KR20050068121A - 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유연(flexible)한 멤브레인 복합 적층의 흡음막이 측벽위에 지붕구조로 설치된 방음벽 및 방음터널에 관한 것이다.

본 발명은 다수의 방음판과, 방음구간을 따라 일정간격으로 상기 방음판이 고정지지되는 지주과, 상기 방음판의 상단 위치에서 상기 지주에 고정되어 도로 중앙방향으로 연장되는 수평지지대와, 상기 지붕과 상기 지주가 연결되는 지지수단과, 상기 수평지지대에 설치되어, 멤브레인 복합적층 흡음막을 구비하는 지붕 및 상기 지붕의 소정 위치에 힌지고정된 풍압조절도어를 구비한 통풍구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽{Sound Proof Wall Using Roof with Sound Absorbing Material Complicatedly Laminated with Membranes}

본 발명은 주택가 또는 학교 근처를 통과하는 도로나 철로변에 설치되어 도로 등에서 발생하는 차량소음을 줄이거나 차단하는 방음벽에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유연(flexible)한 멤브레인 복합 적층의 흡음막이 측벽위에 지붕구조로 설치된 방음벽 및 방음터널에 관한 것이다.

일반적으로 도로변의 방음벽은 차량소음이 발생하는 도로와 주거지 등의 사이에 벽을 두어 음파가 벽을 넘어서 전달시키도록 함으로써 음파의 이동거리를 길게 하거나 흡음기능을 하는 특수 재질의 방음판을 사용하여 소음을 더욱 줄일 수 있는 것으로 방음벽은, 금속재 방음벽·금속재 컬러형방음벽·플라스틱 방음벽· 목재 방음벽과 같은 흡음형 방음벽과, 콘크리트 방음벽·투명 방음벽과 같은 반사형 방음벽과, 소음감소기·캄존과 같은 간섭형 방음벽과, VESS PANEL· 방음블럭과 같은 공명형 방음벽으로 나뉘어진다. 이중 본 발명은 흡음형 방음벽이나 반사형 방음벽에 적용될 수 있는 것이다.

도 1은 일반적인 직립형 방음벽을 도시한 것으로, 보통 소음이나 먼지의 차단이 필요한 구간에 일정한 거리를 두고 다수의 지주(1)와, 이 지주 사이에 끼워 설치되는 방음판(2)의 조립으로 이루어진다. 그런데 아파트가 고층화되고 도로폭이 넓어지면서 중간층 이상의 소음차단 효율이 떨어짐에 따라, 흡음재의 개선과 함께 방음벽의 높이를 크게 하고, 방음벽의 상단부(3)가 도로 중앙 방향으로 꺾여지게 하여 음파의 직선도달 공간을 줄임과 동시에 반사효과의 개선을 꾀하기도 한다. 한편, 벽 뒤에서는 우회음(迂廻音)·투과음(透過音)·지면반사음(地面反射音) 등이 합쳐진 소리가 들리게 되므로 값비싼 특수 자재를 사용하는 것보다는 방음벽의 높이를 높이는 것이 더 효과적일 수도 있다. 또 방음벽을 여러 겹으로 설치하는 방법도 때로는 필요하다.

그러나 다공성 콘크리트나 철재나 목재 등을 사용하는 기존의 방음벽은 자체 중량부터 많이 나가게 되고 그만큼 설치비용이 증가하게 되며, 높이를 크게 할수록 바람에 의한 모멘트가 더욱 커질 것이므로 이에 따라 요구되는 안전설계비용이 커질 수밖에 없다. 물론 높은 방음벽 때문에 도시미관을 해하는 문제는 또하나의 큰 문제가 아닐 수 없다. 즉, 높은 방음벽은 설치비용과 더불어, 방음이나 차음효과라는 1차적인 행복추구권을 기대할수록 미관의 저해와 불안정성이라는 2차적인 행복추구권의 침해라는 모순된 문제를 안고 있다.

