KR20180119440A - 층간소음 완충구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥슬래브(S) 위에 설치되는 것으로, 온돌부(H); 상기 온돌부(H) 하부에 설치되는 단열이 되며 탄성이 있는 탄성판(100); 상부가 상기 탄성판(100)에 삽입되고 하단이 상기 탄성판(100) 하부로 노출되며 강성이 상기 탄성판(100)보다 상대적으로 큰 다수개의 지압핀(200); 상기 지압핀(200)에 의해 상기 탄성판(100)과 상기 바닥슬래브(S) 사이에 형성되는 공기층(300); 을 포함하여 구성되되,
생활에서 발생하는 충격력을 상기 온돌부(H)를 통하여 상기 탄성판(100)이 소집하여 상기 지압핀(200)에 집중시켜 바닥슬래브(S)로 전달하면, 바닥슬래브(S)에서 되돌아오는 반력이 상대적으로 강성이 높은 상기 지압핀(200)이 상기 탄성판(100)을 누르게 되어 상기 탄성판(100)에 국부적인 탄성 변형이 발생하며 충격력 특히 중량충격음의 대부분을 상기 탄성판(100)이 흡수 완충하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조를 제공하고자 한다.
또한, 상기 공기층(300)에 의한 차음으로 경량충격음 줄이기에도 효과적으로 대응하는 것을 특징으로 한다.

Description

층간소음 완충구조 {Buffer structure for relative story noise}

본 발명은 공동주택의 바닥 충격음 방지 시스템에 관한 것으로써, 중량충격음에서 문제가 되는 저주파 충격음에 특히 효과적이며, 바닥슬래브와 완충재 사이에 형성된 공간의 차음성능으로 경량충격음에도 효과적이고, 완충재 상부의 온돌판 공사에 습식공법과 반건식공법의 어느 공법에도 적용할 수 있는 공동주택의 층간소음 완충구조에 관한 것이다.

주거형태가 아파트 등과 같은 공동주택이 중심이 된 1980년대 이후에 사회적으로 큰 문제가 되고 있는 층간소음은 크게 의자 끄는 소리와 같은 중고주파 성분의 경량충격음과 보행 시 발생하는 무겁고 부드러운 충격에 의한 저주파 성분의 중량충격음으로 구분되며, 우리나라와 같이 실내에서 신발을 벗고 맨발로 생활하는 경우에는 중량충격음의 피해가 크다.

우리나라의 공동주택에서는 온수를 이용한 바닥온돌이 필수적이기 때문에, 도 1과 같이 슬래브와 온수배관을 포함한 경량 기포콘크리트와 마감모르타르로 구성되는 온돌판 사이에 동탄성계수가 낮은 부드러운 소재의 완충재를 매트형식으로 사용하는 뜬바닥구조가 일반적으로 적용되고 있다.

상기 매트형식의 완충재는 시공이 쉽고 비용이 저렴하고 충격음에 대한 편차가 적고 경량 기포콘크리트를 사용하는 기존의 온돌공사에도 적용이 쉬운 장점이 있어 현장에서 선호하는 공법이다.

그러나 층높이의 영향으로 경량 기포콘크리트를 사용하는 기존의 방식에서는 완충재의 두께는 30㎜가 한계이다. 또한, 온돌의 열손실을 억제하기 위해 매우 높은 수준의 단열성능이 요구되면서, 상기 수준을 만족하면서 완충이 되는 소재가 스티로폼(EPS)과 발포고무(EVA) 등으로 한정되면서 만족할 만한 성능구현이 매우 어려운 것이 현실이다.

종래의 매트형식의 완충재가 압축력을 받을 경우 푸아송 비의 영향을 포함한 기하학적인 제약으로 탄성 변형에 한계가 있고, 완충성의 개선을 위해 완충재의 동탄성계수를 과다하게 줄이는 경우에는 시공 및 장기처짐에 문제가 있다.

이에 대한 개선안으로는 매트 저면에 돌기나 돋을새김의 요철가공으로 작용 하중 면적을 작게 하여 동탄성특성을 개선하는 방법(등록특허 제0736200호 등)을 적용하려는 움직임도 있으나, 평판과 돌기가 일체화되어 있는 경우 탄성 변형이 돌기 부에서만 발생하지 않고 돌기와 연결된 평판부분에서도 발생하여 완충성능은 효과적이지 못하고, 무리하게 부담면적을 높이거나 접지면적을 작게 한 돌기의 형태를 적용하여 장기처짐 문제가 발생하기도 하여 이에 대한 대안이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서, 종래의 공법을 적용하면서도 단열기준의 제약에 관계없이 충분한 완충공간을 확보하면서 공학적으로 원하는 완충성능 구현이 가능한 공동주택의 층간소음 완충구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해,

