KR101650429B1 - 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 층간소음 방지구조에 관한 것으로서, 바닥슬래브와, 상기 바닥 슬래브의 상부에 설치되는 완충재층과, 상기 완충재층의 상부에 설치되며 온수배관을 갖는 온돌층과, 일측이 상기 온돌층에 매립되고 타측이 상기 완충재층을 관통하여 상기 바닥슬래브에 고정되는 수평전단연결재를 구비하여, 공동주택의 바닥 슬래브에 온돌층을 형성하는 종래의 바닥 슬래브 구조에서 일정 강성을 갖는 온돌층과 바닥슬래브를 일정 강성을 갖는 수평전단연결재에 의해 연결함으로써, 슬래브의 단면이차모멘트를 증가시켜서, 바닥슬래브 자체의 두께를 증가시키지 않고도 바닥슬래브의 두께를 증가시키는 것과 같은 효과를 일으켜 중량충격음을 저감시킬 수 있고, 경량충격음은 완충재층에 의해 흡수하고, 중량충격음은 구조부재 자체로서 기능하지는 않지만 일정 강성을 갖는 온돌층의 강성을 활용하여 간단한 구조만으로도 중량충격음을 저감시킬 수 있는 층간소음 방지구조를 제공할 수 있다.

Description

온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조{STRUCTURE FOR REDUCING NOISES BETWEEN STAIRS USING STIFFNESS OF ONDOL LAYER}

본 발명은 층간소음 방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공동주택의 바닥층을 이루는 온돌층의 강성을 활용하여 공동주택의 중량충격음에 대한 층간소음을 저감할 수 있는 층간소음 방지구조에 관한 것이다.

최근, 아파트 등 다층구조의 공동주택이 보편화되면서 층간소음으로 인한 이웃 간의 분쟁이 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.

일반적으로 아파트와 같은 공동주택이나 복층 건축물의 경우 공기 전파음은 콘크리트 슬래브 구조에 의해 대다수가 차단되나, 상층에서 사람의 보행이나 물건의 낙하 등에 의해 그 바닥에 충격이나 진동이 직접 가해지면 고체 전파음으로 변하여 거의 감쇠 되지 않고, 바닥 슬래브나 천장 및 벽체를 통해 하층 또는 인접한 세대로 전달되는 특성이 있다.

이러한 바닥충격음은 그릇이나 물건의 낙하 및 의자를 이동시킬 때 나는 소리와 같이 고주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 경량충격음과, 어린이의 뛰는 소리, 성인의 보행 등 저주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 중량충격음으로 대별된다.

이러한 공동주택의 층간소음을 저감시키기 위한 방안으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다층 구조물의 바닥 슬래브(2)를 두껍게 형성하거나, 바닥 슬래브의 상부에 단열재 또는 완충재(3)를 설치한 후, 상기 단열재 또는 완충재의 상부에 온수배관(4)을 설치하고 온돌층(5)을 형성하는 방안이 제안되고 있다.

그러나, 상술한 종래기술에 의하면, 바닥 슬래브의 두께를 두껍게 형성할 경우 바닥 슬래브의 두께가 두꺼울수록 중량충격음을 저감하는 효과는 크지만 자중이 증가하고 이에 따라 투입되는 콘크리트의 양은 물론 자중 증가분을 감당하기 위하여 사용되는 철근량도 증가하게 되어 전체적으로 공사비가 상승한다는 문제점이 있다.

