KR20090080602A - 층간 소음 완충재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주진동부층과 부진동부층의 이중 구조로 이루어진 층간 소음 완충재에 관한 것으로, 바닥모르타르층(10)의 수직하중을 받으면서 바닥모르타르층과 일체화되어 진동하며 복수의 지지대(114)에 의하여 지지되는 주진동부층과, 상기 주진동부층의 하부에 결합되며, 바닥모르타르층의 수직하중을 받지 아니하여 주진동부층에 비하여 가해지는 수직하중에 있어 전혀 다른 특성을 갖고, 상기 지지대(114)에 의하여 지지되며, 상기 지지대의 바닥에 비하여 상승되어 있어 바닥슬래브 상에 설치시 바닥슬래브층(20)과의 사이에 공기층이 형성되어 있게 구성된 부진동부층을 포함하며, 상기 복수의 지지대는 서로 다른 탄성 계수를 갖도로 형성되어 있는 것을 그 특징으로 하는 층간 소음 완충재에 관한 것이다.

층간, 소음, 진동, 주진동부, 부진동부

Description

층간 소음 완충재{Interstory noise reducing materials}

도 1은 본 발명의 일 실시예의 분해 결합도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 단면 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 지지대를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부호에 관한 설명>

10 : 바닥모르타르층 20 : 바닥슬래브층

100 : 부직포층 102 : 금속판

104 : 개구 106 : 합성수지층

110 : 소음 반사층 114 : 지지대

116 :주진동부지지구 118 : 부진동부지지구

119 : 리브

본 발명은 층간소음완충재에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 반건식 뜬바닥 구조의 층간 소음 완충재에 관한 것이다.

인구의 증가와 건축기술의 발달로 대다수의 사람들은 단독주거 형태가 아닌 아파트를 비롯한 공동주택에 주거하고 있다. 단독주거 형태에 비하여 이 같은 공동주택 주거형태의 경우 특히 층간 소음이 문제시되고 있다. 이는 공동주택에 살면서도 독립적이고 조용한 환경을 요구하는 현대인들에게 있어서는 반드시 해결되어야할 과제라 할 수 있다.

이와 같은 층간 소음을 저감시키기 위하여는 음원실의 바닥 마감재를 통한 저감 방법과 수음실 천장 구조와 천장재로 저감시키는 방법 외에 슬래브의 두께를 두껍게 하는 방법과 음원실의 바닥을 이루는 마감 모르타르와 슬래브 사이에 완충재를 삽입하여 전달 진동을 저감시키는 방법이 있는데, 완충재를 통한 저감 방법이 가장 경제적이고 효과적이라고 할 수 있다.

전달 지동을 저감시키는 완충재로 습식 완충재가 있는데, 이는 완충재와 함께 기포 콘크리트를 타설해야 하는데 시트 형태의 완충재와 기포 콘크리트는 경량충격음에 대해서는 감쇄 효능을 갖고 있으나 중량 충격음에 대해서는 오히려 증폭시키는 경우가 많은 단점을 갖고 있다. 기포 콘트리트 타설이 필요 없는 반건식 완충재가 바람직하나 현재 유통되고 있는 완충재들은 저주파수 대역의 진동 감쇄는 어렵다는 일반적인 학설에 반박 대응할 수 있는 논리적인 근거를 가지고 있지 못하 고 반복가능성이나 내구성을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 시간 감쇠에 치중한 유연한 재료의 선택으로 보행감을 나쁘게 하거나 마감 모르타르의 균열을 방지하기 어려운 문제점을 가지고 있었다.

한편, 2005년 7월부터는 공동주택의 층간 바닥 충격음을 경량충격음(작은 물건이 떨어지는 소리) 뿐만 아니라 저주파수 대역에 위치하여 감쇄가 어렵다는 중량 충격음(어린이가 뛰는 소리)까지 50dB 이하로 규정하고 있어 저주파수 대역의 진동 감쇄특성이 더욱 중요한 문제가 되고 있다.

