KR100783117B1 - 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재에 관한 것으로, 다층구조로 이루어진 공동주택의 층간에 구비된 하부콘크리트와 상부콘크리트 사이에 형성되어 충격 흡수·완화시키는 층간 차음재에 있어서, 상기 상부 콘크리트 하부에 구비되고, 단열성능 및 비흡수 성능을 갖는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 구비되어 중량 저주파 전달음을 차단하는 차음시트와, 상기 차음시트 하부에 구비되고 하면에 상기 하부콘크리트와 접할 시 공기층을 형성하도록 돌출부를 형성한 완충패널로 이루어진 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재에 관한 것이다.

상기한 구조는 뜬바닥층 구조로 형성되는 거실, 안방 등에서 슬래브의 두께를 증가시키지 않고서도 중량충격음과 경량충격음을 효과적으로 차단하게 된다.

공동주택, 차음재, 차음시트, 중공합패널, 완충패널

Description

바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재{A product for reducing noise in architecture}

도 1은 일반적인 공동주택 건물의 바닥구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 결합 사시도.

도 5는 도 4의 층간 차음재가 적용된 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 단열재 20 : 차음시트

30, 40 : 강성패널 42, 52 : 공기층

50 : 완충패널 54 : 돌출부

100 : 층간 차음재

본 발명은 층간 차음재에 관한 것으로 보다 상세하게는 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 설치되어 층간에 발생하는 충격음과 진동을 완화시키는 층간 차음재에 관한 것이다.

일반적으로, 아파트나 빌라 등의 다층으로 축조되는 공동주택 건축물에는 층간에 발생하는 충격이나 소음이 하층 또는 상층으로 전달되는 것을 방지함으로써, 소음으로부터 각 거주자의 생활을 보호할 수 있도록 한 층간 소음을 방지하고자 하는 기술이 일반화되고 있음은 주지의 사실이다.

전술한 바와 같이 공동건물의 바닥구조는 중량 및 경량의 충격음에 대하여 차음구조 및 재료를 통한 소음 저감을 필요로 할 때 뜬바닥 구조로 설계하거나 차음시트 등을 삽입하여 충격음의 전달을 방지하도록 하고 있다.

경량충격음의 경우 많은 시공사례와 연구를 통하여 볼 때, 일반적인 방진 구조만으로도 상당히 충격음이 하층으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

하지만 중량충격음의 경우 이러한 구조만으로는 충격력의 특성상 차단하기가 매우 어려운 것이 현실이다.

이에 대부분의 차음구조로는 뜬바닥 구조를 통해 이를 차단하고자 하고 있다. 하지만 이 또한 과거의 구조보다 차음성능면에서 약간의 우수성을 보이고 있지 만 거실, 안방 등에서는 뜬 바닥 자체가 일체로 크게 진동하여 마치 북처럼 울리는 현상이 발생되고 있다.

그러나 이러한 진동을 제거하기 위하여 슬래브의 두께를 늘리는 것이 거론 되고 있지만 이는 시공상 경제적인 측면에서 비추어 볼 때 비현실적이며, 슬래브의 두께를 늘린다고 해서 중량 충격음을 차단하는 효과는 거의 없다.

도 1에 공동주택과 같은 일반적인 공동건물의 바닥구조를 도시한 것으로 종래의 공동주택 건물의 바닥구조는 콘크리트 슬래브(1), 완충층(2), 경량기포 콘크리트층(3), 배관(4), 마감 모르타르층(5) 및 바닥장판층(6)이 단계적으로 적층되도록 시공하여 이루어져 있다.

상기 슬래브(1)는 대부분 철근 콘크리트로 되어 있으며 현재 우리나라의 공동주택에 적용하기로는 그 두께를 150~210mm정도로 시공하는 것이 일반적이다. 또한, 완충층(2)에 시공되는 완충재는 폐타이어칩을 비롯하여 고무계통의 매트, 발포폼, EPS, EPP, 발포우레탄, PE, 유리면을 소재로한 매트 등 여러 가지의 재료들이 있으며, 두께는 보통 10-20mm정도이다.

그 완충층(2)위에 시공되는 경량기포 콘크리트층(3)은 온돌층으로 단열층과 축열층으로 구성되어 있으며, 그 위에 온돌 배관(4)이 매설되는데, 법에서 정하고 있는 단열성능을 만족시키기 위해 대부분 경량기포 콘크리트를 사용하고 있다.

