KR101631262B1 - 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내의 천장이나 벽 등에 설치되는 흡음 패널의 구조를 개선하여 소음흡수율 및 강도를 증가시킬 수 있도록 하고, 또한 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경적으로 사용할 수 있도록 한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널에 관한 것이다.
본 발명은 밀폐된 내부공간(10a)을 구비하는 패널본체(10); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 다층으로 부착되는 파형판(20); 상기 파형판(20)들 사이에 수평으로 부착되는 보강판(30); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)를 포함하여 구성된다.

Description

샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널{Room acoustic panel sound-absorbing material using sand}
본 발명은 실내 흡음 패널에 관한 것으로, 더 상세하게는 실내의 천장이나 벽 등에 설치되는 흡음 패널의 구조를 개선하여 소음흡수율 및 강도를 증가시킬 수 있도록 하고, 또한 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경적으로 사용할 수 있도록 한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 내장재 등으로 사용되는 샌드위치패널은 우레탄폼이나 스티로폼 등으로 구성된 단열재 매트의 양면에 얇은 판형상의 금속시트를 부착하여 구성된 것으로, 다양한 크기로 절단 또는 재단하여 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 샌드위치패널은 강도가 약한 단열재 매트의 양면에 금속시트를 부착하여 구성되므로, 강도가 매우 약할 뿐 아니라, 외력에 의해 매트의 양면에 부착된 금속시트가 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있었다. 특히, 이 샌드위치패널은 강도를 보강하기 위해서, 상기 금속시트에 다수개의 그루브를 형성하는데, 이와 같은 그루브의 형상 때문에 그 중간부를 만곡처리할 경우, 중간부가 부러지게 되므로, 다양한 형상으로 건축되는 건축물의 조형미를 살리기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 판형상으로 구성된 스페이서의 양면에 금속시트를 부착하여 된 금속패널이 개발되었다. 상기 스페이서는 다수개의 금속제 스트립을 허니컴형상으로 접착하여 구성된 것으로, 이러한 허니컴구조의 스페이서를 이용한 금속패널은 종래의 샌트위치패널에 비해 가볍고 강도가 높은 장점이 있다.
그러나 이러한 금속패널은 내부의 공기층을 이용하여 단열 및 방음작용을 하므로, 우레탄폼이나 스티로폼 등을 이용하는 샌드위치패널에 비해, 단열효과나 방음효과가 떨어질 뿐 아니라, 그 중간부가 절곡 또는 만곡된 상태로 제작하는 것이 매우 어려운 문제점이 있었다. 특히, 허니콤구조로 구성된 금속재 매트와 이 금속재 매트의 양면에 부착된 금속시트는 열팽창율에 차이가 있다. 따라서, 이러한 금속패널은 기온의 변화에 따라 팽창과 수축을 반복하면서, 금속시트가 금속재 매트로부터 떨어져 나가게 되는 문제점이 있었다.
이를 극복하기 위해 하기 특허문헌인 국내 등록실용신안공보 제20-0231819호에는 금속판을 물결모양으로 만곡성형하여 구성된 파형판과, 이 파형판의 전후면에 부착된 금속시트를 포함하고, 상기 파형판과 금속시트의 사이에는 다양한 종류의 단열재가 충진된 것을 특징으로 하는 금속패널이 개시되어 있다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래의 패널은 재질이 금속으로 이루어졌기 때문에 비경제적으로 원가가 상승하는 문제점이 있었으며, 구조적으로 파형판이 하나의 단층으로 설치되었기 때문에 소음흡수율 및 강도가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 종래의 패널은 파형판과 금속시트 사이에 유리섬유와 같은 난연성 또는 불연성의 충진재가 충전되었기 때문에 친환경적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
한편 산업사회의 심화에 따라 삶의 질의 향상이 현대사회의 중요과제로 대두되고 있고, 상기 과제 중 소음은 사회문제로 대두되어서 특히 집단 시설의 층간소음에 대한 저감(감쇠) 노력이 활발함과 동시에 규제기준도 강화되고 있는 바, 종래의 패널은 천장 설치시 실내에서 거주자가 활동할 때 고체음이 발생되고 상기 고체음은 기류음으로 하부층에 전달됨으로써 상기 소음규제 기준에도 충족되지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 소음흡수율 및 강도를 증가시키고, 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경적으로 사용할 수 있으며, 천장 설치시 층간소음을 차단할 수 있는 흡음 패널이 요구되고 있다.
