KR102137373B1

KR102137373B1 - 층간소음을 저감시키는 소음 감쇄 구조물을 포함하는 난방패널

Info

Publication number: KR102137373B1
Application number: KR1020190167103A
Authority: KR
Inventors: 조천희; 김재일
Original assignee: 조천희
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-08-14

Abstract

본 발명은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있는 소음 감쇄 구조물을 구비하는 난방패널을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 난방패널은 베이스층 중심부에 위치하여 상기 베이스층을 관통하는 울림관; 상기 울림관 내부에 위치하고, 상호 이격되도록 배치된 복수의 울림추; 상기 울림관 양측에 위치하고, 상기 베이스층 전면으로부터 형성된 제1트렌치; 상기 제1트렌치에 매립되고, 온수배관이 설치되는 배관홈을 구비하는 제1단열층; 및 상기 복수의 울림추로부터 연장되어 상기 제1트렌치와 중첩되도록 상기 베이스층 내부에 형성된 울림프레임을 포함할 수 있다.

Description

층간소음을 저감시키는 소음 감쇄 구조물을 포함하는 난방패널{HEATING PANEL INCLUDING NOISE DAMPING STRUCTURE TO REDUCE NOISE BETWEEN FLOORS}

본 발명은 난방패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있는 소음 감쇄 구조물을 구비하여 층간소음을 저감시킬 수 있는 난방패널에 관한 것이다.

현재 시공되고 있는 공동주택 등의 건축물 바닥은 콘크리트 슬라브 상에 발포 스트로폼 또는 발포 플라스틱을 설치하고, 그 위에 기포층으로서 방수 모르타르 및 난방용 온수배관을 설치하며, 그 위에 미장 모르타르와 원목 등의 마감재를 활용하여 마감하고 있다.

그러나, 이러한 바닥 구조는 공동주택의 위층 바닥에서 사람의 보행, 물건의 낙하 등으로 인해 충격이 가해질 때, 바닥슬라브, 천장 또는 벽체를 통해 바닥 충격음이 아래층으로 전달되어 발생하는 소음 즉, 층간소음에 매우 취약하다는 문제점이 있다.

또한, 아래층과 위층을 구분하는 콘크리트 슬라브는 상층과 하층의 공기 유통을 차단하여 일차적으로 차음 기능을 담당한다고 할 수 있으나, 밀도가 강한 콘크리트 구조에 충격이나 진동이 가해지면, 충격음파가 감쇄되지 않고 바닥층이나 벽을 따라 인접한 다른 세대로 전달되는 특징을 갖기 때문에 층간소음에 매우 취약하다.

최근, 상술한 층간소음 문제가 공동주택에서 심각하게 대두됨에 따라 주택건설기준 등에 관한 규정이 더욱 강화, 개정되기에 이르렀다.

