KR102629422B1

KR102629422B1 - 고성능 층간소음 저감 구조체

Info

Publication number: KR102629422B1
Application number: KR1020230063087A
Authority: KR
Inventors: 이윤근
Original assignee: (주) 아노스
Priority date: 2023-05-16
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2024-01-30

Abstract

본 발명은 고성능 층간소음 저감 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 슬래브 상에 마련되는 흡음단열부와 상기 흡음단열부 내부에 마련되는 방진탄성복합부와 상기 흡음단열부의 상부에 방진 몰탈성형차음판이 순차적으로 배치되고 몰탈성형차음판 상부에 난방배관이 형성되고, 또한, 난방배관 사이에 건식 방진흡음포설층을 구성하여, 바닥면에서 발생되는 여러 종류의 주파수를 갖고 발생되는 다양한 층간 소음의 원인을 효율적으로 저감할 수 있음과 아울러 난방효율 향상시키고 시공기간의 단축이 가능한 고성능 층간소음 저감 구조체에 관한 것이다.

Description

고성능 층간소음 저감 구조체{FLOOR NOISE REDUCTION STRUCTURE}

일반적으로, 다가구 주택 및 아파트의 바닥 시공방법은 슬래브 상부에 층간소음 저감재, 기포콘크리트, 마감몰탈 및 바닥마감재 순서로 시공되어진다.

또한, 대부분의 층간소음 저감재는 슬래브와 경량 기포콘크리트 사이에 발포스티로폼(EPS) 및 발포고무재(EVA) 등으로 이루어진다.

그러나, 경량기포 콘크리트는 흡음성능이 저조할 뿐만 아니라 균열발생 및 처짐현상으로 인하여 층간소음 차단효과가 시공 후 현저히 떨어지는 단점이 있으며, 또한, 경량기포 콘크리트 시공시 믹서설비와 몰탈이송을 위한 펌프카 등이 필요하며, 동절기에 기포발생 저하로 인하여 시공이 어렵고 별도의 양생시간이 필요하여 시공기간이 장기화되는 문제점이 있었다.

차음재로서 저밀도 발포스티로폼(EPS) 또는 발포고무(EVA)를 적용하는 방법은 단열성능은 우수하나 층간소음 저감효과는 저조할 뿐만 아니라 처짐형상 및 경화현상으로 인하여 시공 이후 시간이 경과함에 따라 소음저감 효과가 더욱 감소하게 되어 시간이 경과함에 따라 소음저감 효과가 저조하게 되는 문제가 있다.

또한, EPS(Expanded Polystyrene) 및 EVA(Ethylene Vinyl Acetate))는 일반적으로 합판규격의 넓은 규격으로 시공된다. 슬래브 표면의 거친 평활도로 인한 밀착시공 불량으로 인한 공진, 공명현상이 유발되기 때문에 층간소음을 증폭시키는 결과를 초래한다.

이러한 문제점을 해결하고자 2022년 8월 이후 사업승인 현장은 사후확인제도로서 입주 전 현장측정 방법으로 법규를 개정되었다.

층간소음을 효과적으로 저감시키는 방진 마운트에 의한 완전 띄움방식의 층간소음 저감재가 특허가 다수 제안되어 있다.(등록특허 10-1428760, 10-2235604, 10-1589525, 10-2486902)

상기 발명들은 방진마운트에 의한 층간소음 저감재로서 평판구조의 EPS 및 EVA 대비하여 층간소음을 저감시키는 기능이 우수하나, 연질의 차음재를 적용하여 시공후 마감몰탈 균열 및 처짐현상 발생되어 구조적 안정성의 문제점이 있다.

또한, 방진마운트를 단일재질로 생산되어 다양한 저주파 음역대를 저감하는데 한계가 있고, 층간소음의 문제는 중량 충격음이 63Hz 이하의 저주파 음역대 진동으로 야기됨으로써, 단일 방진재의 재질로서는 중량충격음의 진동을 원천적으로 차단하는데 한계가 있다.

또한, 차음재 구성이 일반적으로 플라스틱 계열 및 EPS 단열재로 구성되어 있어 화재시 유독가스 발생되어 소방관이나 거주자에게 치명적인 손상을 가하게 되는 등의 문제점이 있었다.