한편, 도시 고속화 도로나 고가도로 또는 고층아파트가 증가함에 따라 소음차단 효과를 극대화하기 위하여 도로의 상부까지도 차폐시키는 터널형 방음시설도 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록실용신안20-026004에 개시된 고안과 같이 방음벽을 도로에 대하여 아치형으로 감싼 것을 들 수 있다. 그러나 종래의 방음시설은 아치의 천정부분에까지 동일한 방음판넬과 지주를 사용함과 아울러 별도의 환풍시설을 요구하므로 제작이나 유지·보수비용과 설치기간이 많이 소요된다.

다른 문제는 이와 같은 구조는 터널 위에서 통과하는 바람에 의하여 발생하는 터널 내외부의 압력차이로 받는 하중에 취약하다는 점이다.

또한 기존의 방음터널에서는 시공상 앵커를 설치하고 지주를 설치한 후 지주 플랜지를 절단하고 방음판을 설치한 후 플랜지를 용접하는 순서로 하게 되어 원설계 기준을 위배하기 쉬울 뿐만 아니라, 작업자의 안전문제가 수반된다. 그리고, 시공과정이 길게 되므로 교통흐름이 장기간 방해되고 현장 절단 및 용접으로 인해 작업성이 약하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 측벽에는 일반적인 방음판을 사용하면서도 고층까지 전달되는 직접적인 음파와 노면으로부터의 반사음파를 줄일 수 있도록 흡음영역을 공간적으로 나누어 처리할 수 있게 하여, 고층아파트의 중간층 영역은 기존의 방음벽 구조로는 소음차단 효과가 여전히 개선되지 않는다는 점과 전술한 바와 같이 무한히 방음벽을 높일 수 없는 문제를 극복한다.

본 발명의 다른 목적은, 충분히 경량이면서도 강도와 시공성이 우수한 흡음재를 상부 흡음영역 즉, 지붕구조에 사용할 수 있도록 하여 종래의 흡음재가 지붕으로 사용될 경우 떨어지는 시공성과 유지보수성 및 값비싼 비용의 단점을 해결하 고, 소음 차폐영역의 확대에 따라 공간을 차지하는 면적이 증가하게 되므로 이에 작용하는 바람에 의한 드래그(drag) 또는 기압차에 의한 하중 등을 충분히 지지할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 지붕에는 시간이 지남에 따라 차량 등에서 발생하는 먼지나 매연이 지붕에 점착되기 쉬우므로 이에 따라 통기성과 투광성이 떨어지는 문제를 극복할 수 있도록 한다. 그리고, 지붕의 표면이 내구성과 함께 청결성이 유지될 수 있도록 하고 도로쪽에서 발생하는 매연이 자연스럽게 환기될 수 있게 하며, 평상시에는 반지붕형이나 방음터널 모두 지붕이 닫혀 있는 구조로 하되, 급격한 풍동변화가 있을 경우 특히 외부압력이 낮을 경우에 문제가 발생하는 바, 별도 시설을 마련하지 않고도 내부에 있는 공기가 급속하게 방출될 수 있도록 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

다수의 방음판과, 방음구간을 따라 일정간격으로 방음판이 고정지지되는 지주와, 방음판의 상단 위치에서 지주에 고정되어 도로 중앙방향으로 연장되는 수평지지대와, 지붕과 지주가 연결되는 지지수단과, 수평지지대에 설치되어 폴리에스테르층인 가운데층과 가운데층 상하로 멤브레인이 결착된 멤브레인 복합적층 흡음막을 구비하는 지붕 및 지붕의 소정 위치에 풍압조절도어를 구비하는 반지붕형 방음벽을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은, 지지수단은 일단은 상기 수평지지대에 연결되는 케이블과, 케이블의 타단과 연결되는 케이블고정편과, 지주에 고정된 지주고정편과, 케이블고정편과 지주고정편 사이로 삽입되는 연질재가 결합수단에 의하여 체결되어 케이블고정편에 걸리는 충격을 완화하는 마찰식 댐퍼인 것을 특징으로 한다.

