KR102552448B1 - 층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부가 개방된 통 형상인 댐퍼박스(210);
중앙에 수직으로 관통구(221)가 형성된 충돌체(220);
상기 관통구(221)를 관통하며 설치되어 상기 충돌체(220)를 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 상하 이동이 가능하도록 설치하는 안내볼트(250);
을 포함하여 구성되되,
바닥슬래브(S) 상부의 마감구조 내에 설치되어 상부 충격을 상기 충돌체(220)의 관성을 이용하여 진동 억제기능을 구현하는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 제공한다.
더불어 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 이용한 것으로,
건축구조체의 바닥슬래브(S);
상기 바닥슬래브(S) 상부에 설치되는 상기 마감구조;
상기 마감구조 내에 설치되는 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조를 제공한다.

Description

층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조{the impact damper and the structure for reducing noise between floors using the same}

본 발명은 공동주택의 바닥 충격음 저감을 위한 것으로서, 중량충격음에서 문제가 되는 저주파 충격음에 특히 효과적이며, 완충판의 차음성능으로 경량충격음에도 효과적인 층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조에 관한 것이다.

주거형태가 아파트 등과 같은 공동주택이 중심이 된 1980년대 이후에 사회적으로 큰 문제가 되는 층간소음은 크게 의자 끄는 소리와 같은 중고주파 성분의 경량충격음과 보행 시 발생하는 무겁고 부드러운 충격에 의한 저주파 성분의 중량충격음으로 구분되며, 우리나라와 같이 실내에서 신발을 벗고 맨발로 생활하는 경우에는 특히 중량충격음의 피해가 크다.

도 1은 공동주택에서 종래의 바닥구조를 도시한 단면도이다.

우리나라의 공동주택에서는 온수를 이용한 바닥온돌이 필수적이다.

따라서 도 1과 같이 온수배관(HP)을 포함한 경량기포콘크리트(AC)와 마감모르타르(M)로 구성되는 방통부와 바닥슬래브(S) 사이에 단열이 되면서 동탄성계수가 낮은 부드러운 소재의 완충재(I)를 매트형식으로 적용하는 뜬바닥구조가 시공이 쉽고 비용이 저렴한 이유로 일반적으로 적용되고 있다.

그러나 상기 공법의 경우, 저주파성분의 중량충격음을 위해 완충판의 동탄성계수를 낮게 하면 시공 및 장기처짐에 문제가 생겨 법적으로 재료 물성 기준을 제한하게 되었고, 결과적으로 중고주파 성분의 경량충격음에는 효과적이나 중량충격음에는 한계가 있었다.

이에 대한 대안으로, 1) 상기 경량기포콘크리트(AC)도 재료를 모르타르로 하여 상기 마감모르타르(M)와 일체화하여 방통부의 판 강성을 높여 진동을 어렵게 하거나, 2) 상기 경량기포콘크리트(AC)에 중량물인 화강석 패널(매스댐퍼)을 배치하여 방통부의 질량강성을 증대시켜 충격음 발생 자체를 감소시키는 방안(등록특허 1683055)이 제안되었다.

그러나, 상기 1)안은 일체화된 방통부의 두께가 슬래브의 규모에 비해 상대적으로 얇아서 슬래브의 규모가 커질수록 개선 효과가 낮고,

상기 2)안은 화강석 패널의 무게가 14kg 이상으로 무거워 운반 및 설치가 어려워 실용화하기에는 어려움이 있다.

더욱이, 장수명주택의 보급으로 철근콘크리트 내력벽이 경량벽체로 바뀌며 슬래브를 고정해주는 요인이 줄어들면서 슬래브의 진동이 더욱 더 낮은 주파수로 형성되며 종래의 매트형식을 포함한 상기 방법으로는 층간소음을 해소하기는 매우 어려워 이에 대한 대안이 필요하다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 제0736200호 '공동주택용 바닥의 층간소음을 방지하기 위한 패널제조방법', 2004. 12. 10. [문헌 2] 대한민국 등록특허 제1683055호 '충격음 완충부가 구비된 건물 바닥층 및 이를 시공하는 방법', 2016. 11. 30.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서, 종래의 익숙한 공법을 적용하면서 별도의 설계변경 없이 충격력을 개선하여 층간소음 저감이 가능한 층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하부가 개방된 통 형상인 댐퍼박스(210);

