KR200240994Y1 - 방음벽 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흡음형(특수형) 방음판 패널에 관한 것이다.

도로 및 주택단지에 소음 방지를 위하여 구성되는 방음판의 패널로써 구조가 간단하여 설치 및 시공이 간편하며, 기존의 방음벽은 반사체가 없어 도로의 모퉁이나 코너부분 , 도로의 폭이 좁은 곳에 방음벽이 설치되어 있을 경우 야간에 차량 충돌등에 의해 많은 인명 피해와 2차적인 사고의 위험 등 많은 위험을 내포하고 있다,

이를 보완하기 위하여 특수형 방음판을 개발함으로서 기존의 진부한 방음벽에서 벗어나 외형이 수려하고 보다 기능적인 방음판을 개발하게 되었다.

Description

방음벽 패널{The panel for soundproof}

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본 고안은 방음벽 패널에 관한 것이다.

최근 들어 차량의 증가와 각종 소음으로 인하여 도로의 주변의 주민들은 생활에 많은 불편을 겪고 있다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 다양한 형태의 방음벽이 이용되어 왔다. 본 특수형 방음판은 차량운행이나 철도 또는 도로등에서 발생하는 소음을 자체내에서 흡수하여 소음을 흡수 / 차단함으로써 보다 쾌적한 생활환경을 유지하게 하는 방음벽에 사용되는 흡음형 방음벽(판)에 관한 것으로서 품질과 성능이 우수한 특수형 방음판을 개발하여 조용하고 안락한 환경을 조성하고 도로소음특성에 맞는 적합한 방음판을 제공함으로 미래 지향적이고, 친 환경적인 환경시설물을 설치하여 환경시설물의 고급화를 이루고 방음판의 질적수준을 향상시키는데 이바지하고자 한다..

방음벽은 구조적으로 튼튼하고 도로소음특성에 적합한 방음판이 요구되며, 아울러 주민들에게 쾌적하고 안락한 느낌을 줄 수 있도록 미관이 고려되고 답답함과 지루함이 최소화된 세련된 디자인의 방음판이 설치 되어야 한다.

이런점에서 기존 흡음형 알미늄 방음판은 기여적인 면에서나 디자인면에서나 특수 방음판으로 적합하지 못하다.

형태와 구조가 단순하고 진부하여 압박감과 지루한 느낌을 주어 불안감을 조성하고 내장하고있는 흡음재가 인체 및 환경에 나쁜 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 사용하기에 내구성이 취약하며, 구조적으로 든든하지 못하고 특히 소음을 저감 시키는 능력이 뛰어나지 못하기 때문이다.

그리고 야간에 방음벽은 자체적으로 발광을 하지 못하기 때문에 야간에 차량의 충돌에 의하여 운전자와 동승자의 생명을 위협 받을 수 있으며 방음벽의 파손으로 인한 2차적인 충돌사고의 대상이 되어 왔다.

따라서 기존 흡음형 방음판의 문제점을 보완하고 도로주변의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 적합한 방음판을 제공 하기 위하여 새로운 방음판을 개발할 필요성을 인식하고 기존 흡음형 방음판에 비해 흡음율 및 음향투과손실 성능이 우수하고, 모양이나 구조가 특이하며, 독특한 디자인을 갖추고 방음판 자체에 발광체를 삽입함으로서 야간의 차량충돌등을 대비한 특수형방음판을 개발하게 되었다.

도 1은 고안의 사시도

도 2는 도1의 부분 확대도

도 3은 고안의 단면도

도 4는 본 고안의 실시 예

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1. 전면 흡음판 2. 천 공 면

2. 흡 음 재 4. 와이어 고정구

5. 와이어 삽입구 6. 절 곡 부

7. 상부 결합부 8. 하부 결합부

9. 측 면 10. 발광체(고휘도반사체)

- 일반 방음판의 비교

특수형 방음벽(판)을 이용한 소음 저감 효과 및 기존의 방음판과의 비교

1) 방음판의 비교 (기존 일반형 방음판)

가. 기존의 흡음형 방음판

나. 기존 일반형 방음판의 흡음재

다. 기존 흡음형 방음판의 문제점

기존 흡음형 방음판의 설명을 위한 부호는 다음과 같다

10 :전면판 , 12 :흡음공 , 20 :뒷판 , 22 :요부 , 24 :경사면 , 30 :측면판, 40 :흡음재 , 44 :비닐 , 46 :고무패드 , 48 :공기층 , 50 :유리섬유

흡음형 알미늄 방음판은 일반적으로 소음이 발생하는 쪽으로 전면판(10)은 평평한 민자 형상에 소음흡수가 용이하게 가로로 길게 흡음공(12)이 빗살형태로 타공되어 하방을 향하고 있으며, 후면판(20)은 아연도 강판을 소재로 하여 중앙에는 외부의 출격강도를 유지하기 위해 가로방향으로 경사면(24)을 갖는 요부(22)가 길게 형성된다.

