KR101843893B1 - 층간 소음을 완화시키기 위한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 적용한 공동주택 층간소음 저감용 보강보 - Google Patents
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Abstract
기존 공동주택의 천정 하부에 설치되어 바닥 충격원에 의해 발생하는 충격진동을 저감시킬 수 있는 공동주택 층간소음 저감용 보강보가 개시되어 있다. 이를 위하여 물 10 내지 20 중량부와, 바인더 10 내지 30 중량부, 제1 무기안료 20 내지 40 중량부, 제2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 진동 감쇠용 점탄성 조성물로 구성되며 판상으로 형성된 진동 감쇠시트, 및 상기 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키며 진동 감쇠 특성이 갖는 진동 감쇠용 접착제를 포함하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보를 제공한다. 본 발명의 공동주택 층간소음 저감용 보강보는 미리 건축된 공동주택에 추가적으로 설치하여 공동주택의 층간소음 발생을 완화시킬 수 있다.
Description
본 발명은 진동 감쇠 특성을 가지는 공동주택 층간소음 저감용 보강보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 공동주택의 천정 하부에 설치되어 바닥 충격원에 의해 발생하는 충격진동을 저감시킬 수 있는 공동주택 층간소음 저감용 보강보에 관한 것이다.
일반주택, 아파트, 업무용 또는 상업용 건물 등의 공동주택은 사람이 거주하거나 각종 활동을 하는 공간이므로, 인간이 안전하면서도 쾌적하게 생활을 영위할 수 있는 조건을 만족시킬 수 있도록 그 내장재 등이 개선되고 발전되어 오고 있다.
현재 일반적인 주거형태로서 공동주택의 경우 층간 소음 차단과 단열을 만족시키는데 있어서, 단열 문제는 대체적으로 만족스러우나 층간 소음이 차단되지 않아서 커다란 사회문제가 되고 있다.
이에 따라, 아파트 등의 공동주택에 거주하면서도 독립적이고 쾌적한 환경을 요구하는 현대인들에게 소음 차단문제는 반드시 해결되어야 할 과제로 부각되고 있다.
이러한 층간 소음을 방지하기 위한 종래의 방법으로는 바닥층을 시공할 때 바닥 콘크리트 슬래브 상부에 발포합성고무 또는 폴리에틸렌 폼으로 된 완충재를 포설하여 완충재층을 형성하고, 그 상부에 경량 기포 콘크리트를 타설하여 경량 기포 콘크리트층을 형성한 후, 경량 기포 콘크리트층 상부에 온수 배관이 삽입되는 마감 몰탈을 시공하는 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 상기와 같이 완충재를 포설하고 경량 기포 콘크리트를 타설하여 층간 소음을 차단하는 종래 방법은 아이들이 뛰어 노는 소음원인 중량충격원 중 저주파대역(63Hz, 125Hz)의 차단에 한계가 있으므로, 공동주택의 상하층 이웃 간에 층간소음으로 인한 불화가 자주 발생되고 있다.
건교부에서는 중량충격음 차단성능에 대한 법적 최저기준[경량 충격음(작은 물건이 떨어지는 소리)은 58dB 이하, 중량충격음(어린이가 뛰는 소리)은 50dB 이하]을 마련하여 시행중에 있다. 특히 2006년 1월부터 시행된 주택성능등급표시제도(주택법 제 21조의 2)는 주택을 분양받고자 하는 수요자에게 입주자 모집 공고 시 중량충격음 등의 성능에 대한 정보를 제공해 줌으로써 선호도에 따라 주택을 선택할 수 있는 기회를 부여함과 동시에 시공자에게 표시된 성능수준으로 주택을 건설하도록 유도한다. 즉, 쾌적한 주거환경의 확보를 목적으로 음 환경을 비롯해 5개 분야에 대해 성능표시를 하도록 법제화하고 있다.
