KR200212387Y1 - 슈퍼 흡음형 방음벽 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 고속철도, 고속전철 등과 같이 넓고 높은 주파수에서 발생되는 높은 소음을 효과적으로 흡수할 수 있고, 고속으로 주행 및 교행에 따른 내구성과 안정성이 유지되도록 구조적 강도를 향상시킨 슈퍼 흡음형 방음벽 패널을 제공한다.

이 방음벽 패널은, 발생원의 소음을 효율적으로 흡수할 수 있도록 전면부의 면적을 증가시킨 굴곡진 톱니형 전면판(10)과 , 그 전면판 이면에 배치되는 흡음재(30,31) 및 구조적 강도를 높인 후면판(20)으로 구성된다. 특히, 전면판(10)은 갤러리(11)를 45°방향으로 고안하므로써 고속주행시 발생되는 공기압을 최소로 받을 수 있도록 공기역학적 배려를 하였으며, 공명형 유공부(13)는 전면판(10)에서 산란되는 소음을 최대한 흡음할 수 있도록 유공율을 고려하여 설계된, 특히, 전면판(10)을 굴곡진 톱니형구조로 개선하므로써 종래의 흡음면적을 1이라 하였을 때, 2.5이상으로 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 흡음성능이 현저히 향상되었다. 후면판(20)은 종래에는 중앙부 1개소만 절곡하므로써 높은 음압에 따라 판이 진동되면서 소음이 전달되는 일치효과를 방지하기 위하여 길이방향으로는 2면 절곡하여 절곡부(21)를 형성하였고, 세로방향으로는 댐핑도료 또는 댐핑쉬트(26)를 형성하여 구조적 강도와 차음효과가 크게 향상되었다. 또한, 패널의 두께도 종래의 95mm에서 120-130mm로 늘려 중.고음역에서의 흡음효과를 현저히 향상시켰다.

Description

슈퍼 흡음형 방음벽 패널{super absorption barrier panel}

본 고안은, 슈퍼 흡음형 방음벽 패널에 관한 것으로, 더상세하게는 고속철도, 고속전철 등과 같이 넓고 높은 주파수에서 발생되는 높은 소음을 효과적으로 흡수할 수 있고, 고속으로 주행 및 교행에 따른 내구성과 안정성이 유지되도록 구조적 강도를 향상시킨 슈퍼 흡음형 방음벽 패널에 관한 것이다.

일반적으로 도로나 일반철도 등에서 발생되는 소음은 소음원의 속도가 100∼130km/hr 이내로서 비교적 일정한 수준의 소음도가 발생되고 있으나, 고속전철이나 고속철도는 200∼500km/hr 내외의 고속주행에 따른 전형적인 고주파 특성의 전혀 다른 형태의 소음이 발생되고 있어, 선로인접지역의 주변 민가나 가축사육장 등에 많은 피해와 영향을 미치게 되므로 심각한 문제요인이 되고 있다.

특히, 고속철도는 주행속도의 3승에 비례하는 소음도가 발생되고, 그 소음의 스펙트럼 특성 또한 고주파영역에 치우쳐 있어 주민들이나 가축들에게 즉각적이며 심각한 피해를 야기시켜 사회적 문제가 되고 있다.

종래의 방음벽 패널들은 주로 일반도로나, 고속도로 또는 일반철도용에 적용되던 구조로서 갤러리가 다수 형성된 전면판, 흡음재보호재, 흡음재, 후면판, 및 공기층을 형성시키기 위한 스페이서를 포함하여 구성된다.

이러한 구조의 방음벽 패널의 가장 큰 문제요인은 이들 소음발생원의 특성이 주로 중음역 대역인 500Hz 내외에서 발생되고 있어 충분한 흡음력이 없더라도 별다른 문제요인은 없었으나, 고속철도의 경우, 바퀴와 레일의 상호접촉에서 발생되는 고주파영역의 순간 마찰음(구동소음: Rolling Noise), 팬토그라프와 같이 공기를 가르는 공기역학적 소음(Aerodynamic Noise) 등을 고려해 볼 때, 소음방지를 위해서는 고주파영역에서의 흡음력이 높아야 되는 것이 절대적이다.

