KR20060120329A

KR20060120329A - 슬래브 바닥구조물

Info

Publication number: KR20060120329A
Application number: KR1020050042114A
Authority: KR
Inventors: 전진용; 정정호; 조아형
Original assignee: 한양대학교 산학협력단; 조아형
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-11-27
Also published as: KR100722520B1

Abstract

본 발명은 슬래브 바닥구조물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 슬래브 바닥구조물은 복층건물의 층간소음저감을 위한 것으로서, 건물의 벽체와 벽체 사이에 수평적으로 배치되어 건물의 층을 형성하는 슬래브 바닥체; 및 상기 슬래브 바닥체의 진동이 이 슬래브 바닥체의 하방으로 전달되지 않도록, 상기 슬래브 바닥체의 하면에 밀착해서 부착되는 판형의 소음저감재;를 포함하는 것에 특징이 있다.

Description

슬래브 바닥구조물{Slab structure}

도 1은 종래의 슬래브 바닥구조물에 대한 개략적 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물의 개략적 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물의 주요부분에 대한 개략적 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 슬래브 바닥구조물의 차음효과를 테스트한 결과 그래프이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물에 대한 개략적 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 ... 슬래브 바닥구조물 8 ... 벽체

10 ... 슬래브 바닥체 11 ... 홈

17 ... 프라이머 20 ... 소음저감재

21 ... 본체부 22 ... 절곡부

30 ... 완충층 40 ...기포 콘크리트층

50 ... 몰타르층 60 ... 바닥마감재

70 ... 배관

본 발명은 복층건물의 슬래브 바닥구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래브 바닥체에 충격이 가해짐으로써 발생되는 중량충격음이 이 슬래브 바닥체의 하방으로 전달되는 것을 저감시킬 수 있도록 구조가 개선된 슬래브 바닥구조물에 관한 것이다.

일반적으로 건물은 수직하게 배치되는 벽체들 사이에 수평방향으로 바닥체를 축조하여 층을 형성하게 되며, 벽체들 사이에 수평방향으로 보를 삽입시키기도 한다. 일반적으로 상기 바닥체는 콘크리트 슬래브를 주로 사용한다. 상기 콘크리트 슬래브 바닥체는 이 슬래브 바닥체 위의 공기전달음은 매우 잘 차단하는 반면, 슬래브 바닥체에 직접 충격을 가하여 진동이 발생되는 고체전달음은 효과적으로 차단시키지 못하고 슬래브 바닥체를 통해 아래층 또는 인접해 있는 공간으로 진동과 소음이 방사되는 문제점이 있었다. 따라서, 공동건물의 경우 이러한 소음을 효과적으로 차단할 수 있도록, 하부층으로 전달되는 층간소음을 저감하기 위하여 슬래브 바닥체에 완충제를 적층시키는 등 고체전달음을 차단하려는 시도들이 행해져 왔다.

이러한 종래의 슬래브 바닥구조물이 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 종래의 슬래브 바닥구조물에 대한 개략적 단면도이다. 도 1을 참조하면, 공동건물의 슬래 브 바닥구조(9)는 수직한 벽체(8)들 사이에 수평적으로 배치되는 콘크리트 슬래브 바닥체(1) 위에 완충제(2)를 적층시키고, 이 완충제(2) 위에 순차적으로 경량기포 콘크리트층(3)과 몰타르층(5)을 적층시켰다. 또한, 주택의 경우 상기 몰타르층(5)위에 바닥장판층(6)을 추가적으로 적층시키고, 상기 경량기포 콘크리트층(3)에는 난방을 위한 배관(4)시설을 설치하는 것이 일반적이다.

