KR20220099719A

KR20220099719A - 터널용 방음시스템

Info

Publication number: KR20220099719A
Application number: KR1020210001954A
Authority: KR
Inventors: 성동훈
Original assignee: 성동훈
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2022-07-14
Also published as: KR102520591B1

Abstract

본 발명은 터널용 방음시스템에 관한 것으로, 그 목적은 터널 내부에 설치되어 소음 및 바람을 효과적으로 저감시킬 수 있는 터널용 방음시스템을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 터널의 내벽면과 마주한 채로 내벽면으로부터 이격된 바닥면을 포함하도록 터널의 내벽면에 설치되어 내벽면과 바닥면의 사이에 방음공간을 형성하도록 이루어진 지지 구조물; 및 상기 방음공간에 배치되어 소음을 저감시키는 방음부재;로 이루어지되, 상기 방음부재는 합성수지 알갱이가 충전된 다수의 직물 주머니로 이루어지며, 직물 주머니에 충전된 합성수지 알갱이가 소음을 흡수하고, 직물 주머니로 유입되는 바람에 의해 움직이면서 바람의 세기를 약화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템을 제공한다.

Description

터널용 방음시스템{Soundproofing system for tunnel}

본 발명은 터널용 방음시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널의 내벽면에 구성되되, 합성수지 알갱이의 성질 및 움직임을 이용하여 터널 내부에서 발생된 소음 및 바람을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 이루어진 터널용 방음시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차나 열차 등의 차량이 터널을 통과할 때 탑승자는 일반 도로를 주행할 때 보다 더 큰 소음에 노출된다.

이는 터널의 반폐쇄적인 공간 특성으로 인하여 차량으로부터 발생된 소음이 개방된 일반 도로와는 달리 외부로 방출되지 못하고 터널 내벽면에 의해 반사되면서 음에너지 밀도가 매우 높은 반사 음장이 형성되어 강한 세기의 음파가 탑승자에게 전달되기 때문이다.

한편, 다수의 지주와 방음패널로 이루어져 도로나 철도의 인접한 위치에 시공되는 일반적인 형태의 방음벽은 터널 내부의 제한된 공간에 시공하기에는 적합하지 않으므로, 대부분의 터널 내부에는 적절한 방음설비가 마련되어 있지 않다.

한편, 특허문헌1 내지 특허문헌3에는 터널의 내벽면에 구성되는 방음시스템이 개시되어 있다.

특허문헌1 내지 특허문헌3에 개시된 방음시스템은 터널의 내벽면에 설치되는 브라켓과, 상기 브라켓에 설치되는 방음패널로 구성되며, 브라켓의 설치와 방음패널의 설치를 반복함으로써, 터널의 내벽면에 방음시스템을 구축하도록 이루어진다.

이와 같이 터널의 내벽면에 구축된 방음시스템은 각각의 방음패널이 소음을 흡수하거나, 음파 경로를 바꾸어 차량 탑승자에 반사되는 소음을 감소시키는 방식으로 차량 탑승자에게 전달되는 소음을 저감시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방음시스템은 다수의 방음패널을 터널의 내벽면에 브라켓을 매개로 고정해야만 하므로 시공에 많은 인력과 시간이 요구되며, 주행 차량으로 인해 발생되거나 외부에서 유입되는 바람에 판재 형태의 방음패널이 지속적으로 노출되면서 흔들려 결속부위가 헐거워지거나 손상되므로, 잦은 유지보수가 요구되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 방음시스템을 구성하는 방음패널은 소음 저감을 주목적으로 설계됨에 따라 터널 내부의 바람에는 효과적으로 대응하는 못하는 문제점이 있다.

등록실용신안공보 제20-0271652호(2002.04.10.공고) 공개특허공보 제10-2004-0021811호(2004.03.11.공개) 등록실용신안공보 제20-0271549호(2002.04.10.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 터널 내부에 설치되어 소음 및 바람을 효과적으로 저감시킬 수 있는 터널용 방음시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 시공의 편의성이 향상된 터널용 방음시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 터널의 내벽면과 마주한 채로 내벽면으로부터 이격된 바닥면을 포함하도록 터널의 내벽면에 설치되어 내벽면과 바닥면의 사이에 방음공간을 형성하도록 이루어진 지지 구조물; 및 상기 방음공간에 배치되어 소음을 저감시키는 방음부재;로 이루어지되, 상기 방음부재는 합성수지 알갱이가 충전된 다수의 직물 주머니로 이루어지며, 직물 주머니에 충전된 합성수지 알갱이가 소음을 흡수하고, 직물 주머니로 유입되는 바람에 의해 움직이면서 바람의 세기를 약화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템을 제공한다.