특허문헌 : 등록실용신안공보 제20-0231819호(2001.05.12)
본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 실내의 천장이나 벽 등에 설치되는 흡음 패널의 구조를 개선하여 소음흡수율 및 강도를 증가시킬 수 있도록 한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경적으로 사용할 수 있도록 한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 천장 설치시 위층에서 발생하는 충격 소음 및 공기 소음이 아래층으로 전달되는 것을 차단하여 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있도록 한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 패널본체에 밀폐된 내부공간을 형성하고, 상기 패널본체의 내부공간에 물결모양의 파형판을 다층으로 부착하며, 상기 파형판들 사이에 보강판을 수평으로 부착하고, 상기 패널본체의 내부공간에 모래를 충전한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 파형판은 패널본체의 내부공간에 2개를 2층 또는 3개를 3층으로 설치한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체, 파형판 및 보강판은 종이재질로 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체를 구성하는 이면판재의 두께는 전면판재의 두께보다 두껍게 형성하고, 상기 전면판재의 두께와 보강판의 두께는 동일한 두께로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체의 내부공간에 충전되는 모래는 규사 및 샌드(sand)로 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체의 내부공간에 충전되는 모래는 0.2 ~ 5㎜의 입도로 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체의 전면판재에는 소음의 흡수가 용이하도록 다수의 통공을 형성하고, 상기 전면판재의 표면에는 모래가 통공을 통해 외부로 빠져나가지 못하도록 한지를 부착한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 보강판에는 소음의 흡수가 용이하도록 다수의 통공을 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 패널본체의 이면판재 양측에는 보강대를 각각 부착한 것이다.
본 발명의 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널에 따르면, 다층의 파형판과 보강판 및 모래를 통해 충격 소음과 공기 소음이 전달되는 것을 여러 번에 걸쳐서 최대한 차단할 수 있고, 다층의 파형판과 보강판 및 모래를 통해 패널본체의 강도를 보강할 수 있기 때문에, 구조적으로 실내의 천장이나 벽 등에 설치되는 흡음 패널의 소음흡수율 및 강도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 패널본체와 파형판 및 보강판이 종이재질로 이루어지고, 충진재로 모래가 사용되기 때문에, 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경 천연제원료로 사용할 수 있는 효과가 있다. 이때 모래와 모래사이의 수많은 기공과 입자는 소음을 아주 효과적으로 감쇄, 차단하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 천장 설치시 다층의 파형판과 보강판 및 모래를 통해 위층에서 발생하는 충격 소음 및 공기 소음이 아래층으로 전달되는 것을 여러 번에 걸쳐서 최대한 차단할 수 있기 때문에, 구조적으로 층간소음을 효과적으로 방지하여 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 나무로 만들어지는 종이와 모래를 이용하므로 친환경적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형판이 2층으로 설치된 단면을 보인 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파형판이 3층으로 설치된 상태를 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 파형판의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 단면도.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널은 도 1 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 밀폐된 내부공간(10a)을 구비하는 패널본체(10); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 다층으로 부착되는 파형판(20); 상기 파형판(20)들 사이에 수평으로 부착되는 보강판(30); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널은 실내의 천장이나 벽 등에 설치되어 소음흡수율 및 강도를 증가시키는 것으로, 이러한 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널은 패널본체(10), 파형판(20), 보강판(30) 및 모래(40)로 이루어진다.
