KR19980072176A - 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판 및 그 방음판을 이용한 방음벽의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지 기둥 프레임 사이에 방음판이 다수개 적층되어 형성된 방음벽에 있어서, 상기 방음판은 전면에는 양각 및 음각에 의한 다양한 형상과 후면에는 공기층이 형성되어 있어 저주파수에서 고주파수의 넓은 범위의 소음을 흡음 차단할 수 있고, 필요시 각 주파수대에 적합한 소음감쇄재를 선택 사용할 수 있어 높은 소음 차단 효과를 나타내는 방음판 과 그 방음판을 이용한 방음벽에 관한 것이다.

본 발명은 다공성 흡음층의 후면과 밀도가 큰 고강도 콘크리트로된 차음층의 전면이 콘크리트 접착제로 접착되어 형성된 것을 특징으로하는 흡음, 차음성 칼라 콘크리트 방음판으로 구성되어 있으며 또한 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지기둥 프레임 사이에 방음판을 다수개 적층하여 방음벽을 제조하는 방법에 있어서, 방음판으로 상기 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판을 이용하는 것을 특징으로 하는 방음벽 제조 방법으로 구성되어 있다.

Description

흡음, 차음성 칼라 콘크리트 방음판 및 그 방음판을 이용한 방음벽의 제조 방법

본 발명은 고속도로, 도심지내 자동차 전용 도로, 철로변, 공사장, 정비소, 공장 등 소음 발생이 큰 지역이나 주거지역의 담, 아파트의 울타리, 공원의 담 등 주위 환경과 조화를 이루어야 하는 지역에서 사용할 수 있는 방음벽 제조 방법에 관한 것이다.

교통량이 증가함에 따라 도로 주변 지역의 소음 레벨은 일반적으로 증가한다. 최근 외국에서 행해진 지역 소음 조사에 따르면 소음 레벨은 매년 1db에 가까운 비율로 증가하고 있으며, 이러한 증가의 주 요인은 교통량 증가에 기인한 것으로 보고 있다. 따라서 교통량이 급속하게 증가하고 있는 우리 나라의 경우도 신도시 건설이나 신설 도로의 주요 환경 파라메터로서 교통 소음을 고려하여야 하며, 기존 도로변 지역에 대한 교통 소음 저감 대책도 적극적으로 강구해야 할 실정이다. 교통 소음의 저감 대책을 검토하기 위해서는 교통 소음이 어떻게 발생, 전파되어 영향을 미치는지 충분히 이해할 필요가 있다. 이와 같은 과정을 개념적으로 정리하면 표 1과 같다.

방음벽 등의 방음 시설을 통한 교통 소음의 저감은 소음의 전달 경로 상에 장해물을 설치하여 소음이 직접 전달되지 못하고 우회 경로를 통하여 전달되도록 함으로서 얻어진다. 이와 같은 음의 전파를 회절이라고 하며, 방음벽 등의 방음 시설은 기본적으로 이러한 음의 회절 현상에 의한 감쇠를 이용한 것이다.

도로와 인접 지역 사이에 장애물이 없는 경우, 소리는 소음 원으로부터 수음 점에 직접적인 경로로 전달된다. 그러나 소음 원과 수음점 사이에 장애물이 있는 경우에 소음 원으로부터 발생한 소음은 장애물의 상단을 회절하여 수음점에 도달하는 회절 경로와 장애물 자체를 통과하여 전달되는 투과 경로, 장애물에 의한 반사 경로 등 몇 가지 경로로 나누어 전달되는데, 방음벽에 의한 소음 감쇠량은 방음벽의 높이에 의하여 결정되는 회절 감쇠가 대부분을 차지한다. 그러나 방음벽은 음원과 접한 면의 상태에 따라 벽 주변의 소음의 영향이 다소 달라진다. 이를 이용하여 방음벽의 효과를 극대화하기 위하여 여러 가지 형태의 벽면이 사용된다. 방음벽은 벽면 또는 벽 상단의 음향 특성에 따라 ＜표 2＞와 같이 구분된다.

