고속도로 방음벽 유지관리를 위한 방음벽 노후도 평가 방안

김상태,신일형,김경수,김다애,김흥래,임자혜,이재준 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.4

This research aimed to prepare the classification of the damage types and the damage rating system of noise barriers for expressway noise barriers and to develop deterioration evaluation method of noise barriers by reflecting them. The noise barrier consists of soundproof panels, foundations and posts and the soundproof panels with 10 different types of materials are used in a single or mixed form. In this paper, damage of soundproof panel shows a single or composite damage, and thus a evaluation model of deterioration has been developed for noise barriers that can reflect the characteristic of noise barriers. Materials used mainly for soundproof walls were divided into material types for metal, plastic, timber, transparent and concrete. And damage types for noise barrier were classified into corrosion, discoloration, deformation, spalling and dislocation and damage types were subdivided according to the noise barrier’s components and materials. Damage rating was divided into good, minor, normal and severe for each major part of noise barrier to assess damage rating of soundproof panel, foundation and post. The deterioration degree of noise barrier was evaluated comprehensively by using the deterioration evaluation method of whole noise barrier using weighted average. Deterioration evaluation method that can be systematically assessed has been developed for noise barrier using single or mixed soundproof panel and noise barrier with single or complex damage types. Through such an evaluation system, it is deemed that the deterioration status of noise barrier installed can be systematically understood and utilized for efficient maintenance planning and implementation for repair and improvement of noise barriers. 본 연구에서는 고속도로 방음벽을 대상으로 방음벽의 손상유형 분류 및 손상등급 체계를 마련하고 이를 반영한 방음벽 노후도 평가기법 개발을 목표로 하였다. 방음벽이 방음판, 기초, 지주로 구성되어있고 10종의 다양한 재질이 활용되고 있는 방음판은 단일 또는 혼합형으로 사용되고 있으며, 방음판의 손상은 단일 또는 복합적인 손상을 나타내는 특징을 나타내고 있어 이러한 방음벽의 특징을 반영할 수 있는 방음벽 노후도 평가모델을 개발하고자 하였다. 방음벽에 주로 사용되고 있는 재질을 금속재, 플라스틱재, 목재, 투명재, 콘크리트재의 재질유형으로 나누고 또한, 각 재질별 손상유형을 부식, 변색, 변형, 깨짐, 탈리로 분류하여 방음벽의 손상유형을 방음벽 구성부재와 재질에 따라 세분화하였다. 방음벽 주요부위별로 각 손상유형별 손상등급을 양호, 경미, 보통, 심함으로 구분하여 방음판, 지주, 기초의 손상등급을 평가, 이를 바탕으로 부위별 노후도를 평가하여 가중평균을 통한 방음벽 전체의 노후도를 평가하는 방식을 통해서 종합적인 방음벽 노후화 정도를 평가하였다. 단일형 또는 혼합형 방음판을 사용하는 방음벽의 노후도 평가는 물론, 손상유형이 단일형 뿐만 아니라 복합형으로 나타나는 방음벽에 대해서도 체계적인 평가가 가능한 노후도 평가 기법을 개발하였으며, 이러한 평가시스템을 통하여, 현재 설치되어 있는 방음시설의 노후화 현황을 체계적으로 파악함은 물론, 이를 토대로 방음벽의 보수 및 개량을 위한 효율적인 유지관리 계획 및 시행에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

방음벽 전면형상에 따른 소음 효과 분석에 관한 연구

김일호(Il Ho Kim),안호상(Ho Sang Ahn),박종빈(Jong Bin Park),김광수(Gwang Soo Kim),이주행(Ju Haeng Lee),고준희(Jun Hee Ko) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.12

