KR100629249B1

KR100629249B1 - 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조

Info

Publication number: KR100629249B1
Application number: KR1020040102161A
Authority: KR
Inventors: 강연도
Original assignee: 강연도
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-09-29
Also published as: KR20060063097A

Abstract

본 발명은 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 개시한다. 본 발명은 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 구성함에 있어서, 슬래브(20)의 상면에 소정간격으로 평행하게 배치되는 다수의 매스블록(30); 상기 매스블록(30)들의 사이에 위치하면서 상기 슬래브(20) 위에 설치되며, 전후좌우 및 상하로 구획되는 단위 공명실(s)을 다중으로 갖는 경성 재질의 다중공명패널(40); 상기 매스블록(30)들의 사이에 위치하면서 상기 다중공명패널(40) 위에 깔게 되는 연성 재질의 차음시트(50); 상기 매스블록(30)과 차음시트(50)의 상부면에 타설되는 경량 기포콘크리트층(60); 상기 경량 기포콘크리트층(60)의 상부에 타설되는 시멘트몰탈층(70); 상기 시멘트몰탈층(70)의 상면을 마감하는 실내 바닥마감재(80);로 구성됨을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 바닥 마감구조를 포함한 전체 바닥구조의 매스(Mass)를 키우면서 강성을 줄이는 완전한 뜬바닥 구조로 만들어 바닥 충격음에 의한 진동수가 현저히 줄어들게 되어서, 충격음이 슬래브를 통해 하층으로 전달되는 현상을 효과적으로 차단하여 준다.

공동주택, 층간바닥, 충격음, 차단구조, 뜬바닥, 매스블록, 강성, 유연도, 다중공명패널, 차음시트

Description

공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조{Isolating structure for floor to floor impact sound of apartment building}

도1은 종래 선행기술에 따른 공동주택의 층간바닥 차음구조를 나타낸 단면도

도2는 본 발명에 따른 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 도시한 단면도

도3은 본 발명에서 적용되는 매스블록의 배치상태를 나타내는 평면도

도4는 본 발명에 따라 거실과 안방사이의 구조벽을 일부만 형성한 예를 나타낸 평면도

도5는 본 발명에서 하부 차음구조를 형성하기 위한 각 구성 부재를 분리하여 나타낸 사시도

도6은 본 발명에서 차음구조를 형성하기 위한 각 부재의 조립 설치상태 단면도

도7은 본 발명에서 하부 차음구조에 적용되는 다중공명패널의 제1실시예를 나타낸 저면도

도8은 본 발명에서 하부 차음구조에 적용되는 다중공명패널의 제2실시예를 나타낸 저면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:구조벽 11:비내력벽 20:슬래브

30:매스블록 40:다중공명패널 41:하부패널

42:상부패널 45:역사각뿔대 46:역원뿔대

47:격막 48:공기구멍 49:지지발

50:차음시트 51:폴리우레탄층 52:상피질

53:하피질 60:기포콘크리트층 70:시멘트몰탈층

80:바닥마감재 s:공명실

본 발명은 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조에 관한 것으로, 특히 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간 골조 슬래브를 포함하여 바닥 마감구조의 매스(Mass)를 상대적으로 키우면서 강성을 줄이는 완전한 차음구조로 만들어 바닥 충격음에 의한 진동수가 줄어들게 함으로써, 상층 바닥의 충격에 의한 소음이 슬래브를 통해 하층으로 전달되는 현상이 방지되도록 한 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 우리나라의 공동주택은 1980년도이래 대량 공급을 위한 주택정책에 따라 대부분 구조벽과 슬래브를 통해 건물의 하중을 지탱하는 벽식구조의 아파트를 지향하게 되었다.

이러한 벽식구조의 아파트는 라멘식구조의 아파트에 비해 시공비가 비교적 저렴하고 공사기간의 단축 등 경제성이 좋은 장점이 있어 물량중심의 주택공급 정책에 부응하여 왔다.

그러나, 벽식구조로 지어진 아파트는 세대간 소음 전달에 특히 취약한 문제가 있으며, 위와 같은 세대간 소음 전파는 아파트 거주민의 가장 큰 불만사항으로서 그 가운데서도 아파트 직상층에서 발생되는 충격음이 직 하층부로 전달되는 소음이 가장 크게 문제시되고 있다.

