KR100732469B1 - 경량 및 중량 충격음을 저감할 수 있는 건축물의 바닥 구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

경량 및 중량 충격음을 저감할 수 있는 건축물의 바닥 구조 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량 및 중량 충격음을 저감할 수 있는 건축물의 바닥 구조 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브, 및 상기 콘크리트 슬라브 상에 위치하며 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고, 상기 콘크리트 슬라브와 마감 몰탈층 사이에 제진층이 위치하고, 이때 상기 제진층이 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일, 파라핀계 오일 및 소포제를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
이러한 제진층을 포함하는 바닥 구조는 종래 건축물의 층간에서 발생하는 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄시켜 층간 차음 및 제진 기능을 수행하고, 낮은 열관류율을 가져 난방시 에너지 저감에 유리할 뿐만 아니라, 벽식 구조, 라멘 구조와 같은 철근 콘크리트 구조(SRC), 및 할로우 코어에 의한 주상복합구조 등 모든 구조에 적용이 가능하다.
제진, 층간 소음, 경량 및 중량 충격음, 차음

Description

경량 및 중량 충격음을 저감할 수 있는 건축물의 바닥 구조 및 이의 시공방법{FLOOR STRUCTURE FOR REDUCTION OF LIGHT-WEIGHT AND HEAVY-WEIGHT IMPACT SOUND AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제5 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제6 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제7 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제8 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제9 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제10 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제11 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제12 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 13a는 실시예 2의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13b는 실시예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13c는 실시예 4의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13d는 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14a는 실시예 2의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14b는 실시예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14c는 실시예 4의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14d는 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15a는 실시예 2의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15b는 실시예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15c는 실시예 4의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15d는 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16a는 실시예 2의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16b는 실시예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16c는 실시예 4의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16d는 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
본 발명은 경량 및 중량 충격음을 저감할 수 있는 건축물의 바닥 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 건축물의 층간에서 발생되는 경량 및 중량 충격음을 동시에 감쇄하고 난방시 에너지 절감에 유리한 건축물의 바닥 구조에 관한 것이다.
종래 아파트의 바닥 구조는 대개 콘크리트물인 슬라브층 위에, 경량 충진재와 함께 난방용 배관 등이 설치되는 배관층이 시공되며, 배관층 위로 몰탈층이 마감층으로서 시공된다. 상기 몰탈층 위로는 대리석이나 바닥재 또는 장판 등과 같 은 외장재가 시공된다.
그러나 아파트와 같이 공동주택은 한 건물 내에서 사방으로 벽체 혹은 바닥을 사이에 두고 각기 다른 여러 가구가 거주하고 있기 때문에, 이러한 구조로는 외부 소음원과 내부 소음원은 효과적으로 차단할 수 없다.
특히 바닥 충격음과 같은 층간 소음은 매우 심각하여 인접 세대간 소음 분쟁을 일으키는 원인이 되고 있다. 이에 상기 바닥 구조에 경량 기포 콘크리트층이나 완충재를 사용함으로써 대화소리, TV 소리, 음악소리 등에 대해서는 일정한 수준의 소음 저감 성능을 얻고 있다. 그러나 이러한 경량 기포 콘크리트층이나 완충재를 사용하더라도 바닥 위를 걷거나 의자를 끌거나 하는 경량 충격음과 아이들이 바닥 위를 뛰어 다닐 때 발생하는 중량 충격음에 대해서는 저감 효과가 거의 없는 것이 실정이다.
이에 층간 소음을 방지하기 위해 바닥 등을 시공할 때 별도로 방음 시트(sheet)를 적층하여 바닥층을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 상기 방음 시트는 제진 및 방음 특성이 우수한 조성물로 제조되며, 현재로선 우레탄 시트나 아스팔트 시트 등이 있으며, 그 외에도 다양한 소음방지용 시트가 개발되어 있다.
그러나 방음 시트를 설치한다손 치더라도 경량 충격음에 대해서만 방지할 뿐 문제시 되고 있는 중량 충격음에 대해선 아직까지 만족할만한 수준을 나타내고 있지 않다.
본 발명의 목적은 건축물의 층간 차음 및 제진 기능을 수행할 수 있는 건축 물의 바닥 구조를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 경제적이며 시공이 간편한 바닥 구조의 시공방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 제진층, 및
상기 제진층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
상기 제진층이 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일, 파라핀계 오일 및 소포제를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조를 제공한다.
또한 본 발명은
상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 제진층,
상기 제진층의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층, 및
상기 경량 기포 콘크리트층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
상기 제진층이 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일, 파라핀계 오일 및 소포제를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조를 제공한다.
또한 본 발명은
상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층,
상기 경량 기포 콘크리트층의 상부에 위치한 제진층, 및
상기 제진층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
상기 제진층이 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일, 파라핀계 오일 및 소포제를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조를 제공한다.
상기 제진층 형성용 조성물은 아스팔트 50 내지 80 중량%, 합성 고무 5 내지 40 중량%, 무기 충전제 0.5 내지 15 중량%, 프로세싱 오일 3 내지 20 중량%, 파라핀계 오일 1 내지 10 중량%, 및 소포제 0.01 내지 1.0 중량%를 포함한다.
이때 상기 제진층은 습식 시공을 통해 시공되며, 콘크리트 슬라브 또는 경량 기포 콘크리트층과 일체화된다.
또한 상기 바닥 구조는 추가로 완충층을 구비한다. 상기 완충층은 콘크리트 슬라브와 제진층 사이, 제진층과 경량 기포 콘크리트층 사이 또는 콘크리트 슬라브와 경량 기포 콘크리트층 사이에 위치한다.
또한 본 발명은
콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
상기 콘크리트 슬라브 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브와 일체화된 제진층을 시공하고,
상기 제진층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 건축물의 바닥 구조 시공방법을 제공한다.
또한 본 발명은
콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
상기 콘크리트 슬라브 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브와 일체화된 제진층을 시공하고,
상기 제진층 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층을 시공하고,
상기 경량 기포 콘크리트층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 건축물의 바닥 구조의 시공방법을 제공한다.
