KR20050094625A - 발포성 공기터널 격자연결식 층간 소음 방지제와 그 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 콘크리트 및 콘크리트 구조물로 형성된 건축물로서 공동주택이나 아파트 등의 층과 층 사이에서 발생하는 소음 및 충격음 저감을 위한 성능 구조를 보유한 발포성 공기터널 격자연결식 층간 소음 방지제(이하 층간소음방지제라 칭한다)와 그 금형에 대한 것임. 본 고안에 의한 층간 소음방지제는 건축물의 층과 층 사이의 슬라브와 경량기포 콘크리트 층 사이에 매설되는 층간 소음방지제로서 위층의 바닥면에 가해지는 충격(소음)에너지를 흡수, 분산, 감쇄, 소멸시켜 충격으로 인한 소음, 진동발생을 방지하여 쾌적한 주거환경에 도움이 되도록 한 것임.더욱이 지금까지 생산 시판중인 대부분의 흡차음제는 이성채를 적층하거나 특히 제품의 상 하면에 조각층을 시술하여 흡 차음성을 추구함으로써 성능상의 문제점과 경제면에서 개선 보완 되어야 필요성이 요구됨.

본 고안대로의 목적 달성을 위하여 층간소음방지제의 상, 하면과 측면이 아닌 그 내부에는 위층의 충격음을 사방으로 분산, 소멸시키는 성능을 가진 발포성 공기 흡음터널구조(도면2)로 형성되어 있어 충격 에너지를 흡수, 분산, 감쇄 시키는 한편 슬라브(8)의 상부면과 접촉되는 층간소음방지제(9)의 하부면의 면적을 최소화하여 일정크기의 공기 층을 형성하므로서 상기 내용에서 남아있는 소음에너지도 전술한 공기층(10)에서 효과적으로 차단되는 특성을 가지고 있으며 경제성과 시공성이 우수한 제품생산과 층간 소음방지제를 만드는데 필요한 금형을 제공함에 있다.

Description

발포성 공기터널 격자연결식 층간 소음 방지제와 그 금형{omitted}

공동주택의 건물은 콘크리트 슬라브를 경계로 하여 상하층으로 구분되는데 층간 발생되는 충격이나 소음이 하층 또는 상층으로 전달되는 것을 방지함으로써 소음으로부터 개인의 사생활을 보호 받을 수 있도록 한 층간 바닥구조에 관심이 집중되고 있다. 과거생활에서는 아파트 같은 공동주택이 적었으며 대부분이 단독주택의 형태로 거주하였기에 소음, 진동에 대해서는 대체적으로 무관심하였으나 연립주택, 아파트등에 거주하면서부터 주변의 환경개선과 질적 삶의 향상을 추구하는 요구가 증가하는 추세이며 이로 인한 다세대 층간 소음규제가 2004년 4월22일 이후 사업승인을 신청하는 주택사업에 적용되는데, 이를 5 등급화하여 등급간 바닥충격음 레벨 간격은 청감상 그 차이를 확연히 느낄 수 있는 수준인 5dB간격으로 1급은 L'n.Aw ≤ 43, 2급은 43 ≤ L'n.Aw ≤ 48, 3급은 48 ≤ L'n.Aw ≤ 53, 4급은 53 L'nAw ≤ 58으로 각각 설정하고 있다. 이러한 관계로 다세대 주택을 건설하게 되는 건설사들은 보다 값싸고 양질의 소음방지제를 요구하고 있지만 최근의 개발된 소음방지제 중에는

⊙EVA나 PE등에 숯, 황토, 맥반석, 옥, 비활로겐계 화합물등을 혼합하여 만든 조성물.

⊙코르크와 발포된 고무류를 혼합하여 만든 복합제.

⊙석고 보오드 및 암면등의 무기 재료로 만든 흡음제등은 시공상의 어려움과 특히 경제성에 있어서 개선 여지를 남겨두고 있으며 실용신안등록 제 0290830호 및 제 0297962호에서는 층간 소음을 방지하기 위하여 제시된 층간 바닥충격에서 발생된 소음이나 충격음이 하층 또는 벽재를 따라 상층으로 전달되는 것을 줄일 수 있다는 기술이 제안 되었으나 마감몰타르 층위에 시공되는 바닥제가 세라믹 타일이나 대리석일 경우에는 몰타르 층과 바닥제 사이에 발포성 2차 마감재를 시술하면 층간소음은 더욱 더 감소할 수 있다