본 발명은 전달 진동의 감쇄를 위한 층간소음완충재에 있어서, 층격에 의하여 음원실 바닥과 일체화되어 진동하는 주진동부와 수직하중을 받지 않고 주진동부의 진동을 전달받아 진동하는 부진동부를 구분하여 이중 구조로 형성하되, 복수의 지지대를 서로 다른 탄성계수를 갖도록 형성함으로써 공진에 의한 진동 증폭 현상과 이로 인한 노이즈효과가 방지되게 하고 전달진동을 효과적으로 저감시키는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 주진동부층과 부진동부층의 이중 구조로 이루어진 층간 소음 완충재에 관한 것으로, 바닥모르타르층(10)의 수직하중을 받으면서 바닥모르타르층과 일체화되어 진동하며 복수의 지지대(114)에 의하여 지지되는 주진동부층과, 상기 주진동부층의 하부에 결합되며, 바닥모르타르층의 수직하중을 받지 아니하여 주진동부층에 비하여 가해지는 수직하중에 있어 전혀 다른 특성을 갖고, 상기 지지대(114)에 의하여 지지되며, 상기 지지대의 바닥에 비하여 상승되어 있어 바닥슬래브 상에 설치시 바닥슬래브층(20)과의 사이에 공기층이 형성되어 있게 구성된 부진동부층을 포함하며, 상기 복수의 지지대는 서로 다른 탄성 계수를 갖도로 형성되어 있는 것을 그 특징으로 하는 층간 소음 완충재에 관한 것이다.

여기서, 상기 주진동부층은 상기 지지대에 결합되는 주진동부지지구(116)에 의하여 지지되며, 상기 부진동부층은 상기 지지대(114)에 결합되는 부진동부지지구(118)에 의하여 지지된다. 한편, 주진동부층은 금속판(102)과, 상기 금속판의 하단에 합성수지층(106)이 결합되어 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 금속판의 상부면에 부직포층(100)이 형성되어 있고, 상기 합성수지층(106)에 복수의 바늘 구멍이 형성되어 있고, 상기 금속판에 복수의 개구(104)가 형성되어 있고 상기 개구주위에는 리브(119)가 형성되어 있고, 상기 리브에 상기 지지대의 상단이 삽입되어 있고, 상기 주진동부층과 상기 부진동부층의 사이에 소음 반사층(110)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 상기 부진동부층은 하단에 타공한 발포 합성수지층 또는 부직포층 등의 흡음재층이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 바닥모르타르층(10)과 바닥슬래브층(20) 사이에 삽입되는 층간 완충재에 관한 것이다. 도 1에는 그 분해 결합도가 도시되어 있으며 도 2에는 부분 단면 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 복수의 지지대(114)에는 금속 등 단단한 재질로 구성된 주진동부지지구(116)가 결합되며 그보다 하단에는 어느 정도 연질의 재질을 갖는 부진동부지지구(118)가 결합되며, 지지대에 의하여 지지되는 층간 완충재를 이루는 층은 크게 주진동부지지구(116)에 의하여 지지되는 주진동부층과 그보다 하단에 형성되며 부진동부지지구에 의하여 지지되는 부진동부층으로 나누어지게 된다. 지지대(114)는 동일한 굵기로 형성되는 것이 아니고 도 2에 도시된 바와 같이 상단에 비하여 하단으로 가면서 굵기가 굵어지게 되며, 굵기가 변하는 단턱에 주진동부지지구(116)가 안착되게 된다.

주진동부층과 부진동부층은 각각에 미치는 수직 하중상의 차이로 인하여 전혀 다른 진동 전달 특성을 갖게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같은 층간 완충재를 바닥슬래브층(20) 위에 올려놓고 그 위에 바닥 모르타르층을 형성하는데 따라서 바닥모르타르층(10)의 수직하중은 지지대에 의하여 지지되게 되며, 구체적으로는 주진동부지지구(116)에 의하여 바닥모르타르층을 포함하여 주진동부지지구 상의 구조(도시된 예에서는 100, 102, 106, 110으로 표시된 층들)가 지지되게 된다. 바닥 모르타르층과 주진동부지지구(116) 사이에서 바닥모르타르층의 수직 하중을 받으면서 바닥모르타르층과 일체화되어 진동하는 부분과, 주진동부지지구(116) 하단에 형성되며 부진동부지지구(118)에 의하여 지지될 뿐이며, 바닥모르타르층의 수직하중을 받지 아니하여 수직하중에 있어 주진동부층과 전혀 다른 특성을 갖는 부분은 전혀 다른 수직하중으로 인하여 전혀 다른 진동전달특성을 갖게 된다. 이를 통하여 전혀 다른 진동전달특성을 갖는 두 개의 층 사이에서 진동의 감쇠, 반사, 굴절 등을 이용하여 진동을 효과적으로 감쇠하고자 하는 것이다.