이러한 추세에 따라 심각한 사회문제로 부각된 층간소음을 최소화하기 위한 다양한 소재 및 바닥구조물들이 제안되었으나, 현재까지의 기술로는 흡음 능력의 개선이 충분하지 못한 실정이다. 예를 들어, 콘크리트 슬라브의 적정 두께를 변경하고 콘크리트 슬라브 하부에 흡음 천장구조를 설치하는 방법 등이 제안되었으나, 종래기술은 시공이 어렵고, 많이 비용이 소모되며, 필연적으로 바닥 구조물의 두께 및 하중 증가를 유발하기 때문에 실제 건축물에 적용하기 곤란하다는 문제점이 있다. 특히, 최근 많이 시행되고 있는 공동주택의 리모델링시 종래기술에 따른 층간소음 저감 구조의 적용이 매우 곤란하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있는 소음 감쇄 구조물을 구비하는 난방패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시공이 용이하고, 바닥 구조물의 두께 및 하중 증가를 방지하며, 리모델링에 용이한 난방패널을 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 난방패널은 베이스층 중심부에 위치하여 상기 베이스층을 관통하는 울림관; 상기 울림관 내부에 위치하고, 상호 이격되도록 배치된 복수의 울림추; 상기 울림관 양측에 위치하고, 상기 베이스층 전면으로부터 형성된 제1트렌치; 상기 제1트렌치에 매립되고, 온수배관이 설치되는 배관홈을 구비하는 제1단열층; 및 상기 복수의 울림추로부터 연장되어 상기 제1트렌치와 중첩되도록 상기 베이스층 내부에 형성된 울림프레임을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 난방패널은 상기 베이스층 중심부에 위치하고, 상기 베이스층의 저면으로부터 형성된 제2트렌치; 및 상기 제2트렌치의 일부가 상기 울림관으로 작용하도록 상기 제2트렌치를 일부 매립하는 제2단열층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1트렌치 및 상기 제2트렌치는 'T'자형 단면형상을 갖고, 상기 제1트렌치는 상기 제2트렌치 양측에 위치하되, 상기 제2트렌치와 중첩되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 난방패널은 상기 베이스층 양측 가장자리에 위치하고, 상기 베이스층의 저면으로부터 형성된 제3트렌치; 및 상기 제3트렌치에 매립된 제3단열층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3트렌치는 상기 제1트렌치에 인접하게 위치하되, 상기 제1트렌치와 중첩되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 난방패널은 상기 베이스층의 저면에 접하여 상기 베이스층 저면 위로 돌출되고, 상기 울림관, 상기 복수의 울림추 및 상기 루프형 울림프레임에 중첩되지 않도록 배치된 복수의 완충부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 베이스층의 단면은 물결형상을 가질 수 있다. 상기 울림프레임은 상기 베이스층의 단면형상에 대응하여 적어도 하나 이상의 절곡부를 가질 수 있다. 상기 울림프레임은 인접한 상기 울림추 사이를 폐쇄형 루프구조로 연결할 수 있다. 상기 울림관은 양측 끝단이 오픈된 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 층간소음을 저감시키는 소음 감쇄 구조물을 포함하는 난방패널은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 난방패널은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있는 울림관, 복수의 울림추 및 루프형 울림프레임을 포함하는 소음 감쇄 구조물을 구비함으로써, 층간소음을 저감시킴과 동시에 난방패널의 물리적 강성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이를 통해, 난방패널의 두께를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 난방패널은 베이스층의 단면이 물결형상을 갖기 때문에 난방패널에 가해지는 하중을 효과적으로 분산시킴과 동시에 서로 다른 소재로 구성된 제1단열층 내지 제3단열층과 베이스층이 접하는 계면에서 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 상쇄시켜 층간소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 난방패널은 복수의 울림추로부터 연장된 루프형 울림프레임이 폐쇄형 루프구조를 갖기 때문에 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음이 인접 구조물(예컨대, 구조물의 벽면, 인접하에 위치하는 다른 난방패널 등)로 전파되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 난방패널은 베이스층 저면에 접하는 복수의 완충부재를 통해 뜬바닥 구조를 구현함으로써, 울림관, 복수의 울림추 및 루프형 울림프레임과 더불어서 층간소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 이때, 복수의 완충부재는 울림관, 복수의 울림추 및 루프형 울림프레임과 중첩되지 않도록 배치됨에 따라 울림관, 복수의 울림추 및 루프형 울림프레임에서 감쇄시키지 못한 잔여 충격음 및 진동음이 기저층(예컨대, 바닥 콘크리트)으로 전파되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 난방패널을 이용하여 시공된 바닥 마감 구조는 종래기술에 따른 바닥 마감 구조 대비 두께를 현저하게 감소시킬 수 있으며, 기저층(예컨대, 바닥 콘크리트)에 가해지는 하중을 줄일 수 있고, 시공이 간편하며, 공사기간을 단축시킬 수 있고, 공사비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널의 상부면이 드러나도록 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 난방패널의 하부면이 드러나도록 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 도 1에 도시된 A-A' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 도 1에 도시된 B-B' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 도 1에 도시된 C-C' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널의 울림추 및 울림프레임을 도시한 사시도이다.
도 7은 일반적인 바닥 마감 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 이용한 바닥 마감 구조를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

