KR200388066Y1 - 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 얇고 강한 강성을 갖는 고밀도의 재질로 이루어진 상부판과 하부판 과 상기 상부판과 하부판 사이에 삽입 접착되는 저밀도의 재질로 제작된 허니컴 부재를 포함하는 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물을 제공한다.

본 고안에 의한 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물은 건축물의 층간 단열 및 소음 완충재인 EPS, EPP을 대체할 수 있는 것으로 상하부의 적층판 사이에 충격 흡수력이 우수한 허니컴 부재를 삽입 접착시키고 그 허니컴 공간내에 모래등을 충진하여 충격 흡수 능력이 뛰어나며 아울러 이로 인한 우수한 소음 흡수 효과도 발휘하게 된다.

Description

충격 및 소음 흡수용 복합 구조물{Composite sandwich-structures for vibration, impact, and noise reduction}

본 고안은 충격 흡수용 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무게가 가벼우며, 충격흡수성이 뛰어나고, 진동과 소음을 완화시킬 수 있는 복합 구조물에 관한 것이다.

최근 들어 공동주택의 층간 소음문제는 중요한 사회적 이슈가 되고 있다.

공동주택의 경우 주로 철근 콘크리트나 철골 콘크리트로 건축되는데 이러한 콘크리트 구조는 벽체나 바닥이 비교적 얇은 슬래브로 구성되어 소음이 잘 전파된다.

이러한 층간 소음은 음파의 진행과 매질의 진동전달 및 전파 등의 복합 작용에 의해 상층에서 발생한 소음이 하층으로 전달되어 하층 거주민을 불편하게 한다.

이러한 층간 소음 문제를 해결하기 위하여 콘크리트에 스폰지나 스티로폼, 암면, 유리면 또는 수지 등의 합성섬유 등을 삽입/부착하고 있으나 이러한 소재들은 대부분 단열성은 뛰어나지만 가연성 물질이므로 소방에 취약하고 소음을 충분히 완화시키지 못하는 문제점이 있다.

종래의 이러한 소음 및 단열재의 단점을 해결하기 위한 구조물로서 콘크리트 바닥 슬라브면과 그 상부에 완충 소켓을 삽입하고 그 위에 다시 단열 완충재와 기포 콘크리트를 타설함과 아울러 바닥 슬라브면과 인접 벽면을 분리하는 이른바 뜬바닥 구조를 형성시키는 기술이 공동주택의 건축시에 많이 적용되고 있다.

그러나 이러한 뜬바닥 구조는 시공이 복잡하고 바닥 표면에 균열이 일어나며 특히 시공후에 바닥에 가해지는 충격 및 진동을 충분히 흡수할 없는 내균열성과 내충격성 문제뿐만 아니라 상층에서 발생한 소음을 충분히 완화시킬 수 없다는 문제가 있다.

또 다른 경량성 보온 단열재로서 화학적으로 구조를 팽창시킨 발포 폴리스틸렌(EPS; Expanded Polystyrene)과 물리적으로 구조를 팽창시킨 발포 폴리프로필렌(EPP, Expanded Polypropylene)도 층간 소음방지재 또는 단열재와 충격 완화재로 많이 사용되고 있다.

그러나 이들 EPS나 EPP 소재는 무게와 강도 그리고 열 안정성 측면에서 일정한 장점은 있지만, 화학 약품에 쉽게 녹으며 환경문제로 인한 사용규제가 강화되고 있다.

한편, 자동차나 고속열차 또는 도로의 가드레일(guard rail) 등과 같은 운송 구조물은 충돌이나 충격을 흡수하기 위한 구조물이 장착되거나 구조물의 구조를 충격을 흡수할 수 있는 형태로 설계하고 있다.

그러나 이러한 충격흡수 구조물들은 대부분 유압을 이용하는 등 고가의 별도 설비가 필요하고 구조물의 설계를 변경한 경우에도 1차적인 충격을 흡수 할 수는 있지만 소음 흡수등과 같은 다른 물리적 결점을 모두 해결할 수 있는 복합 기능의 구조물은 아니라는 문제가 있다.

이상과 같이 건축, 토목, 기계등 충격/진동/소음 등을 방지할 수 있는 모든 기술분야에 사용될 수 있는 즉, 건축물의 층간 소음방지 기능과, 단열기능 그리고 운송 구조물의 안전성과 충격흡수성 및 진동방지 기능 등을 모두 확보할 수 있는 복합 기능의 구조물이 개발될 필요가 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 진동이나 충격에 의한 소음이 발생되는 건물이나 구조물에 충격 또는 이로 인한 소음을 저감시킬 수 있는 복합 구조물을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 얇고 강한 강성을 갖는 고밀도의 재질로 이루어진 상부판과 하부판 과 상기 상부판과 하부판 사이에 삽입 접착되는 저밀도의 재질로 제작된 허니컴 부재를 포함하는 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물을 제공한다.

