상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 패널은, 주택의 바닥 충격음을 줄이는 층간 흡음용 패널로서, 소정의 넓이를 갖는 상판; 상기 상판의 외곽에 배치되어 상기 상판을 바닥면에서 소정 거리 이격시키도록 지지하는 외곽 프레임; 상기 상판의 하부면에 고정 배치되어 소정 크기 이상의 탄성을 유지하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재의 하단에 연결되어 하부로 중량을 가하는 중량체;를 포함한다.
바람직하게, 상기 패널은 상기 외곽 프레임 하단의 바닥면에 설치되는 흡음재층을 더 포함하고, 상기 흡음재층은 무기섬유류, 발포폴리스틸렌류, 방진고무 중 어느 하나로 이루어진다.
또한, 상기 탄성부재는 흡진용 스프링 또는 흡진용 댐퍼인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 탄성부재와 상기 중량체가 하부로 늘어진 상태의 총 길이는 상기 외곽 프레임에 의해 상기 상판이 바닥면과 이격된 길이보다 짧은 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 주택의 바닥 충격음을 줄이는 층간 흡음용 패널로서, 소정의 넓이를 갖는 상판; 상기 상판의 외곽에 배치되어 상기 상판을 바닥면에서 소정 거리 이격시키도록 지지하는 외곽 프레임; 및 상기 상판의 하부에 위치하고 상기 외곽 프레임에 고정되는 흡진용 박판;을 포함하는 바닥 충격음 저감용 패널이 제공된다.
상기 패널은 상기 외곽 프레임 하단의 바닥면에 설치되는 흡음재층을 더 포함하고, 상기 흡진용 박판에는 댐핑 테이프가 적층된 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡진용 박판은 상기 상판이나 바닥면에 접촉하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 바닥충격음을 줄이는 공동주택의 바닥구조로서, 바닥 슬라브; 상기 바닥 슬라브 상면에 위치하고, 소정의 넓이를 갖는 상판과, 상기 상판의 외곽에 배치되어 상기 상판을 바닥면에서 소정 거리 이격시키도록 지지하는 외곽 프레임과, 상기 상판의 하부면에 고정 배치되어 소정 크기 이상의 탄성을 유지하는 탄성부재와, 상기 탄성부재의 하단에 연결되어 하부로 중량을 가하는 중량체로 이루어진 바닥 충격음 저감용 패널; 상기 패널 위에 완충재, 제진재, 방음재, 흡음재 및 이들의 조합으로 이루어진 보완재층; 및 상기 보완재층 위에 콘크리트, 모탈, 마감재로 시공되는 마감층;을 포함하는 바닥 충격음 저감용 바 닥구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 바닥충격음을 줄이는 공동주택의 바닥구조로서, 바닥 슬라브; 상기 바닥 슬라브 상면에 위치하고, 소정의 넓이를 갖는 상판과, 상기 상판의 외곽에 배치되어 상기 상판을 바닥면에서 소정 거리 이격시키도록 지지하는 외곽 프레임과, 상기 상판의 하부에 위치하고 상기 외곽 프레임에 고정되는 흡진용 박판으로 이루어진 바닥 충격음 저감용 패널; 상기 패널 위에 완충재, 제진재, 방음재, 흡음재 및 이들의 조합으로 이루어진 보완재층; 및 상기 보완재층 위에 콘크리트, 모탈, 마감재로 시공되는 마감층;을 포함하는 바닥 충격음 저감용 바닥구조가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥충격음 저감용 패널의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A - A' 선의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 바닥충격음 저감용 패널(100)은 소정의 넓이를 갖는 판 형상의 상판(110), 상판(110)의 외곽을 따라 배치된 외곽 프레임(120), 상판(110)에 고정된 탄성부재(130), 탄성부재(130)의 하단에 연결된 중량체(140)를 포함한다.
상기 상판(110)은 수평면을 갖는 판 형상이며, 소정의 넓이를 갖는다. 상기 상판(110)의 재질을 판 형상을 유지할 수 있고, 물리적 변화에 의해 구부러짐과 휨 같은 형태의 변형이 적은 재질이 바람직하다.
