KR101668676B1 - 풍하중 저감형 방음패널 및 이를 이용한 방음벽 - Google Patents

Abstract

1개층으로 이루어진 1개의 방음패널로도 수백 Hz 이상 차이가 나는 2이상의 주파수에 대해 향상된 차음효과를 나타낼 수 있고, 만들기도 용이하고, 차음하고자 하는 타깃 주파수대에 따라 다양하게 구성할 수 있는 방음패널이 개시된다. 상기 방음패널은 제1통풍구멍이 뚫린 제1방음판, 상기 제1방음판과 간격을 두고 배치되고 제2통풍구멍이 뚫린 제2방음판 및 상기 제1방음판과 상기 제2방음판 사이에 설치되고 일단은 상기 제1통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 상기 제2통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되어 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍 사이의 공간 주변을 둘러싸 제2공명체임버를 형성하는 제1체임버 형성부재를 포함하는 구성을 한다.

Description

풍하중 저감형 방음패널 및 이를 이용한 방음벽{Soundproof panel for decreasing wind load and soundproof wall using the same}

본 발명은 풍하중 저감형 방음패널 또는 방음벽의 개선에 관한 것으로, 특히 바람 통로를 구비하여 일정 이상의 풍하중 감소율을 달성할 수 있으면서도 바람 통로를 통과하는 음파에 대하여 공명에 의한 투과손실을 발생시켜 차음 효과를 높이는 방음패널 또는 방음벽의 개선에 관한 것이다.

일반적으로, 도로나 철도 주변에는 도로나 철도에서 발생하는 소음이 주변으로 전달되는 것을 줄이기 위한 방음벽이 설치된다. 종래의 방음벽은 소음 차단만 생각하여 바람이 통할 수 없는 형태로 만들어져 있다. 이러한 종래의 방음벽은 소음뿐만 아니라 공기의 흐름도 차단하여 생태학적 단절을 일으켜서 자연환경보호에 부정적인 영향을 미친다. 그리고 방음벽 전체 면적이 바람의 저항을 받으므로, 해당 지역의 최대 풍속을 고려하여 방음벽을 조성할 때, 방음벽 기초의 규모가 과대해지게 되어 단위 길이당 방음벽 설치 단가가 매우 높아진다.

위와 같은 종래 방음벽의 문제점을 극복하고자 하는 노력에 의해 풍하중 저감형 방음벽이 개발되어 사용되고 있다.

풍하중 저감형 방음벽과 관련한 종래기술로는 등록번호 10-1422113호(발명의 명칭: 통기통로 또는 통수통로 둘레에 중첩된 차음용 공진 체임버(chamber)를 갖는 통기형 또는 통수형 방음벽, 발명자: 김상훈)의 등록특허공보에, 창이나 벽을 관통하는 통기통로를 낸 후 통기통로 주변에 공진 체임버를 배치하되 통기통로와 공진 체임버 사이는 다공성 흡음재로 분리하여 공기와 함께 통기통로를 통과하는 과정에서 소리는 공진 체임버에 흡수되어 차단되지만, 공기는 통과하는 방음벽이 개시되어 있다.

상기와 같은 김상훈 특허는, 환기와 방음을 동시에 달성, 풍압 저감, 생태학적 차단으로 인한 환경문제 해결 등 여러 가지 효과를 제공한다. 하지만, 다음과 같은 개선을 요하는 사항도 있다.

즉, 분리되게 된 공명통을 사용하므로 방음벽 시공 시 각각의 공명통을 앞뒤로 중첩하여 쌓아올린 후 서로 고정하여 주어야 하므로 방음벽 시공 작업이 어렵고 시간이 오래 걸린다.

그뿐만 아니라 일정 유효직경의 통기통로를 가지면서 분리되게 된 공명통을 중첩하는 것만으로는 방음벽의 두께 방향으로 중첩되는 공명 체임버의 체적을 다양하게 조정하기 어렵다.

상기와 같은 김상훈 특허에서 예시하는 것은 모두 공명통 단위로 만들어진 것을 상하 또는 전후로 중첩하여 방음벽을 구성하기 때문에 겹치는 부위의 재료가 2중으로 들어가서 재료가 많이 소요된다.

본 발명의 목적은 동일한 하나의 방음패널로서 단층으로 배치된 공명체임버로도 2이상의 주파수대의 음파를 차음목표대역(Soundproofing target band)으로 하여 차음효과를 얻을 수 있는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 동일한 하나의 방음패널로서 단층으로 배치된 공명체임버로도 고속도로의 주요 소음 주파수대역인 500 ~ 1,500Hz 또는 500 ~ 1,600Hz 주파수대역에 대하여 차음효과를 얻을 수 있는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 분리되게 된 공명통을 중첩하여 시공할 필요가 없어 방음벽 시공이 수월한 방음패널을 쉽게 만들 수 있게 해주는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 것에 비해 만들기가 수월하고 재료가 적게 들어가는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 것에 비해 만들기 수월하고 재료가 적게 들어가면서도 통풍관 주위로 설치되는 공명체임버와 통풍구멍의 개수와 크기를 다양하게 조정하여 만들 수 있는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 것에 비해 만들기 수월하고 재료가 적게 들어가면서도 풍하중 감소 효율이 30% 이상이고, 1,000Hz대 부근뿐만 아니라 500Hz대 부근에서도 높은 소음 투과손실을 제공할 수 있는 방음벽을 쉽게 만들 수 있게 해주는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 또 다른 목적은 종래의 것에 비해 만들기 수월하고 재료가 적게 들어가면서도 풍하중 감소 효율이 30% 이상이고, 500~1,500Hz 또는 500~1,600Hz 대역의 소음도가 높은 교통소음에 대해서도 소음 투과손실을 제공할 수 있는 방음벽을 쉽게 만들 수 있게 해주는 방음패널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시공하기가 쉬운 방음패널 또는 방음벽을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 방음패널을 효율적으로 만들 수 있는 방음패널 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 방음패널은 제1통풍구멍이 뚫린 제1방음판; 상기 제1방음판과 간격을 두고 배치되고 제2통풍구멍이 뚫린 제2방음판; 및 상기 제1방음판과 상기 제2방음판 사이에 설치되고 일단은 상기 제1통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 상기 제2통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되어 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍 사이의 공간 주변을 둘러싸 제1공명체임버를 형성하는 제1체임버 형성부재를 포함하고, 상기 제1방음판에는 상기 제1통풍구멍이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있고, 상기 제2방음판에는 상기 제2통풍구멍이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있고, 상기 제1체임버 형성부재는 상기 제1방음판과 상기 제2방음판 사이의 공간을 복수 개로 구획하여 각각의 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍의 대응 위치에 상기 제1공명체임버를 각각 형성하는 풍하중 저감형 방음패널에 있어서,
상기 제1공명체임버는 외곽이 정사각형인 체임버와 상기 외곽이 정사각형인 체임버보다 크고 인접한 상기 외곽이 정사각형인 체임버와 접하는 부분에서 변을 서로 공유하는 외곽이 팔각형인 체임버가 상하와 좌우로 교대로 배치되어 동일한 하나의 층에서 크기와 모양이 서로 다른 2종류의 공명체임버를 가지고,
상기 외곽이 팔각형인 체임버는 인접한 다른 외곽이 팔각형인 체임버와 접하는 부분에서 변을 서로 공유하고,
상기 제1체임버형성부재에는 상기 제1공명체임버 내부로 유입된 빗물이 외부로 빠질 수 있도록 하기 위한 배수공이 형성된 구성을 한다.