또한, 바닥 슬래브에 단열재를 설치한 경우, 경량충격음의 저감에는 효과가 좋지만, 단열재의 상부에 설치되는 온돌층의 무게가 증가함에 따라 바닥 슬래브의 고유진동수가 적어지고 충격이후에 바닥의 울림에 의한 중저음의 잔향이 영향을 미치게 되어 온돌층을 형성한 경우가 온돌층을 형성하지 않은 경우에 비하여 오히려 중량충격음 측정치가 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술로서, 한국특허 제1248032호에는 층간소음을 저감하기 위한 방안으로서, 바닥 슬래브의 상면에 폴리에틸렌 폼을 깔고, 소정 간격을 두고 방진구홀이 다수 개 형성된 흡음재를 상기 폴리에틸렌 폼 위에 쌓고, 상기 흡음재의 방진구홀에 방진구를 삽입 장착하고, 상기 흡음재위에 마그네슘 보드를 쌓고, 상기 마그네슘 보드 위에 완충재를 깔고, 상기 완충재 위에 단열재를 깔고, 상기 단열재 위에 배관패널을 쌓고, 상기 배관패널 위에 열전도판을 결합하고, 상기 열전도판에 배관패널을 결합한 후 그 위에 황토 보드를 쌓아서 적층한 구조의 건식 온돌바닥이 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에 의해 층간소음을 저감하기 위해서는, 바닥 슬래브의 상부에 폴리에틸렌 폼, 흡음재, 방진구, 마그네슘 보드, 완충재, 단열재, 열전도판, 배관패널을 설치하여야 하므로, 층간소음을 저감하기 위하여 설치하여야 할 부재의 개수가 매우 증가되어 이를 위한 시공비 및 자재비가 크게 증가한다고 하는 문제점이 있었다.

한국특허 10-1248032호

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 아파트 등 주거용 공동주택의 구조물에 설치되는 온돌층의 강성을 활용하여 간단한 구조만으로도 중량충격음을 저감시킬 수 있는 층간소음 방지구조를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조는 바닥슬래브와, 상기 바닥 슬래브의 상부에 설치되는 완충재층과, 상기 완충재층의 상부에 설치되며 온수배관을 갖는 온돌층과, 일측이 상기 온돌층에 매립되고 타측이 상기 완충재층을 관통하여 상기 바닥슬래브에 고정되는 수평전단연결재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평전단연결재는 일정 단위길이를 일정 간격 이격되어 형성되고, 일정 강성을 갖는 철재 또는 플라스틱재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평전단연결재는 상기 바닥슬래브에 고정되는 바닥고정판과, 상기 바닥고정판에 일체로 세워 설치되는 본체판과, 상기 완충재층의 완충재가 삽입되도록 상기 본체판으로부터 돌출되어 형성되어 상기 완충재층의 상부면을 덮는 완충재고정판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 온돌층에 매립되는 상기 본체판의 상부일측에는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평전단연결재는 상기 바닥슬래브에 고정되며 상기 완충재층에 설치되는 하부연결부와, 상기 하부연결부에 분리가능하게 체결되며 상기 온돌층에 매립되는 상부연결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부연결부는 내주면에 나사산이 형성된 원통형상의 연결몸체와, 상기 연결몸체로부터 외측으로 연장되며 상기 바닥슬래브에 고정되는 바닥플랜지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부연결부는 외주면에 나사산이 형성되어 상기 하부연결부의 연결몸체에 체결되는 삽입몸체와, 상기 삽입몸체로부터 외측으로 연장되어 형성되며 상기 완충재층의 상부면을 덮는 상부플랜지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부플랜지의 상부에는 전단날개판이 상측으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 삽입몸체의 내부에는 상기 완충재층의 완충재와 동일재질의 완충재가 수용되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 공동주택의 바닥 슬래브에 온돌층을 형성하는 종래의 바닥 슬래브 구조에서 일정 강성을 갖는 온돌층과 바닥슬래브를 일정 강성을 갖는 수평전단연결재에 의해 연결함으로써, 슬래브의 단면이차모멘트를 증가시켜서, 바닥슬래브 자체의 두께를 증가시키지 않고도 바닥슬래브의 두께를 증가시키는 것과 같은 효과를 일으켜 중량충격음을 저감시킬 수 있다.

이로써, 경량충격음은 완충재층에 의해 흡수하고, 중량충격음은 구조부재 자체로서 기능하지는 않지만 일정 강성을 갖는 온돌층의 강성을 활용하여 간단한 구조만으로도 중량충격음을 저감시킬 수 있는 층간소음 방지구조를 제공할 수 있다.