본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 소음방지제의 구조를 개선하기 위하여 기존 소음방지제 처럼 제품의 상 하면이 아닌 그 내부에 격자구조식 공기터널을 발포 성형하여 시공함으로써 아파트 등과 같은 공동주택의 바닥 충격음과 진동이 하층으로 전달되는 것을 최소화하고 쾌적한 주거환경을 만드는데 필요한 우수한 층간 소음방지제로서 편리한 시공성과 특히 경제성에서 앞선 그리고 층간소음방지제의 발포성형에 필요한 금형을 제공함에 있다

전술한 내용의 목적 달성을 위하여 본 고안에 의하여 제안된 층간 소음방지제는 고분자 발포재료 중에서 플리스티렌(EPS)을 발포 성형하여 만든 층간소음방지제로서 내부에는 파이프처럼 성형화 된 다수개의 공기 터널(도면6)이 격자형태로 연결 되어있는데, 연결되는 지점은 모두 그 통로가 상호 하나로 뚫려져 있다. 그리고 층간 소음방지제에는 그 상하면이 아닌 4측면에 조립식 시공을 위한 일정크기의 음각 요홈부(18)와 양각 돌출부(17)로 구성된 발포폴스티렌폼 연결재(도면 9)에 접착제를 사용 적층하게 되면 통로의 끝 부분은 밀폐된 그리고 그 내부에는 격자구조식 공기 터널(도면 2)로 발포성형 된 층간소음방지제가 완성된다. 그리고 금형의 구성은 도면7 과 도면8 에 의하여 설명하면 다음과 같다.

금형본체(20)를 중심으로 측면 두 곳에는 앞쪽 끝이 반구형으로 밀폐된 파이프 (23)와 파이프 (24)가 금형본체(20)의 구멍(26,27)으로 들어가 상호(23,24) 격자형태로 관통될 수 있는 공기터널 형성용 보조장치(21, 22, 23, 24,25)를 설치한다. 일측면의 보조장치(21)의 파이프(23) ("예"-직경 20㎜)에는 옆측면의 보조장치(22)의 파이프(24) ("예"-직경12㎜)가 관통할 수 있는 적정거리의 간격으로 뚫린 구멍(25)를 가진 다수 개의 파이프(23)가 일정간격으로 설치되는데 파이프(23)의 구멍(25)과 구멍(25)의 간격은 옆측면 보조장치(22)에 설치되어있는 다수개의 파이프(24)의 간격과 동일하다. 일측면의 보조장치(21)의 파이프(23)가 금형본체(20)의 구멍(26)으로 끝까지 삽입한 후에 옆측면의 보조장치(22)의 파이프(24)도 금형본체(20)의 구멍(27)으로 들어가면서 뚫려져 있는 일측면의 보조장치(21) 파이프(23)의 구멍(25)으로 관통되어 상호격자형태로 조립구성 완료된다. 그런다음 공정대로 폴리스티텐(EPS)을 온도 106 ∼ 118℃의 포화 수증기로 발포 성형완료후 보조장치(21,22)를 분리하는데 분리순서는 처음 작업순서와는 반대인 옆측면 보조장치(22)의 파이프(24)를 처음 진입순서의 반대 방향으로 먼저 뽑은후 나머지 보조장치(21)의 파이프(23)도 순서대로 분리한다음 발포 폴리스치렌폼을 금형본체(20)에서 탈리시켜 건조시킨다. 그리고 소음에너지의 누설을 차단하고 조립시공의 효율성을 높이기 위하여 흡음제의 상 하면이 아닌 4측면에는 전술한 연결제(도면9)에 접착제를 사용 적층하게 되면 흡음제는 성형 완료된다.

따라서 고분자 재료의 발포시 수없이 많이 형성되는 미세한 다공질형의 구멍은 음파의 입사와 반사를 반복하는 과정에서 마찰로 인하며 음파(진동)의 에너지는 일부 흡수되는데 흡수되지 않고 남아있는 음파 (진동)의 에너지는 여기서 (도면2)대부분 흡수된다.

-즉, 도면6에서 설명하면 통로의 끝 부분들은 페쇄된 가로방향 공기터널(1)과 세로방향 공기터널 (2)이 바둑판의 모자이크(도면2)처럼 격자구조식으로 형성되어 있어 위층의 바닥면에서 가해지는 충격 에너지(7)를 충분히 흡수하여 이를 전(3), 후(4), 좌(5), 우(6) 방향으로 뚫려 있는 공기터널로 분산시킨다. 이때 최초 발생 소음 에너지(7)는 공기터널 양끝의 폐쇄지점에서 일부 흡수되거나 반사되어 출발지점으로 되돌아 오는 특성이 있는데, 이때 반대방향으로 되돌아 오는 남아있는 양 방향의 에너지는 최초 충격 발생 지점(7)에서 상호 충돌하게 되어 상당부분 감쇄되며, 빗겨나간 에너지는 동일구조의 다른 공간, 또는 동일 공간에서 같은 동작의 반복성으로 인하여 소음(진동)에너지는 현저히 감소된다. 특히 층간 소음방지 제(9)의 하부면(도면4)은 흡음성능을 향상시키고자 다음과 같이 설계되었다. 슬라브(8)의 상부면과 층간소음방지제(9)의 하부면이 상호 접촉되는 면적이 적으면 적을수록 즉, 공간(10)형성이 많을수록 위층의 충격 에너지가 아래층으로 전달될 때, 그 에너지의 양은 줄어든다.