몰탈층을 중량화하여 중량충격음의 원인의 진동을 저감하면서도 적정 강도를 발휘할 수 있게 하는 특허가 다수 제안되어 있다.(등록특허 10-2388141, 10-2447340, 10-0863359)

상기의 발명들은 페로니켈슬래그, PS Ball 등의 고중량 골재를 시공현장에서 배합타설 방법을 채택하고 있어, 고중량으로 배합된 습식몰탈 펌프 이송의 난제를 해결해야 하는 문제점이 있다.

최근에는 층간소음에 대한 법적규제가 강화되면서 콘크리트 슬래브만의 두께를 높이는 경우에는 층간소음을 근본적으로 차단하지 못할 뿐만 아니라 건축비 상승, 층간높이 상승, 건축폐기물 다량발생 등의 문제점이 발생하고 있다.

등록특허 10-1428760 등록특허 10-2235604 등록특허 10-1589525 등록특허 10-2486902 등록특허 10-2388141 등록특허 10-2447340 등록특허 10-0863359

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공장생산의 고강도 몰탈성형차음판을 적용하여 제품성능의 균일화, 안정적인 생산수량 확보, 구조적 안정성 및 우수한 차음효과 기능을 제공하고, 2종 이상의 다중 구조의 방진탄성복합부를 제공하여 다양한 저주파 음역대를 저감할 수가 있게 되어 우수한 방음효과를 제공하고, 별도의 흡음단열부를 제공하여 추가적인 단열효과와 흡음효과를 제공하고, 건식 방진흡음포설층을 구성하여 층간소음을 획기적으로 저감할뿐만 아니라 난방효율 보다 향상시키고 시공기간 단축이 가능한 고성능 층간소음 저감 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명에서는, 슬래브 상에 마련되는 흡음단열부; 상기 흡음단열부 내부에 마련되는 2종류 이상의 방진탄성복합부; 상기 흡음단열부 상부에 마련되는 몰탈성형차음판; 상기 몰탈성형차음판 상부에 건식 방진흡음포설층이 형성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조에 의하여 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 흡음단열부는 폴리에스터 압축보드인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 방진탄성복합부는, 방진마운트 본체유닛과, 상기 방진마운트 본체유닛의 상부에 고정되는 제1 탄성부, 방진마운트 본체유닛의 하부에 고정되는 제2 탄성부의 서로 다른 고유진동수 및 동탄성계수를 갖는 3중 구조를 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 방진탄성복합부의 방진마운트 본체유닛은 고무로 형성되며, 제1탄성부재는 연질 고밀도 발포우레탄으로 형성되며, 제2 탄성부재는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 몰탈성형차음판은 강도 및 비중을 높여 진동방지, 처짐방지 기능 및 차음기능을 포함하는 것으로 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 건식 방진흡음포설층으로 형성되어 층간소음 저감 및 난방효율을 부가적으로 증대시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체는 기포콘크리트 적용을 배제하고, 차음성능 및 구조적 안정성이 우수하고 에어포켓을 포함한 고밀도 몰탈성형차음판으로 구성되고, 하부에 고유진동수 및 동탄성 계수가 다른 3중의 탄성부재를 형성한 방진탄성복합부 및 폴리에스터(Polyester) 단열, 흡음재를 구성하여 우수한 차음, 방진, 흡음, 단열기능을 효과적으로 구현할수 있으며, 또한, 몰탈성형차음판 상부와 난방배관 사이에 건식 방진흡음포설층을 구성하여 바텀애쉬와 PS Ball 사이에 형성되는 공극에 의해 추가적인 진동감쇄 및 흡음효과 부여하고, 열전도 성능이 우수하여 난방효율 및 축열효과 확보가 가능하다는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체가 설치되어 바닥의 난방시설이 설치되는 부분 단면 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체의 개략적인 종단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체의 방진탄성복합부의 다른 실시형태의 개략적인 단면도
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체의 몰탈성형차음판 상부와 난방배관 사이에 건식 방진흡음포설층의 사진

본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 건축물의 슬래브(S)상에 배치되는 흡음단열부(1)와, 상기 흡음단열부 내부에 형성된 복수의 설치공(11)에 삽입되어 신축되는 방진탄성복합부(2)와, 상기 흡음단열부(1)의 상부에 배치되고 상기 방진탄성복합부(2)의 상부가 고정된 몰탈성형차음판(3)과, 난방배관(5)들의 사이에 건식 방진흡음포설층(4)을 포함한다.