상기 완충제(2)로서는 폐타이어 분쇄물, 고무칩, 이른바 EVA칩(Ethylene Vinyl Acetate Chip), 발포스텔린폼, 이른바 EPS(Expended poly styrene) 등을 사용한다. 이러한 완충제(2)를 적층시켜 바닥구조물을 시공하는 경우, 완충제를 적층시키지 않은 바닥구조물에 비하여, 상기 고체전달음 중 고주파수 대역의 경량충격음은 아래층이나 인접한 공간으로 방사되는 것이 저감되지만 저주파수 대역의 중량충격음은 실질적으로 전혀 개선이 되지 않는다는 문제점이 있었다. 즉, 바닥충격음은, 작은 물건이 떨어지거나 긁히는 소리 등 58데시벨(dB) 이하의 경량충격음과, 어린이가 뛰는 소리 등 50dB 이하의 중량충격음으로 나누어 지는데, 상기 완충제(2)를 적층시키는 경우 경량충격음에 대해서만 소음저감이 이루어 졌다.

그러나, 공동주택의 소음 중 실질적으로 큰 문제가 되는 아이들이 뛰어 놀거나, 성인이 보행을 하는 경우 슬래브 바닥구조물(9)에서 발생되는 고체전달음은 대부분 중량충격음이기 때문에 상기한 완충제(2)만으로는 실질적으로 아래층으로 방사되는 소음을 차폐할 수 없다는 문제점이 이다. 이에 따라, 중량충격음이 공동주택의 하층이나 인접한 공간으로 방사되지 않도록 하여 쾌적한 주거환경을 만들 수 있는 건물의 슬래브 바닥구조물이 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충격 또는 진동에 의하여 건물의 슬래브 바닥체에서 발생되는 중량충격음을 저감하여 쾌적한 주거환경을 조성하 수 있도록 구조가 개선된 슬래브 바닥구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬래브 바닥구조물은, 복층건물의 층간소음저감을 위한 것으로서, 건물의 벽체와 벽체 사이에 수평적으로 배치되어 건물의 층을 형성하는 슬래브 바닥체; 및 상기 슬래브 바닥체의 진동이 이 슬래브 바닥체의 하방으로 전달되지 않도록, 상기 슬래브 바닥체의 하면에 밀착해서 부착되는 판형의 소음저감재;를 포함하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 소음저감재는 섬유 강화 플라스틱(FRP)판인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 슬래브 바닥체의 진동을 저감시킬 수 있도록, 이 슬래브 바닥체의 하면에는 오목하게 형성된 홈이 상기 슬래브 바닥체의 길이방향을 따라 길게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 슬래브 바닥체의 하면에 형성된 홈은 그 단면이 삼각형인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 슬래브 바닥체의 하면에 형성된 홈은 상기 슬래브 바닥체의 폭방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 소음저감재의 적어도 일측 단부에는 하방으로 절곡되어 있는 절곡부가 형성되어 있으며, 이 절곡부는 상기 슬래브 바닥체와 연결되어 있는 벽체에 밀착해서 부착되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 슬래브 바닥체의 상측에는 기포콘크리트층이 적층되고, 상기 슬래브 바닥체와 기포콘크리트층 사이에는 기포콘크리트층으로부터 하방으로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 완충층이 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물의 개략적 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물의 주요부분에 대한 개략적 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물(100)은 슬래브 바닥체(10)와 소음저감재(20)를 구비한다.

상기 슬래브 바닥체(10)는 수직한 방향으로 배치되어 있는 벽체(8)와 벽체(8) 사이에 결합되어 수평적으로 배치된다. 본 실시예에서 상기 슬래브 바닥체(10)는 철근 콘크리트 구조로 되어있다. 복층의 공동주택에서 상기 슬래브 바닥체(10)는 대략 125mm 내지 150mm 두께로 시공하는 것이 일반적이다.

