합한다.
상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 방음벽(S)은 음은 방음벽(S)에 의하여 음원으로부터 방음벽(S) 상부에서 회절하여 수음점에 입사하며, 이러한 경로 거리가 커질수록 방음벽 효과가 뛰어나다는 이론적 근거하에 상기한 이론적 근거를 토대로 하여 음의 경로를 크게 하기 위해서 상기한 바와 같은 구조로 본 발명의 방음벽(S)을 형성하였음을 밝혀두는 바이다.
즉, 본 발명에 따른 방음벽(S)은 소음이 발생하면 음의 파장은 장애물을 만나 투과, 반사, 굴절, 회절 등으로 인하여 감쇄되거나 소멸하는데 이와 같은 음의 물리적 성질을 이용하여 방음판(42)의 전면에 돌출 흡음판(80)을 부착하여 기존 방음판(42)의 전면에서 일어나는 음의 감쇄 효과가 보다 우수한 성능을 가지며, 방음판(42) 내부 및 외부형태를 소음저감에 적합한 구조로 하였다.
특히, 소음감쇠부(60)는 소음 접촉면과 내부 공명현상으로 인해 회절음을 효과적으로 줄이고, 방음판(42)의 강도를 향상시키기 위해 전면판 단면형상을 다각형 강판(62)으로 형성하였으며, 그 다각형 강판(62) 내에 돌출 흡음판(90)을 부착하 고, 상기 돌출 흡음판(90)에 소음 흡수율이 용이하게 흡음공(92)을 원형으로 제작하여 개구율을 높였으며, 방음판(42)의 두께를 비교적 두껍게 하고, 내부에 흡음재 삽입 공기층(48)을 형성하여 방음판(42) 내부의 소음의 투과와 반사가 반복적으로 이루어지도록 하였다.
또한, 흡음재의 사용에 있어서도, 흡음이 우수한 폴리에스테르 섬유를 융착시킨 흡음재를 삽입하여, 인체에 무해하고 친환경적인 소재로 냄새나 오염이 없고, 시공시 보호용구가 필요 없을 정도로 안전하며 취급이 용이한 소재를 사용하여 흡음률을 향상시켰다.
그리고 상부 소음감쇠부(60) 형상도 방음효과를 크게 하기 위하여 소음감쇠부(60) 내에 돌출 흡음판(90)을 T자 형상으로 부착하여 절곡형 돌출 흡음판(90)에 의하여 음이 방음판(42)에서 반사되어 소음감쇠부(60)의 내부에서 회절음이 감쇄 및 흡수하는 구조로 하였다.
또한, 상기 방음판(42)의 전면에는 돌출 흡음판(90)과 흡음형 평면 방음판(42)에서 2차례에 걸쳐 음이 회절하여, 소음감쇠부(60) 내부에서 공명하여 확실한 음의 감쇄 효과를 이룰 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 방음벽(S)의 연결구조는 H빔(32)과 브라켓(50)을 용접으로 결합하여 미관 및 지지력 향상과 음의 감쇄를 다각적으로 이룰 수 있도록 마감재(70)에도 흡음공(74)을 형성한다.
또한, 본 발명에 따른 방음벽(S)에 외부 응력이 작용할 때 내부에서 외부 응력을 견딜 수 있도록 콘크리트(12) 하부에 앵커볼트(24)를 삽입하고, 상부에 베이 스플레이트(22)를 고정 설치하고, 플레이트(84)와 볼트(86)로 연결하여 외부 하중에 견딜 수 있는 방음벽(S)으로 하였다.
특히, 토목 시방서에서 규정하는 방음벽(S)에 적용하는 하중은 300n/㎡ 이상 견뎌야 하므로 정밀하게 시공하면 높이에 따른 방음벽(S) 안전에는 이상이 없다.
따라서, 본 발명은 기존 흡음형 방음판에 비해 흡음 성능이 월등히 향상된 것을 알 수 있다.