전면판의 전면 좌우측 끝단에는 고무패드(46)가 상하로 길게 부착되어 전면을 향해 약간 돌출되어 있어서 방음벽 설치시 전면판 좌.우끝단 틈새로 소음이 스며드는것을 방지하고, 또 고무패드는 외부충격을 자체적으로 흡수하여 방음판을 보호하는 역할을 한다.

전면판과 후면판의 결합으로 형성된 내부공간에는 소음저감 효과가 큰 흡음재(40)가 내장되고 후면판과 흡음재 사이에는 공기층(48)이 형성된다.

일반적으로 흡음재는 온도, 습기, 바람등 외부작용에 의하여 소재의 이탈이나 변색 및 소재분진의 비산등을 방지하고자 비닐(44)등으로 밀봉하여 사용하고 있다. 흡음재가 내장되고 난후 측면판(30)이 전면판과 후면판에 결합되어 방음판이 구성된다.

그리고 전면판은 알미늄판으로, 후면판은 아연도 강판으로, 흡음재료는 유리섬유(50)를 사용하고 있다.

ㄱ) 반사체가 없어 야간 차량충돌등에 의한 대형사고의 원인이 된다.

소음 저감을 목적으로 설치되는 방음벽은 주로 도로주변에 설치되기 때문에차량이나 기타 물체에 의해 파손될 수 있는 위험을 항시 내포하고 있다.

그 이유 때문에 방음벽 설치 시 주변이나 운전자에 대한 안정성을 고려하여 설계 및 설치되어야 한다.

기존의 고속도로에서는 코너 부분에서 안정성을 확보하기 위하여 방음벽 옹벽에 델리네이트를 부착하는 경우가 있으나 이 자체로는 미약하고 방음벽과 도로 사이에 여유 있는 공간을 확보 한다는지 가드레일, 방호책등 도로시설물을 활용하는 방안도 있겠지만 근본적으로 방음벽을 구성하고 있는 방음판에 발광체를 삽입함으로써 차량충돌등에 의한 2차 사고의 가능성을 방지하여야 한다.

기존 흡음형 방음판은 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 도로의 코너부분이나 도로의 특성상 도로와 여유공간이 좁은 지역에서 항상 차량충돌의 위험을 내포하고 있다.

ㄴ) 흡음재가 환경 및 인체에 나쁜 영향을 준다.

흡음재(그라스울) 속에서 비닐을 제거한 후 유리섬유의 내장된 모습이다.

기존 흡음형 방음판의 흡음재는 주로 유리 섬유를 사용하고 있다.

흡음형 방음판이 국내에서 처음 설치될 때부터 외국사양을 검증 없이 그대로 답습하여 제작 해왔기 때문에 지금까지 방음판의 흡음재는 당연히 유리섬유를 사용하는 것으로 알려지고 사용된 것이 사실이다.

유리섬유는 소음을 흡수하는 능력 즉, 흡음율에 있어서 기타 다름 소재에 비해 높은 수준을 유지하고 있다.

그러나 다른 측면에서 많은 문제점을 갖고 있다.

유리섬유는 장시간 취급하면 아주 심각한 건강 장애를 일으킬수 있다.

실제로 미립자가 피부에 접촉하게 되면 따끔따끔한 통증을 느낄수 있을뿐 아니라 취급자가 피부 알러지 반응을 보이는 경우도 흔히 있다.

또한 유리섬유는 입자의 결합력이 약하여 운반 및 취급시 파손될 우려가 크기 때문에 이때 비산되는 미립자가 대기오염을 유발할 수 있을뿐만 아니라 사용 후 폐자재나 불량 자재를 폐기 처리할 때 재사용 및 소각이 어려워 환경을 오염시킬 우려가 있다.

