KR20060019103A - 발포 폴리에틸렌 및 ｐｅｔ 복합패널에 의한 바닥충격음차단구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포 폴리에틸렌 및 PET 복합패널에 의한 바닥충격음 차단구조에 관한 것으로, 그 목적은 아파트 등의 공동 주거공간 윗층에서 구조물을 통해 전달되는 중량 충격음을 쉽게 차단할 수 있는 완충재 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 구성은 온돌층을 이루는 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 설치되는 바닥충격음 차단을 위한 완충재 구조에 있어서, 상기 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 경량충격음을 차단하는 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌과; 이 발포 폴리에틸렌과 하부 콘크리트바닥 사이에 설치되어 진동을 흡수 차단해주는, 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재를 수직 적층하고, 수직 적층된 발포 폴리에틸렌 및 PET 흡음재가 벽체와 접하는 가장자리 부분은 입상으로 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌 및 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재 순서로 시공한 복합패널로 구성하여 중량충격음을 차단토록 한 구조를 특징으로 한다.

완충재, 흡차음재, 흡음재, 바닥충격음, 발포 폴리에틸렌, PET

Description

발포 폴리에틸렌 및 ＰＥＴ 복합패널에 의한 바닥충격음 차단구조{Floor impact noise reducing structure by expanded Polyethylene and PET panel}

도 1은 본 발명에 사용된 발포 폴리에틸렌(Polyethylene) + PET의 물성을 나타낸 그래프이고,

도 2a는 본 발명에 따른 완충재 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 경량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프이며,

도 2b는 본 발명에 따른 완충재 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 중량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따라 시공시의 소음 차단 효과를 보인 개략도이며,

도 4는 종래 폴리 스틸렌 폼(스티로폼)만으로 시공시의 소음 전달과정을 보인 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 발포 폴리에틸렌

(2) : PET(Polyethylene Terephthalate)

본 발명은 발포 폴리에틸렌 및 PET 복합패널에 의한 바닥충격음 차단구조에 관한 것으로, 자세하게는 바닥에서 발생된 중량 충격음이 구조물의 바닥 및 측면 콘크리트를 통해 상하부층으로 전달되는 것을 차단하도록 구성한 완충재 구조에 관한 것이다.

생활수준의 향상으로 안락한 주거환경을 바라는 욕구가 증대되고 있으며, 이에 따라 생활주변에서 발생되는 소음에 대한 민감도도 상승되고 있는 추세이다. 특히 아파트 등의 공동주거공간에서는 건축물의 외부에서 발생되는 소음은 물론이고 윗층에서 발생되는 소음에 대해서도 민감한 반응을 보이는 경우가 많다.

이와 같은 문제점에 대해 최근에는 건축물의 슬라브를 콘크리트 타설할 때 방음용 패널로서 폐타이어, PE, EVA 등의 재료를 사용한 완충재를 사용하고 있으나, 이것으로는 윗층에서 충격을 가해 발생되는 저주파수대의 충격음을 효과적으로 제거하기에는 불충분하였다.

이와 같은 이유는 사용되는 완충재의 1차 고유 진동수가 바닥판의 1차 고유 진동수(약 30Hz ~80Hz)이하로 되지 못하여 바닥판과 함께 공진함으로써 바닥판위의 진동을 완충재에서 유효하게 차단할 수 없었다.

하지만 종래에는 이와 같은 바닥충격음을 차단하기 위해 도 4와 같이 20㎜ 두께의 발포 폴리스틸렌(스티로폼)을 사용하여 단열/완충재로 사용하였으며, 이 경우 1차 고유진동수는 30Hz 보다 훨씬 높은 약 80~100Hz정도 되었다.