아파트에서 발생되는 충격음은 경량 충격음과 중량 충격음으로 구분되며, 경량 충격음은 주로 물건이 떨어질 때 발생하는 소음을 말하고, 중량 충격음은 주로 사람이 뛸 때 발생하는 소음을 말하며, 이러한 충격음은 윗층의 바닥 구조물에 가해진 충격이 슬래브의 진동으로 전달된 다음 아래층의 소음으로 방사된다.

최근에 이르러서야 위와 같은 아파트 소음 문제의 심각성을 인식하고 이와 관련해 층간바닥 충격음 저감을 위한 초기 법제화가 마련되고 있으며, 관련업체에서도 층간 소음 저감기술 및 제품 개발이 활발하게 진행되고 있다.

종래, 위와 같은 충격음 문제를 해결하기 위해 개발된 아파트 층간바닥 충격음 방지기술로서, 도1의 도시와 같이 차음재만을 이용한 층간 소음 차단기술이 개 발되고 있다.

이 같은 기술은 콘크리트 구조물로 타설되는 슬래브층(1)과, 슬래브층(1) 위에 타설되는 경량 기포콘크리트층(2)과, 슬래브층(1)과 기포콘크리트층(2)의 사이에 매설되는 바닥 차음재(3)와 기포콘크리트층(2) 위에 타설되며 난방용 배관이 매설되는 시멘트몰탈층(4)과, 시멘트몰탈층(4)위에 설치되는 장판지 등의 실내 바닥마감재(5)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래 기술은 상기 바닥 차음재(3)에만 의존한 기술을 통해 층간바닥 충격음을 저감시켜 하층으로 전달됨을 줄이고자 하였다.

그러나, 바닥 충격음 저감을 위해 사용되는 상기 차음재(3)는 일반적으로 바닥면 충격을 흡수하는 탄성재질의 완충재로서, 이러한 재료를 슬래브 위에 시공할 경우 차음재(3) 자체의 탄성재질에만 의존함으로 뜬바닥 구조의 마감재를 포함한 전체 바닥구조의 강성이나 매스(Mass), 진동수 등 전체적인 요소를 고려하지 못해 특히 저음역에서 차음재(3) 만에 의한 차음효과가 거의 나타나지 않고 있다.

즉, 중·고주파 대역에서 차음효과가 결정되고 있는 경량 충격음의 경우는 기존 바닥구조에 10~20㎜ 정도의 완충재를 사용하면 충격레벨음압이 낮아지지만, 실제적인 차음성능인 중량충격음의 경우 저주파수 대역에서 차음효과가 결정되는데 이 경우 완충재(3)만으로는 그 소음을 제어하기 어렵기 때문에 결국 차음재(3)만에 의한 충격음 개선 효과가 그다지 크지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 이 같은 종래기술은 위와 같은 문제를 해결해야 그 목적을 완전히 달성할 수 있으며, 특히 우리나라 아파트 골조구조의 대부분을 차지하는 벽식구조 의 경우 중량 충격음에 취약한 데, 이를 고려한 소음방지 기술은 개발되고 있지 않아 현재 기존 제품이나 기술이 한계에 부딪히고 있으므로 아파트의 근본구조를 고려한 새로운 방지 기술의 개발이 시급한 기술적 과제로 대두되고 있다.

이에 따라, 본 발명은 벽식구조로 설계된 공동주택의 층간바닥에서 발생되는 충격음을 차단하기 위해 안출한 것으로, 벽식구조의 벽체와 슬래브의 구조적 특성상 무한 강성인 콘크리트 벽체 지지에 의한 음장효과 때문에 저음역대에서 진동수가 높게 되는데, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은 전체 층간바닥 구조의 매스(Mass)를 늘리고 강성을 줄이며 접촉유연도를 높임으로 특히 중량충격음에 효과적인 저음역대에서 바닥 충격음에 의한 진동수가 줄어들게 함으로, 상층 바닥의 충격에 의한 소음이 슬래브를 통해 직 하층부로 전달되는 현상을 확실하게 방지하여 주기 위한 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조는, 다층 공동주택의 하중을 구조벽과 슬래브를 통해 지지하도록 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 구성함에 있어서, 상기 슬래브의 상면에 소정간격으로 평행하게 배치되는 다수의 매스블록; 상기 매스블록들의 사이에 위치하면서 상기 슬래브 위에 설치되며, 전후좌우 및 상하로 구획되는 단위 공명실 을 다중으로 갖는 경성 재질의 다중공명패널; 상기 매스블록과 상기 다중공명패널 위에 깔게 되는 연성 재질의 차음시트; 상기 차음시트의 상부면 위에 설치되는 마감층으로 구성됨을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

