KR200397069Y1

KR200397069Y1 - 층간소음 흡수를 위한 차음재 구조

Info

Publication number: KR200397069Y1
Application number: KR20-2005-0012497U
Authority: KR
Inventors: 이응석
Original assignee: (주)비엠아이건설
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2005-09-29

Abstract

본 발명은 건축물에서 충격흡수용 뜬 구조를 이용한 층간차음재에 관한 것으로, 마감몰탈층 상부에서 발생되는 충격을 완충함으로써 진동 및 소음이 상. 하층으로 전달되는 것을 방지하는 것에 그 목적이 있다. 본 발명은 건축물의 바닥 콘크리트 슬라브 위에 시공되는 것으로서, 판상모양으로 이루어진 직사각형의 상판(201) 아래에 돌기(202)를 성형시킨 형태이다. 지면에 닿는 돌기 아랫면을 접지면(203)이라 정의하며, 상판과 돌기, 그리고 접지면의 재질은 탄성재질로 이루어진다. 소음과 진동을 효과적으로 흡수하는 구조를 제시하기 위해, 돌기와 접지면의 규격 및 배열에 대한 수학적 모델을 제시한다. 본 발명은 그 자체 단품으로, 또는 기타 재료와 혼용되어 콘크리트 슬라브층(100) 상부에 시공될 수 있다. 본 발명에서 제시하는 방식의 층간차음재를 구현하였을 경우 중량충격음 저감성능이 크게 향상된다.

Description

층간소음 흡수를 위한 차음재 구조{A material structure for absorbing transmission noise between floors}

본 발명은 층간소음 및 충격흡수용 차음재에 관한 것으로서, 아파트나 빌라 등 다층으로 이루어진 건물의 슬라브와 바닥재 사이에 충격흡수용 차음재를 설치하여 층간 충격 및 소음을 저하시키는데 그 목적이 있다.

현재, 법적으로 중량충격음 50dB 이하, 경량충격음 58dB 이하를 만족시키도록 법에서 규정하고 있다. 그러나 중량충격음 50dB를 만족시키는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있으며, 특히 작은 방의 경우에는 방바닥의 공진주파수가 저 주파 대역에 존재하기 때문에 중량충격음에 있어서는 오히려 소음이 증폭되는 현상이 일어나는 것으로 보고되어 있다.

이러한 법적, 현실적 문제들을 해결하기 위해 많은 노력들이 있었는데, 지금까지 개발된 층간차음재들의 공통된 특징을 두 가지로 요약하자면 다음과 같다.

첫째, 층간차음재들은 주로 탄성물질로 이루어져 있다. 예를 들자면, EPS(Expendable Polystyrene), PE(polyester), EPP(Expanded Polypropylene), EVA(ethylene-vinylacetate), PU(polyurethane), PET(polyethylene terephthalate) 등의 합성수지와 고무계통 재질 등 상상할 수 있는 모든 종류의 탄성물질을 이용하여 개발되어져 왔다. 그러나 특정 탄성물질을 이용할 때 충분한 차음성능이 나온다는 물질은 현재까지 알려져 있지 않다.

둘째, 층간차음재들은 기본적으로 판상형태로 만들어지는데, 몇몇 경우에 있어서는 판의 하부 또는 상부에 돌출형 돌기, 또는 볼록하거나 오목한 문양들을 성형하는 방식을 취해왔다. 그러나 그러한 발명들이 중량충격음을 충분히 차단하지는 못하는 것으로 업계에 알려져 있다. 따라서, 층간소음을 보다 더 효율적으로 차단하며 중량충격음저감 효과를 크게 향상시킬 수 있는 차음재의 재질 또는 구조에 대한 정량적인 연구와 개발이 요구되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건물에서 발생되는 층간소음을 법적 기준 이하로 만족시키기 위해, 마감 몰탈층(400)과 바닥 콘크리트 슬라브(100) 사이에 시공할 수 있는 적절한 층간차음재(200)를 구현함에 그 목적이 있다. 특히 중량충격음 차단효과를 크게 향상시키기 위한, 층간차음재의 구조에 대한 규격을 명확히 제시하고자 한다.

수많은 시편제작과 테스트를 통해 얻어진 데이터를 분석해보았을 때, 지금까지 나온 층간차음재들 보다 크게 향상된 소음차단 성능을 달성하기 위한 본 층간차음재 발명의 구성은 다음과 같다.수많은 시편제작과 테스트를 통해 얻어진 데이터를 분석해보았을 때, 지금까지 나온 층간차음재들 보다 크게 향상된 소음차단 성능을 달성하기 위한 본 층간차음재 발명의 구성은 다음과 같다.

직사각형 형태의 상판(201)을 5mm에서 70mm 사이의 두께로 만들고(단, 가로, 세로의 길이는 임의로 한다), 그 하부에 소음 및 충격을 흡수하기 위해 돌기(202)를 임의의 개수로 성형한다. 이 돌기들이 층간에 전달되는 소음과 진동을 흡수하게 되는데, 돌기의 구성이 어떻게 될 때 그 효과가 극대화 되는지에 대해서는 아래에서 설명한다.