후술하는 본 발명은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시키는 소음 감쇄 구조물을 구비하여 층간소음을 저감시킬 수 있는 난방패널 제공하기 위한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널은 시공이 용이한 모듈형 건식 난방패널로서, 층간소음을 저감시키기 위한 소음 감쇄 구조물은 울림관, 울림관 내부에 위치하는 복수의 울림추, 복수의 울림추 사이를 연결하는 루프형 울림프레임을 포함할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 난방패널에 대해 상세히 설명하기로 한다. 후술하는 본 발명의 실시예에서 제1방향(D1)은 수평방향 또는 좌우방향일 수 있고, 제1방향(D1)과 교차하는 제2방향(D2)은 수직방향 또는 상하방향일 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 도시한 사시도로서, 도 1은 난방패널의 상부면이 드러나도록 도시한 것이고, 도 2는 난방패널의 하부면이 드러나도록 도시한 것이다. 도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 도 1에 도시된 A-A' 절취선, B-B' 절취선 및 C-C' 절취선을 따라 도시한 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널의 울림추 및 울림프레임을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 모듈형 건식 난방패널(10)로서 시공이 간편하고, 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 바닥 마감 구조 공정 이후에 진행되는 벽체 마감 공정시 하자율을 감소시킬 수 있고, 현장공정관리가 용이하다는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 두께가 매우 얇기 때문에 바닥 마감 구조의 전체 두께를 현저히 감소시킬 수 있다는 이점이 있다. 예를 들어, 직경 20mm의 온수배관(20)을 사용하는 경우에 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 50mm 내지 60mm 범위의 두께를 가질 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 물결형상의 단면을 갖는 베이스층(100), 베이스층(100) 내부 중심부에 위치하고 양측 끝단이 오픈된 울림관(112), 울림관(112) 양측에 위치하고 베이스층(100) 전면으로부터 형성된 복수의 제1트렌치(102), 제1트렌치(102)에 매립되고 온수배관(20)이 설치되는 배관홈(122)을 구비하는 제1단열층(120) 및 복수의 울림추(114)로부터 연장되어 제1트렌치(102)와 중첩되도록 베이스층(100) 내부에 형성된 루프형 울림프레임(116)을 포함할 수 있다. 여기서, 울림관(112), 복수의 울림추(114) 및 루프형 울림프레임(116)은 층간소음을 저감시키는 소음 감쇄 구조물(110)일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 베이스층(100)의 중심부에 위치하고 베이스층(100)의 저면으로부터 형성되어 일부가 울림관(112)으로 작용하는 제2트렌치(104), 제2트렌치(104)를 일부 매립하여 울림관(112)을 제공하는 제2단열층(130), 베이스층(100) 양측 가장자리에 형성된 제3트렌치(106), 제3트렌치(106)에 매립된 제3단열층(140) 및 베이스층(100) 저면에 형성되어 뜬바닥 구조를 형성하는 복수의 완충부재(150)를 더 포함할 수 있다.

베이스층(100)은 난방패널(10)의 몸체로서 난방패널(10)에 가해지는 하중을 분산시키는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 베이스층(100)은 전면(front side) 및 후면(back side)으로부터 형성된 복수의 트렌치들에 의하여 물결형상의 단면구조를 가질 수 있다. 또한, 베이스층(100)은 제1단열층(120) 내지 제3단열층(140)과 더불어서 난방패널(10)에서 요구되는 단열특성을 확보하는 역할도 수행할 수 있다. 베이스층(100)은 난방패널(10)에서 요구되는 단열특성 및 하중을 견딜 수 있는 경도를 확보함과 동시에 난방패널(10)의 자체 중량을 감소시키기 위해 단열특성을 갖는 경량소재로 구성될 수 있다. 이를 위해, 베이스층(100)은 경량콘크리트로 구성될 수 있다. 참고로, 경량콘크리트는 단위 용적 중량 2.0t/㎥ 이하의 콘크리트일 수 있으며, 경량골재 콘크리트, 기포 경량 콘크리트, 무세골재 콘크리트, 톱밥 콘크리트, 신더 콘크리트 등을 포함할 수 있다.

베이스층(100)의 전면으로부터 형성된 제1트렌치(102)는 난방패널(10)의 단열특성을 확보함과 동시에 온수배관(20)이 설치될 공간을 제공하기 위한 것이다. 제1트렌치(102)는 제1방향(D1)으로 울림관(112)의 양측에 위치할 수 있고, 제2방향(D2)으로 연장된 라인타입의 형상을 가질 수 있다. 제1트렌치(102)는 'T'자형 단면형상을 가질 수 있다. 이는, 제한된 공간내에서 제1트렌치(102)에 매립되는 제1단열층(120)의 체적을 최대한 증가시켜 난방패널(10)의 단열특성을 향상시키기 위함이다. 아울러, 제1단열층(120)과 베이스층(100) 사이의 접촉면적을 증가시켜 이종 물질간의 접합면에서 발생하는 상쇄 간섭에 의해 층간소음을 저감시키기 위함이다.

