KR20070065989A - 방수시트, 마그네슘 보드, ｐｅｔ 흡음재 및 방진고무를사용한 바닥충격음 차단구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재, 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조에 관한 것으로, 그 목적은 아파트 등의 공동주거공간에서 어린이가 뛸 때 발생하는 것과 같은 중량충격음의 상하 전파를 차단할 수 있고, 고유진동수가 낮은 완충재 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 온돌층을 이루는 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 설치되는 바닥충격음 차단을 위한 완충재 구조에 있어서, 상기 몰탈층 하부에 설치되는 방수시트와, 이 방수시트 하부에 설치되는 마그네슘 보드와, 이 마그네슘 보드 하부에 설치되는 PET 흡음재와, 이 PET 흡음재 하부에 설치되고 하부 콘크리트바닥과 접하도록 설치되어 진동을 흡수 차단해주는 방진고무로 적층구성하고, 이 적층구조의 일측면에 콘크리트 벽체와 접하는 가장자리 부분은 발포 폴리에틸렌을 입상으로 설치하여 중량충격음을 차단토록 구성한 구조를 특징으로 한다.

완충재, 흡차음재, 흡음재, 바닥충격음, 마그네슘 보드, 발포 폴리에틸렌, PET

Description

방수시트, 마그네슘 보드, ＰＥＴ 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조{Floor impact noise reducing structure using water-proof sheet, magnesium board, PET panel and vibration-proof rubber}

도 1은 본 발명에 따라 시공된 바닥충격음 차단구조 및 소음 차단 효과를 보인 개략도,

도 2a는 본 발명에 따른 복합 패널 사용시 기존의 스티로폼 완충재 사용시의 경량 바닥 충격음 레벨을 비교한 그래프,

도 2b는 본 발명에 따른 복합패널 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 중량 바닥 충격음 레벨을 비교한 그래프,

도 3은 본 발명에 사용된 방진고무의 물리적 특성중 바닥충격음 차단에 가장 큰 영향을 미치는 동탄성 계수에 관한 물성을 나타낸 그래프,

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

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 방수시트 (2) : 마그네슘 보드

(3) : PET(Polyethylene Terephthalate) (4) : 방진고무

(5) : 발포 폴리에틸렌

본 발명은 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 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 없기 때문이다.

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

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

상기 도면에서 화살표는 소음의 이동경로이다. 소음이 콘크리트를 통해 하부로 침투하는 것을 볼수 있고, 마찬가지로 상부로도 침투되어 전파하는 것을 알수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 아파트 등의 공동주거공간에서 어린이가 뛸 때 발생하는 것과 같은 중량충격음의 상하 전파를 차단할 수 있고, 고유진동수가 낮은 완충재 구조를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 온돌층을 이루는 몰탈층과 하부 콘크리트 바닥 사이에 설치되는 바닥충격음 차단을 위한 완충재 구조에 있어서, 상기 몰탈층 하부에 설치되는 방수시트와; 이 방수시트 하부에 설치되는 마그네슘 보드와, 이 마그네슘 보드 하부에 설치되는 PET 흡음재와, 이 PET 흡음재 하부에 설치되고 하부 콘크리트바닥 과 접하도록 다수개가 배열 설치되어 진동을 흡수 차단해주는 방진고무로 적층구성하고, 이 적층구조의 일측면에 콘크리트 벽체와 접하는 가장자리 부분은 발포 폴리에틸렌을 입상으로 설치하여 중량충격음을 차단토록 구성한 구조를 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 따라 시공된 바닥충격음 차단구조 및 소음 차단 효과를 보인 개략도, 도 2a는 본 발명에 따른 복합 패널 사용시 기존의 스티로폼 완충재 사용시의 경량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프, 도 2b는 본 발명에 따른 복합패널 사용시와 스티로폼 완충재 사용시의 중량 바닥 충격음레벨을 비교한 그래프, 도 3은 본 발명에 사용된 방진고무의 물리적 특성중 바닥충격음 차단에 가장 큰 영향을 미치는 동탄성 계수에 관한 물성을 나타낸 그래프를 도시하고 있는데, 도 1을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하자면 본 발명의 완충재 구조는 온돌층을 이루는 몰탈층과 하부 바닥콘크리트 사이의 공간에 적층 설치된 방수를 위한 방수시트(1)와 몰탈의 시공을 용이하게 하고 하중을 견디도록 구성된 마그네슘 보드(2)와 진동을 흡수 차단하는 PET 흡음재(3) 및 진동을 방지하는 방진고무(4)로 그 수직 구조가 이루어진다.

