KR100964929B1 - 스파이크 구조의 층간소음 저감재 및 이를 이용한 층간소음 저감 바닥구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아파트 등과 같이 바닥과 벽체를 이웃세대와 공유하는 공동주택에서 층 사이에서 발생하는 충격음과 전달음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 층간소음 저감재와 그 층간소음 저감재를 바람직하게 이용한 바닥구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스파이크 구조의 층간소음 저감재는, 충격음을 흡수하는 완충재로 제작된 부재로, 상판, 상판 저면에 그리드 모양의 홈으로 형성된 그리드홈, 상판 저면에 상판을 받치도록 소정 높이로 마련된 다수개의 지지기둥으로 구성되는 스파이크보드; 및, 상기 스파이크보드보다 고탄성 재료로 제작된 판형 부재로, 상기 스파이크보드의 지지기둥에 의해 스파이크보드의 상판과 이격하게 위치하도록 상기 스파이크보드 아래에 배치되는 탄성보드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
공동주택, 충격음, 층간소음, 스파이크, 탄성, 공기통로
Description
본 발명은 아파트 등과 같이 바닥과 벽체를 이웃세대와 공유하는 공동주택에서 층 사이에서 발생하는 충격음과 전달음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 층간소음 저감재와 그 층간소음 저감재를 바람직하게 이용한 바닥구조에 관한 것이다.
다층 건물의 경우 상부층 바닥과 하부층 천정은 층간 슬래브라는 동일한 구조체로 공유되기 때문에 상부층에서 발생된 각종 소음들이 층간 슬래브를 통하여 하부층 또는 이웃세대로 전달되는 문제가 있다. 이에, 우리나라에서는 공동주택의 바닥충격음 문제해결을 위해 "주택건설기준 등에 관한 규정"을 마련하여 주거환경개선을 위한 공동주택의 층간소음방지기준을 설정하기에 이르렀고 이 규정은 2004년도 4월 22일부터 시행되고 있다.
"주택건설기준 등에 관한 규정"에서는 공동주택 층간 바닥충격음을 경량충격음과 중량충격음으로 구분하고 있는데, 경량충격음은 가볍고 딱딱한 충격에 의한 충격음(예: 작은 물건이 떨어지는 소리)으로 고주파대역을 가지고, 중량충격음(예: 어린이 뛰는 소리)은 무겁고 부드러운 충격에 의한 충격음으로 저주파대역을 갖는다. 상기 규정은 바닥충격음 기준으로 중량충격음일 경우 50dB 이하, 경량충격음은 58dB 이하로 설정하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 공동주택에서의 층감소음 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로서, 충격음의 저감과 충격력의 흡수 완화에 동시에 효과적인 층감소음 저감재와 그 층간소음 저감재의 바람직한 이용방법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 충격음을 흡수하는 완충재로 제작된 부재로, 상판, 상판 저면에 그리드 모양의 홈으로 형성된 그리드홈, 상판 저면에 상판을 받치도록 소정 높이로 마련된 다수개의 지지기둥으로 구성되는 스파이크보드; 및, 상기 스파이크보드보다 고탄성 재료로 제작된 판형 부재로, 상기 스파이크보드의 지지기둥에 의해 스파이크보드의 상판과 이격하게 위치하도록 상기 스파이크보드 아래에 배치되는 탄성보드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스파이크 구조의 층간소음 저감재를 제공한다.
또한, 본 발명은 바닥 슬래브; 탄성보드를 상기 슬래브에 맞닿게 위치시키면서 슬래브 위에 설치하는 상기한 층간소음 저감재; 상기 층간소음 저감재 위에 시공되어 형성된 경량 기포 콘크리트층; 및, 상기 경량 기포 콘크리트층 위에 시공되어 형성된 마감몰탈층;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감 바닥구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 공간부에 의한 공기층을 일정하게 유지함은 물론 공간부에서의 공기의 분산을 유도하여 충격음의 분산 소멸에 유리한 층간소음 저감재를 제공할 수 있다. 또한, 충격력의 흡수 완충이 가능하여 슬래브 또는 벽체를 통해 고체전달음으로 전달되는 것을 유리하게 억제할 수 있는 층간소음 저감재를 제공할 수 있다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 층간소음 저감재를 도시한다. 본 발명에 따른 층간소음 저감재(100)는 스파이크보드(110)와 탄성보드(120)의 적층으로 구성된다.