이외에도 유리섬유는 배수성 및 내후성이 좋지 않아 물을 흡수하면 배수에 시간이 오래 걸리며 햇빛과 습기에 장시간 노출되면 소재의 노후가 빨라 기능을 상실하게 된다.

물론 직접적으로 미립자의 비산이나 노후를 최대한 억제하기 위하여 소재를 비닐류등으로 밀봉하여 사용하고 있지만 취급 시 부주의와 외부환경적 요인으로 인하여 그 효과를 크게 기대할 수 없다.

ㄷ) 형태와 구조가 단조롭다.

기존 흡음형 방음판은 국내에 처음 설치된 이후 근 10여년 동안 그 형태에 있어서 전혀 변화없이 단순하고 단조로운 형태를 유지하고 있다.

전면판의 정면은 절곡하지 않은 민자형태를 유지하고 있으며 그위에 빗살형태의 흡음공이 일정한 간격을 두고 상하,좌우로 타공된 모양을 하고 있다.,

따라서 민자형태의 방음판 구조는 방음판을 설치할 경우 지주와 같은 방향을 유지하며 지면을 기준으로 90°각도로 유지하기 때문에 소음원을 향하여 어느정도기울기를 갖는 방음판에 비하여 소음발생시 반사음과 회절음을 차단하기에 적합하지 못하여 소음저감 성능에 효과적이지 못한 단점이 있다.

또한 똑같은 형태의 방음판이 변화없이 지속적으로 설치됨으로 시각적으로 진부하고 답답할 뿐만 아니라 감각적으로도 신선한 느낌을 줄수 없다.

따라서 방음벽 설치 시 아무리 다양한 방법이 사용된다 할지라도 근복적으로 방음판의 형태가 다양하지 못하기 때문에 단순하고 단조로운 느낌을 해소하기에 한계가 있다 하겠다.

나. 특수형(발광형) 방음벽(판)

1. 특수형 방음판

2. 특수형 방음판의 장점

1) 반사체의 자체 삽입

ㄱ) 방음벽(판)의 반사체 삽입

방음판에 폭 3cm , 길이 1960cm의 고휘도 반사체를 삽입함으로서 야간에 차량의 헤드라이트 불빛에 의하여 반사됨으로써 운전자가 방음벽의 위치와 거리를 판단함으로써 사고를 미연에 예방할 수 있다.

ㄴ) 반사체(고휘도 반사TAPE)의 자체 보호

반사체가 빗물이나 매연등에 의해 시간이 지날수록 반사체의 손상되어 반사의 효과가 떨어지는 것을 방지하고 오랜 세월동안 지속될 수 있도록 반사체를 투명도와 자외선 저항에 탁월한 자외선 차단 코팅이 되어 있는 ACRYL을 COVER로 사용하였다.

2) 인체에 무해한 흡음재 - POLYESTER

ㄱ) 방음성 및 흡음성의 탁월

* 기존의 흡음재 제품의 흡음성 비교 TEST 결과 기존 소재 보다 3dB 정도 우수하다.

* 우수한 난연성

ㄴ) 경량화로 인하여 에너지 절감 효과가 크다 - 연비증가목표에 일치됨

ㄷ) 형상이 깊고 복잡한 디자인에서의 성형성은 기존소재의 추종을 불허한다.

ㄹ) 재질이 우수하고 제작시 문제점이 없다.

ㅁ) 120℃의 고온에서 견딜 수 있으므로 내열성이 아주 우수하다.

ㅂ) 소재 자체가 RECYCLIING이 가능하여 폐기물이 생기지 않으며 기존의 GLASS WOOL에 환경 친화적이다.

3) 흡음재(POLYESTER)의 장점

4) 흡음재의 소재

● 각 시험 항목의 점수는 최고 10점 기준임 ( 국제자동차 내장 전문잡지 제공)

5) 유럽 , 미국시장 소재별 점유율

* 미국 : PHENOLIC 소재는 미국법에 의해 97년 이후 사용이 금지되므로 대체 소재 개발이 요망됨

3. 특수형 방음벽(판)을 이용한 회절음의 저감 효과

특수형 방음판은 기존의 흡음형 방음판에 비해 구조 및 형태가 새롭게 고안되었다.