보통 방음판(42)의 음향 성능은 흡음률 시험과 음향투과 손실시험을 실시하고, 그 결과로 평가하는바, 흡음률 시험은 KSF 2805에 의거 잔향실 내에서 흡음률 측정방법으로 시험하여 음향투과 손실시험은 KSF 2808에 의거한 잔향실 내의 음향투과 손실 측정방법으로 시험한다.
그리고 시험결과 평가기준은 소음진동규제법 제42조 제2항의 규정에 의한 환경부 고시 제98-150호의 방음 시설의 성능 및 설치 기준에 의거한다.
따라서, 본 발명의 방음벽은 음향 성능시험 결과 흡음률은 0.77, 투과손실은 500HZ 일 때 26.3db로 1000HZ일 때는 33.3db로 모두 양호한 것으로 나타났다.
항목 기준 시험결과
흡음률 250HZ 500HZ 1000HZ 2000HZ 평균 70% 이상 0.93 0.78 0.69 0.67
77%
음향투과손실 500HZ 1000HZ 25db이상 30db이상 26.3db 33.3db
위 표에서 알 수 있듯이 본 발명은 우수한 소음 줄이기 효과가 있음이 확인 되었다.
이하, 도 7의 시험성적서를 바탕으로 하여 본 발명에 따른 방음벽의 효과에 대해서 설명한다.
시 험 내 용
1. 개요
이 시험은 레일형 방음판 95mm에 대하여 KS F 2808:2001(건물 부재의 공기 전달음 차단성능 실험실 측정방법의 시험방법)에 따라 음향감쇠계수를 측정하였으며, 측정값은 36회 반복한 평균값이며, 측정 주파수 범위는 1/3 옥타브 밴드 중심 주파수로 100Hz ～ 5000Hz 임.
2. 시험체
시험체는 (주) 한길산업에서 시험 의뢰한 것으로 구성 및 재질은 아래와 같음.
가. 시험체명: 레일형 방음판 95mm
나. 크기 및 수량: 길이 4,000mm × 폭 2,800mm × 두께 95mm(면적 11.2㎡), 1개
다. 시험체의 구성 및 재질: 아래의 표 1과 같음
<표 1> 시험체의 구성 및 재질
(단위: mm)
구분 구성재료 비고
단위패널 -길이 1,960 × 폭 500 × 두께 95(소요매수: 10매) -길이 1,960 × 폭 280 × 두께 95(소요매수: 2매) 시험체 도면참조
구조 - 전면돌출골판부(75t, 두께산정에서 제외) + 전면 용융아연도금 타공 강판 0.8 + 폴리에스테르흡음재 40 K, 50 + 공기층 41.8 + 후면 용융아연도금강판 1.6 + 후면 용융아연도금강판 0.8 (타공: Φ7, Pitch 10) -전면돌출골판부 구성: 용융아연도금 타공강판 0.6 + 폴리에스테르 흡음재 32 K, 60 + 연결철물 13.8 + 용융아연도금강판 0.6 (타공: Φ6, Pitch 10)
보조재료 ㄷ형강: St - 125 × 65 × 두께 6.5
※ 구성재료는 의뢰자 제시 시방임.
라. 시험체 제작일: 2006.4.14
마. 양생기간: 3일
3. 시험방법
가. 개요
음향감쇠계수측정은 KS F 2808:2001(건물 부재의 공기 전달음 차단 성능 실험실 측정 방법)에서 규정한 절차에 의하여 음원실과 수음실로 구성된 2개의 잔향실 사이에 시험체를 설치한 후, 주파수 범위 100Hz ～ 500Hz의 광대역 소음을 발생시켜 2개 잔향실내의 평균음압레벨차를 측정하고 수음실의 흡음력을 보정하여 규격에서 주어진 산출식에 따라 음향감쇠계수를 산출함.
나. 잔향실 평균음압레벨의 측정
시험중 각 잔향실의 평균음압레벨의 측정을 위한 마이크로폰 위치는 잔향실 마이크로폰 상호 간에는 2m 이상 거리를 두고, 시험체면 및 벽면으로부터는 1m 이상, 음원으로부터는 1m 이상 떨어진 5개 지점에서 측정하였음.