그리고 경량기포 콘크리트의 두께는 완충층(2)의 두께에 따라 달라지나 총 두께는 50~70mm 전후이며, 그 상부에 마감재로 대부분의 경우 50mm내외의 모르타르(mortar)를 시공하여 모르타르층(5)을 형성하고, 그 상부는 최종적으로 장판지와 같은 바닥장판재를 시공하여 바닥장판층(6)을 형성하는데 온돌 배관(4)과 바닥장판층(6)의 건물의 사용용도에 따라서 시공하지 않을 수도 있다.

위에서 설명한 바닥구조는 일반적으로 완충재를 적용한 바닥구조 개선기술들을 사용하여 경량충격음의 경우 미적용 바닥구조에 비해 1-3등급의 개선을 보이고 있으나 저주파수 대역에서 보다는 주로 고주파수 대역에서의 충격음이 저감되는 것이 보통이다. 한편, 중량충격음의 경우는 저음역에서의 개선이 이루어지지 않아서 대부분 미적용 바닥구조와 유사하거나 1등급 정도의 미미한 개선효과를 나타내고 있는 실정이다.

위에서 설명한 바닥충격음 측정결과는 KS F 2863-1 및 KS F 2863-2에서 규정하고 있는 평가방법 중 역A특성곡선에 의한 평가방법을 이용하여 평가한다.

또한 바닥충격음 저감을 위해 사용되는 바닥충격음 저감재는 일반적으로 바닥면 충격을 흡수하는 탄성재질의 경도가 약한 완충재로서, 폐타이어 분쇄물, 고무칩, EVA칩(Ethyline Vinyl Acetate Chip), 발포스틸렌폼, EPS(Expended Poly Styrene)등을 사용하였으나, 이러한 재료를 슬래브 위에 시공할 경우 완충재 두께가 충분하지 않아서 탄성계수가 증가하게 되고 그로 인해 특히 저음역에서 뜬바닥구조에 의한 완충재의 효과가 나타나지 않는다.

그리고, 단일 재료로는 주파수 특성상 중량 충격음 저감은 어려움이 있다.

즉, 대부분의 차음구조로서 상기에서 설명한 바와 같이 뜬바닥 구조를 통해 차단하고자 하고 있지만, 거실, 안방 등에서는 뜬 바닥 자체가 일체로 크게 진동하 여 마치 북처럼 울리는 현상을 발생시키고 있으며, 이러한 진동을 제거하기 위하여 슬래브의 두께를 늘리면 되지만, 이는 층간 높이가 높아지게 되어 시공에 투입되는 자재의 양이 증가될 뿐만 아니라 콘크리트의 양생 등에 시간이 지연되므로 시공기간이 연장되며, 시공비의 추가와 시공기간의 연장으로 경제적으로도 불리한 면이 있어서 현실적으로 적용하기는 거의 불가능한 문제가 있으며, 중량 충격음인 경우 전혀 차단하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 뜬바닥층 구조로 형성되는 거실, 안방 등에서 뜬바닥 자체의 탄성지지공을 제거하여, 슬래브의 두께를 증가시키지 않고서도 중량충격음과 경량충격음을 효과적으로 차단하는 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 구비된 하부콘크리트와 상부콘크리트 사이에 형성되어 충격 흡수·완화시키는 층간 차음재에 있어서, 상기 상부 콘크리트 하부에 구비되고, 단열성능 및 비흡수 성능을 갖는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 구비되어 중량 저주파 전달음을 차단하는 차음시트와, 상기 차음시트 하부에 구비되고 하면에 상기 하부콘트리트와 접할 시 공기층을 형성하도록 돌출부를 형성한 완충패널로 이루어진다.