또한, 상기 구조벽은 거실과 안방 사이의 경계벽 일부를 비내력벽으로 시공함을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

상기 다중공명패널은 상기 슬래브의 상면에 접지되는 하부패널과 상기 하부패널의 상부에 포개져 들어가는 상부패널로 이루어지며, 상기 하부패널과 상부패널은 열가소성이나 열경화성 수지 내지는 플래스틱계 재질로 제작됨을 특징으로 한다.

위와 같은 특징의 본 발명에 의하면 바닥 충격음에 의한 진동수가 크게 줄어들게 되어 층간바닥 충격음인 경량 층격음은 물론, 특히 중량 충격음을 차단하는 효과가 크다.

본 발명에 의한 충격음 차단구조가 바닥 충격음에 의한 진동수를 줄이는 이론적 배경을 설명하면 다음과 같다.

공동주택의 바닥 충격음은 음압(Sound pressure)을 갖는 일종의 에너지로서, 바닥에 충격을 가하면 충격음은 바닥을 진동시키며, 그 진동에너지가 하부층에 방사될 때 충격소음으로 전달되는데, 이때 발생되는 진동관계식은 다음의 기본식[1]내지 [3]이 성립된다.

위 기본식[1]은 진동수(f)와 강성(K) 그리고 Mass(m)와의 관계식이다.

아파트의 벽식구조에서 슬래브 바닥을 지지하는 양 벽체가 무한히 강(Rigid)하다고 보면 바닥판 전단(Shear)에 의한 벽체 사이(Bay)의 중간점에서 항복(Yield)하여 발생되는 단순 캔틸레보(Simple Cantilever)의 처짐은 아래 [그림 1]과 기본식[2] 및 기본식[3}으로 나타난다.

[그림 1]

공동주택의 충격음 진동특성을 살펴보면 저음역대에서 특히 높게 나타나는 특성이 있는데, 이의 진동수를 낮추기 위해서는 상기 기본식[3]에서부터 그 방안을 찾을 수 있다.

즉, 기존의 골조시스템과 마감구조를 그대로 유지하면서 바닥구조의 강성을 줄이고 매스(Mass)를 키우는 충격음 차단구조를 강구하는 것이다.

이하 본 발명의 기술 구성을 본 발명의 실시예에 따른 도2 내지 도8의 첨부도면을 참조해 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조는 다층 공동주택의 하중을 구조벽(10)과 슬래브(20)를 통해 지지하도록 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간바닥에 적용되는 것으로, 상기 슬래브(20)의 상면에 소정간격으로 평행하게 배치되는 다수의 매스블록(30)과, 상기 매스블록(30)들의 사이에 위치하면서 상기 슬래브(20) 위에 설치되며 전후좌우 및 상하로 구획되는 단위 공명실(s)을 다중으로 갖는 경성 재질의 다중공명패널(40)과, 상기 매스블록(30)과 상기 다중공명패널 (40) 위에 깔게 되는 연성 재질의 차음시트(50)와, 상기 차음시트(50)의 상부면 위에 설치되는 마감층으로 구성된다.

본 발명을 실시함에 있어서 상기 마감층은 도2의 도시와 같이 상기 차음시트(50)의 상부면에 타설되는 경량 기포콘크리트층(60)과, 상기 경량 기포콘크리트층(60)의 상부에 타설되는 시멘트몰탈층(70)과, 상기 시멘트몰탈층(70)의 상면을 마감하는 실내 바닥마감재(80)로 구성하거나, 도시하지는 않았지만 경량 기포콘크리트의 설치를 생략하고 상기 차음시트(50)의 상부면에 타설되는 시멘트몰탈층과, 그 시멘트몰탈층의 상면을 마감하는 실내 바닥마감재만으로 구성할 수 있는 것으로, 이하에서는 경량 기포콘크리트층(60)을 설치한 구조의 실시예를 들어 설명한다.

상기 매스블록(30)은 기존의 골조 시스템과 마감 시스템을 그대로 유지하면서 매스(Mass)를 증대시키고 바닥구조체의 강성을 줄이기 위한 수단이다.