상기 흡음단열부(1)는, 폴리에스터 압축보드(polyester compact board)로 이루어질 수도 있으며, 다수의 폴리에스터 섬유가 보드상으로 절단된 것이 사용될 수도 있으며, 상기 폴리에스터 섬유와 유사한 성질을 갖는 다른 재료로 이루어질 수도 있다.

상기 흡음단열부(1)의 폴리에스터 압축보드는, 폴리에스터 섬유를 압축하여 만든 인체 무해한 환경친화적 신소재 보드이고, 이와 같은 상기 폴리에스터 압축보드로 제조된 상기 흡음단열재는 풍화나 비산 등 먼지 발생을 유발하는 유해환경 요소를 갖는 석고보드, 유리섬유 판넬 등의 재료를 대신할 수 있는 인체 무해한 친환경소재라고 할 수 있다.

또한, 본 발명의 흡음단열부(1)는 폴리에스터의 섬유의 자체융합으로 삼차원의 망상구조를 구성하여 인장강도와 유연함을 동시에 가지며, 내부에 연결된 다수의 기공을 보유하여 흡음성, 단열성 및 경량성을 갖도록 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 흡음단열부(1)는 난연성 및 습기 안정성이 뛰어나 화재시 저융점 폴리에스터 성분이 저온에서 녹아 불꽃을 덮어서 화염의 진행을 막아주며, 연소시에도 유독가스의 발생이 없고, 폴리에스터 섬유의 고유특성인 습기 안정성이 우수하여 쉽게 배수가 이루어질 뿐만 아니라(함습율 0.07%), 배수후에도 원래상태의 강도를 계속 유지하는 특징이 있다.

이렇게 마련된 상기 흡음단열부(1)는 20 내지 40mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 두께가 20mm 미만일 경우에는 흠음성능 및 단열성능이 미흡하며 반대로, 두께가 40mm를 초과할 경우에는 흡음단열부(1)의 내부에 설치되는 상기 방진탄성복합부(2)가 뒤틀림 현상이 발생되어 제대로 기능을 발휘할 수가 없게 되고 실내층고가 낮아지게 되어 답답하게 되어 재료비가 높아지게 되어 경제적이지 못하다.

폴리에스터 흡음단열부(1)는 30 내지 60 kg/㎥ 범위의 밀도를 가지며, 상기 밀도는 바닥 충격음의 흡음효과 및 단열효과의 연관성이 있다. 폴리에스터의 밀도가 30 kg/㎥ 보다 작은 경우에는 흡음성능 및 단열성능의 효과가 저조하고, 밀도가 60 kg/㎥ 보다 큰 경우에는 구조적 안정성은 우수하나 경제성 대비 단열성능 및 흡음성능의 효과가 미비하다.

폴리에스터 단열흡음재의 밀도는 자체 시험결과 30 내지 50 kg/㎥가 적정하다.

상기 흡음단열부(1)는 내부에 형성된 복수의 설치공(11)에 설치된 방진탄성복합부(2)를 포함한다.

상기 방진탄성복합부(2)는 흡음단열부(1)의 내부의 설치공(11)에 삽입고정 된다.

상기 방진탄성복합부(2)는 낮은 동탄성 계수(resilient modulus) 및 고유진동수가 상이한 3중 구조로 형성되며, 방진마운트 본체유닛(21), 제1 탄성부재(22), 제2 탄성부재(23)를 포함한다. 본 실시예에서, 방진마운트 본체유닛(21)의 소재는 고무, 상기 제1 탄성부재(22)의 소재는 고밀도 발포폴리우레탄 (Polyurethane), 제2 탄성부재(23)의 소재는 실리콘(Silicone)으로 형성되며, 제1, 제2 탄성부재의 소재는 변경되게 형성될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

상기 방진마운트 본체유닛(21)은, 상부에 조립된 제1 탄성부재(22) 및 하부에 조립된 제2 탄성부재(23)가 안착될 수 있도록, 상하부에 조립돌출부(21a)가 마련되며, 상기 방진 몰탈성형차음판(3)을 지지하도록 마련되었다.