또한 상기 적층된 구조의 측면에 설치되는 수직 입상재인 발포폴리에틸렌(5)은 입상으로 두께 10~20mm로 시공되고, 그 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 발포 폴리에틸렌이다. 이와 같이 입상구조로 설치하는 이유는 벽체로 전달되는 소음을 최소화하기 위해 10mm 이상은 되어야하며 발포폴리에틸렌의 고유진동수는 25~35Hz인 재료를 사용한다. 10mm보다 작으면 진동차단 효과가 적어지고 20mm보다 크면 시공성과 경제성이 없기 때문이다.

또한 상기 고유진동수를 수치 한정한 이유는 25Hz보다 적으면 크랙이 발생할 수 있고, 35Hz보다 크면 진동저감 효과가 없기 때문이다.

또한 클로스 셀로 구성한 한 이유는 오픈(open)셀의 경우 그 속으로 물이나 시멘트가 들어가 딱딱해지면 재료의 고유진동수가 80Hz 이상으로 되고 이 경우 진동의 전달이 많이 되기 때문이다.

상기 방수시트는 몰탈 시공시 본 발명 적층구조 하부로 물(또는 몰탈)이 흘러내리거나 스며드는 것을 방지하도록 1~5mm로 시공되는데, 그 수치 한정이유는 1mm 보다 작으면 찍어지기 쉬워 그 틈새로 물(또는 몰탈)이 들어가 방수가 안될 수 있으며, 5mm보다 두꺼우면 경제성이 없기 때문이다.

상기 마그네슘 보드는 방진고무 위에 설치되어 마감몰탈 시공을 용이하게 하기 위한 것으로 두께가 10~20mm로 시공되는데, 그 수치 한정이유는 10mm보다 작으면 수직하중에 의한 파손의 우려가 있으며, 20mm 보다 크면 경제성에 문제점이 있기 때문이다.

상기 PET 흡음재는 25~50mm로 시공되는데, 그 수치 한정이유는 25mm보다 작으면, 흡음성능 및 제작상 문제가 있으며, 50mm 보다 크면 차음성능 대비 경제성이 나빠지는 문제점과 몰탈 시공시 중력에 의해 완충재 밑으로 스며드는 수분에 의해 취약해질 수 있기 때문이다.

상기 방진고무는 45~50mm로 시공되는데, 그 수치 한정이유는 45mm보다 작으면 마그네슘 보드와 슬라브(콘크리트)사이의 공간을 통해 설비 배관이 어려워 시공성, 경제성이 크게 나빠지며, 50mm 보다 크면 차음성능 대비 경제성이 나빠지는 문제점이 있기 때문이다. 또한 방진고무의 고유진동수는 10~35Hz(도 3에 도시된 고유진동수는 29Hz일 때의 실험치임)로서 저주파수의 중량 바닥충격음을 차단하기에 적합한 반면, 기존의 발포 폴리스틸렌의 고유진동수는 약 100Hz로서 타이어의 충격력이 많은 저주파수음을 차단하기 어려운 실정이다.

상기에서 방진고무의 고유진동수는 가능한 낮으면 진동 차단성능이 높게 되나 10Hz보다 적으면 크랙이 발생할 수 있고, 35Hz보다 크면 진동저감 효과가 작아지기 때문에 방진고무 사용시 고유진동수를 측정하여 현장 상황에 맞도록 상기 고유진동수 범위내의 방진고무를 사용해야 한다.

상기 방진고무는 상부에 설치된 FET흡음재를 압축시켜 방진고무의 상부와 마그네슘보드 사이의 FET흡음재는 방진고무가 설치되지 않은 부분보다 많이 압축되어 있게 된다.

방진고무의 형상은 정방형, 장방형이든 상관없지만, 그 설치 갯수는 최소한 상부 쪽에 설치된 각각의 마그네슘 보드가 중심을 잡을 수 있을 정도로 복수개를 배열하여 설치한다.

