KR20160104506A - 건축물용 바닥재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 내부 바닥에 설치되어 층간소음을 효율적으로 방지할 수 있도록 된 건축물용 바닥재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 건축물용 바닥재는 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서, 지지층과 기공층 및 보호층을 구비하여 구성되고, 상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

건축물용 바닥재{Floor Panel for Construction}

본 발명은 건축물의 내부 바닥에 설치되는 건축물용 바닥재에 관한 것으로, 특히 층간소음을 효율적으로 방지할 수 있도록 된 건축물용 바닥재와 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 다가구 주택이나 아파트 등에서 층간소음 문제가 대두되면서 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이나 법적 제도화 문제가 활발하게 논의되고 있다.

도 1은 현재 규격화되어 있는 건축물 시공 기준의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 1의 기준에 의하면 콘크리트 슬래브층(1)의 상측에 경량기포 콘크리트층(2)과 마감 모르타르층(3)이 순차적으로 적층 형성된다. 그리고 소음 차단을 위해 콘크리트 슬래브층(1)과 경량기포 콘크리트층(2)의 사이에 차음매트(4)가 설치됨과 더불어 상기 적층과 측벽의 사이에 측면 완충재(5)가 구비된다.

상기 차음매트(4)는 상부층에서 발생된 소음이 건축물의 매질을 통해서 하부층으로 전달되는 것을 차단하기 위한 것으로서, 이는 주로 소리 등을 잘 흡수할 수 있는 재질로 구성된다.

도면에 도시된 현재의 시공 기준은 상부층에서 발생된 소음을 차음매트(4)를 통해서 흡수함과 더불어 측벽의 내측면에 완충재(5)를 설치함으로써 마감 모르타르층(3)에 가해진 충격이 측벽을 통해서 이웃하는 공간으로 전달되는 것을 차단하도록 한 것이다.

또한 대한민국 실용신안등록 제20-0379075호에는 각각 서로 다른 밀도를 갖는 제1 및 제2 발포층을 이용하여 흡음 및 차음 효과를 갖도록 한 소음방지재에 대하여 개시되어 있다. 이는 밀도가 서로 다른 다공질의 발포층을 중첩하여 구성함으로써 진동을 분산시켜 소음을 방지하도록 한 것이다.

그러나 상기한 방법들은 건축물에서 발생되는 층간소음 문제를 효율적으로 제거하는데 한계가 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 마감 모르타르층의 상측에 설치되어 건물 내부 공간에서 발생되는 소음이 인접한 다른 공간으로 전달되는 것을 효율적으로 방지할 수 있도록 된 건축물용 바닥재 및 그 제조방법을 제공함에 기술적 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 건축물용 바닥재는 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서, 지지층과 기공층 및 보호층을 구비하여 구성되고, 상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 건축물용 바닥재는 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서, 지지층과, 상기 지지층의 상측에 설치되는 제1 발포층, 상기 제1 발포층의 상측에 설치되는 기공층 및, 상기 기공층의 상측에 설치되는 보호층을 구비하여 구성되고, 상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점에 따른 건축물용 바닥재는 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서, 지지층과, 상기 지지층의 상측에 설치되는 기공층, 상기 기공층의 상측에 설치되는 발포층 및, 상기 발포층의 상측에 설치되는 보호층을 구비하여 구성되고, 상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 필름은 유기물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 필름에 강유전 물질이 추가적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 필름에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전 필름이 금속 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 진동 필름이 바닥재를 통해 전파되는 충격 에너지나 음파 에너지를 진동 에너지로 변환하고, 이와 같이 변환된 진동 에너지는 발포층에 흡수됨으로써 건축물의 구조체를 통해 전달되는 층간소음을 대폭 저하시킬 수 있게 된다.

도 1은 현재 규격화되어 있는 건축물 시공 기준의 일례를 나타낸 단면도.
도 2는 일반적인 바닥재의 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥재의 구성을 나타낸 요부 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 바닥재의 구성을 나타낸 단면도.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

우선 본 발명의 기본 개념을 설명한다.