본 실시예의 도 4a에서, 상기 방진탄성복합부(2)의 상기 방진마운트 본체유닛(21)의 상하면에는 편평한 형태가 제안되어 있으나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 보다 확실하게 방진마운트 본체유닛(21)에 고정될 수 있도록 상기 방진마운트 본체유닛(21)의 상하면에 요홈부(21b)가 형성되어 상기 제1 탄성부재(22), 제2 탄성부재(23)가 확실하게 고정될 수 있으며, 상기 요홈부(21b)에 제1 탄성부재(22) 및 제2 탄성부재(23)가 안착되는 높이가 줄어들게 되어, 본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)의 전체 높이를 줄일 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 방진탄성복합부(2)는 낮은 동탄성 계수(resilient modulus) 및 고유진동수(natural frequency)가 상이한 3중 구조로 형성되며, 방진마운트 본체유닛(21), 제1 탄성부재(22), 제2 탄성부재(23)을 포함한다.

동탄성 계수는 바닥충격음 차단성능과 가장 밀접한 관계를 결정짓게 되는 중요한 물성치 중의 하나이다. 동탄성 계수가 높게 되면 소재 경도가 높아 진동저감의 효과를 기대할 수 없고, 반대로 동탄성 계수가 너무 낮을 경우 마감몰탈의 침하현상 및 균열을 유발할 수 있다

동탄성 계수의 측정은 일반적으로 정현파가진법과 펄스가진법이 이용되고 상기 측정방법은 공지된 것인 바, 동탄성 계수는 S=(2πfo)2*m의 식을 통해 산출될 수 있다. 여기에서 S는 동탄성 계수(KS F2868에 의해 측정됨), m은 단위 면적당 하중판의 질량, fo은 시료의 고유진동수이다.

이하, 시험 예를 통해 본 발명의 동탄성 계수는 [표 1]과 같다.

No	완충재	두께(mm)	동탄성계수(MN/㎥)	비 고
1	EPS 1호	30	16.4	요철형
2	EVA	30	12.1	요철형
3	폴리에스터	30	1.9	40K
4	폴리우레탄	10	3.8	경도25
5	실리콘	10	4.3	경도25

본 동탄성 계수 측정은 KS F 2868(거주공간 뜬바닥용 재료의 동탄성 계수 측정방법)에서 규정하고 있는 펄스가진에 의한 시계열해석법으로 완충재의 동탄성 계수를 측정하였다.

따라서, 종래의 1개의 부재로 형성된 방진마운트에 비하여, 본 발명에 따라 형성된 상기 방진탄성복합부(2)의 동탄성 계수(resilient modulus)는, 방진마운트 본체유닛(21)이 40~50(MN/㎥), 제1 탄성부재(22)가 2~5(MN/㎥), 제2 탄성부재(23)가 3~5(MN/㎥)의 동탄성 계수를 가지므로, 본 발명의 상기 방진탄성복합부(2)는 3중의 서로 다른 동탄성 계수를 가지므로, 다양한 저주파음역대 차단성능이 우수하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 몰탈성형차음판(3)은, 시멘트 100 중량부에 대하여, 바텀애쉬 80 내지 120 중량부, 폴리머 1 내지 10 중량부, 실리카 퓸 0.2 내지 10 중량부, 보강섬유 0.5 내지 5 중량부, 강도증진제 1 내지 10 중량부, 소포제 미량, 팽창제 1 내지 3 중량부의 범위에서 균등하게 혼합되어 형틀에로 성형되어 사용된다.

본 발명에 따른 몰탈성형차음판의 조성물을 구성하는 각 성분에 관하여 이하에 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 시멘트는 포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트, 알루미나 시멘트 및 초속경 시멘트 중에서 선택된 1 종 또는 2종 이상의 혼합 시멘트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 포틀랜드 시멘트 적용이다. 구체적으로 포틀랜드 시멘트의 경우도 주요 성분이 C3S 51%, C2S 25%, C3A 9%, C4AF 9%, CaSO4 4% 정도이며, 비표면적은 3,300cm2/g 전후인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 몰탈성형차음판 조성물의 경량골재는 바텀애쉬, 펄라이트, 질석, 글래스버블 중에서 사용될 수 있다. 압축강도 및 휨강도를 고려할 때 바텀애쉬 적용이 바람직하다.