특히, 상기의 제도에서 음환경 성능 항목으로 규정하고 있는 주된 성능표시항목으로 바닥충격음 차단성능(경량충격음, 중량충격음)이 매우 비중 높게 다루어지고 있으나, 종래의 기술로는 공동주택의 층간 바닥 충격음중 경량 충격음 58dB 이하 및 중량충격음 50dB 이하의 규정을 만족시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
예컨대, 발포합성고무, 경량 기포 콘크리트 및 폴리우레탄 폼 등의 재료를 사용한 뜬 바닥 구조로는 저주파수 대역 내지 경량 충격음 58dB 이하 및 중량충격음 50dB 이하의 소음 차단에 한계가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상층부의 바닥 충격원에 의해 발생한 충격진동을 저감시켜 중량충격음을 낮춰줄 수 있는 공동주택 층간소음 저감용 보강보를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 물 10 내지 20 중량부와, 바인더 10 내지 30 중량부, 제1 무기안료 20 내지 40 중량부, 제2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 진동 감쇠용 점탄성 조성물로 구성되며 판상으로 형성된 진동 감쇠시트, 및 상기 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키며 진동 감쇠 특성이 갖는 진동 감쇠용 접착제를 포함하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보를 제공한다.
본 발명의 공동주택 층간소음 저감용 보강보는 미리 건축된 공동주택에 추가적으로 설치하여 공동주택의 층간소음 발생을 완화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 공동주택 층간소음 저감용 보강보는 바닥슬래브의 고유진동수를 변화시킴으로서 충격음에 대한 진동 및 소음을 저감시킨다.
아울러, 본 발명을 기존 보강보에 적용하면, 바닥슬래브의 강성증가를 통한 중량충격음을 저감시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보를 적용한 공동주택의 모델링을 나타내는 저면 사시도이다.
도 2는 층간소음 저감용 보강보를 대상으로 진동 감쇠시트의 두께에 따른 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 6은 기존 보강보와 본 발명의 보강보 사이를 감쇠용 점탄성 조성물로 충전한 경우 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7 내지 도 10은 기존 보강보와 본 발명의 보강보 사이를 감쇠용 점탄성 조성물로 충전하지 않는 경우 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 층간소음 저감용 보강보에 의한 중량충격음 차단 성능결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 층간소음 저감용 보강보를 대상으로 진동 감쇠시트의 두께에 따른 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 6은 기존 보강보와 본 발명의 보강보 사이를 감쇠용 점탄성 조성물로 충전한 경우 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7 내지 도 10은 기존 보강보와 본 발명의 보강보 사이를 감쇠용 점탄성 조성물로 충전하지 않는 경우 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 층간소음 저감용 보강보에 의한 중량충격음 차단 성능결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 층간 소음을 완화시키기 위한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 적용한 공동주택 층간소음 저감용 보강보(이하, '층간소음 저감용 보강보'라고 약칭함)을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보는 진동 감쇠용 점탄성 조성물로 구성되며 판상으로 형성된 진동 감쇠시트, 및 상기 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키는 진동 감쇠용 접착제를 포함한다.
상기 진동 감쇠용 점탄성 조성물은 공동주택에서 충격에 의해 진동이 발생되어 나타나는 방사소음을 저감하기 위한 진동 감쇠 특성을 갖는다. 이러한 특성은 진동 감쇠용 점탄성 조성물의 저장탄성계수(Storage modulus)와 손실계수(Loss factor)와 밀접한 관계에 있다.
상기 저장탄성계수와 손실탄성률(Loss modulus) 및 진동 감쇠용 점탄성 조성물의 변형계수는 온도, 시간 및 가변적인 하중을 주는 주기(Hz)의 함수를 이용해 측정하게 되며, 열분석 기법인 DMA(dynamic mechanical analysis, DIN 53513, DIN 53440, ASTM D 4065, ASTM D 4092)를 통해 시간과 하중의 변화를 주면서 온도를 조절하여 진동 감쇠용 점탄성 조성물의 기계적인 거동을 측정한다.
진동 감쇠용 점탄성 조성물에 일정한 주기의 힘(force)을 가하면 진동 감쇠용 점탄성 조성물 내에 응력(stress)이 발생하여 이 응력에 따른 변형(deformation)을 하게 되며, 기계적인 탄성률은 이 응력, 변형에 의해 결정된다.
즉, 재료의 점탄성 특성(viscoelastic)에 의한 시간지연(time delay)에 의해 주기적으로 변하는 응력(통상 사인파 응력; sinusoidal stress)에 따라 위상차가 발생된다. 이는 가해진 응력(stress)과 팽창(expansion) 사이에 위상차(phase shift)를 발생시키며, 이 위상차를 고려해 동적으로 측정된 탄성률은 G'(storage modulus; 저장탄성율)와 G"(loss modulus; 손실탄성율)로 설명된다.