또한 본 발명은
콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
상기 콘크리트 슬라브 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층을 시공하고,
상기 경량 기포 콘크리트층 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 경량 기포 콘크리트층과 일체화된 제진층을 시공하고,
상기 제진층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 건축물의 바닥 구조의 시공방법을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 바닥 구조는 특정 조성을 포함하는 제진층 형성용 조성물을 사용하여 건축물의 층간에서 발생되는 경량 및 중량 충격음을 동시에 감쇄하여 층간 차음 및 제진 효과가 우수하고, 열관류율이 낮아 난방시 에너지 절감을 이룰 수 있다. 이러한 바닥 구조는 습식 공법에 의해 시공되며 안전한 구조적 특성을 보이고 단시간에 시공이 가능한 잇점이 있으며, 벽식 구조, 라멘 구조를 포함하는 SRC 구조(철골철근콘크리트) 및 할로우 코어 구조 등 주상복합구조 등에 현행 시공되는 모든 바닥 구조에 적용 가능하다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 내지 제6 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도로, 이때 바닥 구조는 벽식 구조 방식을 따른다. 상기 벽식 구조는 기둥이나 보 없이 바닥, 지붕, 벽 등의 면이 하중을 지지하거나 전달하는 기능을 하는 구조로, 벽과 바닥의 콘크리트 슬라브가 일체화된 구조를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(1), 상기 콘크리트 슬라브(1)의 상부에 위치한 제진층(2), 상기 제진층(2)의 상부에 위치하며, 배관재(6)가 시공된 마감 몰탈층(8)을 포함한다.
상기 바닥 구조는 습식 공법에 의해 수행하며, 콘크리트 슬라브와 제진층이 일체화된 구조로 시공된다.
구체적으로, 제1 구현예에 따른 바닥 구조는
S1) 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브(1)를 시공하고,
S2) 상기 콘크리트 슬라브(1) 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브(1)와 일체화된 제진층(2)을 시공하고,
S3) 상기 제진층(2) 상에 배관재(6)를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 다음 양생하여 마담 몰탈층(8)을 형성하는 단계를 거쳐 시공한다.
먼저, 단계 S1에서는 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브(1)를 시공한다.
상기 콘크리트 슬라브(1)는 통상적으로 사용되는 콘크리트 재질로 시공되며, 상층과 하층을 구획한다.
다음으로, 단계 S2에서는 상기 콘크리트 슬라브(1)의 바닥면이 균일하도록 돌출 분위를 처리한 다음, 그 상부에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 제진층(2)을 형성한다.
상기 제진층(2)은 마감 몰탈층과 콘크리트 슬라브가 직접 연결되어 음교(sound bridge) 현상을 방지한다. 상기 제진층(2)은 콘크리트의 모달 특성이 공진을 크게 야기시키는 특성을 줄여주므로 중량 충격음과 같은 충격 진동의 절연에 있어 큰 효과를 기대할 수 있다. 이때 제진층(2)의 손실 계수는 각 조성의 성분 및 함량비에 크게 영향을 받음에 따라 우수한 제진 특성을 갖는 제진층를 제조하기 위해선 상기 제진층 형성용 조성물의 조성 및 함량비의 제어가 우선되어야 한다. 더욱이 상기 함량비의 경우 제진 특성 뿐만 아니라 시공성에도 영향을 준다.
본 발명에서는 상기 제진층(2)으로 아스팔트 50 내지 80 중량%, 합성 고무 5 내지 40 중량%, 무기 충전제 0.5 내지 15 중량%, 프로세싱 오일 3 내지 20 중량%, 파라핀계 오일 1 내지 10 중량%, 및 소포제 0.01 내지 1.0 중량%를 포함하는 제진 층 형성용 조성물로 제조한다.
구체적으로 아스팔트를 100 내지 250 ℃로 가열하고, 상기 가열된 아스팔트에 합성 고무, 프로세싱 오일 및 파라핀계 오일을 첨가하고 균일하게 혼합하며, 여기에 무기 충전제 및 소포제를 첨가하여 균일하게 혼합하는 단계를 거쳐 액상의 제진층 형성용 조성물을 제조하고, 이렇게 제조된 제진층 형성용 조성물을 콘크리트 슬라브(1) 상에 습식 시공하여 제진층(2)을 형성한다.
이러한 제진층(2)의 도입으로 인해 건축물의 경량 충격음과 더불어 종래 감쇠가 어려웠던 중량 충격음을 동시에 저감시킨다. 더욱이 현장에서 배합 타설이 가능하므로 시공이 용이하면서도 충밀성을 얻기 어려운 모서리나 이음매 부분 등에도 시공이 편리하다.
구체적으로, 본 발명의 제진층 형성용 조성물 중 아스팔트 조성은 방습성, 점성이 크고 감온성(感溫性)이 좋으며, 접착성·가소성·내수성·전기 절연성이 우수하다. 특히 바닥 구조에서 구조 진동 발생 시 바닥 구조물의 전단 변형을 감쇠시키는 역할을 한다.
상기 아스팔트로는 이 분야에서 공지된 종류가 가능하며, 본 발명에서 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다. 바람직하기로 상기 아스팔트는 25 ℃에서의 표준 침입도를 기준으로 할 때 침입도가 60 내지 100이고, 연화점이 40 내지 60 ℃인 것이 사용 가능하다. 만약 상기 아스팔트의 침입도가 상기 범위 미만이거나 연화점이 상기 범위를 초과하는 때에는 제품의 제조 공정에서 에너지 소비가 증가하여 작업성이 저하될 수 있다. 이와 반대로 아스팔트의 침입도가 상기 범위를 초과이거 나 연화점이 상기 범위 미만일 때는 내열성을 갖추지 못해 유동에 의한 제품형상의 파괴와 상대 부품에의 2 차 아스팔트 오염을 초래할 수가 있다.
상기 아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 블론 아스팔트, 새미블론 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용하고, 보다 바람직하기로 상기 아스팔트로는 침입도를 서로 다른 2 종류 이상의 아스팔트를 혼합하여 사용한다.
상기 아스팔트는 전체 제진층 형성물 조성물 내에 50 내지 80 중량%, 바람직하기로 60 내지 75 중량%로 함유된다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 제진 특성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 흐름성이 나빠 조성물의 혼합 과정에서 균일한 혼합이 어려워진다.
상기 합성 고무는 큰 충격 흡수성을 가져 바닥 충격음의 충격 에너지를 감쇠시키는 역할을 한다. 상기 합성 고무는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 공지된 것이 가능하다. 대표적으로, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 이소프렌 고무(IR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 고무(SIS), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 아크릴 고무(ACM), 클로로 폴리에틸렌 고무(CSM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로 스티렌-부타디엔 고무, 부틸 고무 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 상기 합성 고무는 아스팔트와 혼합되어 보다 안정적이고 강력한 결합을 유지하여 바닥 구조로의 적용을 용이하게 한다.
이러한 합성 고무는 전체 제진층 형성용 조성물 내에서 5 내지 40 중량%, 바람직하기로 10 내지 30 중량%로 사용한다. 만약 상기 함량이 상기 범위 미만이면 제진 특성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 흐름성이 나빠 조성물의 혼합 과정에서 균일한 혼합이 어려워진다.
