KR101425199B1 - 도로교통 소음 저감 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도로교통 소음을 차단하기 위한 소음 저감 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가시성을 유지함과 동시에 입체 블록에 의한 소음의 확산 및 집중현상을 조절함으로써 반사에 의한 소음의 영향을 최소화하며, 경량화가 가능한 도로교통 소음 저감 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도로교통에서 발생하는 소음을 저감시키기 위해 설치되는 소음 저감 구조물로서, 베이스 패널; 상기 베이스 패널의 일면에 입체적으로 형성되는 입체 블록; 및 상기 베이스 패널 간을 연결고정하고 지지하는 고정 지지대를 포함하는 도로교통 소음 저감 구조물을 제공한다.
Description
본 발명은 도로교통 소음을 차단하기 위한 소음 저감 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가시성을 유지함과 동시에 입체 블록에 의한 소음의 확산 및 집중현상을 조절함으로써 반사에 의한 소음의 영향을 최소화하며, 경량화가 가능한 도로교통 소음 저감 구조물에 관한 것이다.
방음벽이란 소음의 전달과정에서 소음을 감쇠시켜 주변지역의 전반적인 소음분포를 일정기준 이하로 낮추어 주는 소음저감대책용 구조물을 말한다.
방음벽의 종류에는 음파의 대부분을 흡수하는 흡음형, 방음판에 의해 음파의 대부분을 반사시키는 반사형, 입사되는 음파와 반사되는 음파가 섞여 감쇠되는 간섭형, 방음판에 구멍이 뚫려 있고 내부에 공동이 있어 음파가 공명에 의해 감쇠되는 공명형 등이 있다.
도 1은 기존의 반사형 방음벽의 형태를 나타내는 사진이고, 도 2는 종래의 반사형 방음벽의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 방음벽(10)은 소음발생구역(A)과 보호구역(B) 사이에 설치되는 것으로서, 주로 도로와 같은 소음발생구역(A)의 양측에 설치되어 아파트 기타 주거지역과 같은 보호구역(B) 측으로 소음이 전달되지 않도록, 소정의 높이를 가진 방음벽(10)에 의해 소음이 반사되도록 하는 구조를 취하고 있다.
이러한 방음벽(10)은 일체 구조로서 형성되기도 하고, 방음 판넬에 의한 조립구조로서 설치되기도 한다.
그런데 종래의 방음벽(10)은 다음과 같은 점에서 문제점으로 지적되고 있다.
첫째, 종래의 방음벽은 반사면이 지면에 대하여 연직되게 설치됨과 아울러, 소정 높이에 의해 일률적으로 설치되는 것이 일반적으로, 보호구역(B)에 고층 아파트와 같은 고층 구조물이 설치되어 있는 경우, 방음벽의 반사면에 의해 반사된 소음이 그대로 구조물의 고층에 전달되므로, 방음이라는 본래의 목적을 달성할 수 없다는 점이다.
둘째, 종래의 방음벽의 구조를 그대로 유지하면서 상기와 같은 문제를 해소하기 위해서는 고층 구조물 부근에 설치되는 방음벽의 높이를 더욱 높게 하는 방법을 사용해야 하는데, 이는 시공단가의 상승을 초래하고, 많은 풍압에 대하여 저항해야 한다는 구조적 안전성에 관한 부담이 있으며, 전체 방음벽 중 일부만이 높이가 다른 경우 미관을 훼손한다는 문제점이 있다.
셋째, 흡음재질로 구성된 방음벽은 소음의 흡음성능을 가지고 있으나, 재질의 특성상 알루미늄, 목재 등 불투명형으로 구성되어 일조권, 조망권을 유지하기 어려우며, 또한 동절기의 경우 일조량의 부족으로 도로에서의 강설 및 빙판의 형성으로 교통사고의 위험성이 매우 높은 문제점이 있다.
