KR20020072345A - 흡음형 방음패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음형 방음패널에 관해 제시한다. 본 발명은 다수의 음파 유입용 슬롯을 갖는 전면판과, 이 전면판과 함께 내부에 공간을 형성하는 배면판 및 공간에 수용되는 흡음재를 구비하는 흡음형 방음패널에 있어서, 흡음재의 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 구성된다. 돌기는 흡음재의 전면과 후면에 형성되고, 흡음재의 주변에 복수의 음파 유도홈이 일정간격으로 형성되어 전면판의 슬롯으로 유입된 음파의 일부가 흡음재의 후면쪽으로 유도된다. 흡음재는 필요에 따라 다층으로 적층될 수도 있으며, 이 경우 각 흡음재 사이에 돌기에 의한 공기층이 형성되므로 흡음면적이 극대화된다. 본 발명은 흡음재의 표면적이 증가되어 음파가 실제로 부딪치는 흡음면적이 크게 확대됨은 물론 그 표면에 부딪친 음파가 돌기들에 의해 난반사됨으로써 대부분 흡음재로 재입사되어 소멸되게 되므로 방음벽의 흡음성능을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

Description

흡음형 방음패널{Sound absorption type soundproofing panel}

본 발명은 방음벽용 방음패널(soundproofing panel)에 관한 것으로서, 보다상세하게는 흡음재의 표면에 다수의 돌기를 형성하여 흡음면적을 확대시킴으로써 높은 흡음성능을 발휘할 수 있도록 된 흡음형 방음패널에 관한 것이다.

일반적으로 도로변이나 철도변에서는 차량 통행으로 인한 소음이 매우 심해 그 인접지역에 거주하는 사람들은 극심한 소음공해에 시달리게 된다. 또한, 대형 공장 등의 주변도 마찬가지로 공장가동에 따른 소음피해의 대상이 되고 있음은 물론이다. 이 같은 소음문제는 산업화 및 도시화에 따라 점차 악화되고 있는 추세에 있다. 이에 따라 주거지역에 인접한 도로변과 철도변 등에는 인접지역으로의 소음확산을 차단하기 위한 방음벽이 설치되고 있다. 이러한 방음벽은 상호 조립 가능한 적정크기의 패널들로 구성하여 기초 콘크리트에 일정 간격으로 설치된 H빔 등의 지주들 사이에 적층형태로 설치함으로써 벽체를 구성하게 된다.

한편, 방음벽은 소음차단 방식에 따라 반사형과 흡음형으로 대별된다. 반사형은 차량에서 나온 소음을 방음벽에 의해 반대쪽으로 반사하는 방식으로 강변도로에 접한 아파트처럼 도로 한쪽편에만 주거지가 있는 경우에 도로와 주거지 사이에 설치된다. 반면, 흡음형은 음파를 내부 흡음재에 의해 자체적으로 흡수, 감소시키는 방식으로 도로의 양쪽에 주거지역이 있는 경우에 설치되며, 차량 소음은 방음벽에 부딪힌 후 에너지를 잃어 반사되는 소음레벨 자체가 감소된다.

흡음형 방음패널은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 갤러리(gallery)형의 슬롯(slot:2)을 다수 갖는 전면판(1)과 배면판(3) 사이에 글래스 울(glass wool)이나 폴리에스터 등과 같은 흡음재(5)를 내장하고 있으며, 흡음재(5)와 배면판(3) 사이에 비이드(bead:4)에 의한 공기층(6)을 형성하고 있다. 이에 따라 전면판(1)의슬롯(2)으로 유입된 음파가 흡음재(5)의 전면에 부딪쳐 일부는 반사되고 일부는 흡음재(5)를 투과하게 된다. 흡음재(5)로 투과된 음파는 일부가 열에너지로 소멸되어 1차 감쇠된 후 배면판(3)에서 반사되어 다시 흡음재(5)로 입사하게 된다. 이 때, 일부가 배면판(3)과 흡음재(5)간을 오가면서 에너지를 잃고, 이후 전술한 전파과정을 반복함으로써 소음을 흡수 차단하게 된다.

