KR20160006761A - 음향 감쇠 건축 재료 - Google Patents

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제임스 글리슨
칼 랭
밀튼 오취
피터 파고네스
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제임스 하디 테크놀로지 리미티드
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Abstract

본 발명에 따르면, 기판(110)의 적어도 일부에 고정되는 음향 감쇠 층(118)을 포함하는 음향 감쇠 건축 재료(100)가 제공된다. 음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성된다.

Description

음향 감쇠 건축 재료{AN ACOUSTIC DAMPING BUILDING MATERIAL}
본 발명은 건축 재료 특히 음향 공진 또는 소리 전달을 감쇠시키는 데 적절한 건축 재료에 관한 것이다.
건물들 내에서의 그리고 이들 사이에서의 음향 공진 또는 소리 전달은 특히 거주 밀도가 증가됨에 따라 그리고 경질 표면 마감에 대한 심미적 취향이 확산됨에 따라 건물 거주자에게 큰 관심사인 것으로 알려져 있다.
건물의 벽 및 바닥을 통한 소음 전달을 감소시키려는 하나의 접근법은 소리 파동 또는 에너지를 반사하는 배리어 재료(barrier material)로서 작용함으로써 소리 전달을 고유하게 제한하는 더 치밀한 재료를 사용하는 것이다. 그러나, 더 치밀한 재료의 사용은 충격 음향, 소음 또는 소리 전달을 처리하지 못하고, 그에 의해 충격 시에 더 치밀한 재료 내에 소음 또는 소리 파동이 형성된다.
소음 전달을 감소시키려는 추가의 접근법은 다중 층 구조물(multiple storey or multiple layer construction)에서 찾아볼 수 있다. 이러한 시스템에서, 결합된 바닥-천장 설치물이 층들 또는 바닥들 사이에 위치된다. 결합된 바닥-천장 설치물은 예컨대 층들 사이에서 전달되는 소리 강도의 감소를 제공하도록 다양한 조합으로 배열되는 드라이월(drywall), 석고 보드(gypsum board) 또는 플래스터보드(plasterboard), 절연 배트(insulation batt), 절연 보드(insulation board), 절연 매트(insulation mat), 콘크리트 슬랩(concrete slab), 심미적 바닥 표면의 다양한 조합이 적용되는 중심 구조 바닥 시트를 포함하는 다중 층을 포함한다. 이러한 시스템과 관련된 문제점은 이러한 설치물이 건축 구조물 내에서 점유하는 공간의 크기이다. 결국, 건물의 높이 및/또는 층의 개수는 종종 이러한 설치물을 허용하도록 조정될 것이 필요하다.
소음 감소 기술의 추가 예는 기존의 건축 기판과 심미적 표면 층 사이에 위치되는 롤 아웃 절연 매트의 사용을 포함한다. 종종, 이러한 절연 매트는 기존의 콘크리트 또는 목재 구조 바닥 위에 설치된다. 이들 매트는 건축 시트가 매트를 통해 서브프레임(subframe)에 고정되는 지점(들)에서 압축될 수 있다. 바닥에 장식성 경질 표면을 고정하기 위해 음향 매트(들) 위에 건축 시트 예컨대 MDF 층 및/또는 배튼(batten)을 설치할 것이 필요하다. 이러한 조치의 사용은 구조물 내에서의 소리 에너지의 전달을 효과적으로 감소시키지 못한다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 1개의 단점을 극복 또는 개선하거나 유용한 대체물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 음향 감쇠 건축 재료가 제공되며, 이는 기판 및 음향 감쇠 층으로서, 음향 감쇠 층은 기판의 적어도 일부에 고정되는, 기판 및 음향 감쇠 층을 포함하고,
음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성된다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 재료의 장점에 따르면, 단일 제품이 소리 에너지가 흡수 및/또는 전달될 수 있는 다중 조합의 구조물 매개 에너지 전달 경로를 제공한다. 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료는 결국 소리 에너지가 흡수 및/또는 전달될 수 있는 다중 조합의 구조물 매개 에너지 전달 경로를 발생시키는 상이한 성질을 포함하는 적어도 2개의 상이한 매체 또는 재료를 포함한다. 사용 시에, 음향 감쇠 층은 기판 층이 음향 감쇠 층 내로 재차 소리 변동(sound fluctuation)을 반사하는 배리어 재료를 제공하면서 소리 변동이 흡수 및/또는 소산될 수 있게 하는 방법을 제공한다. 반사된 음향 변동은 그 다음에 또한 흡수 및 소산된다. 이러한 방식으로, 음향 소음이 건축 구조물을 통한 소리 에너지의 충격 및 음향 또는 진동 전달을 거쳐 제한될 수 있다.