다. 수음실의 등가 흡음력 측정
수음실의 흡음력은 시험체를 설치한 상태에서 측정한 잔향시간의 평균값으로부터 다음 식(1)에 따라 산출하며, 잔향시간 측정은 ISO 3382:1997 Acoustics - Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters을 적용함.
A = 0.16V / T---------------------------------------------(1)
여기에서 A: 수음용 잔향실 등가흡음력(㎡)
T: 수음용 잔향실 잔향시간(s)
V: 수음용 잔향실 용적(㎥)
라. 음향감쇠계수의 산출
시험체의 음향감쇠계수는 음원실과 수음실의 평균음압레벨을 측정, 음압레벨차를 구하고, 수음실의 흡음력을 측정하여 다음 식 (2)에 의해 산출하였음.
R = L1 - L2 + 10log(S/A)---------------------------------- (2)
여기에서 R: 음향감쇠계수(dB)
L1: 음원실 평균음원레벨(dB)
L2: 수음실 평균음원레일(dB)
S: 시험체의 면적(㎡)
A: 수음용 잔향실 흡음력(㎡)
마. 측정주파수 범위: 100Hz ～ 5000Hz의 1/3 Octave 대역
바. 시험체 설치
시험체틀(유효개구부 11.2 ㎡)내의 개구부에 ㄷ 형강을 설치하고 레일형 방음판을 횡방향으로 설치한 후(높이 2,800mm × 길이 4,000mm × 두께 95mm) 시험체와 시험체틀간에 실리콘 코킹으로 밀실 처리함.
사. 측정장치
(1) 잔향실
- 구조: 철근콘크리트조, 두께 300mm
- 형태: 7면체 부정형
- 음원실 용적: 269.0㎥
수음실 용적: 269.0㎥
(2) 사용 기기
- 음원: 증폭기 및 스피커(1/3 Octave 대역소음, B&K 4224)
- 마이크로폰: 무지향 특성을 가진 것(B&K 4192 및 4193)
-음압레벨측정기: 실시간 주파수 분석기(B&K 2144)
(3) 측정위치 및 횟수
- 측정위치: 잔향실 측정배치도 참조
- 측정횟수: 수음실 및 음원실에서 각 주파수 대역별(100Hz ～ 5000Hz, 1/3 Octave)로 5개 지점에서 36회를 측정하였음.
4. 시험결과
(주) 한길산업에서 시험 의뢰한 시험체의 시험 결과는 표 2와 같음.
<표 2> 음향감쇠계수측정 시험결과
시험명 음향감쇠계수측정 시험일자 2006.04.17
시험체명 레일형 방음판 95mm 시험조건 실내온도 9.2℃ 상대습도 40% RH
주파수(Hz) 음향감쇠계수(dB)
Figure 112006045150847-pat00001
100 16.5
125 16.4
160 18.1
200 19.6
250 20.2
315 19.5
400 22.7
500 26.3
630 30.2
800 31.5
1000 33.3
1250 34.9
1600 24.8
2000 24.2
2500 25.6
3150 26.4
4000 27.7
5000 28.8
※ 시험체의 구성
단위패널: - 길이 1,960 × 폭 500 × 두께 95(소요매수: 10매)
- 길이 1,960 × 폭 280 × 두께 95(소요매수: 2매)
- 전면돌출골판부(75mm, 두께산정에서 제외) + 전면 용융아연도금 타공 강판 0.8mm + 폴리에스테르흡음재 40 K, 50mm + 공기층 41.8mm + 후면 용융아연도금강판 1.6mm + 후면 용융아연도금강판 0.8mm(타공: Φ7, Pitch 10mm)
-전면돌출골판부 구성: 용융아연도금 타공강판 0.6mm + 폴리에스테르 흡음재 32 K, 60mm + 연결철물 13.8mm + 용융아연도금강판 0.6mm(타공: Φ6, Pitch 10mm)
보조재료: 각 파이프 St - 125 × 65 × 6.5mm
이하, 도 17의 시험성적서를 바탕으로 하여 본 발명에 따른 방음벽의 효과에 대해 서 설명한다.