전면판은 기존의 갤러리 모양이 아닌 흡음율의 성능이 뛰어난 타공의 모양으로 제작 되었으며 전면판을 충격에 약한 알미늄 소재를 선택하지 않고 아연도 강판 소재를 선택 하였다.

소음절감을 위한 방음벽의 높이 산정은 공식이 있으나 소음을 충분히 절감하기 위해서는 높게 제작 시공하여야 하나, 미관상이나 경제적인 면을 고려할 때 방음벽의 높이를 낮게 하는 것이 좋으나 , 문제는 회절음이 문제였다.

이것을 보완하기 위하여 특수형 방음벽을 제작하여 회절음의 각도를 최대한 줄여 낮은 높이의 방음벽에서도 최대한의 성능을 발휘할 수 있도록 제작 되었다.

※ 특수형 방음벽(판)의 특징(일반 방음벽과의 비교)

가) 종대형 방음벽에 비하여 반사음과 회절음의 저감(감소)에 의해 감음효과가 우수합니다.

나) 방음벽의 단면 형상을 타원형(ROUNDING) 처리함으로서 차량굉음의 반사음을 차단하는 효과가 우수합니다.

다) 지주 위쪽의 내걸림(또 하나의 방음벽)을 설치함에 의하여 차량굉음의 회절음이 한층 감쇠됩니다.

라) 종래의 방음벽에 비하여 3∼4dB(A)의 감음효과의 향상을 예상할 수 있기 때문에 , 방음벽의 높이를 낮게 설계하는 것이 가능합니다.

다음의 표는 기존의 방음벽과 특수형 방음벽의 회절음 각도를 나타낸 것이다.

〈 특수형 방음판의 반사음 및 회절음 〉

〈 특수형 방음판의 시공 사진 〉

[ 방음판 비교표 ]

1. 특수형 방음벽(판)의 국내외 건설 공사 활용 전망

(활용분야)

본 특수형 방음벽(판)은 기존의 방음벽이 가지고 있는 문제점을 특수형 방음벽의 개발로 기존의 진부하고 일괄 형태의 방음벽을 개선하고 기존 방음벽의 교체시에도 적용이 가능하리라 기대된다.

현재의 방음벽은 형태로 분류해서는 직립형, 꺽임형, 라운딩형으로 시공되고 있고, 형태로는 투명 방음벽, A/L 방음벽 , 반사형(콘크리트) 방음벽으로 시공되고 있으나 야간의 차량 충돌등에 의한 인명 피해와 2차 적인 사고의 유발로 많은 문제가 야기되고 있다. TV 뉴스에서 차량이 야간에 방음벽에 부딪혀 운전자와 동승자가 부상을 당하거나 심한 경우 목숨까지 잃는 것으로 나타나 많은 문제가 되고 있고 기존의 방음판은 2∼3년이 지난 뒤 흡음재인 그라스울의 처짐 및 부식으로 아무런 효과도 없는 것으로 방영된 적이 있다.

그리고 현재 고속도로 및 일반도로의 설치되어 있는 방음벽은 방음성능면에서 다소 떨어진 것으로 어떻게 보면 철재 울타리 역할밖에 하지 못하고 있다.

당사에서 개발한 특수형 방음벽(판)은 이러한 단점을 보완 하면서 방음벽의 혁신을 가져 다 줄 것이라고 기대한다.

당사는 99년도 울산종합건설본부 발주한 울산기능대학에 특수형 방음판을 적용시켜 많은 호평을 받은바 있다. 기존의 진부한 형태의 방음벽에서 탈피하여 수려한 형태의 특수형 방음판은 지역주민과 학교 관계자들로부터 좋은 호평을 받았고2001년 1월에는 마산시청 발주인 창원육교 현장에 신기술 방음판을 적용시켜 발주청과 주민들에게 좋은 호평을 받은 봐 있습니다.

그러기 때문에 수려한 형태와 방음 성능이 우수한 본 신형 방음판이 고속도로 및 일반 도로, 특수한 도로(코너부분, 도로의 폭이 좁은곳)에 적극 활용이 가능하며 국내의 방음벽의 수준을 한층 격상 시킬수 있을 것으로 예상된다.

2. 기술적 파급효과

기술적 파급효과

국내에서는 지금까지 우수한 방음판을 만들고자하는 신제품개발에 관한 연구는 거의 이루어지지 않는 상황이었다.

우리 생활주변에 방음판의 사용이 보편화된지가 이미 오래전의 일이지만 새로운 제품을 공급하기 위한 노력이 부족했던 것이다.