통상적으로 층간소음은 부적절한 소음이나 진동의 전달을 통해 이루어진다. 건축물의 내부 공간에서 상부층에서 발생된 소음, 즉 부적절한 소리는 건축물의 측벽이나 슬래브층 또는 배관 등을 통해 인접하는 공간으로 전달된다. 이러한 소음의 전파는 소음이 전달되는 매질과 관련이 있다. 매질에 다수의 기공을 형성하게 되면 이들 기공들에 의해 상당량의 소음이 흡수됨으로써 소음의 전달을 최소화 할 수 있다.

한편, 건축물의 진동에 의한 충격 소음은 일반적인 소음과는 발생 과정이 상이하다. 건축물에 충격이 가해지면 건축물이 충격에 의해 진동하면서 충격 소음이 발생하게 된다. 충격 소음은 건축물의 고유진동수와 관련이 있다. 그리고 이러한 충격 소음을 줄이기 위해서는 다양한 완충재를 이용하여 건축물에 가해질 수 있는 충격을 최소화 하는 것이 요구된다.

또한 현재 건축물에서 사용되고 있는 차음 매트나 흡음재는 모두 다량의 기공을 갖추고 있다. 즉, 이들 기공을 통해 건축물에 가해지는 충격의 흡수와 더불어 층간 소음을 흡수하도록 하고 있다. 그러나 건축물에서 발생되는 소음 중 가장 문제가 되는 층간소음은 주로 저주파 음역대의 소음이다. 이러한 저음역대의 소음을 흡수하기 위해서는 기공의 크기를 매우 미세하게 형성할 필요가 있다. 기공을 미세하게 형성하는 데는 고도한 제조공정과 높은 제조비용이 요구된다. 따라서 종래의 흡음재 등은 건축물의 층간소음을 효과적으로 흡수 및 제거하는데 적합하지 않다.

건축물의 층간소음을 효과적으로 제거하기 위해서는 건축물의 구조체를 통해 전달되는 진동 에너지를 효과적으로 흡수하는 것과, 건축물의 구조체를 통해 전달되거나 또는 구조체에 의해 생성된 소음의 주파수 대역을 일반적인 흡음재를 통해 용이하게 흡수할 수 있는 높은 주파수 대역으로 변환하는 것이 필요하다.

본 발명에서는 진동 에너지의 흡수와 소음의 주파수 대역 변환을 위해 기공층과 진동 필름을 채용한다. 그리고 진동 필름은 기공층의 내측에 설치됨과 더불어 두께가 적절하게 얇게 형성되어 외부 충격이나 음파에 이해 진동할 때 가급적 고주파 음역의 소음을 발생시키도록 구성된다. 진동 필름은 외부로부터 충격이 가해지게 되면 진동함으로써 충격 에너지를 흡수하거나 충격 에너지를 음파 에너지로 변환시키고, 또한 음파 에너지에 의해 진동하여 음파 에너지를 흡수하거나 고주파 음역의 음파 에너지로 변환시키게 된다.

도 1에서 통상 건축물에서 발생되는 충격은 마감 모르타르층(3)의 상측에 가해지게 되고, 이러한 충격에 의한 진동이 경량기포 콘크리트층(2)과 슬래브층(1)으로 전달되면서 해당 구조체의 공진주파수에 대응하는 소음이 발생된다. 그리고 이러한 소음이 인접하는 공간으로 전달됨으로써 층간소음이 발생된다.

마감 모르타르층(3)의 상측에는 통상 바닥재가 설치된다. 본 발명에서는 바닥재에 기공층과 진동 필름을 설치하여 바닥재를 통해 마감 모르타르층(3)으로 전달되는 진동 및 송음을 최소화 함으로써 층간소음을 저감하도록 한 것이다.

도 2는 현재 일반적으로 사용되고 있는 바닥재의 구조를 나타낸 단면도이다. 통상 바닥재는 지지층(21)과 발포층(22) 및 보호층(23)을 구비하여 구성된다. 여기서 보호층(23)에는 UV 경화층이나 인쇄층이 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 바닥재는 지지층(21)과 보호층(23)의 사이에 기공층(30)이 구비된다, 이 기공층(30)은 상부 및 하부 에어캡(31)과 이 상하부 에어캡(31)의 사이에 설치되는 진동필름(32)을 구비하여 구성된다.