여기서, G'은 DMA 측정에 의한 직접적인 결과로써 주기적 응력과 함께 발생하는 진동 감쇠용 점탄성 조성물의 반응이며, 진동 감쇠용 점탄성 조성물의 가역적 탄성도(reversible elasticity)에 해당한다. 그리고 가상의 물성인 G"는 손실탄성율이라 하며 90˚까지 상 이동(phase shift)된 반응이며 열로 전환되어 비가역적으로 손실되는 기계적 에너지에 해당된다.
또한, 상기 위상차(phase shift)의 tanδ(탄젠트 델타)는 손실계수(loss factor)이며, 물질의 진폭감쇄거동(damping behavior)을 측정하는데 사용한다.
특히, 공동주택에서 바닥 구조체의 진동 특성은 뜬 바닥을 이용한 완충재의 사용으로 공진을 크게 야기시키는 특성을 가지게 되는데, 본 발명의 진동 감쇠시트는 공진을 크게 야기시키는 각 레이어(Layer) 층의 전단 변형을 줄여주므로, 저주파수(63Hz, 125Hz)에서 큰 소음 특성을 나타내는 중량 충격음과 같은 소음원의 저감에 큰 효과가 있다.
즉, 높은 손실 계수를 가지며, 온도에 대한 물성의 변화가 적고, 내구성이 큰 진동 감쇠용 점탄성 조성물로 구성된 진동 감쇠시트가 건축물의 바닥 구조, 예컨대 각 층의 천정에 적용되면, 층간소음의 발생이 완화된다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보는 진동 감쇠시트를 포함한다.
상기 진동 감쇠시트는 그 손실계수(loss factor)가 1.2~2.0 사이로 고무의 손실계수(0.1~1)에 비해서 2배 이상의 손실계수를 가지며, 콘크리트(0.02~0.06)와 목재(0.005~0.01)에 비하여 탁월한 손실계수를 가지므로, 진동저감을 통한 소음저감 측면에서 탁월한 감쇠 성능을 가지고 있다.
특히, 저주파수(63Hz, 125Hz)에서의 큰 에너지와 파장이 불쾌하고 시끄러운 소음 특성을 나타내게 되는데, 본 발명에 따른 진동 감쇠시트는 저주파수에서의 충격음을 저감하는 특성을 나타내고, 온도 변화에 따른 진동 감쇠재의 물성 변화에서도 진동 감쇠 특성과 내구성을 가지고 있으므로, 장기적으로도 탁월한 소음 저감 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 진동 감쇠시트를 시트화 하는 방법으로는, 압출 성형기에 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 넣고 티 다이(T-Die)를 이용하여 일정 두께로 압출 성형하는 방법이나, 상하로 배치된 양 롤러 사이에 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 삽입하고 압착하여 성형하는 방법, 또는 압출 성형기에 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 넣고 티 다이를 통과하여 압출 성형한 후 다시 롤러로 압착하여 성형하는 복합 성형방법 등이 채택 가능하나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 진동 감쇠시트는 공용주택 내부 공간의 크기에 따라 23 내지 40mm의 두께의 판상으로 성형하여 사용되며, 그 길이와 폭은 특별히 제한되지 않는다.
한편, 상기 진동 감쇠용 점탄성 조성물은 물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 제1 무기안료 20 내지 40 중량부, 그리고 제2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 구성하는 바인더로는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 우레탄계 및 아크릴-실리콘 공중합 고분자물질로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 고분자 합성 에멀전을 사용할 수 있다. 상기 바인더의 함량이 상기 범위 미만이면 층간소음 저감용 보강보의 진동 감쇠성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 조성물의 제작을 위한 혼합 과정에서 균일한 혼합이 어려우며, 시트 제작 시 연성이 증가하여 제품형상의 어려움과 에너지 소비가 증가에 의한 작업성이 저하된다.
본 발명의 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 구성하는 제1 무기안료는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량%, 소다장석 20 내지 30 중량%, 내화점토 20 내지 30 중량%, 도석 15 내지 25 중량%, 토르말린 5 내지 15 중량%, 그리고 흑활석 5 내지 15 중량%를 포함한다.