또한, 기존의 방음벽 패널은, 그 두께가 얇아 중·고음역에 대해서는 흡음효과가 크게 저하된다는 문제가 있으며, 후면판에는 중앙부 1개소만 절곡하므로써 높은 음압에 따라 판이 진동되면서 소음이 전달되는 일치효과가 발생되어 차음효과를 더욱 크게 저하시킬 뿐만 아니라, 구조적으로도 강도가 저하되어 후면판의 판재 두께를 증가시키거나, 방음벽 패널의 폭을 좁게 하여야 한다는 문제가 있다.

이러한 문제점들을 해결하고자하는 종래의 기술로서 요철형 방음판이 제안되어 있는 바, 그 방음판은 사방으로 요철형이어서 흡음면적을 넓힐 수는 있으나, 제작하기가 용이하지 아니하며, 전방 공기층을 위한 별도의 스페이서없이는 공기층이 좁게 형성되게 되어 흡음율이 떨어지게 된다는 문제가 있을 뿐만 아니라, 갤러리가 직선형으로서 소음흡입구 역시 하부측이 개방된 직선형으로 되어 큰 흡음효과를 내지 못한다는 문제가 있다.

따라서, 본 고안은, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 고속철도, 고속전철 등과 같이 넓고 높은 주파수에서 발생되는 높은 소음을 효과적으로 흡음할 수 있고, 고속으로 주행 및 교행에 따른 내구성과 안정성이 유지되도록 구조적 강도를 향상시킨 슈퍼 흡음형 방음벽 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 슈퍼 흡음형 방음벽 패널의 정면도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 슈퍼 흡음형 방음벽 패널의 측면도,

도 3은 내부 구성의 일예를 도시한 단면도,

도 4은 도 1 내지 도 3에서 갤러리가 형성된 상향경사면의 상세도,

도 5는 도 1 내지 도 3에서 공명형 유공부가 형성된 하향경사면의 상세도,

도 6 내지 도 8은 각종 갤러리의 형태를 도시한 도 4의 선 E-E, F-F, G-G 단면도,

도 9는 도 4의 선 H-H 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 전면판 10a:상향경사면

10b: 하향경사면 11: 갤러리

11': 소음유입구 13: 공명형 유공부

15: 전방공기층 20: 후면판

21: 절곡부 25: 후방공기층

26: 댐핑도료 또는 댐핑쉬트재 30,31: 흡음재

상술한 본 고안의 목적들을 달성하기 위한 방음벽 패널은, 소음을 흡수시키도록 소음 측을 향한 전면판과, 그 전면판의 이면에 배치되는 흡음재와, 그 흡음재를 감싸서 전면판에 연결되어 구조적 강도를 제공하는 후면판을 포함하여 구성되는 방음벽 패널에 있어서, 전면판이 소음 발생원의 소음을 효율적으로 흡수할 수 있도록 전면부의 면적을 증가시키기 위한 굴곡진 톱니형상으로서 상향경사면과 하향경사면으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전면판의 톱니형상이 공기역학적으로 고속주행시 발생되는 공기압을 최소로 받을 수 있도록 전면판의 상향경사면에 갤러리가 경사방향(45°방향)으로 형성되고, 그 갤러리의 소음유입구가 하향으로 형성되는 것이 흡음을 효과적으로 할 수 있고 나아가, 흡음할 수 있는 유입구가 동일한 폭에 대해 더욱 길게 형성될 수 있게 된다.

또한, 전면판에서 산란되는 소음을 최대한 흡음할 수 있도록 공명형 유공부는 전면판의 하향경사면에 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 후면판이 높은 입사음압에 따라 진동되면서 소음이 전달되는 일치효과를 방지할 수 있도록 패널의 길이방향으로는 2면 절곡한 절곡부가 후면판에 형성되도록 하고, 또한 패널의 세로 방향으로도 일치효과에 따라 차음효과가 감쇠되는 것을 방지하기 위하여 댐핑도료 또는 댐핑쉬트재를 형성함으로써 구조적 강도와 차음효과를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.

또, 굴곡진 상향경사면과 하향경사면의 톱니형 구성에 의해 흡음재와의 사이에서 대부분의 전면판의 면적에 걸쳐 전방공기층이 형성될 수 있으며, 흡음재와 후면판사이에서 흡음재받침을 개재하여 후방공기층을 형성함으로써 더욱 간단한 구성으로 흡음효율을 증대시킬 수 있게 되며, 패널의 두께를 120∼130mm전후로 증대시키는 것이 중.고음역에서의 흡음효과를 현저히 향상시키게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 고안의 일실시예에 따른 슈퍼 흡음형 방음벽 패널(10)이 정면도로서 도시되고, 도 2에는 그 측면도가, 도 3에는 내부 구성의 일예가 단면도로서 도시된다.

