KR101477783B1 - 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재 - Google Patents

복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재 Download PDF

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Abstract

복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재에 대한 발명이 개시된다. 개시된 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재는: 콘크리트 슬라브와 경량기포 콘크리트 사이에 구비되는 강성패널 및 강성패널 하부에 구비되어 강성패널로부터 전달되는 충격을 흡수하도록 복원력을 갖는 충격저감완충재를 포함하고, 충격저감완충재는 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재{FLOATING FLOOR TYPE VIBROISOLATING SHEET FOR USING THE COMPLEX MATERIAL}
본 발명은 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바닥충격음을 저감하는데 있어 경량충격음과 중량충격음을 모두 저감할 수 있는 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재에 관한 것이다.
현재 시공되고 있는 공동주택 등의 건출물은 콘크리트 위에 발포 스티로폼 또는 발포 플라스틱을 깔고 그 위에 기포층으로서 방수 모르타르 및 온돌용 동파이프를 깔고 미장 모르타르와 원목 등의 마감재로 마감하고 있다.
그러나, 이러한 구조는 아파트, 빌라, 등과 같은 공동주택의 위층 바닥에서 사람의 보행, 물건의 낙하 등으로 인해 충격이 가해질 때 바닥슬리브, 천장 또는 벽체를 통해 바닥 충격음이 아래층으로 전달된다.
이러한 바닥충격음은 크게 그롯, 골프공 등의 낙하음, 의자, 책상의 이동음 등과 같이 고주파 성분이 많이 포함되는 경량충격음과 성인의 보행 어린아이들의 뜀뛰기 등과 같이 저주파의 고에너지를 가지는 중량충격음으로 구분된다.
또한, 아래층과 위층을 구분하는 콘크르트 슬라브는 상층과 하층의 공기 유통을 차단함으로써, 일차적으로 차음기능을 담당한다고 할 수 있으나, 밀도가 강한 콘크리트 구조에 충격이나 진동을 가하게 되면 음파가 상쇄되지 않고 바닥층이나 벽을 따라 인접한 다른 세대로 전달되는 특성을 가진다.
최근에는 이러한 층간 소음문제가 공동주택에서 심각하게 대두됨에 따라 주택건설기준 등에 관한 규정이 더욱 강화, 개정되기에 이르렀다. 상기 규정에는 각 층간의 바닥충격음이 경량충격음은 58데시벨(dB) 이하, 중량충격음은 50데시벨(dB) 이하이여야 하고, 각각 4개의 등급으로 분류되어 건축물 분양 시 고시하도록 권장되고 있다.
이와 같이, 심각하게 대두되는 층간소음을 줄여 최소화하기 위한 통상적인 층간 바닥구조물들이 개시되어 있는데, 이러한 기존의 통상적인 층간 바닥구조는, 콘크리트 슬라브를 기준으로 상부에 경량기포콘크리트층이 형성되고, 그 위에 난방용 배관과 마감용 모르타르층이 형성되며, 그 위에 모노륨이나 원목, 타일 등의 장식재로 된 마감재층으로 구성된다.
한편, 국내 공개특허 제2005-0045164호(공개일:2005.05.17)에는 "공동주택 층간 소음방지용 저감재"가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 바닥충격음을 저감하는데 있어 경량충격음과 중량충격음을 모두 저감할 수 있는 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재는: 콘크리트 슬라브와 경량기포 콘크리트 사이에 구비되는 강성패널 및 상기 강성패널 하부에 구비되어 상기 강성패널로부터 전달되는 충격을 흡수하도록 복원력을 갖는 충격저감완충재를 포함하고, 상기 충격저감완충재는 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 강성패널과 상기 경량기포 콘크리트 사이에는 단열완충재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 강성패널은 내부에 공기층이 형성되는 단프라시트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격저감완충재는 EPS, EPP, PE, EVA 중 어느 하나로 이루어진 매트형 완충재인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격저감완충재의 동탄성계수는 10MN/㎥ 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격저감완충재의 간격은 100mm 이상 250mm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격저감완충재 사이에는 공진을 방지하는 공진방지부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재는 바닥충격음을 저감하는데 있어 경량충격음과 중량충격음을 모두 저감할 수 있는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 충격저감완충재의 간격은 100mm 이상 250mm 이하로 하여 적절한 고유진동수와 바닥처짐을 동시에 만족할 수 있어 슬림한 두께를 지니며, 경량충격음과 중량충격음을 동시에 저감할 수 있는 최적은 구조를 