KR200347272Y1 - 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건식벽체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 소음원이 있는 장소로부터 저주파의 음이 벽을 투과하는 것을 줄이는 개선된 차음구조의 건식벽체에 관한 것이다.

본 고안의 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체는,

스터드와, 스터드에 고정되는 마감면을 포함하는 건식벽체에 있어서,

스터드와 제1마감면 사이로 적어도 하나 이상으로 스터드에 고정되는 것으로서, 다수의 스크루 고정 구멍이 타공된 스터드고정부, 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 제1절곡부의 타단으로부터 소정의 폭으로 형성되는 골판부, 골판부로부터 제1절곡부보다 길이가 짧게 벽체 내부방향으로 꺾인 제2절곡부가 형성된 비대칭 골판차음채널; 및 벽체의 천장 부분과 바닥 부분으로 제1마감면과 스터드 사이로 수평으로 삽입되는 가스켓을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체{A Dry Wall Using Unsymmetrical Sound Resilient Channel with Corrugated Surfaces}

본 고안은 건식벽체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 소음원이 있는 장소로부터 저주파의 음이 벽을 투과하는 것을 줄이는 개선된 차음구조의 건식벽체에 관한 것이다.

일반적으로 건식벽체는, 건축물의 고층화에 따른 자중을 경감하고, 공간구획 변경의 용이성, 현장 작업 공정 단순화 및 외부 기후 등의 영향을 받지 않는 공법을 필요로 할 때, 유지 보수의 용이성 등의 목적으로 사용되는 것이다.

도 1은 종래의 건식벽체를 도시한 것으로, 목재 또는 스틸로 이루어지는 다수의 스터드(stud: 1)가 벽체의 기둥역할을 하면서 사이에 있는 단열재 또는 흡음재(2)를 지지하고, 석고, 시멘트, 목질계, 금속판, 합성수지재 등의 외부마감면(3,4)이 설치되고, 내화·방수·방음 등의 용도에 따라 실란트(sealant)가 판넬과 판넬 사이 등의 접합면에 고정되는 것으로 하여 시공된다.

벽체는 열의 차단기능 외에도 실내외에서 발생하는 음(音)을 차단하거나 흡수하는 역할을 하느 것으로서, 특히 외부마감면(3,4)에 사용되는 판상의 재료는 음압에 의하여 판 전체에 생긴 진동에너지를 판내부의 마찰에 의하여 열로 변환하는역할을 한다. 또한, 내부의 단열재 또는 흡음재(2)와 같은 다공질 재료 또는 섬유질 재료와 같이 통기성이 있는 재료에 음파가 입사하면, 재료 내부의 공기 진동에 의하여 생긴 점성마찰에 의하여 열에너지로 흡음된다. 그런데, 상기한 다공성 재료의 흡음은 고음역 즉, 주파수가 큰 영역에서의 효과가 큰 반면 저주파의 음역에서는 상당량이 그대로 투과된다.

도 2는 주파수에 따른 흡음특성을 도시한 도표로서 전술한 다공질의 단열재에 석고보드와 같은 강벽이 밀착되어 있을 때 흡음률 α(입사에너지에서 반사에너지를 뺀 값을 입사에너지로 나눈 값)를 주파수에 따라 보여주고 있다. 도시한 바와 같이 저주파수의 음은 차음과 흡음으로 크게 줄어들지 않고 투과됨을 알 수 있다. 특히, 일반적인 보드를 붙인 구조에서는 흡음의 피크는 300㎐ 이하의 저음역에서 그 효과는 20~30% 정도이다. 따라서, 저주파의 음을 효과적으로 차단할 수 없는 문제가 있다.

한편, 벽체의 차음성능은 입사한 음의 에너지에 대한 투과에너지의 정도를 나타내는 투과율이 이용되며, 판의 면밀도가 클수록 또는 음의 주파수가 높을수록 차음성능은 뛰어나게 된다. 그러나 판의 고유진동수와 음의 주파수가 일치하면 판과 음파 사이에 공명진동이 일어나 음이 급격하게 투과한다. 즉, 저주파에서도 저주파수의 음이 차단되는 데에는 한계가 있었다.