상기 제1 무기안료를 구성하는 다공질의 분상체는 각 성분들을 미세입자로 가공하여 다공질 표면적을 증대시켜 혼합 사용하는 것이다. 이러한 다공질의 분상체를 15 중량% 미만으로 사용하면 도막의 단위 면적당 특수 기능성 함량이 낮아져 제1 무기안료의 물리적 특성인 내후성이 저하되며, 구조체의 진동을 저감시키는 기능이 저하된다. 반대로 다공질의 분상체를 25 중량%를 초과하여 사용하면, 진동 감쇠시트의 내구성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
구체적으로, 상기 다공질의 분상체로는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상이 선택되어 사용될 수 있다.
상기 규조토는 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다. 특히, 일본에서는 실내공기 중의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)에 따른 오염을 저감시키는 건축재로 인증을 받았다.
상기 백토, 황토, 차점토는 다공질 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 천연광물이다.
상기 세피올라이트와 제올라이트는 냄새의 제거와 경감 효과가 단순한 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어나다.
상기 알로펜은 화산재의 천연광물점토를 구성하는 주성분으로서, 다공질의 미세한 입자들로 구성되어 있으며, 새집증후군의 원인인 포름알데히드의 저감 기능이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 그리고 알로펜은 다공질의 미세한 입자들로 뛰어난 습도조절기능을 지니고 있는 화산재를 주재료로 만들어져 규조토의 4 내지 5배, 조습벽지의 15배에 이르는 흡습 능력 및 방습 능력을 지니고 있다. 또한, 알로펜은 실내의 습도가 높을 경우 습기를 흡수해 습도를 낮추고, 습도가 낮을 때는 반대로 습기를 방출하는 기능을 제공한다. 때문에 생활공간의 최적습도(50% 내지 60%)를 유지하는데 효과적인 도움을 주며, 잡균의 번식억제를 통한 알레르기, 아토피 질환 등을 예방하는데 도움을 줄 수 있다. 한편 알로펜은 악취의 주성분인 암모니아, 트리메칠아민 등의 알카리성 냄새와 석화수소, 메틸머캡탄 등의 산성 냄새 성분을 제거하거나 경감시키는데 있어 규조토벽 및 다른 제품들보다도 뛰어니다.
상기 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 포졸란 등은 유기바인더나 무기바인더와 혼합하여 사용 할 수 있다.
상기 마이크로시멘트는 자체의 수화작용으로 인하여 물과의 혼합에 의해 단단한 강도를 구성하며, 역시 수화작용에 의해 다양한 형상으로 성형할 수 있다. 마이크로시멘트는 무기질계 지반주입재와 각종 보수용재 또는 보강용재에 적합하도록 개발된 미립자 시멘트로서, 일반적인 미립자 시멘트의 특성인 조강성, 고강도, 고내구성은 물론 균일한 입경 크기가 요구되는 지반주입재와 보수보강재에 탁월한 성능을 발휘한다.
상기 마이크로시멘트의 특성으로는 미분말이므로 활성화가 빠르게 진행하여 조기강도가 우수하고, 치밀한 매트릭스를 조직하므로 강도 발현율이 우수하고, 입경이 고르고 최대입경 크기가 작아 침투성이 우수하고, 염과 산 등의 유해물에 대한 내화학성이 탁월하여 우수한 내구성을 가진다.
상기 제1 무기안료를 구성하는 소다장석은 20 중량% 미만으로 사용되면 내오염성 및 부착력이 저하되며, 30 중량%를 초과하여 사용되면 내오염성이 떨어지는 문제가 발생한다.
상기 제1 무기안료를 구성하는 내화점토는 전술한 차점토와 달리 난연 성능을 개선하기 위한 내화 성분이 있는 점토이다. 이러한 내화점토가 20 중량% 미만으로 사용되면 내화성능이 저하되며, 30 중량%를 초과하여 사용되면 내오염성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제1 무기안료를 구성하는 도석은 진동 감쇠시트가 일정한 두께를 형성하도록 작용을 한다. 이러한 도석이 15 중량% 미만으로 사용되면 진동 감쇠시트의 최적의 두께를 나타낼 수 없으며, 25 중량%를 초과하여 사용되면 상기 진동 감쇠시트의 내구성이 떨어져 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
상기 제1 무기안료를 구성하는 토르말린 및 흑활석은 그 사용량이 각각 5 중량% 미만이면 진동 감쇠시트의 물리적 특성 중 결로 방지 성능이 저하되며. 그 사용량이 각각 15 중량%를 초과하면 진동 감쇠시트의 내오염성이 열화되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 구성하는 제2 무기안료는 다공질의 분상체와 내화점토를 포함한다.