상기 기공층(30)은 예컨대 폴리에틸렌이나 폴리우레탄 필름을 3장 적층한 후, 제1층과 제2층 및 제2층과 제3층 필름의 사이에 기공층을 형성하여 상부 및 하부 에어캡(31)을 형성하는 방법을 통해 형성된다.

본 구성에서 진동 필름(32)은 기공층(30)의 중간, 즉 상부 및 하부 에어캡(31)의 중간 부분에 배치된다. 이에 따라 진동 필름(32)은 높은 진동 자유도를 갖게 된다. 외부로부터 충격 에너지나 음파 에너지가 가해지게 되면 진동 필름(32)은 진동을 실행하게 된다. 이러한 진동 필름(32)의 진동에 의해 충격 에너지와 음파 에너지의 일부가 진동 필름(32)의 진동에 의해 소모된다.

또한 외부로부터 가해지는 충격 에너지와 음파 에너지는 진동 필름(32)의 진동에 의해 음파 에너지로 변환되게 된다. 상기한 바와 같이 진동 필름(32)은 그 진동에 의해 생성되는 음역이 가급적 고주파 대역을 갖도록 그 두께가 절적하게 설정된다. 또한 이때 에어캡(31)은 진동 필름(32)에 대한 공명 구조를 제공하여 외부의 충격 에너지와 음파 에너지가 보다 용이하게 음파 에너지로 변환하도록 하게 된다. 이에 따라 진동 필름(32)에 의해 생성되는 고주파 음역의 음파 에너지지는 보호층(23)이나 지지층(21) 또는 다른 구조물 등에 의해 용이하게 흡수될 수 있게 된다.

또한 본 실시 예에서 상기 진동 필름(32)에는 적절하게 강유전 물질이 혼합될 수 있다. 본 발명자가 연구한 바에 따르면 어떠한 물질에 강유전 물질을 혼합하게 되면 그 강유전 물질의 입자 크기나 혼합 양에 따라 물질의 고유 진동수가 변화될 수 있음이 확인되었다. 그리고 강유전 물질에는 철 등의 금속 물질이 바람직하게 혼합될 수 있다.

진동 필름(32)에 강유전 물질을 혼합하게 되면 진동 필름(32)의 공진 주파수를 변화시킴으로써 부적절한 소음, 즉 층간 소음의 주된 원인이 되는 주파수 대역음에 대한 진동 필름(32)의 공진 작용을 보다 촉진하는 것이 가능하고, 또한 저주파 대역의 음파 에너지를 보다 고주파 대역의 음파 에너지로 공진 변환시킴으로써 이들 소음이 다른 구조물 등에 의해 보다 효과적으로 제거되도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구현 예에서는 상기 진동필름(32)으로서 강유전 필름을 채용할 수 있다. 강유전 물질은 외부에서 전기신호가 가해지면 진동하여 전기신호에 대응하는 소리를 발생하는 반면에 외부에서 진동이 가해지면 역으로 그 진동에 대응하는 전기신호를 생성한다. 즉, 물리적인 진동 에너지를 전기적인 에너지로 변환한다. 그리고 이때 강유전 필름으로서는 예컨대 PVDF, 바람직하게는 β상 PVDF가 이용된다. 또한 보다 바람직하게는 강유전 필름에는 예컨대 철(Fe) 등의 금속 물질이 포함된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물용 바닥재의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4의 실시 예에 있어서는 도 2와 마찬가지로 지지층(21)과 보호층(23)의 사이에 발포층(221, 222)이 구비된다. 그리고 이 발포층(221, 222)의 중간 부분, 즉 발포층(221, 222)을 구성하는 상부 발포층(221)과 하부 발포층(222)의 사이에 기공층(30)이 구비된다.