스파이크보드(110)는 충격음을 흡수하는 완충재로 제작된 부재로, 상 판(111), 상판(111) 저면에 그리드 모양의 홈으로 형성된 그리드홈(112), 상판(111) 저면에 상판(111)을 받치도록 소정 높이로 마련된 다수개의 지지기둥(113)으로 구분되는 구성이다. 여기서 충격음을 흡수하는 완충재라 함은 충격음을 최소화하여 전달음을 약화시킬 수 있는 재료를 통칭하며, 가령 발포성 플라스틱, 발포성 합성고무 등이 있다. 스파이크보드(110)가 충격음을 흡수하는 완충재로 제작되기 때문에 본 발명에 따른 층간소음 저감재는 층간소음 저감이라는 기본적인 기능을 가지게 된다.
탄성보드(120)는 스파이크보드(110)보다 고탄성 재료로 제작된 판형 부재인데, 스파이크보드의 지지기둥(113)에 의해 스파이크보드의 상판(111)과 이격하게 위치하도록 스파이크보드(110) 아래에 배치되는 구성이다. 탄성보드(120)는 스파이크보드(110)보다 고탄성 재료로 제작되었기 때문에 스파이크보드(110)에 가해지는 충격력을 완충 흡수하는 탄성쿠션역할을 하게 되며, 이에 따라 스파이크보드(110)에 충격하중이 가해져도 지지기둥(113)은 파손되지 않고 탄성보드(120)에 의해 보호된다.
본 발명에 따른 층간소음 저감재는 스파이크보드(110)와 탄성보드(120)의 적층으로 스파이크보드(110)와 탄성보드(120) 사이에는 지지기둥(113)에 의해 자연스럽게 공간부가 마련되며, 아울러 스파이크보드(110) 저면의 그리드홈(112)에 의해 공간부는 확장된 형태로 마련된다. 공간부는 곧 공기층이 되어 스파이크보드(110)를 통해 전달된 충격음을 분산 소멸시키는 역할을 한다. 뿐만 아니라 탄성보드는 탄성복원력으로 스파이크보드(110)에 충격력이 가해질 때 스파이크보드(110)를 튕 기기 때문에 충격력이 작용하는 과정에서 스파이크보드와 탄성보드 사이 공간부의 공기압 변화가 자연스럽게 유도되며, 이에 따라 공기 분산이 이루어지면서 충격음의 분산 소멸을 효과적으로 유도할 수 있다. 특히 그리드홈(112)은 공간부 내부의 공기 통로가 되기 때문에 공기 분산이 더욱 활발하게 유도되면서 충격음 분산 또한 유리하게 이루어진다. 나아가 충격력이 작용할 때 스파이크보드의 지지기둥(113) 내지 탄성보드(120)가 수축하여 스파이크보드의 상판(111)과 탄성보드(120) 사이의 이격거리가 줄어들더라도 그리드홈(112)에 의해 일정 이상의 공간부가 확보되기 때문에, 공간부를 통한 충격음 분산 소멸 효과는 유효하게 유지된다.