용어 '포함한다(comprise)'에는 다양한 관할 영역 하에서 배제적 또는 내포적 의미 중 어느 한쪽이 제공될 수 있다는 것이 인정된다. 본 명세서의 목적을 위해, 용어 '포함한다'는 이것이 직접적으로 인용되는 나열된 구성 요소 그리고 또한 특정되지 않은 구성 요소의 내포를 의미하는 것으로 간주되어야 한다는 관점에서 내포적 의미를 가질 것이다. 따라서, 용어 '포함한다'는 주어진 관할 영역 내에서 최대한 넓은 해석으로써 고려되어야 하고, 이러한 근거는 또한 용어 '포함되는(comprised)' 및/또는 '포함하는(comprising)'이 사용될 때에 사용되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐, 용어 '직접 에너지 전달 경로'는 에너지가 비교적 직선형의 진로를 따라 매체를 통해 진행될 수 있게 하는 음향 감쇠 층을 통한 전달 경로 즉 방해물이 없는 경로를 설명하는 데 사용된다. 대조적으로, 용어 '간접 에너지 전달 경로'는 이러한 진로를 따르지 않는 음향 감쇠 층을 통한 전달 경로 즉 1개 이상의 장애물을 포함할 수 있는 경로를 설명하는 데 사용된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체는 직접 및 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 서로들 사이에 배치된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 2개의 매체 중 다른 하나와 상이한 전달 계수(τ)를 포함한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 1개의 중합체 재료를 포함한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 1개 이상의 중합체 재료를 포함한다. 편의상, 1개 이상의 중합체 재료는 각각이 전달 계수(τ)를 포함한다. 선택 사항으로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 1개 이상의 중합체 재료의 전달 계수(τ)는 중합체 재료의 각각에 대해 동일하다. 본 발명의 대체 실시예에서, 1개 이상의 중합체 재료의 전달 계수(τ)는 1개 이상의 중합체 재료의 각각에 대해 상이하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 3개의 중합체 재료의 조합을 포함하고, 중합체 재료의 전달 계수(τ)는 선택 사항으로 서로에 대해 동일 또는 상이하다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 적어도 1개의 중합체 재료는 중합체 입자상 재료(polymeric particulate material)를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 1개의 중합체 입자상 재료는 음향 감쇠 층 내에 분산되는 복수개의 입자를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 재료는 과립상 재료(granular material)이고, 과립상 재료는 작고 독립적인 과립을 포함한다. 선택 사항으로, 입자 및/또는 과립은 상이한 형상 예컨대 규칙 또는 불규칙 형상 중 어느 한쪽을 갖는다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 입자 또는 과립은 중합체 재료의 피스(piece)를 크러밍(crumbing) 또는 슈레딩(shredding)함으로써 형성된다. 편의상, 본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 입자 또는 과립은 클러밍 또는 슈레딩된 입자 또는 과립의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 재료는 천연 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무(EPDM), 합성 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 비닐 중합체 및 공중합체를 포함하는 그룹 중 하나 이상으로부터 선택된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나 및 적어도 2개의 매체 중 다른 하나의 입자 또는 과립은 적어도 2개의 매체 중 하나의 입자 또는 과립의 일부가 동일한 매체의 인접한 입자 또는 과립에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 직접 에너지 전달 경로를 형성하고 적어도 2개의 매체 중 하나의 중합체 재료의 입자 또는 과립의 일부가 적어도 2개의 매체 중 다른 하나의 인접한 입자에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 음향 감쇠 층 내에서 서로들 사이에 분산된다. 선택 사항으로, 적어도 2개의 매체 중 하나가 추가의 중합체 재료를 포함하고, 적어도 2개의 매체 중 하나의 중합체 재료의 입자 또는 과립의 일부가 추가의 중합체 재료나 적어도 2개의 매체 중 다른 하나 중 어느 한쪽의 입자 또는 과립의 인접한 입자에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 다른 하나는 보이드 체적부(void volume)를 포함하고, 보이드 체적부는 음향 감쇠 층 내에 분산되는 미점유 영역 또는 공간의 체적인 것으로 이해된다. 본 발명의 추가 실시예에서, 보이드 체적부는 유체에 의해 점유된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 유체는 단일 가스 또는 가스의 혼합물이다.
편의상, 1개 이상의 중합체 재료 및 보이드 체적부는 서로들 사이에 배치되고, 그에 의해 적어도 2개의 매체 중 하나의 입자 그리고 보이드 체적부 또는 적어도 2개의 매체 중 다른 하나의 입자는 적어도 2개의 매체 중 하나의 입자의 일부가 동일한 매체의 인접한 입자에 인접되어 음향 감쇠 층의 적어도 2개의 매체 중 하나를 통한 직접 에너지 전달 경로를 형성하고 적어도 2개의 매체 중 하나의 입자의 일부가 인접한 보이드 체적부에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 적어도 2개의 매체 중 하나를 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 음향 감쇠 층 내에서 서로들 사이에 분산된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층은 연속 재료로서 제공되고, 적어도 2개의 매체는 연속 재료를 형성하도록 함께 엮인다. 편의상, 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층은 기판 재료의 일부 또는 모두를 덮는 데 사용되는 매트의 형태로 된 연속 재료를 포함한다.
선택 사항으로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 중합체 입자상 재료를 포함하는 음향 감쇠 층은 외향적으로 매력적인 연속 라인을 갖도록 구성된다. 이러한 방식으로, 음향 감쇠 층 내의 간접 및 직접 에너지 전달 경로는 최종 사용자에게 용이하게 관찰 가능하지 않다.
본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 입자상 재료는 중합체 입자상 재료를 포함하는 음향 감쇠 층이 기판 재료의 일부 또는 모두를 덮는 데 사용되는 매트의 형태로 되어 있도록 배열된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 층은 중합체 결합제를 추가로 포함하고, 중합체 결합제는 에멀션 중합체, 중합체 용액, 중합체 분산제, 열경화성 중합체 및 열가소성 중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 결합제는 중합체 수지, 물 및 1개 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하고, 1개 이상의 첨가제는 유동 억제제, 유동성 개질제, 난연제, 방부제, 살균제, 살충제, 색소, 착색제, 발수제 그리고 통상의 기술자에게 공지된 어떤 다른 적절한 첨가제를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 중합체 결합제는 적어도 2개의 매체의 한쪽 또는 양쪽 모두에 대해 상이 또는 동일한 전달 계수(τ)를 가질 수 있다. 편의상, 중합체 결합제는 적어도 2개의 매체 중 하나 이상을 함께 결합시켜 적어도 2개의 매체가 서로들 사이에 배치되고 중합체 결합제가 서로들 사이에 배치된 적어도 2개의 매체 중간에 불연속 상을 형성하고 그에 의해 직접 및 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 적어도 2개의 매체 중 하나 이상과 결합된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 2개의 중합체 재료를 포함하고, 선택 사항으로 적어도 2개의 중합체 재료는 각각이 중합체 입자상 재료를 포함한다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 적어도 2개의 중합체 입자 재료 및 보이드 체적부는 적어도 2개의 매체 입자 재료 중 하나의 입자의 일부가 동일한 중합체 입자 재료의 인접한 입자에 인접되어 음향 감쇠 층의 적어도 2개의 중합체 입자 재료 중 하나를 통한 직접 에너지 전달 경로를 형성하고 적어도 2개의 중합체 입자 재료 중 하나의 입자의 일부가 적어도 2개의 중합체 입자 재료 중 다른 하나의 인접한 입자 또는 보이드 체적부에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 적어도 2개의 매체 중 하나를 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 음향 감쇠 층 내에서 서로들 사이에 분산된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 대략 5 체적% 내지 80체적% ± 2 체적%를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 대략 10 체적% 내지 70 체적% ± 2 체적%를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 대략 15 체적% 내지 70 체적% ± 2 체적%를 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 중합체 재료 및 보이드 체적부의 각각은 음향 감쇠 층의 체적의 대략 5 체적% 내지 80 체적% ± 2 체적%, 바람직하게는 대략 10 체적% 내지 70 체적% ± 2 체적% 그리고 더 바람직하게는 대략 15 체적% 내지 70 체적% ± 2 체적%를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 중합체 결합제는 음향 감쇠 층의 대략 10 체적% 내지 50 체적% ± 2 체적%를 포함한다. 중합체 재료, 보이드 체적부 및 선택 사항의 중합체 결합제의 체적은 함께 취해질 때에 음향 감쇠 층의 100 체적%를 초과할 수 없다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 이에 따르면, 중합체 재료가 음향 감쇠 층의 50 체적% 초과를 포함하는 경우에, 보이드 체적부는 중합체 재료 및 보이드 체적부의 총 체적이 음향 감쇠 층의 100 체적%를 초과하지 않도록 음향 감쇠 층의 50 체적% 미만을 포함하고, 그 반대가 또한 성립된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층은 크러밍 및 슈레딩된 중합체 재료, 보이드 체적부 및 중합체 결합제의 혼합물을 포함하고, 크러밍 및 슈레딩된 중합체 재료는 음향 감쇠 층의 대략 60 중량% ± 2 중량%를 포함하고, 중합체 결합제는 음향 감쇠 층의 대략 40 중량% ± 2 중량%를 포함한다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 크러밍된 중합체 재료 대 슈레딩된 중합체 재료의 비율은 1:1이다. 편의상, 본 발명의 음향 감쇠 층의 공극은 본 발명의 음향 감쇠 층의 음향 감쇠 성질이 향상되는 것을 보증하도록 엄격하게 제어된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 기판은 제1 표면, 제2 표면, 제1 및 제2 표면 사이에 위치되는 중간 부분 그리고 중간 부분을 포위하는 모서리 부분을 포함하고, 그에 의해 제1 및 제2 표면, 중간 부분 및 모서리 부재가 함께 미리 결정된 두께의 패널 또는 시트를 형성한다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 제1 및 제2 표면은 패널 또는 시트의 대향 표면이다. 본 발명의 추가 실시예에서, 중간 부분 및 모서리 부분은 기판의 제1 및 제2 표면과 일체로 형성된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 기판은 하중 지지 구조 기판이고, 구조 기판은 정적 하중을 견딜 수 있다. 정적 하중 요건은 적절한 현지 또는 규제 건축 법규에 의해 각각의 지역 내에서 정의된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 하중 지지 구조 기판은 구조 바닥 시트, 패널 또는 보드이다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 하중 지지 구조 기판은 5 KPa의 최소 하중 수준을 갖는다.