제공하는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 변형예를 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 변형예를 보인 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 사용상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 저면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 변형예를 보인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 변형예를 보인 저면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 사용상태도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)는 강성패널(110) 및 충격저감완충재(120)를 포함한다.
본 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)는 콘크리트 슬라브(10)와 경량기포 콘크리트(20) 사이에 구비되어 상부에서 발생되는 경량충격음과 중량충격음을 모두 저감시킬 수 있는 것으로, 뜬바닥 구조를 지닌다.
여기서, 경량충격음은 가해지는 부위에 대해 평균적으로 경량기포 콘크리트 상에 거의 같은 힘을 가하며 크기가 200~300 Newton 인 반면, 중량충격음은 공간적으로 집중적인 힘을 가하며 크기가 4000 Newton에 달한다. 따라서 경량충격음은 충격저감완충재(120)가 스프링 역할을 하여 스프링상수가 작을수록 저감효과가 더 크다.
그리고, 중량충격음은 국부적으로 가해지는 힘이 커서 충격저감완충재(120)는 큰 변형을 일으키고 스프링 역할을 거의 못한다. 충격저감완충재(120)가 유연할수록 오히려 변형이 잘 일어나 충격이 잘 전달된다. 즉, 충격저감완충재(120)가 딱딱하여 변형이 작게 일어나는 것이 중량충격력의 변형을 일으키는대로 흡수하여 하부에 전파하는 충격력을 감소할 수 있다.
따라서, 경량충격음과 중량충격음을 동시에 저감시키기 위해 본 실시예는 충격저감완충재(120)의 스프링역할에 의해 경량충격음을 효과적으로 저감시키고, 중량충격음에 대해서는 충격저감완충재(120)에 의해 형성되는 강성패널(110)과 콘크리트 슬라브(10)에 형성되는 공간에 의해 저감시킨다.
강성패널(110)은 콘크리트 슬라브(10)와 경량기포 콘크리트(20) 사이에 구비된다. 이러한 강성패널(110)은 내부에 공기층이 형성되는 단프라시트로 이루어진다. 본 실시예에서는 강성패널(110)은 단프라시트로 도시하였지만 이에 한정한 것이 아니며 평판 형상으로 강성을 지니는 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 강성에 의해 상부로부터 전달되는 충격을 넓은 범위로 분산시키는 역할을 한다.
강성패널(110)과 경량기포 콘크리트(20) 사이에는 단열완충재(120)가 더 구비된다. 단열완충재(120)는 단열재로의 기본성능과 국부적 눌림에 복원력이 강하여 후속공정 작업 시 파손이 적다. 그리고, 이러한 단열완충재(120)는 흑연중합 폴리스티렌으로 단열성능이 매우 우수한 물리적인 특징을 지닌다.
충격저감완충재(120)는 강성패널(110)을 콘크리트 슬라브(10)로부터 이격시켜 뜬바닥구조를 지니도록 강성패널(110)의 하부에 구비되고, 강성패널(110)로부터 전달되는 충격을 흡수하도록 복원력을 갖는다.
충격저감완충재(120)는 강성패널(110)의 하부에 상호 이격 배치되어 구비된다. 즉, 도 4에서 도시된 바와 같이 충격저감완충재(120)는 상호 이격되도록 격자형태로 배치된다.
이러한 충격저감완충재(120)는 EPS, EPP, PE, EVA 중 어느 하나로 이루어진 매트형 완충재이다. 충격저감완충재(120)는 동탄성계수가 10MN/㎥ 이하로 경량충격음저감에 효과적이다.
충격저감완충재(120)의 간격(d)은 100mm 이상 250mm 이하이다.
구분 층간차음재 충격저감완충재 유효범위(mm)
충격저감완충재 간격 @100*100 미만 @135*135 @150*150 @210*210 @270*270 @300*300이상
바닥충격음 적용 적용불가 적용가능 적용가능 적용가능 조건부 적용 가능 적용불가
고유진동수(fn)
(PET 미충진)
- 약17.0Hz(시험) 약11.8Hz(시험) 약 10.8HZ(시험 약 10.8HZ(시험) -
고유진동수(fn)
(PET 충진)
- 약18.1Hz(시험) 약14.6Hz(시험) 약13.3Hz(시험) 약13.8Hz(시험) -
바닥충격음
현장시험결과
(시험성적서
참조)
①@164*172제품 현장인증성능 시험성적서 3세대 : 토지주택공사 ②@137*143 제품 현장인정성능 시험성적서 3세대 : 토지주택공사
측정세대 경량규준화 바닥충격음(dB) 중량 바닥충격음(dB) 측정세대 경량규준화 바닥충격음(dB) 중량 바닥충격음(dB)
501동 1401호 46 47 616동 902호 50 46
512동 1301호 48 47 616동 802호 52 42
512동 1201 48 47 616동 702호 48 45
즉, 표 1에서 나타난 바와 같이 충격저감완충재(120)의 간격(d)이 100mm 미만이면 충격저감완충재(120)의 수량에 따른 비용이 증가되고, 고유진동수가 증가하여 경량,중량충격음을 저감하지 못할 뿐만 아니라 경제적이지 못하고, 간격(d)이 250mm를 초과하면, 충격저감완충재(120)의 수량이 적어 고유진동수가 낮아질 수 있으나 바닥처짐이 발생된다.