상기 패널본체(10)는 본 발명에 따른 실내 흡음 패널의 몸체를 구성하는 것으로, 이러한 패널본체(10)에는 밀폐된 내부공간(10a)이 형성된다. 이때, 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에는 파형판(20)과 보강판(30) 및 모래(40)가 내장되고, 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)은 충전된 모래(40)가 외부로 빠져나가지 못하도록 기밀하게 폐쇄된다.
상기 파형판(20)은 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 다수가 다층으로 부착되는 것으로, 이러한 파형판(20)은 물결모양으로 형성되어 소음 차단 및 패널본체(10)의 강도를 보강하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 패널본체(10)에 충격 소음이나 공기 소음이 전해지는 경우, 그 작용 소음이 다층의 파형판(20)의 구조를 따라 여러 방향으로 분산되면서 다중으로 감쇄되기 때문에 소음흡수율이 향상된다.
본 발명에 따르면 상기 파형판(20)은 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 2층 또는 3층으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1,2에서와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 상기 파형판(20)은 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 2개가 2층으로 설치되고, 도 3에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 파형판(20)은 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 3개가 3층으로 설치된다. 이때, 상기 파형판(20)은 3층 이상으로 설치할 수도 있는 것임을 분명히 밝혀둔다.
상기 파형판(20)의 상하 돌출부는 패널본체(10)과 보강판(30)에 접착제 등을 통해 떨어지지 않도록 견고하게 부착된다.
한편, 도 4는 상기 파형판(20)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 파형판(20)은 물결모양 대신 삼각모양으로 형성할 수도 있는 것임을 밝혀둔다.
상기 보강판(30)은 파형판(20)들 사이에 수평으로 부착되는 것으로, 이러한 보강판(30)은 소음 차단 및 패널본체(10)와 파형판(20)의 강도를 보강하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따르면 상기 패널본체(10), 파형판(20) 및 보강판(30)은 종이재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 본 발명에 따르면 상기 패널본체(10), 파형판(20) 및 보강판(30)이 종이재질로 제작되기 때문에 경제적으로 원가를 절감할 수 있는 동시에 친환경적으로 사용할 수 있고, 또한 종이를 이용하여 용이하게 제작할 수 있다.
상기 모래(40)는 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 것으로, 이러한 모래(40)는 소음을 차단함과 동시에 패널본체(10)의 강도를 보강하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 모래(40)는 실내에서 발생한 소음을 공극에 의해 흡수하여 차단하고, 또한 모래(40)는 구입이 쉽고 자재비용이 저렴하므로 경제적 효과가 탁월하며, 그리고 모래(40) 입자는 장기간 시간이 흘러도 변형이 발생하지 않으므로 소음차단 효과를 더욱 장기간 동안 유지함은 물론 시너지효과를 갖게 되어 소음차단 효과를 더욱 극대화시켜준다.
이와 같이 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)는 소음이 투과되어 소멸되도록 하는 것으로, 이러한 모래(40)들 사이에 무수히 많은 공극이 형성되고 이와 같은 공극에 의해 소음이 유입되어 소멸된다.
본 발명에 따르면 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)는 규사로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 규사는 친환경적이고 열전도도가 매우 높으므로 에너지를 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)는 0.2 ~ 5㎜의 입도로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 모래의 입도가 0.2 ~ 5㎜보다 크거나 작으면 공극 문제로 소음흡수율이 저하될 수 있다.
한편, 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 모래(40)를 충전할 때, 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 모래(40)를 넣고 진동을 주면서 서서히 충전함이 바람직하다.