한편 상기 터널용 방음시스템에 있어서, 상기 지지 구조물의 바닥면에 설치되는 불연재 매트;가 더 포함될 수 있다.

한편 상기 터널용 방음시스템에 있어서, 상기 지지 구조물은 터널 입구쪽 측면과 터널 출구쪽 측면을 폐쇄하는 마감패널을 포함하되, 상기 마감패널에는 마감패널을 관통하는 다수의 공기 유동구가 형성되고, 각각의 공기 유동구는 터널의 내측방향으로 노출되는 내측홀과 터널의 외측방향으로 노출되며 내측홀 보다 낮은 곳에 위치하면서 내측홀과 공기의 소통이 가능하도록 연결된 외측홀의 2단 구조로 형성되어 빗물의 유입을 방지하면서 공기의 유입을 허용하도록 구성될 수 있다.

한편 상기 터널용 방음시스템에 있어서, 상기 합성수지 알갱이는 표면에 오목한 홈이 하나 이상 형성된 것으로 구성될 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 방음공간 내에서 직물 주머니에 충전된 합성수지 알갱이는 소음을 흡수하여 저감시키는 것과 더불어 유입되는 바람에 의해 움직이면서 바람의 에너지를 운동에너지로 전환시키는 방식으로 바람의 세기를 약화시키게 되므로, 터널 내 소음 및 바람에 의한 피해를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 지지 구조물에 의해 터널 내벽면 주위에 형성된 방음공간에 합성수지 알갱이가 충전된 다수의 직물 주머니를 위치나 구조에 제한 없이 채워 넣는 방식으로 방음부재의 설치가 이루어지게 되므로 시공이 용이하고, 보다 신속한 시공이 가능하게 된다.

또한, 합성수지 알갱이의 표면에 형성된 오목한 홈은 합성수지 알갱이의 표면적을 증가시켜 소음의 흡수효율을 높이고, 합성수지 알갱이의 사이사이로 바람이 원활하게 유동할 수 있도록 하는 틈새를 형성하게 되므로, 흡음 효과를 높이고 바람의 세기를 보다 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터널용 방음시스템이 터널에 구축된 상태를 보인 예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 지지 구조물이 터널의 내벽면에 설치된 상태를 보인 예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 마감패널이 지지 구조물의 터널 입구쪽 측면에 설치된 상태를 보인 예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 마감패널의 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 합성수지 알갱이의 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터널용 방음시스템이 터널에 구축된 상태를 보인 예시도를, 도 2는 본 발명에 따른 지지 구조물이 터널의 내벽면에 설치된 상태를 보인 예시도를, 도 3은 본 발명에 따른 마감패널이 지지 구조물의 터널 입구쪽 측면에 설치된 상태를 보인 예시도를, 도 4는 본 발명에 따른 마감패널의 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 합성수지 알갱이의 사시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 터널용 방음시스템은 자동차나 열차의 통행을 위해 마련된 터널의 내벽면(W)에 시공되어 터널 내부에서 발생된 소음을 저감시키는 것과 함께 터널 내부 바람의 세기를 약화시키는 기능을 제공하는 것으로, 지지 구조물(100)과 방음부재(200)로 구성된다.

상기 지지 구조물(100)은 방음부재(200)가 배치된 방음공간(S)을 터널 내벽면(W)의 주위에 형성하는 것으로, 받침 프레임(110)과 행거부재(120)로 구성된다.

상기 받침 프레임(110)은 다수의 빔 또는 파이프가 서로 결합된 것으로 이루어지되, 터널의 내벽면(W)과 마주한 채로 내벽면(W)으로부터 이격된 형태의 바닥면(111)을 형성하도록 구성되며, 이를 위하여 받침 프레임(110)을 구성하는 다수의 빔 또는 파이프의 일부는 터널의 내벽면(W)의 곡면구조에 대응하여 굽어지게 형성되고, 또 다른 일부는 이웃하게 배치되는 빔과 빔 또는 파이프와 파이프 또는 빔과 파이프를 연결하면서 받침 프레임(110)을 형성하도록 이루어진다.