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상기 제1방음판과 상기 제1체임버 형성부재는 플라스틱 재료로 만들어지고, 금형을 통해 일체로 성형된 것일 수 있다.

상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍을 연결하여 공기나 바람의 통과를 허용하고 상기 제1체임버 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 관형필터를 구비할 수 있다.

상기 관형필터는 상기 제1통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 일단을 지지하는 제1고정구와 상기 제2통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 타단을 지지하는 제2고정구 및 상기 제1고정구와 상기 제2고정구 사이에 설치되어 상기 관형필터의 양단 사이를 지지하는 필터지지부재 통해 설치된 것이 바람직하다.

상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍은 상기 제1방음판과 상기 제2방음판에 대한 유효 개구율이 15% 이상인 것이 바람직하지만, 설치장소의 여건에 따라 6~50%범위에서 적절히 선택하여 적용할 수 있다.

때에 따라, 상기 제1방음판 반대편에서 상기 제2방음판과 간격을 두고 배치되고 복수의 제3통풍구멍이 뚫린 제3방음판; 및 상기 제2방음판과 상기 제3방음판 사이에 설치되고 일단은 상기 제2통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 상기 제3통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되어 상기 제2통풍구멍과 상기 제3통풍구멍 사이의 공간 주변을 둘러싸 제2공명체임버를 형성하는 제2체임버 형성부재를 더 포함하는 구성을 할 수 있다.

상기 제1통풍구멍 내지 상기 제3통풍구멍을 연결하여 공기나 바람의 통과를 허용하고 상기 제1체임버와 상기 제2체임버 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 관형필터를 구비할 수 있다.

상기 관형필터는 상기 제1통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 일단을 지지하는 제1고정구와 상기 제3통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 타단을 지지하는 제2고정구 및 상기 제1고정구와 상기 제2고정구 사이에 설치되어 상기 관형필터의 양단 사이를 지지하는 필터지지부재를 통해 설치되어 있고, 상기 제1방음판, 상기 제2방음판 및 상기 제3방음판의 가장자리를 서로 연결하여 지지하는 연결지지부재를 구비하고, 상기 제1 내지 제3통풍구멍은 상기 제1 내지 제3방음판에 대한 유효개구율이 15% 이상인 것이 좋지만, 설치장소의 여건에 따라 6~50%범위에서 적절히 선택하여 적용할 수 있다.

상기 제1체임버 형성부재, 상기 제2방음판 및 상기 제2체임버 형성부재는 플라스틱으로 만들어지고, 금형을 통해 일체로 성형된 것일 수 있다.

때에 따라, 상기의 방음패널 2장 이상을 중첩한 상태로 결합하여서 구성되고, 상기 제1방음패널과 상기 제2방음패널의 서로 접하는 부분의 제1통풍구멍과 제2통풍구멍은 서로 통하게 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 방음벽은 앞뒤로 연통되고 상하 및 좌우로 간격을 두고 설치된 복수의 장착공을 가지는 프레임; 및 상기 복수의 장착공에 각각 삽입되어 결합된 본 발명에 따른 풍하중 저감형 방음패널들을 포함하는 구성을 한다.

본 발명에 따르면, 단층의 공명체임버를 가지는 1개의 방음패널로도 수백 Hz 범위 주파수대역의 소음특성을 갖는 소음에 대해 뛰어난 차음효과를 나타낼 수 있는 방음패널을 용이하게 만들 수 있다.

본 발명에 따르면, 단층의 공명체임버를 가지는 1개의 방음패널로도 수백 Hz 이상 차이가 나는 2이상의 주파수에 대해 뛰어난 차음효과를 나타낼 수 있는 방음패널을 용이하게 만들 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 것에 비해 만들기가 쉽고, 재료가 적게 소요된다.

또한, 본 발명에 따르면, 필요한 경우, 분리되게 된 공명통을 중첩하여 시공할 필요가 없어서 방음벽 시공이 수월하면서도 방음벽이 시공되는 장소의 환경에 맞추어 통풍관 주위로 설치되는 공명 체임버의 개수와 크기를 다양하게 조정하여 만들 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 것에 비해 만들기 수월하고 재료가 적게 들어가면서도 풍하중 감소 효율이 30% 이상이고, 500~1,600Hz대역의 소음도가 높은 교통소음에 대해서도 높은 소음 투과손실을 제공할 수 있는 방음패널을 용이하게 구성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 것에 비해 만들기 수월하고 재료가 적게 들어가면서도 풍하중 감소 효율이 30% 이상이고, 1,000Hz뿐만 아니라 500Hz에서도 높은 소음 투과손실을 제공할 수 있는 방음패널을 용이하게 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방음패널의 분리 사시도,
도 2는 도 1 방음패널의 조립상태에서 전면의 제1방음판을 제거한 상태의 정면도,
도 3은 공명체임버를 복층으로 구성한 방음패널의 분리사시도,
도 4는 도 1과 2에 나타낸 실시 예의 다른 변형 예를 설명하기 위한 정면도,
도 5와 6은 본 발명에 따른 방음패널의 다른 예를 각각 나타낸 정면도,
도 7은 제1방음판을 제거한 상태의 다른 예의 방음패널을 나타낸 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 방음패널의 또 다른 예를 나타낸 정면도,
도 9는 도 2 방음패널의 변형 예를 나타낸 정면도,
도 10은 본 발명에 따른 방음패널의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 정면도,
도 11은 도 10의 변형 예를 나타낸 도면,
도 12는 통풍구멍들 사이에 설치되어 이물질이 공명체임버 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 필터의 설치상태를 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 방음벽을 나타낸 정면도이다.

본 발명에 따른 풍하중 저감형 방음패널을 설명하기에 앞서 전산해석을 통한 실험결과를 먼저 설명한다.

