KR20090084182A

KR20090084182A - 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조

Info

Publication number: KR20090084182A
Application number: KR1020080010220A
Authority: KR
Inventors: 박연준
Original assignee: 박연준
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-05

Abstract

본 발명은 단열재를 갖는 완충층 구조에 관한 것이다.

본 발명의 단열재를 갖는 완충층 구조는, 마감모르타르층 또는 경량기포콘크리트층 하부에 형성되어 있으며 상부 하중을 지지하는 지지판과; 지지판 하부에 형성되어 있고, 서로 이격되어 내측으로 중공부를 갖도록 된 다수 개의 완충돌기로 구성된 완충재와; 완충재 하부에 형성되어 있고, 하부로는 경량기포콘크리트층 또는 콘크리트바닥층에 의해 지지되도록 구성되어 있으며, 콘크리트바닥층과 완충재 사이의 열 전달을 줄이도록 되어 있는 단열재;로 구성된다.

본 발명에 의해, 완충재를 지지판 하부에 설치하고, 완충재에는 중공부를 형성함으로써 동탄성계수를 5 MN/ 이하로 현저히 낮춰 진동 차단 성능이 향상되며, 특히 63 Hz 대의 저주파 대역에 대한 진동 차단 성능이 향상되고, 완충재 설치로 인해 경량기포콘크리트층이 부서지는 현상을 방지하며, 중공부를 갖는 완충재 하부와 콘크리트바닥층 사이에 단열재를 설치하여 콘크리트바닥층으로 전달되는 열을 차단함으로써 완충층 전체의 단열 성능을 획기적으로 개선하여, 결국 중공부를 이용하여 동탄성계수를 낮춰 진동 차단 성능이 향상됨은 물론, 중공부를 갖는 완충재와 콘크리트바닥층 사이에 단열재;를 설치함으로써 콘크리트바닥층으로 전달되는 열을 차단하여 진동 차단 및 단열 효과를 갖는 완충층 구조가 제공된다.

건물, 바닥, 진동, 완충층, 동탄성계수, 단열

Description

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조{SHOCK-ABSORBING STRUCTURE WITH HEAT INSULATING MATERIAL FOR BUILDING BOTTOM}

본 발명은 건물 바닥용 완충층 구조에 관한 것으로 완충층에 중공부를 형성하여 완충층 전체의 동탄성계수를 낮춰 진동 차단 성능을 향상시키고, 완충층 전체의 단열 효과를 증대시킨, 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조에 관한 것이다.

건물의 완충층 구조에 관한 기술로, 본 발명의 발명자가 발명한 '방진용 고무발포체 제조방법 및 이로부터 제조된 방진용 고무발포체'(한국 등록특허공보 제10-0504148호)가 공개된 바 있다.

상기와 같은 기술은 공동주택과 같이 바닥의 두께를 충분히 두껍게 하기 어려운 상태에서 다수의 재료를 혼합함으로써 진동전달율을 낮춰 완충 효과를 갖도록 하였다.

위와 같은 기술은 도 1 또는 도 2와 같은 형태로 시공되어 왔다.

보다 구체적으로 도 1의 경우 콘크리트바닥층(10) 위에 완충층을 시공하되 완충층은 지지판(50)과 완충재(40)를 상하로 적재한 형태로 형성하고, 완충층의 상부에 경량기포콘크리트층(20)을 형성하여 단열성을 높이고, 그 위에 난방배관(31)을 설치한 후 마감모르타르층(30)을 타설하여 바닥을 시공하였다.

또, 도 2의 경우 콘크리트바닥층(10) 위에 경량기포콘크리트층(20)을 형성한 후 그 위에 도 1에서와 같은 구조의 완충층을 형성하고, 그 위로 난방배관(31)을 설치한 후 마감모르타르층(30)을 형성하여 바닥을 시공하였다.

위와 같은 형태로 완충층이 설치된 바닥 구조는 완충층이 설치되기 전의 바닥 구조에 비해 진동 차단 효과가 상승했다.