이 매스블록(30)은 상기 기본식[1]에 따라 슬래브 강도 이상의 강도를 갖고 길이방향으로 길게 배치되는 콘크리트 블록 또는 그 이상의 강도를 갖는 것으로서, 그 크기는 차음구조 하부의 다중공명패널(40)의 크기에 따라 30㎜~50㎜ 정도의 높이로 하나, 차음구조 상부의 경량 기포콘크리트층(60) 두께와의 관계에서도 결정한다.

또한, 상기 매스블록(30)은 도3의 도시와 같이 구조벽(10)에 의해 구획되는 각 실내의 단방향과 평행하게 배치하는데, 그 이유는 거실과 안방의 바닥구조 강성을 줄이기 위함이며, 상기 구조벽(10)의 양측 간격 조건에 따라 상호 평행하는 간 격을 300㎜, 600㎜, 900㎜ 또는 1,200㎜로 조절하여 설치한다.

본 발명은 위와 같은 매스블록(30)의 설치를 통해 매스(Mass)를 늘리면서 강성은 기존의 바닥시스템에 비해 65.6%로 크게 낮출 수 있게 되며, 이에 따라 바닥충격음에 의한 진동수를 줄일 수 있게 된다는 것을 기존 바닥구조 [그림 2]의 강성과 본 발명에 따라 매스블록을 설치한 바닥구조 [그림 3]의 강성을 비교한 아래의 계산 실례 및 그를 정리한 표 1에서 볼 수 있다.

o 기존 바닥구조의 강성

[그림 2]

o 본 발명에 따라 매스블록을 설치한 바닥구조의 강성

[그림 3]

구분	Mass(매스)	I(단면2차모멘트)	EI(강성)	비고
기존 바닥구조	0.475 t/㎡	96,568 ㎝⁴	177,329×10⁵
본 발명 바닥구조	0.487 t/㎡	86,015 ㎝⁴	116,368×10⁵	기존 바닥구조에 비해 Mass는 크면서 강성은 줄어듬
비율(%)		89%	65.6%

한편, 아파트의 층간 충격음을 방지하는데 효과적인 추가 방안은 상기 기본식[3]에서 또한 찾을 수 있는데, 진동수를 줄이기 위해서는 강성을 줄이는 방안과 더불어 스판을 키우면 세제곱의 평방근 만큼 진동수가 줄어드는 효과를 갖게 된다.

이를 위해 본 발명은 구조벽(10)을 형성함에 있어서, 가장 차음효과가 커야하는 거실과 안방 사이의 경계벽 일부를 비내력벽(11)으로 설계 및 시공한다.

이것은 결국 공동주택의 구조시스템을 약간 변형시키는 방식인데 지금의 벽식구조에서 층간 충격음이 가장 취약한 거실과 안방부분의 구조벽(10)을 일부 비내력벽(11)으로 바꾸면 안방과 거실의 스판(Span)이 약 2배이상으로 커짐으로 진동수는 2.83배이상 줄어드는 효과가 나타나는 것이다.

예를 들어, 거실과 안방의 구조벽은 33평형의 고층 아파트인 경우 일반적으로 벽두께가 180㎜정도이고 벽길이는 3.54m정도인데, 도4의 도시와 같이 안방의 구조벽(10)을 양단에서 전체길이의 25% 내지 30%정도씩(벽길이는 최소 900㎜만 남김) 줄이고 벽체 중앙부를 비내력벽(11)으로 형성하면 구조벽(10)의 크기가 벽체 중앙부에서 약 1/2이상 줄어들게 되는데, 이로 인해 거실과 안방의 전체 스판 길이가 길어짐으로써 진동효과는 크게 향상된다는 것을 알 수 있다.

이때, 거실과 안방의 구조벽이 일부 없어진 구조적 문제는 콘크리트 슬래브 하부를 와이드 빔(Wide-Beam) 등으로 보강하거나 기타 방법으로 설계시 구조적으로 해결할 수 있다.

상기 다중공명패널(40)과 차음시트(50)는 슬래브(20) 바닥 위를 공명실을 갖춘 연성의 완전한 차음구조로 만들므로 전체 바닥구조의 강성을 줄이는 효과가 있으며, 차음시트(50)를 통해 뜬바닥 구조의 연성을 갖게 하고, 다중공명패널(40)을 통해 음압을 낮추게 하는 차음을 위한 다기능 요소기술을 갖게 하고 있다.

