KR101530822B1 - 공동주택용 층간진동소음 저감재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공동주택용 층간진동소음 저감재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최초로 발생되는 진동에너지를 다단으로 적층된 구조물을 통과함으로써 진동을 균등 분산하고, 진동의 방향을 회전시켜 바닥 슬래브에 전달되는 최종 진동을 약화시키며, 상부의 진동을 재질에 변화를 주어 전달 시 주파수를 변환하여 소음을 저감시키는 공동주택용 층간진동소음 저감재에 관한 것이다. 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 공동주택용 저감재는 최초로 발생되어진 진동을 단프라층에서 균등하게 분산하고, 얇은 강판으로 형성된 스틸 밴드의 상부에 등분포되어진 진동을 선형으로 치환하며, 또한, 상기 치환된 진동을 EVA 밴드에서 2차적으로 균등하게 분산함으로써, 최하단의 바닥 슬래브에 전달되는 최종 진동을 효율적으로 저감하는 효과가 있다. 또한, 시공이 간단 용이하여 작업성을 향상시키고, 작업 시간도 단축하는 효과도 있다.

Description

공동주택용 층간진동소음 저감재{Vibration and noise reduction material for buildings}

본 발명은 공동주택용 층간진동소음 저감재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최초로 발생되는 진동에너지를 다단으로 적층된 구조물을 통과함으로써 진동을 균등 분산하고, 진동의 방향을 회전시켜 바닥 슬래브에 전달되는 최종 진동을 약화시키며, 상부의 진동을 재질에 변화를 주어 전달 시 주파수를 변환하여 소음을 저감시키는 공동주택용 층간진동소음 저감재에 관한 것이다.

일반적으로, 아파트 또는 공동주택 등의 2층 이상 건축물의 통상적인 시공 방법은 콘크리트 슬리브(slab)를 건물의 층수에 따라 시공하여 기초공사를 완료한 다음 콘크리트 슬래브 위에 난방 배관을 일정 간격으로 배치한 상태에서 자갈과 시멘트 몰탈을 소정 두께로 시공하는 것이다.

이와 같이 아파트, 고층빌딩 등과 같은 적층식 다층 건물의 층과 층을 구획하는 슬래브(slab)는 콘크리트만으로 시공됨에 따라 건물의 해당층 내부에서 발생되는 소음, 충격으로 인한 진동이 층간 슬래브를 통하여 바로 아래층으로 전달된다.

일반적으로, 아파트나 빌라 등 공동주택의 건물 구조체에 가해지는 충격음은 사람의 보행, 문의 개폐, 기물의 이동이나 설비기기의 가동 혹은 정지 등이 충격의 원인이 되어 발생되는 고체 전달음이 사방으로 전달되게 되고, 이로 인하여 건물 구조체의 표면을 진동시킴은 물론 공기 전달음으로 전환되어 주변의 사람들 귀에 들리게 될 때, 소음으로 인식되게 된다.

예를 들어, 물건의 낙하 등의 충격이 바닥에 가해지거나 의자를 옮기는 소리 등은 고체 전달음을 발생시키고, 이 고체 전달음이 바닥 슬래브를 통해 아래층에 전달되는 것을 층간소음이라 한다.

요즘에는, 층간소음으로 인하여 이웃간에 난투극이 벌어지는 등 심각한 사회 문제로 대두되어 주택건설기준 등에 관한 규정이 더욱 강화, 개정되기에 이르렀다.

이와 같이, 심각하게 대두되는 층간소음을 줄여 최소화하기 위한 통상적인 층간 바닥구조들이 게시되어 있는데, 이러한 기존의 통상적인 층간 바닥구조는 콘크리트 슬래브를 기준으로 상부에 경량기포 콘크리트층이 형성되고, 그 상단에는 난방배관과 마감용 몰탈층이 형성되며, 그 위에 모노륨이나 원목, 타일 등의 장식재로 된 바닥장식층으로 구성된다.

그러나, 위의 층간 바닥 구조는 콘크리트 슬래브 상부에 형성된 경량기포 콘크리트층이 소음을 감쇄시키는 작용을 담당하고 있으나, 경량충격음과 중량충격음 등의 소음을 제대로 흡수하거나 차단하지 못하고 있는 실정이다.

그러므로, 이러한 종래의 바닥구조로 건물을 시공한 경우, 예컨대 위층에서 아이들이 뛰어 다니는 행위에 의해서 바닥에 가해진 충격으로 유발된 소음과 진동은 곧장 아래층으로 전달되고, 그 결과 건물의 쾌적성이 크게 저하되게 된다.