바텀애쉬(Bottom Asy)는 화력발전소에서 발생되는 석탄재이며 한국의 화력발전에서 연간 수천～수백만톤 발생하게 된다. 화력발전에서 생산되는 플라이애쉬는 대부분 시멘트 혼화재로 사용되고 있으나 바텀애쉬는 그 입도가 불규칙하여 일부는 경량골재로 사용되고 대부분이 매립되고 있는 것이 현실이며, 이에 따른 환경오염 문제가 야기되고 있다.

본 발명에서 사용되는 바텀애쉬는 이와 같은 처리가 어려운 산업폐기물을 다량의 기공을 함유하고 있는 것을 활용하여 진동 및 소음흡수를 발현시키는 소재로 사용한다. 바텀애쉬의 세립도(Mesh)에 있어서 1mm 이하로 적용할 경우 압축강도는 우수하나, 흡음효과 미비하고, 5mm 이상을 적용할 경우 흡음효과는 우수하나 압축강도가 저조하다. 그러므로, 바텀애쉬 세립도(Mesh)는 1～5mm 적용이 바람직하다. 바텀애쉬 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 80 내지 120 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 폴리머는 몰탈 성분 간 상용성, 부착성을 증대시켜서 몰탈의 물성을 향상시키는 역할을 하며, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트 실란 말단화 중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐에스테르 실란 말단화 중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 부틸 및 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 메타크릴산 메틸-아크릴산 부틸 및 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리머의 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 몰탈성형차음판 조성물에 상기 실리카 퓸을 첨가하는 이유는, 구상 입자에 의한 볼 베어링 효과로 분산성 및 감수 효과를 향상시키고 시멘트 입자 사이에 실리카 퓸의 충전 효과로 수밀성 향상 및 고강도화, 그리고 부착성 향상 등의 효과가 있기 때문이다. 실리카 퓸의 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.2 내지 10 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 보강섬유는 휨 강도, 인장 강도 증진은 물론 양생 시 표면 크랙(균열)을 줄일 수 있는 효과가 있다, 본 발명에서 상기 섬유는 일정 정도의 친수성을 갖는 섬유를 사용하는 것이 바람직한데, 예를 들어 유리섬유, 강섬유, 폴리에스테르섬유, 나일론 섬유, 폴리프로필렌(PP) 섬유, 셀룰로오스 섬유 및 폴리에틸렌 섬유 중에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 폴리프로필렌(PP) 섬유 사용이 바람직하며 그 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 몰탈성형차음판 조성물에 상기 강도증진제는 수산화알루미늄, 실리카분말, 규사미분말 중에서 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 수산화알루미늄 사용이 바람직하며 그 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 소포제는 몰탈 내의 기공을 제거하여 몰탈의 강도와 외관을 좋게 하기 위하여 사용되는 성분으로, 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질 또는 수용성이 계면활성제가 이용되며, 예로는 등유, 유동 파라핀 등과 같은 광유계 소포제; 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드부가물 등과 같은 유지계 소포제; 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 지방산계 소포제; 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울레이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제; 실리콘 에멀젼, 유기변성폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산), 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 몰탈성형차음판 조성물에 상기 팽창제는 반수석고, 소석고, 석회석미분말 중 반수석고 시멘트 100 중량부의 1 내지 3 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 조성을 갖게 형성된 몰탈성형차음판(3)은, 종래의 문제점인 기포콘크리트의 균열발생과 기포콘크리트의 경량화로 인한 저주파 진동차단의 효과가 미흡한 문제점을 보완하여, 균열발생이 차단되고 기포콘크리트보다 비중을 높게 하여 저주파 진동방지의 효과가 증대되고, 모듈화된 제품으로 분절효과에 의한 진동이 감쇠되는 효과를 갖게 되었다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 몰탈성형차음판(3)은, 시멘트 1,000kg, 바텀애쉬 1,000kg, 분말수지인 폴리비닐알콜 25kg, 실리카 퓸 60kg, 보강섬유 30kg, 실리카분말 15kg, 소포제 미량, 반수석고 10 kg이 혼합되어 몰탈성형차음판(3)이 제조되었다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방진 몰탈성형차음판(3)의 하부 면에 길이 및 폭 방향(바둑판모양의 격자형태)으로 연장되게 돌출 형성된 돌기지지대(31)에 둘러쌓이게 한정되는 에어포켓공간(32)을 형성하여 소음을 격리하고 단열성이 향상되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 돌기지지대(31)는 몰탈성형차음판(3)의 하부에 구성되는 흡음단열부(1)와의 사이에 공기층(공기포켓)을 포함하는 에어포켓공간(32)을 형성하여 층간소음을 격리 및 단열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 돌기지지대(31)의 돌출된 부분은 몰탈성형차음판(3)의 견고한 휨강도와 경량성을 확보할 수 있다.