또한, 바닥슬래브에 미리 수평전단연결재를 콘크리트 못 등에 의해 고정한 후 완충재 등을 배치하고 그 위에 온돌층을 종래와 같이 설치하면 되므로 시공이 용이하다.

도 1은 종래기술에 의한 온돌슬래브 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 층간소음 방지 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 수평전단연결재의 배치의 선형형태의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 선형 수평전단연결재의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 수평전단연결재의 독립형태의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 독립형 수평전단연결재가 설치된 슬래브를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 층간소음 방지구조에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 층간소음 방지구조(1)는 바닥슬래브(2)와, 상기 바닥 슬래브의 상부에 설치되는 완충재층(3)과, 상기 완충재층의 상부에 배관되는 온수배관(4)을 가지며 상기 완충재층의 상부에 형성되는 온돌층(5)과, 수평전단연결재(10)를 포함한다.

상기 완충재층(3)에는 단열재 또는 EPS재질의 완충재로 형성되며, 상기 온돌층에 가해지는 경량충격음을 흡수하고 저감시키도록 기능한다.

상기 온돌층(5)은 상기 완충재층의 상부에 타설되는 모르타르로 구성되며 상기 온수배관을 덮도록 구성된다.

상기 수평전단연결재(10)는 일측이 상기 온돌층에 매립되고 타측이 상기 완충재층을 관통하여 상기 바닥슬래브에 고정되되도록 구성된다.

상기 수평전단연결재(10)는 철재로 구성되거나, 예를 들면 ABS플라스틱 등 고강성을 갖는 플라스틱 등 일정 강성을 가지면서 상기 완충재층의 단열효과를 손상시키지 않는 플라스틱재로 구성되는 것이 바람직하다.

공동주택의 바닥 슬래브에 형성되는 상기 온돌층은 구조물에 작용하는 하중을 부담하는 구조부재는 아니지만, 일정 이상의 강성을 갖도록 구성되는 바, 본 발명은 종래의 바닥 슬래브 구조에서 일정 강성을 갖는 상기 온돌층과 상기 바닥슬래브를 일정 강성을 갖는 강성연결부재에 의해 연결함으로써, 바닥슬래브의 두께를 증가시키는 것과 같은 효과를 일으켜 중량충격음을 저감시킬 수 있다.

슬래브의 단면이차모멘트는 다음과 같이 규정된다.

I = bh³/12

(I는 단면이차모멘트, b는 슬래브의 폭, h는 슬래브의 높이)

여기서, 일정 강성을 갖는 상기 온돌층을, 고강성을 갖는 플라스틱 재질로 형성되는 상기 수평전단연결재(10)에 의해 상기 바닥슬래브(2)에 연결시키면, 상기 바닥슬래브(2) 자체의 두께는 증가하지 않지만, 중량충격음 등 소음전달과 관련되어 규정되는 슬래브의 단면은 상기 바닥슬래브와 상기 완충재층과 상기 온돌층을 합한 높이로 규정될 수 있다.

이로써, 종래기술에서 구조적인 이유 이외에 단순히 층간소음을 방지하기 위하여 바닥슬래브의 두께를 증가시키는 것과 마찬가지로, 온돌층과 바닥슬래브를 일정 강성을 갖는 강성연결부재에 의해 연결함으로써, 상기 수평전단연결재(10)는 전단키(shear key)로서 기능하면서, 슬래브의 단면이차모멘트를 증가시켜서, 바닥슬래브 자체의 두께를 증가시키지 않고도,바닥슬래브의 두께를 증가시키는 것과 같은 효과를 일으켜 중량충격음을 저감시킬 수 있다.

도 2 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 수평전단연결재(10)를 나타내는 도면이다.

본 실시예에 의한 상기 수평전단연결재(10)는 상기 바닥슬래브의 상부에서 반드시 일체로 연결되어 설치될 필요없이, 도 3에 나타낸 바와 같이 일정 단위길이를 가지며 일정 간격 이격되어 형성할 수 있다.