이러한 본 고안은 상기 허니컴 부재의 각 허니컴 공간내에 모래 또는 점토 등의 단열재가 충진되어 있으며, 이러한 허니컴 부재는 상부판과 하부판의 배열 방향에 수직한 방향으로 배열되는 것이 바람직하다.

또한 본 고안은 바닥마감재 층;과 상기 바닥마감재 층 하부에 시공된 온돌파이프 및 마감몰탈 층;과 상기 온돌파이프 및 마감 몰탈 층 하부에 시공된 콘크리트 층;과 상기 콘크리트 층 하부에 시공된 단열재 층; 과 상기 단열재 층 하부에 시공된 상부판과 하부판 그리고 상기 상부판과 하부판 사이에 상이 하부판의 평면에 수직한 방향으로 삽입 접착된 허니컴 부재로 이루어진 복합 구조물 층;과 상기 복합구조물의 하부판 하부에 시공되는 단열재 층; 그리고 상기 단열재 층 하부에 시공된 철근 콘크리트 슬래브 층을 포함하는 건축물의 층간 바닥구조를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 첨부한 도면에서 본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 필요한 부분만을 나타내었으며, 도면부호는 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 고안에 따른 복합 구조물은 상부와 하부에 형성된 적층판과 이 적층판 사이에 설치되는 허니컴 부재를 포함하는 샌드위치 구조물을 제공한다.

이러한 샌드위치 구조물은 기존의 층간소음재가 배치되어 있던 위치즉, 건축물의 층간에 형성된 콘크리트와 철근 콘크리트 슬래브 사이에 설치될 수 있으며 차량등의 펌퍼와 같이 충격을 흡수하는 부품에 적용할 수도 있다.

본 고안에 따른 복합 구조물은 도1에 나타나 있는 바와 같이, 상부판(10)과 하부판(12) 사이에 벌집구조를 가진 허니컴 부재(11)가 삽입되어 있는 샌드위치 구조물을 형성한다.

여기서 상부판(10)과 하부판(12)은 알루미늄 판이나 알루미늄합금판, 탄소강판이나 철합금강판, 금속복합재료, 고분자 복합재료 또는 콘크리트 중 어느 하나의 재질이 바람직하고 이들 재료의 특성은 얇으면서도 강한 강성을 갖는 고밀도의 재질로 제작된다. 그리고 허니컴 부재(11)는 알루미늄 재질이나 알루미늄합금재질, 고분자 재료, 합성수지 또는 종이류 중 어느 하나의 재료로서 저밀도를 갖는 재질을 선택하는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 허니컴 부재(11)는 상부판(10)과 하부판(12)의 배열 방향에 대하여 수평 방향으로 결합될 수도 있지만, 그 방향에 수직한 방향으로 결합되는 것이 바람직하다.

또한 본 고안에 따른 허니컴 부재(11)의 각 허니컴 공간에는 단열 성능이 우수한 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer) 또는 종이류 중 어느 하나를 선택하여 입도를 균일하게 만든 다음 이를 충진하는 것이 바람직하다.

다음은 본 고안에 따른 복합 구조물을 건축용으로 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

도 2에 나타나 있듯이, 건축물의 층간 단열/방음재로 사용할 경우 본 고안의 복합 구조물을 건축물의 바닥 구조 사이에 삽입하여 설치 할 수 있다.

이와 같이 건축물에 본 고안의 복합 구조물을 시설할 경우, 상층부에는 바닥마감재(13)가 설치되고 그 아래에는 온돌파이프 및 마감몰탈 (14)이 시공되며, 다시 그 아래에는 콘크리트(15) 층이 시공되며, 그 아래에는 단열효과를 증대시키기 위한 단열재(16)가 설치된다. 이러한 상태에서 본 고안에 의한 복합구조물인 상부판(17)과 허니컴 부재(18) 그리고 하부판(19)으로 이루어진 구조물을 설치한다. 또한 복합구조물의 하부판(19)아래에는 다시 단열효과를 증대시키기 위한 단열재(16)가 시공되고 그 하부에는 철근 콘크리트 슬래브( 21 )가 시공되어 있다.

이상 설명한 건축물에 시공되는 본 고안의 복합 구조물은 그 설명을 적층되어져 있는 순서대로 설명하였지만 실제 시공은 그 역순으로 이루어지는 것은 당연하다.

도 3은 이상 설명한 본 고안의 복합구조물이 삽입된 건축 바닥 구조의 단면도를 나타내고 있다.