상기 외곽 프레임(120)은 상기 상판(110)의 하단면 중 일부분에 배치되어 상기 상판(110)과 바닥면을 소정 간격 이격시키고 지지하는 구조물이다. 이러한 상기 외곽 프레임(120)으로 인해 상기 상판(110)과 바닥면 사이에는 공간이 형성된다. 또한, 상기 외곽 프레임(120)은 상기 상판(110)의 외곽 모서리에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 외곽 프레임(120)은 상기 상판(110)을 이격하여 지지할 수 있고 변형되지 않는 재질로 이루어진다. 특히, 상기 상판(110)의 재질과 동일할 수도 있고, 상기 상판(110)과 상기 외곽 프레임(120)이 일체로 구성될 수도 있다.
상기 탄성부재(130)는 상기 상판(110)의 하부면에 고정되며, 하부로 작용하는 인장력에 대한 소정 크기 이상의 탄성을 유지하기 위해 설치된다. 또한, 상기 탄성부재(130)는 상기 상판(110)의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 상기 상판(110)이 진동시에 진폭이 가장 큰 부분이기 때문이다. 이러한 탄성부재(130)는 흡진용 스프링이나, 흡진용 댐퍼가 이용될 수 있다.
상기 중량체(140)는 소정의 질량을 갖고 상기 탄성부재(130)의 하단에 연결되어, 하부로 인장력을 가하도록 설치된다. 또한, 상기 중량체(140)로 인해 늘어나는 상기 탄성부재(130)의 길이를 고려하여 적정한 질량을 갖도록 한다. 즉, 상기 중량체(140) 자체의 높이와, 상기 탄성부재(130)의 늘어난 길이의 합이 상기 상판(110)과 바닥면 사이에 이격된 공간의 높이보다 작도록 해야 한다. 바람직하게는 상기 늘어난 탄성부재(130)와 상기 중량체(140)의 길이는 상기 상판(110)과 바닥면 사이의 공간 높이보다 작고, 바닥면으로부터 늘어난 중량체(140)의 하단까지의 거리는 여유 공간이 유지돼야한다. 이는 상기 상판(110)의 진동에 의해서 상기 탄성부재(130)가 수축과 이완되는 거리를 고려해야 하기 때문이다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 패널(110)의 동작을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 상판(110)의 상부로부터 충격음이 전달되면 상기 상판(110)이 진동을 하게 된다. 이렇게 진동하는 상판(110)은 외곽 프레임(120)에 의해 형성된 공간에 설치된 탄성부재(130)와 중량체(140)로 전달이 된다. 이렇게 전달된 진동은 탄성부재(130)와 중량체(140)에 의해 수축과 이완을 하면서 상쇄가 되어, 진동이 흡수되거나, 상기 패널(110)의 하단, 즉 바닥면으로 진동이 전달되는 것을 방지하게 된다. 이렇게 동적으로 진동을 흡수하는(탄성부재와 중량체의 작용) 효과는 특히, 저주파 영역의 진동, 소음을 줄이는데 더욱 효과적이다.
이하에서는 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 패널(100)을 이용한 바닥구조를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 바닥구조의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 바닥구조는, 바닥 슬라브(150), 탄성부재와 중량체로 이루어진 동적흡진기를 이용한 패널(100), 보완재층(160), 마감층(170,180,190)을 포함한다.
상기 바닥 슬라브(150)는 건물의 층간을 나누는 골격으로 철근 콘크리트로 이루어진다.
상기 패널(100)은 상기 도 3 및 도 4를 통해서 설명한 충격음을 저감하기 위한 패널이다. 상기 패널(100)은 상기 바닥 슬라브(150) 상면에 접하여 설치된다.
상기 보완재층(160)은 상기 패널(100) 위에 적층되며, 각 층의 접합면의 움직임 등을 완충하는 완충재, 제진을 위한 제진재, 방음을 위한 방음재, 흡음재 등이 이용된다.
상기 마감층은 바닥구조의 최 상위면에 위치하며, 구조의 마감을 위해 설치된다. 상기 마감층은 경량기포 콘크리트층(170), 마감 모탈(180), 마감재(190) 등의 순으로 설치된다.