그러면 종래 흔히 사용되고 있는 방음벽을 도면 1을 통해 살펴보기로 한다. 종래 방음벽은 도면 1의 (A)와 같이 전면에 흡음을 위한 일정 규격의 구멍이 뚫린 알루미늄 방음판(3)을 기초 콘크리트 지지대(1)상에 일정 간격으로 세워 설치된 지지 기둥 프레임(2) 사이에 조립식으로 끼워 적층하여 설치된다. 이러한 알루미늄 방음판은 단순하고 척박한 느낌을 주어 오히려 주변 주민들에게 흉물스럽게까지 비치는 경우가 빈번했다.

이 밖에도 도면 1의 (B)와 같이 기초 콘크리트 지지대(1) 상에 투명세라믹 글래스판(4)을 지지 기둥 프레임(2)사이에 적층 설치한 형태의 투명 방음벽이 있다. 이러한 투명 방음벽의 소재로는 강화 유리, 폴리카보네이트, 아크릴, 세라믹글래스 등이 있는데, 이들이 투명 방음벽으로 이용되기 위해서는 각각 가시광선 투과율, 표면 강도, 소음 투과 손실, 내후성, 내화학성 등이 기준치 이상 되어야 하나, 이렇게 제조된 투명 방음벽은 고가라는 문제가 있어 이용되기가 힘든 실정이다. 따라서 현재 이용되고 있는 투명 방음벽은 소음을 반사시키는 단순 차단막의 기능만을 가져 흡음 효과는 거의 없고, 다만 시야만을 좋게 할 목적으로 제공되고 있는 실정이다. 그러나 상기 투명 방음벽도 시간이 지나면서 점차 투박해진다는 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 기존의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 기존 제품은 발생하는 소음을 차단하거나 흡음하는 한가지 기능으로만 소음을 감쇠시키고 단순하고 투박한 모양이었으나, 본 발명의 방음판은 차단 및 흡음성 방음판으로 다양하고 선명한 색상과 문양으로 제조가 가능케 됨으로서 도시 환경 미화에 효과가 있는 색상을 살려 잿빛 도시에 살고 있는 인간에게 자연의 숨결을 느낄 수 있는 환경친화적인 방음벽을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도면 1은 종래의 방음벽으로

(A)는 알루미늄 방음판을 사용한 방음벽의 사시도

(B)는 투명 세라믹 글래스판을 사용한 방음벽의 사시도

도면 2는 본 발명에 따른 방음판의 사시도로

(A)는 후면에서 본 분해 사시도

(B)는 전면에서 본 분해 사시도

도면 3은 본 발명의 방음판을 이용한 방음벽의 사시도

(A)는 세로 방향 양각부가 형성된 방음판을 이용한 방음벽

(B)는 사선 방향 양각부가 형성된 방음판을 이용한 방음벽

도면 4는 본 발명의 방음판과 투명방음판 및 식물을 조합하여 방음벽을 구성한 시공예

본 발명은 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지기둥 프레임 사이에 방음판이 다수개 적층되어 형성된 방음벽에 있어서, 상기 방음판은 전면에는 양각 및 음각에 의한 다양한 형상과 후면에는 공기층이 형성되어 있어 저주파수에서 고주파수의 넓은 범위의 소음을 흡음 차단할 수 있고, 필요시 각 주파수대에 적합한 소음감쇄재를 선택사용할 수 있다.

상기 방음판은 다공성 흡음층의 후면과 밀도가 큰 고강도 콘크리트로 된 차음층의 전면이 콘크리트 접착제로 접착되어 형성된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라 콘크리트 방음판과, 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지기둥 프레임 사이에 방음판을 다수개 적층하여 방음벽을 제조하는 방법에 있어서, 방음판으로 상기 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판을 이용하는 것을 특징으로 하는 방음벽 제조 방법으로 구성되어 있다.

이러한 본 발명을 도면 2 내지 4에 의거 보다 자세히 살펴보면, 도면 2는 본 발명에 따른 방음판의 사시도이고, 도면 3은 본 발명의 방음판을 이용한 방음벽의 사시도이며, 도면 4는 본 발명의 방음판과 투명방음판 및 식물을 조합하여 방음벽을 구성한 시공 예이다.

본 발명에 따른 방음벽은 기초 콘크리트 지지대(1) 상에 일정 간격으로 하면 이 고정된 상태로 세워진 복수의 지지 기둥 프레임(2)의 양측면에 각각 형성된 요홈에 방음판(8)을 수개 끼워 적층함으로서 형성된다.