위와 같이 다중공명패널(40)과 차음시트(50)로 이루어지는 차음구조는 상부에 연성 재질의 구조부와 하부에 다중 공명실(s)을 갖는 구조로서, 아파트 바닥 콘크리트 슬래브(20) 위의 마감구조(기포콘크리트층(60)+시멘트몰탈층(70))에 대해 시스템 강성을 줄이는 효과적인 방안이다.

또한 기본식[1]에서 보면 차음시트(50)의 재료선택에서 탄성계수, 특히 동탄성계수가 작은 재료를 선택하고, 아울러 다중공명패널(40)의 바닥지지부는 바닥 콘크리트 슬래브와의 접촉면을 최소화하여 접촉강성을 줄이는 개념을 도입하는 방안이다.

상기한 기본식[3.1]은 다음과 같이 그 역수로 다시 나타낼 수 있다.

1/K ₁=1/Km + 1/Kc ------------ 기본식[4]

차음구조를 구성하는 내용에는 재료상의 작은 동탄성계수와 큰 손실계수의 재료선택도 포함되지만 구조의 유연도(1/k₁)도 중요한 요인이 된다. 즉, 재료의 강성은 그 재료의 단단한 정도를 나타내기도 하는데, 강성이 높으면 재료의 충격음 흡수율이 낮게 되고 강성이 낮을수록 충격음 흡수율은 높게 된다.

따라서 강성의 역수를 유연도(Compliance)라 할 때 유연도가 크면 클수록 그 재료의 외부로부터의 충격음 흡수가 그 만큼 잘된다는 의미이다. 그런데 유연도는 그 재료자체의 유연도(1/km)와 접촉면의 유연도(1/kc))가 함께 좋아야 하는데 접촉면의 유연도는 바닥구조체와의 접촉을 최소화함으로 얻어진다.

상기 다중공명패널(40)은 뜬바닥 구조를 지지하는 기능과 차음구조의 강성을 줄이는 기능과 함께 공명실의 공기구멍을 통해 음압을 낮추는 기능이 있으며, 지지 기능은 탄성받침을 통해 콘크리트 슬래브와의 접촉강성을 줄여 접촉 유연도를 증대시키는 기능을 갖게 한 구조이다.

따라서 다중공명패널(40) 재질의 강도는 공동주택의 설계시 실내 활하중 250㎏/㎡ 적용시 차음구조의 상부에 타설되는 경량 기포콘크리트층(60)의 하중 응력에 대응하는 강도로 2.5㎏/㎠이상의 강도의 재질을 만족시키면 된다.

또한, 차음구조의 강성을 줄이고 음압을 낮추기 위해서는 다중공명패널(40)의 높이를 키우는 것이 효과적이나 너무 크면 상부의 경량 기포콘크리트층(60)의 두께가 얇아 균열이 발생될 수 있고 단열효과도 떨어지므로 바닥구조의 전체 두께를 고려할 때 10㎜~30㎜의 크기가 적합하며, 경량 기포콘크리트층(60)의 단열성능을 대치할 수 있는 재질이나 마감재를 적용한다면 다중공명패널(40)의 높이를 더 크게 조정할 수도 있다.

다중공명패널(40)의 재질은 공동주택의 바닥난방의 경우 동절기 난방배관을 통한 열전달로 변형이나 기능상의 문제가 없는 열가소성이나 열경화성 수지 또는 플래스틱계 재질 등을 사용하며, 철재나 알미늄 등 재질은 강도면에서는 우수하나 단열이나 소음전달율이 크므로 적합하지 않다.

도6에서 보는 바와 같이 다중공명패널(40)은 공명실(s)을 상하 다중으로 구성하며, 상기 슬래브(20)의 위에 위치하는 공명실(s)을 갖는 하부패널(41)과, 상기 하부패널(41)의 상부에 포개져 들어가는 상부패널(42)로 구분하여 형성한다.

상기 상부패널(42)과 하부패널(41)의 공명실(s)은 역뿔대 구조를 이루며, 하부패널의 공명실(s)을 형성하는 역뿔대 1개의 내부에 상부패널의 공명실(s)을 형성하는 역뿔대 4개가 포개져 들어가는 크기로 형성된다.