또한, 지지판(50)을 설치하여 탄성이 낮은 완충재 시공시 경량기포콘크리트층(20)이나 마감모르타르층(30)에 균열이 발생하는 것을 방지하였다.

그러나, 위와 같은 형태로 완충재를 설치하였음에도 불구하고 충분히 진동을 차단하지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 기술로, '층간 중량충격 저감 바닥구조'(한국 공개실용신안공보 20-2007-0000350)가 공개된 바 있다.

상기와 같은 기술은 도 3에 도시된 것처럼 콘크리트바닥층(10) 상부에 마운트(60)를 설치하고, 마운트(60) 위에 경화성판재와 같은 지지판(50)을 설치한 후 그 위에 합성수지패드와 같은 완충재(40)를 설치한 후 경량기포콘크리트층(20)을 형성한 후 난방배관(31)을 설치한 다음 마감모르타르를 타설하여 바닥을 시공한 기술이다.

위와 같은 기술은 동탄성계수가 40MN/㎥ 범위의 합성수지패드를 사용하여 경 량충격 및 중량충격을 1차적으로 흡수하도록 하였다.

그러나, 위와 같은 기술은 전체 완충층 구조의 동탄성 계수가 충분히 낮지 못해 본 발명에서 정한 5 MN/㎥ 기준에 미달되는 문제점이 있었다.

또, 경량기포콘크리트는 구조적 강도가 약해 완전히 경화된 후에도 그 위에 집중하중이 발생할 경우 부서지는 현상이 발생한다.

따라서, 경량기포콘크리트의 상부 또는 하부에 경량기포콘크리트가 부서지지 않도록 해야 한다.

그런데, 상기와 같은 고안의 경우 경량기포콘크리트 하부에 설치된 합성수지패드는 기계적 강도가 낮은 재료로 되어 있다.

이는, 바닥 시공시 하부에 합성수지패드를 설치한 후 경량기포콘크리트를 타설한 후 경량기포콘크리트가 건조된 후 경량기포콘크리트층(20) 위에서 작업자들이 이동하면서 하중을 받게 될 때 경량기포콘크리트층(20)에 가해지는 하중에 대해 합성수지패드가 구조적으로 지지하지 못하여 결국 경량기포콘크리트가 부서져 버리게 된다.

이로 인해 바닥이 꺼지는 현상, 하부 콘크리트바닥층(10)으로 물이 스며드는 현상이 발생되는 문제점을 갖게 된다.

그런데, 마운트(60)를 설치한 형태의 완충층에 대한 열관류율을 조사해본 결과 평판 형태로 완충재를 사용한 완충층에 비하여 열관류율이 높게 나타나는 문제점이 있었다.

즉, 진동 차단을 위하여 마운트 형태로 구조를 변경하게 되면, 열관류율이 높아져 건축물의 단열효과가 떨어지게 되는 문제점이 발생하였다.

이처럼 단열 성능이 떨어지는 이유는, 마운트의 공극부위에 존재하는 공기층에서의 대류와 복사에 의한 열전달이 주원인이라고 할 수 있다.

본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는 상기와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 완충재를 지지판 하부에 설치하고, 완충재에는 중공부를 형성함으로써 동탄성계수를 5 MN/㎥ 이하로 현저히 낮춰 진동 차단 성능을 향상시키려는 것으로, 특히 63 Hz 대의 저주파 대역에 대한 진동 차단 성능을 향상시키려는 것이다.

또한, 완충재 설치로 인해 경량기포콘크리트층이 부서지는 현상을 방지하려는 것이다.

특히, 중공부를 갖는 완충재 하부와 콘크리트바닥층 사이에 단열재를 설치하여 콘크리트바닥층으로부터 전달되는 열을 차단함으로써 완충층 전체의 단열 성능을 획기적으로 개선하려는 것이다.