그리고 차음효과를 개선하기 위하여 소음발생실의 벽면과 수음실의 벽면 사이에 공기층을 두는 것이 개발되었으나 마감벽면과 벽체의 스터드를 고정하는 과정에서 전달되는 진동이 효과적으로 제어되지 못하는 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 점에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은, 건식벽체의 사이에 공기층을 두어 고유진동수를 낮추고, 마감면이 스터드에 고정되는 과정에서 발생하는 진동(음파)의 전달을 최소화하여 저주파수의 음이 벽체를 투과하는 것을 최소화하는데 있다. 본 고안의 다른 목적은 간단한 구조를 통하여 차음개선을 위한 추가적 비용을 낮추고, 시공을 용이하게 하는데 있다.

도 1은 종래의 건식벽체의 부분절개 사시도

도 2는 주파수에 따른 흡음특성을 나타낸 도표

도 3은 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체의 부분절개 사시도

도 4는 본 고안에 따른 건식벽체의 단면도

도 5은 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널의 사시도

도 6는 본 고안에 따른 다른 골판차음채널의 사시도이다.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

301: 스터드 302: 흡음재 또는 단열재

304: 비대칭 골판차음채널 303,306,308: 댐핑시트(damping sheet)

305a, 305b: 가스켓 307: 제1마감면

309: 제2마감면 402: 실란트(sealant)

403: 공기층 501,601: 스터드고정부

502, 602a,602b: 제1절곡부 503, 603a, 603b: 골판부

504, 604a, 604b: 제2절곡부

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체는,

스터드와, 스터드에 고정되는 마감면을 포함하는 건식벽체에 있어서,

스터드와 제1마감면 사이로 적어도 하나 이상으로 스터드에 고정되는 것으로서, 다수의 스크루 고정 구멍이 타공된 스터드고정부, 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 골판부로부터 제1절곡부보다 길이가 짧게 벽체 내부방향으로 꺾인 제2절곡부가 형성된 비대칭 골판차음채널; 및 벽체의 천장 부분과 바닥 부분으로 제1마감면과 스터드 사이로 수평으로 삽입되는 가스켓을 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 비대칭 골판차음채널은 바닥에 대하여 수평으로 설치되는 것을 하나의 특징으로 한다.

그리고, 비대칭 골판차음채널의 골판부와 제1마감면 사이 또는 비대칭 골판차음채널의 스터드 고정부와 스터드 사이로 댐핑시트가 삽입되는 것을 다른 하나의 특징으로 한다.

한편, 본 고안의 또다른 특징은, 다수의 스크루 고정용 구멍이 타공된 스터드 고정부, 스터드 고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 골판부로부터 제1절곡부보다 길이가 짧은 제2절곡부가 형성된 건식벽체용 비대칭 골판차음채널, 및

다수의 스크루고정용 구멍이 타공된 스터드고정부, 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 골판부로부터 제1절곡부보다 길이가 짧은 제2절곡부가 스터드 고정부의 양쪽으로 형성된 건식벽체용 비대칭 골판차음채널에 있다.

그리고, 제1절곡부의 길이는 1.5 ~ 2.5㎝이고, 제2절곡부의 길이는 0.5 ~ 1.4㎝인 것을 특징으로 한다.

그리고, 골판부의 폭은 4 ~ 6㎝인 것을 특징으로 한다.

그리고, 골판부의 골은 7 ~ 12 개가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 3은 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체의 분해 사시도로서 건식벽체는, 기둥역할을 하는 다수의 스터드(stud:301)가 벽체의 내부에 배열되고, 스터드(301) 사이로 흡음재 또는 단열재(302)가 충전되며, 스터드(301)의 측면에 본 고안의 비대칭 골판차음채널(304)이 하나 이상으로 댐핑시트(303)를 사이로 두고 스크루고정되며, 비대칭 골판차음채널(304)의 바깥쪽으로 제1마감면 (307)이 댐핑시트(306)를 사이로 두고 고정되며, 제1마감면(307)의 바깥으로 다수의 댐핑시트(308)를 사이에 두고 제2마감면(309)이 고정되는 것으로 구성된다.