도시된 바와 같이 주진동부층은 금속판(102)과, 상기 금속판의 하단에 합성수지층(106)이 결합되어 이루어지는 것이 바람직하다. 금속판의 상부면에는 부직포층(100)이 형성되어 있으면 상측의 바닥모르타르층(10) 형성시 물이 하측으로 스며드는 것을 방지할 수 있게 된다. 부직포층은 부직포에 황토 혼합물을 부착시켜 부직포의 약점인 수분의 침투를 억제하고 부직포의 장점인 거친 면에 의한 시멘트 모르타르층의 크랙을 방지하면서 황토의 장점인 원적외선의 방출과 황토의 다공질을 이용한 흡음효과까지 기할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

한편, 금속판에는 복수의 개구(104)가 형성되어 있는데 이러한 개구는 금속판을 일 방향으로 찢는 공정을 통하여 형성할 수 있으며 이를 통하여 개구 주변에는 자연스럽게 리브(119)가 형성되게 된다. 리브(119)에 의하여 지지대가 결합되는 위치를 표시해주는 동시에 지지대의 결합을 용이하게 하고 리브가 금속판과 직각을 이루게 됨으로써 진동에너지를 직각 방향으로 분산, 유도시킬 수 있게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이 금속판에 형성되는 복수의 개구(104) 중 일부에는 도 2에 도시된 바와 같이 지지대(114)가 결합된다. 즉, 리브에 지지대의 상단이 삽입되게 한다. 금속판은 충격으로부터 그 하부 구조를 보호하는 작용을 수행한다.

한편, 금속판 하단에 결합되는 합성수지층(106)은 발포 폴리스티렌, 발포 우레탄 등등의 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 본 발명의 특징은 주진동부층과 부진동부층으로 이루어지는 구조에 특징이 있지 각 층의 재질의 종류에 특징이 있는 것은 아니다. 주진동부층을 이루는 합성수지층(106)은 바람직하게는 진동 흡수 특성이 우수한 발포 합성수지 재질을 사용하고 바늘 구멍 같이 가는 복수의 바늘 구멍을 타공 형성하여 진동을 흡수하게 한다. 진동의 효과적인 감쇠를 위하여는 구멍이 다수 있는 것이 좋으나 보온을 위해서는 클로즈드 셀의 특성을 유지하여야 하므로 바늘 구멍 같이 아주 미세한 구멍을 형성하는 것이다. 물론 합성수지층에도 지지대가 통과하기 위한 복수의 개구(108)는 존재하여야 한다.

합성수지층(106) 하단에는 소음 반사층(110)이 형성되어 있다. 즉, 금속 등 경질의 주진동부지지구(116)에 의하여 지지되며 상부 하중에 의한 강한 수직압력에 노출되는 주진동부층과 그 하부에 형성되며 부진동부지지구(118)에 의하여 지지되며 상부 하중을 받지 않는 부진동부층의 사이에 천, 부직포, 인조가죽 등의 재질로 형성되는 소음반사층(110)이 형성되어 있음으로써, 주진동부와 부진동부를 구별하 여 주고 발포 폴리스티렌 등의 재질의 연성으로 생기는 내구성 문제를 해결하여 주고 나아가 합성수지층(106)과의 고유진동수 차이, 굴절률 차이로 인하여 진동의 반사, 굴절 등을 통한 감쇠를 유도하는 것이다.

한편, 주진동부지지구 하측으로는 부진동부층이 형성되는데, 부진동부층은 합성수지층(120)으로 이루어진다. 합성수지층(120)도 발포 폴리스티렌, 발포 폴리우레탄, 폴리에틸렌 등의 통상의 재질로 이루어지며 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 타공 구멍을 형성하여 진동을 흡수하게 구성된다. 합성수지층(120)은 단일 물질의 단일 층으로 구성될 수도 있고 또는 복수의 물질의 층이 결합되어 있는 복수의 층구조로 형성될 수도 있다. 부진동부층 하단에는 타공한 발포 합성수지 또는 부직포 등으로 이루어지는 흡음재층(122)이 추가적으로 결합되어 있을 수 있다. 한편, 본 발명의 층간 소음 완충재는 바닥슬래브 상에 설치시 바닥슬래브(20)와의 사이에 도 2에 도시된 바와 같이 공기층이 형성되어 있게 구성된다.

