R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C081926-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 풍하중 저감형 방음판 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-09-30 ~ 2017-03-29 | |||||
| 연구책임자 | 지용수 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
10명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 300,000,000 원 기업 : 200,000,000 원 계 : 500,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 400,000,000 원 계 : 1,000,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)에스코알티에스 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001866-01 | |||||
| ISBN | 11-1613000-001866-01 | |||||
| 주요 내용 |
○ 현대사회는 차량의 수가 점차 증가하는 것과 더불어 교통 및 도로의 접근 용이성이 생활 편의성 기준의 하나로 부상하고 있어, 도로 인근 개발이 점점 활성화 되고 있고 주택 및 상가 등 생활공간과 밀접한 지역의 도로가 넓게 확충되는 등의 개발이 급증하고 있어 이로 인하여 인근에서 겪는 소음 피해가 극심해져 많은 민원이 제기되고 있음 ○ 현재 소음 피해를 줄이기 위해 방음벽을 설치하고 있으나, 기존의 방음벽은 구조적 한계로 인해 증설이 불가능하여 한계 기준 이상의 소음이 발생하는 경우가 존재하며, 증설이 가능하다고 하여도 높이 증가에 따라 설치비용이 기하급수적으로 폭증하여 필요한 만큼 증설하기 어려운 실정임 ○ 기존 방음벽의 경우, 풍하중을 직접적으로 견뎌야하기 때문에 높이가 증설될수록 기초, 지주, 앵커 등의 규격이 기하급수적인 증가가 필수적이지만, 반대로 풍하중을 저감하는 만큼 설치비는 큰 폭으로 감소하게 되기 때문에 매우 효과적인 시장경쟁력을 형성할 수 있음 ○ 이에, 통기형 방음판 기술 개발을 통해 한국도로공사 ‘건설재료 품질기준’의 방음판 성능 기준을 만족하면서, 기존 방음판 대비 풍하중을 30%이상 저감하여 높이 증설에 따른 설치비 부담을 효과적으로 절감하고, 소음 피해에 따른 민원 문제를 해소하고자 함 ○ 단순히 풍하중만을 저감하는 것이 아니라 기존 방음벽 대비 보다 우수한 소음 차단 성능과 더불어 우수한 가격 경쟁력의 방음벽을 개발 ○ 구조적으로 기초, 지주 형성 규모에 한계가 있는 교량, 비좁거나 지반 구조 또는 공간의 한계로 인해 충분한 높이로 방음벽이 형성되지 못해 기준 이상의 소음 피해에 노출된 다수의 민원을 해소하는 것에도 큰 도움이 될 것으로 판단됨 ○ 기존의 폐쇄형 방음벽이 아닌 통기형의 방음벽의 경우, 풍하중 저감이 효과적이고 도로의 열기가 외부와 효과적으로 순환되기 때문에 도로의 열화 현상으로 인한 손상 저감과 더불어 도시열섬화 현상의 해소에도 일부 효과가 있을 것으로 판단됨 [최종목표] ○ 방음벽의 높이가 높아짐에 따라 기하급수적으로 증가하는 전체 설치 비용을 효과적으로 절감하기 위해 풍하중이 30%이상 저감되고, 투과소음 기준(500Hz 25dB, 1000Hz 30dB 이상 저감)을 충족하는 방음판 기술을 개발 (한국도로공사의 ‘건설재료 품질기준’의 방음판 성능 기준을 모두 충족) ○ 방음판의 두께를 25cm 이내로 구성하고, 방음판 1매(1m2)의 무게를 50kg 이내가 되도록 개발하여 기초, 지주 등을 경량화 ○ 방음판 1매(1m2)당 20만원 이하의 가격 경쟁력을 가지는 풍하중 저감형 방음판 기술 개발 및 사업화 (양산체제 구축) - 두께, 무게 등 모든 규격을 충족하면서 풍하중이 저감되는 방음판 기술 개발 - 동일 규격의 기존 방음벽 대비 저렴한 가격 경쟁력을 확보 ( 기초, 지주 등 방음벽 공사비 일체 포함 기준) [연구내용 및 범위] ○ 도로 소음특성과 풍하중 저감을 고려한 통기형 방음판의 개발 - 고속도로 교통에 의한 소음레벨, 즉 소음원 발생의 주요 영향인자(차량흐름 형태, 교통량, 차량속도와 혼입율, 도로포장 종류 및 종-횡단경사 등)에 따른 발생 소음특성 분석 ？ 