이러한 받침 프레임(110)의 상부에는 방음부재(220)를 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 그물망이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 받침 프레임(110)에는 방음부재(200)를 방음공간(S)으로 넣고 빼는 작업을 실시할 수 있도록 하는 미도시된 작업구가 형성될 수 있으며, 상기 작업구는 방음부재(200) 보다 큰 개구면적을 가지며 다수개가 받침 프레임(110)에 분산되게 형성되어 곳곳에서 방음부재(200)를 넣고 뺄 수 있도록 이루어지되, 각각 작업구에는 도어가 설치되어 개폐 가능한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 행거부재(120)는 받침 프레임(110)을 터널의 내벽면(W)에 고정하는 것으로, 일측 단부가 앵커에 의해 터널의 내벽면(W)에 고정되고, 타측 단부가 받침 프레임(110)과 결합되어 받침 프레임(110)을 지지하도록 구성되며, 이러한 행거부재(120)는 공지의 전산볼트로 구성될 수 있다.

이와 같이 받침 프레임(110)과 행거부재(120)로 이루어진 지지 구조물(100)은 실시 가능한 한 가지를 구조를 예시하여 설명한 것으로, 지지 구조물(100)은 터널의 구조나 주변 여건에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지지 구조물(100)은 터널의 입구쪽 측면과 출구쪽 측면에 공기의 유동은 허용하면서 빗물의 유입은 차단하는 마감패널(130)이 설치된다.

상기 마감패널(130)은 다수개가 조합되어 지지 구조물(100)과 터널 내벽면(W) 사이에 형성되는 방음공간(S)의 개방된 양 측면을 폐쇄하도록 구성된다.

이와 같은 마감패널(130)에는 마감패널(130)을 관통하여 공기가 마감패널(130)을 통과할 수 있도록 하는 다수의 공기 유동구(131)가 형성되며, 각각의 공기 유동구(131)는 공기의 유출입은 자유롭게 허용하는 반면 빗물의 유입은 차단할 수 있도록 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 공기 유동구(131)는 내측홀(1311)과 외측홀(1312)로 이루어지되, 내측홀(1311)과 외측홀(1312)이 서로 다른 높이에 위치한 채로 서로 연결되어 2단의 계단형태로 굽어진 구멍을 형성하도록 구성된다.

이때, 상기 내측홀(1311)은 터널의 내측방향 즉, 방음공간(S)의 안쪽 방향으로 노출되도록 마감패널(130)의 안쪽 부분에 형성되고, 상기 외측홀(1312)은 터널의 외측방향으로 노출되도록 마감패널(130)의 바깥쪽 부분에 형성된다.

따라서, 터널 외부의 공기는 외측홀(1312)로부터 유입된 후 내측홀(1311)을 통해 방음공간(S)으로 유입되고, 외측홀(1312)을 통해 유입되는 빗물은 내측홀(1311)과 외측홀(1312)의 사이에 형성된 단차로 인해 방음공간(S)으로 유입되지 못하게 된다.

이와 같이 구성된 지지 구조물(100)에 있어서, 지지 구조물(100)의 바닥면(111)에는 불연재 매트(140)가 더 설치되어 바람을 타고 날아온 불똥이 방음공간(S)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 방음부재(200)는 지지 구조물(100)에 의해 터널의 내벽면(W) 주위에 형성된 방음공간(S)의 내부에 배치되어 소음을 저감시키는 것으로, 다수의 합성수지 알갱이(220)가 충전된 직물 주머니(210)로 이루어지며, 다수의 직물 주머니(210)가 방음공간(S)의 내부를 채우도록 배치된다.

상기 합성수지 알갱이(220)는 직물 주머니(210)를 통해 유입되는 소음을 흡수하는 것과 함께 바람에 의해 이동하면서 바람을 소멸시키는 기능을 제공할 수 있도록 비중이 1 이하이고, 직경이 1~10㎜의 크기를 갖는 스티로폼 알갱이로 구성될 수 있다.

또한, 상기 직물 주머니(210)는 충전된 합성수지 알갱이(220)의 이탈을 방지하면서 소음 및 바람이 원활하게 유입될 수 있도록 가급적 큰 기공을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 합성수지 알갱이(220)의 표면적을 증가시켜 소음의 흡수효율을 높이고, 이웃한 합성수지 알갱이(220)가 서로 지지된 상태에서 사이사이로 바람이 원활하게 유동할 수 있게 하는 공간을 형성하는 오목한 홈(221)이 합성수지 알갱이(220)의 표면에 하나 이상 형성되며, 바람직하게는 다수의 홈(221)이 합성수지 알갱이(220)의 표면에 분산된 구조로 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 터널용 방음시스템은 터널의 내벽면(W)에 다수의 행거부재(120)를 분산되게 설치하고, 받침 프레임(110)을 구성하는 빔이나 파이프를 행거부재(120)에 결합시키는 방식으로 터널의 내벽면(W) 주위에 지지 구조물(100)을 설치하게 된다.