모든 산업이 발전 되어 가고 있는 시대에 방음판 분야에서만 낙후를 면치 못하고 있다.

이에 방음벽을 주도적으로 제조하여 공급하고 있는 당사에서는 품질이 우수한 신형 방음판을 제공하여 사회에 이바지하고자 하겠다는 강한 의지와 시대적 소명을 인식하여 신제품 개발에 착수하게 되었다.

흡음능력을 향상시키기 위하여 외형의 변화 및 흡음재 개발을 하였으며 이를 증명하기위한 실험과 연구를 거듭하였다.

디자인이 새롭고 모양이 독특한 방음판을 개발하여 설치지역 여건에 맞는 최적의 방음판을 제공하고자 의도하였으며 특히 흡음재의 소재를 개발하여 흡음능력이 기존 흡음재와 비교하여 조금도 뒤지지않으며 환경에도 무해한 첨단 소재로 개발하는등 국내 방음판의 질적 수준을 향상시키고자 역점을 두었다.

본 신형방음판의 개발이 계기가 되어 이제는 방음판의 품질수준을 높이기 위한 연구와 개발이 관련업계에서 끊임없이 진행되어야 한다.

방음판의 질적수준의 향상으로 인하여 생활주변은 더욱 안락하고 안정적이며 더 나아가서는 국제 경쟁력을 확보하여 국가 경쟁의 일익에 크게 기여할 수 있기를 바라는 바이다.

3. 경제적 파급효과

(1) 신기술 사용에 따른 공사비 및 유지관리비등 직간접적으로 효과

신형 방음판에 내장한 흡음재는 소재가 폴리우레탄 섬유로서 환경공해물질이 아니므로 기존흡음재로 사용하고 있는 유리섬유에 비하여 폐기에 용이하며, 재 활용이 가능한 제품이기 때문에 비용을 절감할수 있다.

흡음성능 향상으로 인하여 소음저감 효과가 크고 설치 후에도 안락감을 더하고 디자인이 새롭고 종류가 다양하여 시각적으로 편안함과 만족을 주기 때문에 기존 흡음형 방음판을 사용하는 것과 비교하여 간접적인 경제효과가 크다고 할 수 있다

(2) 외국기술 수입대체 효과 및 수출전망

신형 방음판은 국내외 기존 방음판에 비하여 품질 및 성능이 우수하기 때문에 고급수준의 방음판을 요구하는 설치장소에 사용이 가능하여 외국기술의 수입대체 효과를 갖고 있다. 특히 현재 당사에서 진행중인 대만의 방음판 수출 사업에 박차를 가할 것으로 예상된다.

또한 방음판은 소음저감 성능면에서는 흡음률 및 음향투과손실이 우수해야 한다.

그러나 국내에서 현재 사용중인 방음판으로는 그 종류나 질적인 면에서 까다로운 요구를 충족하기에 미흡한 실정이다.

따라서 품질이 좋고 성능이 우수한 외국제품의 사용을 고려해야 한다.

이런점에서 신형 방음판의 개발은 시기 적절한 것이며 국내 방음판의 품질도 또한 단계를 향상시킬 계기가 될 것이다.

Claims (1)

1. 방음벽을 구성하는 패널에 있어서

   전면에는 다수 절곡된 전면 흡음판(4)이 구성되며, 전면 흡음판에는(1)에는 천공면이 형성되고 , 내측으로는 흡음재(6)가 장착되며 , 돌출된 형태의 상부 결합부(7) 와 오목하게 형성된 하부 결합부(8)의 일측면에는 와이어 삽입구(5)가 구성되며 , 내츳으로 움푹하게 들어건 측면(9)에는 와이어로프 삽입구(5)와 수직으로 연결되어 있는 와이어 고정구가 구성되며, 전면 흡음판에 첫째, 세번째 절곡면에 발광체 삽입구 홈을 주어 발광체를 도로의 조명시설이 미약한 지역 , 도로의 코너부분 , 도로와 인도의 폭이 좁은 교량지역에 방음벽을 설치할 경우 야간에 자동차에 불빛에 의하여 발광됨으로서 운전자가 방음벽의 위치와 길이를 파악하여 차량의 방음벽 충돌사고를 미연에 예방할 수 있는 특징을 가진 방음벽 패널