KR20020000916A

KR20020000916A - 공동주택의 바닥충격음 차음구조

Info

Publication number: KR20020000916A
Application number: KR1020000034206A
Authority: KR
Inventors: 최석주; 김현모
Original assignee: 배종렬; 삼성물산 주식회사; 최석주; 주식회사 세이빈엔지니어링; 최광인; 주식회사 디쎄븐
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2002-01-09
Also published as: KR100377805B1

Abstract

본 발명은 아파트와 같은 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바닥구조에 폴리에스테르 100% 을 이용한 흡음재를 사용함으로써 바닥충격음 흡음효과를 향상시키고 아울러 인체에 무해한 환경친화적인 환경을 제공하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 관한 것이다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 슬래브, 단열을 위한 경량기포콘크리트, 상기 경량기포콘크리트위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르, 그리고 상기 마감 모르타르위에 접착제에 의하여 접착되는 표면마감재로 구성되는 바닥구조에 있어서, 상기 슬래브와 경량기포콘크리트의 사이, 또는 마감모르타르와 표면마감재사이에, 폴리에스테르 섬유를 카딩하되 그 종류 및 굵기가 LMP 4de, Reg 7de, Reg 3de의 것들을 혼합, 카딩하여 흡음재 웹을 형성하고 , 그 흡음재 웹을 온도 180 ∼ 195℃, 압력 2㎏/㎠ 이상, 가압시간 10 ∼ 15분의 조건으로 열압착하여서 흡음소재를 형성하며 그 흡음소재의 상면에 방수코팅제를 접착하여서 된, 흡음재가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

공동주택의 바닥충격음 차음구조 {STRUCTURE FOR ISOLATING FLOOR IMPACT SOUND IN COMMUNITY HOUSES}

바닥충격음은 아파트와 같은 공동주택의 상층바닥에서 사람의 보행, 물건의 낙하 등의 충격이 가해질 때 바닥 슬래브, 천장 또는 벽체를 통하여 하층 세대내로 방사되는 음이다.

일반적으로 콘크리트 슬래브 구조는 공기 전파음을 잘 차단하기 때문에 좋은 차음재라 할 수 있으나, 콘크리트구조에 충격이나 진동을 직접 가하게 되면 고체전파음으로 변하여 거의 감쇠되지 않고 인접한 다른 세대로 전달되어 음(소음)으로 방사되는 특성을 가지고 있다.

바닥충격음은 크게 그릇이나 골프공 등의 낙하음, 의자 이동음과 같이 고주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 경량충격음과, 성인보행, 어린이들의 뜀뛰기 등과 같이 저주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 중량충격음으로 구분하고 있다.

구미의 주택인 경우, 바닥충격음은 주로 사람이 구두를 신고 보행하는 소리, 즉 여성의 하이힐에 의한 충격음이 많이 발생하기 때문에 주로 경량충격음을 방지하는 구조로 되어야 하고, 한국이나 일본 주택의 경우에는, 생활습관이 좌식생활을 하기 때문에 상기 경량충격음외에 어린이의 뜀뛰기 등과 같은 중량충격음을 방지할수 있는 구조로 되어야 한다.

바닥충격음의 발생모델을 간단하게 나타내면 도 1과 같이 충격원, 바닥구조, 하부공간으로 구별할 수 있다.

도 1에서 M_t는 충격원의 질량(㎏), V_t는 충격원의 충돌속도(m/s), k_c는 충격면의 탄성계수(N/m²), r_c는 충격면의 마찰저항계수(N/m/s), M_s는 바닥슬래브의 질량(㎏)이다. 여기서 M_t와 M_s는 고정되어 있으므로 k_c와 r_c를 조정하여 바닥충격음을 차단하여야 한다.

일반적으로 아파트와 같은 공동주택의 바닥구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 슬래브(1), 상기 슬래브(1)위에 위치하는 흡음재(2), 상기 흡음재(2)위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트(3), 상기 경량기포콘크리트(3)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(4), 그리고 상기 마감 모르타르(4)위에 접착제에 의하여 부착되는 표면마감재(5)로 구성된다. 표면마감재(5)는 일반적으로 모노륨 또는 원목이 사용된다.

그런데 종래 아파트와 같은 공동주택의 바닥구조에 사용되는 흡음재는 주로 유리섬유, 암연, 우레탄 폼 등을 이용한 것이다.