이와 같이 방음패널로 유입된 소음은 흡음재(5)의 표면을 지나면서 감쇠되기 때문에 방음벽의 흡음성능은 음파가 실제적으로 만나게 되는 흡음재(5)의 표면적과 비례하게 된다. 그러나, 종래 방음패널의 흡음재(5)는 전 표면이 편평하게 형성되어 있을 뿐만 아니라 그 주변 전체가 측판(7)에 밀착되는 구조이므로 음파가 실제로 만나는 흡음재(5)의 표면적은 그 전면(前面)의 면적에 불과하다. 따라서, 흡음재(5)의 전체 표면적이 흡음면적으로 사용되지 못하게 됨은 물론 흡음재(5)의 전면에서 반사된 음파가 흡음재(5)로 재진입하기 어려워 그만큼 흡음재(5)의 효율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.

또한, 흡음재(5)로 주로 사용되는 글래스 울은 눈이나 비 등에 의한 습기의 차단과 유리섬유의 비산을 막기 위해 외부를 폴리 비닐 등의 얇은 필름으로 감싸게 되는 바, 고주파수 대역에서 흡음성능이 급격히 떨어지며 구조적으로 충격에 매우 취약한 단점도 있다. 특히, 위와 같은 흡음형 방음벽 구조로 얻을 수 있는 최대 흡음률이 제한된다는 단점이 있으며, 현재 표준형으로 널리 사용되는 두께 100㎜의 방음벽은 NRC 기준으로 대략 0.70~0.75의 흡음률을 보이고 있는 실정이다.

한편, 흡음의 가장 중요한 요소로는 흡음성능이 뛰어난 재질의 선택과 흡음재의 두께 및 흡음 면적의 증가, 주위를 둘러싼 프레임 구조의 음향학적인 설계를 들 수 있는데, 저가의 고흡음성 재질의 출현 기대는 요원하고 흡음재(5)의 두께도 사실상 제한되어 있어 방음벽의 흡음성능 향상은 대부분 방음패널의 구조 등 음향학적 변수에 의존하고 있다.

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 흡음재의 표면적 증가에 의해 음파가 실제로 부딪치는 흡음면적을 확대시킴으로써 흡음성능을 크게 향상시킬 수 있는 흡음형 방음패널을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 측면의 음파 유도홈을 통해 흡음재의 전체 표면적에서 음파를 흡수함으로써 흡음성능을 향상시킬 수 있는 흡음형 방음패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 흡음재를 다층으로 배열할 경우 흡음면적이 대폭 확대되어 특히 우수한 흡음성능을 발휘할 수 있는 흡음형 방음패널을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 흡음형 방음패널의 일례를 나타낸 분해 사시도,

도 2의 도 1의 결합상태 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 흡음형 방음패널을 나타낸 분해 사시도,

도 4는 도 3의 결합상태 단면도,

도 5는 본 발명의 소음 흡수작용을 나타낸 도 4의 부분 발췌도,

도 6은 도 4의 흡음재를 다층으로 설치한 상태를 나타낸 단면도,

도 7은 도 6의 소음 흡수작용을 나타낸 부분 발췌도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 전면판12: (전면판의) 슬롯

13: 배면판15, 15′: 흡음재

16, 16′: (흡음재의) 돌기17: (흡음재의) 음파 유도홈

19, 29: 공기층

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 흡음형 방음패널은, 다수의 음파 유입용 슬롯을 갖는 전면판과, 이 전면판과 함께 내부에 공간을 형성하는 배면판 및 공간에 수용되는 흡음재를 구비하는 흡음형 방음패널에 있어서, 흡음재의 표면에 다수의 돌기들이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 돌기가 흡음재의 전면과 후면에 형성되고, 흡음재의 주변에 복수의 음파 유도홈이 일정간격으로 형성되어 전면판의 슬롯으로 유입된 음파의 일부를 흡음재의 후면쪽으로 유도한다.