그리고, 상기 단열재는 단열성능을 향상시키기 위해 흑연을 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 차음시트와 상기 완충패널 사이에는 강성을 유지하도록 강성패널이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구조는 아파트나 빌라 등 공동주택의 층간에서 발생하는 충격을 흡수·완충시킴으로써 충격에 의한 층간소음을 방지하여 소음으로부터 각 거주자의 생활을 보호할 수 있도록 할 뿐만 아니라 단열의 효과도 뛰어나 난방의 효과도 뛰어나다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 또는 명칭을 사용한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재를 나타낸 결합 사시도이고, 도 5는 도 4의 층간 차음재가 적용된 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재(100)는 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 구비된 하부콘크리트(7)와 상부콘크리트(8) 사이에 형성되어 충격 흡수·완화시키는 층간 차음재(100)에 있어서, 상기 상부 콘크리트(8) 하부에 구비되고, 단열성능 및 비흡수 성능을 갖는 단열재 (10)와, 상기 단열재(10)의 하부에 구비되어 중량 저주파 전달음을 차단하는 차음시트(20)와, 상기 차음시트(20) 하부에 구비되고 하면에 상기 하부콘크리트(7)와 접할 시 공기층(52)을 형성하도록 돌출부(54)를 형성한 완충패널(50)로 이루어진다.

상기 단열재(10)는 발포폼류(EPS, EPP, EVA, 스티로폴)로 형성된다. 상기 단열재(10)는 특정원료를 물리적으로 발포한 여러 형태와 일반 발포형태의 입자를 말한다.

이와 같이 만든 판상(보드)형태의 제품을 말하며, 상기 발포폼류(EPS, EPP, EVA, 스티로폴)는 균일하게 연결하여 매트 형상으로 만들고, 다른 접착제를 사용하지 않기 때문에 시공성, 내구성, 단열성, 차음저감 성능이 좋으며, 다른 복합소재를 같이 사용하면 열전달 현상이 낮으므로 단열효과가 좋다.

그리고, 상기 단열재(10)는 단열성능을 향상시키기 위해 흑연을 혼합하는 것을 특징으로 한다.

상기 차음시트(20)는 부틸고무와 아스팔트로 형성되어 차음 및 제진성능이 뛰어나 중량 저주파 전달음을 줄여주는 소음 차단 효과가 우수하며 또한 충격 흡수성, 내수성, 내후성이 우수하다.

상기 완충패널(50)은 하면에 돌출부를 형성하고 상기 하부콘크리트(7)에 접함으로 공기층(52)을 형성한다.

상기 돌출부(54)의 형상은 일반적으로 엠보싱 형상이며, 사각, 삼각 등 다양한 형상변형이 가능하다.

상기 완충패널(50)은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)발포패널로 하며, 상기 EVA발포패널은 스티로품의 비탄성으로 인한 소음방지 성능 약화와 합성 고무 제품의 발포율 저하로 인한 단열 성능 약화를 동시에 극복할 수 있는 가장 이상적인 소재로 이루어져 있다.

그리고, 상기 차음시트(20)와 상기 완충패널(50) 사이에는 강성을 유지하도록 강성패널(30,40)이 더 구비되며, 상기 강성패널(30)은 합판, 강판으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 다른 실시예로서 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 강성패널(40)은 내부에 공기층(42)을 형성한 중공합 패널로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 중공합 패널은 단프라시트로 하며, 상기 단프라시트는 폴리프로필렌 공중합(PP Coplymer)수지를 압출법에 의하여 생산되며 일체중공 구조식과 골판상 구조식의 플라스틱 카본 보드로써, 강하고, 가벼우며, 내수성, 내유성이 우수하고 탄력성 및 단열, 차음력이 우수하다.

상기 강성패널(40)의 공기층(32)을 촘촘히 함으로써, 평면압축강도 값을 향상시키는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재에 대한 작용 및 효과를 설명하도록 한다.

먼저, 바닥충격 저감을 위한 차음성, 시공성, 내마모성, 내구성을 가지며, 하면이 공기층(52)을 형성하기 위해 하면에 돌출부(54)를 형성한 완충패널(50)을 구비하고, 상기 완충패널(50)의 상부에는 강성패널(30,40)를 부착한다.

그리고, 상기 강성패널(30,40))의 상부에는 차음시트(20)를 부착한 후에 상기 차음시트(20) 상부에 단열재(10)를 부착하여 층간 차음재(100)를 완성한다.

상기 완충패널(50)의 하면은 돌출부(54)가 형성되어 상기 하부콘크리트(7)와 접할 때, 공기층(52)을 형성하여 충격흡수력이 우수하며, 단열성능과 비흡수 성능을 향상시켜 층간 충격음을 저감한다.