따라서, 충격저감완충재(120)의 간격(d)은 100mm 이상 250mm 이하일 때, 적절한 고유진동수와 바닥처짐 등을 동시에 만족할 수 있다.
이러한 충격저감완충재(120)의 간격(d)에 의해 주택건설기준등에 관한 규정 바닥충격음 차단성능을 만족할 수 있다. 즉, 표1에서 나타난 바와 같이 충격저감완충재(120)의 간격(d)인 100mm 이상 250mm 이하의 조건에서 규정치인 경량충격음 50dB, 중량충격음 50dB 이하를 만족하는 것이다.
그리고, 충격저감완충재(120) 사이에는 공진을 방지하는 공진방지부재(140)가 구비된다. 공진방지부재(140)는 폴리에스터(PET)로 이루어진다.
공진방지부재(140)는 강성패널(110)의 하면에 구비되고, 충격저감완충재(120)가 수용될 수 있는 수용홀(142)이 형성된다. 이러한 공진방지부재(140)인 폴리에스터(PET)는 인장강도와 결합력이 우수한 폴리에스터 100%를 열융착시켜 제조하는 것으로 독립성이 뛰어나다. 일반적으로 다공성흡음재(글래스울, 미네랄울 등)에 비해 투수율이 높아 일부 물흡수가 되어도 배수가 잘되어서 흡음성능 및 단열성능의 저하가 없고, 섬유입자가 구성체마다 스프링 역할을 하기 때문에 제조방법에 따라 고유한 탄성을 갖출 수 있는 재질이며 형태 안정성이 뛰어나다.
특히, 충격저감완충재(120) 사이의 공간에 구비됨으로써, 공간에서 발생되는 공진을 방지할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)의 높이는 30mm 이하로 이루어진다. 즉, 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)는 최소의 두께에서 충격저감완충재(120)의 배치에 의해 경량충격음과 중량충격음을 저감시킬 수 있다.
한편, 도 5와 도 6에서 도시된 바와 같이 격자형상으로 배치되는 충격저감완충재(120)의 사이에 바타입의 공진방지부재(140)가 형성될 수도 있고, 충격저감완충재(120)가 상호 나란한 바타입으로 배치될 수도 있다. 이러한 변형예 또한, 충격저감완충재(120)의 간격(d)은 상기한 범위와 같다.
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)는 경량충격음과 중량충격음을 모두 저감시킬 수 있도록 뜬바닥 구조를 이룬다. 즉, 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)는 콘크리트 슬라브(10)와 경량기포 콘크리트(20) 사이에 구비되며, 단열완충재(120), 강성패널(110) 및 충격저감완충재(120)가 순차적으로 적층되어 형성된다. 강성패널(110) 하부에 구비되는 충격저감완충재(120)가 상호 이격되어 배치됨으로써, 뜬바닥구조를 이룰 수 있다. 이때, 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재(100)의 전체 두께는 30mm 이하로 이루어지고, 충격저감완충재(120)의 간격은 100mm 이상 250mm 이하로 이루어져 충격저감완충재(120)가 스프링 역할을 하여 경량충격음을 저감시키고, 충격저감완충재(120) 사이 공간에 의해 중량충격음이 저감된다.
즉, 경량기포 콘크리트(20)로부터 전달되는 충격음은 강성패널(110)에 의해 전체면적으로 고루 분포되어 전달되고, 상호 100mm 이상 250mm 이하로 이격되는 충격저감완충재(120)에 의해 고유진동수를 낮게 하여 경량충격음을 저감하고, 충격저감완충재(120)의 이격 공간에 의해 형성되는 공기층이 중량충격음을 저감할 수 있는 것이다.
이때, 충격저감완충재(120) 사이에는 폴리에스터(PET)로 이루어진 공진방지부재(140)에 의해 소음을 흡수하여 중량충격음의 저감을 향상시킨다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재에 의하면, 경량충격음과 중량충격음을 동시에 저감시킬 수 있는 뜬바닥구조에 있어서, 충격저감완충재의 최적의 배치에 의해 층간 소음을 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재
110 : 강성패널 120 : 충격저감완충재
130 : 단열완충재 140 : 공진방지부재
142 : 수용홀

Claims (7)

  1. 콘크리트 슬라브와 경량기포 콘크리트 사이에 구비되는 강성패널; 및
    상기 강성패널 하부에 구비되어 상기 강성패널로부터 전달되는 충격을 흡수하도록 복원력을 갖는 충격저감완충재를 포함하고;
    상기 충격저감완충재는 상호 이격되도록 격자형태로 배치되고, 사각형 단면 형상으로 이루어지며;
    상기 강성패널은 내부에 공기층이 형성되는 단프라시트로 이루어지고;
    상기 충격저감완충재의 간격은 100mm 이상 250mm 이하인 것을 특징으로 하며;
    상기 충격저감완충재 사이에는 공진을 방지하는 공진방지부재가 구비되고;
    상기 충격저감완충재는 EPS, EPP, PE, EVA 중 어느 하나로 이루어진 매트형 완충재를 포함하며;
    상기 공진방지부재는 폴리에스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강성패널과 상기 경량기포 콘크리트 사이에는 단열완충재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복합자재를 이용한 뜬바닥구조용 층간차음재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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