제1트렌치(102)에 매립되는 제1단열층(120)은 온수배관(20)의 열손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 제1단열층(120)은 공지된 다양한 소재로 구성될 수 있고, 베이스층(100)과 상이한 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1단열층(120)으로 압출법 보온판 즉, 압출법 발포폴리스티렌 보온재(Extruded Polystyrene Foam thermal insulation material)를 사용할 수 있다. 참고로, 압출법 보온판은 단열재로서 잘 알려진 우레탄 발포소재 및 스티로폼(비드법 보온판) 대비 단열성능 우수하고 및 강성이 크기 때문에 난방패널(10)의 두께를 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 난방패널(10)에 가해지는 하중을 용이하게 견딜 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 제1단열층(120)으로 압출법 발포폴리스티렌 보온재를 사용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 변형예로서, 제1단열층(120)은 압출법 보온판과 비드법 보온판이 적층된 형태를 가질 수도 있다. 이는, 후술하는 제2단열층(130) 및 제3단열층(140)에도 적용이 가능하다.

제1단열층(120)에 형성된 배관홈(122)은 온수배관(20)을 설치하기 위한 것으로, 제1단열층(120)과 온수배관(20)이 밀착되도록 배관홈(122)의 선폭이 온수배관(20)의 선폭과 동일하거나, 또는 더 작게 형성될 수 있다. 그리고, 온수배관(20)이 배관홈(122) 내부에 완전 매립되도록 배관홈(122)의 깊이는 온수배관(20)의 직경보다 더 클 수 있다. 이는, 제1단열층(120)과 온수배관(20) 사이의 중첩면적을 최대한 증가시켜 열손실을 방지하고, 리모델링시 난방패널(10) 상부에 형성된 바닥 마감재를 제거하는 과정에서 온수배관(20)이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.

배관홈(122)의 저면은 온수배관(20)의 형상에 대응하여 라운드진 형상을 가질 수 있고, 배관홈(122)의 측벽은 버티컬한 형상을 갖거나, 또는 배관홈(122)의 입구가 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다. 후자의 경우, 온수배관(20)을 고정하기 위한 추가적인 구성 예컨대, 알루미늄 테이프 마감공정을 필요로 하지 않기 때문에 시공비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)에 온수배관(20)을 설치한 후, 온수배관(20) 상부의 배관홈(122)에는 잔류 공간을 갭필하도록 별도의 충진재를 추가적으로 설치할 수 있다. 충진재는 온수배관(20)에 대한 고정력을 향상시킴과 동시에 열손실을 감소시키는 역할을 수행할 수 있으며, 공지된 다양한 물질을 적용할 수 있다.

제2트렌치(104)는 복수의 울림추(114)가 배치될 공간 즉, 울림관(112)을 제공함과 동시에 제1트렌치(102)와 더불어서 물결형상의 단면구조를 갖는 베이스층(100)을 제공하기 위한 것이다. 제2트렌치(104)는 베이스층(100)의 저면으로부터 형성되어 제2방향(D2)으로 연장된 라인타입의 형상을 가질 수 있다. 제2트렌치(104)는 베이스층(100)의 중심부에 위치할 수 있고, 제1방향(D1)으로 제1트렌치(102) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 제2트렌치(104)는 제1트렌치(102)와 중첩되지 않도록 형성될 수 있다. 제1트렌치(102)와 제2트렌치(104)가 중첩되는 경우, 이들이 중첩되는 영역의 베이스층(100) 두께가 상대적으로 얇아지기 때문에 난방패널(10)에 가해지는 하중에 의해 제1트렌치(102)와 제2트렌치(104)가 중첩되는 영역의 베이스층(100)이 파손될 우려가 있다.

또한, 제2트렌치(104)는 울림관(112)을 제공함과 동시에 제2단열층(130)과 베이스층(100) 사이의 접촉면적을 증가시켜 이종 물질간의 접합면에서 발생하는 상쇄 간섭에 의해 층간소음을 저감시키는 역할을 수행하기 위해 'T'자형 단면형상을 가질 수 있다. 'T'자형 단면형상을 갖는 제2트렌치(104)는 베이스층(100) 저면에 접하는 제1영역 및 제1영역에 연결되고 제1영역보다 작은 선폭을 갖는 제2영역을 포함할 수 있으며, 복수의 울림추(114)는 제2영역에 위치할 수 있다.