결국, 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는 중공부를 이용하여 동탄성계수를 낮춰 진동 차단 성능을 향상시키는 것은 물론, 중공부를 갖는 완충재와 콘크리트바닥층 사이에 단열재를 설치함으로써 콘크리트바닥층으로부터 전달되는 열을 차단하여 진동 차단 및 단열 효과를 갖는 완충층 구조를 제공하려는 것이다.

본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는 위와 같은 과제를 해결 하기 위하여, 마감모르타르층 또는 경량기포콘크리트층 하부에 형성되어 있으며 상부 하중을 지지하는 지지판과; 지지판 하부에 형성되어 있고, 서로 이격되어 내측으로 중공부를 갖도록 된 다수 개의 완충돌기로 구성된 완충재와; 완충재 하부에 형성되어 있고, 하부로는 경량기포콘크리트층 또는 콘크리트바닥층에 의해 지지되도록 구성되어 있으며, 콘크리트바닥층과 완충재 사이의 열 전달을 줄이도록 되어 있는 단열재;로 구성된다.

이때, 상기 지지판과 완충재 사이에 보조완충재;가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 단열재 하부에 금속박막필름층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에서 지지판은, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 중 1 내지 3종을 원료로 하여 형성되거나, 합판, 바인더가 첨가된 목분 가압 성형판, 바인더가 첨가된 무기질 분말 가압성형판, 바인더가 첨가된 목분 및 무기질 분말을 혼합하여 가압 성형한 가압성형판 중 선택된 어느 한 가지로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

아울러, 지지판은 단층 구조 또는 다층 구조 중 어느 한 가지인 것을 특징으로 한다.

한편, 완충재는 천연고무 또는 합성고무 중 선택된 1 내지 2종을 원료로 하여 발포 성형되거나, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 6종을 원료로 하여 발포 성형되거나, 폴리에스테르 부직포층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 보조완충재 역시 천연고무 또는 합성고무 중 선택된 1 내지 2종을 원료로 하여 발포 성형되거나, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 6종을 원료로 하여 발포 성형되거나, 폴리에스테르 부직포층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 완충재를 지지판 하부에 설치하고, 완충재에는 중공부를 형성함으로써 동탄성계수를 5 MN/㎥ 이하로 현저히 낮춰 진동 차단 성능이 향상되되, 특히 63 Hz 대의 저주파 대역에 대한 진동 차단 성능이 향상된다.

또한, 완충재 설치로 인해 경량기포콘크리트층이 부서지는 현상을 방지할 수 있다.

특히, 중공부를 갖는 완충재 하부와 콘크리트바닥층 사이에 단열재를 설치하여 콘크리트바닥층으로 전달되는 열을 차단함으로써 완충층 전체의 단열 성능이 획기적으로 개선된다.

결국, 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는 중공부를 이용하여 동탄성계수를 낮춰 진동 차단 성능이 향상됨은 물론, 중공부를 갖는 완충재와 콘크리트바닥층 사이에 단열재를 설치함으로써 콘크리트바닥층으로 전달되는 열을 차단하여 진동 차단 및 단열 효과를 갖는 완충층 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는, 마감모르타르층(30) 또는 경량기포콘크리트층(20) 하부에 형성되어 있으며 상부 하중을 지지하는 지지판(100)과; 지지판(100) 하부에 형성되어 있고, 서로 이격되어 내측으로 중공부(310)를 갖도록 된 다수 개의 완충돌기(320)로 구성된 완충재(300)와; 완충재(300) 하부에 형성되어 있고, 하부로는 경량기포콘크리트층(20) 또는 콘크리트바닥층(10)에 지지되도록 구성되어 있으며, 콘크리트바닥층(10)과 완충재(300) 사이의 열 전달을 줄이도록 되어 있는 단열재(500);로 구성된다.

이러한 구성의 특징은 지지판(100)이 상부에 설치되어 상부의 경량기포콘크리트층(20) 또는 마감모르타르층(30)을 지지하도록 구성되어 경량기포콘크리트층(20)이나 마감모르타르층(30)의 부서짐을 방지하도록 되어 있다는 것이다.