상기 몰탈성형차음판(3)의 상기 돌기지지대(31)의 사이에는 방진탄성복합부(2)의 상부가 삽입되는 삽입고정홈(33)이 형성되어 상기 방진탄성복합부(2)가 움직이지 않고 고정되게 하는 것과 동시에 삽입고정홈(33)의 깊이만큼 전체적인 높이가 작아지게 되어 본 발명의 제1 실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)의 설치높이가 줄어들게 되는 것이다.

상기 몰탈성형차음판(3)의 상부면에 구성되는 난방배관(5)들의 사이에 건식 방진흡음포설층(4)을 구성한다. 상기 방진흡음포설층(4)은 바텀애쉬와 PS-Ball로 이루어진다.

본 발명의 PS(Precious Slag) Ball은 종래 Fe-CaO 등이 함유되어 있는 제강 슬래그를 파쇄하여 단순용도(성토용,매립용 등)에 사용하던 파쇄 슬래그와는 달리 제철소의 제강 과정에서 발생하는 용융 제강 슬래그에 SAT(Slag Atomizing Technology) 공법을 적용하여 고속의 공기를 이용하여 용융상태에서 급냉시켜 구형화한 것으로 유해성분들을 모두 연소시켜 자연환경에 전혀 무해한 Fe2O3, CaO, SiO2, MgO, MnO, Al2O3, TiO2, 와 같은 안정된 다양한 종류의 금속산화물을 함유하고 있어 강도가 높고 안정적이며, 또한, 그 형상이 구형화되어 있어 중량충격음에 의한 진동을 감쇄시키는 효과가 있다. PS-Ball은 기본 모래 대비 압축강도, 인장강도, 내구성 등 여러 측면에서 우수한 성능을 가진다. 특히, 단위용적당 중량이 모래(왕사)는 비중이 2.4~2.7이고, PS Ball의 비중은 3.0~3.6으로 PS Ball의 비중이 높다.

PS Ball의 입도(Mesh)는 0.5mm 내지 5mm가 바람직하다.

본 발명의 PS 볼의 조성 성분은 [표 2]과 같다.

성분	Fe2O3	CaO	SiO2	MgO	Mn0	Al2O3	TiO2
비율(중량%)	22-45	15-25	10-20	5-10	5-8	1-8	1-7

바텀애쉬는 불규칙한 다수기공을 포함하는 경량골재로서 흡음효과가 우수하고 입도(Mesh)는 1mm 내지 5mm가 바람직하다.

PS Ball과 바텀애쉬의 구성비는 중량비로서 50~70wt%:30~50wt%가 혼합되며 60:40wt%가 바람직하다. PS Ball의 구성비가 70wt% 이상일 경우 비중이 높아 건물 하중에 미치는 영향이 크게 되고 50wt% 이하일 경우 중량충격음 저주파 진동방지 효과가 미흡하며, 바텀애쉬의 구성비가 50wt% 이상일 경우 저주파 진동감쇄 효과 미흡하고 30wt% 이하일 경우 흡음효과가 저감되는 현상이 발생된다.