도 1 내지 도 3에서 본 고안에 따른 방음벽 패널(10)은, 종래의 요철형과는 달리, 전면판(10)이 상향경사면(10a)과 하향경사면(10b)으로 구성되어 굴곡진 톱니형상을 형성한다. 이와 같이 형성됨으로써 단순한 절곡만으로도 소음 발생원의 소음을 효율적으로 흡수할 수 있도록 전면부의 면적을 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 도 3에서 방음벽 패널(10)은, 종래와 같이 전면판(10)과 후면판(20) 및 그 사이에 배치되는 흡음재(30,31)로 구성되지만, 전면판(10)이 톱니형상이어서, 흡음재(30,31)를 접촉시키는 것만으로도 충분한 전방공기층(15)이 형성되게 된다. 이와 같이 전방공기층(15)을 별도의 수단없이 거의 전면적에 걸쳐 형성할 수 있어 흡음효과를 최대로 할 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 일실시예에 따라서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전면판(10)의 상향경사면(10a)에 갤러리(11)가 형성되고, 하향경사면(10b)에는 공명형 유공부(13)가 형성된다. 그 유공부(13)의 직경은 공명에 영향을 미치는 것으로 고속철의 경우, 직경이 8∼12mm가 적합하다. 또한, 갤러리(11)는 도 4에 상세하게 도시된 바와 같이 전면판(10)의 상향경사면(10a)에 경사방향(45°방향)으로 형성됨으로서 상기 전면판(10)의 톱니형상이 공기역학적으로 고속주행시 발생되는 공기압을 최소로 받을 수 있게 되고, 그 갤러리(11)의 소음유입구(11')가 도 9에 도시된 바와 같이 하향으로 형성됨으로써 빗물 등의 유입을 방지하고, 흡음효율을 증대시킬 수 있는 점은 종래와 같다. 경사지게 갤러리(11)를 형성함으로써 그 흡음할 수 있는 갤러리(11)의 길이를 동일한 폭에 대해 더욱 길게 형성할 수 있게 되어 흡음을 효과적으로 할 수 있게 된다. 더욱, 도 5에 도시된 바와 같이 하향경사면(10b)에 형성되는 공명형 유공부(13)와 함께 흡음효과를 최대로 발휘할 수 있게 된다. 이러한 갤러리(11)들은, 경사지게 형성되기 때문에 도 4와 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 코너부에서는 좁은 길이로 형성된다.

또한, 후면판(20)이 높은 음압에 따라 진동되면서 소음이 전달되는 일치효과를 방지할 수 있도록 길이방향으로는 2면 절곡한 절곡부(21)가, 세로방향으로는 댐핑도료 또는 댐핑쉬트(26)를 형성하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 후면판(20)에 형성되는 것이 구조적 강도와 차음효과를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.

본 고안의 방음벽 패널(10)의 두께를 130mm전후로 증대시키는 것이 중.고음역에서의 흡음효과를 현저히 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 방음벽 패널(10)은, 종래의 기술과 대비되는 점들은 다음과 같다.

종래의 기술과의 비교

구분: 종래의 기술 본 고안 기술

외형: 평면형 구조(갤러리 구조) 굴곡진 톱니형 구조(갤러리 및

공명형 유공부의 조합형)

흡음면적: 2L×0.5H(m)=1㎡(평면) (2L×0.5H)×1.25=1.25㎡(굴곡면)

전면판의 재질: 알루미늄(1mm) 알루미늄(1mm)

전면판의 개구율: 30∼35%(수평갤러리구조 40∼45%(45도 갤러리구조와

또는 단순 펀칭구조) 펀칭구조의 조합형)

흡음재: 유리섬유+보호필름 폴리우레탄폼+유리섬유

(두께: 50mm + 공기층 45mm) (두께: 50-85mm + 공기층 45-70mm)

흡음성능(NRC: 흡음계수): 0.7내외 0.9이상

패널의 두께: 95mm 120∼130mm

후면판의 재질: 아연도강판(1.6mm) 아연도강판(1.6mm)

