KR100651787B1 - 방음패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음패널에 관한 것이다.

이는특히, 복수의 폐타이어재시트층과 그 사이에 개재되는 유리섬유층의 적층체가 일층이상의 다층체로 이루어진 방음패널을 제공한다.

또한 본 발명은, 터널의 갱구부에 터널에서 연장되는 프레임을 형성한후 그 상측에 복수의 폐타이어재시트층과 그 사이에 개재되는 유리섬유층의 적층체로 이루어진 방음패널을 연결하는 구성으로 이루어 진다.

이에 따르면, 발파소음을 효과적으로 저감시킬 수 있음은 물론 폐타이어를 사용하여 자원의 재활용 및 환경오염을 방지할 수 있도록 하고, 터널의 입구부를 마무리함으로써 작업환경을 개선할 수 있음은 물론 작업장의 안전성을 확보할 수 있도록 한다.

갱도, 방음체, 방음패널, 갱구연장부, 프레임

Description

방음패널{a soundproofing panels}

도1a는 종래의 터널 발파소음 저감방법을 도시한 동작상태도

도1b는 도1의 B부분을 도시한 요부 확대도

도2a,b는 각각 본 발명에 따른 방음패널의 적층상태를 도시한 단면도

도3a,b는 각각 본 발명에 따른 소음저감용 방음패널의 설치상태를 도시한 사시도

도4는 본 발명에 따른 방음패널에 적용되는 폐타이어재의 두께별 투관손실율을 나타낸 그래프도

도5는 본 발명에 따른 방음패널을 적용한 방음구조 타입별 투과손실율을 도시한 그래프도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1...폐타이어재시트층 3...유리섬유층

5...와이어 메쉬 10...방음패널

50...갱도 70...방음체

본 발명은 방음패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널의 갱구부에 복수의 폐타이어 압축재와 그 사이에 개재되는 유리섬유로 이루어진 적층체가 일층이상의 다층체로 구성되는 방음패널을 소음의 누설없이 연결설치하는 구성으로 외부로 전파되는 발파소음을 최소화 하도록 하는 방음패널에 관한 것이다.

일반적으로 산업사회의 발전과 도시의 확대 등에 따라 교통량, 인구 및 건물의 고층화가 이루어지면서 전력선을 매설하기 위한 전력구간이나 지하철구간 등의 지하구조물이 증가하게 되었다.

이러한 지하구조물을 건설하기 위해서는 지하공동을 굴착하거나 갱구부를 형성하게 되는데, 상기와 같은 지하공동을 굴착할때에는 먼저 개착구간에 수직으로 뚫는 수직구의 개착이 선행되어야 한다.

또한, 수직및 수평구 터널의 굴착작업시 여러 번의 발파작업을 실시하게 되는데, 발파시 발파풍압에 의한 소음이 발생하게 되고, 상기와 같은 소음은 주위에 피해를 주게되어 작업 현장에서는 발파시 발파풍압에 의한 소음을 갱도 내부에서 대부분 저감시킬 수 있도록 하는데 최대의 노력을 경주하고 있는 실정이다.

다음은, 수직구 터널에 적용되는 발파시 발파소음을 저감시키기 위한 방법의 한 예로서, 수직구의 갱구부에 일정간격으로 나열되어 설치된 빔의 상부에 다수의 복공판을 배열하기 때문에 복공판과 복공판 사이에는 많은 틈새가 발생하게 되고, 이러한 틈새를 막기 위하여 부직포등을 덮는 방법이 사용되었다.