중앙에 수직으로 관통구(221)가 형성된 충돌체(220);

상기 관통구(221)를 관통하며 설치되어 상기 충돌체(220)를 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 상하 이동이 가능하도록 설치하는 안내볼트(250);

을 포함하여 구성되되,

바닥슬래브(S) 상부의 마감구조 내에 설치되어 상부 충격을 상기 충돌체(220)의 관성을 이용하여 진동 억제기능을 구현하는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 제공한다.

더불어 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 이용한 것으로,

건축구조체의 바닥슬래브(S);

상기 바닥슬래브(S) 상부에 설치되는 상기 마감구조;

상기 마감구조 내에 설치되는 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 종래의 익숙한 공법을 적용하면서 단열 및 완충판의 재료물성 기준을 만족하고, 충격력을 개선하여 층간소음 저감이 개선된 층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조를 제공한다.

둘째, 장수명주택의 보급으로 인해 진동에 취약한 슬래브로 인한 종래 공법의 한계를 극복하기 위한 층간소음 저감용 충격댐퍼 및 이를 이용한 층간소음 저감구조를 제공한다.

도 1은 공동주택에서 종래의 바닥구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼의 결합사시도이다.
도 5는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조의 거동을 설명한 개념도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼의 결합사시도이고,

도 5는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼의 분해사시도이다.

본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)는,

하부가 개방된 통 형상인 댐퍼박스(210);

중앙에 수직으로 관통구(221)가 형성된 충돌체(220);

상기 관통구(221)를 관통하며 설치되어 상기 충돌체(220)를 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 상하 이동이 가능하도록 설치하는 안내볼트(250);

을 포함하여 구성되되,

바닥슬래브(S) 상부의 마감구조 내에 설치되어 상부 충격을 상기 충돌체(220)의 관성을 이용하여 진동 억제기능을 구현하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 설명하면 아래와 같다.

상기 댐퍼박스(210)는,

수직벽인 벽판(211);

상기 벽판(211) 상부를 밀폐하는 상판(213);

그리고 상기 벽판(211)의 외면에 돌출되게 형성되는 고정링(215);

을 포함하여 구성되며,

상기 상판(213) 중앙에는 상기 안내볼트가 관통되는 유도구멍(미도시)이 형성된다.

안내볼트(250), 충돌체(220) 그리고 댐퍼박스(210)의 결합구조를 상세히 설명하면,

상기 안내볼트(250)는 볼트머리가 하부에 위치한 상태로 충돌판(240)을 관통하여 상기 관통구(221)를 관통하여 상기 유도구멍(미도시)으로 돌출되며,

돌출된 부분은 스페이서(260)가 끼워진 후 고정너트(270)를 사용하여 체결된다.

상기 충돌판(240)은 상기 충돌체(220)의 분리를 방지하며 상기 충돌체(220)와의 충격력을 받아 상기 안내볼트(250)를 통해 상기 마감구조로 힘을 전달하는 기능을 한다.

상기 고정너트(270)는 나비너트 형상으로 마감구조에 매립되어 풀리지 않는 구조가 바람직하다.

상기 댐퍼박스(210)는 강재 혹은 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 충격과 부식에 강한 합성수지 내지 플라스틱으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 충돌체(220)는 중량물로 강재 내지 석재로 제작이 가능하며,

원활한 상하이동을 위해 상기 벽판(211)과의 접촉면은 최소화하면서 하부면을 반구형태로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 댐퍼박스(210) 내에서 상기 충돌체(220)가 쉽게 상하이동이 가능하게 하도록 상호 간의 접촉면에 윤활제를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 도시되지는 않았으나, 상기 댐퍼박스(210) 내에 액체 또는 점성이 강한 겔 타입의 충진액(미도시)을 충진할 수 있다.

상기 충진액(미도시)은 상기 충돌체(220)에 작용하는 부력을 감안하여 충진량과 점도를 조절할 수 있으며, 상기 충돌체(220)의 댐퍼기능을 배가하는 역할을 한다.