이러한 구성에 의하여 바닥모르타르층의 상하 하중이 가해지게 되어 강한 수직 압력에 노출되는 주진동부층과 그 아래에서 약한 수직 압력만 가해지는 부진동부층의 이중 구조를 갖게 함으로써, 전혀 다른 진동 특성을 갖는 두 개의 층을 확보하게 되며, 이를 통해 두 개의 층 사이에서 진동의 반사 감쇠 등이 이루어지게 하여 층간 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있게 하는 것이다.

지지대(114)의 상세한 구성은 도 3에 도시되어 있다. 한다. 도시된 바와 같이 굵기가 변하는 기둥형의 지주부(103)가 형성되어 있으며 그 외주면에는 복수의 날개부(131)가 형성되어 있다. 지주부는 상하가 동일하게 균일한 굵기로 형성된 것이 아니고 도시된 바와 같이 지주부의 굵기는 일정하지 않고 하단으로 가면서 지주부의 굵기가 굵어지는 단턱(105)이 적어도 하나 형성되어 있다. 도시된 예에서는 단턱이 두 개 존재하나 꼭 두 개 존재하여야만 하는 것은 아니고 하나만 존재할 수도 있고 세 개 이상 존재할 수도 있다. 즉 지주부의 상측은 하측에 비하여 굵기를 가늘게 형성한다. 이처럼 하단으로 갈수록 굵기를 굵게 하여 단턱을 두는 이유는 지지대 주변에 형성되는 층 구조상 일정 높이 이상에 형성되는 주진동부층과 일정 높이 이하에 형성되는 부진동부층에 가해지는 상하 하중 내지 압력이 전혀 다른 특성을 갖도록 하기 위한 것이다. 또한 이에 의하여 주진동부와 부진동부의 조립을 원활하게 하는 효과도 있다. 즉, 일 단턱(105)에 주진동부를 지지하기 위한 주진동부 지지구(116)가 안착되어 결합 형성된다. 주진동부 지지구는 주진동부를 받쳐주며 주진동부를 지지하기 위한 것이며, 금속 등의 견고한 재질로 형성된다.

한편, 지지대에 작용하는 수직하중을 분산시키기 위하여 지지대의 바닥면은 도 2에 도시된 바와 같이 경사지게 형성되어 있고, 지주부의 바닥면에는 공기통과홈(134)이 형성되어 있어서 바닥에 빠져나가지 못하는 공기에 의한 탄발력으로 인한 진동 증가 현상을 방지하게 된다. 즉, 도시된 바와 같이 지주부의 바닥면은 중앙측을 향하여 테이퍼지게 즉 경사지게 형성함으로써 지지대의 상측으로부터 아래 측으로 하중이 가해질 때 지지대의 하단의 형상이 변형되면서 바닥면이 바닥슬래브층(20)에 밀착되어 있게 된다. 이 때 위층에서 발생하는 진동이 생기면, 이러한 진동을 감쇠하는 방향으로 작용하는 탄발력이 지지대에서 발생하여 성공적으로 완충작용을 수행하여 수직하중을 분산시켜 상하진동을 감쇠할 수 있도록 지지대의 바닥을 경사지게 구성하여 진동과 함께 바닥면의 변형이 이루어질 수 있게 한 것이다. 한편, 상하방향으로 강한 진동이 가해질 때 이러한 진동을 성공적으로 완충시킬 수 있도록 지주부의 상측 끝단 및 바닥측에는 각각 적어도 하나의 진동감쇠공(132, 133)이 형성되어 있어서 수직 하중을 분산시키고 진동을 감쇠시킨다.

이 때 경사진 바닥면에 밀착된 상태로 진동시 진동감쇠공(104) 내부의 공기의 밀도 변화에 의하여 탄발력이 생기고 그 탄발력에 의하여 진동의 폭이 커지는 것을 방지하기 위하여 공기가 원활히 소통될 수 있는 공기통과홈(134)을 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 형성한다.