도 3에서 알 수 있듯이 본 고안에 의한 복합구조물을 건축 바닥 구조에 적용할 경우 실제 단면의 변화 없이 간편하게 시공이 가능하다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 고안의 복합 구조물을 건축 바닥 구조에 시설할 경우, 바닥 마감재에서부터 전달되는 충격량은 모래 등이 충진된 샌드위치 구조물에서 대부분 흡수되고 실제 허니컴 부재의 특성인 내열성, 내구성, 내화학성, 압축 영구줄음이 우수하며 반영구적이고 체적의 변화를 거의 없이 흡수 할 수 있어서 시스템의 안정성을 확보 할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 복합 구조물은 모래 등이 충진된 허니컴 부재를 상, 하판 사이에 삽입 접착시킴으로서 다음과 같은 많은 고안의 기술적 효과를 발휘하게 한다.

첫 째; 본 고안의 복합 구조물에 의하여 내구성이 탁월하고 고강성을 유지하는 기술적 효과가 있다.

둘 째; 허니컴 부재의 각 허니컴 공간 내부에 모래 등을 충진시킴으로써 충격 흡수 능력이 뛰어나며 아울러 이로 인한 우수한 소음 흡수 효과도 발휘하게 된다.

셋 째; 본 고안에 의한 복합 구조물은 충격과 소음 저감의 효과를 필요로 하는 건축물의 층간 단열/소음 차탄재 및 동적인 구조물인 자동차나 항공산업에 있어 충격에너지 흡수용 및 단위 중량당 강도의 증가용으로 많이 활용 될 수 있는 효과가 있다.

넷 째; 본 고안에 의한 복합 구조물을 상기와 같은 부분에 적용하게 되면 예측하기 힘든 갑작스런 충격이 가해질 부분에 대하여 미연에 손상을 예방하게 되고, 충격에 쉽게 노출될 수 있는 구조물에 적용함으로써 사용범위 영역을 확대시킬 수 있다.

도 1은 본 고안에 의한 복합 구조물을 나타내는 부분 사시도이다.

도 2는 본 고안의 실시 예에 의한 복합 구조물을 건축물의 바닥 구조에 적용한 것을 나타내는 분해 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A' 선으로 절단한 것을 나타내는 단면도이다.

Claims (7)

1. 얇고 강한 강성을 갖는 고밀도의 재질로 이루어진 상부판과 하부판 과 상기 상부판과 하부판 사이에 삽입 접착되는 저밀도의 재질로 제작된 허니컴 부재를 포함하는 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물.
2. 제 1 항에서,

   상기 상부판과 하부판이 알루미늄 판이나 알루미늄합금판, 탄소강판이나 철합금강판, 금속복합재료, 고분자 복합재료 또는 콘크리트 중 어느 하나로 제작된 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물.
3. 제 2 항에서,

   상기 허니컴 부재가 알루미늄이나 알루미늄합금, 고분자 재료, 합성수지 또는 종이류 중 어느 하나로 제작된 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물.
4. 제 3 항에서,

   상기 허니컴 공간내에 단열 성능이 우수한 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer) 또는 종이류 중 어느 하나의 재료가 충진된 것을 특징으로 하는 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물.
5. 제 4 항에서,

   상기 허니컴 부재는 상기 상부판과 상기 하부판의 배열 방향에 수직한 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 및 소음 흡수용 복합 구조물.
6. 바닥마감재 층;

   상기 바닥마감재 층 하부에 시공된 온돌파이프 및 마감몰탈 층;

   상기 온돌파이프 및 마감 몰탈 층 하부에 시공된 콘크리트 층;

   상기 콘크리트 층 하부에 시공된 단열재 층;

   상기 단열재 층 하부에 시공된 상부판과 하부판 그리고 상기 상부판과 하부판 사이에 상기 하부판의 평면에 수직한 방향으로 삽입 접착된 허니컴 부재로 이루어진 복합 구조물 층;

   상기 복합구조물의 하부판 하부에 시공되는 단열재 층; 및

   상기 단열재 층 하부에 시공된 철근 콘크리트 슬래브 층

   을 포함하는 건축물의 층간 바닥구조.
7. 제 6 항에서,

   상기 상부판과 하부판이 알루미늄 판이나 알루미늄합금판, 탄소강판이나 철합금강판, 금속복합재료, 고분자 복합재료 또는 콘크리트 중 어느 하나로 제작되고,

   상기 허니컴 부재가 알루미늄이나 알루미늄합금, 고분자 재료, 합성수지 또는 종이류 중 어느 하나로 제작되며,

   상기 허니컴 공간내에 단열 성능이 우수한 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer) 또는 종이류 중 어느 하나의 재료가 충진된 것을 특징으로 하는 건축물의 층간 바닥구조.