도심의 교통량의 증가와 더불어 급증하는 교통소음의 피해를 최소화하기 위하여 도로변 지역에 방음벽의 설치가 이루어지고 있다. 이에 따라 여러 형태의 방음벽 설치되었고, 그 형태와 재질에 따라방음성능, 시야확보측면, 유지관리 등에서 장단점이 존재한다. 최근 꾸준하게 적용되고 있는 반사형 투명형 방음벽의 경우, 시야를 확보할 수 있고 외관이 우수하지만 반사음의 영향을 고려해야 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 방음벽 전면 형상에 의한 반사음의 영향을 분석하여 반사형 방음벽을 최적화하여 반사음의 영향을 최소화 하고자 하였다. 방음벽 전면에 두께가 다른 블록을 설치하고 일반 반사형 방음벽의 소음 반사 효과와 비교한 결과, 일반 반사형 투명 방음벽에 비하여 0.9∼1.5dB(A)의 소음저감 효과가 있었다. 또한 반사음이 증가 또는 감소하는 공간적 영역이 블록의 두께에 따라 변화하는 것을 알 수 있었다. 이러한 현상은 방음벽 전면 형상에 따라 소음의 집중 및 확산분포가 다양하게 변화하는 것을 나타내며 방음벽을 최적화하는 기술의 가능성을 보여주는 결과라고 판단 하였다. In recent decades, a lot of noise barriers have been installed along paved road in order to reduce the road induced noise, which increases as traffic volume grows. For better range of sight, transparent noise barriers are widely installed despite of reflecting noise. In this study, the effect of surface shape and pattern of noise barriers on the reduction of reflecting noise was analyzed to maximize the noise reduction. According to the number of shape and pattern, it was observed that there were noise reduction effect as of 0.9∼1.5dB(A). It was found that the spatial field where the noise concentrates or disperses changes according to the width of blocks on the barriers as well. It suggests that there might be possibility of surface shape modification to optimize the noise reduction technology.

방음벽 상부구조물의 형상에 따른 삽입손실 비교

김선도 ( Seon Do Kim ),정제훈 ( Je Hoon Jeong ),한찬훈 ( Chan Hoon Haan ) 충북대학교 건설기술연구소 2015 建設技術論文集 Vol.34 No.2

건축물에 발전에 따라서 주거환경은 도시화, 산업화로 인한 열섬현상과 공기질 저하, 교통 소음 및 재해 환경요염 및 녹지면적의 절대적인 부족 등의 다양한 문제로 병들어 있다. 특히 소음으로 인한 문제는 쾌적한 주거환경을 요구하는 거주자에게 상당한 불쾌감과 스트레스를 주고 있다. 이러한 현상들은 삶의 질이 윤택해짐에 따라서 불쾌감의 정도가 끊임없이 올라가고 있다. 때문에 소음에 관한 규정이 생기고, 이에 따라서 건축은 변화하고 있는 시점이다. 소음 및 진동에 관한 민원사항의 대부분은 교통 소음에 관한 것으로써 이를 위하여 주택가, 고속도로 주면, 공장 지대, 학교 주변 등을 중심으로 방음벽의 설치가 꾸준히 증가하는 추세이다. 하지만 이러한 방음벽 설치의 확대가 모든 소음을 저감하는 것은 아니다. 분명 방음벽은 도로교통 소음의 저감에 효과를 보기는 하지만 소음저감량은 이론상 최대 15~20dB(A)까지로 제한적일 수밖에 없다. 하지만 이러한 건축물의 증가함에 따라서 사람들은 쾌적성을 요구하고 있다. 방음벽의 소음저감량을 높이기 위해서는 방음벽의 높이를 증가시키는 방법이 있지만 법규에 따라서는 높이에 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 방음벽 상부구조물을 설치하여서 소음저감량을 높여야 한다. 방음벽 상부구조물을 설치하면서 형태에 따라서 삽입손실량을 비교하고 최적의 형태의 방음벽 상부구조물을 찾고자 하였다. Noise barriers are widely used in and around the residential area. However, the noise reduction efficiency is not satisfied with the comfort of residents. In order to increase the noise reduction of the noise barriers, various upper structures have been introduced and used nowadays. The present study investigates the insertion losses of the noise barriers with different shapes of upper structure. Seven different upper structures were designed and applied to a noise barrier under same conditions. Computer simulations were undertaken to calculate the insertion losses using 3-D models of noise barriers. As a result, It was found that insertion loss of noise barriers with Y and T -shaped upper structures is greater than those with ㄱ and L-shaped upper structures. It is because the Y and T-shaped upper structure overgrow along the axis of the noise sources and measurement points while ㄱ and L -shaped upper structures stretch to one side of noise barrier.