넷째, 소음의 반사에 의한 소음도 증가를 방지하기 위하여 도로 양측으로 방음벽을 설계 및 시공하게 되어 경제적으로 부가적 비용이 발생하게 되며, 도로를 따라 공간적, 경제적 단절 현상의 심화를 야기하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 방음 본래의 목적을 유지하고, 가시성을 유지함과 동시에 반사 및/또는 흡수에 의한 소음을 감소시킬 수 있는 도로교통 소음 저감 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방음 구조물 전면부에 방음벽과 일체화된 일정 규모의 입체 블록을 형성하여 소음의 확산 및 집중현상을 조절함으로써 반사에 의한 소음의 영향을 최소화하여 도로교통소음의 영향의 최소화 및 방음벽 설치의 최소화를 통한 경제적 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 미려하고 정온한 도시환경 조성을 실현할 수 있는 도로교통 소음 저감 구조물을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 소음 저감 구조물의 전면부에 형성되는 입체 블록 내에 공기층을 형성함으로써 경량화 및 방음성능 효율의 향상을 동시에 획득할 수 있는 도로교통 소음 저감 구조물을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따르면, 도로교통에서 발생하는 소음을 저감시키기 위해 설치되는 소음 저감 구조물로서, 베이스 패널; 상기 베이스 패널의 일면에 입체적으로 형성되는 입체 블록; 및 상기 베이스 패널 간을 연결고정하고 지지하는 고정 지지대를 포함하는 도로교통 소음 저감 구조물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 패널 및 입체 블록은 폴리머, 폴리카보네이트(PC)나 폴리메타크릴레이트(PMMA) 재질로 이루어지고, 상기 입체 블록은 베이스 패널에 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 패널은 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE: Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)으로 이루어지고, 상기 입체 블록은 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE: Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)으로 이루어지고 상기 베이스 패널에 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 패널 및 입체 블록 중 적어도 하나는 내부에 공기층 또는 진공층을 갖는 다층 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 패널 및 입체 블록 중 적어도 하나가 상기 진공층을 포함하는 경우, 진공압은 10- 3토르(torr)인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 패널 및 입체 블록 중 적어도 하나가 공기층을 포함하는 경우, 상기 공기층에는 불활성가스가 주입되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 불활성가스는 네온가스이고, 네온가스가 주입되는 경우에 주입량은 70kg/cm2이며, 상기 불활성가스는 헬륨가스이고, 헬륨가스가 주입되는 경우에 주입량은 100kg/cm2인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 입체 블록은 반구형, 원뿔형, 원추대형, 사각형의 입체 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 도로교통 소음 저감 구조물에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 기존의 투명형 방음벽의 경우 단순 소음을 차단하는 역할만을 할 뿐만 아니라 방음벽에서의 소음의 반사에 의한 소음으로 인하여 반대편에 존재하는 정온시설에 소음의 증가를 야기하는데 반하여, 본 발명은 소음의 집중 및 확산효과를 통하여 반사 소음 영향 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 소음 저감 구조물의 전면부에 형성되는 입체 블록의 형상 및 크기에 따라서 소음의 집중 및 확산의 공간적 분포 설계를 통한 다양한 지점에서의 소음 저감 효과에 대한 설계가 가능하고, 소음 저감 영역 최적화를 통한 입지에 최적화된 소음 환경을 구현할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 가시성을 확보함으로써 방음벽의 빛의 투과성을 유지하여 주변 경관과의 조화 달성하고, 차량 운전자의 안전운행 및 주거지역에서의 지역적 단절성을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 소음 저감 구조물의 전면부에 형성되는 입체 블록에 공기층을 형성함으로써 경량화를 도모할 수 있고, 소음 저감 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 기존의 반사형 방음벽의 형태를 나타내는 사진이다.
