An Empirical Study of Soundproof wall with Reduced Wind Load

풍하중 저감형 방음판의 실증 연구

Abstract

Traffic volume has been greatly increasing due to urban development and the improvement of living standards, and many complaints are being raised due to the increasing road noise. As a countermeasure against these problems, highly soundproof walls are installed on the sides of roads. However, the ability to bear wind loads is a major design requirement for soundproof walls, which contributes to the exponential increases in construction costs and restricts the height of the walls. The aim of this study is to improve the performance of soundproof walls and to dramatically reduce wind loads while maintaining excellent price competitiveness. Based on Helmholz's resonator theory, a new concept is proposed for a ventilation-type soundproofing plate that can pass through a fluid like air and reduce noise. A full-scale metal soundproofing plate was produced to satisfy the quality standards of highways by conducting a sound-pressure transmission-loss test, wind tunnel test, and material quality test. To verify the reliability, the wall was manufactured and installed, and the sound insulation effect was examined by measuring the noise over time. In the future, ventilated soundproof walls on roads could create a pleasant living environment due to the high noise-insulation effect.

최근 도시개발과 생활수준의 향상으로 인해 교통량이 크게 증가하고 있으며, 이와 더불어 증가되는 도로 소음으로 인해 많은 민원이 제기되고 있다. 이에 대한 대책으로 도로변에 높은 방음벽이 설치되고 있으나 방음벽 주요 설계 요건인 풍하중은 공사비의 기하급수적인 증가뿐만 아니라 방음벽 높이 제한의 요인으로 작용하게 된다. 이에 본 연구에서는 기존 방음벽 수준의 차음 성능과 더불어 풍하중을 획기적으로 저감할 수 있는 우수한 가격 경쟁력의 방음벽을 개발 하는 것을 목적으로 한다. 본 연구 대상의 방음판은 헬름홀츠의 공명기 이론을 바탕으로 공기와 같은 유체는 통과하고 소음은 저감할 수 있는 신개념 통기형 방음판에 해당된다. 본 연구에서는 실 크기의 금속재 방음판을 제작하여 음압투과손실실험, 풍동실험 및 재료품질 실험을 수행하여 고속도로의 품질기준을 만족하는 결과를 도출하였다. 또한 신뢰성을 검증하기 위해 현장에 제작 및 설치를 하고 시간대 별로 소음을 측정하여 방음판의 소음 차단 효과를 확인하였다. 향후 도로에 통풍형 방음벽을 설치할 경우 높은 소음 차단 효과로 인하여 쾌적한 생활환경을 조성할 수 있을 것으로 예상된다.

Fig. 1. Air Transparent Soundproof Wall

Fig. 2. Frequency setup formal theory[1]

Fig. 3. Air model Wind Tunnel Test[1]

Fig. 4. Wind Tunnel Test Results Graph[1]

Fig. 5. Transmissive Loss Sound Pressure Test[1] Sound Insulation performance criteria[1] (500Hz : 25dB, 1,000Hz : 30dB)

Fig. 6. Field Noise measurement[1]

Fig. 7. Oct. Component analysis[1]

Table 1. Results of slit model experiments

Table 2. Quality Standard for Highway materials[8]

Table 3. material quality test results[1]

Table 4. Field noise measurement results[1]