상기 제2 무기안료를 구성하는 다공질의 분상체는 규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것으로서, 제2 무기안료 100 중량%를 기준으로 70 내지 80 중량%를 포함한다.
상기 다공질 분상재료의 사용량이 70 중량% 미만이면 본 발명의 기능성 특성인 진동 감쇠 특성이 저하되며, 80 중량%를 초과하면 진동 감쇠시트의 수축력이 높아져 표면 크랙이 발생하는 원인이 된다.
상기 제2 무기안료를 구성하는 내화점토는 제2 무기안료 100 중량%를 기준으로 20 내지 30 중량%를 포함한다. 상기 내화점토의 사용량이 20 중량% 미만이면 내화성능이 저하되며, 30 중량%를 초과하면 내오염성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보는 진동 감쇠용 접착제를 포함한다.
상기 진동 감쇠용 접착제는 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키기 위해 진동 감쇠시트의 상부에 구비되는 것으로, 진동 감쇠시트가 진동 감쇠 특성을 발휘할 수 있도록 자체적으로도 진동 감쇠 특성을 갖는다.
다시 말해, 본 발명에 따른 지동 감쇠용 접착제는 진동 감쇠시트가 직접 천정에 접촉되어 진동 감쇠 특성을 제공하는 것과 동일하거나 유사한 효과를 나타내기 위해 자체적으로 진동 감쇠 특성을 갖는다. 만약, 천정과 진동 감쇠시트의 사이에 일반적인 접착제가 구비되면, 진동 감쇠시트가 충격원에 의해 발생한 충격진동을 저감시키는 효과가 감소되므로 층간 소음을 완화시키는데 악영향을 미치게 된다.
이를 위해 진동 감쇠용 접착제는 물 10 내지 20 중량부, 바인더 10 내지 30 중량부, 제3 무기안료 20 내지 40 중량부, 그리고 제4 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제3 무기안료는 전술한 제1 무기안료와 동일한 구성이며, 상기 제4 무기안료는 전술한 제2 무기안료와 동일한 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 진동 감쇠용 접착제는 2 내지 3㎜의 두께로 구비되는 것이 바람직하다. 이때, 진동 감쇠용 접착제가 2㎜ 미만의 두께로 구비되면 충분한 접착제을 제공하지 못하여 전동 감쇠시트가 천정으로부터 탈착되는 문제가 발생될 수 있으며, 3㎜를 초과하는 두께로 구비되면 진동 감쇠시트의 시공효과가 급격히 저하된다.
이러한 진동 감쇠용 접착제는 천정의 하부에 진동 감쇠시트를 부착시킨 후 20 내지 30분 정도가 경과되면 경화되어 진동 감쇠용 접착층을 형성한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.
제1 무기안료의 제조
알로펜 2㎏과 소다장석 2.5㎏과 내화점토 2.5㎏과 도석 2㎏과 토르말린 0.5㎏과 흑활석 0.5㎏을 혼합하여 제1 무기안료를 제조하였다.
제2 무기안료의 제조
규조토 4㎏과 알로펜 3.5㎏ 및 내화점토 2.5㎏을 혼합하여 제2 무기안료를 제조하였다.
무진동 감쇠용 점탄성 조성물의 제조
물 2㎏과, 바인더[아크릴 에멀젼] 3㎏과, 전술한 제1 무기안료 3㎏, 전술한 제2 무기안료 2㎏를 혼합하여 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 제조하였다.
[실시예]
압출 성형기에 전술한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 넣고 티 다이(T-Die)를 이용하여 압출 성형하여 각각 10㎜, 20㎜, 40㎜, 60㎜ 두께를 갖는 진동 감쇠시트를 제작하였다. 이때, 각 진동 감쇠시트는 1m의 폭과 4.5m의 길이를 갖도록 제작하였다.