본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 층은 기판의 제1 표면의 적어도 일부에 고정된다. 편의상, 음향 감쇠 층은 음향 감쇠 층이 기판에 견고하게 부착되도록 임의의 적절한 수단에 의해 고정된다. 본 발명의 이러한 실시예가 건축 구조물에서 사용될 때에, 음향 감쇠 건축 재료는 음향 감쇠 층이 기판과 소리 에너지의 발생원 사이에 위치되도록 또는 대체예에서 음향 감쇠 층이 소리 에너지의 발생원으로부터 멀리 떨어져 있도록 즉 기판이 음향 감쇠 층과 소리 에너지의 발생원 사이에 위치되도록 배열될 수 있다. 바람직하게는, 음향 감쇠 층이 기판과 소리 에너지의 발생원 사이에 위치될 때에, 음향 감쇠 층의 직접 및 간접 에너지 전달 경로는 소리 에너지가 기판 층에 도달되기 전에 상당량의 소리 에너지를 흡수하고 및/또는 소산시키도록 동작된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 층은 기판의 제1 표면의 적어도 일부 및 제2 표면의 적어도 일부에 고정된다. 편의상, 별개의 음향 감쇠 층이 기판의 제1 및 제2 표면에 각각 제공될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예의 장점에 따르면, 제1 음향 감쇠 층 및 기판을 통해 전달되는 임의의 소음 또는 소리 에너지가 대향 표면 상의 제2 음향 감쇠 층에 의해 흡수된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층의 하나의 표면으로부터 대향 표면까지의 거리는 대략 1 ㎜ 내지 대략 20 ㎜의 두께이다. 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 층의 하나의 표면과 대향 표면 사이의 거리는 대략 2 ㎜ 내지 대략 10 ㎜이다. 이것의 장점에 따르면, 음향 감쇠 층은 본 발명의 기판 층과 결합될 때에 큰 공간 영역을 점유하지 않으면서 음향 감쇠/소음 감소를 성취하는 얇은 층이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 기판은 900 내지 1800 ± 100 Kg/㎥의 범위 내의 밀도를 포함한다. 더 치밀한 재료를 사용하는 장점은 공기-매개 음향, 소음 또는 소리 전달을 감소시키는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 기판은 시멘트질 결합 재료(cementitious bound material)를 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 시멘트질 결합 재료는 섬유 시멘트 패널 또는 시트 예컨대 섬유 시멘트 바닥 시트 또는 섬유 시멘트 건축 패널을 포함한다.
기판으로서 시멘트질 결합 재료를 사용하는 장점에 따르면, 이것은 구조물에서 통상적으로 사용되는 대부분의 목재 기판보다 큰 밀도를 갖는 내구성 및 실용성 재료를 제공한다. 시멘트질 결합 재료 기판은 본 발명의 음향 감쇠 층과 함께 공기-매개 및 충격 음향, 소음 또는 소리 전달의 모두를 감소시키는 음향 감쇠 건축 재료를 제공한다.