본 발명은 바닥슬래브(S) 위에 설치되는 것으로, 온돌부(H); 상기 온돌부(H) 하부에 설치되는 단열이 되며 탄성이 있는 탄성판(100); 상부가 상기 탄성판(100)에 삽입되고 하단이 상기 탄성판(100) 하부로 노출되며 강성이 상기 탄성판(100)보다 상대적으로 큰 다수개의 지압핀(200); 상기 지압핀(200)에 의해 상기 탄성판(100)과 상기 바닥슬래브(S) 사이에 형성되는 공기층(300); 을 포함하여 구성되되,

생활에서 발생하는 충격력을 상기 온돌부(H)를 통하여 상기 탄성판(100)이 소집하여 상기 지압핀(200)에 집중시켜 바닥슬래브(S)로 전달하면, 바닥슬래브(S)에서 되돌아오는 반력이 상대적으로 강성이 높은 상기 지압핀(200)이 상기 탄성판(100)을 누르게 되어 상기 탄성판(100)에 국부적인 탄성 변형이 발생하며 충격력 특히 중량충격음의 대부분을 상기 탄성판(100)이 흡수 완충하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조를 제공하고자 한다.

또한, 상기 공기층(300)에 의한 차음으로 경량충격음 줄이기에도 효과적으로 대응하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 종래의 공법을 적용하면서도 충분한 완충공간을 확보하여 완충성이 개선된 공동주택의 층간소음 완충구조를 제공한다.

둘째, 단열기준의 제약에 관계없이 공학적으로 원하는 완충성능 구현이 가능한 공동주택의 층간소음 완충구조를 제공한다.

도 1은 공동주택에서 종래의 바닥구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 완충부의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 거동을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 완충부의 또 다른 실시 예의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 지압핀(200)의 또 다른 실시 예의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 구조해석을 비교한 비교도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2 내지 3은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 단면도와 완충부의 분해사시도이다.

본 발명은 공동주택의 층간소음을 줄이기 위한 완충구조로,

바닥슬래브(S) 위에 설치되는 것으로,

온돌부(H); 상기 온돌부(H) 하부에 설치되는 단열이 되며 탄성이 있는 탄성판(100); 상부가 상기 탄성판(100)에 삽입되고 하단이 상기 탄성판(100) 하부로 노출되며 강성이 상기 탄성판(100)보다 상대적으로 큰 다수개의 지압핀(200); 상기 지압핀(200)에 의해 상기 탄성판(100)과 상기 바닥슬래브(S) 사이에 형성되는 공기층(300); 을 포함하여 구성되되,

상기 탄성판(100)이 국부적으로 탄성 변형으로 상부로부터 전해지는 진동과 충격음을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 온돌부(H)는 종래의 공법으로, 상기 탄성판(100) 위에 단열 및 평활을 가능하게 하는 경량 기포콘크리트(H1); 상기 경량 기포콘크리트(H1) 위에 온수배관(H2); 이 설치되고, 상기 온수배관(H2)을 감싸면서 미장 되는 마감모르타르(H3);,를 포함하여 구성된 습식공법이나, 상기 경량 기포콘크리트(H1) 없이 상기 온수배관(H2)과 마감모르타르(H3)가 직접 상기 탄성판(100) 위에 설치되는 반건식공법도 적용 가능하다.

상기 탄성판(100)은 판재형상으로 탄성을 갖추면서 단열기준을 만족하면 어떤 소재도 가능하나, 작업성과 경제성을 고려하면 탄성 스티로폼(EPS)이나 발포고무(EVA)가 바람직하다.

상기 지압핀(200)은 ‘T’형 단면의 누름 핀(tack)과 같은 형태로, 상기 탄성판(100)의 변형량 및 지압력을 전달하기 위한 규모의 높이와 두께를 갖춘 머리(210); 와, 상기 탄성판(100)에 삽입되어 고정하기 위한 바늘(needle, 220); 을 포함하여 구성되되, 상기 탄성판(100)보다 강성이 크면 어떤 소재도 가능하나, 제작을 고려하면 플라스틱이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 거동을 나타낸 개념도이다.

본 발명의 방진 방식은, ㉠ 생활에서 발생하는 충격력을 상기 온돌부(H)를 통하여 상기 탄성판(100)이 소집하여 상기 지압핀(200)에 집중시켜 바닥슬래브(S)로 전달하면, ㉡ 바닥슬래브(S)에서 되돌아오는 반력이 상대적으로 강성이 높은 상기 지압핀(200)이 상기 탄성판(100)을 누르게 되어 상기 탄성판(100)에 국부적인 탄성 변형이 발생하며 충격력 특히 중량충격음의 대부분을 상기 탄성판(100)이 흡수 완충하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기층(300)에 의한 차음으로 경량충격음 줄이기에도 효과적으로 대응하는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 완충부의 또 다른 실시 예의 사시도이다.

상기 탄성판(100)의 밑면은, 평판형식뿐만 아니라, 상기 공기층(300)에서 음을 산란시켜 방음 효과를 위하여 골 형식(㉠, ㉡), 독립 돌기 형식(㉢, ㉣), 벌집과 같은 연속 돌기 형식(㉤, ㉥) 등 다양한 요철(凹凸)형태가 가능하며, 또한 상기 지압핀(200)의 위치도 상기 탄성판(100)의 요철(凹凸)의 어느 위치에도 배치 가능하다.