돌기(202)는 원뿔, 원통, 육면체를 포함하여 임의의 형태를 가지는 입체로 성형할 수 있다.(모양은 중요하지 않다.) 단, 돌기(203)의 높이, 즉 돌기의 하단부부터 상판(201)의 하부면까지의 수직 높이가 10mm 이상인 특성을 가진다. 즉, 다음의 수식으로 표현된다.

H ≥ 10mm (H : 돌기의 하단부부터 상판(201)의 하부면까지의 수직 높이)

접지면(203)은 돌기의 하부면으로서, 층간차음재가 시공되었을 때에 돌기(202)가 바닥에 접하게 되는 전체면을 지칭한다. 접지면(203)은 임의의 3차원 자유 곡면으로 성형할 수 있다. 본 고안이 제시하는 층간차음재는 아래의 수식을 만족해야 한다.

R ≤ 0.25

여기서, R ≡ ∑S_b / S_u

S_u: 상판(201)의 윗면넓이S_b: 실 시공시 바닥에 닿게 되는 접지면(203)의 넓이

돌기(202)를 배열하는 방법은 다음과 같다. 상판(201)의 하부에 돌기(202)가 N개 가 존재한다고 가정하자. 또한, 각각의 돌기의 접지면(203)의 무게중심을 나타내는 3차원 위치벡터를 P_k (k = 1,2,…,N)라 정의하자. 이때, L_min의 조건과 정의는 아래의 수식과 같다.

L_min≥ 40mm

L_min ≡ Min(|P_i- P_j|) (단, i,j = 1,2,…,N, i≠j)

위의 수식을 만족하도록 돌기(202)들을 상판(201) 하부에 배열하는 것을 본 고안의 특징으로 한다. 이 조건을 만족시키는 조건 하에서 돌기들을 자유롭게 배치할 수 있다.

층간차음재(200)는 탄성 재료로 성형하는데, EVA, EPP, PP, PS, EPS, ABS, PU, PET 등을 포함한 합성수지계열과 고무계열 수지를 모두 포함하며, 여러 종류의 재질을 혼합하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.(예: 상판은 EVA, 돌기는 EPP, 접지면은 PU 재질로 구현)

위와 같은 조건을 동시에 만족하는 층간차음재를 성형하면, 바닥 콘크리트 슬라브를 대상으로 소음을 측정했을 때에 비해 중량충격음 저감효과가 9-10dB 이상 대폭 향상된 층간차음재를 구현할 수 있으며, 그 실험결과는 도면1, 도면2에 도시한 그래프와 같다.

도면 1은, 동일 재질, 동일 돌기 형태, 그리고 L_min 의 값은 40mm으로 고정했을 경우에 있어서, H와 R과 E의 상관관계를 나타낸 그래프이다.도면 2는 동일 재질, 동일 돌기 형태, 그리고 H의 값은 10mm으로 고정했을 경우에 있어서, L_min와 R과 E의 상관관계를 도시한 그래프이다. 도면 1, 도면2에 있어서의 기호의 정의는 수학식 1, 2, 3을 따르며, E는 중량충격음 저감효과를 나타낸다.

제1도는 본 발명에 따른 층간차음재에 대한 성능측정 사례를 도시한 그래프

제2도는 본 발명에 따른 층간차음재에 대한 성능측정 사례를 도시한 그래프

제3, 3a, 3b도는 각각 본 발명에 따른 층간차음재에 대한 구현 예를 보인 평면,저면, 측면도

제4도는 본 발명에 따른 층간차음재를 이용한 층간 바닥구조를 보인 단면도.

*도면의 부호에 대한 설명*

100. 콘크리트 슬라브층

200. 층간차음재 201. 상판 202. 돌기 203. 접지면

300. 경량 기포 콘크리트

400. 마감 몰탈층

Claims

판상형태의 상판(201) 아래에 탄성재질로 성형된 임의의 형태의 돌기(202)가 임의의 개수로 성형 되어 있고, 돌기 아래에는 바닥과 닿는 접지면(203)으로 이루어진 층간차음재에 있어서,

각각의 돌기(202)는 그 높이가 10mm 이상인 것을 특징으로 하는 층간차음재.
청구항1에 있어서, 접지면(203) 면적의 총합을 상판(201)의 상부면적으로 나눈 값이 0.25 이하인 것을 특징으로 하는 층간차음재.
청구항1에 있어서, 각각의 돌기(202)의 무게중심의 위치를 나타내는 3차원 벡터를 P_k (k=1,2,…,N, 단 N은 상판의 아래에 성형되어 있는 돌기의 총 개수)라 정의하고, 또한, L_min ≡ Min(|P_i- P_j|) (단, i,j = 1,2,…,N, i≠j) 라고 정의하자. 이때 돌기의 배열이 L_min ≥ 40mm 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 층간차음재.
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