또다른 특징은 지지판(100)의 하부에 서로 이격되어 중공부(310)를 형성하는 다수 개의 완충돌기(320)로 구성된 완충재(300)가 본 발명의 완충층 전체의 동탄성계수를 낮추도록 구성되어 있다는 것이다.

이로 인해 완충층 전체의 동탄성계수는 종래의 바닥 구조에 비해 획기적으로 개선되었다.

아울러, 완충재(300)와 콘크리트바닥층(10) 사이에 단열재(500)가 설치되어 완충재(300)의 열이 콘크리트바닥층(10)으로 전달되는 것을 차단하여 단열 성능을 획기적으로 개선한 것이다.

더불어, 지지판(10)과 완충재(300) 사이에 보조완충재(200)를 설치하여 완충 및 단열 성능을 보완하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 각 구성요소에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 구성요소인 지지판(100)은 도 6 또는 도 7에 도시된 것처럼 마감모르타르층(30)이나 경량기포콘크리트층(20)의 하부에 형성되어 있다.

이때, 도 7과 같이 경량기포콘크리트층(20)이 지지판(100)의 하부측에 위치한 것보다는 도 6과 같이 경량기포콘크리트층(20)이 지지판(100)의 상부에 위치한 것이 구조적으로 보다 안정적이며, 마감모르타르층(30)의 안정성을 더욱 높이고, 방수성이 우수하다 할 것이다.

이러한 지지판(100)은 기계적 강도가 약한 마감모르타르층(30)이나 경량기포콘크리층, 특히 경량기포콘크리트층(20)의 받침대 역할을 하여 국부 상부하중에 의한 경량기포콘크리트층(20) 등의 파괴를 억제하기 위해 설치되는 것이다.

이를 위해 지지판(100)은 다양한 재료로 형성할 수 있으며, 비교적 부서지기 쉬운 경량기포콘크리트층(20)을 지지할 수 있도록 강도가 높은 부재로 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위해 지지판(100)은 폴리프로필렌이나 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 중 1 내지 3종을 원료로 하여 형성할 수 있다.

또, 합판이나, 바인더가 첨가된 목분 가압 성형판, 바인더가 첨가된 무기질 분말 가압 성형판, 바인더가 첨가된 목분 및 무기질 분말을 혼합하여 가압 성형한 가압 성형판 중 선택된 어느 한 가지로 형성할 수 있다.

이때, 지지판(100)의 두께는 0.5 mm 내지 50 mm 사이의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

만약 0.5 mm 보다 얇을 경우 지지 기능이 저하될 뿐만 아니라 국부변형이 발생하여 상부의 경량기포콘크리트층(20)이나 마감모르타르층(30)을 잘 지지할 수 없게 된다.

또, 두께가 50 mm 보다 두꺼울 경우 경제성이 낮을 뿐만 아니라 보조완충재(200)나 완충재(300)와 같은 부재를 설치할 공간을 좁히는 문제점을 갖는다.

이러한 지지판(100)은 최대한 두께를 얇게 하면서도 강도를 유지해야 하며, 경제성까지 고려해야 한다.

따라서, 일반적인 평판 형태로 형성할 수도 있으나, 보다 바람직하기로는 강도가 높은 부재를 이용하여 기둥을 갖는 다중벽 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상부와 하부에 평판부(110)가 형성되어 있고, 그 사이에 벽체부(120)가 형성된 다중벽 형태로 형성하여 강도가 높은 고가의 부재를 사용하더라도 재료가 적게 투입되어 경제성이 높은 부재를 사용할 수 있게 된다.

이때, 벽체부(120)의 형태를 도시된 격자형 외에 일자형이나 삼각형, 사각형, 육각형과 같은 다각형, 원통형 등으로 형성하여 구조적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 구성요소인 완충재(300)는 지지판(100) 하부에 형성되어 있고, 하부에 도 6에 도시된 것처럼 단열재(500)가 위치한다.