제2단열층(130)은 제2트렌치(104)와 더불어서 울림관(112)을 제공하는 역할을 수행함과 동시에 난방패널(10)의 단열특성을 확보하는 역할을 수행할 수 있다. 제2단열층(130)은 공지된 다양한 소재로 구성될 수 있고, 베이스층(100)과 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2단열층(130)은 제1단열층(120)과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 제2단열층(130)은 제2트렌치(104)의 제1영역을 매립하고, 일부가 제2영역으로 확장된 형태를 가질 수 있다.

제2트렌치(104)가 형성된 베이스층(100) 및 제2단열층(130)에 의해 제공되는 울림관(112)은 층간소음을 저감시키는 역할을 수행할 수 있다. 울림관(112)은 제2방향(D2)으로 베이스층(100)의 중심부를 관통하는 형상을 가질 수 있다. 울림관(112)의 직경은 울림관(112) 내부에 배치되는 복수의 울림추(114) 각각의 직경과 동일하거나, 또는 더 클 수 있다. 울림관(112)은 공진에 의한 상쇄 간섭을 발생시키기 위해 제2방향(D2)으로 양측 끝단에 오픈된 구조를 가질 수 있다. 울림관(112)의 직경은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음의 파장에 따라 조절될 수 있다. 구체적으로, 울림관(112)의 직경은 층간소음을 유발하는 50Hz 내지 300Hz 범위의 저주파 충격음 및 진동음에 공진하여 상쇄 간섭을 발생시키는 직경을 가질 수 있다.

제3트렌치(106)는 물결형상의 단면구조를 갖는 베이스층(100)을 제공하고, 베이스층(100)과 이종 물질간의 접합면적을 증가시키기 위한 것으로, 베이스층(100)의 저면으로부터 형성되어 제1방향(D1)으로 난방패널(10)의 양측 가장자리에 위치할 수 있고, 제2방향(D2)으로 연장된 라인타입의 형상을 가질 수 있다. 이때, 제3트렌치(106)는 제1트렌치(102)와 중첩되지 않도록 형성될 수 있다. 제3트렌치(106)와 제1트렌치(102)가 중첩되는 경우, 이들이 중첩되는 영역의 베이스층(100) 두께가 상대적으로 얇아지기 때문에 난방패널(10)에 가해지는 하중에 의해 제3트렌치(106)와 제1트렌치(102)가 중첩되는 영역의 베이스층(100)이 파손될 우려가 있다.

제3단열층(140)은 난방패널(10)의 단열특성을 확보하고, 이종 물질간의 접합을 통해 층간소음을 저감시키는 역할을 수행할 수 있으며, 제3트렌치(106)에 매립될 수 있다. 제3단열층(140)은 공지된 다양한 소재로 구성될 수 있고, 베이스층(100)과 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3단열층(140)은 제1단열층(120)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.

울림관(112) 내부에 상호 이격되도록 배치된 복수의 울림추(114)는 층간소음을 저감시키는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, 복수의 울림추(114)는 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 전달받고, 전달받은 충격음 및 진동음에 대한 공명을 통해 이를 감쇄시키는 역할을 수행할 수 있다. 복수의 울림추(114)는 울림관(112) 내에서 제2방향(D2)으로 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 복수의 울림추(114) 각각의 직경은 감쇄시키고자 하는 충격음 및 진동음의 주파수 대역에 따라 조절될 수 있고, 복수의 울림추(114) 각각은 서로 동일한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 울림추 각각은 감쇄시키고자 하는 중심 파장 대역에 대해 2ⁿ(여기서, n은 0을 제외한 자연수)에 해당하는 직경을 가질 수 있다. 복수의 울림추(114) 각각은 일정한 중량을 갖는 구형의 고체 소재로서 층간소음을 유발하는 50Hz 내지 300Hz 범위의 저주파 충격음 및 진동음에 대한 흡음 능력 또는 공명 능력이 우수한 물질로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 복수의 울림추(114) 각각의 직경이 서로 동일한 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 변형예로서, 복수의 울림추(114) 각각은 서로 상이한 직경을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 울림추(114) 각각이 서로 동일한 직경을 갖는 경우 대비 보다 넓은 주파수 대역의 저주파 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있다.