상기의 방음판은 1면이 일정 두께로 된 단일 크기의 골재와 결합재를 사용하여 연속공극을 형성시킨 다공성으로 된 흡음층(5)으로, 흡음이 이루어지도록 구성된다.

흡음층의 전면에는 양각 및 음각의 형상이 다양하게 형성되어 있고, 그 후면에는 일정 깊이의 공기층(10)이 다수 형성되어 있다. 상기 공기층은 저주파수에서 고주파수의 넓은 범위의 소음을 흡음 가능하므로, 다공층과 더불어 흡음 성능을 대폭 향상시킨다. 흡음층의 전면부는 예로서 도면 3의 (A)에서와 같이 세로 방향으로 구성될 수도 있고, (B)에서와 같이 사선 형태로 구성할 수도 있다. 물론 나선 형상 등 다양한 형상으로도 제작될 수 있을 것이다.

이러한 다공성으로 된 흡음층은 입도 1번, 입도 2번으로 나눌 수 있는 인공 경량 골재 또는 자연 골재 90∼95%에 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스터 등과 같은 유기질 계의 결합재 5∼10%를 혼합하거나, 인공 경량 골재 또는 자연 골재 70∼85% 에 시멘트와 같은 무기질계의 결합재를 10∼25%에 물 5%가 혼합되어 제조된다. 이렇게 제조된 흡음층은 약 15∼20%의 연속 공극이 형성된 다공성의 콘크리트로 된다.

상기 흡음층의 경량 골재의 입도 분포 및 그 배합비는 표 3 및 표 4에 자세히 나타나 있다. 이렇게 형성된 다공성 흡음층은 주위 경관과 설치 목적에 따라 저렴한 비용으로 다양한 형상(목재의 질감, 태극 모양, 福자 무늬, 양각, 음각 등)과 총천연색의 칼라 표현도 가능하며, 이러한 형상이나 칼라는 흡음성능에 아무런 영향을 주지 않는다.

흡음층의 칼라는 투명 폴리머에 유기질 및 무기질 안료를 첨가, 배합하여 흡음층에 도포된다. 상기 무기질 안료로 이산화 티탄(TiO₂)을 이용하면 백색을, 산화철 적(Fe₂O₃)을 사용하면 적색을, 산화철 황(Fe₂O₃)은 황색, 산화 크롬(Cr₂O₃)은 녹색, Prussian Blue는 청색을 표출 할 수 있으며, 유기질 안료로 Phthalocyanine Blue을 이용하면 청색, Azo Pigment는 황색, Toluidine Red는 적색을 표출할 수 있을 것이다.

그리고 다공성으로 된 표면은 흡음의 역할과 함께 담쟁이덩굴 등이 잘 확산 될 수 있는 여건을 만들어 주므로 무미 건조하고 딱딱한 방음벽의 이미지를 탈피하여 자연 친화형 방음벽을 형성할 수 있게 해준다.

흡음층(5)과 후면 차음층(7)은 콘크리트 접착제로 결합되며 차음층(7)은 완전 차음 기능과 방음판의 형상을 유지하는 구조물 역할을 병행해야 하므로, 동 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 고강도 콘크리트 또는 가압 레진 콘크리트 등으로 제조된다.

상기 흡음층(5)과 차음층(7)은 방음판의 강도나 흡음 및 차단성을 고려할 때, 그 두께 비가 2:1 정도로 되는 것이 바람직한데, 도면 2에서처럼 전체 두께 15cm 중 10cm의 흡음층(5)과 5cm의 차음층(7)으로 이루어져 있으며, 흡음층과 차음층 사이에는 5cm 깊이의 요홈으로 된 다수의 공기층(10)이 형성되어 있어 저주파수에서 고주파수의 넓은 범위의 소음을 흡음 할 수 있다. 또한 상기 공기층(10)에는 다양한 주파수대의 소음에 적합하도록 빈공간 대신 스티로폴, 스펀지, 석면 등과 같은 소음 감쇄재(6)가 삽입되어 구성되는데, 흡음층이 다공성이므로 물에 의한 영향을 받지 않도록 발수처리한다.