단 상기 충진액(미도시)을 사용하기 위해서는 상기 댐퍼박스(210)의 하부면을 밀폐하는 별도의 수단 내지 구조가 필요할 수 있다.

또한 상기 충돌체(220)의 댐퍼기능을 배가하기 위하여 상기 충돌체(220)의 상부 및 하부에 스프링 등의 탄성체를 설치할 수 있다.

도 2는 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이다.

그리고 도 6은 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조의 거동을 설명한 개념도이다.

도시된 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조는,

상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 이용한 것으로,

건축구조체의 바닥슬래브(S);

상기 바닥슬래브(S) 상부에 설치되는 상기 마감구조;

상기 마감구조 내에 설치되는 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도시된 바와 같이,

상기 마감구조는,

바닥슬래브(S) 상부에 설치되는 완충판(100);

상기 완충판(100) 상부에 설치되는 방통부(300);

를 포함하여 구성된다.

상기 완충판(100)은 단열성능과 충격흡수 기능를 기본적으로 구비한 매트 형식의 것이 바람직하며,

하부에 충격흡수 기능이 있는 완충재(110);

상부에 일정간격으로 상기 충격댐퍼(200)이 위치하는 단열성능이 있는 단열재(130);를 포함하며,

상기 단열재(130)에는 상기 댐퍼박스(210)가 매립될 수 있는 구멍이 미리 형성되는 것이 바람직하며, 상기 고정링(215)의 하부면이 상기 단열재(130) 상부면에 밀착하여 거치된다.

상기 방통부(300)는,

하부의 경량기포콘크리트(310);

상기 경량기포콘크리트(310) 상부에 설치되는 마감모르타르(330);

상기 마감모르타르(330) 내부에 설치된 온수배관(320) 또는 난방배관;

을 포함하여 구성되며,

상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)는 상기 경량기포콘크리트(310) 내에 설치되고,

상기 고정너트(270)는 상기 마감모르타르(330)에 매립되어 일체화되므로 체결이 풀리지 않게 된다.

상기 완충판(100)은 단열과 완충이 가능한 소재라면 상기 완충재(110)와 상기 단열재(110)를 같은 소재로 분리하지 않고 일체화도 가능하다.

상기 경량기포콘크리트(310)는 단열기능과 마감시 수평을 잡는 기능 등을 하며, 판 강성을 높이기 위해 상기 경량기포콘크리트(310)를 상기 마감모르타르(320)과 같은 모르타르를 적용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 댐퍼박스(210)의 일부가 상기 경량기포콘크리트(310) 위로 돌출하여 상기 마감모르타르(320)에 매입되어 일체화하는 것도 가능하다.

도 6은 본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조의 거동을 설명한 개념도이다.

도 6에서 ㉠은 전체의 변형 상태, ㉡과 ㉢은 상기 마감모르타르(320)를 포함한 층간소음 저감용 충격댐퍼(200) 부분만의 단면 확대부에서의 변형 과정, ㉣은 ㉢과 같은 상태에서의 힘의 전달 거동을 도시하였다.

그리고, ㉠ 내지 ㉢의 파란색 화살표는 변형을 나타내며, ㉣에서 빨간색 화살표는 상기 마감구조의 복원력을 나타내고 파란색 화살표는 상기 충돌체(220)에 의해 발생된 충돌에 의한 힘의 전달을 표시하여 도시한 것이다.

본 발명의 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)의 기능은,

㉠에 도시된 바와 같이 보행과 같은 생활에서 발생하는 충격력이 상기 방통부(300) → 완충판(200) → 바닥슬래브(S)로 전달되어 상기 마감구조를 포함한 슬래브 전체 구조가 휨변형하며 상하로 진동하는데,

㉡에 도시된 바와 같이 슬래브 전체 구조가 아래쪽의 방향으로 이동할 때, 상기 댐퍼박스(210) 내부에 있는 상기 충돌체(220)는 관성으로 제자리를 유지하려고 하여 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 부양된 상태가 된다.

그리고 ㉢에 도시된 바와 같이 슬래브 전체 구조가 복원력으로 본래의 위치로 복원하기 위해 위쪽의 방향으로 이동하면, 상기 충돌체(220)는 관성으로 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 아래쪽의 방향으로 이동하는 것과 같은 상태가 되어 상기 충돌판(240)과 충돌한다.