상기 완충패널(50)은 내약품성이 우수하고 흡수율이 거의 제로이며 인체에 전혀 유해치 않는 소재로 이루어져 있어 뜬바닥 구조 안정성과 함께 좌식 생활을 하는 우리나라 주거 구조에 가장 적합한 소재로 만들어졌다.

그리고 상기 강성패널(30)의 강도에 의해 상부에서 받는 하중을 넓은 면적이 받도록 하고, 상기 층간 차음재(100)의 형태 변형을 방지하는 효과가 있다.

한편, 다른 실시예로서 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 상기 강성패널(40)은 공기층(42)을 갖는 중공합 패널로 함으로써, 강도에 의해 하중을 넓은 면적에 받고, 상기 층간 차음재(100)의 형태 변형을 방지함과 동시에 상기 공기층(42)에 의해 차음력을 향상시키는 장점이 있다.

상기 강성패널(30,40)의 상부에 부착된 차음시트(20)는 부틸 고무와 아스팔트로 형성되어 중량 저주파 전달음을 효과적으로 줄여주며 또한 내수성의 성질에 의해 방수효과도 제공하게 된다.

또한, 발포화학 제품의 상기 단열재(10)는 음의 운동 에너지를 열에너지로 변환시키는 현상을 유지함으로써, 충격진동에 의한 음이 반사 될 우려가 없어 소음저감과 단열효과가 뛰어나다.

상기 단열재(10)에는 흑연을 혼합하여 단열성능을 향상시키는 효과가 있다.

상기와 같은 순서로 복합 적층구조를 갖는 층간 차음재(100)를 하부 콘크리트(7) 상부에 설치하고 그 위에 상부 콘크리트(8)를 포설한다.

한편 우리나라와 같은 실내 바닥구조는 온돌이라는 특이한 구조로 이루어지므로 층간 차음재의 단열특성이 다른 나라에 비해 영향이 크다고 할 수 있다.

그래서, 상기와 같은 구조는 바닥에서 발생하는 열손실을 방지해주고, 지속적으로 방사되는 난방열에도 층간 차음재(100)의 내구성을 유지할 수 있고 차음성능, 단열성, 흡수성, 동탄성계수, 손실계수등 주요한 성능 등의 물성이 지속적으로 유지할 수 있어서 반영구적으로 사용 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 층간 차음재(100)는 특히 둔탁한 중량 충격음의 차음성이 매우 높으며, 경량 충격음에 대하여도 우수한 성능을 나타내는 효과가 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재에 의하면 하면에 돌출부를 형성함으로써, 시공시 공기층을 형성하여 완충패널 상부에 강성패널, 차음시트, 단열재를 순차적으로 적층하여 충격흡수력이 우수하며, 단열성능과 비흡수 성능을 증대시키는 효과가 있으며, 특히 둔탁한 중량 충격음의 차음성을 매우 높이며, 경량 충격음에 대하여도 우수한 성능을 나타내는 효과가 있다.

또한, 상기 단열재에 흑연을 혼합하여 단열성능을 향상시키며, 강성패널의 강도에 의해 넓은 면적에 하중을 받도록 하며, 형태 변형을 방지하는 효과가 있으 며, 상기 강성패널을 내부에 공기층을 형성한 중공합 패널로 함으로써, 차음력을 배가시키는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 구비된 하부콘크리트와 상부콘크리트 사이에 형성되어 충격 흡수·완화시키는 층간 차음재에 있어서,

   상기 상부 콘크리트 하부에 구비되고, 단열성능 및 비흡수 성능을 갖는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 구비되어 중량 저주파 전달음을 차단하도록 부틸고무와 아스팔트로 이루어진 차음시트와, 상기 차음시트 하부에 구비되고 하면에 상기 하부콘트리트와 접할 시 공기층을 형성하도록 돌출부를 형성한 완충패널로 이루어지고;

   상기 단열재는 흑연을 혼합하여 단열성능을 향상시키고;

   상기 차음시트와 상기 완충패널 사이에는 강성을 유지하도록 강성패널이 더 구비되며;

   상기 강성패널은 내부에 공기층을 형성한 중공합 패널로 하는 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 강성패널은 합판, 강판으로 하는 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재.
5. 삭제

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