실험의 목적은 통풍구 개구율과 풍저항 감소율의 상관관계를 검토하고 개략적인 풍하중 계산에 참고 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

방음판의 크기는 가로, 세로 및 높이가 1,960, 1,000 및 80mm인 것을 대상으로 하였고, 설계풍속은 10, 20, 30, 40, 50(m/s)로 하고, 통풍구 개수는 15개, 직경은 160㎜로 하였다. 공기유동은 비압축성 이상기체로 가정하였고, 해석프로그램은 "FLUENT 14.0(ANSYS 14)"를 사용하였다.

압력 분포 현황과 풍하중 감소율은 아래와 같다.

압력 분포 현황

풍하중 감소율

위와 같은 형태의 여러 실험을 통해 방음패널 통풍구멍 개구율은 50%까지만 효과가 있고, 50%를 초과하는 경우, 통풍구멍을 통과하는 바람이 끌어당기는 힘을 더 크게 작용시켜 풍하중이 오히려 증가(오리피스 효과 발생, 역효과 발생)하는 것으로 나타났다. 방음패널의 같은 개구율에서는 풍속 증감에 따른 풍하중 감소율의 변화는 없고(감소율 일정), 산출된 산정식(추세식)을 통해 외부 자연 풍속 또는 설계 풍속에 따른 풍하중 저감형 방음패널의 풍저항 감소율을 개략적으로 산정할 수 있었다. 본 검토는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 기법을 활용하여 이루어졌다.

CFD의 해석에 따르면 개구율이 약 15%~16%에서 풍하중이 30% 정도 감소하므로, 풍하중 30% 이상의 감소가 필요한 곳에 사용하기 위한 방음패널 또는 방음벽은 개구율이 최소한 15% 이상의 것을 사용하여야 한다는 것을 알 수 있었다. 풍하중이 30% 이상 감소하도록 하기 위해서는 바람직하게는 위 풍하중 감소율에서 보듯이 이 유효개구율 15.4% 이상이 좋고, 더 확실하게는 16%이상으로 하는 것이 좋을 것이다.

일반적으로 토목구조물(방음벽의 기초 등, 특히 교량에 설치할 경우)을 설계할 때, 방음벽의 높이가 높을 경우에는 약 20% 정도의 감소율이면 방음벽 기초에 전달되는 모멘트가 큰 폭으로 줄어든다.

여러 실험결과에 따르면, 개구율이 약 10% 정도 되면 풍저항 감소율이 20% 이상이 되고, 개구율이 약 25% 정도 되면 풍저항 감소율이 50%를 상회하며, 개구율이 약 50% 정도 이상이 되면 풍저항 감소율이 90%를 초과하며, 그 이상의 개구율에 대해서는 더는 풍저항 감소가 되지 않는 것으로 나타났다. 풍저항 감소를 위해 개구율을 50% 이상으로 하는 경우는 현실적으로 필요치 않고, 구조적으로도 불안정한 상태가 될 소지가 크다. 따라서 풍하중 저감형 방음패널 또는 방음벽을 설계함에 있어서 방음벽의 개구율은 10%~50%까지가 적당할 것이지만, 현장에서는 풍하중 저감률이 10% 정도만 필요한 곳도 있으며, 이 경우에는 개구율이 5% 정도인 것도 사용될 수 있다.

30% 이상의 풍하중 저감이 필요하면서 고주파수(1,000Hz)와 저주파수(500Hz)에서 모두 차음 효과를 발휘해야 하는 경우, 개구율은 약 15%~16% 이상 되어야 하고, 통풍관의 구멍의 크기와 수량, 공진 체임버의 크기를 조정하여 설계해야 함을 알 수 있었다.

또한, 본 발명자는,

ⅰ. 공명 체임버의 크기 및 형태가 서로 다른 2종류 이상의 공명체임버들이 동일한 방음패널에 존재하도록 구성,

ⅱ. 동일한 방음패널에서 통기구의 구멍 크기가 서로 다른 2종류 이상을 갖게 하는 구성,

ⅲ. 공명체임버의 부피를 크게 하여 통기구의 수량에 관계없이 방음패널 전체가 1개의 공명체임버를 형성하게 하거나 2~6 개 정도로 분할된 공명체임버를 형성하는 구성,

ⅳ. 위 "ⅰ"의 구성으로 된 것을 2개 또는 3개로 중첩하거나 중첩한 것에서 중첩되어 접하는 부분의 방음판을 공유하게 하는 구성,

ⅴ. 위 "ⅰ"의 구성으로 된 것에 여타의 것을 중첩하거나 중첩한 것에서 중첩되어 접하는 부분의 방음판을 공유하게 하는 구성,

ⅵ. 2개 혹은 여러 개의 방음패널을 중첩하여 설계할 경우 그중의 방음판 하나는 하나의 공명체임버에 2개 이상의 작은 통기구가 뚫려 있고 다른 하나의 방음패널에는 1개의 큰 통기구가 뚫려있는 것들을 서로 중첩하는 구조로 하는 것에 의해 위에서 언급한 종래기술의 문제점들을 해결할 수 있고, 통풍 기능을 제공하면서도 뛰어난 차음효과를 얻을 수 있음을 알아차렸다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방음패널의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1 방음패널의 조립상태에서 전면의 제1방음판을 제거한 상태의 정면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 방음패널(100)은 제1방음판(110)을 갖춘다. 이 제1방음판(110)에는 간격을 두고 복수의 제1통풍구멍(112)이 뚫려 있다. 이 실시 예에서, 제1통풍구멍(112)은 15개이다.

본 발명에 따른 방음패널(100)은 제1방음판(110)과 간격을 두고 배치되고 복수의 제2통풍구멍(122)이 뚫린 제2방음판(120)을 갖춘다. 제2방음판(120)은 바람직하게 제1방음판(110)과 같은 크기와 모양을 하고 있고, 제2통풍구멍(122)도 제1통풍구멍(112)과 대응하는 위치에 각각 형성되어 있다. 이 실시 예에서, 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)의 크기는 같다. 공명을 통한 차음효과를 얻기 위해서는 통풍구멍을 통과하는 음파가 회절을 일으켜야 하는 데, 통풍구멍의 크기를 상대적으로 작게 하여야 회절주파수를 올릴 수 있고, 상대적으로 크게 하면 회절주파수가 낮아진다.