[실험예 1]
슬래브 하부에 적용하기 위한 최적의 층간소음 저감용 보강보의 조건을 도출하기 위하여 진동 감쇠시트의 두께를 대상으로 바닥충격 진동 해석을 수행하였다. 도 1과 같이 적용대상 실험실의 단변 방향으로 실시예를 통해 제작된 진동 감쇠시트와 3㎜의 진동 감쇠용 접착제를 적용하였고, 그 결과를 도 2로 나타내었다.
도 2는 실제 공동주택의 거실에 적용하기 위한 층간소음 저감용 보강보를 대상으로 진동 감쇠시트의 각 두께에 따른 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 폭 1m와 두께 20㎜인 진동 감쇠시트를 슬래브 하부의 단변방향에 적용하였을 경우, 진동가속도레벨은 약 1.5㏈ 감소하였고, 고유진동수는 약 1㎐가 증가하였다. 또한, 두께가 60㎜인 진동 감쇠시트가 구비된 층간소음 저감용 보강보를 슬래브 하부에 적용할 경우, 진동가속도 레벨은 5㏈ 감소하고, 고유진동수는 약 5㎐가 증가하는 것으로 나타나, 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보의 중량충격음 저감이 큰 것으로 확인되었다.
[실험예 2]
본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보의 효과를 개선하기 위해 보강보의 형태를 변화시켜 바닥충격 진동해석을 수행하였다. 즉 20mm 두께의 보강보 아래에 두께 30mm, 너비 300mm의 보강보와 100mm 길이의 플래지를 보강보 양쪽에 접합한 것을 기본 형태로 하고, 층간소음 저감용 보강보와 기존 보강 보 사이에 층간소음 저감용 보강보를 추가한 경우와 추가하지 않는 경우 2가지 형태로 구분하여 해석을 실시하였다.
도 3 내지 도 10은 두께 20mm의 기존 보강 보 아래에 층간소음 저감용 보강보를 2중으로 설치한 경우(도 3 내지 도 6)와 단일의 층간소음 저감용 보강보를 설치한 경우(도 3 내지 도 10)로 구분하여 바닥충격진동 해석을 실시한 결과를 나타내는 그래프이다.
구체적으로, 도 3 내지 도 6은 순차적으로 1차 모드 내지 4차 모드이며, 도 7 내지 도 10도 순차적으로 1차 모드 내지 4차 모드이다. 이때, 1차 모드는 충격진동 후 천정에 충격이 전달된 경우이며, 2차 내지 4차 모드는 측벽에 진동이 재 반사되어 계속적으로 천정에 진동이 전달된 경우이다. 이때, 지속적인 진동의 에너지 감쇠로 차수 높은 모드를 측정하면 진동가속도 및 가속도 레벨의 값이 작은 값으로 측정된다.
도 3 내지 도 10에 나타난 바와 같이, 기존 보강보에 층간소음 저감용 보강보를 2중으로 설치한 경우와 단일의 층간소음 저감용 보강보를 설치한 경우 모두 진동가속도 레벨은 약 3dB 저감되었고, 고유진동수는 약 5Hz가 증가되는 비교적 동일한 효과를 나타내었다.
또한, 단일의 층간소음 저감용 보강보에 구비된 진동 감쇠시트의 두께를 2중으로 설치된 층간소음 저감용 보강보의 개별 진동 감쇠시트의 두께의 2배로 증가시키면 동일한 저감 효과를 보이므로, 기존 보강보에 단일의 층간소음 저감용 보강보를 설치한 형태가 경제성과 시공성을 기준으로 판단했을 때 바닥충격음 저감을 위한 가장 합리적인 형태인 것으로 판단되었다.
[실험예 3]
두께가 30㎜인 진동 감쇠시트가 구비된 층간소음 저감용 보강보의 유무에 따른 바닥충격음 차단성능 변화를 측정하였다. 구체적으로, 중량충격음 차단성능은 층간소음 저감용 보강보가 설치되지 않은 콘크리트 슬래브의 성능을 기본으로 한 경우와, 층간소음 저감용 보강보를 설치한 경우에 대한 중량충격음을 각각 측정하여 저감량을 비교하였다. 이때, 층간소음 저감용 보강보에 의한 중량충격음 차단 성능결과는 도 11 및 도 12로 나타내었다.