또한, 통풍구는 도어프레임이 평상시 도어 자중에 의하여 지붕몸체를 덮고 돌풍시 위로 열리되, 힌지부에는 도어의 젖힘 방지턱을 구비하고, 상기 풍압조절도어의 도어프레임과 지붕몸체가 자석으로 착탈되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 전술한 방음벽이 도로의 양쪽으로 설치되어, 대향하는 양 지붕의 끝단이 마찰식 댐퍼와 같은 연결수단에 의하여 고정된 방음터널을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽의 사시도로서, 도로(201) 가장자리의 기초(202) 위에 설치되어 다수 개의 방음판(204)이 상하로 고정된 측벽과, 측벽을 지지하는 지주(203)상에 수평 지지대(205)가 고정되고, 상기 수평지지대에 멤브레인 복합적층 흡음막(206)이 케이블(207)과 같은 고정수단에 의하여 지지되는 형태로 되어 있으며, 지붕에는 풍압을 조절하기 위한 통풍구(E)가 구비된다.

상기 방음판(204)은 일반적으로 사용되는 방음재인 철재나, 콘크리트 또는 목재 등이 사용될 수 있으며, H형의 지주(203)에 고정되어 조립된다.

본 발명의 가장 큰 특징인 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕은 지주(203)로부터 필요한 높이에 설치되는 것으로, 바람직하게는 도로 바닥으로부터 4~5m에서 도로 중앙을 향하여 일정 길이로 수평지지대(보다 상세하게는 빗물이나 눈 등의 흘러내림을 위하여 약간의 경사를 두거나 호(弧) 형상으로 할 수 있다)에 의하여 고정된다.

도 3은 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽의 단면도로서, 방음벽의 측벽에는 일반적인 방음판(204)이 고정되고, 측벽과 별도로 지붕에 통풍구(E)를 포함한 멤브레인 복합적층 흡음막(206)을 구비한 것을 나타낸 것이다. 상기 지붕의 길이는 용도나 필요에 따라 조절될 수 있으며, 만약 도로 중앙부까지 연장될 경우 도로반대쪽에 있는 반지붕형 방음벽과 연결하여 방음터널을 이룰 수도 있다. 한편, 상기 통풍구(E)의 수도 설계상의 필요에 따라 다양하게 취해질 수 있다.

도 4는 지붕에 설치된 통풍구(E)의 개략적인 작동 단면도이다. 통풍구(E)는 풍압조절도어(403)가 종방향지지대(401) 위의 지붕몸체(402)에 힌지(405)에 의하여 고정되고, 상기 통풍도어의 끝에 도어프레임(404)이 지붕몸체를 덮을 수 있는 형상으로 되어, 평상시에는 풍압조절도어(403)의 자중에 의하여 닫혀 있지만 돌풍이나 태풍시 지붕상부 압력이 낮을 때 지붕 하부의 공기가 신속히 도어를 밀고 빠져 나갈 수 있도록 한다. 그러나 공기유출이 강할 경우 도어가 완전히 젖혀지는 것을 방지하기 위하여 힌지상에 젖힘방지턱(406)을 구비한다. 한편 평상시 도어가 제멋대로 노는 것을 방지하기 위하여 도어프레임과 지붕몸체의 접촉면을 자석으로 하는 실시예도 가능하다. 이에 따라, 급속한 풍동변화를 도어식 통풍구에 의하여 효과적으로 완화하여 지붕의 안전성을 개선한다.

도 5는 지주 상단에 고정된 마찰식 댐퍼의 측면도로서, 본 발명의 바람직한 일실시예로서 멤브레인 복합적층 흡음막(206)에 연결된 지지 케이블(207)과의 연결에 의하여 지지되고 있는 상태를 도시하고 있다.