도 2에서와 같이 스파이크보드(110)에서 지지기둥(113)은 그리드홈(112)과 그리드홈(112) 사이의 상판(111) 저면에 위치하도록 마련하는 것이 바람직한데, 이는 지지기둥(113)에 의해 그리드홈(112)의 연속성을 해치지 않기 위함이다. 또한, 지지기둥(113)은 그 형상에 제한이 없으나 도 2에서와 같이 원기둥 형태가 공간부에서의 충격음 분산에 유리하다. 한편 스파이크보드(110)에서 그리드홈(112)은 홈(groove)이 그물처럼 서로 이어져 형성되기만 하면 되며, 직교그리드는 물론 사선그리드, 원형그리드, 부정형그리드 등 다양한 형태가 가능하다. 다만 어떤 형태이든 스파이크보드(110)에서 지지기둥(113)는 그 단면적 총합이 상판(111)의 평면적 대비 15~50% 정도가 바람직하며, 15% 이하이면 지지기둥(113)의 단면 축소로 스파이크보드의 안정성을 보장받기 어렵고 50% 이상이면 스파이크보드(110)와 탄성보드(120) 사이의 공간부 축소로 층간소음 저감 효과가 미미해진다.
본 발명에 따른 층간소음 저감재(100)에서 스파이크보드(110)는 발포 폴리스티렌(expanded poly-styrene, EPS), 발포 EVA(ethyrene vinil acetate), 발포 폴리에틸렌(expanded poly-propylene, EPP) 중 어느 하나로 재료로 일체화 제작할 수 있으며, 탄성보드(120)는, 폴리에틸렌(Polyethrene, PE), EVA, 우레탄 폼(polyurethane foam) 중 어느 하나의 재료로 제작할 수 있다. 특히 층간소음 저감재(100)에서 스파이크보드(110)는 탄성이 없으면서 강성이 큰 재료로 제작하는 것이 바람직한데, 스파이크보드(110)에 탄성이 있으면 충격력이 가해질 때 스파이크보드(110)의 탄성으로 공간부가 폐쇄될 우려가 있기 때문이다.
한편, 본 발명에 따른 층간소음 저감재(100)에서 스파이크보드(110)는, 밀도가 15㎏/㎥ 이상이면서 동탄성계수가 40MN/㎥ 이하인 것으로서, 두께가 10~50mm로 마련된 상판(111), 너비와 깊이가 각각 1~5㎜이면서 홈간격이 5~20㎜로 형성된 그리드홈(112), 지름이 10~50㎜이면서 높이가 5~10㎜로 마련된 지지기둥(113)으로 구성하는 것이 바람직하며, 아울러 탄성보드(120)는 두께가 5~20mm 이면서 밀도가 18㎏/㎥ 이상, 동탄성계수 40~150MN/㎥로 마련하는 것이 바람직하다. 이와 같은 규격의 층감소음 저감재(100)는 "공동주택 바닥충격음 차단구조 인정 및 관리기준"에 따른 표준바닥구조에 적용되는 바닥완충재로서 요구하는 성능을 기본적으로 고려한 것이며, 별도의 인증시험을 거쳐 규격을 최적화할 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1의 층간소음 저감재(100)를 이용한 완성한 바닥구조를 도시한다. 보는 바와 같이 층간소음 저감재(100)는 탄성보드(120)를 바닥 슬래브(A1)에 맞닿게 위치시키면서 슬래브(A1) 위에 설치한다. 층간소음 저감재(100) 위에는 통상 바닥공사에서와 같이 경량 기포 콘크리트층(A3)과 마감몰탈층(A4)을 적층할 수 있으며, 마감몰탈층(A4)에 난방온수관을 매입하여 온돌바닥으로 완성할 수 있음은 물론이다. 나아가 도 2에서는 벽면완충재(A2)가 벽면에 설치된 것을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 본 발명에 다른 층간소음 저감재의 층간소음 저감효과를 확인하기 위해 관련 실험을 실시하였다.