상기 무기 충전제는 충진 및 보강제 역할을 하며, 다른 조성과 쉽게 혼합될 수 있도록 입자 크기가 0.01 ㎛ 내지 10.0 mm, 바람직하기로 0.01 내지 10.0 ㎛, 더욱 바람직하기로 0.03 내지 0.5 ㎛인 것을 사용한다. 만약 입자 크기가 상기 범위 미만이거나 초과하면 무기 충전제간 응집 또는 분리가 발생하여 균일한 혼합을 이룰 수 없어 제진 성능 뿐만 다른 기계적 물성이 저하되므로 상기 범위 내에서 적절히 선택한다. 또한 그 형상에 있어서도 분말, 입자상, 구형, 플레이크, 중공형 등이 가능하다.
이러한 무기 충전제는 본 발명에서 한정하지 않으며 이 분야에서 통상적으로 사용된 것이 가능하다. 대표적으로 탈크, 크레이, 탄산칼슘, 실리카, 운모 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로 탄산칼슘을 사용한다.
상기 무기 충전제는 전체 제진층 형성용 조성물 내에서 0.5 내지 15 중량%, 바람직하기로 1 내지 10 중량%로 사용한다. 만약 상기 함량이 상기 범위 미만이면 작업성이 저하되며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 제진성 및 부착성이 저하되므로 상기 범위 내에서 적절히 선택한다.
또한 본 발명의 제진층 형성용 조성물은 바닥 시공시 습식 시공을 용이하게 하고 각 조성을 균일하게 혼합할 목적으로 프로세싱 오일을 포함한다. 상기 프로세싱 오일은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 대표적으로 아로마틱계 탄화수소 5 내지 25%, 나프텐계 탄화수소 35 내지 55%, 및 파라핀계 탄화수소가 35 내지 45%의 조성비를 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로 프로세싱 오일 조성에서 프로세스 오일 조성이 파라핀계 탄화수소의 함량이 증가되면 경도가 높아지고 나프텐계 및 아로마틱계 탄화수소의 함량이 증가되면 경도가 낮아지고 점착성이 증가하게 되며, 본 발명에서는 이러한 특성을 최적화하기 위해 상기 범위를 만족하는 프로세싱 오일을 사용한다.
상기 프로세싱 오일은 전체 제진층 형성용 조성물 내에서 3 내지 20 중량%, 바람직하기로 5 내지 15 중량%로 사용한다. 만약 상기 함량이 상기 범위 미만이면 작업성이 저하되며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 제진성 및 부착성이 저하되므로 상기 범위 내에서 적절히 선택한다.
또한 본 발명의 제진층 형성용 조성물은 분산성을 높이고 연화 효과를 얻기 위해 파라핀계 오일을 포함한다. 상기 파라핀계 오일은 아스팔트 방울에 전하를 띄게 하여 서로 달라붙지 않도록 하여 물과 혼합되도록 하며, 아스팔트 시멘트와 합성 고무와의 화학반응을 도와주는 역할을 한다.
상기 파라핀계 오일은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 시판되는 제품을 구입하여 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서는 기존 시판되는 Kaprosin-25(일신화학)을 구입하여 사용하고 있다.
이때 상기 파라핀계 오일은 전체 제진층 형성용 조성물 내에서 1 내지 10 중 량%, 바람직하기로 2 내지 8 중량%로 사용한다. 만약 상기 함량이 상기 범위 미만이면 전술한 바의 효과를 얻을 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 제진성 및 부착성이 저하되므로 상기 범위 내에서 적절히 선택한다.
이와 같이 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일 및 파라핀계 오일을 포함하는 제진층 형성용 조성물은 그 혼합 과정에서 기포가 발생할 우려가 있다. 이러한 기포는 제진층 형성용 조성물을 바닥 구조에 적용시 강도를 비롯한 물성의 저하를 가져오기 때문에 가능하면 혼합 과정에서의 기포를 억제하는 것이 바람직하다.
이에 본 발명의 제진층 형성용 조성물은 전체 조성물 내 소포제를 0.01 내지 1.0 중량%, 바람직하기로 0.05 내지 0.5 중량%로 사용하여 전술한 바의 효과를 얻는다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 바닥 구조에 적용시 물성 저하를 가져오고, 상기 범위를 초과하더라도 더 이상 효과상의 증가가 없어 비경제적이므로, 상기 범위 내에서 사용한다. 이러한 소포제는 통상적으로 사용되는 미네랄 오일타입의 소포제와 실리콘 변성타입의 소포제, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 제진층 형성용 조성물은 아스팔트, 합성 고무, 무기 충전제, 프로세싱 오일, 파라핀계 오일 및 소포제를 포함하며, 필요에 따라 여러 목적을 난연제, 분산제, 노화 방지제, 점도 조절제 등과 같은 첨가제를 더욱 사용할 수 있다. 이때 첨가제는 통상적인 첨가제 수준 범위 하에서 사용될 수 있으며, 제진층 형성용 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 15 중량부로 사용된다.
상기 제진층(2)은 충분한 차음 및 제진 효과를 얻기 위해 4 내지 20 mm, 바 람직하기로 10 내지 15 mm의 두께로 형성된다. 만약 상기 층의 두께가 상기 범위 미만이면 충분한 제진 효과를 얻기 어렵고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 비경제적이다.
다음으로, 단계 S3에서는 상기 제진층(2) 상에 난방 파이프 등의 배관재(6)를 수평이 되도록 설치하고 철크립과 같은 부재로 고정한다. 이어서 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 마감 몰탈층(8)을 형성한다.
상기 마감 몰탈층(8)은 바닥면의 수평을 유지하며, 재질 및 두께는 통상의 범위에서 사용가능하나, 최소 40 mm 이상인 것이 바람직하며, 건축물의 종류에 따라 적절히 변경하여 사용한다.
상기 마감 몰탈이 치밀하게 형성하도록 최소 3회 이상 타설 작업을 수행하고, 표면의 급격한 건조를 피하도록 적어도 7일 동안 표면이 습윤한 상태를 유지하도록 양생 시트를 깔거나 습기를 제공하고 0 ℃ 이상의 온도가 되도록 한다. 또한 충분한 강도가 발현되기까지 그 이에서 작업을 하거나 재료 등을 적재하지 않도록 한다.
이때 마감 몰탈층(8)은 균열을 방지하기 위해 수축이 적은 보강재를 설치할 수 있으며, 상기 보강재로는 와이어 매쉬, 메탈라스, 약액 몰탈, 및 섬유 보강재로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.
이러한 구조를 포함하는 본 발명에 따른 건축물의 바닥 구조는 시멘트 몰탈층이 완전히 건조된 후 그 위에 통상의 장판이나 마루 등의 표면 마감층을 형성하여 바닥을 완성한다. 이러한 바닥 구조로 인해 사람의 음성 TV, 라디오 등의 소리 의 차단은 물론이거니와 바닥에 작용하는 경량 및 중량 충격음을 효과적으로 소멸 감쇄하게 된다.