그러나, 상기와 같은 방법은, 틈을 통해 발파소음이 부직포를 투과한후 전파되어 방음효과가 저하되며, 발파시 이물질이나 분진 등이 누적되기 때문에 작업장 환경을 약화시키는 등의 문제점이 있었다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 터널 발파소음 저감방법이 본 출원인이 선출원하여 등록받은 등록특허공보 제333472호에 개시되어 있으며 그 구성은 도1a,b에서와 같이, 터널 발파시 수직구(100)의 갱구부에 빔(110)에 의해 지지되도록 설치된 다수의 복공판(120)과 복공판 사이를 통해 외부로 전파되는 발파소음을 차단하도록 상기 복공판(120) 상부측에 폐타이어 압축재(130)를 배열하고, 상기 폐타이어 압축재(130) 상부에 소정 두께의 콘크리트 타설층(140)를 형성하여 발파시 상부를 향하여 회전가능토록 설치되는 제1,2차 방음구조(150)(160)을 통과하는 소음이 복공판과 복공판 사이를 통해 외부로 전파되는 것을 차단할 수 있도록 하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 터널 발파소음 저감방법은, 구조가 복잡하여 제작및 설치비가 증가하게 되고, 많은 설치공간을 필요로 하여 발파나 천공 작업상의 제약이 많으며, 철거후 재활용이 불가능하여 전량 폐기하여야 하고, 소음방지장치의 설치및 철거시 많은 작업인원과 시간을 필요로 하며, 복잡한 구조물로 인해 안정된 작업환경을 제공하기가 힘들게 되는 등의 많은 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 것으로 그 목적은, 발파소음을 효과적으로 저감시킬 수 있음은 물론 폐타이어를 사용하여 자원의 재활용 및 환경오염을 방지할 수 있도록 하고, 터널의 입구부를 마무리함으로써 작업환경을 개선할 수 있음은 물론 작업장의 안전성을 확보할 수 있도록 하는 방음패널을 제공하는데 있다.

또한 본 발명은, 간단한 구조로 제작및 설치비를 최소화 하도록 하고, 최소한의 설치공간에 의해 발파나 천공에 따른 작업상의 제약이 최소화 하도록 하며, 재활용이 가능하도록 하고, 설치및 철거시 많은 최소의 인원과 시간으로 작업이 가능하도록 하는 방음패널을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 폐타이어시트와 그 사이에 개재되는 유리섬유층으로 이루어진 적층체가 일층이상의 다층체로 구성되는 방음패널을 제공한다.

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이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

발파에 의한 소음은 공기를 매질로 하여 전파되는 파동중에서 인간의 귀에 들리는 즉, 가청영역의 주파수를 가지는 파동을 말한다.

상기와 같은 가청영역이 아닌 저주파의 공기진동도 인간의 귀에 들리지는 않지만 건물을 진동시켜 이차적 소음을 발생시키거나 균열을 전파시키게 되므로 실제 구조물의 피해와 관련지어 생각할 때에는 오히려 가청영역의 소음보다 더 중요시되기도 한다.

그러므로, 발파로 인해 발생하는 소음의 피해를 기술할 때 이러한 저주파의 파동도 포함시켜야 하며, 가청영역의 소음과 저주파의 파동을 통틀어 발파풍압 또는 폭풍압이라 한다.

그리고, 엄격한 의미에서 가청영역의 소음과 저주파의 진동을 구별하여 기술하기도 하지만 본 발명에서는 통틀어 발파소음이라 칭한다.

만약, 폭약이 자유면 근처에서 폭발할 때 발파에 의한 에너지의 일부가 암반중으로는 탄성파로, 공기중으로는 발파소음으로 주위에 전파되면서 소비되고, 공기중에서 발생하는 파동은 발파원 근처에서는 충격파의 형태로 전달되며, 발파원에서 어느 정도 떨어진 곳에서는 음압 180dB 이하의 음파로 전파된다.

그리고, 발파풍압은 넓은 범위의 주파수를 가지고 있으나 0.1Hz에서 200Hz 범위의 주파수가 중심이 되며, 이 범위 중 20Hz 이상의 발파소음은 인간이 들을 수 있는 가청영역의 소음이고, 20Hz 이하의 저주파는 가청영역을 벗어나 인간이 들을 수는 없지만 비교적 먼 곳까지 에너지의 손실없이 전파하는 특성이 있는 것이다.

일반적으로, 폭약을 TNT로 사용했을 경우에 충격파에서 음파로 이행하는 임 계거리와 폭약의 장약량과의 관계는 표 1과 같다.

[표 1]

장약량(kg)	1,000	100	10	1
임계거리(m)	33	15	7.5	3.3

이와같은 발파소음의 방지시설을 위해 본 발명에서 검토한 재료 및 투과손실 산정결과를 표 2와 같다.

[표 2]

여기에서의 결과는, 상기 중심주파수의 단위는 ㏈ 이며, 두께 2㎝인 경우 각 재료별 투과손실의 산정치를 나타낸 것이다.