경계요소법에 의한 방음벽의 성능 평가

황철호(Hwang, Cheal-Ho) 한국소음진동공학회 2008 한국소음진동공학회 논문집 Vol.18 No.1

Noise barriers are being used more often to solve problems of noise pollution from traffic noise. Several types of noise barriers are being installed to increase the cost-effectiveness of noise barrier installation. In this study, the insertion loss is analyzed to evaluate the effectiveness of the noise barrier by using the BEM. In order to check the validity of the BEM, the BEM and Lam's theoretical analysis are compared with measurement, which is performed in the anechoic chamber for the 1/10 scale-down model, and good agreements are obtained. By using the two dimensional boundary element method, the insertion loss is calculated and analyzed for several typical noise barriers such as the vertical barrier, the barrier with an oblique edge on top, the T-shaped barrier and the barrier with interference device on top. With these analyses, it is possible to design more cost-effective noise barriers appropriate for a particular area.

철도방음벽의 내구성능 산정을 위한 동적 효과 평가 기법

최수연(Sooyeon Choi),김민수(Minsu Kim),최상현(Sanghyun Choi) 한국방재학회 2023 한국방재학회논문집 Vol.23 No.2

1980년대 중반부터 건설이 시작된 철도방음벽은 총연장이 800 km에 이르고 있으나, 노후화 비율의 급속한 증가가 예상됨에 따라 합리적인 성능평가를 통한 유지관리가 필요한 상황이다. 이 논문에서는 열차 통과 시 발생하는 열차풍이 방음벽에 미치는 동적 효과를 고려하여 철도방음벽의 내구성능을 평가할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 EN 16727-2-2에 제시된 방음벽에 작용하는 동적 효과에 대한 등가정적하중을 근간으로 열차 속도 및 통과 횟수, 방음벽의 길이, 높이 및 고유진동수와 궤도 중심으로부터의 거리를 고려하여 동적효과를 검토할 수 있으며, 일당 열차 통과 횟수와 동적 효과에 따라 결정되는 성능등급 매트릭스를 이용하여 내구성능을 결정할 수 있다. 제안된 기법은 철도건설법에 따른 철도방음벽의 성능평가에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. The extension of the railway noise barrier, the construction of which began in the mid-1980s, has currently reached a total of 800 km. As the aging rate is expected to increase rapidly, maintenance through reasonable performance evaluation is required. In this study, a technique for evaluating the durability of railway noise barriers is proposed, considering the dynamic effect of train wind, which is generated when trains pass through noise barriers. The proposed method is based on the equivalent static load for the dynamic effect acting on the noise barrier, as presented in EN 16727-2-2, which considers the train speed, number of passages, length, height, natural frequency of the noise barrier, and distance from the center of the track in reviewing the dynamic effect; moreover, it calculates the durability performance using a performance rating matrix based on the number of trains passing per day and dynamic effects. It is expected that the proposed technique can be used to evaluate the performance of railway noise barriers according to the Railway Construction Act.

국내외 방음벽 관련 연구동향 분석 및 개발 방향

안호상(Ho Sang Ahn),김일호(Il Ho Kim),박종빈(Jong Bin Park),이주행(Ju Haeng Lee),김광수(Gwang Soo Kim) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.12