따라서 종래의 스티로폼을 사용한 완충재는 식탁 끄는 소리, 골프공 구르는 소리 등의 경량충격음 차단에는 어느 정도 효과가 있었으나, 어린이가 뛰는 중량 충격음을 차단하기에는 무리가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 아파트 등의 공동주거공간에서 어린이가 뛸 때 발생하는 중량충격음을 차단할 수 있고 고유진동수가 낮은 완충재 구조를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 온돌층을 이루는 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 설치되는 바닥충격음 차단을 위한 완충재 구조에 있어서, 상기 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 경량충격음을 차단하는 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌과; 이 발포 폴리에틸렌과 하부 콘크리트바닥 사이에 설치되어 진동을 흡수 차단해주는, 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재를 수직 적층하고, 수직 적층된 발포 폴리에틸렌 및 PET 흡음재가 벽체와 접하는 가장자리 부분은 입상으로 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌 및 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재 순서로 시공한 복합패널로 구성하여 중량충격음을 차단토록 한 구조를 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 사용된 발포 폴리에틸렌 + PET(Polyethylene + Polyethylene Terephthalate) 의 물성을 나타낸 그래프이고,

도 2a는 본 발명에 따른 완충재 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 경량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프이며, 도 2b는 본 발명에 따른 완충재 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 중량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따라 시공시의 소음 차단 효과를 보인 개략도이다.

본 발명의 완충재 구조는 온돌층을 이루는 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 바닥콘크리트 사이 약 20~30㎜의 공간에 적층 설치된 발포 폴리에틸렌(1)과, 발포 에틸렌 밑에 설치되어 진동을 흡수 차단해주는 PET(2)으로 이루어진 구조를 특징으로 한다.

상기 발포 폴리에틸렌(Polyethylene)의 시공두께는 15㎜ 이하인데, 그 수치 한정이유는 15㎜보다 크면 하중에 대해 약하여 시공상 문제점이 있기 때문이다.

PET의 시공두께는 7~10㎜인데, 그 수치 한정이유는 7㎜보다 작으면, 차음성능 및 제작상 문제가 있으며, 10㎜ 보다 크면 차음성능 대비 경제성이 나빠지는 문제점이 있기 때문이다.

또한 발포 폴리에틸렌은 수분 및 기포 콘크리트 등이 스며들지 않도록 그 표면을 오픈 셀(open cell)이 아닌 클로즈 셀(close cell)로 형성하였으며, 하중에 의해 깨지지 않는 구조로 구성한다.

Polyethylene terephthalate(밀도 80kg/㎥~150kg/㎥) 완충재는 진동흡수를 위한 목적을 위해 사용되는 것이고, 그 시공 두께는 7~10㎜이 되도록 시공한다.

밀도가 80kg/㎥~150kg/㎥인 Polyethylene terephthalate의 사용 이유는 진동 흡수성능과 하중에 의한 변형량이 최적화되고, 경제성도 우수하기 때문이며, 그 두께를 수치 한정한 이유는 7㎜이상 일때 진동 흡수성능, 제작성, 시공성이 좋고, 그 이하에서는 진동흡수 성능이 급격히 낮아지기 때문이다. 또한 10㎜ 보다 크면 차음성능 대비 경제성이 나빠지는 문제점이 있기 때문이다.

PET를 밑에 놓고 그 상부에 발포폴리에틸렌을 적층하는 이유는 일반적으로 국내 온돌 구조는 발포폴리에틸렌 위에 경량 경량기포콘크리트를 시공하게 되는데 이 경우 발포 폴리에틸렌이 경량기포콘크리트에 포함된 시멘트 물의 흡수를 어렵게 함으로써 완충재의 성능이 계속 유지될 수 있게 되기 때문이다.

또한 슬라브(바닥 콘크리트) 면이 다소 평탄하지 않아도 슬라브 위에 시공되는 PET의 경우는 시공이 용이하나, 만약 슬래브 위에 발포폴리에틸렌+PET+경량기포콘크리트 순으로 시공될 경우 슬라브와 발포폴리에틸렌 사이에 틈새가 발생하여 마치 북을 치는 것과 같은 공명음이 발생할 수 있으며, 이 경우 바닥충격음은 아래층으로 많이 전달되게 된다.

본 발명에 사용된 완충재는 고유진동수는 도 1에 도시된 바와 같이 약 23Hz로서 저주파수의 중량 바닥충격음을 차단하기에 적합한 반면, 발포 폴리에틸렌만의 고유진동수는 약 40~50Hz로서 타이어의 충격력이 많은 저주파수음을 차단하기 어려운 실정이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예이다.