본 실시예에 의한 상기 수평전단연결재(10)는, 본체판(11)과, 바닥고정판(12)과, 완충재고정판(13)을 구비할 수 있다.

상기 바닥고정판(11)은 상기 바닥슬래브(2)의 상부면에 맞닿아 배치되며, 상기 바닥고정판(11)에는 체결구멍(12a)이 형성되어, 상기 체결구멍(12a)을 통해 콘크리트 못(41) 등의 체결수단에 의해 상기 바닥슬래브에 고정된다. 이 때, 상기 콘크리트 못(41)과 상기 바닥고정판(11) 사이에는 완충부재로서 고무와셔(40)를 설치할 수 있다.

상기 본체판(11)은 상기 바닥고정판(12)에 세워 설치되며 상기 바닥고정판(12)과 일체로 형성된다. 상기 본체판(11)은 상부 일부는 상기 온돌층에 매립되도록 구성되는 데, 상기 온돌층에 매립되는 상기 본체판의 상부 일측에는 매립부(11a)와 요홈(15)이 형성되어, 길이방향으로 요철부가 형성되도록 구성된다. 상기 요철부를 형성함으로써, 상기 온돌층은 상기 본체판에 의해 단절되지 않고 상기 본체판을 관통하여 보다 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 본체판(11)의 상단에는 상기 온돌층으로 더욱 매립되도록 상기 본체판으로부터 꺾여 형성되는 절곡판(14)을 더욱 형성할 수 있다.

상기 본체판(11)에는 완충재고정판(13)이 돌출되어 형성된다. 상기 완충재고정판(13)은 상기 본체판(11)으로부터 외측으로 돌출되어 형성되며, 상기 완충재고정판의 저면이 상기 완충재층의 상부면과 대략 동일한 위치에 위치되도록 설치된다. 상기 완충재고정판(13)의 하부에 상기 완충재층의 완충재가 삽입되어 상기 완충재고정판이 상기 완충재층의 상부면을 덮도록 구성되어, 상기 수평전단연결재와 상기 완충재층이 서로 이탈하지 않고 안정적으로 설치될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 독립형 수평전단연결재(20)의 예를 나타내는 도면이다. 본 실시예의 수평전단연결재는 도 2 내지 도 4b에 나타낸 바와 같은 일정 길이를 갖는 선형 형태가 아니라, 슬래브의 상부에서 점점이 설치되어 상기 바닥슬래브와 상기 온돌층을 연결하며, 상하로 분리하여 설치할 수 있도록 구성하여 시공성을 향상시킬 수 있다.

상술한 구성을 가지는 상기 수평전단연결재(10)를 상기 바닥슬래브(2)에 일정간격 이격하여 배치한 후, 와셔와 콘크리트못을 이용하여 상기 바닥슬래브에 고정한다. 그런 다음, 상기 수평전단연결재(10) 사이에 완충재를 배치한다. 이 때, 상기 수평전단연결재의 상기 완충재고정판의 하부로 상기 완충재를 삽입시켜 보다 안정되게 설치될 수 있도록 한다. 그런 다음, 종래와 같이 상기 완충재층의 상부에 온수배관을 설치한 후 모르타르 등을 타설하여 상기 온돌층의 시공을 완료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 층간소음방지구조는 바닥슬래브에 미리 수평전단연결재를 콘크리트 못 등에 의해 고정한 후 완충재 등을 배치하고 그 위에 온돌층을 종래와 같이 설치하면 되므로 시공이 용이하다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 수평전단연결재(20)는 서로 체결되는 상부연결부(21)와 하부연결부(22)를 포함한다.

상기 상부연결부(21)는 상기 하부연결부(22)에 분리가능하게 체결되며 상기 온돌층에 매립되며, 상기 하부연결부(22)는 상기 바닥슬래브(2)에 고정된다.