도 2는 종래의 반사형 방음벽의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물의 구성을 개략적으로도시한 정면 측 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물을 구성하는 입체 블록의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 발명자에 의해 실시된 소음 저감 효과에 대한 실험한 결과를 나타낸 그래프로서, (a)는 일반 방음벽이고 (b)는 본 발명의 소음 저감 구조물이다.
도 2는 종래의 반사형 방음벽의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물의 구성을 개략적으로도시한 정면 측 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물을 구성하는 입체 블록의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 발명자에 의해 실시된 소음 저감 효과에 대한 실험한 결과를 나타낸 그래프로서, (a)는 일반 방음벽이고 (b)는 본 발명의 소음 저감 구조물이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도로교통 소음 저감 구조물을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물의 구성을 개략적으로도시한 정면 측 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물을 구성하는 입체 블록의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 패널(100); 상기 베이스 패널(100)의 일면에 입체적으로 형성되는 입체 블록(200); 및 상기 베이스 패널(100) 간을 고정하고 지지하는 고정 지지대(미도시)를 포함한다.
상기 베이스 패널(100)는 폴리머, 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴레이트(PMMA) 재질의 투명 플레이트로 이루어질 수 있고, 상기 입체 블록(200)은 베이스 패널과 동일 재질 또는 경우에 따라서 스폰지나 발포 수지로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 베이스 패널(100) 및 입체 블록(200)은 일체화되며, 그 재질은 플로로카본(flourocarbon)에 바탕을 둔 폴리머로서, 투명한 ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)로 이루어질 수 있다.
여기에서, 베이스 패널(100)과 입체 블록(200)이 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE: Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)으로 이루어질 경우, 그 두께를 조절함으로써 최적의 차음 성능과 투명도를 구현할 수 있다.
상기 베이스 패널(100)은 도 4에 나타낸 바와 같이 다층 구조로 구성될 수 있는 것으로, 내부에 공기층(110) 또는 진공층(110)을 갖는 3층 구조로 이루어질 수 있다.
이 경우에서, 상기 베이스 패널(100)이 진공층(110)을 가질 경우, 진공압은 10- 3토르(torr)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 베이스 패널(100)이 공기층(110)을 가질 경우, 그 공기층(110)에는 네온가스 또는 헬륨가스와 같은 불활성가스가 주입될 수 있다. 네온가스가 주입되는 경우에는 그 주입량은 70kg/cm2이 바람직하고, 헬륨가스가 주입되는 경우에는 그 주입량은 100kg/cm2이 바람직하다. 여기에서, 기체의 매질농도에 따라 주입량을 달리하여 차음성능을 개선할 수 있다.
이와 같은 진공층의 진공압이나 불활성가스의 주입량은 본 발명의 발명자가 실행한 실험을 통해 얻어진 최적의 수치이다.
다음으로, 입체 블록(200)은 반구형, 원뿔형, 원추대형, 사각형 등 다양한 입체 형상으로 형성될 수 있으며, 도면에서는 단면이 사다리꼴 형태인 입체 블록을 도시하고 있다.
본 발명에서, 상기 입체 블록(200)은 내부에 공동(empty)을 갖는다. 다시 말해서, 상기 입체 블록은 전술한 다층 구조의 베이스 패널(100)과 마찬가지로 공기층(210) 또는 진공층(210)을 갖는다.
상기 입체 블록(200)이 진공층(210)을 구비할 경우, 진공압은 10-3토르(torr)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 입체 블록(100)이 공기층(110)을 구비할 경우에는 공기층(110)에 네온가스 또는 헬륨가스와 같은 불활성가스가 주입될 수 있다. 네온가스가 주입되는 경우에는 그 주입량은 70kg/cm2이 바람직하고, 헬륨가스가 주입되는 경우에는 그 주입량은 100kg/cm2이 바람직하다. 여기에서, 기체의 매질농도에 따라 주입량을 달리하여 차음성능을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 발명자에 의해 실시된 소음 저감 효과에 대한 실험한 결과를 나타낸 그래프로서, (a)는 일반 방음벽의 그래프이고 (b)는 본 발명에 따라 입체 블록을 구비한 소음 저감 구조물의 그래프이다.