상기 도 1에서 화살표는 소음의 이동경로인데, 도시된 바와 같이 하부층 또는 측면으로 소음의 전달 경로가 방지되는 것을 알 수 있어, 본 발명의 구조일 경우 소음의 침투가 방지됨을 알 수 있다.

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 방수시트 2mm + 마그네슘 보드 15mm + PET 흡음재 25mm + 방진고무 45mm로 시공 후 측정하였다.

구체적으로 4.6m × 5.2m 정도 크기의 실내에 마감몰탈 50mm + 본 발명 완충재(방수시트 2mm + 마그네슘 보드 15mm + PET 흡음재 25mm + 방진고무 45mm) + 슬라브(콘크리트 바닥) 180mm의 바닥구조를 시공하여 바닥충격음 성능을 테스트하였다. 입상절연재는 고유진동수가 30Hz인 발포 폴리에틸렌이며 두께는 15mm로 하였 다.

측정 결과는 도 2a, 2b와 같이 역 A특성 레벨이 경량 46 dB, 중량 47 dB로 나타났으며, 마그네슘 보드 + 방진고무로 구성된 공법의 동탄성 계수는 2.5*10⁶N/㎥~13*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.

참고로 도 2a, 2b에서 점선이 역 A 기준 곡선이며, 현장에서 측정한 값을 플롯(plot)하여 이 기준 곡선 보다 초과하는 값이 경량의 경우 약 10dB이하로 판명될 경우 그 기준 곡선 값이 역 A값이 된다. 예를 들어 도 2a에서 스티로폼의 경우 점선 역A 50 곡선 보다 초과하는 값은 250Hz에서 6dB ,500Hz에서 5dB를 초과하여 총 11dB가 초과한다. 따라서 기준 곡선이 생략 되어 있지만 역 A곡선 50과 55사이에 5개의 점점이 있다고 가정하여 역 A 51 곡선 보다 초과하는 값은 250H에서 5dB, 500Hz에서 4dB 로 되어 역 A 51 곡선 보다 총 9dB 이 초과되므로 이 스티로폼 사용한 구조의 바닥 충격음 레벨은 역 A 51 이다.

(비교예)

4.6m × 5.2m 정도 크기의 실내에 마감몰탈 40mm + 경량기포콘크리트 50mm + 스티로폼 20mm + 슬라브 180mm의 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 10 dB, 중량의 경우 약 4 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 바 닥구조를 통해 전달되는 소음의 차단이 어려웠으나, 본 발명 구조는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무 등을 조합하여 적층시공하여 사용함으로써 동탄성 계수를 크게 낮추고 이를 통해 경량충격음 뿐만 아니라 중량충격음 차단효과도 탁월하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (8)

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

   상기 몰탈층 하부에 설치되어 몰탈의 흘러내림을 방지하는 방수시트와, 이 방수시트 하부에 설치되어 마감몰탈 시공을 용이하게 하는 마그네슘 보드와, 이 마그네슘 보드 하부에 설치되는 PET 흡음재와, 이 PET 흡음재 하부에 설치되고 하부 콘크리트바닥과 접하도록 다수개가 배열 설치되어 진동을 흡수 차단해주는 방진고무로 적층구성하고, 이 적층구조의 일측면 콘크리트 벽체와 접하는 가장자리 부분은 발포 폴리에틸렌을 입상으로 설치 구성하여 중량충격음을 차단토록 구성한 구조를 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방수시트는 두께 1~5mm로 시공구성된 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 마그네슘 보드는 두께 10~20mm로 시공구성된 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 PET 흡음재는 두께 25~50mm로 시공구성된 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 방진고무는 45~50mm로 시공구성된 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 적층된 수직 완충구조의 측면에 입상으로 설치된 발포 폴리에틸렌은 두께 15mm 이하로 시공되고, 그 표면이 클로즈 셀(close cell)로 형성된 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
7. 제 1항 또는 6항에 있어서,

   상기 입상 발포 폴리에틸렌은 고유진동수가 25 ~ 35 Hz인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.
8. 제 1항 또는 5항에 있어서,

   상기 방진고무는 고유진동수가 10-35 Hz인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방수시트, 마그네슘 보드, PET 흡음재 및 방진고무를 사용한 바닥충격음 차단구조.

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