또한 본 발명에 따른 건축물의 바닥 구조는 추가로 콘크리트 슬라브와 제진층 사이에 완충층을 구비한다.
도 2는 본 발명의 제2구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(1), 상기 콘크리트 슬라브(1)의 상부에 위치한 완충층(11), 상기 완충층(11)의 상부에 위치한 제진층(2), 상기 제진층(2)의 상부에 위치하며, 배관재(6)가 시공된 마감 몰탈층(8)을 포함한다.
이때 제2 구현예에 따른 바닥 구조의 구성 및 제조방법은 제1 구현예에서 언급한 바를 따르며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 바닥 구조의 완충층(11)은 제진층과 마찬가지로 차음 및 방음 역할을 하며, 암면 및 석면과 같은 섬유질 계통이 가능하다.
또한 본 발명에 따른 바닥 구조는 콘크리트 슬라브와 마감 몰탈층 사이에 경량 발포 콘크리트층을 더욱 형성할 수 있다. 이때 상기 경량 발포 콘크리트층은 본 발명에 따른 제진층의 상부, 또는 하부에 위치한다.
도 3은 본 발명의 제3 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(10), 상기 콘크리트 슬라브(10)의 상부에 위치한 제진층(12), 상기 제진층(12)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(14), 상기 경량 기포 콘크리 트층(14)의 상부에 위치하며, 배관재(16)가 시공된 마감 몰탈층(18)을 포함한다.
구체적으로, 제3 구현예에 따른 바닥 구조는
SS1) 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브(10)를 시공하고,
SS2) 상기 콘크리트 슬라브(10) 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브(10)와 일체화된 제진층(12)을 시공하고,
SS3) 상기 제진층(12) 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층(14)을 시공하고,
SS4) 상기 경량 기포 콘크리트층(14) 상에 배관재(16)를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 다음 양생하여 마담 몰탈층(18)을 형성하는 단계를 거쳐 시공한다.
이때 제3 구현예에 따른 바닥 구조의 구성 및 제조방법은 제1 구현예에서 언급한 바를 따르며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 단계 SS3에서는 상기 제진층(12) 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층(14)을 시공한다. 이때 필요에 따라 본 단계를 수행하기 전에 벽체 둘레에 압축 스티로폼 등의 단열재를 설치한다.
상기 경량 기포 콘크리트층(14)은 안에 다량의 기포를 포함시키거나 경량의 골재를 사용함으로써 콘크리트 무게를 가볍게 만든 것이다.
이러한 경량 기포 콘크리트층(14)의 시공은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 공지된 방법을 사용한다. 일예로 물과 기포제가 50:1로 혼합된 기포액을 에어 컴프레서를 이용하여 기포를 발생시키고, 콘크리트 슬러리와 혼합한다. 이때 혼수량은 50 내지 60%의 표준 혼수량 범위 내에서 조절한다.
상기 배합된 슬러리 조성물을 제진층(12) 상에 균일하게 도포한 다음, 브러쉬나 가래를 이용하여 면을 평활하게 한다. 이때 타설 공정은 슬러리 조성물을 제조한 다음 1 시간 이내에 수행하는 것이 바람직하다. 상기 타설 공정 후 10일 내지 20일간 동안 양생하여 경량 기포 콘크리트층(14)을 형성한다.
상기 경량 기포 콘크리트층(14)은 후속의 배관 작업을 위해 수평을 철저히 유지한다.
이렇게 제조된 경량 기포 콘크리트층(14)의 재질 및 두께는 통상의 범위에서 사용가능하며, 건축물의 종류에 따라 적절히 변경하여 사용한다. 또한 필요에 따라 균열을 방지하기 위해 혼화재를 사용할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 건축물의 바닥 구조는 추가로 제진층과 경량 기포 콘크리트층 사이에 완충층을 구비한다.
도 4는 본 발명의 제4 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(10), 상기 콘크리트 슬라브(10)의 상부에 위치한 제진층(12), 상기 제진층(12)의 상부에 위치한 완충층(11), 상기 완충층(20)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(14), 상기 경량 기포 콘크리트층(14)의 상부에 위치하며, 배관재(16)가 시공된 마감 몰탈층(18)을 포함한다.
이때 제4 구현예에 따른 바닥 구조의 구성 및 제조방법은 제1 내지 제3 구현예에서 언급한 바를 따르며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 발명에 따른 건축물의 바닥 구조는 제진층을 경량 기포 콘크리트층과 마감 몰탈층 사이에 형성한다.
도 5는 본 발명의 제5 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(110), 상기 콘크리트 슬라브(110)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(114), 상기 경량 기포 콘크리트층(114)의 상부에 위치한 제진층(112), 상기 제진층(112)의 상부에 위치하며, 배관재(116)가 시공된 마감 몰탈층(118)을 포함한다.
전술한 바의 바닥 구조는 습식 공법에 의해 수행하며, 경량 기포 콘크리트층(114)과 제진층(112)이 일체화된 구조로 시공된다.
상기 제3 구현예에 따른 바닥 구조는
SSS1) 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브(110)를 시공하고,
SSS2) 상기 콘크리트 슬라브(110) 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층(114)을 시공하고,
SSS3) 상기 경량 기포 콘크리트층(114) 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 경량 기포 콘크리트층(114)과 일체화된 제진층(112)을 시공하고,
SSS4) 상기 제진층(112) 상에 배관재(116)를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 다음 양생하여 마담 몰탈층(118)을 형성하는 단계를 거쳐 시공한다.
이러한 제5 구현예에 따른 바닥 구조의 구성 및 제조방법은 제1 내지 제4 구 현예에서 언급한 바를 따르며, 다만 제진층(112)의 시공 순서만을 달리하므로 본 구현예에서 상세한 설명은 생략한다.
또한 본 발명에 따른 건축물의 바닥 구조는 추가로 콘크리트 슬라브와 경량 기포 콘크리트층 사이에 완충층을 구비한다.
도 6은 본 발명의 제6 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(110), 상기 콘크리트 슬라브(110)의 상부에 위치한 완충층(111), 상기 완충층(111)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(114), 상기 경량 기포 콘크리트층(114)의 상부에 위치한 제진층(112), 상기 제진층(112)의 상부에 위치하며, 배관재(116)가 시공된 마감 몰탈층(118)을 포함한다.
이때 제6 구현예에 따른 바닥 구조의 구성 및 제조방법은 제1 내지 제5 구현예에서 언급한 바를 따르며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 제진층 형성용 조성물은 상기 벽식 구조와 더불어 기둥과 보, 바닥으로 구성된 라멘 구조의 바닥에 적용된다. 상기 라멘 구조는 철근 콘크리트 구조(SRC 구조, Steel Reinforced Concrete)와 철골 구조(RC 구조) 등에 사용되는 구조 방식이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 제7 내지 제12 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도로, 라멘 구조의 기둥 및 보의 구조 및 위치는 별도로 표시하지 않았다.