그 후 ㉣에 도시된 바와 같이 상기 충돌판(240)에 충돌된 힘은 일체화된 상기 안내볼트(250)) - 고정너트(270)를 통하여 상기 마감모르타르(330)로 전달되어 복원력과 반대의 힘으로 작용하여 슬래브 전체 구조의 움직임을 억제(제진)하게 되어, 결과적으로 진동(소음)을 줄이게 된다.

특히, 상기 거동은 상대적으로 진동이 큰 중량충격음에 효과적이며, 상기 완충판(100)과 상기 완충재(110)의 차음성능으로 경량충격음 저감에도 효과적으로 대응하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

S: 바닥슬래브
I: 완충재
AC: 경량기포콘크리트
M: 마감모르타르
100: 완충판
110: 완충재
130: 단열재
200: 층간소음 저감용 충격댐퍼
210: 댐퍼박스
211: 벽판
213: 상판
215: 고정링
220: 충돌체
221: 관통구
250: 안내볼트
300; 방통부
310: 경량기포콘크리트
320: 온수배관
330: 마감모르타르

Claims (2)

1. 하부가 개방된 통 형상인 댐퍼박스(210);
   중앙에 수직으로 관통구(221)가 형성된 충돌체(220);
   상기 관통구(221)를 관통하며 설치되어 상기 충돌체(220)를 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 상하 이동이 가능하도록 설치하는 안내볼트(250);
   을 포함하여 구성되되,
   바닥슬래브(S) 상부의 마감구조 내에 설치되어 상부 충격을 상기 충돌체(220)의 관성을 이용하여 진동 억제기능을 구현하는 것을 특징으로 하며,
   상기 댐퍼박스(210)는,
   수직벽인 벽판(211);
   상기 벽판(211) 상부를 밀폐하는 상판(213);
   그리고 상기 벽판(211)의 외면에 돌출되게 형성되는 고정링(215);을 포함하여 구성되며,
   상기 상판(213) 중앙에는 상기 안내볼트가 관통되는 유도구멍(미도시)이 형성되고,
   상기 안내볼트(250)는 볼트머리가 하부에 위치한 상태로 충돌판(240)을 관통하고 상기 관통구(221)를 관통하여 상기 유도구멍(미도시)으로 돌출되며, 돌출된 부분은 스페이서(260)가 끼워진 후 고정너트(270)를 사용하여 체결되고,
   상기 충돌체(220)는 원활한 상하이동을 위해 상기 벽판(211)과의 접촉면은 최소화하면서 하부면을 반구형태로 하는 것을 특징으로 하고,
   상부 충격으로 상기 마감구조를 포함한 슬래브 전체 구조가 휨변형하며 아래쪽의 방향으로 이동할 때, 상기 댐퍼박스(210) 내부에 있는 상기 충돌체(220)는 관성으로 제자리를 유지하려고 하여 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 부양된 상태가 되고,
   이후 상기 마감구조를 포함한 슬래브 전체 구조가 복원력으로 본래의 위치로 복원하기 위해 위쪽의 방향으로 이동하면, 상기 충돌체(220)는 관성으로 상기 댐퍼박스(210) 내부에서 아래쪽의 방향으로 이동하는 것과 같은 상태가 되어 상기 충돌판(240)과 충돌하며,
   상기 충돌판(240)에 충돌된 힘은 일체화된 상기 안내볼트(250)와 상기 고정너트(270)를 통하여 상기 마감구조로 전달되어 복원력과 반대의 힘으로 작용하여 슬래브 전체 구조의 움직임을 억제(제진)하게 되어 진동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼(200).
   
2. 제1항의 층간소음 저감용 충격댐퍼(200)를 이용한 것으로,
   건축구조체의 바닥슬래브(S);
   상기 바닥슬래브(S) 상부에 설치되는 상기 마감구조;
   상기 마감구조 내에 설치되는 상기 층간소음 저감용 충격댐퍼(200);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음 저감용 충격댐퍼를 이용한 층간소음 저감구조.

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