그러나 전술한 종래의 유리섬유와 같은 소재로 된 흡음재는 인체에 유해하고 연소시 냄새가 나는 등 환경친화적이 아니며, 인장강도와 결합력이 부족하여 흡음효과가 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 인장강도와 결합력이 우수하여 바닥충격음 흡수효과가 뛰어난 소재를 흡음재로 이용한 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 재활용 및 소각이 용이하고 인체에 무해하며 연소시 냄새가 없어 환경친화적인 소재를 흡음재로 이용한 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 슬래브, 단열을 위한 경량기포콘크리트, 상기 경량기포콘크리트위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르, 그리고 상기 마감 모르타르위에 접착제에 의하여 접착되는 표면마감재로 구성되는 바닥구조에 있어서, 상기 슬래브와 경량기포콘크리트의 사이, 또는 마감모르타르와 표면마감재사이에, 폴리에스테르 섬유를 카딩하되 그 종류 및 굵기가 LMP 4de, Reg 7de, Reg 3de의 것들을 혼합, 카딩하여 흡음재 웹을 형성하고 , 그 흡음재 웹을 온도 180 ∼ 195℃, 압력 2㎏/㎠ 이상, 가압시간 10 ∼ 15분의 조건으로 열압착하여서 흡음소재를 형성하며 그 소재의 상면에 방수코팅제를 접착하여서 된, 흡음재가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 바닥충격음의 발생모델을 나타내는 모식도,

도 2는 일반적인 종래 공동주택의 바닥구조의 구성도,

도 3는 슬래브 두께 135㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 중량바닥충격음 측정결과를 나타내는 도표,

도 4은 슬래브 두께 135㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 경량바닥충격음 측정결과를 나타내는 도표,

도 5는 슬래브 두께 150㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 중량바닥충격음 측정결과를 나타내는 도표,

도 6는 슬래브 두께 150㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 경량바닥충격음 측정결과를 나타내는 도표이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 콘크리트 슬래브 2: 흡음재

3: 경량기포 콘크리트 4: 마감 모르타르

5: 표면마감재

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 일반적인 공동주택의 바닥구조, 즉 슬래브(1), 단열을 위한 경량기포콘크리트(3), 상기 경량기포콘크리트(3)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(4), 그리고 상기 마감모르타르(4)위에 접착제에 의하여 접착되는 표면마감재(5)로 구성되는 바닥구조에 있어서, 상기 슬래브(1)와 경량기포콘크리트(3)의 사이, 또는 마감 모르타르(4)와 표면마감재(5)사이에 폴리에스테르 100%를 원료로 하여 형성된 흡음재가 구성된다.

표면마감재(5)가 모노륨인 경우에는 흡음재를 상기 슬래브(1)와 경량기포콘크리트(3)의 사이에 구성하고 표면마감재(5)가 원목인 경우에는 흡음재를 마감 모르타르(4)와 표면마감재(5)사이에 구성하는 것이 차음효과가 향상된다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 차음구조에 사용되는 흡음재는 폴리에스테르 섬유를 카딩(carding)하여 열압착하여 형성하는데, 폴리에스테르 섬유의 종류 및 굵기가 LMP(Low Melting Polyester) 4de(데니아), Reg(Regular) 7de, Reg 3de의 것들을 카딩하는데 그 혼합율을 3.5 : 3 : 3.5의 비율로 하여 카딩한 후 열압착한다.

저융점 폴리에스테르(LMP)를 사용하는 이유는 섬유들이 서로 접착이 잘 되도록 하기 위한 것이다.

상기 카딩된 흡음재 웹을 열압착하는 조건은 온도 180 ∼ 195℃, 압력 2㎏/㎠ 이상, 가압시간 10 ∼ 15분으로 한다.

상기와 같이 해서 형성된 흡음소재는 흡음율이 0.75 ∼ 0.80, 열도율이 0.030 ∼ 0.039, 밀도가 10 ∼ 250㎏/㎥ 의 물성치를 갖는다. 밀도는 72 ㎏/㎥ 인 것이 바람직하다.

종류 및 굵기가 다른 폴리에스테르 섬유, 즉 LMP 4de, Reg 7de, Reg 3de의 혼합율에 따른 흡음소재의 흡음계수는 다음 표와 같이 측정되었다. 흡음소재의 밀도는 72 ㎏/㎥ 의 것을 사용하였다.

흡음계수는 KS F 2814의 측정방식에 의하여 측정하였다.

혼 합 율	3:7:0	3:5:2	3:4:3	3:2:5
흡음계수(측정1)	0.395	0.461	0.479	0.545
흡음계수(측정2)	0.400	0.446	0.539	0.572
평 균	0.398	0.454	0.509	0.559

상기 표에서 알수 있는 바와 같이 가는 섬유의 비율이 높을수록 흡음성능이 향상됨을 알 수 있다. 그러나 웹(WEB)을 형성할 때 가는 섬유의 비율이 높을수록 섬유를 카딩할 때 보푸라기형태의 넵(NEP)의 발생이 많아지므로 카딩작업이 용이한 수준인 3.5:3:3.5의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

그리고 흡음재에 색상을 제공하기 위하여 Reg 7de의 폴리에스테르 섬유는 검정색의 것을 20%, 백색의 것을 10% 혼합하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 흡음소재의 상면에 방수코팅제를 접착하여서 최종적인 본 발명의 흡음재를 구성하는데, 방수코팅제는 폴리프로필렌(poly propylene) 필름, 폴리 에틸렌(poly ethylene) 필름, 폴리에스테르(polyester) 필름, 폴리 비닐 클로라이드(poly vinyl chloride) 필름, 폴리 비닐 프로라이드(poly vinyl floride) 필름, 폴리 이미드(poly Imide) 필름 등의 재료를 이용할 수 있다.