시 험 내 용
1. 개요
이 시험은 레일형 방음판 95mm에 대하여 KS F 2805:2004(잔향실법 흡음률 측정방법)의 시험 방법에 따라 흡음률을 측정하였으며, 측정값은 24회 반복한 평균값이며, 측정 주파수 범위는 1/3 옥타브 밴드 중심 주파수로 100Hz ～ 5000Hz 임.
2. 시험체
시험체는 (주) 한길산업에서 시험 의뢰한 것으로 구성 및 재질은 아래와 같음.
가. 시험체명: 레일형 방음판 95mm
나. 크기 및 수량: 길이 3,920mm × 폭 2,780mm × 두께 95mm(면적 10.9㎡), 1개
다. 시험체의 구성 및 재질: 아래의 표 1과 같음
<표 1> 시험체의 구성 및 재질
(단위: mm)
구분 구성재료 비고
단위패널 -길이 1,960 × 폭 500 × 두께 95(소요매수: 10매) -길이 1,960 × 폭 280 × 두께 95(소요매수: 2매) 시험체 도면참조
구조 - 전면돌출골판부(75t, 두께산정에서 제외) + 전면 용융아연도금 타공 강판 0.8 + 폴리에스테르흡음재 40 K, 50 + 공기층 41.8 + 후면 용융아연도금강판 1.6 + 후면 용융아연도금강판 0.8 (타공: Φ7, Pitch 10) -전면돌출골판부 구성: 용융아연도금 타공강판 0.6 + 폴리에스테르 흡음재 32 K, 60 + 연결철물 13.8 + 용융아연도금강판 0.6 (타공: Φ6, Pitch 10)
※ 구성재료는 의뢰자 제시 시방임.
라. 시험체 제작일: 2006.4.14
마. 양생기간: 3일
3. 시험방법
가. 개요
잔향실법 흡음계수는 KS F 2805:2004(잔향실법 흡음률 측정방법)에서 규정한 절차에 의하여 잔향실내에 시험체를 설치하지 않은 상태에서의 잔향 시간과 시험체 설치 후의 잔향시간을 각각 측정하여 흡음계수 계산식에 의해 산출함.
나. 잔향시간 측정
시험설치 전ㆍ후의 각 잔향시간 측정을 위한 마이크로폰 위치는 잔향실 내 마이크로폰 상호 간 1.5m 이상 이격되고, 시험체면 및 벽면으로부터는 1m 이상, 음원으로부터 2m 이상 이격되는 5개 지점에서 측정하였음.
다. 빈 잔향실의 등가흡음면적 A1
빈 잔향실의 잔향시간(24회)을 측정하여 빈 잔향실에서의 등가흡음면적 A1(㎡)은 다음 식(1)로 산출하였음.
A1 = 55.3V / cT1 - 4Vm1------------------------------------(1)
여기에서 V: 빈 잔향실 용적(㎥)
c: 공기 중 음속[c=(331+0.6t/℃), m/s]
T1: 빈 잔향실에서의 잔향시간(s)
m1: 빈 잔향실에서의 파워감쇠계수(m-1)
(m = α/10log(e), α: 대기압에서의 흡음감쇠계수)
라. 시편을 포함한 잔향실의 등가흡음면적 A2
시편을 포함한 잔향실의 잔향시간(24회)을 측정하여 시편을 포함한 잔향실의 등가 흡음면적 A2(㎡)는 다음 식 (2)에 의해 산출하였음.
A2 = 55.3V / cT2 - 4Vm2------------------------------------(2)
여기에서 T2: 빈 잔향실에서의 잔향시간(s)
m1: 빈 잔향실에서의 파워감쇠계수(m-1)
(m = α/10log(e), α: 대기압에서의 흡음감쇠계수)
마. 시편의 등가흡음면적 AT
시편을 포함한 잔향실의 등가흡음면적 AT(㎡)는 다음 식(3)으로 산출하였음.