제1, 제2방음판(110, 120)으로는 스테인리스 스틸판이나 각종 합성수지판 또는 아연도금강판 등이 사용될 수 있다. 합성수지판으로는 PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate)가 적당하고, 투명한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방음패널(100)은 제1체임버 형성부재(130)를 갖춘다. 이 제1체임버형성부재(130)는 제1방음판(110)과 제2방음판(120) 사이에 설치되며, 일단은 제1통풍구멍(112) 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 제2통풍구멍(122) 둘레의 폐경로를 따라 배치된다. 이에 따라, 제1체임버 형성부재(130)는 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122) 사이의 공간 주변을 둘러싸 제1공명체임버(C1)를 형성한다.

바람직하게, 제1체임버 형성부재(130)는 제1방음판(110)과 제2방음판(120) 사이의 공간을 복수 개로 구획하여 제1통풍구멍(112) 또는 제2통풍구멍(122)의 개수만큼 제1공명체임버(C1)를 형성한다. 즉, 제1체임버 형성부재(130)는 제1방음판(110)과 제2방음판(120) 사이의 공간을 복수 개로 구획하여 각각의 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)의 대응 위치에 제1공명체임버(C1)를 각각 형성하도록 구성하는 것이 바람직하다.

공명체임버 부피를 크게 하여야 저주파에 대해 공명에 의한 차음 효과가 있고, 공명체임버의 부피를 작게 하면 상대적으로 주파수가 높은 고주파에 대하여 공명에 의한 차음효과가 좋아진다.

이 실시 예에서, 제1, 제2통풍구멍(112, 122)은 모두 같은 크기로 형성한 것을 예시하였으나, 때에 따라 하나의 제1공명체임버(C1)에 대응하는 위치의 제1, 제2통풍구멍(112, 122)의 구멍의 크기와 다른 하나의 제1공명체임버(C1)에 대응하는 위치의 제1, 제2통풍구멍(112, 122)의 구멍의 크기를 달리하여 구성할 수 있다. 즉, 동일한 방음패널(100)에서 제1통풍구멍(112)의 크기가 서로 다른 2종류 이상을 가지는 방음패널(100)을 구성할 수 있다. 이는 제2통풍구멍(122)에 대해서도 마찬가지이다. 이렇게 하는 경우, 차음효과가 있는 주파수대를 늘릴 수 있다.

또한, 같은 목적으로, 하나의 제1공명체임버(C1)에 제1, 제2통풍구멍(112, 122)을 2개씩 또는 그 이상씩 설치하는 것도 가능하다.

더욱 바람직하게, 제1체임버(C1)의 크기 또는 모양 또는 크기와 모양 둘 모두 서로 다른 2종류 이상의 제1공명체임버(C1)가 한 층으로 된 동일 방음패널(100)에 존재하도록 한다. 예를 들어, 작은 통풍구멍과 큰 통풍구멍을 각각 형성하여 상대적으로 높은 주파수대와 상대적으로 낮은 주파수대, 예를 들어 500Hz 대와 1000Hz대의 2가지 주파수대의 차음 타깃을 가진 방음패널(100)을 구성할 수 있다.

도 1과 2를 참고하면, 제1체임버 형성부재(130)는 하나는 외곽이 정사각형인 모양으로, 다른 하나는 외곽이 팔각형인 모양으로 하여 정사각형의 체임버와 팔각형의 체임버가 상하, 좌우로 교대로 배치되게 형성한다. 여기에서, 팔각형은 변의 길이가 짧은 것과 긴 것이 교대로 배치된 형태를 하고 있다. 팔각형 체임버는 정사각형 체임버보다 크게 형성되어 있으며, 인접한 정사각형 체임버와는 접하는 부분에서 변을 서로 공유한다. 또한, 팔각형 체임버는 인접한 다른 팔각형 체임버와 접하는 부분에서 변을 서로 공유한다.

바람직하게, 제1체임버형성부재(130)에는 제1공명체임버(C1) 내부로 유입된 빗물 등이 외부로 빠질 수 있도록 하기 위한 배수공이 형성될 수 있다. 배수공은 제1체임버형성부재(130)의 수평으로 배치되는 부분에 구멍을 뚫거나 앞쪽 또는 뒤쪽 가장자리에 홈을 형성하면 될 것이다.

때에 따라, 제1체임버형성부재(130)의 견고한 고정을 위해 일부 변들은 제1, 제2방음판(110, 120) 쪽으로 돌출되게 형성하고, 대응 위치의 제1, 제2방음판(110, 120) 내면에는 제1체임버형성부재(130)의 돌출된 부분이 삽입되어 결합될 수 있는 홈을 형성하여 제1체임버형성부재(130)를 지지하도록 한 상태에서 제1방음판(110)과 제2방음판(120)을 제1체임버형성부재(130)에 결합하여 고정할 수 있다. 이 결합에는 제1, 제2방음판(110, 120)과 제1체임버형성부재(130)의 재질에 따라 접착제를 이용한 접착, 열을 이용한 융착, 용접 또는 나사나 다른 결합구가 이용될 수 있다.

또, 때에 따라 제1방음판(110)과 제2방음판(120)의 내면에 제1체임버(C1)의 모서리에 대응하는 위치에 돌기를 형성하여 제1체임버형성부재(130)가 걸린 상태로 지지될 수 있게 한 상태에서 제1방음판(110)과 제2방음판(120)을 제1체임버형성부재(130)에 결합할 수 있다.

도 1과 2를 통해 설명한 바와 같이 방음패널(100)을 구성하는 경우, 크기 또는 크기와 모양이 서로 다른 제1공명체임버(C1)가 1층으로 배치된 동일 방음패널(100)에 존재할 수 있어서 1층으로 된 동일 방음패널(100)로도 차음하고자 하는 목표 주파수대를 2가지 이상으로 하여, 예를 들어, 500Hz대 주파수와 1000Hz대 주파수를 목표주파수로 하여 설계하기가 용이하다.

그리고 도 1과 2에 나타낸 방음패널(100)은 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)이 동일선상에 배치되어 당연히 서로 통한다. 하지만, 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)이 반드시 동일 선상에 배치되어야 하는 것은 아니고, 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 이렇게 하는 경우, 방음패널 제조공정상 조금 복잡해질 수 있으나, 차음효과는 더 높일 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 방음패널(100)은 제1방음판(110)을 제1체임버형성부재(130)에 결합하는 과정과 제2방음판(120)을 제1체임버형성부재(130)에 결합하는 2번의 결합과정만으로 방음패널(100)의 조립이 이루어진다.

때에 따라, 제1방음판(110)과 제1체임버형성부재(130)를 결합하는 공정을 줄이고자 하는 경우, 제1방음판(110)과 제1체임버형성부재(130)를 플라스틱으로 사출성형하여 제1방음판(110)과 제1체임버형성부재(130)를 일체로 성형하면, 제2방음판(120)을 제1체임버형성부재(130)에 한 번 결합하는 공정만으로 본 발명에 따른 방음패널(100)을 조립할 수 있다.