도 6은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 지압핀(200)의 또 다른 실시 예의 사시도이다.

상기 지압핀(200)은, 일체형뿐만 아니라 못 형식(200a)과 지압부(230); 를 포함하여 서로 다른 소재를 사용 가능한 분리형도 가능하며, 상기 탄성판(100)과 접하는 상기 머리(210)와 지압부(230)의 모양은 응력집중을 피하기 위해 원형이 바람직하나 다른 형태도 가능하다.

도 7은 본 발명의 공동주택의 층간소음 완충구조의 구조해석을 비교한 비교도이다.

해석은 유한요소법을 이용한 3D해석으로, 동일 탄성계수를 갖는 완충재를 이용하여 평판형, 단일 소재의 골형, 본 발명의 실시 예에 대하여, 상대 변형률과 응력분포를 비교하여, ㉠해석 모델, ㉡ 상대 변형률과 변형상태를 포함한 응력분포를 2D로 나타낸 해석결과, ㉢ 응력분포를 3D로 나타낸 해석결과를 도시하였다. 해석은 완충재(흰색) 위에 온돌판 강성 부재(회색)를 놓고 정적하중을 가하는 방식으로, 본 발명의 실시 예의 지압핀(200)은 붉은색으로 표시하였다.

구조해석 결과를 보다 자세히 설명하면, 평판형의 변형량을 1로 하여 상대 비교하면, 골형이 1.24에 대하여 본 발명의 실시 예가 1.51로 가장 많은 변형으로 완충효과가 가장 뛰어난 것이 확인 되었다.

또한, 응력분포를 비교하면, 골형이 돌기 부분에 응력이 집중되어 있는 것에 반하여, 본 발명의 실시 예는 지압부를 중심으로 완충재 내부에까지 응력을 전달하여 효과적인 것이 확인 되었다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

H: 온돌부
H1: 경량 기포콘크리트
H2: 온돌배관
H3: 마감몰탈
S: 바닥슬래브
100: 탄성판
200: 지압핀
210: 머리
220: 바늘
200a: 못 형식
230: 지압부

Claims (6)

1. 바닥슬래브(S) 위에 설치되는 것으로, 온돌부(H); 상기 온돌부(H) 하부에 설치되는 단열이 되며 탄성이 있는 탄성판(100); 상부가 상기 탄성판(100)에 삽입되고 하단이 상기 탄성판(100) 하부로 노출되며 강성이 상기 탄성판(100)보다 상대적으로 큰 다수개의 지압핀(200); 상기 지압핀(200)에 의해 상기 탄성판(100)과 상기 바닥슬래브(S) 사이에 형성되는 공기층(300); 을 포함하여 구성되되,
   상기 탄성판(100)은,
   판재형상으로 탄성을 갖추면서 단열기준을 만족하면 어떤 소재도 가능하며,
   상기 지압핀(200)은,
   ‘T’형 단면의 누름 핀(tack)과 같은 형태로, 상기 탄성판(100)의 변형량 및 지압력을 전달하기 위한 규모의 높이와 두께를 갖춘 머리(210); 와, 상기 탄성판(100)에 삽입되어 고정하기 위한 바늘(needle, 220); 을 포함하여 구성되되,
   생활에서 발생하는 충격력을 상기 온돌부(H)를 통하여 상기 탄성판(100)이 소집하여 상기 지압핀(200)에 집중시켜 바닥슬래브(S)로 전달하면, 바닥슬래브(S)에서 되돌아오는 반력이 상대적으로 강성이 높은 상기 지압핀(200)이 상기 탄성판(100)을 누르게 되어 상기 탄성판(100)에 국부적인 탄성 변형이 발생하며 충격력을 상기 탄성판(100)이 흡수 완충하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 온돌부(H)는,
   상기 탄성판(100) 위에 단열 및 평활을 가능하게 하는 경량 기포콘크리트(H1); 상기 경량 기포콘크리트(H1) 위에 온수배관(H2); 이 설치 되고, 상기 온수배관(H2)을 감싸면서 미장 되는 마감모르타르(H3);,를 포함하여 구성되는 습식공법을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 온돌부(H)는,
   상기 온수배관(H2); 과 마감모르타르(H3); 를 포함하여 구성되되, 직접 상기 탄성판(100) 위에 설치되는 반건식공법을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 지압핀(200)은,
   못 형식(200a); 과 지압부(230); 를 포함하여 서로 다른 소재를 사용 가능한 분리형을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성판(100)은,
   밑면이 독립 돌기 형식, 골 형식, 벌집과 같은 연속 돌기 형식 등 다양한 요철(凹凸)형태가 가능한 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.
6. 청구항 4 내지 5에 있어서,
   상기 지압핀(200)은,
   상기 탄성판(100)의 요철(凹凸)의 어느 위치에도 배치 가능한 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 완충구조.

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