전술한 마찰식 댐퍼는 상기 멤브레인 복합적층 흡음막(206)의 상면의 일정 개소에 연결되는 케이블(207)과, 상기 케이블을 고정하는 케이블고정편(501)과, 상기지주에 고정된 지주고정편(502)과, 상기 케이블고정편과 지주고정편 사이로 삽입되는 연질재(고무 따위의 재질)가 체결수단(503)에 의하여 체결되어, 상기 케이블고정편(501)과 지주고정편(502) 사이에 급속한 상대적 회전력이 걸릴 경우 그 사이에 있는 연질재를 마찰하면서 돌아가도록 함으로써 댐핑을 유도하는 것이다. 즉, 지붕의 위에서 돌풍이나 태풍 등 강한 바람이 일시에 불 경우 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕에 가하여지는 하중과 변이를 완화하면서 전체적으로 방음벽이 풍동하중에 안정되도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 방음터널의 단면도로서, 상기한 바와 같은 반지붕형 방음벽이 도로 중앙에서 연결수단에 의하여 연결되어 하나의 방음터널을 형성한 것을 도시하고 있다. 특히, 조인트에 상기한 마찰식 댐퍼(609)를 적용하여 풍동하중과 변이를 완화할 수 있을 것이다.

도7은 멤브레인 복합적층 흡음막의 적층구조 단면을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 폴리에스테르층(P) 양쪽면에 테플론 혼합 섬유질 재료인 멤브레인(M)을 결착시킨 적층형 흡음막이다. 따라서 흡음막은 유연(flexible) 하므로 내부지지요소를 사용하지 않고 넓은 공간을 덮을 수 있어 자유로운 설계가 가능하고 다양한 공간 이용이 가능하며, 외관 형태를 자유롭게 연출시킬 수 있는 장점과 함께, 기존의 강체형 방음판넬로는 실현이 불가능한 형상의 지붕형 방음벽 및 방음터널에 있어서도 간단하게 시공될 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 경제적 부담을 크게 낮출 수 있는 것이다. 한편 하나의 실시예로서, 상기 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕은 유연하기 때문에 지붕재(材)로서만이 아니라 측벽까지 연장되어 설치될 수 있다.

기존의 직립형 방음벽의 설계시 높이는 HW-Noise모델을 따르므로 이러한 기준에 따라 산정되어 다양할 수 있으나 고층 아파트 근처에서는 보통 10m 정도가 나올 수 있다. 그러나 본 발명의 방음벽은 차량 소통에 필요한 높이만큼 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕 구조를 이용하는 방음벽과 방음터널을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽에 의하면,

첫째, 기존의 직립형 방음벽에 비하여 흡음성이 있는 멤브레인 복합적층 흡음막을 별도로 지붕에 응용하였기 때문에 공간적으로 소음차폐 영역이 크게 넓히기 때문에 소음차단 효과가 높다. 실험에 의한 결과 고층아파트 옆의 도로에 설치된 기존의 직립형 방음벽과 본 발명에 따른 반지붕형의 방음벽을 비교하면 아파트 저층에서는 5~10㏈, 도로의 소음에 대한 주된 불만 구역인 중층에서는 8~13㏈, 고층에서는 15~20㏈의 소음저감 효과를 나타내었다.

둘째, 지붕의 흡음재를 가벼운 멤브레인 복합적층 흡음막을 사용하였기 때문에 이의 지지를 위한 지주 간격을 넓힐 수 있으며, 미리부터 지붕을 공장에서 조립하여 바로 설치가능하므로, 그만큼 공사기간과 시공비가 절감된다.

셋째, 흡·방음 성능을 높이기 위하여 기존의 방음벽처럼 높이를 올려야 할 필요가 없어져 차량소통에 필요한 만큼만으로 측벽의 높이를 낯추기 때문에 풍동에 대한 안정성이 훨씬 개선된다.