제1방음판(110)과 제1체임버형성부재(130)를 일체로 성형한 것을 2층 또는 3층으로 겹치고 그 바깥쪽에 제2방음판(120)을 겹친 상태로 서로 결합하면 2층 또는 3층의 방음패널(100)을 쉽게 만들 수 있다. 4층 이상의 것도 같은 방법으로 만들 수 있다.

위와 같은 방음패널 제조방법을 이용하는 경우, 제1, 제2방음판(110, 120)을 만들기 위한 금형과 제1체임버형성부재(130)를 만들기 위한 금형 또는 제1방음판(110)과 제1체임버형성부재(130)를 일체로 만들기 위한 금형과 제2방음판(120)을 만들기 위한 금형 2개만 있으면 만들 수 있으므로, 금형제작비가 적게 들고, 조립이 매우 간단하여 방음패널 제작에 따른 시간과 인력을 획기적으로 줄일 수 있고, 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있다.

제1방음판(110)과 제2방음판(120)을 금속판으로 만드는 경우에도 제1체임버형성부재(130)는 플라스틱 사출성형으로 일체로 만든 것을 사용하면 본 발명에 따른 방음패널(100)을 제작하기가 용이하다.

도 3은 공명체임버를 복층으로 구성한 방음패널의 분리사시도이다.

때에 따라, 본 발명에 따른 방음패널(100)은 방음판을 3층으로 배치하고, 각 방음판 사이에 공명체임버가 2층으로 형성되도록 구성될 수 있다.

도 3을 참고하면, 제1방음판(110) 반대편에서 제2방음판(120)과 간격을 두고 제3방음판(140)이 배치되어 있다. 이 제3방음판(140)은 제1, 제2방음판(110, 120)과 같은 크기와 모양을 하고 있으며, 여기에는 제1, 제2통풍구멍(112, 122)과 대응하는 위치에 제3통풍구멍(142)들이 뚫려 있다. 그리고 제2방음판(120)과 제3방음판(140) 사이에 제1체임버 형성부재(130)와 같은 모양의 제2체임버 형성부재(150)가 설치되어 있다. 이 제2체임버 형성부재(150)는, 일단은 제2통풍구멍(122) 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 제3통풍구멍(142) 둘레의 폐경로를 따라 배치된다. 이에 따라 제2체임버 형성부재(150)는 제2통풍구멍(122)과 제3통풍구멍(142) 사이의 공간 주변을 둘러싸 제2공명체임버(C2)를 형성한다.

제1체임버 형성부재(130)의 가장자리를 따라 설치된 가장자리부재와 제2체임버 형성부재(150)의 가장자리를 따라 설치된 부재는 도면에 나타낸 바와 같이 서로 분리되어 구성될 수 있으나, 때에 따라 일체로 된 것이 사용될 수 있다.

이 실시 예에서, 제1, 제2, 제3통풍구멍(112, 122, 142)은 모두 같은 크기로 형성한 것을 예시하였으나, 때에 따라 하나의 제1, 제2공명체임버(C1, C2)에 대응하는 위치의 제1, 제2, 제3통풍구멍(112, 122, 142)의 크기와 다른 하나의 제1, 제2공명체임버(C1, C2)에 대응하는 위치의 제1, 제2, 제3통풍구멍(112, 122, 142)의 크기를 달리하여 구성할 수 있다. 즉, 동일한 방음패널(100)에서 제1통풍구멍(112)의 크기가 서로 다른 2종류 이상을 가지는 방음패널(100)을 구성할 수 있다. 이는 제2, 제3통풍구멍(122, 142)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 같은 목적으로, 하나의 제1, 제2공명체임버(C1, C2)에 제1, 제2, 제3통풍구멍(112, 122, 142)을 2개씩 또는 그 이상씩 형성하는 것도 가능하다.

때에 따라, 도 1과 2에 나타낸 것을 중첩하여 사용할 수 있으나, 도 3에서 설명하는 바와 같이 구성하는 것이 재료를 절약하고 시간 및 제작단가를 낮추는 데 도움이 된다.

그리고 도3에 나타낸 방음패널(100)은 제1통풍구멍(112) ~ 제3통풍구멍(142)이 동일선상에 배치되어 당연히 서로 통한다. 하지만, 제1통풍구멍(112) ~ 제3통풍구멍(142)이 반드시 동일 선상에 배치되어야 하는 것은 아니고, 각각 서로 어긋나게 지그재그로 배치될 수 있다. 이렇게 하는 경우, 방음패널 제조공정상 조금 복잡해질 수 있으나, 차음효과는 더 높일 수 있고, 풍하중은 조금 증가할 것이다.

위와 같은 제1체임버 형성부재(130), 제2방음판(120) 및 제2체임버 형성부재(150)를 플라스틱으로 만들되, 금형을 통해 사출성형 방식 등으로 일체로 성형될 수 있다. 이 경우, 일체로 성형된 것의 양쪽 표면에 제1방음판(110)과 제3방음판(140)을 각각 결합하기만 하면 공명체임버가 복층으로 된 방음패널(100)이 만들어지므로 방음패널(100)을 만들기가 매우 간편하다.

도 4는 도 1과 2에 나타낸 실시 예의 다른 변형 예를 설명하기 위한 정면도이다.

때에 따라, 도 2에 나타낸 외곽인 4각형인 제1공명체임버(C1)와 팔각형인 제1공명체임버(C1)의 위치를 서로 바꾸어서 도 4에 나타낸 바와 같이 구성할 수 있다. 나머지는 도 1 내지 3에서 설명한 것과 같다.

또 때에 따라, 도 3의 제2체임버 형성부재(150)와 제3방음판(140) 대신에 도 4에 나타낸 것이 사용될 수 있다. 이 경우, 정면에서 보았을 때, 상하와 좌우로 서로 다른 크기의 공명체임버가 존재하면서도 방음패널(100)의 두께 방향인 전후로도 서로 다른 크기의 공명체임버가 존재하게 된다.

도 5와 6은 본 발명에 따른 방음패널의 다른 예를 각각 나타낸 정면도이다.

때에 따라, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하나의 제1공명체임버(C1)는 외곽이 원형이고, 다른 하나의 제1공명체임버(C1)는 외곽이 원형으로 된 제1공명체임버(C1)보다 큰 단면적과 부피를 가지는 외곽이 팔각형인 것으로 구성하되, 각각의 제1공명체임버(C1)들이 모두 이격된 상태로 구성할 수 있다.