한국 등록특허 제10-0552981호(2006.02.09) 한국 등록특허 제10-1267523호(2013.05.20)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 최초로 발생되어진 진동을 다단으로 적층되어진 구조물을 연속적으로 통과함으로써 균등하게 분산 및 억제시켜, 층간 충격 소음을 저감시키는 저감재를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재는,

공동주택의 층을 구성하는 바닥 슬래브와, 상기 바닥 슬래브 상에 시공되어 층간진동소음을 방지하는 저감재에 있어서,

상기 저감재는

맨 상부에 배치되어 PE, PP 및 PVC 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단프라(10);

상기 단프라(10)의 하부에 일정 간격으로 복수 개가 가로로 부착되며, 얇은 강판을 띠 형상으로 가공한 스틸 밴드(20);

상기 스틸 밴드(20)의 상, 하부에 복수 개가 세로로 일정 간격으로 부착되며, 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 막대 형상의 중합체인 EVA 밴드(30);

상기 EVE 밴드(30) 사이에 일정 간격으로 부착되며, 강도 및 보온 효과를 증강시키는 Polyurethane, EPS 및 PE foam 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단열재 블럭(40); 및

상기 PU 블럭(40) 하부에 부착되는 하부 슬래브(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 단프라(10)는 5~10mm 두께로 가공하여 형성되며, 최초의 진동을 좌우로 균등하게 분산하고,

상기 EVA 밴드(30)는 블럭 상태의 합성수지 폼으로 밀도 30kg/㎥ 내지 500kg/㎥ 의 소재를 폭 5~50mm, 두께 5~50mm 로 가공하여 형성되며, 중력에 의한 진동 파장을 90° 회전시켜 선형 상태의 상기 EVA 밴드(30)로 진동 파장을 전달한다.

삭제

상기 스틸 밴드(20)는 두께 0.5~1.5mm, 폭 5~25mm 및 인장 강도가 75~100kg/㎟ 로 형성되며, 하부에 가해지는 진동 파장을 강성이 강한 스틸 밴드(20)로 전달되며,

상기 스틸 밴드(20)는 층간 소음을 유발하는 상부 충격을 흡수, 분산하는 판스프링 구조로써 최초로 발생되는 진동의 충격량을 저감한다.

상기 PU 블럭(40)은 폭 50~250mm, 두께 5~50mm 및 밀도 10kg/㎥ 내지 100kg/㎥ 로 형성되고,

상기 PU 블럭(40)은 적층간의 충격량의 전달 길이를 길게 하여, 전달된 진동의 크기를 저감하며, 단열 또는 보온 효과가 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재는 최초로 발생되어진 진동을 단프라층에서 균등하게 분산하고, 얇은 강판으로 형성된 스틸 밴드의 상부에 등분포되어진 진동을 선형으로 치환하며, 또한, 상기 치환된 진동을 EVA 밴드에서 2차적으로 균등하게 분산함으로써, 최하단의 바닥 슬래브에 전달되는 최종 진동을 효율적으로 저감하는 효과가 있다. 또한, 시공이 간단 용이하여 작업성을 향상시키고, 작업 시간도 단축하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 분해사시도이다.

본 발명은 일면에 있어서,

공동주택의 층을 구성하는 바닥 슬래브와, 상기 바닥 슬래브 상에 시공되어 층간진동소음을 방지하는 저감재에 있어서,

상기 저감재는

맨 상부에 배치되어 PE, PP 및 PVC 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단프라(10);

상기 단프라(10)의 하부에 일정 간격으로 복수 개가 가로로 부착되며, 얇은 강판을 띠 형상으로 가공한 스틸 밴드(20);

상기 스틸 밴드(20)의 상, 하부에 복수 개가 세로로 일정 간격으로 부착되며, 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 막대 형상의 중합체인 EVA 밴드(30);

상기 EVA 밴드(30) 사이에 일정 간격으로 부착되며, 강도 및 보온 효과를 증강시키는 Polyurethane, EPS 및 PE foam 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단열재 블럭(40); 및

상기 PU 블럭(40) 하부에 부착되는 하부 슬래브(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.

더불어, 본 출원에서, "포함하다" "바람직하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 종단면도, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 횡단면도, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 사시도, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재를 도시한 분해사시도이다.