본 발명의 추가 실시예에서, 기판 패널 또는 시트의 제1 및 제2 표면 사이의 거리는 대략 15 ㎜ 내지 대략 50 ㎜이다. 선택 사항으로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 층이 기판 패널 및 음향 층을 포함하는 음향 감쇠 건축 층의 하나의 표면과 대향 표면 사이의 거리는 대략 19 ㎜ 내지 27 ㎜이다. 이와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료의 하나의 표면과 대향 표면 사이의 거리는 종래 기술의 시스템에서의 200 ㎜ 초과의 등가 거리에 비해 16 ㎜ 내지 70 ㎜의 거리를 성취할 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서, 기판의 모서리 부분은 기판의 제1 및/또는 제2 표면의 모서리를 넘어 연장되는 볼록 또는 돌출 부재를 추가로 포함한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 모서리 부분은 이것이 기판의 제1 및/또는 제2 표면의 모서리를 넘어 연장되는 상보성 형상의 볼록 또는 돌출 부재를 수용하도록 구성되는 크기 및 형상을 갖는 수용 부분을 추가로 포함한다. 편의상, 본 발명의 추가 실시예에서, 기판 층의 모서리 부분에는 볼록 또는 돌출 부재 및 수용 부분의 양쪽 모두가 제공된다. 이러한 배열에서, 볼록 또는 돌출 부재 및 수용 부분은 2개 이상의 기판 층이 함께 중첩될 때에 제1 기판 층의 볼록 또는 돌출 부재가 인접한 기판 층의 수용 부분 내에 장착될 수 있도록 모서리 부분 상에 배열된다. 본 발명의 추가 실시예에서, 기판의 볼록 또는 돌출 부재 및/또는 수용 부분은 볼록 또는 돌출 부재와 수용 부분 중간으로의 공동의 제공을 용이하게 하고 그에 의해 고정 재료 예컨대 밀봉제 또는 접착제가 공동 내에 위치될 수 있도록 구성된다. 고정 재료는 중첩 배열로 2개 이상의 기판 층을 함께 고정하도록 작용한다. 바람직하게는, 고정 재료는 또한 음향 감쇠 재료로서 작용할 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 외부 층을 포함하고, 외부 층은 최종 사용자에게 통상적으로 관찰 가능한 음향 감쇠 건축 재료의 최외측 표면 상에 제공된다. 편의상, 외부 층은 최종 사용자에게 더 매끄럽고 더 내구성인 표면 예컨대 시멘트질 재료 또는 바닥 표면의 스킴 코팅(skimmed coating) 등의 심미적 코팅을 제공한다. 외부 층의 기능을 성취할 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적절한 외부 층이 또한 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 편의상, 음향 감쇠 층에 직접적으로 외부 층 예컨대 타일 마감 층을 고정하는 것이 가능하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 외부 층은 최적화 층 및 마감 층을 포함하고, 최적화 층은 표면 평탄도를 개선하고 및/또는 마감 층을 위한 추가의 구조 지지부를 제공하는 데 사용된다. 본 발명의 이러한 실시예의 예는 표면 평탄도를 개선하고 타일 마감 층을 위한 추가의 구조 지지부를 제공하는 최적화 층으로서의 스크리드(screed)의 사용이다. 음향 감쇠 건축 재료의 음향 성질은 외부 층을 사용할 때에 유지된다는 것이 이해되어야 한다. 편의상, 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 바닥 가열 시스템(underfloor heating system)을 위한 구조 바닥 표면으로서의 사용에 적절하고, 바닥 가열 시스템을 위한 파이프는 바닥 구조물의 장선들(joist) 사이에 제공된다.
본 발명에 따르면, 음향 감쇠 건축 시스템이 추가로 제공되고, 이 음향 감쇠 건축 시스템은
건축 서브프레임 구조물과;
본 발명에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 적어도 1개의 섹션 및
심미적 표면 층을 포함하고,
음향 감쇠 건축 재료의 적어도 1개의 섹션은 기판 및 음향 감쇠 층을 포함하고, 음향 감쇠 층은 기판의 적어도 일부에 고정되며,
음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성되며,
음향 감쇠 건축 재료의 상기 섹션 또는 각 섹션은 건축 서브프레임 구조물에 고정 가능하며, 심미적 표면 층은 심미적 건축 마감부를 제공하도록 그 또는 각각의 음향 감쇠 건축 시트에 고정 가능하다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 시스템의 장점에 따르면, 심미적 표면 층 내에서 직접적으로 또는 간접적으로 발생되는 음향 에너지는 그 또는 각각의 음향 감쇠 건축 재료 섹션에 의해 감쇠되고, 이것은 인접한 방 공간으로의 건축 서브프레임 구조물을 통한 음향 소음 전달의 감소로 이어진다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 기계적 수단에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하고, 기계적 수단은 네일(nail), 스크루(screw), 스크레일(scrail), 스테이플(staple), 볼트 및 석축 앵커를 포함하는 그룹 중 하나 이상으로부터 선택된다. 선택 사항으로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 은폐식 고정 시스템에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 화학적 수단에 의해 예컨대 접착제에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 재료는 기계적 및 화학적 수단의 조합을 사용하여 건축 서브프레임에 고정 가능하다.
본 발명에 따르면, 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법이 제공되며, 이는
(a) 건축 서브프레임 구조물을 제공하는 단계와;
(b) 본 발명에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 적어도 1개의 섹션을 제공하는 단계로서, 음향 감쇠 건축 재료는 기판 및 음향 감쇠 층을 포함하고, 음향 감쇠 층은 기판의 적어도 일부에 고정되고, 음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성되는, 단계와;
(c) 건축 서브프레임 상의 사용자가 선택 가능한 위치 내로 음향 감쇠 건축 재료를 위치시키고 건축 서브프레임에 이것을 고정함으로써 음향 감쇠 건축 재료의 섹션을 설치하는 단계와;
(d) 심미적 마감부를 제공하도록 음향 감쇠 건축 재료 상의 음향 감쇠 층에 표면 층을 적용 및 고정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법은, 단계 (c) 후에,
(c1) 음향 감쇠 건축 재료의 이전에 설치된 섹션에 대해 건축 서브프레임 상으로 음향 감쇠 건축 재료의 후속의 섹션을 고정하고 건축 서브프레임에 이것을 고정하는 단계와;
(c2) 요구된 건축 섹션이 덮일 때까지 단계 (c1)을 반복하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 기계적 수단에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하고, 기계적 수단은 네일, 스크루, 스크레일, 스테이플, 볼트 및 석축 앵커를 포함하는 그룹 중 하나 이상으로부터 선택된다. 선택 사항으로, 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 은폐식 고정 시스템에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 화학적 수단에 의해 예컨대 접착제에 의해 건축 서브프레임에 고정 가능하다. 본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 재료는 기계적 및 화학적 수단의 조합을 사용하여 건축 서브프레임에 고정 가능하다.
본 발명의 추가 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료는 다른 음향 감쇠 건축 재료와 조합하여 사용하는 데 적절하다. 구체적으로, 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료는, 기부 부재로서, 기부 부재는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하고, 제1 및 제2 표면은 서로로부터 이격되고 그에 의해 그 사이에 두께를 한정하는, 기부 부재와; 적어도 2개의 측면 암으로서, 각각의 측면 암은 제1 및 제2 단부를 포함하고, 각각의 측면 암은 채널이 형성되도록 미리-결정된 각도로 기부 부재의 제1 표면으로부터 연장되고, 그에 의해 각각의 측면 암 및 기부 부재가 채널 형성부의 측면 및 기부를 각각 형성하는, 적어도 2개의 측면 암과; 한 쌍의 플랜지로서, 각각의 플랜지는 각각의 측면 암의 제2 단부로부터 실질적으로 직각으로 연장되는, 한 쌍의 플랜지를 포함하고, 미리 결정된 각도는 탄성적으로 변형 가능한, 음향 감쇠기와 사용하는 데 적절하다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 채널 형성부는 배튼을 수용하도록 구성되고, 그 또는 각각의 플랜지는 채널 내에 배튼을 보유하도록 구성된다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 음향 감쇠 건축 재료, 구조 기판에 고정 가능한 음향 감쇠기, 채널 형성부 내에 배치되는 배튼 그리고 배튼에 고정되는 바닥 재료를 포함하는 바닥 구조물이 또한 제공된다.