후면판 형태: 중앙부 1개소만 절곡한 형태 2개소를 절곡한 형태(댐핑도료 또는 댐핑쉬트 처리)

이와 같이 내부의 흡음재(30,31)는, 중고음파 영역에서 흡음효과가 유수한 다공질형 흡음재인 유리섬유의 흡음재(30)를, 그 입자가 대기중으로 비산되는 것을 방지하고 흡음성능을 향상시키기 위하여 폴리우레탄 폼으로 된 흡음재(31)로 감싸주는 구조로 형성하며, 기존의 50mm의 두께를 50-85mm로 향상시키고, 공기층도 기존의 45mm에서 45-70mm로 향상시킴으로써 저음역에서 고음역까지 모두 흡음이 향상되는 효과가 있게 된다. 따라서, 고속주행시 고주파역(고음역)의 소음이 많이 발생되는 고속철도, 고속전철 소음을 흡음할 수 있고 기존의 도로 방음벽에서 요구되는 중음역부근의 흡음 또한, 효율적이게 되므로, 흡음에는 다양하게 사용될 수 있어 대체효과 또한 높게 된다.

이상에서 설명된 본 고안의 실시예에 따른 슈퍼 흡음형 방음벽 패널의 구성과 작용에 의하면, 전면판(10)을 상향경사면(10a)과 하향경사면(10b)으로 구성시키고, 갤러리(11)를 경사지게 배치함으로써 간단한 구성으로 고속철도, 고속전철 등과 같이 넓고 높은 주파수에서 발생되는 높은 소음을 효과적으로 흡수할 수 있고, 빠른 속도로 주행 및 교행에 따른 내구성과 안정성이 유지되도록 구조적 강도를 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소음을 흡수시키도록 소음 측을 향한 전면판(10)과, 그 전면판(10)의 이면에 배치되는 흡음재(30,31)와, 그 흡음재(30,31)를 감싸서 전면판(10)에 연결되어 구조적 강도를 제공하는 후면판(20)을 포함하여 구성되는 방음벽 패널에 있어서,

   전면판(10)이 소음 발생원의 소음을 효율적으로 흡수할 수 있도록 전면부의 면적을 증가시키기 위한 굴곡진 톱니형상으로서 다수의 상향경사면(10a)과 다수의 하향경사면(10b)으로 구성된 것을 특징으로 하는 슈퍼 흡음형 방음벽 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전면판(10)의 톱니형상이 공기역학적으로 고속주행시 발생되는 공기압을 최소로 받을 수 있도록 전면판(10)의 상향경사면(10a)에 갤러리(11)가 경사방향(45°전후방향)으로 형성되고, 그 갤러리(11)의 소음유입구(11')가 하향으로 형성되며;

   전면판(10)에서 산란되는 소음을 최대한 흡음할 수 있도록 공명형 유공부(13)는 전면판(10)의 하향경사면(10b)에 형성되며;

   굴곡진 상향경사면(10a)과 하향경사면(10b) 및 흡음재(30,31)사이에서 전방공기층(15)을 형성하고, 흡음재(30,31)로는 중고음파 영역에서 흡음효과가 유수한 다공질형 흡음재인 유리섬유의 흡음재(30)를, 그 입자가 대기중으로 비산되는 것을 방지하고 흡음성능을 향상시키기 위하여 폴리우레탄 폼으로 된 흡음재(31)로 감싸주는 구조로 형성하며;

   중.고음역에서의 흡음효과를 현저히 향상시키도록 패널의 두께가 120∼130mm전후로 증대된 것을 특징으로 하는 슈퍼 흡음형 방음벽 패널.
3. 제 1 항에 있어서, 후면판(20)이 높은 흡음음압에 따라 진동되면서 소음이 전달되는 일치효과를 방지할 수 있도록 패널의 길이방향으로 2면 절곡한 절곡부(21)가 후면판(20)에 형성되어 구조적 강도와 차음효과가 더 향상되며;

   세로방향으로도 일치효과에 따라 차음효과가 감쇠되는 것을 방지하기 위하여 댐핑도료 또는 댐핑쉬트재(26)를 형성함으로써 차음효과를 현저히 향상시키도록 하는 것을 특징으로 하는 슈퍼 흡음형 방음벽 패널.