경우에 따라서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 하나의 제1공명체임버(C1)는 외곽이 원형인 것으로, 다른 하나의 제1공명체임버(C1)는 외곽이 원형으로 된 제1공명체임버(C1)보다 큰 단면과 부피를 가지는 사각형의 외곽을 가지는 제1공명체임버(C1)로 하되, 각각의 제1공명체임버(C1)들이 공유하는 변이 없도록 구성할 수 있다.

나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.

도 7은 제1방음판을 제거한 상태의 다른 예의 방음패널을 나타낸 정면도, 도 8은 본 발명에 따른 방음패널의 또 다른 예를 나타낸 정면도이다.

도 7에서, 제거된 제1방음판은 앞에서 설명한 제1방음판과 같고, 제2방음판(120)도 앞에서 설명한 제2방음판과 같다. 제1공명체임버 형성부재(130)는 4각형 격자모양을 하고 있다. 이에 따라 도 7의 방음패널(100)은 외곽이 4각형인 제1공명체임버(C1)를 형성하며, 바람직하게, 도 7의 상태로 앞에서 설명한 방음패널(100)의 앞면 또는 뒷면에 부착되어 사용될 수 있다.

도 8에 나타낸 방음패널(100)은 각각의 제1공명체임버(C1)에 대응하여 형성되는 각각의 제1, 제2통풍구멍(112, 122)을 크게 형성한 것과 작게 형성한 것을 혼재시킨 것을 나타낸 것이다.

나머지는 도 1 내지 4를 통해 설명한 것과 같다.

도 9는 도 2 방음패널의 변형 예를 나타낸 정면도이다. 도 1과 2를 함께 참고하여 설명한다.

때에 따라, 제1, 제2방음판(110, 120)에 제1, 제2통풍구멍(112, 122)보다 크기가 작은 보조통풍구멍(AH)을 제1, 제2통풍구멍(112, 122) 주변에 형성하여 파장이 짧은 음파의 차단효과를 조금 더 높이도록 할 수 있다. 단면적과 부피가 작은 외곽이 사각형인 제1공명체임버(C1) 위치에 있는 제1, 제2통풍구멍(112, 122) 주위에는 보조통풍구멍(AH)을 형성하지 않을 수 있다.

나머지는 도 1 내지 4를 통해 설명한 것과 같다.

도 10은 본 발명에 따른 방음패널의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 정면도이다.

제1공명체임버(C1)의 부피를 크게 하여 비교적 낮은 주파수역의 차음을 하고자 하는 경우, 제1, 제2통풍궁멍(112, 122)을 제외한 제1, 제2방음판(110, 120) 사이 전체를 하나의 제1공명체임버(C1)로 형성하되, 제1, 제2통풍구멍(112, 122)은 다수개씩 형성하여 방음패널(100)을 구성할 수 있다. 이 경우, 제1, 제2방음판(110, 120)의 몇몇 위치에는 둘 사이를 서로 지지하여 주기 위한 지지부재(116)를 설치하는 것이 좋다.

도 10에 나타낸 방음패널(100)은 앞 실시 예들의 앞면 또는 뒷면에 설치되어 낮은 주파수대의 음파에 대한 차음에 이용될 수 있다.

도 11은 도 10의 변형 예를 나타낸 도면이다.

때에 따라서는 도 10에서 설명한 제1공명체임버(C1)를 몇 개로 분할하여 본 발명에 따른 방음패널(100)을 구성할 수 있다. 이 경우에도 하나의 제1체임버(C1)에는 복수 개의 제1, 제2통풍구멍(112, 122)이 형성될 수 있다. 분할된 제1공명체임버(C1)의 개수는 필요에 따라 복수 개, 예를 들면 2 내지 6개 정도로 할 수 있을 것이다.

나머지는 도 10을 통해 앞에서 설명한 것과 같다.

도 12는 통풍구멍들 사이에 설치되어 이물질이 공명체임버 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 필터의 설치상태를 나타낸 단면도이다.

도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 방음패널(100)은 관형필터(160)를 더 구비할 수 있다. 이 관형필터(160)는 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)을 연결하여 공기나 바람의 통과를 허용하고 제1체임버(C1) 등의 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지하는 역할을 한다. 관형필터(160)로는 그물망형태로 된 것, 부직포로 된 것 등을 원통관이나 사각관 등의 형태로 만든 것이 사용될 수 있다. 관형필터(160)로는 자동차의 흡기계통이나 공기정화 계통에 사용되는 에어필터 재질이 사용될 수도 있을 것이다.

위와 같은 관형필터(160)는 제1통풍구멍(112)에 결합되어 관형필터(160)의 일단을 지지하는 제1고정구(161)를 갖춘다. 제1고정구(161)로는 제1통풍구멍(112)에 삽입되는 링 모양 또는 사각형 등 다각형 모양의 삽입부(161a)와 제1통풍구멍(112)에 걸리는 플랜지부(161b)를 가진 것을 사용하여 제1통풍구멍(112)에 쉽게 탈착할 수 있도록 구성된다.

제2방음판(120)의 제2통풍구(122)에 결합되는 제2고정구(163)는 제1고정구(161)와 같은 형상이며, 결합되는 방향만 서로 반대이다. 이 제2고정구(163)는 관형필터(160)의 타단을 지지한다. 제1고정구(161)와 제2고정구(163) 사이에는 막대 모양의 것이 원주 상으로 간격을 두고 배치되어 통형을 이루는 필터지지부재(165)가 설치되어 있다. 이 필터지지부재(165)는 관형필터(160)의 양단 사이를 지지한다.

도 3에 나타낸 것과 같이, 제1공명체임버(C1)와 제2공명체임버(C2)가 방음패널(100)의 두께방향으로 층상으로 배치된 것에는 제2고정구(163)가 제3방음판의 제3통풍구멍에 설치될 것이다.

위에서 설명한 본 발명에 따른 방음패널(100)은 다양한 조합으로 2층, 3층 등의 다양한 층으로 중첩되어 방음하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 서로 접하는 부분의 두 방음패널(100)의 제1통풍구멍(112)과 제2통풍구멍(122)은 서로 통하게 연결되어야 한다.

도 13은 본 발명에 따른 방음벽을 나타낸 정면도이다.

도 13에 나타낸 바와 같이 도로가에 앞뒤로 연통되고 상하 및 좌우로 간격을 두고 설치된 복수의 장착공(212)을 가지는 프레임(210)을 설치하고, 복수의 장착공(212)에 앞에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 방음패널(100)을 용도나 지역에 따라 1겹, 2겹 또는 3결 등으로 중첩 삽입하여 본 발명에 따른 방음벽(200)을 형성할 수 있다.