본 발명의 다른 장점에 따르면, 음향 감쇠 건축 재료는 다중 층의 적용 또는 상이한 작업으로부터의 스킬을 요구하지 않는 다른 음향 감쇠 시스템에 대한 경량 대체물을 제공한다. 단일 층의 재료의 사용 그리고 관련된 바닥들 또는 벽들 사이의 간격의 감소는 최종 사용자에게 상당히 바람직한 건축 및 재료 비용의 감소를 의미한다.
본 발명은 이제부터 예로서 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료의 단지 3개의 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 음향 바닥 시스템의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 음향 바닥 시스템의 제1 코너(A)의 부분 확대 단부도이다.
도 1c는 도 1a의 음향 바닥 시스템의 제2 코너(B)의 부분 확대 단부도이다.
도 1d는 도 1a의 음향 바닥 시스템의 하나의 측면의 부분 확대 측면도이다.
도 1e는 도 1a의 음향 바닥 시스템의 제2 측면의 부분 확대 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 부분 측단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 부분 측단면도이다.
도 3b는 도 3a의 음향 감쇠 건축 재료의 섹션(A)의 확대 측단면도이다.
도 3c는 도 3a의 음향 감쇠 건축 재료의 섹션(B)의 추가의 확대 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 음향 바닥 시트의 부분 측단면도이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 시스템을 설치하는 단계의 일련의 사시도이다.
도면 구체적으로 도 1a 내지 1e를 이제부터 참조하면, 기판(110) 그리고 기판(110)에 고정되는 음향 감쇠 층(118)을 포함하는 음향 감쇠 건축 재료(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 기판(110)은 대략 499 ㎜의 폭 그리고 2400 ㎜의 길이를 갖는 바닥 시트의 형태로 된 하중 지지 구조 기판이다. 바닥 시트(100)는 5 KPa의 최소 정적 하중을 지지할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 기판(110)은 시멘트질 결합 재료 예컨대 900 내지 1800 ± 100 Kg/㎥의 범위 내의 밀도를 갖는 섬유 시멘트 재료를 포함한다.
기판(110)은 제1 표면(112), 제2 표면(114), 제1 및 제2 표면 사이에 위치되는 중간 부분(116) 그리고 중간 부분을 포위하는 모서리 부재(116a, 116b)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 표면, 중간 부분 및 모서리 부재는 함께 미리 결정된 두께의 패널 또는 시트를 일체로 형성한다. 기판 층(110)의 모서리 부재 또는 부분(116)에는 볼록 또는 돌출 부분(116a) 및 수용 부분(116b)의 양쪽 모두가 제공되고, 그에 의해 설부 및 홈부 구성을 포함한다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 음향 감쇠 건축 재료(100)의 최상부 표면으로부터 음향 감쇠 건축 재료(100)의 대향 최하부 표면까지의 거리는 대략 27 ㎜이고, 음향 감쇠 층(118)의 최상부 표면으로부터 음향 감쇠 층(118)의 대향 최하부 표면까지의 거리는 대략 5.0 ㎜이고, 기판 층(110)의 최상부 표면으로부터 기판 층(110)의 대향 최하부 표면까지의 거리는 대략 22.0 ㎜이다. 기판 층의 모서리 부재(116)에는 기판 층(110)의 제1 표면(112)에서 (도 1b에 명확하게 도시된) 챔퍼형 또는 경사형 모서리(chamfered or bevelled edge)(116c)가 추가로 제공된다. 이것은 사용자에게 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(100)의 2개의 인접한 시트 사이에 용이하게 도포될 밀봉재를 위한 약간 개방된 영역을 제공한다. 챔퍼형 또는 경사형 모서리(116c)는 더 양호한 밀봉부가 인접한 시트들 사이에 형성될 수 있게 한다.
도 1a 내지 1e에 도시된 본 발명의 실시예에서, 음향 감쇠 층(118)은 음향 감쇠 층(118)이 기판 층(110)의 제1 표면의 거의 모두를 덮도록 기판 층(110)의 제1 표면에 대한 접착에 의해 고정된다. 음향 감쇠 층(118)은 기판 층(110)의 제1 표면(112)의 모두를 덮도록 연장되지 않고, 이것은 하중이 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(100) 상에 위치될 때에 음향 감쇠 층의 압축을 허용하기 위한 것이다. 도시된 실시예에서, 음향 감쇠 층(118)의 모서리와 모서리 부분(116) 사이의 덮이지 않은 영역은 도 1b 및 1c에 도시된 것과 같이 보드의 폭을 따라 대략 2.25 ㎜이고, 도 1d 및 1e에 도시된 것과 같이 보드의 길이를 따라 대략 2.0 ㎜이다.
편의상, 본 발명의 이러한 실시예가 건축 구조물에서 사용될 때에, 음향 감쇠 층(118)은 음향 감쇠 층(118)이 기판(110)과 소리 에너지의 발생원 사이에 위치되도록 또는 대체예에서 음향 감쇠 층(118)이 소리 에너지의 발생원으로부터 멀리 떨어져 있도록 즉 기판(110)이 음향 감쇠 층(118)과 소리 에너지의 발생원 사이에 위치되도록 배열될 수 있다.
도 2 및 도 3a 내지 3c를 이제부터 참조하기로 한다. 도 2는 기판(210) 그리고 그에 고정되는 음향 감쇠 층(218)을 포함하는 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(200)의 일부의 제2 실시예를 도시하고 있다. 도 3a는 기판(310) 그리고 제1 및 제2 음향 감쇠 층(318, 320)을 각각 포함하는 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(300)의 일부의 제3 실시예를 도시하고 있다. 도시된 제2 및 제3 실시예에서, 음향 감쇠 층(218, 318, 320)은 기판(210, 310)의 모두를 각각 덮는다. 감쇠 층이 기판(210, 310)의 모두 또는 적어도 일부를 각각 덮는 것이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
도시된 실시예에서, 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)은 2개의 매체를 포함하고, 매체는 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)의 각각이 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)을 통한 기판(210, 310)으로의 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 각각 포함하도록 구성된다. 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)이 일정한 비율로 작성되어 있지 않지만, 본 발명의 하나의 실시예에서 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)은 외부 표면으로부터 내부 표면까지 대략 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 깊이를 갖고 그에 의해 임의의 주어진 구성에서 외부 표면이 기판(210, 310)으로부터 멀리 떨어져 있는 음향 감쇠 층의 표면으로서 정의되고 음향 감쇠 층의 내부 표면이 기판(210, 310)에 인접된다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 대체 실시예에서, 음향 감쇠 층(118, 218, 318, 320)의 깊이는 대략 2 ㎜ 내지 10 ㎜의 임의의 거리이다.