AT=A2-A1=55.3V(1/c2T2 - 1/ c1T1) - 4V(m2-m1)------------------(3)
여기서에서 c1: 온도 t1일 때의 음속
c2: 온도 t2일 때의 음속
바. 흡음계수 αS
평면 흡음체 혹은 흡음체의 배열에 의한 흡음계수 αS는 다음 식(4)로 산출하였음.
αS= AT/S--------------------------------------------------(4)
여기에서 AT: 시편의 등가흡음면적(㎡)
S: 시편으로 덮어지는 면적(㎡)
사. 측정주파수 범위: 100Hz ～ 5000Hz의 1/3 Octave 대역
아. 시험체 설치
레일형 방음판 95mm의 단위패널을 잔향실 중앙부의 바닥에 밀착시켜 설치하여 시험체(길이 3,920mm × 폭 2,780mm × 두께 95mm, 면적 10.9㎡)를 완성하고, 시험체와 바닥면과의 접합부위 틈새는 테이프로 접합 처리함.
자. 측정장치
(1) 잔향실
- 구조: 철근콘크리트조, 두께 300mm
- 형태: 7면체 부정형
- 음원실 용적: 269.0㎥
수음실 용적: 195.7㎥
(2) 사용기기
- 음원: 증폭기 및 스피커(1/3 Octave 대역소음, B&K 4224)
- 마이크로폰: 무지향 특성을 가진 것(B&K 4192 및 4193)
-음압레벨측정기: 실시간 주파수 분석기(B&K 2144)
(3) 측정위치 및 횟수
- 측정위치: 잔향실 측정배치도 참조
- 측정횟수: 수음실 및 음원실에서 각 주파수 대역별(100Hz ～ 5000Hz, 1/3 Octave)로 5개 지점에서 24회를 측정하였음.
4. 시험결과
(주) 한길산업에서 시험 의뢰한 시험체의 시험 결과는 표 2와 같음.
<표 2> 흡음계수측정 시험결과
시험명 흡음계수측정 시험일자 2006.04.14
시험체명 레일형 방음판 95mm 시험조건 실내온도 12.1℃ 상대습도 68% RH
주파수(Hz) 흡음계수(αS)
Figure 112006045150847-pat00002
100 0.25
125 0.36
160 0.58
200 0.72
250 0.93
315 1.00
400 0.94
500 0.78
630 0.75
800 0.76
1000 0.69
1250 0.67
1600 0.68
2000 0.67
2500 0.68
3150 0.65
4000 0.68
5000 NRC 0.74 0.77
시험체의 구성
단위패널: - 길이 1,960mm × 폭 500mm × 두께 95 mm(소요매수: 10매)
- 길이 1,960mm × 폭 280mm × 두께 95 mm(소요매수: 2매)
- 전면돌출골판부(75mm, 두께산정에서 제외) + 전면 용융아연도금 타공 강판 0.8mm + 폴리에스테르흡음재 40 K, 50mm + 공기층 41.8mm + 후면 용융아연도금강판 1.6mm + 후면 용융아연도금강판 0.8mm(타공: Φ7, Pitch 10mm)
-전면돌출골판부 구성: 용융아연도금 타공강판 0.6mm + 폴리에스테르 흡음재 32 K, 60mm + 연결철물 13.8mm + 용융아연도금강판 0.6mm(타공: Φ6, Pitch 10mm)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방음벽 및 이의 시공방법은 음의 물리적 성질을 이용하여 방음판 전면에 돌출되는 돌출 흡음판을 부착하여 전면에서 일어나는 음의 감쇄효과를 극대화하고, 상부의 소음감쇠부는 소음 접촉면과 내부 공명현상으로 인해 회절음을 효과적으로 줄임과 동시에 강도를 향상시키기 위해 전면판 단면형상을 다각형 구조체로 형성하며, 방음판 내부를 두껍게 하고, 내부에 흡음재를 삽입함과 동시에 공기층을 형성하여 소음의 투과와 반사가 반복되도록 하여 음을 투과, 반사, 굴절, 회절 등에 의하여 감쇄시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 지반(G)에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트(12)가 타설 양생된 기초부(10)와; 상기 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)가 앵커볼트(24)를 매개로 고정 설치된 지지부(20)와; 상기 지지부(20)의 베이스플레이트(22)에 각각 H빔(32)이 조립 결합되어 형성된 