상기에서의 산정결과를 살펴보면, 나열된 다수의 재료를 동일 두께로 설치할 경우 폐타이어 압축재의 투과손실이 가장 높은 것으로 나타났는데, 이것은 폐타이어 압축재의 밀도가 타 재료에 비하여 높기 때문이다.

또한, 동일한 두께로 방음시설을 형성할 경우 투과손실 결정의 지배적 요소가 되는 면밀도가 증가하기 때문이다.

상기와 같은 방음패널에 적용될 재료의 두께별 투과손실은 도4에 나타나 있으며, 이를 살펴보면 두께의 증가에 따라 면밀도가 증가하므로 두꺼울수록 투과손실을 높아지고 있다는 것을 알수 있다.

그러나, 이러한 방음재료의 두께선정에 있어서 그 두께를 무한히 증가시킬수는 없기 때문에 투과손실의 효과에 따른 적정두께를 선정하는 것이 필요하다.

따라서, 방음재료의 두께 별 투과손실 산정결과에 대하여 두께 증가에 따른 투과손실의 변화량을 살펴볼 필요가 있으며, 상기와 같은 결론에 의해 폐타이어재 두께변화에 따른 투과손실 증가량을 보면, 폐타이어재 두께가 1cm에서 2cm로 변화할 경우가 투과손실 증가폭이 가장 크게 나타났으며, 그 이상으로 갈수록 두께 증가에 따른 투과손실의 증가폭은 적게 되는 것으로 나타나고 있다.

상기 결과에 따라, 본 발명의 방음재료로 채택되는 폐타이어는 두께 대비 투과손실 측면에서 2cm정도의 두께가 가장 바람직한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 폐타이어 압축재로 이루어진 시트를 방음패널로 적용하면서 도2와 같은 방음패널(10)을 완성하였으며, 상기 방음패널(10)은, 폐타이어 압축재로 이루어진 폐타이어재시트층(1) 사이에 유리면으로 이루어진 유리섬유층(3)을 적층 접합하는 구성으로 이루어져 있다.

또한, 상기 유리섬유층(3)과 폐타이어시트층(1) 사이에는 P.E필름층이 개재되어도 좋다.

상기와 같은 구성에 의해, 발파에 의해 형성되는 소음은 폐타이어재시트층을 통과하면서 흡수되고, 그 일측에 형성되는 유리섬유층및 P.E필름층에 의해 반사되면서 재흡수되어 투과되는 소음을 최소화 하게 되는 것이다.

한편, 도2b에서와 같이 본 발명은, 폐타이어재시트층(1) 사이에 유리섬유층(3)을 적층 접합되는 방음패널(10)이 와이어 메쉬(5)를 통하여 한층 이상 적층접합되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 다층의 적층구조를 갖는 방음패널(10)은, 발파 소음이 진행하면서 발파소음의 에너지가 투과 및 반사과정을 통해 점차로 흡수되고, 상기 와이어 메쉬(5)는, 방음패널(10)을 일정강도로 보강함은 물론 방음패널(10)과 방음패널(10) 사이에 일정한 공간을 형성하여 투과되는 소음을 흡수하게 된다.

상기와 같은 방음패널(10)을 터널의 방음시스템에 적용한 예를 설명하면 다음과 같다.

도3a에서와 같이, 본 발명의 발파소음 저감방법은, 터널(50)의 갱구부에 터널에서 연장되는 프레임을 형성한후 그 상측에 평판형인 방음패널(10)을 상호 밀착연결하여 방음체(70)를 형성한다.

이와같은 방음체는, 갱구부에 형성되어 방음효과를 얻을 수 있으며, 터널입구 뿐만 아니라 주위에 있는 fan등의 부속장치까지 포함하여 밀폐시켜 보호할수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 방음패널(10)은, 복수의 폐타이어재시트층(1)과 그 사이에 개재되는 유리섬유층(3)으로 구성되며, 상기 폐타이어재시트층(1)은, 폐타이어를 입도 1∼5mm의 그래뉼상으로 파분쇄된후 소정의 금형에 바인더와 함께 투입되어 고온에서 압축성형하여 시트상으로 형성된다.