상기 슬래브 바닥체(10)의 하면에는 이 슬래브 바닥체(10)의 길이방향을 따라 홈(11)이 오목하게 형성되어 있다. 이 홈(11)은 상기 슬래브 바닥체(10)에 가해진 충격으로 인해 굴곡파 형태로 진행하는 진동을 억제하기 위한 것으로서, 굴곡 파가 진행될 때 불연속점을 형성하여 이 굴곡파를 왜곡시켜 진동을 저감시킨다. 본 실시예에서 상기 홈(11)은 그 단면이 삼각형상으로 되어 있으며, 대략 5mm깊이로 형성한다. 이 삼각형상의 홈(11)은 슬래브 바닥체(10)의 하면을 이른바 'V컷팅'하여 형성하게 된다. 상기 홈(11)은 상기 슬래브 바닥체(10)의 폭방향을 따라 일정 간격으로 복수개 배치되어 있다.

상기 소음저감재(20)는 상기 슬래브 바닥체(10)에 가해진 중량충격에 의한 진동 또는 소음을 저감시켜 이 진동 또는 소음이 상기 슬래브 바닥체(10)의 하방으로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이 슬래브 바닥체(10)의 하면에 부착된다. 상기 홈(11)이 형성되어 있는 슬래브 바닥체(10) 하면에 프라이머(17, primer)를 도포한 후 상기 소음저감재(20)를 밀착해서 부착시킨다. 이 때 상기 프라이머(17)가 홈(11)에 완전히 충전되어 공극이 없도록 충분히 도포하는 것이 바람직하다. 상기 소음저감재(20)를 부착시킨 후 프라이머(17)가 경화되기 위한 일정 시간 동안은 상기 소음저감재(20)를 지지해줄 필요가 있으므로, 동바리(미도시,support)를 하층바닥면과 소음저감재(20)의 하면 사이에 끼워서 상기 소음저감재(20)를 지지해주는 것이 바람직하다. 상기 소음저감재(20)는 판형으로 형성된 본체부(21)를 구비하며, 이 본체부(21)가 상기 슬래브 바닥체(10)에 부착된다. 상기 판형의 본체부(21)의 양측단부에는 하방으로 절곡되어 있는 절곡부(22)가 형성되어 있다. 이 절곡부(22)는 슬래브 바닥체(10) 또는 벽체(8)로 부터 하층의 벽체로 전달되는 중량충격음을 저감시키기 위한 것으로서, 상기 슬래브 바닥체(10)의 양측에 배치되어 있는 건물의 벽체(8)에 각각 밀착해서 부착된다. 이 절곡부(22)도 상기 본체부(21)와 마찬가지로 프라이머(미도시)에 의하여 벽체(8)에 부착된다. 본 실시예에서, 상기 소음저감재(20)는 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic)이 사용된다. 상기 섬유 강화 플라스틱은 섬유모양 강화재로 복합화하여 기계적 강도나 내열성을 향상시킨 플라스틱으로 약칭 FRP라고 한다. 보강재로는 유리섬유, 탄소섬유 등의 방향족 나일론섬유가 사용되며, 플라스틱(매트릭스)으로는 불포화폴리에스테르, 에폭시수지 등의 열경화성수지가 많이 사용된다. 가장 일반적인 FRP는 불포화폴리에스테르를 유리섬유로 보강하여 이루어지며, 큰 인장강도와 내충격성을 가진 재료가 된다. 불포화폴리에스테르 자체는 경질폴리염화비닐이나 폴리메틸메타크릴레이트에 비해 인장강도가 작지만 유리섬유로 보강하거나 그 함유량을 증가시킬수록 인장강도는 점점 커진다. 즉, 불포화 폴리에스테르는 강도가 4Kg/mm², 탄성율이 380Kg/mm² 으로서, 경질폴리염화비닐의 강도 6Kg/mm²및 폴리메틸메타크릴레이트의 강도 7.2 Kg/mm²보다 작지만 유리섬유의 함량이 30%인 FRP는 강도가 10Kg/mm², 탄성율이 1000Kg/mm² 로서 그 강도가 매우 크다. 또한, 유리 섬유의 함량을 60%로 높인 FRP의 강도는 33 Kg/mm², 탄성율은 2200Kg/mm²로서 매우 높아진다. 또한, FRP는 상온·상압에서 성형이 가능하다. 탄소섬유나 에폭시수지의 복합재료는 유리섬유 복합재에 비해 무게가 더 가벼우므로 단위무게당 강도(比强度)가 다른 재료에 비해 대단히 크다.