이와 같이 지지 구조물(100)을 터널의 내벽면(W)에 설치하는 과정에서 바닥 프레임의 상부에 그물망과 불연재 매트(140)가 더 설치될 수 있다.

한편, 상기 지지 구조물(100)의 설치가 완료되면, 다수의 합성수지 알갱이(220)가 충전된 다수의 직물 주머니(210)를 터널 내벽면(W)과 지지 구조물(100)의 사이에 형성된 방음공간(S)으로 투입하여 채워 넣게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 방음시스템은 다수의 직물 주머니(210)를 방음공간(S)에 채워 넣는 방식으로 방음부재(200)의 설치가 이루어지므로, 종래 방음패널을 정해진 위치에 설치하는 작업방식 보다 작업의 편의성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 직물 주머니(210)에 충전된 다수의 합성수지 알갱이(220)는 유입되는 소음을 흡수하여 저감시키는 기능을 제공할 뿐만 아니라 유입되는 바람에 의해 움직이면서 바람을 소멸시키는 기능을 제공하게 된다.

즉, 직물 주머니(210)의 내부에 충전된 합성수지 알갱이(220)는 직물 주머니(210)를 통해 유입되는 바람에 의해 조금씩 움직이게 되며, 이러한 과정에서 바람의 에너지가 합성수지 알갱이(220)의 운동에너지로 전환되므로 터널 내부에 부는 바람의 세기를 약화시킬 수 있게 되며, 이로써 바람에 의한 소음이나 사고를 줄일 수 있게 된다.

한편, 합성수지 알갱이(220)의 표면에는 이웃한 합성수지 알갱이(220)가 지지된 상태에서 사이사이로 바람이 원활하게 유동할 수 있게 하는 공간을 형성하는 오목한 홈(221)이 합성수지 알갱이(220)의 표면에 하나 이상 형성되어 있어, 알갱이가 서로 지지된 상태에서도 바람이 통과하고 소음이 감소된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 지지 구조물 111: 바닥면
130: 마감패널 131: 공기 유동구
1311: 내측홀 1312: 외측홀
140: 불연재 매트 200: 방음부재
210: 직물 주머니 220: 합성수지 알갱이
221: 홈

Claims

터널의 내벽면(W)과 마주한 채로 내벽면(W)으로부터 이격된 바닥면(111)을 포함하도록 터널의 내벽면(W)에 설치되어 내벽면(W)과 바닥면(111)의 사이에 방음공간(S)을 형성하도록 이루어진 지지 구조물(100); 및
상기 방음공간(S)에 배치되어 소음을 저감시키는 방음부재(200);로 이루어지되,
상기 방음부재(200)는 합성수지 알갱이(220)가 충전된 다수의 직물 주머니(210)로 이루어지며, 직물 주머니(210)에 충전된 합성수지 알갱이(220)가 소음을 흡수하고, 직물 주머니(210)로 유입되는 바람에 의해 움직이면서 바람의 세기를 약화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 구조물(100)의 바닥면(111)에 설치되는 불연재 매트(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 구조물(100)은 터널 입구쪽 측면과 터널 출구쪽 측면을 폐쇄하는 마감패널(130)을 포함하되,
상기 마감패널(130)에는 마감패널(130)을 관통하는 다수의 공기 유동구(131)가 형성되고, 각각의 공기 유동구(131)는 터널의 내측방향으로 노출되는 내측홀(1311)과 터널의 외측방향으로 노출되며 내측홀(1311) 보다 낮은 곳에 위치하면서 내측홀(1311)과 공기의 소통이 가능하도록 연결된 외측홀(1312)의 2단 구조로 형성되어 빗물의 유입을 방지하면서 공기의 유입을 허용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 합성수지 알갱이(220)는 표면에는 이웃한 합성수지 알갱이(220)가 지지된 상태에서 사이사이로 바람이 원활하게 유동할 수 있게 하는 공간을 형성하는 오목한 홈(221)이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 터널용 방음시스템.