상기 방진흡음포설층(4)의 두께는 10mm 내지 20mm가 바람직하다. 10mm 이하로 포설할 경우 진동감쇄 및 흡음효과가 저조하며 20mm 이상으로 포설할 경우 구조적 안정성 문제뿐만 아니라, 오히려 공진현상이 발생하는 문제점이 발생한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체의 작용효과를 이하에 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제 1실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 우선, 건축물의 하부의 슬래브(S)상에 접하게 배치되는 흡음단열부(1)가 배치되고, 상기 흡음단열부(1)의 내측에 복수가 형성된 설치공(11)내에 상기 방진탄성복합부(2)의 하부가 삽입고정되고, 상기 상기 방진탄성복합부(2)의 상부의 상기 제1 탄성부재(22)가 상기 몰탈성형차음판(3)의 삽입고정홈(33)에 삽입되게 고정되어 있다. 이와 같이 배치된 다수의 상기 몰탈성형차음판(3)의 상부에 차수시트(6)가 배치되고 상기 차수시트(6)의 상부에 난방배관(5)이 배치되고, 배치된 난방배관(5) 사이에 건식 방진흡음포설층(4)이 포설되고 그 상부에 마감몰탈(7)이 도포되게 되는 것이다.

이와 같이 배치된 본 발명의 제 1실시예에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 몰탈성형차음판(3)이 공장에서 성형되어 현장에서 설치되게 되므로, 종래와 같이 현장에서 기포 몰탈을 시공할 필요가 없으므로 시공이 현저하게 빠르게 되는 것은 물론이고, 상기 몰탈성형차음판(3)의 하부에 설치되는 방진탄성복합부(2)가 3중의 재료로 조립되어 있으므로 상기 방진탄성복합부(2)는 3중의 서로 다른 동탄성 계수를 가지므로, 바닥충격음의 차단성능이 우수하게 되는 것이고, 상기 방진탄성복합부(2)가 상부의 하중에 의하여 신축된다고 하더라도 상기 방진 몰탈성형차음판(3)의 하부 면에 돌출 형성된 돌기지지대(31)에 둘러쌓이게 한정되는 에어포켓공간(32)에서 상부에서 발생된 소음이 하부에 구성되는 상기 흡음단열부(1)와 협동하여 소멸되게 되므로 소음이 현저하게 감소되는 것은 물론이고, 상기 몰탈성형차음판(3)상에 하중이 가해진다고 하더라도 상기 돌기지지대(31)의 돌출된 부분은 몰탈성형차음판(3)의 견고한 휨강도와 경량성을 확보할 수 있으므로 손상됨이 없이 그대로 원상태를 유지할 수가 있게 되어 내구성이 향상되게 되는 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체(A)는, 층간소음 특히 중량충격음을 효과적으로 저감할 수 있으면서 종래의 기포콘크리트 적용을 배제하여 구조적 안정성 및 시공기간을 단축할 수 있는 층간소음 저감 구조체를 구현할 수 있으며, 고유진동수 및 동탄성 계수가 다른 3중의 탄성부재를 형성한 방진탄성복합부(2)를 구성하여 우수한 중량충격음 저감효과를 얻을 수 있고, 몰탈성형차음판(4)의 하부에 방진탄성복합부(2)의 상부가 삽입되는 삽입고정홈(33)이 형성되고 에어포켓을 형성하는 격자형태로 하방으로 돌출된 돌기지지대(31)가 형성되어 그 전체적인 두께를 줄일 수가 있게 되어 건축물의 층고를 높게 하지 않으면서도 우수한 중량충격음 저감효과를 얻을 수 있으며, 몰탈성형차음판(3)상에 돌출형성된 돌기지지대(31)에 의하여 몰탈성형차음판(3)의 견고한 휨강도와 경량성을 확보할 수 있으므로 손상됨이 없이 그대로 원상태를 유지할 수가 있게 되는 것이다.

또한, 몰탈성형차음판(3)의 상부에 설치되는 난방배관(5)들 사이에 방진흡음포설층(4)을 건식으로 형성하여, 우수한 진동감쇄 및 흡음효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 열전도 성능이 우수한 PS Ball 적용으로 난방효과 및 축열효과를 동시에 얻을 수 있다.