본 발명에 따르면 도 2에서와 같이 상기 패널본체(10)를 구성하는 이면판재(11)의 두께(t1)는 전면판재(12)의 두께(t2)보다 두껍게 형성되고, 상기 전면판재(12)의 두께(t2)와 보강판(30)의 두께(t3)는 동일한 두께로 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 패널본체(10)의 이면판재(11)는 천장이나 벽 등에 부착되는 부착면으로 그 두께(t1)를 전면판재(12)의 두께(t2)보다 두껍게 형성하면 소음반사가 용이하고, 상기 전면판재(12)의 두께(t2)와 보강판(30)의 두께(t3)를 동일한 두께로 형성하면 소음흡수가 용이하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 5에서와 같이 상기 패널본체(10)의 전면판재(12)에는 소음의 흡수가 용이하도록 다수의 통공(12a)이 형성되고, 상기 전면판재(12)의 표면에는 모래(40)가 통공(12a)을 통해 외부로 빠져나가지 못하도록 한지(13)가 부착된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 한지(13)와 다수의 통공(12a)을 통해 패널본체(10)의 내부공간(10a)으로 소음이 용이하게 유입되므로 소음흡수율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 도 6에서와 같이 상기 보강판(30)에는 소음의 흡수가 용이하도록 다수의 통공(31)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 다수의 통공(31)을 통해 소음이 용이하게 유입되므로 소음흡수율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 이면판재(11)의 외면 양측에는 보강대(50)가 각각 부착되고, 상기 이면판재(11)의 외면 양측으로 각각 부착된 양측 보강대(50) 사이에는 소음을 흡수하는 공간이 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 보강대(50)는 패널본체(10)를 지지하는 역할을 수행하고, 또한 상기 양측 보강대(50) 사이에는 공간이 형성되므로 소음을 흡수할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 적용되는 소음에 대하여 참고로 설명한다.
(소음 음원(dB))
음원 음량(dB) 느낌 건강
제일 조용할 때 0 불편스럽게 조용하다 안정감 느낀다
가랑잎이 날리는 소리 20 겨우 들린다
조용한 주거지역 40 보통 들리는 정도
보통 라디오 소리 50 약간 방해가 될 정도
자동차가 10m에서 주행시 60 듣기 불편한 정도
크게 이야기를 할 때 70 듣기 괴로울 정도
도로에 교통이 심한 곳 80 강하게 느끼는 소음 장기에도 불편을 느낌
MP3를 귀로 들을 때 80~115 유럽은 80dB로 규정
산업 보건 및 안정 규정 85 아주 강한 소음 법으로 귀마개를 하여야 함
트럭이 달리는 소리 90 아주 강한 소음 귀에 피해가 갈 정도
자동차 경적 소리 100 놀랠 정도
드릴 공구가 돌아갈 때 110 최고 한계를 느낄 때 고통의 한계에 왔을 때
기계 돌아가는 소리 120 최고 한계를 느낄 때 고막이 상할 정도
큰 망치로 금속을 때리는 소리 130 귀에 아픔을 느낌 귀가 상함
제트기 비행기 소리 140 아주 심하게 귀가 아플 정도 귀가 상함
(소리 울림 전달 속도)
자재 밀도(kg/㎟) 전파 속도m/s
고무 900~1200 50
공기 20도일 때 0 344
물 1000 1500
빨간 벽돌 700~2400 3600
콘크리트 2300~2500 3700
나무 300~900 3500~5700
금속(모든 금속 종류) 7850 5000
유리 2400~2600 5000~6000
나무, 금속, 콘크리트는 뛰어난 사운드(전파 속도) 전달 특성을 가지는 바 우리 생활 환경 속에서의 소음은 많은 병을 유발시키며 뇌를 손상하게 만든다. 그러므로 정신적 안정감을 찾으려면 우선 소음에서 벗어나야 함이 당연하다 하겠다.
(소리와 소음, 주파수와의 관계)
인간의 가청주파수는 16~20,000Hz 대역대로써 말을 할 때는 음성이 움직이면서 200~8000Hz의 대역폭을 가지며 이때의 음향 수위는 30~70dB까지이며 수위가 80dB, 주파수는 3000Hz까지의 소리를 사람들은 소음의 공해로 느끼지 않고 들을 수 있는 선이다.