상기 상부패널(42)과 하부패널(41)의 역뿔대 구조는 도5 내지 도7의 도시와 같이 역사각뿔대(45)로 형성하거나, 도8의 도시와 같이 역원뿔대(46) 구조로 형성할 수 있다.

그리고, 상기 하부패널(41)을 이루는 각 역뿔대의 하면에는 그것들의 하면을 수직으로 상호 연결하여 좌굴을 방지하여 주는 수직 격막(47)이 형성된다.

또한, 상기 공명실(S)은 이웃하는 단위 공명실(s)을 통하게 하는 공기구멍(48)이 형성된다. 이 공기구멍(48)은 Φ1~2㎜ 크기로 형성함이 바람직하다.

위와 같은 구성에서 공명실(s)을 다중으로 두고 공기구멍(48)을 내는 이유는 충격음에 대한 음압을 줄이기 위한 구조로서, 음압을 줄임으로 공명효과를 방지하고 충격음을 효율적으로 줄이기 위함이다.

또한, 상기 하부패널(41)의 역뿔대 하면에는 탄성재질(Elastic Rubber나 또는 탄성의 발포고분자 화합물)로 된 반구형 지지발(49)이 부착되어, 그 지지발(49)이 상기 슬래브(20) 상면에 접지되도록 하며, 지지발(49)의 접촉면 중앙부에는 열십자형 홈(49a)이 형성되어 있어 접촉면을 줄이므로 진동제어에 효과적이다.

이와 같은 반구형 지지발(49)은 콘크리트 바닥과의 접촉부위가 1점 지지형태로 되어 접촉 강성을 줄일 수 있게 되며, 또한 탄성재질을 사용고 지지부의 재질과 접촉면의 최소화를 통해 유연성을 높여 외부충격음 흡수를 최대화 할 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 차음시트(50)는 연성 재질의 2겹 또는 3겹의 복층 구조로 차음구조가 연성인 구조로서 작용하게 하고 더불어 2가지 또는 3가지의 이질재료를 통해 음파가 바닥에 입사할 때 물리적 계면 작용으로 굴절각 차이에 따른 음에너지를 감소케 하는데 목적이 있다.

차음시트(50)의 연성 재질은 동탄성계수 및 손실계수로 나타낼 수 있는데 이에 적합한 재질은 그 물성치로 보아서, 대략 10~30㎜ 정도의 두께로 구성되고, 10MN/㎥~25MN/㎥정도의 동탄성 계수와 0.12~0.3정도의 손실계수를 가지면 된다.

또한 차음시트(50)는 위와 같은 주기능 이외에 경량 기포콘크리트층(60)의 단열성능을 차음시트 두께 만큼의 단면 손실을 보정해야 하기 때문에 열전도율의 효과가 낮은 재질을 선택해야 한다(아래 표 2 참조).

차음시트의 물성치

구분	두께	동탄성계수	손실계수	열전도율
차음시트	10~30(㎜)	10~25MN/㎥	0.12~0.3	0.036~0.039w/mk

위와 같은 조건에 적합한 것으로서 기본재료로 연성 폴리우레탄 재질을 들 수 있는데, 연성 폴리우레탄은 ~NCO Group과 ~OH(polyol)과의 결합에 T.D.I(Tuluene Di Isocyunate)와 기타 Component(Base polyol+Blown Agent+Surfactent+기타 등)를 혼합하여 생성된 것으로, 이를 본 발명의 차음시트(50)에 적용할 때에는 도5 및 도6의 도시와 같이 폴리우레탄층(51)에 물리적인 계면작용에 의한 음파의 굴절에 의한 에너지 감소효과, 단열기능보완 또한 차음시스템의 Mass증대효과 등을 감안해 상피질(52) 및 하피질(53)을 덧입힌 것을 채택한 것이다.

상기에서 상피질(52)은 염화비닐계 쉬트나 계면효과를 위해 2~3㎜이상의 EVA나 ER(Elaste rubber)계 쉬트를 부착하고 하피질(53)은 부착하지 않을 수도 있으나 계면 효과를 위해 5~10㎜의 P.E.(polyethyrene)층을 덧입힐 수도 있으며, 상피질에 고점성의 아스팔트 쉬트(Asphalt sheet) 2~10㎜정도를 덧붙일 수도 있다.