도 7은 본 발명의 제7 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제7 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(3), 상기 콘크리트 슬라브(3)의 상부에 위치한 제진층(5), 상기 제진층(5)의 상부에 위치하며, 배관재(7)가 시공된 마감 몰탈층(9)을 포함한다.
도 8은 본 발명의 제8 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제8 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(3), 상기 콘크리트 슬라브(3)의 상부에 위치한 완충층(22), 상기 완충층(22)의 상부에 위치한 제진층(5), 및 상기 제진층(5)의 상부에 위치하며, 배관재(7)가 시공된 마감 몰탈층(9)을 포함한다.
도 9는 본 발명의 제9 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 제9 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(13), 상기 콘크리트 슬라브(13)의 상부에 위치한 제진층(15), 상기 제진층(15)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(21), 상기 경량 기포 콘크리트층(21)의 상부에 위치하며, 배관재(17)가 시공된 마감 몰탈층(19)을 포함한다.
도 10은 본 발명의 제10 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제10 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(13), 상기 콘크리트 슬라브(13)의 상부에 위치한 제진층(15), 상기 제진층(15)의 상부에 위치한 완충층(13), 상기 완충층(22)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(21), 상기 경량 기포 콘크리트층(21)의 상부에 위치하며, 배관재(17)가 시공된 마감 몰탈층(19)을 포함한다.
도 11은 본 발명의 제11 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 제11 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(113), 상기 콘크리트 슬라브(113)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(121), 상기 경량 기포 콘크리트층(121)의 상부에 위치한 제진층(115), 상기 제진층(115)의 상부에 위치하며, 배관재(117)가 시공된 마감 몰탈층(119)을 포함한다.
도 12는 본 발명의 제12 구현예에 따른 바닥 구조를 보여주는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 제12 구현예에 따른 바닥 구조는 하부에서부터 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브(113), 상기 콘크리트 슬라브(113)의 상부에 완충층(122), 상기 완충층(122)의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층(121), 상기 경량 기포 콘크리트층(121)의 상부에 위치한 제진층(115), 상기 제진층(115)의 상부에 위치하며, 배관재(117)가 시공된 마감 몰탈층(119)을 포함한다.
전술한 바의 구조를 포함하는 바닥 구조는 아파트와 다세대주택 등 공동주택, 오피스텔의 상하층간 소음차단과, 빌라와 콘도 등 고급주택, 호텔과 병원 등 소음차단이 중요한 건물과, 볼링장 및 에어로빅, 헬스클럽 등 충격 낙하음이 자주 발생하는 건축물에 적용된다.
본 발명의 바람직한 실험예에 따르면 상기 바닥 구조는 경량 충격음을 비롯하여 종래 감쇠가 어려운 중량 충격음에 대해서도 우수한 제진 효과를 가진다. 더욱이 상기 바닥 구조는 충격음 레벨이 동일하더라도 비제진 구조와 비교하여 슬라 브의 바닥 충격음이 청감적으로 보다 더 작은 소리로 인식된다. 그리고 열관류율이 낮아 적은 에너지로 보다 효과적인 난방 효과를 얻을 수 있다.
더욱이 시공이 간편하고 시공된 구조에서 균열이 발생하지 않아 구조적으로 매우 안정하고, 현장에서 직접 타설을 통해 제진층을 제작하여 작업 효율이 높다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
중량 충격음 차단 성능을 평가하기 위해 콘크리트를 150 mm 두께로 타설 및 양생한 다음, 콘크리트 슬라브 바닥면을 균일하게 고름 작업을 수행하였다. 이어서 상기 콘크리트 슬라브 상에 하기 표 1의 제진 조성물로 현장 시공 하여 10 mm 두께의 제진층을 시공하였다. 이어서 밀도 0.65와 강도 75 kg/㎠ 이상의 경량 기포 콘크리트를 50 mm 두께로 타설하고 10일 동안 양생하였다. 이어서 40 mm 두께로 마감 몰탈로 처리하여 마감 몰탈층을 시공하였다.
이때 제진층 형성용 조성물은 교반기에 스트레이트 아스팔트를 첨가 후 180 ℃로 가열하여 용융시킨 다음, 동일 온도를 유지하면서 SBR(스티렌-부타디엔 러버), 프로세스 오일, 파라핀계 오일을 첨가하고 2 시간 동안 균일하게 혼합하고, 동일 온도를 유지하면서 탄산칼슘과 소포제를 첨가하여 1 시간 동안 균일하게 혼합하여 액상 형태로 제조하였다. 이때 각 조성은 함량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
조성 함량 비고
아스팔트 65 중량% 침입도 90-100, 연화점 40-50
SBR 18.5 중량% 스티렌-부타디엔 러버
프로세스 오일 7.4 중량% 파라핀계; P-1: 미창사 제품
파라핀계 오일 3 중량% Kaprosin-25: 일신화학사 제품
탄산칼슘 5 중량% 무기 충전제, 0.05 ㎛
소포제 1.1 중량% Natric-1: 일신화학사 제품
실험예 1: 표준 시험 동시공
상기에서 실시예 1에서 제조된 바닥 구조에 뱅 머신과 임팩트 볼을 이용하여 주파수에 따른 중량 충격음을 측정하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다. 이때 비교예 1은 콘크리트 슬라브(맨바닥 구조)만 형성된 구조이고, 비교예 2는 콘크리트 슬라브/경량 기포 콘크리트층/마감 몰탈층이 형성된 구조(표준 바닥 구조)를 갖는다.
뱅 머신 측정 결과
주파수 밴드 [㎐] Li , Fmax [㏈] 중량 충격음
실시예 1 비교예１ 비교예２
63 65 68 70
125 63 65 69
250 56 62 60
500 46 53 48
단일수치평가값 47 52 52
임팩트 볼 측정 결과
주파수 밴드 [㎐] Li , Fmax [㏈] 중량 충격음
실시예 1 비교예１ 비교예 2
63 59 66 62
125 64 77 70
250 60 67 64
500 15 57 54
단일수치평가값 50 59 54
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1의 바닥 구조의 경우 비교예 1 및 2의 구조와 비교하여 뱅 머신으로 수행한 중량 충격음의 단일 수치 평가값이 5 ㏈이 저감되는 효과를 보여주었다.
또한 표 3의 임팩트 볼 측정 결과에 있어서도, 본 발명에 따른 실시예 1의 구조의 경우 중량 충격음의 단일 수치 평가값이 비교예 1과 비교하여 9 ㏈, 비교예 2와 비교하여 4 ㏈의 감소를 가져왔다.