그러나 층간소음방지제(9) 하부면의 양각돌출부(11)의 면적이 층간소음방지제(9) 상부면에 부하되는 마감몰타르(13), 마감제(19)등의 전체 중량을 견디지 못할 만큼 적을 경우 층간소음방지제(9)의 양각돌출부(11)는 압축되어 슬라브(8) 상부면과 평활하게 접지됨으로써 흡음성과 방음기능이 저하되므로 층간소음방지제(9)상부면에 부하되는 중량 즉, 경량기포 콘크리트(12), 마감몰타르(13)등을 충분히 견디면서 슬라브(8) 상부면과 공간(10)형성이 많이 설정되도록 층간소음방지제(9) 하부면(도면4)의 양각돌출부(11) 면적을 최적화하여 성형시켰다. 따라서 층간소음방지제(9)의 하부면(도면4)에는 방음, 흡음 기능을 갖는 구조로서 음각의 요홈부(16)와 양각의 돌출부(11)로 이루어진 일정크기의 삼각형 입체문양 다수개가 격자 구조식으로 배열화 되어있다.

즉, 삼각형의 안쪽면(16)은 음각요홈부로 오목하게 들어가 있으며, 삼각형의 선을 따라서는 약 7㎜정도의 양각돌출부(11)가 층간소음방지제(9) 표면으로 돌출되 있어 슬라브(8)의 상부면과 접촉시 많은 공간층(10)이 형성된다. 따라서 슬라브 면과 접촉면이 많아 공간이 적은 다른 방음제보다 상대적으로 방음과 흡음성이 매우 우수하여 전술한 층간소음방지제(도면2)에서 일부 남아있는 소음 에너지도 층간소음방지제(9) 하부면과 슬라브(8)의 상부면의 접촉 시 형성되는 공간(10)에서 흡음 되는 효과가 있다. 그리고 층간소음방지제 측면에는 시공을 위한 연결구조를 위하여 층간소음방지제의 상 하면이 아닌 4측면 중 연결되는 2측면(17)은 일정크기로서 10㎜의 양각돌출부(17)를 형성하고 그 반대편의 나머지 2측면(18)은 양각돌출부(17)가 끼워질 수 있는 약 10㎜정도의 음각요홈부(18)를 형성하여 시공 시음, 양의 조립식 작업으로 소음에너지의 누설을 차단할 수 있도록 구성된 층간 소음방지제이다.

본 고안에 의한 발포 폴리스티렌폼의 층간소음방지제(9)는 콘크리트 및 콘크리트 철 구조물로 형성된 아파트의 공동주택의 바닥면인 콘크리트 슬라브(8)층과 기포 콘크리트(12) 층 사이에 시공된다. 그리고 윗 층의 충격에너지는 전술한 층간소음방지제(도면1) 내부에 형성되있는 많은 기포 속에서 흡수되고 흡수되지 않고 남아있는 소음에너지는 층간소음방지제 내부에 모자이크처럼 구성된 격자구조식 공기터널(도면2)로 들어가 터널의 양끝이 막혀진 밀폐된 공간에서 도면 6의 4방향(3,4,5,6)으로 흩어졌다가 전후(3,4), 좌우(5,6)터널의 끝 지점에서 반사되어 최초충격에너지 발생지점(7)으로 되돌아 와 양 방향에서 상호충돌에 의한 감쇄현상이 일어나며 빗겨나간 에너지는 동일구조의 다른 공간에서 같은 동작의 반복성으로 충격에너지는 현저히 소멸되며 슬라브(8)의 상부면과 접촉되는 층간소음방지제(9)의 하부면의 면적을 최적화하여 일정크기의 공기층(10)을 형성함으로써, 전술한내용에서 남아있는 소음에너지도 여기서 효과적으로 흡수되며, 또한 시공시 조립의 연결구조를 용이하게 하기 위하여 층간 소음방지제의 상하면이 아닌 4측면 중 연결되는 2측면(17)은 10㎜전후의 양각 돌출부를 형성하고 그 반대편의 2측면(18)은 양각돌출부(17)가 끼워질 수 있는 약 10㎜전후의 음각요홈부(18)로 구성되어 소음의 누설을 방지하는 한편 시공 시 편리성을 강조하였으며, 층간소음방지제를 만드는데 필요한 금형은 다음과 같이 설계되었다. 일측면의 보조장치(21) 파이프(23)가 먼저 금형본체(20)의 구멍(26)으로 완전히 들어간 후에 옆측면 보조장치(22)의 파이프(24)가 금형본체(20)의 구멍(27)으로 들어가면서 일측면 보조장치(21)의 파이프(23)의 구멍(25)을 격자형태로 관통하여 조립된 상태에서 공정대로 폴리스티렌(EPS)을 온도106 ∼ 118℃의 포화 수증기로 발포성형 완료한다 그리고 금형의 분리순서는 처음 작업순서의 반대인 옆측면 보조장치(22)의 파이프(24)를 처음 진입순서의 반대 방향으로 뽑은 후 나머지 보조장치(21)의 파이프(23)도 순서대로 손쉽게 분리되도록 강조되었다.