또한 본 발명에 의한 방음판은 이상에서 설명한 것처럼 전면에만 흡음층이 형성될 수도 있고, 차음층 후면에 흡음층이 추가된 양면이 흡음층으로 구성된 방음판을 형성할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 방음판을 이용하여 방음벽을 형성할 때 도면4에서 처럼 방음벽 앞 노견에 1m간격으로 담쟁이 등의 덩굴 식물을 식재하거나, 중간 중간에 현재 일반적으로 사용되고 있는 투명 세라믹 글라스로 된 방음판(9)을 끼워 넣으면 한층 더 주위 경관과 조화를 이루는 방음벽을 형성할 수도 있다.

본 발명의 흡음, 차음성 칼라 콘크리트 방음판은 순수 국산 재료를 100% 사용하고, 기존의 반사형 콘크리트 방음판과는 달리 소음을 벽면에서 80%이상 흡음 차단하는 놀라운 방음 성능과 타 재료의 방음벽에 비하여 월등히 경제적으로 설치가 가능한 제품이다.

본 발명의 효과는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 첫 번째로는 흡음성을 비롯한 방음 성능이고, 두 번째로는 구조 재료가 나타낼 수 있는 환경 친화성이다. 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

흡음성능을 상세히 살펴보면 기존 제품은 흡음 또는 반사의 한가지 기능으로만 구성되어 있으나, 본 발명의 방음판을 이용한 방음벽은 흡음 및 차음의 기능을 갖도록 구성되어 있어 종래 제품보다 월등히 높은 방음효과를 나타낸다. 이를 정량적으로 살펴보면 일반적으로 소음원에서 소음이 100db로 가정할 때 종래 제품은 소음원에서의 반사음이 80db이하이고, 방음벽 반대편에서는 60db이하이나, 본 발명의 방음판을 이용한 방음벽은 소음원에서의 반사음이 40db이하이며, 방음벽 반대편에서는 20db이하로서 차음 및 방음 성능이 종래 제품에 비해 탁월하다.

또한 현재의 단순 구조의 방음벽에서 탈피하여 본 발명은 전체적으로 주변 경관과 잘 조화를 이루고 미적으로 우수하게 구성되어 있다. 이를 위해서는 방음벽의 색상, 식수대 조성, 넝쿨 식물 식재, 투명 방음판과 불투명 방음판의 조합, 방음벽의 단부 및 연결부에 화분 설치, 특수문양 방음판의 사용을 고려할 수 있으며, 길이 방향으로 단차가 있는 굴절 방음벽의 연결 부위를 고무 패킹을 이용하여 매끄럽게 연결하였고, 또한 방음벽의 후면에도 반대편에서 시각적으로 양호할 수 있도록 각종색상이 있는 문양을 삽입하며 화려할 뿐만 아니라 주변 경관과 조화를 이룰 수 있게 구성되어 단순 방음벽이 아닌 주위환경에 어울리는 구조물로서 그 기능을 살릴 수 있다.

Claims (10)

1. 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지기둥프레임 사이에 방음판이 다수개 적층되어 형성된 방음벽에 있어서, 상기 방음판(8)은 그 후면에 요홈으로 된 다수의 공기층(10)이 형성되어있는 다공성의 콘크리트로 형성된 흡음층(5)과 고강도 콘크리트로 된 차음층(7)으로 구성되어 콘크리트 접착제로 접착 형성된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
2. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 흡음층(5)은 경량 골재에 시멘트와 같은 무기질 계의 결합재와 물을 첨가하여 형성된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
3. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 흡음층(5)은 경량 골재를 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스터 등과 같은 유기질 계의 결합재와 혼합하여 형성된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
4. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 차음층 양면에 흡음층이 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
5. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 흡음층의 전면에는 양각 또는 음각부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
6. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 흡음층에 칼라 색상이 도포된 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
7. 청구항 제 6항에 있어서, 상기 칼라 색상은 투명 폴리머에 유기질 또는 무기질 안료가 첨가된 재료를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
8. 청구항 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡음층의 후면 공기층(10)에 발수처리가 된 스티로플, 스펀지 또는 석면등으로 된 소음감쇄재(6)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 흡음, 차음성 칼라콘크리트 방음판
9. 기초 콘크리트 지지대 상에 일정 간격으로 세워진 지지기둥프레임 사이에 방음판을 다수개 적층하여 방음벽을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방음판으로 청구항 제1항에 기재된 방음판을 이용하는 것을 특징으로 하는 방음벽 제조 방법
10. 청구항 제 9항에 있어서, 상기 방음판의 일부를 투명 방음판으로 대체한 것을 특징으로 하는 방음벽 제조 방법