또한 표 2 및 표 3 모두에서, 본 발명에 따른 실시예 1의 구조가 중량 충격음에 대해 주파수 대역별로도 큰 감소를 보였다.
실험예 2: 현장 시험 시공
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 하기 표 4의 구조를 갖도록 바닥 구조를 시공하였다. 시험 시공한 현장 구조는 20층 규모의 아파트 내 위치한 34평의 계단식 아파트이며, 이때 완충층을 형성하기 위한 완충재로는 발포성 고무(EPP)를 사용하였다.
구 조 바닥층 구성
실시예 2 슬래브(150 ㎜)+제진층(15 ㎜)+경량기포콘크리트(45 ㎜)+마감몰탈(50 ㎜)
실시예 3 슬래브(150 ㎜)+제진층(20 ㎜)+경량기포콘크리트(40 ㎜)+마감몰탈(50 ㎜)
실시예 4 슬래브(150 ㎜)+경량기포콘크리트(45 ㎜)+제진층(15 ㎜)+마감몰탈(50 ㎜)
비교예 3 슬래브(150 ㎜)+완충재(20 ㎜)+경량기포콘크리트(40 ㎜)+마감몰탈(50 ㎜)
상기 표 4의 각 구조에 대해 충격 진동 실험을 수행하였다.
정확성을 위해 바닥 구조 시공시 마감재와 골조사이의 결합성능에 따라 바닥충격음에 따른 방사 특성과 무관한 공진 등이 발생할 수 있는 요소를 제거하도록 맨 슬래브 상태의 진동을 측정하고, 완충층와 제진층을 시공한 후 경량 기포 콘크리트, 마감 몰탈을 타설하여 충분한 양생기간을 거쳐 다시 한 번 진동을 측정하였다.
이때 측정은 KS F 2810에 따라 가진 및 수음점을 정했으며, 중량충격원에 의한 진동값은 중앙부 가진 및 응답으로 측정하였다. 중량충격원의 에너지 스펙트럼 특징은 63 ㎐ 이하 저주파 성분에 충격 에너지가 집중되어 있다. 이러한 특징으로 인해 콘크리트 바닥판의 고유진동수에서 공진현상에 의해 진동응답이 크게 바뀌게 되며, 결과적으로 소음에 영향을 주게 되므로 저주파수 영역을 집중적으로 분석하였다.
따라서 본 실험에서는 중량충격원에 의해 바닥이 진동하는 시점을 기준으로 하기 위해 가진 바닥에 가속도계를 장착하고 기준신호(reference signal)로 인식하여 이 신호가 정해진 레벨 이상의 값을 가지는 순간 측정대상물에 대한 진동 측정이 시작되도록 설정하였다. 이때 진동레벨은 가진실 중량충격원이 낙하될 때 검출되는 가속도 가진 신호에 대해 동기화하여 측정하였다.
A: 임팩트 볼 측정
하기 도 13a 내지 도 14d 및 표 5에 임팩트볼에 의한 충격 진동 실험 후 얻어진 결과를 나타내었다.
(1) 진동 가속도 레벨 특성 변화
도 13a 내지 도 13d는 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프로, 도 13a는 실시예 2의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 13b는 실시예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 13c는 실시예 4의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 13d는 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13a 내지 도 13d를 참조하면, 최대 피크치가 발생하는 고유주파수의 차이를 보면 실시예 2의 구조에서는 27 ㎐에서 33 ㎐로, 실시예 3의 구조에서는 17 ㎐에서 32 ㎐로, 실시예 4의 구조에서는 18 ㎐에서 24 ㎐로 제진재를 적용한 세대에서는 각각 6 ㎐, 15 ㎐, 6 ㎐씩 고유주파수가 높아짐을 확인할 수 있었다. 이와 비교하여 비교예 3의 구조에서는 고유주파수가 21 ㎐에서 20 ㎐로 비슷하게 나타났다.
(2) 고유 진동수, 가속도 및 진동 레벨 변화
하기 표 5에 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 고유 진동수, 가속도 및 진동 레벨 변화를 나타내었다.
구 분 Natural frequency [㎐] Acceleration [m/s2] Acceleration level [㏈]
슬래브 몰탈마감 슬래브 몰탈마감 슬래브 몰탈마감
실시예 2 27 33 0.46 0.10 93 80
실시예 3 17 32 0.34 0.04 91 71
실시예 4 18 24 0.35 0.08 91 78
비교예 3 21 20 0.45 0.29 93 89
상기 표 5를 참조하면, 주파수 응답에 따른 가속도 레벨의 변화를 보면 실시예 2의 구조에서는 93 ㏈에서 80 ㏈로, 실시예 3의 구조에서는 91 ㏈에서 71 ㏈로, 실시예 4의 구조에서는 91 ㏈에서 78 ㏈를 나타내었다. 이는 본 발명의 제진층 형성물 조성물로 제진층을 적용하게 되면 바닥 구조에서 14 내지 21 ㏈의 폭으로 레벨이 저감됨을 알 수 있다. 이와 비교하여 완충재를 시공한 비교예 3의 구조에서는 가속도 레벨이 93 ㏈에서 89 ㏈로 타 구조 타입에 비하여 적은 저감량을 보여주고 있다.
(3) 시간 응답 특성 변화
도 14a 내지 도 14d는 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프로, 도 14a는 실시예 2의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 14b는 실시예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 14c는 실시예 4의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 14d는 비교예 3의 바닥 구조에 임팩트볼 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14a 내지 도 14d를 참조하면, 각 구조의 변화에 따른 시간 영역 신호에서도 본 발명에 따른 실시예 2 내지 4의 구조에서는 진동가속도 응답파장이 짧아지며, 가속도 값 역시 유의한 저감효과를 보이고 있다. 그러나 완충재를 적용한 비교예 3의 구조는 응답파장이 오히려 증가하며 진동가속도 레벨의 변화가 거의 나타나지 않았다.
B: 뱅 머신 측정 결과
(1) 진동 가속도 레벨 특성 변화
도 15a 내지 도 15d는 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프로, 도 15a는 실시예 2의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 15b는 실시예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 15c는 실시예 4의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 15d는 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 진동 가속도 레벨 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 15a 내지 도 15d를 참조하면, 최대 피크치가 발생하는 고유주파수의 차이를 보면 실시예 2의 구조에서는 27 ㎐에서 33 ㎐로, 실시예 3의 구조에서는 17 ㎐에서 32 ㎐로, 실시예 4의 구조에서는 18 ㎐에서 24 ㎐로 제진재를 적용한 세대에서는 각각 6 ㎐, 15 ㎐, 6 ㎐씩 고유 주파수가 높아짐을 확인할 수 있었다. 그러나 완충재를 시공한 비교예 3의 구조에서는 고유주파수가 21 ㎐에서 20 ㎐로 비슷하게 나타났다.