도 5의 그래프에서 나타난 바와 같이, (a)와 같이 일반 방음벽의 경우, 일반 반사형 투명 방음벽의 경우 반원 형태를 띠며 균일한 소음이 거리가 이격됨에 따라 감소하는 것으로 예측되었다. 반면, (b)의 경우, 방음벽 전면에 입체 블록(본 실험에서는 사각형의 입체 블록)을 두께 10cm로 부여하여, 시물레이션을 했고, 소음 전면 블록의 두께에 따른 소음 예측결과 전면 블록의 두께에 따라 소음도가 증가와 감소의 공간적 변화가 발생하는 것으로 예측되었다. 이러한 현상은 소음의 반사의 각도와 정도가 변화함에 따라 소음의 집중과 확산되는 공간적 위치가 변화하기 때문으로 분석되었다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 도로교통 소음 저감 구조물은 도로교통 소음에 대한 반사음의 영향을 최소화하고, 흡음형 설치에 따라 지역적 단절감을 최소화하여 도시 경관성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 반사음 최소화를 위한 블록 형태 및 크기의 최적 설계를 통해 고층의 주거 건물에서의 도로교통 소음 영향을 최소화하도록 설계할 수 있고, 경량화를 통해 방음 구조물의 설계 한계 높이를 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 구조물의 전면 입체 블록의 성형시 폴리머 재질의 사용이 가능하여 다양한 형태 및 성능의 방음재질에 적용 가능으로 적용성을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명은 주변 경관과의 조화 및 빛의 가시성 확보를 통해 도로 주행의 안정성을 확보할 수 있고, 투명 재질에 의해 일조량 확보를 통하여 동절기 안정사고를 예방할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 베이스 패널
110: 공기층 또는 진공층
200: 입체 블록
210: 공기층 또는 진공층
110: 공기층 또는 진공층
200: 입체 블록
210: 공기층 또는 진공층
Claims (9)
- 도로교통에서 발생하는 소음을 저감시키기 위해 설치되는 소음 저감 구조물로서,
베이스 패널;
상기 베이스 패널의 일면에 입체적으로 형성되는 입체 블록; 및
상기 베이스 패널 간을 연결고정하고 지지하는 고정 지지대를 포함하며,
상기 베이스 패널 및 입체 블록은 폴리머, 폴리카보네이트(PC)나 폴리메타크릴레이트(PMMA) 재질로 이루어지고,
상기 입체 블록은 베이스 패널에 일체로 형성되며,
상기 베이스 패널 및 입체 블록은 내부에 공기층 또는 진공층을 갖는 다층 구조로 이루어지는
도로교통 소음 저감 구조물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 패널은 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE: Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)으로 이루어지고,
상기 입체 블록은 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE: Ethylene Tetra fluoro Ethytlene)으로 이루어지고 상기 베이스 패널에 일체로 형성되는
도로교통 소음 저감 구조물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 패널 및 입체 블록 중 적어도 하나가 상기 진공층을 포함하는 경우, 진공압은 10-3토르(torr)인
도로교통 소음 저감 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 패널 및 입체 블록 중 적어도 하나가 공기층을 포함하는 경우, 상기 공기층에는 불활성가스가 주입되어 있는
도로교통 소음 저감 구조물.
- 제6항에 있어서,
상기 불활성가스는 네온가스이고, 네온가스가 주입되는 경우에 주입량은 70kg/cm2인
도로교통 소음 저감 구조물.
- 제6항에 있어서,
상기 불활성가스는 헬륨가스이고, 헬륨가스가 주입되는 경우에 주입량은 100kg/cm2인
도로교통 소음 저감 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 입체 블록은 반구형, 원뿔형, 원추대형, 사각형의 입체 형상으로 형성되는
도로교통 소음 저감 구조물.
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