이러한 구성에 의하여 지지대 상측의 바닥모르타르층에 충격이 가해질 때, 지주부 중에서 굵기가 굵어진 부분에 의하여 견고하게 지지되는 견고한 재질의 주진동부 지지구(116)와 바닥모르타르층(10) 사이에서 주진동부가 끼어 있음으로써 주진동부에 강한 수직 하중이 작용한다. 또한 수직 하중은 부진동부층에 전달되는 것이 아니고 단턱(105) 아래 부분의 지주부에 전달되며, 부진동부층은 강한 수직 하중을 받음 없이 상하로 진동만을 하게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 바닥 모르타르층의 하중은 주진동부 지지구를 거쳐 지지대로 전달된다. 보다 정확하게는 화살표로 표신된 것과 같이 주진동부 지지구는 지지대의 단턱 부위에 하중을 전달하고, 바닥슬래브층(20)은 수직압력을 가하게 되어 지지대의 하단에 상하 압력이 작용하게 된다. 도면 상에서, 지지대 중 길이 L 로 표시한 부분이 주로 상하 압력이 작용하는 부분이다. 지지대는 상하 하중에 의하여 도시된 바와 같이 테이퍼지게 형성된 바닥이 변형되면서 바닥슬래브층에 밀착되어 있게 된다.

다시 말하면, 지지대는 바닥모르타르층의 하중에 의하여 강한 상하 압력을 받고 있게 되며, 일종의 스프링처럼 작용하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 지지대는 층과 층 사이에서 지지하는 작용을 하고 있게 되는데, 상부 층에서 사람이 뛰는 등의 원인에 의하여 바닥 모르타르층에 강한 충격이 가해지게 되면 이로 인하여 생기는 진동은 복수의 지지대를 통하여 바닥슬래브층으로 전달되게 된다. 이 때, 지지대는 F = kx (여기서, k 는 탄성계수, x는 변형된 길이)라는 후크의 법칙에 따라 탄발력을 주게 된다. 그런데, 복수의 지지대가 동일한 탄성계수를 갖도록 구성되어 있다면, 상부층에서 가해지는 충격에 대하여 복수의 지지대가 일정 주파수에서 공진을 하기 쉽게 되어, 진동이 강하게 바닥슬래브층으로 전달되게 되어 소음의 완충 효과를 저해할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 이러한 공진에 의한 진동 강화 현상을 방지하기 위하여 복수의 지지대를 서로 다른 탄성 계수를 갖도록 형성함으로써 이러한 공진에 의 한 진동 증폭 현상이 방지되게 한다. 서로 다른 탄성계수를 갖게 하기 위한 방법으로는 굵기 등의 사이즈를 서로 다르게 형성하는 방법,서로 다른 탄발력을 갖는 서로 다른 물질로 구성하는 방법, 밀도를 서로 다르게 형성하는 방법 등 다양한 방법이 있을 수 있음은 물론이다.

여 이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시 태양 중 하나의 예를 든 것으로 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 이와 등가물, 균등물을 포함함을 밝혀 둔다.

본 발명은 전달 진동의 감쇄를 위한 층간소음완충재에 있어서, 층격에 의하여 음원실 바닥과 일체화되어 진동하는 주진동부와 수직하중을 받지 않고 주진동부의 진동을 전달받아 진동하는 부진동부를 구분하여 이중 구조로 형성하되, 복수의 지지대를 서로 다른 탄성계수를 갖도록 형성함으로써 공진에 의한 진동 증폭 현상과 이로 인한 소음 증폭현상이 방지되게 하고 전달진동을 효과적으로 저감시키는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 주진동부층과 부진동부층의 이중 구조로 이루어진 층간 소음 완충재에 있어서,

   바닥모르타르층(10)의 수직하중을 받으면서 바닥모르타르층과 일체화되어 진동하며 복수의 지지대(114)에 의하여 지지되는 주진동부층과,

   상기 주진동부층의 하부에 결합되며, 바닥모르타르층의 수직하중을 받지 아니하여 주진동부층에 비하여 가해지는 수직하중에 있어 전혀 다른 특성을 갖고, 상기 지지대(114)에 의하여 지지되며, 상기 지지대의 바닥에 비하여 상승되어 있어 바닥슬래브 상에 설치시 바닥슬래브(20)와의 사이에 공기층이 형성되어 있게 구성된 부진동부층을 포함하며,

   상기 복수의 지지대는 서로 다른 탄성 계수를 갖도로 형성되어 있는 것을 그 특징으로 하는

   층간 소음 완충재
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주진동부층은 상기 지지대에 결합되는 주진동부지지구(116)에 의하여 지지되는 것을 그 특징으로 하는

   층간 소음 완충재
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 부진동부층은 상기 지지대(114)에 결합되는 부진동부지지구(118)에 의하여 지지되는 것을 그 특징으로 하는

   층간 소음 완충재

Images