도 3b 및 3c를 구체적으로 참조하면, 음향 감쇠 층(318, 320)의 매체의 확대 단면도가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 음향 감쇠 층(318, 320)은 실질적으로 동일하다. 음향 감쇠 층(318)에서 사용되는 각각의 매체(322, 324)의 각각은 다른 매체와 상이한 전달 계수(τ)를 갖고, 음향 감쇠 층(318) 내에서 그 사이에 배치되어 직접 및 간접 에너지 전달 통로를 형성한다. 음향 감쇠 층의 매체는 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적절한 매체 또는 재료일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도시된 실시예에서, 음향 감쇠 층(318)은 중합체 결합제(326)에 의해 적절한 위치에 분산 및 보유된 복수개의 입자의 형태로 되어 있는 중합체 재료(322)를 포함한다.
중합체 입자(322)는 불규칙 형상으로 되어 있고, 결국 침입형 보이드 체적부(324)가 인접한 중합체 입자들(322) 사이에 존재한다. 중합체 입자(322)는 일부 경우에 입자(322)의 표면 영역의 일부(322a)가 동일한 매체의 인접한 입자(322)의 표면 영역의 일부에 인접되도록 음향 감쇠 층(318) 내에서 서로들 사이에 분산된다. 이것은 음향 감쇠 층의 중합체 매체를 통한 직접 에너지 전달 통로를 형성한다. 마찬가지로, 중합체 입자(322)의 표면 영역의 일부(322b)가 보이드 체적부(324)에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 간접 에너지 전달 영역을 형성한다.
도시된 본 발명의 실시예에서, 중합체 재료(322)는 천연 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, EPDM, 합성 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 비닐 중합체 및 공중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 중합체 결합제(326)는 에멀션 중합체, 중합체 용액, 중합체 분산제, 열경화성 중합체 및 열가소성 중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 보이드 체적부(324)는 통상적으로 가스 예컨대 공기의 혼합물에 의해 점유된다. 위의 사항의 모두에서, 본 발명의 목적을 성취할 통상의 기술자에게 공지된 어떤 다른 재료가 또한 사용될 수 있다.
보이드 체적부(324)는 불규칙 형상의 입자상 중합체 재료(322)의 배열로 인해 음향 감쇠 층(318) 전체에 걸쳐 효과적으로 분산된다. 도면에 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 하나의 실시예에서, 보이드 체적부(324)는 음향 감쇠 층의 5 내지 80 체적%를 점유한다. 본 발명의 추가 실시예에서, 보이드 체적부는 음향 감쇠 층의 10 내지 50 체적% 그리고 15 내지 35 체적%를 점유한다.
도 4를 참조하면, 바닥 재료(400)로서 사용되는 2개의 음향 감쇠 층(318, 320)을 포함하는 도 3a의 음향 감쇠 건축 재료(300)가 도시되어 있다. 건축 재료는 음향 감쇠 층(320)이 지지부 표면(442)을 따라 지지부(440)에 인접되도록 지지부(440)에 고정된다. 도시되어 있지 않지만, 선택 사항으로 본 발명의 이러한 실시예에서 지지부(440)에 인접한 음향 감쇠 층(320)은 기판(310)의 대향측 상의 음향 감쇠 층(318)보다 큰 깊이를 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 음향 감쇠 층(318)은 대략 2 ㎜인 깊이를 갖고 한편 음향 감쇠 층(320)은 대략 5 ㎜인 깊이를 갖는다. 본 발명의 이러한 실시예의 장점에 따르면, 바닥 재료의 통행 가능한 측면 상의 음향 감쇠 층(318)은 충격 소음을 감소시키도록 설계되고, 한편 음향 감쇠 층(320)은 지지부(440) 그리고 결국 건축 구조물 전체로의 충격 및 진동의 전달을 흡수하고 소산시키고 제한하도록 설계된다.
도 5a 내지 5f를 이제부터 또한 참조하면, 건축 구조물 내에 바닥 시트(400)를 설치하는 방법의 단계의 예가 도시되어 있다. 명료화의 목적을 위해, 도 3a의 음향 감쇠 건축 재료(300)는 도 5a 내지 5e에서 음향 감쇠 층을 한정하지 않은 상태로 도시되어 있다. 도 5a는 건축 서브프레임 구조물(440)의 예이다. 도 5b 내지 5d에서, 설치자는 건축 서브프레임 구조물(440)을 보강하고 서브프레임(440) 상의 미리 결정된 위치(440a)에서 건축 서브프레임 구조물(440)에 본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(300)의 제1 및 제2 섹션(300a, 300b)을 각각 고정하는 것으로 도시되어 있다. 도 5f는 심미적 건축 마감부를 제공하도록 음향 감쇠 건축 재료(300)에 고정되는 심미적 표면 층(332)을 도시하고 있다. 음향 감쇠 건축 재료는 기계적 또는 화학적 수단 중 어느 한쪽에 의해 건축 서브프레임(440)에 고정 가능하다는 것이 이해되어야 하고, 기계적 수단은 네일, 스크루, 스크레일, 스테이플, 볼트 및 석축 앵커 중 하나 이상으로부터 선택되고; 화학적 수단은 적절한 접착제에 의해 실시된다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 재료(100, 200 또는 300)는 공기-매개 및 충격 전달을 결정하도록 시험되었다. 각각의 경우에, 기판의 하나의 측면에 부착되는 단일 음향 감쇠 층 또는 단일 음향 감쇠 층이 기판의 양쪽 대향 측면에 고정된 이중 음향 감쇠 층 중 어느 한쪽을 갖는 음향 감쇠 건축 재료(100, 200 또는 300)가 시험되었다. 모든 경우에, 음향 감쇠 건축 재료는 건축 서브프레임에 고정된다. 음향 건축 재료는 또한 외부 장식성 표면을 갖는 상태 그리고 갖지 않는 상태에서 시험되었고, 장식 표면은 아래에서 설명되는 것과 같이 목재 적층체 또는 세라믹 타일 중 어느 한쪽이다. 시험 영역의 온도가 또한 기록되었다.