본 실시예에 있어서, 상기 섬유 강화 플라스틱은 10mm 내지 20mm정도의 두께 로 형성하는 것이 일반적이지만, 필요에 따라서는 20mm 이상으로 형성할 수도 있다.

상기 슬래브 바닥체(10)의 상측에는 기포콘크리트층(40)이 적층되고, 상기 슬래브 바닥체(10)와 기포콘크리트층(40) 사이에는 완충층(30)이 적층된다.

상기 기포 콘크리트층(40)은 다시 단열층(41)과 축열층(42)으로 이루어져 있다. 공동주택의 경우 상기 축열층(42)에는 난방을 위한 배관(70)이 형성된다. 일반적으로 상기 기포 콘크리트층(40)은 70mm전후의 두께로 형성된다.

상기 완충층(30)은 상기 기포 콘크리트층(40)으로부터 하방으로 전달되는 충격음 특히, 경량충격음을 저감시키기 위한 것으로서 대략 10mm 내지 20mm 정도의 두께로 형성된다. 이러한 완충층(30)의 재료로는 폐타이어 분쇄물, 고무칩, 이른바 EVA칩(Ethylene Vinyl Acetate Chip), 발포스텔린폼, 이른바 EPS(Expended poly styrene) 등이 사용된다.

한편, 상기 기포 콘크리트층(40)의 상면 위에는 몰타르층(50)이 적층되며 대략 50mm내외의 두께로 형성된다. 또한, 공동주택의 경우 상기 몰타르층(50)위에 최종적으로 장판 등의 바닥마감재(60)를 적층시켜 바닥구조물을 마감하는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물(100)의 작용,효과에 대하여 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물(100)의 차음효과를 테스트하였다. 복층건물에서 충격음을 가하는 음원실이 상층에 마련되고, 이 음원실 에서 발생된 진동이 슬래브 바닥구조물(100)을 통해 하층에 마련된 수음실로 전달된다. 공동주택에서 바닥충격음 문제가 가장 많이 발생하는 부분이 거실이고, 대부분의 거실은 23m²±5m²정도의 면적을 가지고 있다. 따라서, 상기 음원실과 수음실의 각 바닥면적은 23m²로 하였다. 한편, 건물의 차음성능을 측정하는 표준 측정실 조건으 규정하고 있는 KSF2860과 ISO 140-1 등에서 수음실의 용적을 50 m³ 이상으로 설정하고 있으므로, 본 테스트에서도 수음실의 높이를 2.5m로 하여 전체 수음실 용적을 57.5 m³로 하였다. 또한, 음원실과 수음실의 장단변비는 1:1.1 내지 1:1.3의 범위가 되도록 설정하였다.

바닥충격음 차단성능의 평가는 KS F 2810-2에 규정된 표준중량충격원인 뱅머신(Bang machine)을 규정된 낙하높이와 타이어 공기압을 기준으로 음원실의 중앙점을 포함하는 5개지점에서 가진하였으며, 수음실에서는 1.2m높이를 기준으로 중앙점을 포함하는 3개지점에서 무지향성 마이크로폰으로 표준중량충격원의 충격에 의해 발생하는 충격음의 62~500㎐ 대역별 옥타브 밴드 최대값에 대하여 공간 및 시간평균하여 도 4의 스펙트럼을 도출하였다. 본 발명에 따른 슬래브 바닥구조물(100)의 성능 평가는, 소음저감재(20)가 적용되지 않은 종래의 바닥구조의 중량충격음 차단성능을 기준으로 하여, 본 고안의 10, 20㎜ 소음저감재(20)가 적용될 경우의 바닥충격음 차단성능을 각각 측정하여 KS F 2863-2에 규정된 단일수치평가량(역A특성가중바닥충격음레벨, Li,Fmax,AW)을 비교하였다. 소음저감재(20)가 설치되지 않은 기 존의 바닥구조의 중량충격음 단일수치평가량은 49㏈ 이었으나, 10㎜ 소음저감재(20)를 설치한 경우는 47㏈로 나타나 2㏈ 저감되는 것으로 나타났으며, 20㎜ 소음저감재(20)를 설치한 경우 46㏈로 나타나 3㏈의 중량충격음 차단성능이 향상되는 것으로 나타났다.