상기와 같은 흡음재를 사용한 본 발명의 바닥충격음 차음구조와 종래 유리섬유를 흠음재로 이용한 바닥충격음 차음구조에 대하여 각각 바닥충격음 차음성능을 측정한 결과를 도 3 내지 도 6에 나타내었다.

도 3는 슬래브 두께 135㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 중량바닥충격음측정결과를 나타내는 것이고, 도 4은 슬래브 두께 135㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 경량바닥충격음 측정결과를 나타내는 것이며, 도 5는 슬래브 두께 150㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 중량바닥충격음 측정결과를 나타내는 것이고, 도 6는 슬래브 두께 150㎜ 인 본 발명의 차음구조에 대하여 경량바닥충격음 측정결과를 나타내는 것이다.

바닥충격음측정을 위한 바닥구조는 도 2과 같이 구성하였는데, 슬래브(1)의 두께 135mm 또는 150 mm, 흡음재(2)의 두께 20 mm, 경량기포콘크리트(3)의 두께 40mm, 마감모르타르(4) 50 mm로 하였다.

그리고 측정을 위한 본 발명의 흡음재는 흡음율이 0.78, 열전도율이 0.035, 밀도가 72㎏/㎥ 의 것을 사용하였다.

측정방법은 KS-F-2810 "건축물현장에 있어서 바닥충격음 측정방법"에 준하였다.

도 3 내지 도 6에서 기존바닥은 흡음재를 사용하지 않은 경우이고, PET는 본 발명의 흡음재를 사용한 경우이며, G.W는 흡음재로서 종래의 유리섬유를 사용한 경우이다.

도시된 바와 같이 중량 및 경량 충격음시험에 있어서 대부분의 주파수영역에 대하여 유리섬유로 된 종래의 완충재에 비하여 바닥충격음 흡수효과가 우수하고, 도 3의 경우에 일부 주파수범위에서 L-55보다 낮게 나타난 것을 제외하고 모두 일본건축학회 권장기준인 2등급(L-55) 수준인 것으로 나타났다.

이와 같이 본 발명의 바닥충격음 차단구조는 차음효과가 흡음재를 사용하지않는 경우보다는 물론이고 종래의 흡음재를 사용한 경우보다 우수할 뿐만 아니라, 폴리에스테르 100%의 흡음재를 사용하였기 때문에 다음과 같은 특성을 갖게 된다.

즉 본 발명의 바닥충격음 차음구조에 사용되는 흡음재는 재사용 및 소각이 용이하며 미립자의 발생이 없어 환경친화적이며, 운반 및 취급시 제품손상이 없고 보호장구가 필요없어 작업이 용이하고, 의복용 소재로 사용될 정도로 인체에 무해하며, 약 260℃에서 형태가 변할 정도로 내열성이 양호하고, 공기중에 장시간 노출되어도 결합력이 강해 풍화가 되지 않으며, 풍화에 의한 비산이 거의 없어 대기오염의 문제가 없게 된다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차단구조는 사용된 흡음재가 인장강도와 결합력이 우수하여 바닥충격음 흡수효과가 뛰어나고, 재활용 및 소각이 용이하고 인체에 무해하며 연소시 냄새가 없어 환경친화적인 환경을 제공하는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

슬래브, 단열을 위한 경량기포콘크리트, 상기 경량기포콘크리트위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르, 그리고 상기 마감 모르타르위에 접착제에 의하여 접착되는 표면마감재로 구성되는 바닥구조에 있어서,

상기 슬래브와 경량기포콘크리트의 사이, 또는 마감모르타르와 표면마감재사이에, 폴리에스테르 섬유를 카딩하되 그 종류 및 굵기가 LMP 4de, Reg 7de, Reg 3de의 것들을 혼합, 카딩하여 흡음재 웹을 형성하고 , 그 흡음재 웹을 온도 180 ∼ 195℃, 압력 2㎏/㎠ 이상, 가압시간 10 ∼ 15분의 조건으로 열압착하여서 흡음소재를 형성하며 그 흡음소재의 상면에 방수코팅제를 접착하여서 된, 흡음재가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 흡음재는 폴리에스테르 섬유의 종류 및 굵기가 LMP 4de, Reg 7de, Reg 3de의 것들을 3.5:3:3.5의 혼합율로 카딩하여 제조된 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제2항에 있어서, 상기 흡음재는 색상을 제공하기 위하여 Reg 7de의 폴리에스테르 섬유는 검정색의 것을 20%, 백색의 것을 10% 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 흡음소재는 흡음율이 0.75 ∼ 0.80, 열도율이 0.030 ∼ 0.039, 밀도가 70㎏/㎥ 의 물성치를 갖는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 방수코팅제는 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리비닐 클로라이드 필름, 폴리비닐 프로라이드 필름, 또는 폴리이미드 필름으로 된 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.