이에 따라 본 발명은, 흡음재의 표면적이 증가되어 음파가 실제로 부딪치는 흡음면적이 크게 확대됨은 물론 그 표면에 부딪친 음파가 돌기들에 의해 난반사됨으로써 대부분 흡음재로 재입사되어 소멸되게 되므로 방음벽의 흡음성능 향상에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 3 및 도 4에서, 본 발명에 의한 흡음형 방음패널은 다수의 갤러리형 음파 유입용 슬롯(12)이 형성된 전면판(11)과, 이 전면판(11)의 후방에 일정 간격으로 위치되어 전면판(11)과 측판(18)을 통해 조립되는 배면판(13) 및 전면판(11)과 배면판(13)이 이루는 내부 공간에 수용되어 음파를 흡수하는 흡음재(15)로 이루어진다. 배면판(13)의 중간에는 흡음재(15)을 접촉 지지함과 동시에 그 강도를 보강하는 비이드(14)가 벤딩 형성된다. 이에 따라 배면판(13)과 흡음재(15) 사이에는 약 2㎝ 내지 3㎝의 간격의 공기층(19)이 형성되는데, 이 공기층(19)은 저주파수, 특히 200㎐~250㎐대의 음파 흡수에 매우 중요한 역할을 한다.

전면판(11)은 내식성과 함께 슬롯(12)의 용이한 가공을 위해 알루미늄으로 구성되는 반면, 배면판(13)과 측판(18)은 내식성이 우수하면서 음파 투과율이 비교적 낮은 아연강판으로 구성된다.

흡음재(15)는 주변이 측판(18)에 밀착되는 판상의 육면체로 이루어지되, 그전면과 후면에는 본 발명의 특징에 따라 다수의 돌기(16)들이 각각 형성된다. 그리고, 흡음재(15)의 주변에는 측판(19)과 흡음재(15) 사이로 음파가 통과할 수 있도록 안내하는 복수의 음파 유도홈(17)들이 일정 간격으로 형성된다. 여기서, 음파 유도홈(17) 대신 흡음재(15)의 주변에도 돌기(16)들을 형성하여 음파가 공기층(19) 쪽으로 통과될 수 있는 통로를 확보할 수도 있음은 물론이나, 보다 확실한 음파의 통과를 위해 도시된 바와 같이 음파 유도홈(17)을 형성하는 것이다. 이에 따라 본 발명에 사용되는 흡음재(15)는 글래스 울과 달리 별도의 보호피막이 필요 없으면서 가공이 용이한 폴리우레탄 폼 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 방음패널은, 돌기(16)들에 의해 흡음재(15)의 표면적이 동일 크기의 종래 것에 비해서 크게 확대됨은 물론 흡음재(15)의 전체 표면에서 음파의 흡수작용이 일어나게 되어 흡음성능이 현저히 증가하게 된다.

즉, 도 4에서 전면판(11)의 슬롯(12)을 통해 내부로 유입된 음파의 대부분은 흡음재(15)의 전면에 부딪쳐 일부는 반사되고, 또 그 일부는 흡음재(15)를 투과하며 열에너지로 흡수된다. 이 때, 흡음재(15)의 표면이 다수의 돌기(16)들로 이루어져 있는 바, 도 5에 도시한 바와 같이 인접한 돌기(16)에서 반사된 음파들이 서로 간섭을 일으켜 상쇄되거나 그 크기가 줄어든 후 다시 흡음재(15) 내부로 투과되어 흡수된다. 그리고, 슬롯(12)를 통해 유입된 음파의 일부는 흡음재(15)의 주변에 형성된 음파 유도홈(17)들을 통과하면서 일부는 흡음재(15)에 투과되어 흡수되고, 일부는 공기층(19) 영역으로 들어가 배면판(13)과 흡음재(15) 사이를 오가면서 에너지를 잃게 된다. 한편, 흡음재(15)를 투과하거나 음파 유도홈(17)을 통해공기층(19)으로 유입된 후 배면판(13)에서 반사되어 흡음재(15)의 배면으로 입사되는 음파 역시 흡음재(15)의 배면에 형성된 돌기(16)들에 부딪치게 됨으로써 전술한 전파과정에 의해 대부분 흡수 소멸되게 된다.

따라서, 흡음재의 표면이 평면이 종래에 비해 소음 흡수율이 크게 증가하는 것이다. 예컨대, 표면이 평면인 것에 대해 반경 1㎝의 반구로 표면을 올록볼록 하게 형성한 경우 표면적이 약 78% 증가하며, 이는 흡음능력이 더욱 더 커짐을 의미한다.