(실험실에서의 소음 감쇄)
아무것도 없는 빈 공간에 철근 콘크리트 천장의 두께를 18cm로 하고 본 발명품을 설치하고 실험을 하여 본 결과 다음과 같이 소음을 줄일 수 있었다. 즉, 2겹 흡음패널(10mm 두께)을 설치하면 충격 소음을 19dB 까지, 공기 소음은 26dB 까지 줄여주며, 3겹 흡음패널(15mm 두께)의 충격 소음은 22dB까지, 그리고 공기 소음은 36dB이 줄었는데 공기 소음의 dB수치에 비하여 충격 소음 dB수치가 상대적으로 낮음을 알 수 있다. 인간은 소음이 10dB 정도의 차이에서도 상당한 거부감과 예민함을 갖게 되는 바 본 발명의 효과를 단적으로 보여준다고 하겠다.
본 발명은 다층의 파형판(20)과 보강판(30) 및 모래(40)를 통해 충격 소음과 공기 소음이 전달되는 것을 여러 번에 걸쳐서 최대한 차단할 수 있고, 다층의 파형판(20)과 보강판(30) 및 모래(40)를 통해 패널본체(10)의 강도를 보강할 수 있기 때문에, 구조적으로 실내의 천장이나 벽 등에 설치되는 흡음 패널의 소음흡수율 및 강도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 패널본체(10)와 파형판(20) 및 보강판(30)이 종이재질로 이루어지고, 충진재로 모래(40)가 사용되기 때문에, 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 친환경적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 천장 설치시 다층의 파형판(20)과 보강판(30) 및 모래(40)를 통해 위층에서 발생하는 충격 소음 및 공기 소음이 아래층으로 전달되는 것을 여러 번에 걸쳐서 최대한 차단할 수 있기 때문에, 구조적으로 층간소음을 효과적으로 방지하여 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 특히 공동주택의 상층과 하층 간에 발생하는 층간소음을 방지하기 위해 친환경 천연 소재인 모래(40) 입자를 이용한 층간소음 흡음 패널을 제공하고 상기 흡음 패널을 이용하여 상층과 하층 간의 층간소음 방지구조를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 상기와 같이 이루어지는 실내 흡음 패널에서, 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 물결모양의 파형판(2)이 다층으로 각각 배치되어 있어 외부로부터 충격 소음이나 공기 소음이 가해지는 경우, 그 작용 소음이 파형판(20)의 구조를 따라 여러 방향으로 각각 분산되면서 다중으로 감쇄되기 때문에 소음흡수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
10 : 패널본체 10a : 내부공간
11 : 이면판재 12 : 전면판재
12a : 통공 13 : 한지
20 : 파형판 30 : 보강판
31 : 통공 40 : 모래
50 : 보강대

Claims (9)

  1. 밀폐된 내부공간(10a)과 이면판재(11) 및 전면판재(12)를 구비하는 종이재질의 패널본체(10); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 다층으로 부착되는 종이재질의 파형판(20); 상기 파형판(20)들 사이에 수평으로 부착되는 종이재질의 보강판(30); 상기 패널본체(10)의 내부공간(10a)에 충전되는 모래(40)를 포함하고, 상기 패널본체(10)의 전면판재(12)에는 다수의 통공(12a)이 형성되고, 상기 전면판재(12)의 표면에는 한지(13)가 부착되며, 상기 보강판(30)에는 다수의 통공(31)이 형성된 것에 있어서,
    상기 패널본체(10)를 구성하는 이면판재(11)의 두께(t1)는 전면판재(12)의 두께(t2)보다 두껍게 형성되고, 상기 전면판재(12)의 두께(t2)와 보강판(30)의 두께(t3)는 동일한 두께로 형성되며,
    상기 이면판재(11)의 외면 양측에는 패널본체(10)를 지지하는 보강대(50)가 각각 부착되고, 상기 이면판재(11)의 외면 양측으로 각각 부착된 양측 보강대(50) 사이에는 소음을 흡수하는 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 샌드흡음재를 이용한 실내 흡음 패널.
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