이러한 완충재(300)는 다수 개의 완충돌기(320)로 이루어져 있으며, 완충돌기(320)들은 서로 이격되어 내측으로 중공부(310)를 갖도록 구성되어 있다.

이러한 중공부(310)를 갖는 구성은 본 발명의 기술적 과제와 관련된 것으로 이러한 중공부(310)를 갖는 구조를 통하여 본 발명의 완충층 구조의 동탄성 계수를 현저하게 줄이도록 하였다.

완충돌기(320)의 형태는 도 5에 도시된 것처럼 스트립 바 형태나, 다각형 기둥이나 원기둥형, 다각형, 상협하광이나 하협상광 형태의 기둥등 다양한 형태로 형성할 수 있다.

이로 인해 진동전달력을 저감시켜 진동절연효과를 증대시키게 되며, 중공부(310)를 갖는 구조를 통해 원재료 비율을 줄여 비용 절감 효과를 갖게 된다.

이러한 완충재(300)는 완충층 상부에 위치하는 구조물의 하중이나 소재에 따라서 단면의 형태 및 배치 면적 비율을 적절하게 조절할 수 있다.

구체적인 예로 완충재(300)의 폭 또는 직경, 완충재(300) 간격은 1 ~ 20 cm의 범위 내로 형성하는 것이 바람직하다.

만약 폭 또는 직경이 1 cm 이하일 경우에는 구조가 불안정하며, 20cm 이상으로 설정할 경우에는 간격이 과대하여 실용성이 떨어지는 문제점이 발생된다.

또한, 완충재(300)의 두께는 0.5 ~ 10 cm 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

완충재(300)이 두께가 0.5 cm 이하일 경우 진동 차단 성능이 떨어지게 되며, 10 cm 이상은 두께가 너무 두꺼워져 적용하기 어려운 문제점이 있다.

이와 같은 완충재(300)는 천연고무 또는 합성고무로 형성하거나, 천연고무와 합성고무의 혼합재료를 원료로 하여 발포 성형된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트를 원료로 하거나 이들의 2 내지 6종을 혼합재료를 원료로 하여 발포 성형된 것을 사용할 수도 있다.

그리고, 천연고무, 합성고무, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로플렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 8종의 발포분쇄물을 혼합성형한 것을 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르 부직포층을 완충재(300)로 사용할 수도 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 완충재(300)와 지지판(100) 사이에 보조완충재(200)을 추가로 설치할 수 있다.

이와 같이 보조완충재(200)를 설치하는 이유에 대해 설명하면 다음과 같다.

완충재(300)를 구성하는 각각의 완충돌기(320)들이 각기 개별적으로 지지판(100)과 접촉할 경우 지지판(100)에 상부 진동이 가해질 때 전체 단면에 대한 진동의 확산이 좁게 될 수 있다.

반면 보조완충재(200)를 설치할 경우 지지판(100)에 가해진 진동이 바로 보 조완충재(200)에 전달된 후 보다 넓게 확산된 후 다수 개의 완충돌기(320)에 전해지게 된다.

즉, 전자에 비해 진동의 확산이 용이하여 결과적으로는 진동 차단 효과가 보다 개선되는 것이다.

이를 위해 보조완충재(200)는 천연고무 또는 합성고무로 발포된 것을 사용하거나, 천연고무와 합성고무의 혼합재료를 원료로 하여 발포된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트를 원료로 하거나 이들의 2 내지 6종을 혼합재료를 원료로 하여 발포된 것을 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르 부직포층을 보조완충재(200)로 사용할 수도 있다.

이러한 보조완충재(200)는 완충재(300)와 같은 재료로 제조하거나, 같은 재료로 일체 성형할 수도 있다.

그러나, 보조완충재(200)는 완충재(300)와 서로 다른 재질의 부재를 사용하여 재질의 차이에 따른 진동 차단 효과를 극대화시키도록 구성하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

본 발명의 구성요소인 단열재(500)는 본 발명의 가장 큰 특징에 해당되는 것으로, 완충재(300)의 하부에 설치되며, 그 하부로는 경량기포콘크리트층(20) 또는 콘크리트바닥층(10)이 위치된다.