도 1 또는 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공동주택용 층간진동소음 저감재는,

맨 상부에 배치되어 합성수지 또는 PVC 재질로 형성된 단프라(10), 상기 단프라(10) 하부에 부착되어진 EVA 밴드(30), 상기 EVA 밴드(30) 하부에 일정 간격으로 복수 개 가로로 부착되는 스틸 밴드(20), 상기 스틸 밴드(20) 하부에 일정 간격으로 부착되는 PU 블럭(40) 및 상기 PU 블럭(40) 하부에 적층되어지는 형상과 대응되어 부착되는 하부 슬래브(50)를 포함하여 구성된다.

상기 단프라(10)는 최상층에 배치되어 최초로 발생되어진 진동을 좌측 또는 우측으로 균등하게 분산시킨다.

또한, 두께 5~10mm 로 가공하여 사용하는게 바람직하다.

상기 단프라(10)의 재질은 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체로써, 합성수지 판재 또는 PVC가 바람직하며, 이와 동등한 특성을 가진 재질이면 대체하여 사용이 가능하다.

상기 EVA 밴드(30)는 단프라(10) 하부에 직사각형 형태로 일정 간격 떨어져 복수 개 부착되어 있고, 독립 기포로 구성된 블럭 상태의 합성수지 폼으로 형성되어진다.

상기 EVA 밴드(30)는 후술할 스틸 밴드(20) 상부와 하부에 복수 개 형성된다.

상기 EVA 밴드(30)는 상부에서 전달되어진 진동을 하부로 전달시키지 않고, 진동 방향을 90° 로 회전시켜, 상기 EVA 밴드(30)의 선형상으로 진동을 전이하여 분산함으로써 감쇄시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 EVA 밴드(30)는 합성수지 폼으로 밀도는 30~500kg/㎥ 의 소재를 폭 5~50mm, 두께 5~50mm 로 가공하여 사용하는게 바람직할 수 있다.

상기 스틸 밴드(20)는 얇은 강판을 띠 모양으로 가공한 것으로 강성이 강한 특징이 있다.

따라서, 전술한 EVA 밴드(30)로 전이된 진동을 상기 스틸 밴드(20)에서 선형으로 치환한다. 다시 말하면, EVA 밴드(30)의 상부와 하부의 중간에 부착된 스틸 밴드(20)가 강한 강성으로 진동을 감쇄시킨다.

한편, 상기 스틸 밴드(20)는 층간 소음을 유발하는 상부 충격을 흡수, 분산하는 판스프링 구조로 형성되며, 두께 0.5~1.5mm, 폭 5~25mm, 인장 강도는 75~100kg/㎟ 의 소재를 사용하는게 바람직하다.

상기 PU 블럭(40)은 상기 스틸 밴드(20) 하부에 복수 개로 일정 간격 부착되어진 EVA 밴드(30)간의 공간 사이에 형성된다.

상기 PU 블럭(40)은 공명현상의 제거와 단열 또는 보온 효과를 증대시키기 위해 설치되어진다.

또한, 상기 PU 블럭(40)은 연속 및 독립 기포로 구성된 밀도 10~100kg/㎥ 합성수지 발포제를 폭 50~250mm, 두께 5~50mm 의 소재를 사용하는게 바람직하다.

상기 하부 슬래브(50)는 전술한 구조층의 맨 하단에 형성되고, 통상적으로 사용되어지고 있는 소재를 사용할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 최초로 발생된 상부의 진동을 1차로 단프라(10)에서 균등하게 등분포로 분산시키고, 2차로 EVA 밴드(30)에서 등분포된 진동을 선형으로 치환시킨다.

치환된 선진동은 강성이 강한 스틸 밴드(20)에 의해 교차된 선진동으로 진동의 방향을 90° 회전하여 분산시킨다.

상기 스틸 밴드(20)에 의해 분산된 진동은 다시 하부에 부착된 EVA 밴드(30)에서 상부의 진동 방향을 90° 회전시켜 하부 슬래브(50)에 전달되는 최종 진동은 최초의 큰 진동 에너지를 최대한 소진시킨다.

위와 같은 구조로 형성된 층간진동소음 저감재는 단순한 소리의 전달을 억제하는 것이 아니라 상층부의 질량 충격(사람, 물건들의 바닥 충격 등)이 바닥의 콘크리트 구조체에 전달되어 바닥 콘크리트가 진동되어 전달되는 진동 소음을 효율적으로 억제하기 때문에 층간소음을 원천적으로 봉쇄할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 층간진동소음 저감재를 실시 예를 들어 설명하기로 한다.