스터드(301)는 건축용 강체 받침재로서 나무 또는 스틸이 필요에 따라 채택되며, 도시에서는 단면을 특정하지는 않았으나, 'ㄷ'자 형태가 주로 사용될 수 있다.

흡음재 또는 단열재(302)는 소음공간에서 발생되는 음을 흡수하는 다공성의 하니콤(honeycomb), 유리면, 암면 등의 재료로서 벽체의 내부마감을 위하여 사용되는 것이다.

댐핑시트(damping sheet:303,306,308)는 진동면에 접착 또는 열융착하여 제진을 도모하는 재료로서, 제2마감면과 제1마감면에서 비대칭 골판차음채널(304) 및 비대칭 골판차음채널(304)에서 스터드(301)로 전달되는 진동(음파)을 부차적으로 감소시키며, 아스팔트 또는 부틸타입이 바람직하게 채택된다.

가스켓(305a,305b)은 소음이 상기 비대칭 골판차음채널을 설치함으로써 생기는 공기층에 의하여 천정 또는 바닥으로 음이 새어나가는 것을 방지하기 위하여 연질의 다공성 재료가 사용된다.

제1마감면(307)과 제2마감면(309)은 면밀도가 큰 판상재로서 석고보드, 시멘트보드, 목질계보드, 금속판, 합성수지재 등이 사용되는 것으로 음파의 투과를 1차적으로 방지하는 역할을 하며, 필요에 따라 내화나 내습을 위한 용도로의 재질이 채택될 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 건식벽체의 천정부분 단면도로서, 본 고안의 건식벽체의 제1마감면(307), 제2마감면(309)이 천장의 마감재(401)와 실란트(402)에 의하여 소음이나 공기로부터 밀폐되는 구조로 되어 있다. 도시에서 보는 바와 같이 비대칭 골판차음채널(304)에 의하여 공기층(403)을 형성하게 되므로 소음실에서 발생하는 음파가 공기층에 의하여 감쇠되어 차단효과를 높인다.

도 5는 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널의 사시도로서, 스터드에 고정되는 스터드고정부(501)와, 공간을 형성하기 위한 제1절곡부(502)와, 제1마감면(307)과 접하는 골판부(503) 및 제2절곡부(504)로 구성된다. 특히, 제2절곡부(504)는 제1절곡부(502)보다 짧게 함으로써 공기층(403)의 내부 공간에서 열린구조가 되기 때문에 골판부에 전달되는 음압(진동)은 스터드고정부(501)를 중심으로 탄성힌지되며 압축되어 댐핑된다. 또한 이러한 비대칭의 구조에 의하여 음이 공기층(403) 내부에서 공명되는 것을 방지한다.

따라서, 파장이 긴 음이 쉽게 감쇠될 수 있으며, 음파의 난반사를 유도하고차음효과를 극대화하기 위하여 골판부(503)를 형성하는 것이다.

한편, 비대칭 골판차음채널은 일정한 강성을 확보하기 위하여 스틸과 같은 재질이 가능하다.

그리고, 비대칭 골판차음채널의 설치 방향은 다양할 수 있으나, 시공의 편리를 위하여 바닥에 평행하게 설치되는 것이 바람직하게 채택될 수 있다.

본 실시예에서는, 제1절곡부(502)의 길이는 1.5 ~ 2.5㎝이고, 제2절곡부(504)의 길이는 0.5 ~ 1.4㎝가 바람직하게 채택되며, 골판부(503)의 폭은 4 ~ 6㎝ 및 골판부(503)의 골은 7 ~ 12 개가 바람직하게 채택된다.

한편, 비대칭 골판차음채널(304)은 바닥에 수평하게 스터드에 고정하는 것 외에도 필요에 따라 다른 방향으로 설치될 수 있다.