지금까지, 상기 슬래브 바닥체(10)의 하면에 형성되어 있는 홈(11)의 단면이 대략 삼각형인 것으로 설명 및 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 굴곡파 형태로 진행되는 중량충격음을 왜곡시켜 그 충격음을 저감시킬 수만 있다면 반원형, 사각형 등 다양한 형태로 될 수 있다. 도 5에는 이러한 형태의 실시예가 도시되어 있다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래브 바닥구조물에 대한 개략적 단면도이다. 도 5를 참조하면, 슬래브 바닥체(10)의 하면에는 반원형 단면을 가지는 홈(11)이 형성되어 있다. 또한, 상기 판형의 소음저감재(20)에는 하방으로 절곡되어 있는 절곡부가 형성되어 있지 않다. 즉, 절곡부가 반드시 필요한 것은 아니며, 복층건물의 소음형태 또는 경제성을 고려하여 벽체(8)에 부착되는 절곡부를 형성하지 않아도 무방하다. 또한, 상기 소음저감재(20)도 슬래브 바닥체(10)의 하면 전체 폭에 걸쳐 형성되어 있지 않으며, 중앙부분에만 형성되어 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 다른 부분들은 도 2를 참조하여 설명한 다른 실시에와 동일하므로 생락한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬래브 바닥구조물은 복층건물에서의 층간소음 특히, 상층의 슬래브 바닥체를 통해 하층으로 전달되는 중량충격음을 저감시킬 수 있어 쾌적한 주거환경을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

복층건물의 층간소음저감을 위한 슬래브 바닥구조물로서,

건물의 벽체와 벽체 사이에 수평적으로 배치되어 건물의 층을 형성하는 슬래브 바닥체; 및

상기 슬래브 바닥체의 진동이 이 슬래브 바닥체의 하방으로 전달되지 않도록, 상기 슬래브 바닥체의 하면에 밀착해서 부착되는 판형의 소음저감재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.
제1항에 있어서,

상기 소음저감재는 섬유 강화 플라스틱(FRP)판인 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.
제1항에 있어서,

상기 슬래브 바닥체의 진동을 저감시킬 수 있도록, 이 슬래브 바닥체의 하면에는 오목하게 형성된 홈이 상기 슬래브 바닥체의 길이방향을 따라 길게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.
제3항에 있어서,

상기 슬래브 바닥체의 하면에 형성된 홈은 그 단면이 삼각형인 것을 특징으 로 하는 슬래브 바닥구조물.
제3항에 있어서,

상기 슬래브 바닥체의 하면에 형성된 홈은 상기 슬래브 바닥체의 폭방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.
제1항에 있어서,

상기 소음저감재의 적어도 일측 단부에는 하방으로 절곡되어 있는 절곡부가 형성되어 있으며, 이 절곡부는 상기 슬래브 바닥체와 연결되어 있는 벽체에 밀착해서 부착되는 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.
제1항에 있어서,

상기 슬래브 바닥체의 상측에는 기포콘크리트층이 적층되고, 상기 슬래브 바닥체와 기포콘크리트층 사이에는 기포콘크리트층으로부터 하방으로 전달되는 충격을 완화할 수 있도록 완충층이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 바닥구조물.