최근 국내 거주지역의 다변화와 고속도로와의 근접성을 고려한 선호되는 위치의 변화로 인해 방음벽에 대한 수요 및 설치에 대한 필요성이 그 어느 때보다 증대되고 있다. 하지만, 방음벽의 설치에도 불구하고, 도로 로부터 발생되는 소음에 대한 민원은 지속되고 있는 실정이다. 또한, 이미 설치된 방음벽에서도 황변, 먼지침착, 충격파괴 등의 유지, 보수에 대한 어려움이 제기되고 있다. 이로 인해 위에서 제시된 문제점을 해결하기 위한 방법으로 새로운 소재를 이용 또는 새로운 개념의 방음벽에 대한 연구필요성이 제시되고 있다. 본 연구는 새로운 소재의 개발, 부가기능의 첨가, 또는 설계의 다변화를 통해 기존의 방음벽이 안고 있는 기술적, 경제적 문제점을 해결하기 위한 새로운 방음벽 개발의 첫 단계로 기존의 국내외 방음벽과 관련된기 수행된 연구동향을 분석하고 이에 따라 향후 개발방향에 대해서 모색하였다. The demand for noise barriers and necessity for the installation are highly growing because residential areas have become diverse and locational priority is changed to consider how to approach highway easily. However, public annoyance to the noise generated from highway is continued despite lots of noise barrier are installed. Moreover, there are growing concerns to maintain noise barriers to be free from losing transparency, dust stack, and shock fracture. To resolve these issues, it is suggested to develop new polymer materials and conceptually new noise barrier. In this study, as a first step to develop a new noise barrier to overcome current technological challenges as well as economic issues, recent research trends have been analyzed and found the direction for the future research in terms of material, supplementary function, and patterning.

도로소음원에 대한 방음패널 형상별 반사소음 저감효과

김일호(Il Ho Kim),박태호(Tae Ho Park),장서일(Seo Il Chang),이혜인(Hae In Lee) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.2

도시화의 가속화와 더불어 도심의 교통량의 증가로 도로소음피해를 최소화하기 위하여 방음벽의 설치 수요가 증가하고 있다. 설치되고 있는 여러 형태의 방음벽 중, 반사형 방음패널의 경우 불투명 방음패널과 달리 시야를 가리지 않으므로 방음시설을 요구하는 거주자들에게 인기를 얻고 있다. 하지만 반사형 방음패널의 경우, 반사음에 의한 2차 피해를 유발시켜 피해를 줄일 수 있는 방음벽 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 반사형 방음패널의 전면형상 및 기하학적 형태를 변화시켜 반사음의 전달을 최소화 시킬 수 있는 형상을 연구하였다. 일반형 반사형 방음패널과 형상별 방음패널의 반 사소음 저감 효과를 비교 한 결과, 곡선형 방음패널이 1.5 dB의 소음저감 효과가 있었다. 또한, 반사음의 증가 또는 감소는 형 상별 설계인자에 따라 변화하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 방음벽 전면 현상에 따른 반사소음의 저감 기술의 가능성 을 보여주는 결과라고 판단된다. With rapid urbanization, the volume of traffic in urban area has been significantly increased. This in turn led to problem which can be described as Road Traffic Noise. Currently, to alleviate the road traffic noise damage, a demand for installation of soundproofing walls is rising. Among different shapes of soundproof walls being installed, the reflection-type acoustical insulation panel is highly drawing attentions of residents due to the fact that it does not obstruct their field of vision in contrast with the opaque acoustical insulation panel. On the other hand, improving the soundproofing wall of the reflection-type acoustical insulation barrier panel needs to be focused on since it has a possibility to cause a secondary damage by reflected sounds. Therefore, in this research, study has been carried out to improve the forms in order to minimize travelling of reflected sounds through changing the frontal surface shape and geometrical shape of the reflection-type soundproofing panel. A result from comparison between the normal reflection-type soundproofing panel and the improved soundproofing panel, with reduction effects in the noise reflection, showed that the curved type of soundproofing panel has an impact on reducing the noise up to 1.5 dB. Furthermore, from the research conducted, it appears that the increase and decrease in the reflected sounds can be changeable depending on various design factors. Thus, it turns out that the study shows a potential possibility to develop a reduction technology of the reflected sounds pertaining to overall condition on the soundproofing walls.