[실험예1] 경계조건에 따른 층간소음 저감효과
(1)실험방법
210㎜ 두께의 슬래브 위에 층간소음 저감재를 깐 후 40㎜ 두께의 몰탈판을 형성시킨 바닥에 대해 층간소음 실험을 실시하였다. 층간소음 실험은 층간소음 측정기준 조건과 동일한 방법으로 실시하였다. 즉, 사람이 직접 타이어를 들고 90㎝m 위치에서 투하한 후 아래층(수음실) 바닥 위 120cm 위치에서 모서리에서 75cm 떨어진 지점 4곳과 중앙 1곳 모두 5타점을 측정하였으며, 이때 1타점 측정시 1~5지점을 돌아다니면서 소음 측정하고 같은 방법으로 5타점까지 실시한 후 각 타점별로 측정한 5지점의 평균으로 주파수별 데시벨을 산출하였다.
층간소음 저감재는, 20㎜ 두께의 상판과 Ø25㎜×7㎜의 지지기둥 및 간격이 25㎜(중심선 기준)이고 깊이와 폭이 5㎜인 직교 그리드홈을 가지면서 지지기둥의 단면적 총합이 상판 평면적의 25%가 되는 스파이크보드와 5㎜ 두께와 탄성보드로 구성된 샘플1(경계조건 25%), 샘플1에서 지지기둥이 Ø50㎜×7㎜으로 치환되면서 지지기둥의 단면적 총합이 상판 평면적의 50%로 치환된 샘플2(경계조건 50%), 샘플1에서 지지기둥이 Ø75㎜×7㎜으로 치환되면서 지지기둥의 단면적 총합이 상판 평면적의 75%로 치환된 샘플3(경계조건 75%)으로 구분하여 준비하였다. 스파이크보드는 비드법 2호로 제작된 EPS(동탄성계수가 40MN/㎥ 이하임)로 준비하였으며, 탄성보드는 동탄성계수가 68MN/㎥인 PE로 준비하였다.
(2)실험결과
층간소음 실험결과 도 3a와 같이 나타났다. 보는 바와 같이 경계조건이 작아질수록 층간소음 저감효과가 현저했는 바, 스파이크보드와 탄성보드 사이에 확보되는 공간부가 커질수록 층가소음 저감에 유리하다고 할 수 있다. 특히, 중량충격음으로 나타나는 63hz 이하 대역에서 경계조건이 50% 이하로 떨어질 때 층간소음 저감효과가 현저해지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 맨바닥과 비교할 때 경계조건 75%에서 0.6dB 저감하고, 경계조건 75%와 비교할 때 경계조건 50%에서 0.9dB 저감(맨바닥과 비교하면 1.5dB 저감)한데 비해, 경계조건 50%와 비교할 때 경계조건 25%에서 2.7dB 저감(맨바닥과 비교하면 4.2dB 저감)하는 것으로 확인되었다.
[실험예2]
(1)실험방법
층간소음 저감재를 제외하고 앞서 [실험예1]과 동일한 조건과 방법으로 층간소음 실험을 실시하였다. 층간소음 저감재는, 20㎜ 두께의 상판과 Ø25㎜×7㎜의 지지기둥을 가지면서 지지기둥의 단면적 총합이 상판 평면적의 25%가 되는 스파이크보드만으로 구성된 샘플4(경계조건 25%, 공기통로/탄성보드 제거한 경우), 간격 25㎜(중심선 기준)와 깊이 5㎜ 및 폭 5㎜의 격자 그리드홈을 구비한 경계조건 25%의 스파이크보드만으로 구성된 샘플5(경계조건 25%, 탄성보드 제거한 경우), 경계조건 25%의 스파이크보드와 5㎜ 두께의 탄성보드로 구성된 샘플6(경계조건 25%, 공기통로 제거한 경우)을 준비하였다.
(2)실험결과
층간소음 실험결과 도 3b와 같이 나타났다. 보는 바와 같이 그리드홈(공기통로)과 탄성보드의 유무에 따라 층간소음 저감효과에서 차이가 분명히 나타났다. 특히, 샘플5(그리드홈은 있고 탄성보드는 없음)와 샘플6(그리드홈은 없고 탄성보드는 있음)을 비교할 때 125hz 이상에서는 샘플5에서 더욱 유리한 효과가 나타나고 63hz 이상에서는 샘플6에서 더욱 유리한 효과가 나타났는 바, 중량충격음 대역에서 그리드홈과 탄성보드는 서로 보완하면서 층간소음 저감에 역할한다고 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 층간소음 저감재를 도시한다.