본 발명자는 위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 방음패널(100)의 활용성을 높이고, 차음하고자 하는 타깃 주파수대에 따라 다양하게 방음패널과 방음벽을 구성하여 활용할 수 있도록 아래와 같은 실험을 실시하였다.

차음성능 경향분석

본 발명에 따른 방음패널(공명형 방음패널임)과 반사형 방음패널 및 필터를 사용한 비공명형 방음패널에 대한 차음성능을 비교해본 결과,

전체적 차음성능은 반사형이 가장 우수하였으며, 약 350Hz 이상의 음역대에서는 필터를 사용한 비공명형보다 공명체임버를 이용한 공명형이 우수한 것으로 나타났고, 공명체임버를 수평으로 분할한 방음패널과 미 분할한 방음패널은 차음성능 및 차단 음역대가 매우 유사한 것으로 나타났다.

그리고 유효 차음 음역대(400Hz~800Hz)에서 두께가 감소할 경우 투과손실 음압이 작아지며, 두께가 증가하면 투과손실 음압이 커지는 양상을 보였고, 직경 100mm, 130mm에서 차음 음역대 500Hz, 630Hz에서 직경에 따른 영향이 적은 것으로 나타났고, 전체적으로는 직경이 커질 경우 투과손실 음압이 작아짐을 확인하였다.

또한, 공명체임버의 부피가 커질수록 저주파(500Hz)음역대의 투과손실 음압이 증가하고, 630Hz~800Hz에서는 공명체임버 부피에 따른 영향이 작았다. 이는 아래 그림들을 참고하면 알 수 있다.

참고그림 1.

방음패널들을 서로 중첩하여 실험해본 결과 반사형 방음패널 대비 투과손실은 아래 그림과 같다.

참고그림 2.

참고그림 3.

참고그림 4.

참고그림 5.

참고그림 6.

각각의 방음패널에 대한 차음시험결과를 정리하면 아래 참고그림과 같다.

참고그림 7.

여기에서, 15A는 구멍 개수가 15개로서 공명체임버를 분할하지 않는 것, 두 번째 숫자 100, 130은 통풍구멍의 직경, 세 번째 숫자 150 등은 방음패널의 두께를 나타내고, 끝에 분수로 표시된 것은 분수로 표시하지 않은 것에 대한 공명체임버의 부피 비를 나타내고, 기타는 참고용으로 표시한 것이다.

위 그림에서, 특히 15A-Multi-240에 대한 케이스 1(case 1)의 경우, 500Hz와 1,000Hz에서는 모두 30dB 이상으로 차음성능이 나타났다. 그리고 500~1600Hz대역의 소음도가 높은 교통소음에 대해서 전반적으로 양호한 차음효과가 나타났고, 더 넓게는 400Hz ~ 5,000Hz 넓은 대역에 걸쳐서도 나름대로의 양호한 차음효과가 나타났다.

차음성능이 충분히 발생되어지는 음역대를 분석한 결과 각각의 음역대에서의 투과손실 음압과 중첩으로 인해 발생하는 투과손실 음압은 약 0.6~0.7의 비가 발생하였다(아래 그림 참고).

참고그림 8.

참고그림 9.

참고그림 10.

아래 그림에서와 같이, 15A-Multi-240의 경우, 500Hz에서는 25dB, 1000Hz에서는 30dB 이상으로 차음성능이 나타났다. 그리고 500~1600Hz대역의 소음도가 높은 교통소음에 대해 전반적으로 양호한 차음효과가 나타났다.

참고그림 11.

차음성능시험에 소결

- 공명체임버 또는 방음패널의 두께가 증가함에 따라 차음성능이 높아짐

- 공명체임버의 부피가 증가함에 따라 차음 음역대가 고주파에서 저주파로 이동함

- 통기구의 직경이 커짐에 따라 차음 음역대는 저주파에서 고주파로 이동하며, 차음성능은 감소함

- 방음판 재질은 SUS > PMMA > Steel(아연도금강판)으로 나타남

- 방음판을 중첩할 경우, 유효차음 음역대에서의 차음성능 합의 약 60%정도의 차음성능이 나타남

- 필터(Filter)를 사용할 경우 공명체임버 두께의 1/2 길이를 갖는 필터가 다소 차음성능이 높음.

추가 시험

본 발명자는 본 발명에 따른 방음패널들의 효과를 살펴보기 위해, 주요 방음패널에 대해 다시 실험을 실시하였다.

1. 시험 목적

방음벽의 소음/풍하중 저감 기술과 관련하여 이전에 진행된 차음성능시험의 결과를 분석하여 가장 뛰어난 차음성능이 예상되어지는 풍하중 저감형 방음패널에 대한 성능평가

2. 시험체

시험체 도면

여기에서, Mix-15A-100-80_2/4_3/4은 통풍구멍 15개, 공명체임버가 분할되지 않은 것으로 통풍구멍 직경이 100, 방음패널 두께가 80인 것으로, 공명체임버의 크기가 방음패널 전체 체적을 15로 나눈 것의 2/4와 3/4으로 형성한 것을 혼합하여 교대로 배치한 것이고, 두 번째 것은 첫 번째 것에서, 공명체임버의 크기를 방음패널 전체 체적을 15로 나눈 것의 4/4와 3/4으로 형성한 것을 혼합하여 교대로 배치한 것이다.

3. 시험 방법

음향감쇠계수측정은 KS F 2808:2011(건물부재의 공기 전달음 차단 성능 시험실 측정 방법)의 시험방법에 따라 음원실과 수음실 사이에 설치한 후, 주파수 범위 100Hz ~ 5000Hz의 광대역 소음을 발생시켜 2개 잔향실내의 평균음압레벨차를 측정하고 수음실의 흡음력을 보정하여 KS F 2808:2011에서 주어진 산출식에 따라 음향감쇠계수를 산출.

3.1 잔향실 평균음압레벨의 측정

시험 중 각 잔향실의 평균음압레벨의 측정을 위한 마이크로폰 위치는 잔향실 마이크로폰 상호간에는 2m이상 거리를 두고, 시험체면 및 벽면으로부터는 1m이상, 음원으로부터는 1m이상 떨어진 5개 지점에서 측정.

3.2 수음실의 등가 흡음력 측정

수음실의 흡음력은 시험체를 설치한 상태에서 측정한 잔향시간의 평균값으로부터 다음 식(1)에 따라 산출하며, 잔향시간 측정은 ISO 3382:1997 (Acoustics - Measurements of the reverberation time of room with reference to other acoustical parameters)을 적용.