지주부(30)와; 상기 지주부(30)의 H빔(32) 간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판(42)이 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치되는 방음판부(40)와; 상기 지주부(30)의 H빔(32) 상단에 각각에 용접 결합됨과 동시에 T형 강판(52)으로 이루어진 브라켓(50)과; 상기 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합되면서 방음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 소음감쇠부(60)로 구성됨을 특징으로 하는 방음벽.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지주부(30)에는 H빔(32)에 마감재(70)가 조립 접합되되, 상기 마감재(70)는 H빔(32)의 외면을 감싸도록 하는 반원형상의 강판(72)으로 이루어지며, 상기 강판(72)에 일정한 직경을 갖는 흡음공(74)이 다수 개 천공 형성된 것을 특징으로 하는 방음벽.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방음판부(40)에는 일정한 간격의 상하 폭을 두고, 외부로 돌출되면서 표면에 흡음공(82)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(80)이 플레이트(84)와 볼트(86)를 매개로 고정 설치됨을 특징으로 하는 방음벽.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소음감쇠부(60)에는 다각형 강판(62)의 내측면으로부터 일정한 길이로 돌출되면서 흡음공(92)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(90)이 조립 결합됨을 특징으로 하는 방음벽.
  5. 지반(G)에 일정한 폭과 높이를 갖도록 콘크리트(12)를 타설 양생시켜 기초부(10)를 형성하는 단계;
    상기 기초부(10)상에 일정한 간격을 두고 다수개의 베이스플레이트(22)를 앵커볼트(24)를 매개로 고정 설치하여 지지부(20)를 형성하는 단계;
    상기 지지부(20)의 베이스플레이트(22)에 각각 H빔(32)을 조립 결합하여 지주부(30)를 형성하는 단계;
    상기 지주부(30)의 H빔(32)간에 표면에 흡음공이 형성된 다수개의 방음판(42)을 스프링클립(44)을 매개로 하여 적층 설치하여 방음판부(40)를 형성하는 단계;
    상기 지주부(30)의 H빔(32) 상단에 각각에 T형 강판(52)으로 이루어진 브라켓(50)을 조립 결합하는 단계;
    상기 브라켓(50)의 강판(52)에 조립 결합하면서 방음판부(40)의 상단부를 덮으면서 일측이 트인 다각형 강판(62)으로 이루어진 소음감쇠부(60)를 설치하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 방음벽 시공방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 지주부(30)에는 H빔(32)에 마감재(70)가 조립 접합되되, 상기 마감재(70)는 H빔(32)의 외면을 감싸도록 하는 반원형상의 강판(72)으로 이루어지며, 상기 강판(72)에 일정한 직경을 갖는 흡음공(74)을 다수 개 천공 형성함을 특징으로 하는 방음벽 시공방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 방음판부(40)에는 일정한 간격의 상하 폭을 두고, 외부로 돌출되면서 표면에 흡음공(82)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(80)을 플레이트(84)와 볼트(86)를 매개로 고정 설치함을 특징으로 하는 방음벽 시공방법.
  8. 제 5항+에 있어서,
    상기 소음감쇠부(60)에는 다각형 강판(62)의 내측면으로부터 일정한 길이로 돌출되면서 흡음공(92)이 형성된 사다리꼴 형상의 돌출 흡음판(90)을 조립 결합함을 특징으로 하는 방음벽 시공방법.
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