(2) 고유 진동수, 가속도 및 진동 레벨 변화
하기 표 6에 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 고유 진동수, 가속도 및 진동 레벨 변화를 나타내었다.
구 분 Natural frequency [㎐] Acceleration [m/s2] Acceleration level [㏈]
슬래브 몰탈마감 슬래브 몰탈마감 슬래브 몰탈마감
실시예 2 27 33 0.24 0.04 88 74
실시예 3 17 32 0.18 0.02 85 64
실시예 4 18 24 0.19 0.04 85 69
비교예 3 21 20 0.25 0.15 88 84
상기 표 6을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 2의 구조에서는 주파수에 따른 가속도 레벨이 88 ㏈에서 74 ㏈로, 실시예 3의 구조에서는 85 ㏈에서 64 ㏈로, 실시예 4의 구조에서는 85 ㏈에서 69 ㏈로 제진재를 적용한 구조들에서는 13 내지 20 ㏈의 폭으로 레벨이 저감되었다. 그러나, 완충재를 시공한 비교예 3의 구조에서는 가속도 레벨이 88 ㏈에서 84 ㏈로 타 구조 타입에 비하여 적은 저감량을 보여주고 있다.
(3) 시간 응답 특성 변화
도 16a 내지 도 16d는 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16a는 실시예 2의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 16b는 실시예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 16c는 실시예 4의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 16d는 비교예 3의 바닥 구조에 뱅 머신 가진시 시간 응답 특성 변화를 보여주는 그래프이다.
도 16a 내지 도 16d를 참조하면 구조의 변화에 따른 시간 영역 신호에서도 임팩트 볼의 결과와 마찬가지로 본 발명의 실시예 2 내지 4의 구조에서는 진동가속도 응답파장이 짧아지며, 가속도 값 역시 유의한 저감효과를 보이고 있다. 그러나 비교예 3의 구조에서는 응답파장이 오히려 증가하며 진동가속도 레벨의 변화가 거의 나타나지 않았다.
이러한 결과는 완충재보다 제진재를 채택한 바닥 구조 변화가 충격음을 보다 효율적으로 저감할 수 있음을 의미한다.
실험예 3: 바닥 충격음 평가
상기 실시예 2 내지 4와 비교예 3의 바닥 구조에 대해 뱅 머신을 이용하여 중량 충격음 레벨을 측정하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
주파수에 따른 중량 충격음 레벨 dB
63 Hz 125 Hz 250 Hz 500 Hz
실시예 2 73 dB 58 dB 51 dB 47 dB
실시예 3 69 dB 56 dB 54 dB 48 dB
실시예 4 66 dB 58 dB 54 dB 50 dB
비교예 3 82 dB 62 dB 56 dB 51 dB
상기 표 7의 결과를 살펴보면, 전 주파수에 걸쳐 실시예 2 내지 4의 구조가 비교예 3의 구조보다 제진 효과가 우수함을 알 수 있다.
특히 중량 충격원의 충격에너지가 집중되어 있는 100 Hz 이하 주파 대역수인 63 Hz에서, 본 발명에 따른 실시예 2 내지 4의 구조가 비교예 3의 구조보다 제진 효과가 우수함을 알 수 있다. 또한, 제진재의 두께가 두꺼울수록(실시예 3 참조), 제진재가 경량 기포 콘크리트와 마감 몰탈층 사이에 위치하는 경우 제진 효과가 보다 우수함을 알 수 있다.
실험예 4: 경량 충격음
실시예 2 내지 4와 비교예 3 구조에서 경량 충격음 차단 성능을 수행하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 8에 나타내었다. 이때 경량 충격음 차단 성능은 태핑 머신(tapping machine)을 이용하여 수행하였다.
경량 충격음 레벨
실시예 2 74 ㏈
실시예 3 73 ㏈
실시예 4 72 ㏈
비교예 3 76 ㏈
상기 표 8에 나타낸 실시예 2 및 3의 결과치를 비교하면, 실험예 3의 중량 충격음의 결과와는 달리 경량 충격음에 대해선 제진재의 두께에 따른 저감 효과 차이는 그리 크게 나타나지 않음을 알 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 실시예 2 내지 4의 구조 모두 경량 충격음 레벨 수치가 비교예 3의 구조와 비교하여 약간 우수한 수치를 나타내었다.
실험예 5: 바닥 충격음 복합 구조
바닥충격음 저감을 위한 복합구조를 도출하기 위하여 상기 실시예 2 내지 4의 바닥 구조에 중량충격음 차단성능이 확인된 차음마루를 적용하여 실시예 5 내지 7과 비교예 4의 구조를 시공하였다. 이때 각 실시예에 따른 바닥충격음 레벨을 측정하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
구 조 바닥층 구성 바닥 충격음 레벨
중량 충격음 경량 충격음
실시예 5 실시예 2 구조+차음마루 47 ㏈ 64 ㏈
실시예 6 실시예 3 구조+차음마루 45 ㏈ 61 ㏈
실시예 7 실시예 4 구조 + 차음마루 46 ㏈ 63 ㏈
비교예 4 비교예 3 구조 +차음마루 50 ㏈ 67 ㏈
상기 표 9의 결과를 살펴보면, 차음마루의 적용으로 바닥 충격음 레벨이 상기 실시예 3 및 4의 결과보다 낮아지고, 특히 경량 충격음이 크게 낮아짐을 알 수 있다. 또한 본 발명에 따른 실시예 5 내지 7의 구조가 중량 및 경량 충격음 모두에 대해 우수한 제진 특성을 가짐을 알 수 잇다.
실험예 6: 청감 실험
제진 구조에 의한 바닥 충격음의 청감적 특성을 알아보기 위해 하기와 같이 청감 실험을 진행하였다. 음원녹음은 수음실에 흡음재를 설치하여 잔향시간을 0.5초로 조절한 상황에서 중앙점에서 뱅 머신을 가진하고 중앙점에서 Head & Torso로 녹음한 음원을 사용하였다.
20세에서 30세의 정상 청력을 갖는 남자 10명 및 여자 10명을 상대로 역 A 값(Li,Fmax,AW) 기준으로 실시예 2의 구조에 뱅 머신으로 40 dB, 43 dB, 47 dB, 및 50 dB의 충격음 레벨을 제시하고, 이때 느끼는 충격음과 동일한 충격음을 얻을 때까지 뱅 머신으로 200 mm 두께의 콘크리트 슬라브로만 구성된 맨바닥 구조(비교예 5, 비제진 구조)를 가진하였다.