이때, 하부에 콘크리트바닥층(10)과 직접 접하거나 도 7과 같이 경량기포콘크리트층(20)을 통해 콘크리트바닥층(10)의 상부에 위치하도록 구성될 수도 있다.

단열재(500)는 콘크리트바닥층(10)으로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 중공부(310)를 갖는 완충재(300)의 구조는 상부로부터 전달되는 열을 하부로 보다 많이 전달하게 된다.

즉, 전체적인 구조 면에서 볼 때 열관류율을 높여주게 되는 문제가 있다.

이때, 단열재(500)를 콘크리트바닥층(10)과 완충재(300)의 사이에 설치하게 되면 완충재(300)에서 콘크리트바닥층(10)으로 도달하는 열이 적어 결국 하부에 전달되는 열의 양은 많지 않게 되는 것이다.

이러한 단열재(500)는, 천연고무 또는 합성고무로 발포한 것을 사용하거나, 천연고무와 합성고무의 혼합재료를 원료로 하여 발포한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트를 원료로 하거나 이들의 2 내지 6종을 혼합재료를 원료로 하여 발포한 것을 사용할 수도 있다.

그리고, 천연고무, 합성고무, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로플렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 8종의 발포 분쇄물을 혼합성형한 것을 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르 부직포층을 단열재(500)로 사용할 수도 있다.

이러한 단열재(500)는 보조완충재(200)나 완충재(300)와 같은 재료로 제조하거나, 같은 재료로 일체 성형할 수도 있으나, 보조완충재(200)나 완충재(300)와 서로 다른 재질의 부재를 사용하여 재질의 차이에 따른 진동 차단 효과를 극대화시키도록 구성하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

위와 같은 구성에 있어서, 완충재, 보조완충재 및 단열재는 이미 설명한 바와 같이 발포체를 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 발포율이 2보다 낮을 경우 완충재의 동탄성 계수가 높아져 진동전달특성이 나빠지고, 동일 체적에 대해 원재료비가 높아지는 문제점이 있다.

또, 발포율이 80보다 높을 경우 구조의 불안정성이 심해질 수 있다.

따라서, 완충재, 보조완충재 및 단열재는 발포성 부재로 형성하되, 발포율이 2 내지 80의 범위 내에서 발포된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성에 있어서, 시멘트 모르타르, 도자기, 금속산화물과 같은 모든 무기물은 절대온도인 절대온도인 0°K 이상의 온도에서 적외선을 복사하며, 복사되는 적외선 에너지는 온도의 4승에 비례한다.

그러므로 약 20℃(293°K)정도의 상온에서는 콘크리트바닥층(10)으로부터 대단히 많은 양의 적외선이 복사하게 된다.

이때 복사되는 적외선의 파장은 도 11에서 보는 바와 같이 일반적으로 2㎛이 상이며, 2~20㎛범위의 파장대역이 유기물(PE, PP, Urethane, EVA등)에 흡수되면 유기물에 열적작용을 하게 되어, 유기물을 경화시키는 작용을 하게 되는 것을 알 수 있다.

즉, 유기물이 발포되어 탄성을 가지는 경우, 열적 경화가 발생되고 탄성계수가 증가하게 되는 악영향이 나타나게 되는 것이다.

이러한 점을 고려하여 단열재(500) 하부에 금속박막필름층(400)을 형성하여 보조완충재(200)나 완충재(300), 단열재(500)로 사용되는 발포성 유기물에 외부로부터의 적외선이 유입되는 것을 방지하여 열적 경화 현상을 방지하고, 이로부터 단열재, 완충재 및 보조완충재의 장기적인 수명을 보장하도록 하는 것이 바람직하다.

<실험예 1> 동탄성 계수 측정

이상과 같이 구성된 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조의 성능을 확인하기 위해 두 종류의 샘플을 제조하여 성능을 측정하였다.