넷째, 지붕인 멤브레인 복합적층 흡음막은 유연(flexible)한 것을 사용하므로 운반이나 유지의 어려움이 크게 줄어들 뿐만 아니라, 사용후 필요에 따라 교체하거나 보수가 용이하다.

다섯째, 지붕재의 중량이 가볍고 통풍이 가능한 재질이므로 환기구가 필요 없이 지붕에 바로 별도의 풍동 조절 도어를 둔 형태로 하는 것으로도 급격한 풍동변화에 안정적인 구조가 된다.

여섯째, 상기한 방음벽의 구조적 안정성과 함께, 지붕재가 유연하므로 다양한 형태와 색상으로 할 수 있어 종래의 획일적이고 단순한 형태의 방음벽에 대하여 시각적으로 아름다운 경관을 연출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 방음벽을 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽의 사시도

도 3은 본 발명에 따른 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽의 단면도

도 4는 지붕에 설치된 통풍구의 개략적인 작동 단면도

도 5는 지주 상단에 고정된 마찰식 댐퍼의 측면도

도 6은 본 발명에 따른 방음터널의 단면도

도 7은 멤브레인 복합적층 흡음막의 적층구조 단면도이다.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

203: 지주 204: 방음판

205: 수평지지대 206: 멤브레인 복합적층 흡음막

208: 마찰식 댐퍼 401: 종방향지지대

403: 풍압조절도어 406: 젖힘방지턱

501: 케이블고정편 502: 지주고정편

609, 610: 마찰식 댐퍼 E :통풍구

P: 폴리에스테르층 M : 멤브레인

Claims (6)

1. 다수의 방음판;

   방음구간을 따라 일정간격으로 상기 방음판이 고정지지되는 지주;

   상기 방음판의 상단 위치에서 상기 지주에 고정되어 도로 중앙방향으로 연장되는 수평지지대;

   상기 지붕과 상기 지주가 연결되는 지지수단;

   상기 수평지지대에 설치되어, 멤브레인 복합적층 흡음막을 구비하는 지붕; 및

   상기 지붕의 소정 위치에 풍압조절도어를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽.
2. 제1항에 있어서,

   상기 멤브레인 복합적층 흡음막은 폴리에스테르층인 가운데층과 가운데층 상하로 멤브레인이 결착된 것을 특징으로 하는 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽.
3. 제1항에 있어서,

   상기 지지수단은 일단은 상기 수평지지대에 연결되는 케이블;

   상기 케이블의 타단과 연결되는 케이블고정편과, 상기지주에 고정된 지주고정편과, 상기 케이블고정편과 지주고정편 사이로 삽입되는 연질재가 결합수단에 의하여 체결되어, 상기 케이블고정편에 걸리는 충격을 완화하는 마찰식 댐퍼인 것을 특징으로 하는 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽.
4. 제1항에 있어서,

   상기 통풍구는 도어프레임이 평상시 도어 자중에 의하여 지붕몸체를 덮고 돌풍시 위로 열리되, 힌지부에는 도어의 젖힘 방지턱을 구비하고, 상기 풍압조절도어의 도어프레임과 지붕몸체가 자석으로 착탈되도록 하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽.
5. 다수의 방음판;

   방음구간을 따라 일정간격으로 상기 방음판이 고정지지되는 지주;

   상기 방음판의 상단 위치에서 상기 지주에 고정되어 도로 중앙방향으로 연장되는 수평지지대;

   상기 지붕과 상기 지주가 연결되는 지지수단;

   상기 수평지지대에 설치되어, 멤브레인 복합적층 흡음막을 구비하는 지붕; 및

   상기 지붕의 소정 위치에 풍압조절도어를 구비하는 멤브레인 복합적층 흡음막 지붕을 이용하는 방음벽이 도로의 양쪽으로 설치되어, 대향하는 양 지붕의 끝단이 연결수단에 의하여 고정된 것을 특징으로 하는 방음터널.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연결수단은 마찰식 댐퍼인 것을 특징으로 하는 방음터널.