본 발명의 구성에 따른 완충재를 사용하였을 때와 기존의 스티로폼 완충재를 사용하였을 때에 대하여 역 A특성 바닥충격음 레벨을 측정하였으며, 완충재 자체의 중요한 물성치인 동탄성 계수(고유진동수가 낮을수록 작은 값을 나타내며, 작을수록 진동을 많이 흡수함)를 측정하였다.

(실시예)

본 발명 실험에 사용된 발포 폴리에틸렌의 두께는 10㎜로 하였고, PET은 10㎜로 시공 후 측정하였다.

구체적으로 4.6m × 5.2m 정도 크기의 실내에 마감몰탈 40㎜ + 경량기포콘크리트 50㎜ + 본 발명 완충재 20㎜(발포 폴리에틸렌 10㎜ + PET 10㎜) + 슬래브 180㎜의 바닥구조를 시공하여 바닥충격음 성능을 테스트하였다.

측정 결과는 도 2a, 2b와 같이 역 A특성 레벨이 경량 42 dB, 중량 48 dB로 나타났으며, 동탄성 계수는 4.4*10⁶N/㎥으로 나타났다.

상기 역 A특성 레벨은 그래프의 주파수별 측정치와 역 A 곡선과의 차이의 합이 경량의 경우 10dB, 중량의 경우 8dB을 초과하지 않을 때 역 A 값 기준 곡선값을 말한다.

(비교예)

4.6m × 5.2m 정도 크기의 실내에 마감몰탈 40㎜ + 경량기포콘크리트 50㎜ + 스티로폼 20㎜ + 슬래브 180㎜의 바닥구조를 시공한 바닥충격음 성능을 측정하였다.

측정 결과 기존의 스티로폼 완충재의 경우 역 A 특성레벨이 경량 56dB, 중량 51dB로 나타났다.

상기와 같은 측정 결과에 의하면 본 발명 완충재 구조의 경우 역 A 특성레벨이 기존의 스티로폼 완충재 구조에 비해 역 A 특성 레벨이 경량의 경우 약 14 dB, 중량의 경우 약 3 dB 정도 개선되고 있다.

약 3 dB 이 개선될 경우, 통과되는 물리적인 힘이 1/2로 줄어듦을 의미하며, 약 5 dB이 줄어들 경우, 청감상 확실한 성능 차이가 있음을 감안할 때, 본 발명 실험에 사용된 완충재는 상당한 충격음 레벨 저감 효과를 가지고 있음을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 종래 스티로폼만을 완충재로 시공할 경우, 건물의 바닥구조를 통해 전달되는 소음의 차단이 어려웠으나, 본 발명 구조는 발포 폴리에틸렌과 PET를 조합하여 사용함으로써 동탄성 계수를 크게 낮추고 이를 통해 경량충격음 뿐만 아니라 중량충격음 차단효과도 탁월하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 그 산업상 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 온돌층을 이루는 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 설치되는 바닥충격음 차단을 위한 완충재 구조에 있어서,

   상기 경량기포콘크리트층 및 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 경량충격음을 차단하는 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌과; 이 발포 폴리에틸렌과 하부 콘크리트바닥 사이에 설치되어 진동을 흡수 차단해주는, 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재를 수직 적층하고, 수직 적층된 발포 폴리에틸렌 및 PET 흡음재가 벽체와 접하는 가장자리 부분은 입상으로 두께 15㎜ 이하로 시공되는 발포 폴리에틸렌 및 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 두께 7~10㎜로 시공되는 PET 흡음재 순서로 시공한 복합패널로 구성하여 중량충격음을 차단토록 한 구조를 특징으로 하는 발포 폴리에틸렌 및 PET 복합패널에 의한 바닥충격음 차단구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발포 폴리에틸렌과 PET 흡음재로 구성된 복합패널은 고유진동수가 23 Hz를 만족하도록 적층 구성한 것을 특징으로 하는 발포 폴리에틸렌 및 PET 복합패널에 의한 바닥충격음 차단구조.

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