도 2는 도 1의 층간소음 저감재를 이용한 바닥구조를 도시한다.
도 3a와 도 3b는 층감소음 저감재의 종류에 따른 층간소음 실험결과를 도시한 그래프이다.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 층간소음 저감재
110: 스파이크보드 111: 상판
112: 그리드홈 113: 지지기둥
120: 탄성보드
A1: 슬래브
A2: 벽면완충재
A3: 경량 기포 콘크리트층
A4: 마감몰탈층
Claims (6)
- 충격음을 흡수하면서 동탄성계수가 40MN/㎥이하인 완충재로 제작된 부재로, 상판(111); 상판(111) 저면에 그리드 모양의 홈으로 형성된 그리드홈(112); 상판(111) 저면에 상판(111)을 받치도록 소정 높이로 서로 이격하게 마련된 다수개의 지지기둥(113);으로 구성되는 스파이크보드(110); 및,상기 스파이크보드(110)보다 고탄성 재료로서 동탄성계수가 40~150MN/㎥인 재료로 제작된 판형 부재로, 상기 스파이크보드의 지지기둥(113)에 의해 스파이크보드의 상판(111)과 이격하게 위치하도록 상기 스파이크보드(110) 아래에 배치되는 탄성보드(120);를 포함하여 구성되되,상기 스파이크보드(110)는, 두께가 10~50mm로 마련된 상판(111), 너비와 깊이가 각각 1~5㎜이면서 홈 간격이 5~20㎜로 형성된 그리드홈(112), 지름이 10~50㎜이면서 높이가 5~10㎜로 마련된 지지기둥(113)으로 이루어지는 한편, 지지기둥(113)의 단면적 총합이 상판(111) 평면적의 15~50%로 마련되는 것이며,상기 탄성보드(120)는, 두께가 5~20mm로 마련되는 것을 특징으로 하는 스파이크 구조의 층간소음 저감재.
- 제1항에서,상기 스파이크보드(110)는, 지지기둥(113)이 그리드홈(112)과 그리드홈(112) 사이의 상판(111) 저면에 위치하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 스파이크 구조의 층간소음 저감재.
- 제1항 또는 제2항에서,상기 스파이크보드(110)는, 발포 폴리스티렌(expanded poly-styrene, EPS), 발포 EVA(ethyrene vinil acetate), 발포 폴리에틸렌(expanded poly-propylene, EPP) 중 어느 하나로 제작되며,상기 탄성보드(120)는, 폴리에틸렌(Polyethrene, PE), EVA, 우레탄 폼(polyurethane foam) 중 어느 하나로 제작되는 것을 특징으로 하는 스파이크 구조의 층간소음 저감재.
- 바닥 슬래브(A1);탄성보드(120)를 상기 슬래브(A1)에 맞닿게 위치시키면서 슬래브(A1) 위에 설치하는 제1항 또는 제2항에 따른 층간소음 저감재(100);상기 층간소음 저감재(100) 위에 시공되어 형성된 경량 기포 콘크리트층(A3); 및,상기 경량 기포 콘크리트층(A3) 위에 시공되어 형성된 마감몰탈층(A4);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감 바닥구조.
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| KR1020090077245A KR100964929B1 (ko) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | 스파이크 구조의 층간소음 저감재 및 이를 이용한 층간소음 저감 바닥구조 |
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| KR20210017532A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 이인우 | 복층건물의 층간소음 방지를 위한 바닥시공구조 |
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- 2009-08-20 KR KR1020090077245A patent/KR100964929B1/ko not_active IP Right Cessation
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