1/3 옥타브 밴드 분석 결과 100, 50㎐ 대역을 제외한 모든 주파수 대역에서 중량충격음 레벨이 저감되는 것으로 나타났다. 도 11은 뱅 머신(Bang machine)으로 가진(excitation) 하였을 경우이며, 도 12는 고무공(Impact ball)으로 가진 하였을 경우를 나타낸다.
상기 뱅 머신 충격음 차단성능 변화는 역A특성가중 바닥충격음 레벨로 평가할 경우, 보강보의 시공 전 49 dB에서 보강보의 시공 후 45 dB로 4 dB 저감되었다.
상기 고무공 충격음 차단성능의 변화 역시 역A특성가중 바닥충격음 레벨로 평가할 경우, 보강보의 시공 전 55 dB에서 보강보의 시공 후 50 dB로 5 dB 저감되었다.
측정결과를 통해 공동주택 아파트 중 기존 아파트의 천장에 본 발명에 따른 층간소음 저감용 보강보를 시공하면, 효율적으로 층간소음을 저감할 수 있을 것으로 예상되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 층간소음 저감용 보강보
Claims (7)
1.2 내지 2.0의 손실계수를 갖도록 물 10 내지 20 중량부와, 바인더 10 내지 30 중량부, 제1 무기안료 20 내지 40 중량부, 제2 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하는 진동 감쇠용 점탄성 조성물로 구성되며 23 내지 40㎜의 두께의 판상으로 형성된 진동 감쇠시트; 및
상기 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키고, 진동 감쇠 특성을 갖도록 물 10 내지 20 중량부와, 바인더 10 내지 30 중량부, 제 3 무기안료 20 내지 40 중량부, 및 제 4 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하여 구성되며, 2 내지 3㎜의 두께로 형성되는 진동 감쇠용 접착제를 포함하며,
상기 제2 무기안료는
규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부; 및
내화점토 20 내지 30 중량부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
상기 진동 감쇠시트를 천정에 부착시키고, 진동 감쇠 특성을 갖도록 물 10 내지 20 중량부와, 바인더 10 내지 30 중량부, 제 3 무기안료 20 내지 40 중량부, 및 제 4 무기안료 10 내지 25 중량부를 포함하여 구성되며, 2 내지 3㎜의 두께로 형성되는 진동 감쇠용 접착제를 포함하며,
상기 제2 무기안료는
규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 70 내지 80 중량부; 및
내화점토 20 내지 30 중량부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
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제1 항에 있어서, 상기 진동 감쇠용 접착제는
천정 보강보의 하부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
천정 보강보의 하부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
제1 항에 있어서, 상기 제1 무기안료는
규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부;
소다장석 20 내지 30 중량부;
내화점토 20 내지 30 중량부;
도석 15 내지 25 중량부;
토르말린 5 내지 15 중량부; 및
흑활석 5 내지 15 중량부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
규조토, 백토, 황토, 차점토, 알로펜, 패분, 이산화규소, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 숯, 활성탄, 벤토나이트, 버미큘라이트, 세피올라이트, 제올라이트, 포졸란 및 마크로시멘트로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 다공질의 분상체 15 내지 25 중량부;
소다장석 20 내지 30 중량부;
내화점토 20 내지 30 중량부;
도석 15 내지 25 중량부;
토르말린 5 내지 15 중량부; 및
흑활석 5 내지 15 중량부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공동주택 층간소음 저감용 보강보.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160023601A KR101843893B1 (ko) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 층간 소음을 완화시키기 위한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 적용한 공동주택 층간소음 저감용 보강보 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160023601A KR101843893B1 (ko) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 층간 소음을 완화시키기 위한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 적용한 공동주택 층간소음 저감용 보강보 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170100991A KR20170100991A (ko) | 2017-09-05 |
| KR101843893B1 true KR101843893B1 (ko) | 2018-04-02 |
Family
ID=59925058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160023601A KR101843893B1 (ko) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 층간 소음을 완화시키기 위한 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 적용한 공동주택 층간소음 저감용 보강보 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101843893B1 (ko) |
-
2016
- 2016-02-26 KR KR1020160023601A patent/KR101843893B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170100991A (ko) | 2017-09-05 |
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