소리 압력 수준은 전형적으로 데시벨(dB) 단위로 기록된다. 이 때에, 0 dB은 통상의 청력을 갖는 사람에 대한 가청도의 임계치를 나타내고, 100 dB은 지하철역 또는 동작 중의 대형 산업용 기계에서의 소음 수준을 나타낸다. 통상적인 일상의 도시 환경에서, 사람은 약 70 dB의 평균 거리 소음, 약 60 dB의 평균 사무실 환경 소음, 약 50 dB의 평균 대화 소음 그리고 약 40 dB의 조용한 또는 개인 사무실 소음 등의 소리 수준에 노출될 수 있다. 소리 강도와 소리 압력 사이의 상관 관계는 대수 관계이고, 소리 압력 수준의 10 dB의 증가는 소리 강도 수준의 10배 증가를 나타내고, 그에 따라 100 dB의 소리 강도는 0 dB에서의 소리 강도보다 10,000,000,000배 크다. 통상의 청력을 갖는 사람에 대해, 1-2 dB의 변화는 감지 불가능하다. 그러나, 5 dB의 변화는 명확하게 감지 가능하고, 10 dB의 변화는 소음 수준의 (10 dB만큼 감소되면) 반감 또는 (10 dB만큼 증가되면) 배가 중 어느 한쪽으로서 간주된다. 비교적 작은 dB 소리 수준 변화는 사실상 환경에서 상당한 소리 강도 변화를 나타낼 수 있다.
사람들이 현대 환경에서 노출되는 많은 소리는 약 50 Hz 내지 약 10 kHz의 범위의 주파수에 걸쳐 있다. 음성은 주로 100-300 Hz 범위 내에 있다. 대형 차량은 50-1000 Hz 범위 내에 있을 수 있고, 차량 경적은 AAA-5000 Hz 범위 내에 있다. 환경 내의 모든 소리는 사람이 발생원으로부터 떨어져 있는 정도, 이들 소리를 흡수 또는 전달하도록 작용할 수 있는 사람과 소리의 발생원 사이의 임의의 물질 그리고 이용 가능한 소리 진행 경로에 따라 상이한 소리 강도로 사람에게 도달될 수 있다.
각각의 물질은 그 고유 재료 성질 그리고 형상, 두께 등의 그 물리적 구성에 따라 특징적인 소리 흡수/전달 효과를 가질 것이다. 소리는 또한 벽 또는 바닥 섹션 등의 건축 섹션의 재료를 통해 직접적으로 및/또는 공기-매개 전달을 통해 간접적으로 전달될 수 있다.
거주 지역 또는 사무실/상업 공간 등의 사람들을 위한 환경을 생성하는 것은 소음 또는 소리 강도 수준이 관리될 것을 요구한다. 직접 및 간접 전달 경로의 양쪽 모두를 통한 소리 강도가 사람 자신 및 임의의 바로 인접한 이웃의 양쪽 모두에 대해 유해 수준보다 낮은 환경을 생성하는 것이 이상적이다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 재료가 충분한 소음 감소를 성취하기 위해, 공기-매개 소음 전달이 45 dB보다 클 것이 필요하다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 재료의 제1 실시예(100)는 결합된 구조 바닥 및 천장 구성에서 시험되었고, 이러한 구성은 전형적으로 다중-층 건축 구성의 층들 사이에서 찾아볼 수 있다. 아래의 표 1에 기재된 것과 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 공기-매개 소음 전달은 각각 60 및 62 dB (Rw + Ctr)이고, 한편 본 발명의 다양한 실시예에 대한 충격 소음 전달은 55 내지 64 dB (Ln,Tw)이다. 시험의 결과에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예는 수용 가능한 수준까지 공기-매개 및 충격 음향, 소음 또는 소리 전달의 모두를 감소시키도록 동작된다.
시험-표 1
조립체 세부 사항 바닥 커버링 구조 바닥재 천장 구성 공기-매개/dB
Rw (Ctr)		 충격/dB
LnT,w 		온도/°C
100 단일 음향 감쇠 층 및 섬유 시멘트 기판 27 ㎜





240 ㎜의 최소 간격을 갖는 장선		 절연재: 10 kg/㎥의 최소 수치를 갖는 100 ㎜;

탄성 바: 16 ㎜ x 0.45 ㎜ 금속 탄성 바;

제1 및 제2 천장 층: 15 ㎜ 석고 보드 912.5 Kg/㎡
62 (-9)
57
15
100 섬유 시멘트 기판 및 단일 음향 감쇠 층 27 ㎜**
60 (-10)
64
15
100 단일 음향 감쇠 층 및 섬유 시멘트 기판 27 ㎜ 가요성 타일 접착제 상의 6 ㎜ 세라믹 타일
없음
55
15
**단일 음향 감쇠 층은 구조 바닥재에 인접한 기판 층의 하부 측면 상에 있다.
본 발명의 음향 감쇠 건축 재료의 각각의 제2 및 제3 실시예(조립체)(200, 300)는 건축 재료의 효과를 결정하도록 바닥 재료로서 다양한 온도에서 시험되었다. 아래의 표 2에 기재된 것과 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 공기-매개 소음 전달은 각각 60 및 63 dB (Rw + Ctr)이고, 한편 본 발명의 다양한 실시예에 대한 충격 소음 전달은 52 내지 59 dB (Ln,Tw)이다. 시험의 결과에 따르면, 본 발명의 다양한 실시예는 수용 가능한 수준까지 공기-매개, 충격 음향, 소음 또는 소리 전달의 모두를 감소시키도록 동작된다.
시험-표 2
조립체 세부사항 바닥 커버링 공기-매개/dB
Rw (Ctr)		 충격/dB
LnT,w 		온도/°C
200 단일 음향 감쇠 층 없음 60 (-8) 58 6
200 단일 음향 감쇠 층 목재 적층체 62 (-9) 55 6
200 단일 음향 감쇠 층 세라믹 타일 비시험 59 6
300 이중 음향 감쇠 층 없음 61 (-10) 59 6-7
300 이중 음향 감쇠 층 목재 적층체 63 (-8) 52 6-7
300 이중 음향 감쇠 층 없음(방 가열) 비시험 58 16-17
300 이중 음향 감쇠 층 세라믹 타일 비시험 57 11
공기-매개 통과 - >45 dB
충격 통과 - <62 dB
위에서 제공된 모든 예의 음향 성능은 건물 내의 바닥 및 계단에 대해 64 dB의 L'nT,w 최대 수치에 대해 UK 건축 코드 ADE AAA3(소리의 통과에 대한 저항) 조항을 충족시키거나 초과한다(수치가 낮을수록 더 양호하다). L'nT,w 수치는 BS EN ISO 140-7:1998에 따른 잔향 시간을 보정한 언급된 주파수 대역 내에서의 충격 소리 압력 수준이다.
방들 사이에서의 공기-매개 소음 전달에 대한 Rw (Ctr) 표준이 또한 위에서 제공된 모든 예에 의해 충족 또는 초과된다. Rw (Ctr)은 공기-매개 전달에서의 낮은 주파수의 트래픽 소음을 고려하도록 추가되는 트래픽 A-가중 스펙트럼과 함께 가중 소리 감소 인덱스의 측정치이다.