여기서, 상기 슬라브(150)의 공진 주파수는 슬라브 두께, 밀도, 면적에 따라 다르지만 거의 저주파 영역(1/1 옥타브 밴드의 63 Hz 밴드 이하)에 존재한다. 상기 패널(100)의 탄성부재(130)와 중량체(140)로 이루어진 동적 흡진기의 공진 주파수를 상기 슬라브(150)의 공진주파수와 유사하게 설정하면, 상기 슬라브(150)의 공진 주파수 부근 저주파 영역의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이를 통해서 저 주파 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 탄성부재(130)과 중량체(140)로 이루어진 동적 흡진기의 공진 주파수는 탄성부재(130)의 탄성계수와 중량체(140)의 질량 크기를 조절함으로써, 희망하는 공진 주파수를 형성할 수 있다. 이를 이용하여 상기 슬라브(150)의 공진 주파수와 유사하도록 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 바닥구조의 단면을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로 패널(100) 하부에 흡음재층(112)이 포함된다. 즉 바닥 슬라브(150) 상면에 설치되어 충격음을 방지하는 패널(100)에 흡음재층(112)이 포함이 된다. 이는 도 3 및 도 4에서 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 패널(100)에 저주파 영역의 충격음 방지 효과 외에 고주파 영역의 충격음이나 소음 등을 방지할 수 있도록 보완한 구조이다.
상기 흡음재층(112)은 무기섬유류, 발포폴리스틸렌류, 방진고무 등으로 이루어진다.
상기 흡음재층(112)이 포함된 바닥 충격음 저감용 패널(100)을 이용한 바닥구조는, 바닥 슬라브(150), 패널(100), 보완재층(160), 마감층(170,180,190)을 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 상기 도 5에서 상술하였으므로 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 패널의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 패 널(200)은 상판(210), 외곽 프레임(220), 상기 상판(210)의 하부에 위치하고 상기 외곽 프레임(220)에 고정되는 흡진용 박판(230)을 포함한다.
상기 상판(210) 및 상기 외곽 프레임(220)은 상기 도 3 및 도 4를 통해서 상술한 상판(110) 및 외곽 프레임(120)과 동일하므로 생략하기로 한다.
상기 흡진용 박판(230)은 상기 상판(210)과 평행하도록 위치하며, 상기 상판(210) 하부의 공간에 설치된다. 상기 흡진용 박판(230)은 상기 외곽 프레임(220)의 측면을 따라 고정된다. 또한, 상기 흡진용 박판(230)은 상기 상판(210) 또는 바닥면에 접촉하지 않도록 설치하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 흡진용 박판(230)의 댐핑 작용이 부족할 경우에는 댐핑 테이프 등을 적층하거나 붙여서 댐핑 작용을 강화시키는 것이 바람직하다.
동작을 살펴보면, 상판으로 전달된 충격음으로 인해 상판이 진동을 한다. 상판의 진동에 따라 상판의 하부 공간에 진동파가 전달되고, 상판의 하부 공간에 설치된 흡진용 박판으로 진동이 전달된다. 이렇게 전달된 진동은 흡진용 박판의 댐핑 작용으로 인해 흡수되어 상판에서 바닥면으로 진동의 전달이 차단된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 바닥구조의 단면을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바닥구조는 상기 도 5를 통해서 상술한 바닥구조에서 본 발명의 일 실시예에 따른 패널(100) 대신 다른 실시예에 따른 패널(200)이 포함된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥구조는 슬라브(250), 패널(200), 보완재층(260), 경량기포 콘크리트(270)와 모탈(280) 그리고 바닥 마감 재(290)로 이루어진 마감층으로 구성된다. 이에 대한 상세한 설명은 상술한 바 있으므로 생략하기로 한다.
여기서, 상기 슬라브(250)의 공진 주파수는 슬라브 두께, 밀도, 면적에 따라 다르지만 거의 저주파 영역(1/1 옥타브 밴드의 63 Hz 밴드 이하)에 존재한다. 상기 패널(200)의 흡진용 박판(230)으로 이루어진 동적 흡진기의 공진 주파수를 상기 슬라브(250)의 공진주파수와 유사하게 설정하면, 상기 슬라브(250)의 공진 주파수 부근 저주파 영역의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이를 통해서 저주파 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 흡진용 박판(230)으로 이루어진 동적 흡진기의 공진 주파수는 박판의 재질 및 박판의 두께, 박판의 크기, 박판의 구속 조건을 조절함으로써, 희망하는 공진 주파수를 형성할 수 있다. 이를 이용하여 상기 슬라브(250)의 공진 주파수와 유사하도록 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 충격음 저감용 바닥구조의 단면을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바닥구조는 도 8에 도시된 바닥구조에서 흡음재층(212)이 더 포함된 구조이다.
상기 흡음재층(212) 및 상기 흡음재층(212)이 포함된 바닥구조는 도 6 및 도 8을 통해서 상술한 바 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방 법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.