먼저, 비교예 1로써 가로 세로 200 mm, 두께 5 mm, 폴리프로필렌 재질의 지지판을 준비한 후 지지판 하부에 완충 재료로써 발포 고무 12 mm을 지지판 전체에 대하여 설치한 후 상부 인가 하중을 90 kg/ 가하여 동탄성 계수를 측정하였다.

또한, 비교예 2로써, 가로 세로 200 mm, 두께 5 mm, 폴리프로필렌 재질의 지지판을 준비한 후 지지판 하부에 지지판과 같은 가로 세로 200 mm, 두께 12 mm, 발포 고무 재질의 보조완충재를 설치한 후 완충재 하부에 가로 20 mm, 세로 200 mm, 두께 10 mm, 발포 고무 재질, 간격 25 mm로 5개의 완충재를 설치한 후 상부 인가 하중을 90 kg/ 가하여 동탄성 계수를 측정하였다.

그런 다음 실시예 1로써, 가로 세로 200 mm, 두께 5 mm, 폴리프로필렌 재질의 지지판을 준비한 후 지지판 하부에 가로 20 mm, 세로 200 mm, 두께 15 mm, 발포 고무 재질, 간격 25 mm로 5개의 완충돌기로 구성된 완충재를 설치한 후 완충재의 하부에 가로 세로 200 mm, 두께 7 mm, 발포 고무 재질의 단열재를 설치한 후 상부 인가 하중을 90 kg/ 가하여 동탄성 계수를 측정하였다.

아울러, 실시예 2로써, 가로 세로 200 mm, 두께 5 mm, 폴리프로필렌 재질의 지지판을 준비한 후 지지판 하부에 가로 세로 200 mm, 두께 5 mm, 발포 고무 재질의 보조완충재를 설치한 다음 보조완충재 하부에 가로 20 mm, 세로 200 mm, 두께 14 mm, 발포 고무 재질, 간격 25 mm로 5개의 완충돌기로 구성된 완충재를 설치한 후 완충재의 하부에 가로 세로 200 mm, 두께 3 mm, 발포 고무 재질의 단열재를 설치한 후 상부 인가 하중을 90 kg/ 가하여 동탄성 계수를 측정하였다.

비교 대상과 실험 대상의 동탄성 계수 측정값을 하기 표 1에 나타내었다.

<표 1> 동탄성 계수

대상	동탄성계수(MN/㎥)
대상	측정값	기준
비교예1	12.3	5
비교예2	4.67	5
실시예1	4.42	5
실시예2	4.44	5

표 1에 나타난 바와 같이 기존의 평판 형태로 완충층을 형성했을 경우 동탄 성계수 값이 기준값을 훨씬 초과하였으나, 중공부를 갖도록 구성한 비교예 2 및 실시예 1,2에서는 동탄성계수 값이 기준값을 초과하지 않아 기준을 만족시키는 것을 알 수 있다.

<실험예 2> 열관류율 조사

실험예1에서 사용된 비교예 1, 2, 실시예 1, 2의 완충층을 대상으로 하여 완충층 구조 전체의 열관류율을 산출하여 하기와 같은 표 2에 나타내었다.

<표 2> 열관류율 산출값

대상	열관류율(Kcal/㎡hr℃)
대상	측정값	기준
비교예1	0.69	0.7
비교예2	0.76	0.7
실시예1	0.69	0.7
실시예2	0.69	0.7

표 2에서 보는 바와 같이 중공부가 없는 비교예 1의 열관류율은 기준값 이하로 기준을 만족시켰으나, 중공부를 갖는 비교예2의 경우 열관류율이 높게 나오는 문제점이 있음을 알 수 있다.

그러나 단열재가 설치된 실시예1,2는 모두 열관류율 기준을 만족시키는 것을 알 수 있다.

위와 같은 동탄성 계수 측정 및 열관율 산출 결과 본 발명의 완충층 구조는 열관류율 기준 및 동탄성 계수를 모두 만족시켜 진동 차단 효과는 물론 열전달 차단 효과를 가짐을 알 수 있다.