루프형 울림프레임(116)은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시켜 층간소음을 저감시키는 역할을 수행함과 동시에 난방패널(10)의 물리적 강성을 향상시켜 난방패널(10)의 두께를 감소시키는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 루프형 울림프레임(116)은 울림추(114)로부터 연장되어 제1트렌치(102) 및 제2트렌치(104)와 중첩되고, 베이스층(100)의 단면형상에 따라 적어도 하나 이상의 절곡부를 구비할 수 있으며, 인접한 울림추(114) 사이를 연결하는 폐쇄형 루프구조를 가질 수 있다. 울림프레임(116)이 인접한 울림추(114) 사이를 폐쇄형 루프구조로 연결하고 있기 때문에 소음 감쇄 구조물(110)로 전달된 충격음 및 진동음은 인접한 구조물로 전파되지 못하고, 루프형 울림프레임(116)을 따라 지속적으로 이동하면서 시간이 지남에 따라 점차 상쇄될 수 있다. 루프형 울림프레임(116)은 일정한 중량을 갖는 고체 소재로서 층간소음을 유발하는 50Hz 내지 300Hz 범위의 저주파 충격음 및 진동음에 대한 흡음 능력 또는 공명 능력이 우수한 물질로 구성될 수 있다.

베이스층(100)의 저면에 형성된 복수의 완충부재(150)는 베이스층(100) 저면에 접하여 베이스층(100) 저면 위로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 난방패널(10) 시공시 뜬바닥 구조를 구현하기 위한 것으로, 난방패널(10)에 가해지는 충격을 완화시켜 층간소음이 발생하는 것을 억제하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 복수의 완충부재(150)는 소음 감쇄 구조물(110)에서 미처 감쇄되지 못한 잔여 충격음 및 진동음이 완충부재(150)를 통해 기저층으로 전달되는 것을 방지하기 위해 소음 감쇄 구조물(110)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 완충부재(150)는 공지된 다양한 소재로 형성될 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 베이스층(100) 및 제1단열층(120)의 전면을 덮고, 배관홈(122)에 대응하는 홈이 형성된 상부하우징을 더 포함할 수 있다. 상부하우징은 온수배관(20)과 밀착되어 온수배관(20)의 선상방열 구조를 신속히 면상방열 구조로 변환시키는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상부하우징은 열전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 즉, 상부하우징은 온수배관(20)의 열을 전달 및 확산시키는 방열부재로서 작용할 수 있으며, 열전도율이 높은 금속으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부하우징은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 아연(Zn) 및 코발트(Co)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 금속 또는 어느 하나의 금속을 포함하는 합금으로 구성될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)의 저면에 부착된 판상의 흡음부재를 더 포함할 수도 있다. 흡음부재는 소음 감쇄 구조물(110)과 더불어서 층간소음을 저감시키는 역할을 수행하며, 베이스층(100)과 완충부재(150) 사이에 삽입될 수 있다. 흡음부재는 복수의 지오그리드층과 복수의 지오그리드층 사이마다 배치되는 복수의 다공성 나노물질층으로 구성될 수 있다. 즉, 흡음부재는 지오그리드층과 다공성 나노물질층이 복수회 교번적층된 형태를 가질 수 있고, 이들의 적층횟수 및 각 층의 두께는 저감시키고자 하는 타겟 층간소음의 주파수 대역에 따라 조절할 수 있다.

지오그리드층은 격자 형태와 같은 지오그리드(geogrid)로 형성되어 다공성 나노물질층의 상부면 및 하부면을 고정시키면서 다공성 나노물질층의 상부면 및 하부면 사이에 공기층을 형성하여 충격에 의해 발생된 층간소음을 다공성 나노물질층 내부로 흡수시킬 수 있다. 지오그리드층은 고분자 소재로 형성될 수 있으며, 고분자 소재에 따라 물리적 결합 방식 또는 화학적 결합 방식을 통해 다공성 나노물질층과 결합될 수 있다. 예를 들어, 물리적 결합 방식은 열적, 전기적, 압착, 접착 등을 포함하고, 화학적 결합 방식은 지오그리드층과 다공성 나노물질층의 반응기를 형성하여 결합하는 방식과 충전(Charging)을 이용한 층상 자기조립법(Layer-By-Layer)을 이용하여 결합하는 방식 등을 포함할 수 있다.