한편, 도 6에는 전술한 실시예에서 흡음재(15)를 복층으로 배열한 구성을 도시하고 있다. 이 경우 각 흡음재(15)의 전후면 모두에 돌기(16)들을 형성할 수도 있으나, 최전방에 위치되는 흡음재(15)를 제외한 그 뒤쪽으로 위치되는 흡음재(15′)들은 배면에만 돌기(16′)를 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 각 흡음재(15)(15′)들 사이에는 별도의 구조물 없이도 돌기(16)에 의해 일정한 공기층(20)이 형성된다. 이러한 구성의 실시예는 흡음면적이 극대화되어 음파 흡수능력이 더욱 확대된다.

즉, 도 7에 잘 도시한 바와 같이 전면판(11)의 슬롯(12)을 통해 유입된 음파가 첫 번째 흡음재(15)의 전면에 형성된 돌기(16)에 의해 1차 상쇄 및 흡수되고, 흡음재(15)를 투과하면서 2차 흡수되며, 흡음재(15)를 통과한 음파는 후속하는 흡음재(15′)의 전면에 도달하여 1차 흡수와 마찬가지 원리에 의해 추가적인 흡수가 이루어진다. 이 후 연속된 흡음재(15′)에 의해 동일한 작용으로 잔여 음파의 상쇄 및 흡수가 연이어서 진행된다. 그리고, 슬롯(12)으로 유입된 후 흡음재(15)의 음파유도홈(17)으로 유입된 음파는 두 흡음재(15)(15) 사이에 형성된 공기층(20) 및 후방 흡음재(15′)와 배면판(13)간의 공기층(19)에 도달하여 같은 원리에 의해 음의 상쇄 및 흡수가 이루어진다. 한편, 흡음재(15)(15′)들을 투과하거나 음파 유도홈(17)을 통해 배후의 공기층(19)으로 유입된 후 배면판(13)에서 반사되어 흡음재(15′)의 배면으로 입사되는 음파 역시 흡음재(15′)의 배면에 형성된 돌기(16′)들에 부딪치게 됨으로써 전술한 전파과정에 의해 대부분 흡수 소멸되게 된다.

따라서, 전술한 단일 흡음재(15)에 비해 더욱 향상된 흡음능력을 발휘하게 되는 것이며, 같은 방법으로 흡음재를 여러 장 배열하면 흡음면적을 임의로 크게 확장할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 흡음재의 표면적이 증가되어 음파가 실제로 부딪치는 흡음면적이 크게 확대됨은 물론 그 표면에 부딪친 음파가 돌기들에 의해 난반사됨으로써 대부분 흡음재로 재입사되어 소멸되게 되므로 방음벽의 소음 흡수율을 극대화시킬 수 있게 된다.

또한, 단층 흡음재를 흡음재를 사용할 경우에는 기존의 방음벽 프레임을 그대로 사용할 수 있기 때문에 유지, 보수면에서도 큰 경제적 이점이 있으며, 다층 흡음재로 구성할 경우에는 각 흡음재들 사이에 형성되는 공간으로 인해 흡음면적이 대폭 증가하게 되어 방음벽의 설치장소 여건에 따라 흡음재의 층수를 조절함으로써 흡음면적을 적절히 변화시킬 수 있으므로 방음벽의 설계와 제작도 용이한 장점이 있다.

Claims (3)

1. 다수의 음파 유입용 슬롯을 갖는 전면판과, 이 전면판과 함께 내부에 공간을 형성하는 배면판 및 상기 공간에 수용되는 흡음재를 구비하는 흡음형 방음패널에 있어서,

   상기 흡음재의 표면에 다수의 돌기들이 형성된 것을 특징으로 하는 흡음형 방음패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌기가 흡음재의 전면과 후면에 형성되고, 흡음재의 주변에 복수의 음파 유도홈이 일정간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 흡음형 방음패널.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡음재가 복수층으로 적층되어 각 흡음재 사이에 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 흡음형 방음패널.