이상, 설명한 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조는 비단 바닥 구조에만 사용되는 것은 아니며, 기계구조물의 진동 차단과 같은 다양한 부분에 적용될 수 있다 할 것이다.

도 1은 종래의 완충층 구조의 한 예를 나타낸 단면도.

도 2는 종래이 완충층 구조의 다른 예를 나타낸 단면도.

도 3은 종래의 완충층 구조의 또다른 예를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조를 나타낸 분해 사시도.

도 5는 지지판에 완충재가 배치되는 예를 나타낸 사시도.

(A) : 완충돌기가 스트립바 형태로 형성된 예를 나타낸 사시도.

(B) : 완충돌기가 뿔 형태로 형성된 예를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조의 한 예를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조의 다른 예를 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명에서 지지판의 한 예를 나타낸 사시도.

도 9는 본 발명에서 금속박막필름층이 설치된 예를 나타낸 단면도.

도 10은 본 발명에서 보조완충재가 설치된 예를 나타낸 단면도.

도 11은 금속산화물의 분광복사율을 나타낸 그래프.

도 12는 수지별 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 콘크리트바닥층 20 : 경량기포콘크리트층

30 : 마감모르타르층 31 : 난방배관

40 : 완충재 50 : 지지판

60 : 마운트 100 : 지지판

110 : 평판부 120 : 벽체부

200 : 보조완충재 300 : 완충재

310 : 중공부 320 : 완충돌기

400 : 금속박막필름층 500 : 단열재

Claims

건물 바닥용 완충층 구조에 있어서,

마감모르타르층(30) 또는 경량기포콘크리트층(20) 하부에 형성되어 있으며 상부 하중을 지지하는 지지판(100)과;

상기 지지판(100) 하부에 형성되어 있고, 서로 이격되어 내측으로 중공부(310)를 갖도록 된 다수 개의 완충돌기(320)로 구성된 완충재(300)와;

상기 완충재(300) 하부에 형성되어 있고, 하부로는 경량기포콘크리트층(20) 또는 콘크리트바닥층(10)에 의해 지지되도록 구성되어 있으며, 콘크리트바닥층(10)과 완충재(300) 사이의 열 전달을 줄이도록 되어 있는 단열재(500);를 포함하여 구성된,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항에 있어서,

상기 지지판(100)과 완충재(300) 사이에 보조완충재(200);가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항에 있어서,

상기 단열재(500) 하부에 금속박막필름층(400)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지판(100)은,

폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 중 1 내지 3종을 원료로 하여 형성된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지판(100)은,

합판, 바인더가 첨가된 목분 가압 성형판, 바인더가 첨가된 무기질 분말 가압성형판, 바인더가 첨가된 목분 및 무기질 분말을 혼합하여 가압 성형한 가압성형판 중 선택된 어느 한 가지인 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지판(100)은 단층 구조 또는 다층 구조 중 어느 한 가지인 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 완충재(300)는,

천연고무 또는 합성고무 중 선택된 1 내지 2종을 원료로 하여 발포 성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 완충재(300)는,

폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 6종을 원료로 하여 발포 성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 완충재(300)는,

폴리에스테르 부직포층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 완충재(300)는,

천연고무, 합성고무, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 8종의 발포분쇄물이 혼합성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 2항에 있어서,

상기 보조완충재(200)는,

천연고무 또는 합성고무 중 선택된 1 내지 2종을 원료로 하여 발포 성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 2항에 있어서,

상기 보조완충재(200)는,

폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 6종을 원료로 하여 발포 성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 2항에 있어서,

상기 보조완충재(200)는,

폴리에스테르 부직포층으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.
제 2항에 있어서,

상기 보조완충재(200)는,

천연고무, 합성고무, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트 중 선택된 1 내지 8종의 발포분쇄물이 혼합성형된 것을 특징으로 하는,

단열재를 갖는 건물 바닥용 완충층 구조.