여기서 기공층(30)은 도 3에 나타낸 기공층과 실질적으로 동일한 구성으로 이루어진다. 즉, 기공층(30)은 상부 및 하부 에어캡(31)과 그 사이에 설치되는 진동필름(32)을 구비하여 구성된다. 그리고 진동필름(31)은 강유전 물질을 포함하거나 강유전 물질로 구성된다.

발포층(221, 222)은 예컨대 PVC, 나일론, 폴리에스테르 등과 수성아크릴, 에틸비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA) 등을 포함하는 유기물에 발포제를 혼합한 후 발포하여 형성하게 된다. 또한 발포층(221, 222)을 형성하는 경우에는 바람직하게는 가소제가 추가될 수 있다. 또한 발포층(221, 222)을 발포하는 경우에는 바람직하게는 서로 다른 크기를 갖는 적어도 2종류 이상의 기공들이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 발포층(221, 222)에 다양한 크기의 기공을 형성하게 되면, 이들 발포층(221, 222)을 통해 소리 또는 소음이 전달될 때 기공에 의해 음파 에너지가 반사 및 회절하게 됨으로써 흡음 기능이 보다 향상된다.

본 실시 예에 있어서는 기공층(30)의 양측면에 발포층(221, 222)이 구비된다. 이 발포층(221, 222)은 외부로부터의 충격 에너지를 흡수하는 기능과 더불어 기공층(30)에서 생성된 음파 에너지를 흡수하는 기능을 하게 된다. 그리고 그 밖의 기능은 상술한 실시 예와 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

예를 들어 상술한 실시 예에 있어서는 진동 필름이 유기물로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이는 예컨대 알루미늄 박막 등과 같이 금속 물질을 이용하여 구성하는 것도 바람직하게 채용할 수 있다.

또한 상술한 실시 예에 있어서는 기공층(30)의 상측 및 하측에 발포층(221, 222)을 설치하는 것에 대하여 설명하였으나, 기공층(30)의 일측에만 발포층을 형성하는 것도 바람직하게 채용할 수 있다.

21 : 지지층, 221, 222 : 발포층,
30 : 기공층, 31 : 에어캡,
32 : 진동 필름..

Claims (22)

1. 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서,
   지지층과 기공층 및 보호층을 구비하여 구성되고,
   상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 진동 필름은 유기물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 진동 필름에 강유전 물질이 추가적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
4. 제3항에 있어서,
   상기 진동 필름에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
5. 제1항에 있어서,
   상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
6. 제1항에 있어서,
   상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
7. 제6항에 있어서,
   상기 강유전 필름이 금속 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
8. 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서,
   지지층과,
   상기 지지층의 상측에 설치되는 제1 발포층,
   상기 제1 발포층의 상측에 설치되는 기공층 및,
   상기 기공층의 상측에 설치되는 보호층을 구비하여 구성되고,
   상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
9. 제8항에 있어서,
   상기 진동 필름은 유기물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
10. 제9항에 있어서,
    상기 진동 필름에 강유전 물질이 추가적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
11. 제10항에 있어서,
    상기 진동 필름에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
12. 제8항에 있어서,
    상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
13. 제8항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
14. 제13항에 있어서,
    상기 강유전 필름이 금속 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
15. 제8항에 있어서,
    상기 기공층의 상측에 제2 발포층이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
16. 건축물의 내부 마감 모르타르층의 상측에 설치되는 건축물용 바닥재에 있어서,
    지지층과,
    상기 지지층의 상측에 설치되는 기공층,
    상기 기공층의 상측에 설치되는 발포층 및,
    상기 발포층의 상측에 설치되는 보호층을 구비하여 구성되고,
    상기 기공층은 진동 필름과, 상기 진동 필름의 상측에 구비되는 제1 에어캡 및, 상기 진동 필름의 하측에 구비되는 제2 에어캡을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
17. 제16항에 있어서,
    상기 진동 필름은 유기물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
18. 제17항에 있어서,
    상기 진동 필름에 강유전 물질이 추가적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
19. 제18항에 있어서,
    상기 진동 필름에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
20. 제16항에 있어서,
    상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
21. 제16항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.
22. 제21항에 있어서,
    상기 강유전 필름이 금속 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 바닥재.

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