<실시 예 1>

폭이 75mm인 PU 블럭을 10mm 두께로 형성하여 이루어진 층의 상부면에 폭이 25mm인 EVA 밴드를 10mm 두께로 적층하여 두번째 층을 형성하고, 전술한 두번째 층의 상부면에 폭이 8mm인 스틸 밴드를 두께 1.2mm의 두께로 적층하여 세번째 층을 제조하고, 전술한 바와 같이 3층 구조로 이루어진 층의 상부면에 다시 폭이 25mm인 EVA 밴드를 두께 10mm 적층하여 네번째 층을 형성하고, 전술한 네번째 층의 상부면에 폭이 75mm인 단프라를 5mm 두께로 형성하여 층간진동소음 저감재를 제조하였다.

전술한 실시 예 1을 통해 제조된 층간진동소음 저감재를 건축물의 바닥면에 적용한 후에, 층간진동소음 저감재 적용 유무에 따른 경량충격음 레벨과 중량충격음 레벨을 공인시험기관에 의뢰하여 측정한 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 경량충격음 레벨과 중량충격음 레벨의 측정 방법은 KS F 2810-1:2001, KS F 2810-2:2001, KS F 2863-1:2002, KS F 2863-2:2002를 이용하였으며, 시험환경은 온도 26±0.3℃, 습도 58±1% RH에서 측정하였다.)

시험항목	구분	중심주파수별 음압레벨(dB)						단일수치값 (dB)
		63Hz	125Hz	250Hz	500Hz	1kHz	2kHz
경량충격음레벨	미적용	-	67.2	71.2	68.3	67.4	67.3	67
	적용	-	38.7	38.1	32.2	32.3	33.3	32
중량충격음레벨	미적용	78.3	63.9	61.1	46.4	-	-	52
	적용	77.0	57.0	53.2	40.9	-	-	47

위의 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명에 따른 층간진동소음 저감재는 경량충격음 레벨과 중량충격음 레벨의 차단 효과가 우수하여, 상층의 바닥면에서 발생되는 진동 또는 충격음이 하층으로 전달되는 것을 차단하는 탁월한 효과를 나타낼 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 서술되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

단프라 : 10 PU 블럭 : 40
중공 : 12 하부 슬래브 : 50
스틸 밴드 : 20 벽 : 60
EVA 밴드 : 30

Claims (8)

1. 공동주택의 층을 구성하는 바닥 슬래브와, 상기 바닥 슬래브 상에 시공되어 층간진동소음을 방지하는 저감재에 있어서,
   상기 저감재는
   맨 상부에 배치되어 PE, PP 및 PVC 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단프라(10);
   상기 단프라(10)의 하부에 일정 간격으로 복수 개가 가로로 부착되며, 얇은 강판을 띠 형상으로 가공한 스틸 밴드(20);
   상기 스틸 밴드(20)의 상, 하부에 복수 개가 세로로 일정 간격으로 부착되며, 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 막대 형상의 중합체인 EVA 밴드(30);
   상기 EVA 밴드(30) 사이에 일정 간격으로 부착되며, 강도 및 보온 효과를 증강시키는 Polyurethane, EPS 및 PE foam 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 단열재 블럭(40); 및
   상기 단열재 블럭(40)4 하부에 부착되는 하부 슬래브(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 단프라(10)는 5~10mm 두께로 가공하여 형성되며, 최초의 진동을 좌우로 균등하게 분산하는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 EVA 밴드(30)는 블럭 상태의 합성수지 폼으로 밀도 30kg/㎥ 내지 500kg/㎥ 의 소재를 폭 5~50mm, 두께 5~50mm 로 가공하여 형성되며, 중력에 의한 진동 파장을 90° 회전시켜 선형 상태의 상기 EVA 밴드(30)로 진동 파장을 전달하는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 스틸 밴드(20)는 두께 0.5~1.5mm, 폭 5~25mm 및 인장 강도가 75~100kg/㎟ 로 형성되며, 하부에 가해지는 진동 파장을 강성이 강한 스틸 밴드(20)로 전달하는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 스틸 밴드(20)는 층간 소음을 유발하는 상부 충격을 흡수, 분산하는 판스프링 구조로써 최초로 발생되는 진동의 충격량을 저감하는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 단열재 블럭(40)은 폭 50~250mm, 두께 5~50mm 및 밀도 10kg/㎥ 내지 100kg/㎥ 로 형성되는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 단열재 블럭(40)은 적층간의 충격량의 전달 길이를 길게 하여, 전달된 진동의 크기를 저감하며, 단열 또는 보온 효과가 있는 것을 특징으로 하는 공동주택용 층간진동소음 저감재

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