또한, 방진흡음포설층(4)은 건식으로 시공됨으로서, 상부에 포설되는 마감몰탈(7)의 잉여수가 방진흡음포설층(4)에 침투되어 방진흡음포설층(4)의 일부를 경화시키고 경화되지 않은 포설층은 난방효율, 진동감쇄 및 흡음효과를 증대시키게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체는 기포콘크리트 적용을 배제하고, 차음성능 및 구조적 안정성이 우수하고 에어포켓을 포함한 고밀도 몰탈성형차음판을 포함하고, 몰탈성형차음판의 하부에 고유진동수 및 동탄성 계수가 다른 3중의 탄성부재를 형성한 방진탄성복합부(2) 및 폴리에스터(Polyester) 흡음단열부(1)를 구성하여 우수한 차음, 방진, 흡음, 단열기능을 효과적으로 구현할수 있으며, 또한, 몰탈성형차음판(3)의 상부와 난방배관(5)들 사이에 건식 방진흡음포설층(4)을 구성하여 바텀애쉬와 PS Ball 사이에 형성되는 공극에 의해 추가적인 진동감쇄 및 흡음효과 부여하고, 열전도 성능이 우수하여 난방효율 및 축열효과 확보가 가능하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 고성능 층간소음 저감 구조체는 건축물을 건축하는 건설산업현장에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

1. 흡음단열부 2. 방진탄성복합부
3. 몰탈성형차음판 4. 건식 방진흡음포설층

Claims

고성능 층간소음 저감 구조체(A)에 있어서,
상기 고성능 층간소음 저감 구조체(A)는, 건축물의 슬래브(S)상에 배치되는 흡음단열부(1)와,
상기 흡음단열부 내부에 형성된 복수의 설치공(11)에 삽입되어 신축되는 방진탄성복합부(2)와,
상기 흡음단열부(1)의 상부에 배치되고 상기 방진탄성복합부(2)의 상부가 고정된 몰탈성형차음판(3)과,
상기 몰탈성형차음판(3)의 상부에 배치된 난방배관(5)들의 사이에 설치된 건식 방진흡음포설층(4)을 포함하고,
상기 흡음단열부(1)는, 다수의 폴리에스터 섬유가 압축되어 사용되거나 폴리에스터 압축보드로 형성되거나 폴리에스터의 섬유의 자체융합으로 삼차원의 망상구조로 구성되고,
상기 흡음단열부(1)는 20 내지 40mm의 두께를 갖으며, 상기 흡음단열부(1)는 30 내지 60 kg/㎥ 범위의 밀도를 가지고,
상기 방진탄성복합부(2)의 방진마운트 본체유닛(21)는 고무, 상기 방진마운트 본체유닛(21)의 일단에 고정되는 제1 탄성부재(22)는 고밀도 발포 폴리우레탄, 상기 방진마운트 본체유닛(21)의 타단에 고정되는 제2 탄성부재(23)는 실리콘으로 형성되고,
상기 몰탈성형차음판(3)은, 시멘트 100 중량부에 대하여, 바텀애쉬 80 내지 120 중량부, 폴리머 1 내지 10 중량부, 실리카 퓸 0.2 내지 10 중량부, 보강섬유 0.5 내지 5 중량부, 강도증진제 1 내지 10 중량부, 소포제 미량, 팽창제 1 내지 3 중량부의 범위에서 균등하게 혼합되어 형틀에로 성형되어 경화되고,
상기 몰탈성형차음판(3)은, 그 하부 면에 격자형태로 연장되게 돌출 형성된 돌기지지대(31)가 형성되고,
상기 돌기지지대(31)에 둘러쌓이게 한정되는 공간에는 에어포켓공간(32)이 형성되고,
상기 몰탈성형차음판(3)의 상기 돌기지지대(31)의 사이에는 방진탄성복합부(2)의 상부가 삽입되는 삽입고정홈(33)이 형성되고,
상기 방진흡음포설층(4)은, 바텀애쉬와 PS-Ball로 이루어지고,
상기 PS Ball의 입도(Mesh)는 0.5mm 내지 5mm 이고, 상기 바텀애쉬의 입도(Mesh)는 1mm 내지 5mm이고,
PS Ball과 바텀애쉬의 구성비는 중량비로서 50~70wt%:30~50wt%가 혼합된 것을 특징으로 하는 고성능 층간소음 저감 구조체.
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