A= 0.16V/T -----------------------------------(1)

여기에서,

A : 수음용 잔향실 등가흡음력(m2)

T : 수음용 잔향실 잔향시간(sec)

V : 수음용 잔향실 흡음력(m2)

3.3 음향감쇠계수의 산출

시험체의 음향감쇠계수는 음원실과 수음실의 평균음압레벨을 측정, 음압레벨차를 구하고, 수음실의 흡음력을 측정하여 다음 식 (2)에 의해 산출.

R=L1-L2+10log(S/A) -----------------------(1)

여기에서,

R: 음향감쇠계수(dB), L1: 음원실 평균음압레벨(dB), L2: 수음실 평균음압레벨(dB), S: 시험체의 면적(m2), A: 수음용 잔향실 흡음력(m2)

3.3 측정주파수 범위 : 100Hz ~ 5000Hz

3.4 시험체 설치

시험체틀 내의 개구부에 시험체(1,960mm x 1,000mm)를 실리콘으로 밀실 처리.

3.5 시험 CASE 선정

시험체 차음성능시험 케이스

시험결과

방음패널의 두께가 감소하는 경우 차음효과도 조금 떨어지는 것을 확인하였는 데, 이는 앞에서의 실험과 같다.

위와 같은 실험 내용을 참고하면 본 발명에 따른 방음패널은 설치하고자 하는 장소나 목적 또는 차음하고자 하는 주파수대의 차음 타깃에 따라 기존의 것에 비해 다양한 주파수대의 음파를 차음할 수 있으면서도 용이하게 낮은 단가로 통풍형 방음벽을 시공할 수 있다.

본 발명은 도로나 철도의 가장자리를 따라 설치되는 풍하중 저감형 방음벽을 시공하는 데 사용되는 방음패널을 만드는 데 이용될 가능성이 있다.

100: 방음패널 110: 제1방음판
112: 제1통풍구멍 120: 제2방음판
122: 제2통풍구멍 130: 제1체임버 형성부재
140: 제3방음판 142: 제3통풍구멍
150: 제2체임버 형성부재 160: 관형필터
200: 방음벽 210: 프레임
212: 장착공 C1: 제1체임버
C2: 제2체임버

Claims (16)

1. 제1통풍구멍이 뚫린 제1방음판;
   상기 제1방음판과 간격을 두고 배치되고 제2통풍구멍이 뚫린 제2방음판; 및
   상기 제1방음판과 상기 제2방음판 사이에 설치되고 일단은 상기 제1통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 상기 제2통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되어 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍 사이의 공간 주변을 둘러싸 제1공명체임버를 형성하는 제1체임버 형성부재를 포함하고,
   상기 제1방음판에는 상기 제1통풍구멍이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있고, 상기 제2방음판에는 상기 제2통풍구멍이 간격을 두고 복수 개 형성되어 있고, 상기 제1체임버 형성부재는 상기 제1방음판과 상기 제2방음판 사이의 공간을 복수 개로 구획하여 각각의 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍의 대응 위치에 상기 제1공명체임버를 각각 형성하는 풍하중 저감형 방음패널에 있어서,
   상기 제1공명체임버는 외곽이 정사각형인 체임버와 상기 외곽이 정사각형인 체임버보다 크고 인접한 상기 외곽이 정사각형인 체임버와 접하는 부분에서 변을 서로 공유하는 외곽이 팔각형인 체임버가 상하와 좌우로 교대로 배치되어 동일한 하나의 층에서 크기와 모양이 서로 다른 2종류의 공명체임버를 가지고,
   상기 외곽이 팔각형인 체임버는 인접한 다른 외곽이 팔각형인 체임버와 접하는 부분에서 변을 서로 공유하고,
   상기 제1체임버형성부재에는 상기 제1공명체임버 내부로 유입된 빗물이 외부로 빠질 수 있도록 하기 위한 배수공이 형성된 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
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8. 제1항에서,
   상기 제1방음판과 상기 제1체임버 형성부재는 플라스틱 재료로 만들어지고, 금형을 통해 일체로 성형된 것임을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
9. 제1항 또는 제8항에서, 상기 제1통풍구멍과 상기 제2통풍구멍을 연결하여 공기나 바람의 통과를 허용하고 상기 제1체임버 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 관형필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
10. 제9항에서, 상기 관형필터는 상기 제1통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 일단을 지지하는 제1고정구와 상기 제2통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 타단을 지지하는 제2고정구 및 상기 제1고정구와 상기 제2고정구 사이에 설치되어 상기 관형필터의 양단 사이를 지지하는 필터지지부재 통해 설치된 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
11. 제1항 또는 제8항에서,
    상기 제1방음판 반대편에서 상기 제2방음판과 간격을 두고 배치되고 복수의 제3통풍구멍이 뚫린 제3방음판; 및
    상기 제2방음판과 상기 제3방음판 사이에 설치되고 일단은 상기 제2통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되고 타단은 상기 제3통풍구멍 둘레의 폐경로를 따라 배치되어 상기 제2통풍구멍과 상기 제3통풍구멍 사이의 공간 주변을 둘러싸 제2공명체임버를 형성하는 제2체임버 형성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
12. 제11항에서, 상기 제1통풍구멍 내지 상기 제3통풍구멍을 연결하여 공기나 바람의 통과를 허용하고 상기 제1체임버와 상기 제2체임버 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 관형필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
13. 제12항에서, 상기 관형필터는 상기 제1통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 일단을 지지하는 제1고정구와 상기 제3통풍구멍에 결합되어 상기 관형필터의 타단을 지지하는 제2고정구 및 상기 제1고정구와 상기 제2고정구 사이에 설치되어 상기 관형필터의 양단 사이를 지지하는 필터지지부재를 통해 설치되어 있고,
    상기 제1방음판, 상기 제2방음판 및 상기 제3방음판의 가장자리를 서로 연결하여 지지하는 연결지지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
14. 제11항에서, 상기 제1체임버 형성부재, 상기 제2방음판 및 상기 제2체임버 형성부재는 플라스틱으로 만들어지고, 금형을 통해 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
15. 제1항 또는 제8항의 풍하중 저감형 방음패널 2개를 중첩한 상태로 결합하여서 구성되고,
    중첩된 2개의 상기 풍하중 저감형 방음패널의 서로 접하는 부분의 제1통풍구멍과 제2통풍구멍은 서로 통하게 연결된 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음패널.
16. 앞뒤로 연통되고 상하 및 좌우로 간격을 두고 설치된 복수의 장착공을 가지는 프레임; 및
    상기 복수의 장착공에 각각 삽입되어 결합된 제1항 또는 제8항의 풍하중 저감형 방음패널들을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍하중 저감형 방음벽.

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