다공성 나노물질층은 부피에 비해 표면적이 매우 크고, 부피 대비 무수히 많은 기공을 가지는 다공성 부직포로 이루어질 수 있다. 다공성 나노물질층은 흡음 및 차음 특성을 높이기 위해서 다공성 소재, 부피 대비 표면적이 넓은 소재를 사용하여 소리가 기공에 의해 난반사 되도록 하며, 투과 손실량이 증가되도록 할 수 있다. 예를 들어, 다공성 나노물질층은 최대 1,000nm 이하의 섬유로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다공성 나노물질층은 폴리에틸렌(Polyethylene PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate, CA), 폴리비닐 아세테이트(Polyvinyl Acetate, PVAc), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 소수성 섬유로 구성될 수 있다. 다공성 나노물질층은 인열강도와 인장강도가 높지 않기 때문에 구조가 쉽게 변형될 수 있어 상부면과 하부면에서 지오그리드층에 의해 구조가 지지되어 안정적인 구조가 유지될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)의 측면에는 차음부재가 부착될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 감쇄시킬 수 있는 울림관(112), 복수의 울림추(114) 및 루프형 울림프레임(116)을 포함하는 소음 감쇄 구조물(110)을 구비함으로써, 층간소음을 저감시킴과 동시에 난방패널(10)의 물리적 강성을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 난방패널(10)의 두께를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 베이스층(100)의 단면이 물결형상을 갖기 때문에 난방패널(10)에 가해지는 하중을 효과적으로 분산시킴과 동시에 서로 다른 소재로 구성된 제1단열층(120) 내지 제3단열층(140)과 베이스층(100)이 접하는 계면에서 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음을 상쇄시켜 층간소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 복수의 울림추(114)로부터 연장된 루프형 울림프레임(116)이 폐쇄형 루프구조를 갖기 때문에 층간소음을 유발하는 충격음 및 진동음이 인접 구조물 예컨대, 구조물의 벽면, 인접하에 위치하는 다른 난방패널(10) 등으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 베이스층(100) 저면에 접하는 복수의 완충부재(150)를 통해 뜬바닥 구조를 구현함으로써, 울림관(112), 복수의 울림추(114) 및 루프형 울림프레임(116)과 더불어서 층간소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 이때, 복수의 완충부재(150)는 울림관(112), 복수의 울림추(114) 및 루프형 울림프레임(116)과 중첩되지 않도록 배치됨에 따라 울림관(112), 복수의 울림추(114) 및 루프형 울림프레임(116)에서 감쇄시키지 못한 잔여 충격음 및 진동음이 기저층(예컨대, 바닥 콘크리트)으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)을 이용하여 시공된 바닥 마감 구조는 종래기술에 따른 바닥 마감 구조 대비 두께를 현저하게 감소시킬 수 있으며, 기저층(예컨대, 바닥 콘크리트)에 가해지는 하중을 줄일 수 있고, 시공이 간편하며, 공사기간을 단축시킬 수 있고, 공사비용을 절감할 수 있다.

도 7은 일반적인 바닥 마감 구조를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 난방패널을 이용한 바닥 마감 구조를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8에서는 직경이 20mm인 온수배관을 사용하는 경우를 예시하기로 한다.

먼저, 도 7을 참조하여 비교예로서 가장 대중적으로 사용되고 있는 층간소음 저감을 위한 바닥 마감 구조를 살펴보면, 기저층인 콘크리트 슬라브(900) 상에 20mm 내지 30mm 범위의 두께를 갖는 완충재(30), 40mm 내외의 두께를 갖는 방수 모르타르(40), 온수배관(20), 온수배관(20)을 덮도록 40mm 내외의 두께를 갖는 마감 모르타르(50) 및 7mm 내외의 두께를 갖는 바닥 마감재(60)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 즉, 층간소음 저감을 위한 일반적인 바닥 마감 구조는 콘크리트 슬라브(900)로부터 107mm 내지 117mm 범위의 두께를 갖기 때문에 바닥 마감 구조의 두께가 두껍고, 방수 모르타르(40) 및 마감 모르타르(50)가 도합 80mm 내외의 두께로 타설되기 때문에 콘크리트 슬라브(900)에 가해지는 하중이 매우 크다는 문제점이 있다.