태양광 방음벽 디자인 분석 및 CIGS기반 가설방음벽 디자인 개발 연구

오준호,고지윤,남원석,장중식 한국공간디자인학회 2023 한국공간디자인학회논문집 Vol.18 No.7

(연구배경 및 목적) 방음벽은 소음이 발생하는 환경에서 소음으로부터 주거 시설이나 공공시설 등 주변 환경을 보호하기 위해 설치되는 소음억제 시설을 의미하며, 소음억제를 위해서 시설 환경을 구성할 때 필수적인 요소 중 하나이다. 소음억제 기준을 충족하기 위해서는 일정 수준의 높이가 필요해 주변 환경의 조망권, 일조권 방해뿐만 아니라 도시미관에 상당한 저해요소로 문제점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 국내외 태양광 방음벽에 대한 설치환경과 기능에 따른 디자인 분석을 실시하고 요구사항을 파악하여 분석 결과를 기반으로 CIGS 박막 태양전지를 이용한 모듈형 방음벽을 디자인 개발해 방음벽이 지니고 있던 조망권, 일조권 방해 및 미관 저해요소 문제점을 개선할 수 있는 디자인을 제안하고자 한다. (연구방법) 우선 문헌연구를 통해 이론적 배경에 대한 고찰을 진행하였고 방음벽 디자인 가이드라인에 대한 분석으로 분석 기준이 될 디자인 요소를 도출하였다. 선정된 디자인 분석 기준에 따라 국내외 태양광 방음벽 디자인의 심미성과 환경에 따른 기능요소를 분석하였다. (결과) 외관 형태는 혼합형 3종과 단일형 2종이었으며, 복합 기능이 가능한 혼합형을 더 선호하는 경향을 보였다. 태양광 전지 소재는 대부분 불투명 실리콘으로, 짙은 파랑계열이었다. 불투명성과 어두운 색상은 시각적으로 자유로운 색상 활용이 어려움을 보여주며, 보행자 시야를 차단하는 문제가 있어 이에 대한 개선안이 요구되었다. 방음벽의 구조는 모두 직립형으로, 구조적으로도 단일종은 다양한 상황에 대한 적응력이 부족함을 확인하였다. 방음벽이 설치된 설치 환경은 대부분 고속도로를 중심으로 설치되어 실제 공사현장이나 생활환경 기반의 분석이 부족하고 제한적이었으며, 기능 측면에서는 대부분 기본적인 에너지 생산 기능과 방음 기능만 갖추고 있었다. 또한 유지 및 보수 측면에서는 효율적인 설치 편의성과 생산 비용을 중요시하고 있음을 알 수 있었다. (결론) 분석한 결과를 기반으로, 실제 공사 현장을 선정하여 설치된 방음벽에 대한 요구사항을 파악하고, 이를 기반으로 3D 디자인 도구인 라이노 및 그래스호퍼를 이용해 패러메트릭 기법으로 방음벽을 디자인 개발하였다. 연구 분석한 내용 및 개발된 디자인 결과는 3D 렌더링 도구 및 코드 기반의 분석 도구를 이용해 디자인 평가 및 실험을 진행하여 향후 생활 공간을 중심으로 태양광 방음벽을 디자인 개발을 위한 근거자료로 활용하고자 한다.