상기 하부연결부(22)는, 원통형상의 연결몸체(220)와, 바닥플랜지(221)로 구성되며, 상기 원통형상의 연결몸체(220)는 내부가 비어 있어 상기 상부연결부를 수용할 수 있도록 구성되며 내주면에 나사산(220a)이 형성된다. 상기 바닥플랜지(221)는 상기 연결몸체(220)로부터 외측으로 연장되어 형성되며, 복수의 체결구멍(222)을 통해 콘크리트못(41)등을 이용하여 상기 바닥슬래브에 고정된다.

상기 상부연결부(21)는, 상기 하부연결부(22)의 상기 연결몸체(220)에 삽입되는 삽입몸체(210)와, 상기 삽입몸체(210)의 상부에 일체로 형성된 상부플랜지(211)를 구비한다. 상기 삽입몸체(210)는 외주면에 나사산(210a)이 형성되어 있고, 상기 나사산(210a)은 상기 하부연결부의 상기 연결몸체의 나사산(220a)과 나사결합한다. 상기 상부플랜지(211)는 상기 삽입몸체로부터 외측으로 연장되어 형성되며, 상기 완충재고정판과 마찬가지로 상기 하부연결부와 조립후에 상기 완충재층의 상부면을 덮도록 구성된다.

또한, 상기 상부플랜지의 상부에는 대략 +자 형상으로 배치된 전단날개판(212)이 상측으로 돌출되어 형성되어, 전단키로서 기능할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 삽입몸체의 내부에는 상기 완충재층의 완충재와 동일재질의 완충재가 수용되어, 상기 완충재층의 단열효과가 손상되지 않도록 최대한 보호하는 것이 바람직하다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

1 : 층간소음 방지구조
2 : 바닥슬래브
3 : 완충재층
5 : 온돌층
10, 20 : 수평전단연결재

Claims (9)

1. 바닥슬래브와,
   상기 바닥 슬래브의 상부에 설치되는 완충재층과,
   상기 완충재층의 상부에 설치되며 온수배관을 갖는 온돌층과,
   일측이 상기 온돌층에 매립되고 타측이 상기 완충재층을 관통하여 상기 바닥슬래브에 고정되는 수평전단연결재를 구비하며,
   상기 수평전단연결재는,
   상기 온돌층의 강성을 이용하여 상기 온돌층과 상기 바닥슬래브 사이에 작용하는 수평전단력에 저항하도록 일정 단위 길이로 형성되어 상기 수평전단력이 작용하는 방향에 대하여 일정 단면적을 갖도록 형성되며,
   일정 강성을 갖는 철재 또는 플라스틱재로 구성되는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수평전단연결재는,
   상기 바닥슬래브에 고정되는 바닥고정판과,
   상기 바닥고정판에 일체로 세워 설치되는 본체판과,
   상기 완충재층의 완충재가 삽입되도록 상기 본체판으로부터 돌출되어 형성되어 상기 완충재층의 상부면을 덮는 완충재고정판을 구비하는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 온돌층에 매립되는 상기 본체판의 상부 일측에는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평전단연결재는,
   원통형상으로 형성되어 상기 수평전단력이 작용하는 방향에 대하여 일정 단면적을 갖도록 형성되며,
   내주면에 나사산이 형성된 원통형상의 연결몸체와 상기 연결몸체로부터 외측으로 연장되며 상기 바닥슬래브에 고정되는 바닥플랜지를 가지며 상기 바닥슬래브에 고정되고 상기 완충재층에 설치되는 하부연결부와,
   외주면에 나사산이 형성되어 상기 하부연결부의 연결몸체에 체결되는 삽입몸체와 상기 삽입몸체로부터 외측으로 연장되어 형성되며 상기 완충재층의 상부면을 덮는 상부플랜지를 가지며, 상기 하부연결부에 분리가능하게 체결되고 상기 온돌층에 매립되는 상부연결부를
   구비하는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 상부플랜지의 상부에는 전단날개판이 상측으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 삽입몸체의 내부에는 상기 완충재층의 완충재와 동일재질의 완충재가 수용되는 것을 특징으로 하는 온돌층의 강성을 활용한 층간소음 방지 구조.
   
   
   

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