도 6은 본 고안에 따른 다른 실시예인 골판차음채널의 사시도로서, 위에서 설명한 비대칭 골판차음채널이 스터드고정부(601)를 두고 겹으로 되어 있는 형태를 제시한다. 이에 의하여 소정의 효과를 극대화할 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 고안이 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

상기의 설명에서와 같이 본 고안에 따른 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체에 의하면,

우선, 소음발생실의 벽과 수음실의 벽 사이에 차음채널에 의한 공기층을 형성하므로 1차적으로 면의 진동을 댐핑하는 차단재(insulator) 역할을 하는 것을 유지하면서, 제2마감면과 제1마감면을 거쳐 전달되는 음파는 제1마감면에 접촉하고 있는 차음채널에 의하여 급격히 감쇠된다. 이는 스틸과 같은 강성을 지닌 차음채널의 고정 부분이 한쪽으로만 치우쳐 있으므로 전달받은 음압에 대하여 채널이 1차적으로 탄성적으로 미세변형하기 때문이다. 이에 의하여 마감면의 진동은 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 벽체 전체의 고유진동수를 낮추게 된다.

또한, 채널의 골판부에 형성된 다수의 골은 음파를 내부적으로 난반사를 일으켜 복잡하게 경로차를 만들고, 제2절곡부의 길이를 제1절곡부에 대하여 작게 함으로써 전체적으로 채널이 내부적으로 공기층에 대하여 열린(open) 구조가 되어 내부에서의 음의 공명이 감소되는 효과를 극대화할 수 있다.

따라서 저주파수의 음이 투과되는 것을 효과적으로 줄일 수 있게 되는 것이다.

그리고, 이와 같은 차음채널의 구조는 설치가 간단하므로 시공이 용이하고 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 스터드와, 스터드에 고정되는 마감면을 포함하는 건식벽체에 있어서,

   스터드와 제1마감면 사이로 적어도 하나 이상으로 상기 스터드에 고정되는 것으로서, 다수의 스크루 고정 구멍이 타공된 스터드고정부, 상기 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 상기 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 상기 골판부로부터 상기 제1절곡부보다 짧게 벽체 내부방향으로 꺾인 제2절곡부가 형성된 비대칭 골판차음채널; 및

   벽체의 천장 부분과 바닥 부분으로 상기 제1마감면과 상기 스터드 사이로 수평으로 삽입되는 가스켓을 포함하는 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비대칭 골판차음채널은 바닥에 대하여 수평으로 설치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 비대칭 골판차음채널의 골판부와 상기 제1마감면 사이 또는 상기 비대칭 골판차음채널의 스터드 고정부와 상기 스터드 사이로 댐핑시트가 삽입되는 것을 특징으로 하는 비대칭 골판차음채널을 이용하는 건식벽체.
4. 스터드에 고정되는 다수의 스크루 고정용 구멍이 타공된 스터드고정부, 상기 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 상기 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 상기 골판부로부터 상기 제1절곡부보다 길이가 짧은 제2절곡부가 형성된 건식벽체용 비대칭 골판차음채널.
5. 스터드에 고정되는 다수의 스크루 고정용 구멍이 타공된 스터드고정부, 상기 스터드고정부로부터 소정의 길이로 꺽인 제1절곡부, 상기 제1절곡부의 타단으로부터 종방향으로 다수의 골이 형성된 소정 폭의 골판부, 상기 골판부로부터 상기 제1절곡부보다 길이가 짧은 제2절곡부가 상기 스터드고정부의 양쪽으로 형성된 건식벽체용 비대칭 골판차음채널.
6. 제1항, 제4항 또는 제5항중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 제1절곡부의 길이는 1.5 ~ 2.5㎝이고, 상기 제2절곡부의 길이는 0.5 ~ 1.4㎝인 것을 특징으로 하는 건식벽체용 비대칭 골판차음채널.
7. 제1항, 제4항 또는 제5항중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 골판부의 폭은 4 ~ 6㎝인 것을 특징으로 하는 건식벽체용 비대칭 골판차음채널.
8. 제1항, 제4항 또는 제5항중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 골판부의 골은 7 ~ 12 개가 형성된 것을 특징으로 하는 건식벽체용 비대칭 골판차음채널.