Cadna 모형에 의한 방음벽 최적설계에 관한 연구

이정훈 ( Jung-hoon Lee ),유병로 ( Byong-ro Ryu ) 한국환경기술학회 2009 한국환경기술학회지 Vol.10 No.4

본 연구에서는 Cadna-A 프로그램을 이용하여 연구 대상지역의 실외 소음을 예측 하였다. 소음원(도로교통량)에 따른 소음을 Cadna-A 프로그램을 이용하여 예측한 결과 공동주택 지역에서 305동, 306동, 308동에서 소음환경기준인 65dB(A)을 초과하고 있는 것으로 예측 되었다. 이에 기존에 존재하던 방음벽 위치에 소음환경기준을 만족하기 위하여 새로운 방음벽을 설치 시 높이와 길이를 예측하여 실외소음환경 기준을 만족 할 수 있도록 Cadna-A 프로그램을 이용하여 모의 예측 하였다. Cadna-A 프로그램을 이용하여 최적의 방음벽의 길이와 높이를 예측한 결과, 방음벽의 높이 예측은 길이 335m로 동일하게 하고, 방음벽의 높이를 5m, 5.5m, 6.0m, 6.5m순으로 방음벽을 높게 하여 높이에 의한 층 별 실외소음을 예측한 결과 방음벽의 높이는 6.5m을 설치하였을 때, 305동, 306동, 308동 모두에서 실외소음기준인 65dB(A)을 만족하는 것으로 예측되었고, 방음벽의 길이 예측은 방음벽의 높이 6.5m로 동일하게 하고, 방음벽의 길이는 310m, 270m, 240m, 230m순으로 방음벽의 길이에 의해 층 별 실외소음을 예측한 결과 방음벽의 길이는 230m을 설치하였을 때, 305동, 306동, 308동 모두 실외소음기준을 만족하는 것으로 예측되었다. As a result of estimation using equivalent level of noises measured by each point (N-1~N-4) and Candna-A program, it shows differences within ±2.7dB(A) in observance of differences between the value of actual measurement and the estimated value and as a result of comparison this with a relative error, it showed below 4.21% by each point. As a result of this, it is judged that the adaptability to estimated values using values of the actual measurement and Cadna-A program is high. Therefore, as a result of estimation on height and length of optimal soundproofing walls using Cadna-A program, for estimation of height of soundproofing walls, the length of it should be identical with 335m and as a result of estimation of outdoor noises by each floor with the height of it elevated in order of 5m, 5.5m, 6.0m, 6.5m, when it was installed with the height of 6.5m, which was estimated to satisfy the standard of outdoor noises environment, 65dB(A), in all of block 305, 306, and 308 and for estimation of length of soundproofing walls, as a result of estimation of outdoor noises by each floor with the length in order of 310m, 270m, 240m, and 230m and the identical height of 6.5m, when it was installed in length of 230m, it was estimated to satisfy the standard of outdoor noises in all of block 305, 306, and 308. As a result of estimation of outdoor noises with Cadan-A, it was estimated that soundproofing walls with 230m in length and 6.5m in height should be installed in order to satisfy the standard of outdoor noises in areas as subjects of this study.

방음벽 및 방음터널 설치에 따른 주변지역 기류흐름분석

유장열,남병희,유기표 대한건축학회지회연합회 2016 대한건축학회연합논문집 Vol.18 No.1

도시화로 인해 도시의 확장과 인구 과밀화에 따른 도로망 확장, 도시 순환도로 등이 발달되었다. 도시가 확장되면서 주거인구가 도로 주변에 거주하게 되면서 도로에서 배출되는 대기오염 물질의 확신이나, 소음 등의 문제가 발생하고 있다. 이를 방지하기 위해 일반적으로 도로변에 방음벽, 방풍벽을 설치함으로써 도로에서 전달되는 소음 저감 및 대기 오염물질 피해 저감 효과에 많은 영향을 미치고 있다. 현재까지의 방음벽, 방풍 펜스에 대한 오염물 이동에 미치는 연구는 대부분 방음벽에 대하여 부분적인 현장실험과 전산유체역학 (CFD:Computational Fluid Dynamaics)를 이용한 수치 실험으로 진행되어왔다. 따라서 실제로 바람의 이동 형태나 그로 인해서 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 PIV (입자 영상 유속계)를 통해서 방음벽에 의한 실제 바람의 형상 및 그로 인해 거주자에게 미치는 바람의 영향에 대해서 알아보고, CFD를 해석을 통한 방음터널의 풍속 변화 및 영향에 대해서 알아보고자 한다. Urbanization has resulted in the extension of road networks and development of belt ways due to the expansion of cities and overpopulation. With the expansion of cities, resident population started to live nearby roads and is experiencing issues like spreading of air pollutants and noises generated on roads. In general, such issues are prevented by installing noise barrier and windproof walls on roadsides, which have great impact on reduction of noises and air pollutants. Previous studies about the effects of noise barrier and windproof walls on movement of pollutants were mostly conducted as partial field experiments and numerical experiments using computational fluid dynamics (CFD). Therefore, there is lack of studies on movement of wind and its effects. The purpose of this study is to examine form of actual wind based on noise barrier and the effects of wind on residents through particle image velocimetry (PIV), and to find out change and effect of wind velocity in noise barrier tunnel through CFD analysis.