본 발명은 단지 예로서 주어지는 여기에서 설명된 특정한 세부 사항에 제한되지 않고, 다양한 변형 및 변경이 첨부된 특허청구범위 내에서 한정된 것과 같은 본 발명의 범주 내에서 가능하다는 것이 물론 이해될 것이다.

Claims (27)

  1. 음향 감쇠 건축 재료(100, 200, 300)에 있어서,
    기판(110, 210, 310) 및 음향 감쇠 층(118, 218, 318)을 포함하고,
    음향 감쇠 층은 기판의 적어도 일부에 고정되며,
    음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체(322, 324)를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성되는, 음향 감쇠 건축 재료.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 매체(322, 324)는 직접 및 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 서로들 사이에 배치되는 음향 감쇠 건축 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 2개의 매체 중 다른 하나와 상이한 전달 계수(τ)를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 적어도 1개의 중합체 재료(322)를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  5. 제3항에 있어서, 적어도 1개의 중합체 재료는 중합체 입자상 재료 또는 중합체 과립상 재료를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 중합체 재료는 천연 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, EPDM, 합성 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 비닐 중합체 및 공중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 음향 감쇠 건축 재료.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나 및 적어도 2개의 매체 중 다른 하나의 입자 또는 과립은 적어도 2개의 매체 중 하나의 입자 또는 과립의 일부가 동일한 매체의 인접한 입자 또는 과립에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 직접 에너지 전달 경로를 형성하고 적어도 2개의 매체 중 하나의 중합체 재료의 입자 또는 과립의 일부가 적어도 2개의 매체 중 다른 하나의 인접한 입자 또는 과립에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성하도록 음향 감쇠 층 내에서 서로들 사이에 분산되는 음향 감쇠 건축 재료.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 1개 이상의 추가의 중합체 재료를 포함하고, 적어도 2개의 매체 중 하나의 중합체 재료의 입자 또는 과립의 일부가 1개 이상의 추가의 중합체 재료나 적어도 2개의 매체 중 다른 하나 중 어느 한쪽의 입자 또는 과립의 인접한 입자에 인접되어 음향 감쇠 층을 통한 간접 에너지 전달 경로를 형성하는, 음향 감쇠 건축 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 다른 하나는 보이드 체적부(324)를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  10. 제9항에 있어서, 보이드 체적부는 유체에 의해 점유되는 음향 감쇠 건축 재료.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 음향 감쇠 재료는 에멀션 중합체, 중합체 용액, 중합체 분산제, 열경화성 중합체 및 열가소성 중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 중합체 결합제를 추가로 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 5% 내지 80% ± 2%를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 10 체적% 내지 50 체적% ± 2 체적%를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 매체 중 하나가 음향 감쇠 층의 15 체적% 내지 35 체적% ± 2 체적%를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 제1 표면, 제2 표면, 제1 및 제2 표면 사이에 위치되는 중간 부분 그리고 중간 부분을 포위하는 모서리 부분을 포함하고 그에 의해 기판, 중간 부분 및 모서리 부재가 함께 미리 결정된 두께의 패널 또는 시트를 형성하는 음향 감쇠 건축 재료.
  16. 제15항에 있어서, 기판 패널 또는 시트의 미리 결정된 두께는 대략 15 ㎜ 내지 대략 50 ㎜인 음향 감쇠 건축 재료.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 음향 감쇠 층은 기판(110, 210, 310)의 제1 표면의 적어도 일부에 고정되는 음향 감쇠 건축 재료.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 음향 감쇠 층은 기판의 제1 표면의 적어도 일부 및 제2 표면의 적어도 일부에 고정되는 음향 감쇠 건축 재료.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 900 내지 1800 kg/㎥의 밀도를 갖는 재료를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 시멘트질 결합 재료를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  21. 제20항에 있어서, 시멘트질 결합 재료는 섬유 시멘트 패널 또는 섬유 시멘트 시트를 포함하는 음향 감쇠 건축 재료.
  22. 건축 서브프레임 구조물(440)과;
    제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 적어도 1개의 섹션으로서, 음향 감쇠 건축 시트의 상기 또는 각각의 섹션은 건축 서브프레임 구조물에 고정 가능한, 적어도 1개의 섹션과;
    심미적 건축 마감부를 제공하도록 상기 또는 각각의 음향 감쇠 건축 시트에 고정 가능한 심미적 표면 층
    을 포함하는 음향 감쇠 건축 시스템.
  23. 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법에 있어서,
    (a) 건축 서브프레임 구조물(440)을 제공하는 단계와;
    (b) 본 발명에 따른 음향 감쇠 건축 재료의 적어도 1개의 섹션을 제공하는 단계로서, 음향 감쇠 건축 재료는 기판 및 음향 감쇠 층을 포함하고, 음향 감쇠 층은 기판의 적어도 일부에 고정되며, 음향 감쇠 층은 적어도 2개의 매체를 포함하고, 적어도 2개의 매체는 음향 감쇠 층이 기판으로의 음향 감쇠 층을 통한 적어도 1개의 직접 에너지 전달 경로 및 적어도 1개의 간접 에너지 전달 경로를 포함하도록 구성되는, 단계와;
    (c) 건축 서브프레임 상의 사용자가 선택 가능한 위치 내로 음향 감쇠 건축 재료를 위치시키고 건축 서브프레임에 이를 고정함으로써 음향 감쇠 건축 재료의 섹션을 설치하는 단계와;
    (d) 심미적 마감부를 제공하도록 음향 감쇠 건축 재료 상의 음향 감쇠 층에 표면 층을 적용 및 고정하는 단계
    를 포함하는 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 방법은, 단계 (c) 후에,
    (c1) 음향 감쇠 건축 재료의 이전에 설치된 섹션에 대해 건축 서브프레임 상으로 음향 감쇠 건축 재료의 후속의 섹션을 고정하고 건축 서브프레임에 이것을 고정하는 단계와;
    (c2) 요구된 건축 섹션이 덮일 때까지 단계 (c1)을 반복하는 단계
    를 추가로 포함하는 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법.
  25. 실질적으로 첨부 도면에 도시되고 이를 참조하여 본 명세서에서 설명된 것과 같은 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 재료.
  26. 실질적으로 첨부 도면에 도시되고 이를 참조하여 본 명세서에서 설명된 것과 같은 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 재료를 포함하는 음향 감쇠 건축 시스템.
  27. 실질적으로 첨부 도면에 도시되고 이를 참조하여 본 명세서에서 설명된 것과 같은 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 음향 감쇠 건축 재료를 포함하는 음향 감쇠 건축 시스템을 구성하는 방법.
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