반면, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 층간소음을 저감시킬 수 있는 난방패널(10)을 이용한 바닥 마감 구조를 살펴보면, 기저층인 콘크리트 슬라브(900) 상에 5mm 내외의 두께를 갖는 접착층(70), 내부에 온수배관(20)이 설치되는 50mm 내외의 두께를 갖고, 완충부재(150)로 인해 콘크리트 슬라브(900)로부터 이격되어 뜬바닥 구조를 갖는 난방패널(10) 및 7mm 내외의 두께를 갖는 바닥 마감재(60)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 층간소음을 저감시킬 수 있는 난방패널(10)을 이용한 바닥 마감 구조는 콘크리트 슬라브(900)로부터 총 62mm 내외의 두께를 갖는다. 접착층(70)층 콘크리트 슬라브(900) 전면에 형성되거나, 또는 콘크리트 슬라브(900)와 완충부재(150) 사이에만 형성될 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)을 이용한 바닥 마감 구조는 비교예에 따른 바닥 마감 구조 대비 두께를 40% 내지 50% 정도 감소시킬 수 있고, 방수 모르타르(40) 및 마감 모르타르(50)를 필요로하지 않기 때문에 콘크바닥 슬라브(900)에 가해지는 하중을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 바닥 마감 구조가 단순하기 때문에 시공이 간편하고, 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 공사비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 난방패널(10)은 소음 감쇄 구조물(110)을 구비하여 자체적으로 층간소음을 저감시킬 수 있고, 완충부재(150)를 통해 뜬바닥 구조를 구현함으로써, 층간소음을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 난방패널 20 : 온수배관
100 : 베이스층 102 : 제1트렌치
104 : 제2트렌치 106 : 제3트렌치
110 : 소음 감쇄 구조물 112 : 울림관
114 : 울림추 116 : 울림프레임
120 : 제1단열층 122 : 배관홈
130 : 제2단열층 140 : 제3단열층
150 : 완충부재

Claims

베이스층 중심부에 위치하여 상기 베이스층을 관통하는 울림관;
상기 울림관 내부에 위치하고, 상호 이격되도록 배치된 복수의 울림추;
상기 울림관 양측에 위치하고, 상기 베이스층 전면으로부터 형성된 제1트렌치;
상기 제1트렌치에 매립되고, 온수배관이 설치되는 배관홈을 구비하는 제1단열층; 및
상기 복수의 울림추로부터 연장되어 상기 제1트렌치와 중첩되도록 상기 베이스층 내부에 형성된 울림프레임
을 포함하는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 베이스층 중심부에 위치하고, 상기 베이스층의 저면으로부터 형성된 제2트렌치; 및
상기 제2트렌치의 일부가 상기 울림관으로 작용하도록 상기 제2트렌치를 일부 매립하는 제2단열층
을 더 포함하는 난방패널.
제2항에 있어서,
상기 제1트렌치 및 상기 제2트렌치는 'T'자형 단면형상을 갖고, 상기 제1트렌치는 상기 제2트렌치 양측에 위치하되, 상기 제2트렌치와 중첩되지 않는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 베이스층 양측 가장자리에 위치하고, 상기 베이스층의 저면으로부터 형성된 제3트렌치; 및
상기 제3트렌치에 매립된 제3단열층
을 더 포함하는 난방패널.
제4항에 있어서,
상기 제3트렌치는 상기 제1트렌치에 인접하게 위치하되, 상기 제1트렌치와 중첩되지 않는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 베이스층의 저면에 접하여 상기 베이스층 저면 위로 돌출되고, 상기 울림관, 상기 복수의 울림추 및 루프형 상기 울림프레임에 중첩되지 않도록 배치된 복수의 완충부재를 더 포함하는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 베이스층의 단면은 물결형상을 갖는 난방패널.
제7항에 있어서,
상기 울림프레임은 상기 베이스층의 단면형상에 대응하여 적어도 하나 이상의 절곡부를 갖는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 울림프레임은 인접한 상기 울림추 사이를 폐쇄형 루프구조로 연결하는 난방패널.
제1항에 있어서,
상기 울림관은 양측 끝단이 오픈된 구조를 갖는 난방패널.