그리고, 상기의 금형에 작용하는 온도및 압력을 구체적으로 설명하면, 150∼180℃에서 40kg/㎠ 의 압력을 가한 상태로 5∼15분 동안 유지한 다음, 금형에서 이탈시켜 압축성형된 패드를 얻을 수 있다.

또한, 상기 폐타이어시트층과 유리섬유층은 별도의 접착제에 의해 부착하여도 되나, 상기와 같은 온도압력하에서 가열가압하여 성형되며, 상기 폐타이어시트층과 유리섬유층 사이에 투입되는 별도의 P.E필름이 열에 의해 융착된다.

또한, 도3b에서와 같이, 본 발명의 발파소음 저감방법은, 터널(50)의 갱구부에 연장되는 갱구연장부(50A)를 형성한후 그 단부에 프레임을 설치한후 평판형인 방음패널(10)을 상호 밀착연결하여 방음체(70)를 형성한다.

그리고, 상기와 같은 갱구연장부(50A)를 통하여 방음체를 부착하면, 구조물을 만들기 위해 들어가는 재료비와 초기 발파시 파손의 위험 등이 방지되고, 갱구연장부의 전면에만 설치되는 방음패널을 단층구조가 아니 다층구조를 사용할 수 있어 더욱 큰 소음 저감효과를 볼수 있다.

이때, 상기 방음패널(10) 역시, 복수의 폐타이어재시트층(1)과 그 사이에 개재되는 유리섬유층(3)으로 구성된다.

한편, 상기 방음패널(10)은, 수음점의 이격거리에 따라 와이어 메쉬층(5)을 통하여 다수층으로 적층되는 방음패널적층체가 적용되어 발파음이 기준치 이하가 되도록 한다.

상기와 같은 방음패널의 다단 적층에 의한 방음체의 투과손실을 살펴보면 표 3와 같다.

[표 3]

그 결과, 1단 설치시 거리별 소음레벨을 살펴보면, 방음시스템을 방음패널(10)1개로 구성할 경우의 40m이내의 범위에서는 70dB(A)규제기준을 초과하는 것으로 나타났다.

또한, 상기 방음패널(10)을 2단으로 적층하여 설치할 경우 거리에 따른 소음레벨을 살펴보면, 이격거리 30m 이내의 범위에서 70dB(A)를 초과하는 것으로 나타났다.

더하여, 상기 방음패널(10)을 3단으로 적층하여 설치할 경우 거리별 소음레벨을 살펴보면, 피해예상범위 전 지역에서 70dB(A)이하로 나타났다.

즉, 상기의 방음구조별 적용시 이격거리에 따른 수음점의 소음레벨 산정결과를 종합하여 보면, 수직구 GL-30m지점 발파시 폐타이어 압축재 활용한 방음패널(10)을 1단으로 적용하면, 피해예상지역 중 30m~40m의 범위에서, 2단으로 적용할 경우 20~30m의 범위에서 소음규제기준인 70dB(A)를 초과하는 것으로 나타났으며, 3단으로 적용할 경우에는 전 범위에 대하여 초과하지 않는 것으로 나타났다.

따라서, 상기 결과를 종합하여 수직구로부터 피해가 예상되는 지역의 위치에 따라 방음시스템을 3개의 타입로 결정하여 적용하였다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 발파소음을 효과적으로 저감시킴은 물론 폐타이어를 사용 자원의 재활용이 가능함으로써 환경오염을 방지하고, 터널의 입구부를 마무리함으로써 작업환경을 개선함은 물론 작업장의 안전성을 확보한다.

또한 본 발명은, 간단한 구조로 제작및 설치비를 최소화 하고, 최소한의 설치공간에 의해 발파나 천공에 따른 작업상의 제약이 최소화 하며, 재활용이 가능하고, 설치및 철거시 최소의 인원과 시간으로 작업이 가능하게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 복수의 폐타이어재시트층과 그 사이에 개재되는 유리섬유층으로 이루어진 적층체가 일층이상으로 적층되어 형성되는 방음패널에 있어서,

   상기 다층체의 방음패널 각각의 층 사이에는 와이어 메쉬층이 적층되고,

   상기 유리섬유층과 폐타이어재시트층 사이에 P.E필름층이 더 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방음패널.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

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