그 결과 제진재가 시공된 실시예 2 구조의 충격음 레벨 40 ㏈ 은 비교예 5 구조의 0.7 ㏈인 경우와 유사한 충격음을 느꼈으며, 43 ㏈에서는 1.0 ㏈, 47 ㏈에서는 1.3 ㏈, 50 ㏈ 에서는 2.2 ㏈ 인 경우에 대응되었다. 이때 충격음 레벨이 높아질수록 대응하는 값의 차가 커지는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 본 발명에 따라 제진재가 시공된 바닥 구조는 동일한 충격음이 인가되더라도 비제진 구조와 비교하여 청감적으로 보다 더 작은 소리로 인식된다는 것을 의미한다.
실험예 7: 열관류율 평가
바닥 구조의 열 성능을 알아보기 위해 KS F 2299에 의거하여 열관류율을 측정하였다
상기 측정은 실시예 2의 구조와, 이 구조에서 제진재가 삽입되지 않은 콘크리트 슬라브/경량 기포 콘크리트층/마감 몰탈층으로 구성된 비교예 5의 구조에 적용하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
실시예 2 비교예 5 참조
열관류율(㎉/㎡h℃) 0.69 0.96 0.70*
* 건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙 제21조에 의한 층간 열관류율의 최대값
상기 표 10을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 2의 구조는 낮은 열관류율을 나타내며, 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제 21조에 제시된 열적 성능을 만족한다. 이러한 결과는 본 발명의 구조가 적은 에너지로 보다 효과적인 난방 효과를 얻을 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 제진용 조성물을 이용하여 제작된 바닥은 종래 건축물의 층간에서 발생되는 층간 바닥 충격음 중, 특히 감쇄하기 어려웠던 중량 및 경량 충격음이 동시에 감쇄하여 건축물의 층간 차음 및 제진 기능을 수행한다.

Claims (21)

  1. 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
    상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 제진층,
    상기 제진층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
    상기 제진층이 아스팔트 50 내지 80 중량%, 합성 고무 5 내지 40 중량%, 무기 충전제 0.5 내지 15 중량%, 프로세싱 오일 3 내지 20 중량%, 파라핀계 오일 1 내지 10 중량%, 및 소포제 0.01 내지 1.0 중량%를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는
    중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  2. 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
    상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 제진층,
    상기 제진층의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층, 및
    상기 경량 기포 콘크리트층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
    상기 제진층이 아스팔트 50 내지 80 중량%, 합성 고무 5 내지 40 중량%, 무기 충전제 0.5 내지 15 중량%, 프로세싱 오일 3 내지 20 중량%, 파라핀계 오일 1 내지 10 중량%, 및 소포제 0.01 내지 1.0 중량%를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는
    중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  3. 상층과 하층을 구획하는 콘크리트 슬라브,
    상기 콘크리트 슬라브의 상부에 위치한 경량 기포 콘크리트층,
    상기 경량 기포 콘크리트층의 상부에 위치한 제진층, 및
    상기 제진층의 상부에 위치하며, 배관재가 시공된 마감 몰탈층을 포함하고,
    상기 제진층이 아스팔트 50 내지 80 중량%, 합성 고무 5 내지 40 중량%, 무기 충전제 0.5 내지 15 중량%, 프로세싱 오일 3 내지 20 중량%, 파라핀계 오일 1 내지 10 중량%, 및 소포제 0.01 내지 1.0 중량%를 포함하는 제진층 형성용 조성물을 포함하는
    중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  4. 삭제
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아스팔트는 침입도가 60 내지 100이고, 연화점이 40 내지 60 ℃인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  6. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 고무는 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 이소프렌 고무(IR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 고무(SIS), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 아크릴 고무(ACM), 클로로 폴리에틸렌 고무(CSM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  7. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 충전제는 탈크, 크레이, 탄산칼슘, 실리카, 운모 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  8. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 오일은 아로마틱계 탄화수소 5 내지 25%, 나프텐계 탄화수소 35 내지 55%, 및 파라핀계 탄화수소가 35 내지 45%의 조성비를 갖는 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  9. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소포제는 미네랄 오일타입의 소포제와 실리콘 변성타입의 소포제, 또는 이들의 혼합물인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 콘크리트 슬라브와 제진층 사이에 완충층을 구비하는 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 바닥 구조는 벽식 구조, 라멘식 구조를 포함하는 철근 콘크리트 구조(SRC), 또는 할로우 코어 구조 중 어느 하나의 바닥 구조인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  12. 제2항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 콘크리트 슬라브와 제진층 사이에 완충층을 구비하는 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 바닥 구조는 벽식 구조, 라멘식 구조를 포함하는 철근 콘크리트 구조(SRC), 또는 할로우 코어 구조 중 어느 하나의 바닥 구조인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  14. 제3항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 콘크리트 슬라브와 경량 기포 콘크리트 층 사이에 완충층을 구비하는 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구 조.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 바닥 구조는 벽식 구조, 라멘식 구조를 포함하는 철근 콘크리트 구조(SRC), 또는 할로우 코어 구조 중 어느 하나의 바닥 구조인 것인 중량 및 경량 충격음을 동시에 감쇄하는 건축물의 바닥 구조.
  16. 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
    상기 콘크리트 슬라브 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브와 일체화된 제진층을 시공하고,
    상기 제진층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 제1항의 건축물의 바닥 구조 시공방법.
  17. 제16항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 콘크리트 슬라브 시공과 제진층 시공 단계 사이에 완충층을 시공하는 것인 건축물의 바닥 구조 시공방법.
  18. 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
    상기 콘크리트 슬라브 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 콘크리트 슬라브와 일체화된 제진층을 시공하고,
    상기 제진층 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층을 시공하고,
    상기 경량 기포 콘크리트층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 제2항의 건축물의 바닥 구조 시공방법.
  19. 제18항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 제진층 시공과 경량 기포 콘크리트층 시공 단계 사이에 완충층을 시공하는 것인 건축물의 바닥 구조 시공방법.
  20. 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 슬라브를 시공하고,
    상기 콘크리트 슬라브 상에 경량 기포 콘크리트를 타설 및 양생하여 경량 기포 콘크리트층을 시공하고,
    상기 경량 기포 콘크리트층 상에 제진층 형성용 조성물을 습식 시공하여 상기 경량 기포 콘크리트층과 일체화된 제진층을 시공하고,
    상기 제진층 상에 배관재를 설치 및 고정한 후 이를 덮도록 마감 몰탈을 타설한 후 양생하여 바닥을 시공하는 제3항의 건축물의 바닥 구조 시공방법.
  21. 제20항에 있어서,
    추가로 상기 바닥 구조는 콘크리트 슬라브 시공과 경량 기포 콘크리트층 시 공 단계 사이에 완충층을 시공하는 것인 건축물의 바닥 구조 시공방법.
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