고속도로 도로교통 소음 계측 Data 확보 (‘도로교통소음한도 측정방법’ 적용, 환경부고시 제2013-172호) - 유동해석을 통한 풍하중 저감을 위한 적정 통기형 방음판 모형 수립 - 발생 소음특성별 효과적 소음 예측 시뮬레이션 해석모델을 개발하고, 이를 이용한 통기형 성능목표 결정 ？ 풍하중 30%이상 저감, 투과손실 30dB이상 확보 ？ 두께 : 25cm 이하, 무게 : 50kg/m2 이하 - 방음판의 프레임 형태 및 크기 등을 설계할 때, 기존의 반사형, 흡읍형 등의 다른 종류의 방음판 설계 경향을 검토하여, 최근 설치 적용되고 있는 혼합형 방음벽 구성에도 적용 가능하도록 검토 진행 - 방음판 소음별 방음판 설계기법 확립 및 시방서 작성 ？ 방음판 설계 시, 공명부(부피) 변화, 통기부 형상 변화 등 구조 형상에 따른 내구성 및 구조강성을 구조 해석으로 선행 검토하고, 이를 설계에 적용 ？ 이물질 종류, 이물질이 필터에 흡착되어 나타나는 성능 감소, 필터의 공극률, 임피던스 특성 등에 따른 필터 성능 분석과 더불어 사용 시간에 따른 성능 변화(내구성)를 시험 평가하여 교환 주기를 결정하고 유지보수 방안을 확립하여 체계화 - 방음판 모형제작 및 시험을 통한 개발기술의 적정성 및 성능 검증 ？ 한국도로공사 “건설재료 표준기준(도로교통연구원)”의 방음판 시험방법 적용 및 요구성능 검증 ？ 필터를 통한 공명부 방수 가능 여부 검토를 검토 ？ 필터를 통한 방수가 어려운 경우(필터 공극률 변화에 따라 성능 하락 가능성 있음), 공명부에 유입된 오수 및 청소수 등을 배수하는 배수로를 설정하고 배수로의 적정 위치 및 크기를 검토하여 적용 ○ 도로 소음특성을 고려한 통기형 방음벽 시스템의 해석모형 및 설계절차 수립 - 소음원 특성별 소음 예측시뮬레이션 해석모델 작성 및 분석을 통한 목표 수음시설별 방음벽 규모 산정(고층 공동주택 고려한 방음벽 높이 도출) - 통기형 방음판 적용을 높이별 해석모델 작성 및 유동해석을 통한 적정 설계풍하중 도출 - 통기형 방음벽시스템 설계절차 수립 (지주 및 기초규모 최적화) ○ 방음판 시제품제작 및 성능검증, Test-bed 구축 및 시험 - 기초, 지주 등 구성품 설계 ？ 방음판 개별적으로 프레임을 적용하여 결합가능한 구조로 구성 ？ 기초구조물은 기존 반사형 및 흡음형의 구조형태를 기본구조형태로 설정하여 호환성을 높이고 이를 통해 혼합형으로 설치 가능하게 설계 - 기초, 지주 등 구성품 재질 분석 및 시험 ？ 한국도로공사 “건설재료 표준기준(도로교통연구원)”의 방음판 시험방법 적용 및 요구성능 검증 - 지주 포함한 통풍형 방음벽 시제품에 대한 풍동시험 수행 ？ 지주를 포함한 방음벽시스템의 안전성 평가 - 실제 도로 환경에서의 소음 변화 패턴을 적용한 실 성능 검증 ？ 실 환경 경향을 적용한 소음 및 풍압 패턴에 따른 성능 실험을 진행 - 방음벽 시공기술 및 공법선정 및 시방서 작성 - 방음벽 시제품 현장시공 및 현장 모니터링실시 ？ 현장시험부지 관련 협약(한국도로공사)을 통해 Test Bed 규모 산정 ？ 도로 횡단폭(약24m)과 소음 측정점의 위치를 고려하여 30m이상 설치 ？ 실 환경 설치 적용을 통한 실증 Data확보 - 현장 시험 평가방법 ？ 방음벽을 우회 소음 범위 이내에서 거리에 따른 소음 측정 진행 ？ 기준 소음측정 지점에서 장기모니터링 진행하여 환경별 소음 기록 ？ 기상관측기 설치를 통해 눈, 비, 태풍 등의 환경 변화 발생 시, 환경변화에 따른 방음벽 상태 변화 및 외관 점검을 통해 내구성 및 신뢰성 평가 ？ 장기 사용에 따른 내구성 문제 발생 시, 개선 개발 및 적용 - 유지관리 방안 및 매뉴얼 확립 ○ 사업화 방안 검토 - 과제 종료 이후 한국도로공사의 구매 요청이 있는 경우, 즉시 대응 가능하도록 과제 종료 이전에 상품화 및 양산 시스템 확립 (구매 조건부) ？ 방음판 구조가 매우 간단하고, 사용되는 소재가 수급에 용이한 범용 소재로 건설재료품질기준을 만족하는 경우, 사출을 통한 양산체계 구축을 통해 빠른 상품화가 가능 - 방음벽 원가 분석 및 사업화 전략 검토 ？ 원가 : 20만원/m2 - 통기형 방음판 제조 공정 및 시공품 |
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| 색인어 | 한글 | 방음판 | 방음벽 | 풍하중 | 교통소음 | 통기형 |
| 영문 | soundproof panels | soundproof wall | Wind load | Traffic Noise | Air Transparent type | |
| 최종보고서 | 풍하중 저감형 방음판 개발 최종보고서.pdf | |||||