한편, 본 발명에서 적용되는 상기 경량 기포콘크리트층(60)과 시멘트몰탈층(70) 및 실내 바닥마감재(80)는 종래의 구조와 별 다를 바 없으므로 상세한 설명을 생략하며, 다만 상기 기포콘크리트층(60)의 경우 본 발명이 적용하는 뜬바닥 구조( 다중공명실 및 차음시트)의 두께 높이만큼 그 타설 두께가 줄어드는 구조로 형성되거나 단열 기능이 필요 없을시 생략될 수도 있다.

본 발명은 이상과 같은 구성의 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 제공하며, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예에 대하여 설명한 것이나, 본 발명은 그 기술적 범위가 상기 실시예 및 시공예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시 및 시공이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조에 의하면, 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간바닥을 시공함에 있어 바닥 마감구조의 강성을 줄이고 매스(Mass)를 늘리며, 음압을 낮추고 유연도를 높이는 차음구조를 만들어 바닥 충격음에 의한 진동수가 현저히 줄어들게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면 상층 바닥의 충격에 의한 충격음이 슬래브를 통해 하층으로 전달되는 현상을 효과적으로 차단하여 주는 매우 유용한 발명이다.

Claims

다층 공동주택의 하중을 구조벽(10)과 슬래브(20)를 통해 지지하도록 벽식구조로 설계되는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조를 구성함에 있어서,

상기 슬래브(20)의 상면에 소정간격으로 평행하게 배치되는 다수의 매스블록(30);

상기 매스블록(30)들의 사이에 위치하면서 상기 슬래브(20) 위에 설치되며, 전후좌우 및 상하로 구획되는 단위 공명실(s)을 다중으로 갖는 경성 재질의 다중공명패널(40);

상기 매스블록(30)과 상기 다중공명패널(40) 위에 깔게 되는 연성 재질의 차음시트(50);

상기 차음시트(50)의 상부면 위에 설치되는 마감층으로 구성됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항에 있어서, 상기 매스블록(30)은 길이방향으로 긴 4각봉 형상의 콘크리트 블록 또는 콘크리트 블록 이상의 강도를 나타내는 블록으로서 30~50㎜ 정도의 높이로 형성됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매스블록(30)은 상기 구조벽(10)에 의해 구획되는 각 실내의 단방향과 평행하게 배치하며, 상기 구조벽(10)의 양측 간격 조 건에 따라 상호 평행하는 간격을 300~1,200㎜ 범위에서 조절하여 설치함을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항에 있어서, 상기 구조벽(10)은 거실과 안방 사이의 경계벽 일부를 비내력벽(11)으로 설계 및 시공함을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항에 있어서, 상기 다중공명패널(40)의 구성은 상기 슬래브(20)의 상면에 접지되는 하부패널(41)과 상기 하부패널(41)의 상부에 포개져 들어가는 상부패널(42)로 이루어지며, 상기 하부패널(41)과 상부패널(42)의 재질은 열가소성이나 열경화성 수지 내지는 플래스틱계 재질로 제작됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제5항에 있어서, 상기 상부패널(42)과 하부패널(41)의 공명실(s)은 역뿔대 구조를 이루며, 하부패널의 공명실(s)을 형성하는 역뿔대 1개의 내부에 상부패널의 공명실(s)을 형성하는 역뿔대 4개가 들어가는 크기로 형성됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제6항에 있어서, 상기 역뿔대 구조는 역사각뿔대(45) 또는 역원뿔대(46) 구조인 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 하부패널(41)의 역뿔대의 하면에는 그것들의 하면을 상호 연결하여 보강하여 주는 수직 격막(47)이 형성됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단위 공명실(s)은 이웃하는 단위 공명실(s)을 통하게 하는 공기구멍(48)이 형성됨을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 상부패널(41)의 역뿔대 하면에는 탄성재질로 된 반구형 지지발(49)이 부착되어, 그 지지발(49)이 상기 슬래브(20) 상면에 접지되도록 한 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제10항에 있어서, 상기 지지발(49)의 하면 중앙부에는 열십자형 홈(49a)이 형성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.
제1항에 있어서, 상기 차음시트(50)는 10~30㎜ 정도의 두께로 형성되며, 그 물성치가 15~25MN/㎥정도의 동탄성계수와 0.12~0.3 정도의 손실계수와 0.036~0.039 w/mk 정도의 열전도율을 갖는 복합 적층구조의 연성 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 공동주택의 층간바닥 충격음 차단구조.