도1은 본 고안에 의한 층간 소음방지제의 단면 사시도.

도2는 도1 내부에 성형되어있는 격자구조식 공기터널의 입체도

도3은 본 고안에 의한 층간 소음방지제의 단면도.

도4는 본 고안에 의한 층간 소음방지제의 하부면의 단면 사시도.

도5는 본 고안에 의한 층간 소음방지제가 시공된 건물 바닥층의 단면도.

도6은 도1의 내부에 성형 되어있는 격자구조식 공기터널 조직의 단면 확대 사시도

도7은 금형의 결합전 단면사시도

도8은 도면7의 결합된 금형의 단면사시도

도9는 음각 요홈부와 양각 돌출부로 구성된 조립시공용 연결재

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 가로 방향 공기터널.

2: 새로 방향 공기터널.

3: 소음 에너지 세로방향(전)진행표시 20. 금형본체

4: 소음 에너지 세로방향(후)진행표시 21. 일측면 보조장치

5: 소음 에너지 가로방향(좌)진행표시 22. 옆측면 보조장치

6: 소음 에너지 가로방향(우)진행표시 23. 일측면 보조장치의 파이프

7: 충격 발생지점 24. 옆측면 보조장치의 파이프

8: 콘크리트 슬라브 25. 23의 구멍

9: 층간소음방지제 26. 금형본체의 구멍

10: 공간층 27. 금형본체의 구멍

11: 층간소음방지제 하부면의 양각돌출부

12: 경량기포 콘크리트

13: 마감몰타르

14: 배관 pipe

15: 콘크리트 벽체

16:층간소음방지제 하부면의 음각 요홈부

17: 측면 양각돌출부

18: 측면 음각요흠부

19: 마감재

Claims (12)

1. 다층구조로 된 건물의 바닥 및 공동주택의 바닥구조에 사용되는 층간 소음방지제로서 상 하 측면이 아닌 그 내부에 소음 방지용 공기터널(도면1 참조)이 발포성형 되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
2. 제 1항에 있어서

   층간소음방지제 내부에는 직경 7-70㎜ 전후의 크기로 발포성형이 가능한 가로방향 공기터널(1)과 세로방향 공기터널(2)이 격자형태의 복합구조(도면2참조)로 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
3. 제 2항에 있어서

   층간소음방지제 내부의 가로방향 공기터널(1)과 세로방향 공기터널(2)이 격자 형태로 연결되는 지점은 모두 막힘이 없는 공기통로로 발포성형되는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지제.
4. 제1항에 있어서

   층간소음방지제로서 사용될 수 있는 재료는 에틸렌 비닐 아세테이트(E.V.A), 플리 에틸렌(P.E), 폴리우레탄 (P.U), 폴리스티렌(E.P.S), 폴리 프로필렌(E.P.P)등의 발포성 고분자 화합물로서 그 특징을 가지는 층간 소음방지제
5. 제1항에 있어서

   층간소음방지제는 필요 시 동일 재료로 발포한 폐스크랩이나 또는 다른 재질의 발포 폐스크랩을 함께 사용하여 성형화 할 수 있는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
6. 제1항에 있어서

   층간 소음방지제는 공동주택 또는 다층 건물의 층간 시공시 흡음의 효율성을 배가하기 위하여 층간 소음방지제를 1개 또는 여러 개를 병합하여 사용 가능한 것을 특징으로 한 층간 소음방지제.
7. 제1항에 있어서

   층간 소음방지제의 하부면은 삼각형의 선을 따라 높이 5∼60㎜ 크기의 양각 돌출부(11)가 성형 되는 것을 특징으로 하고 삼각형의 안쪽면(16)은 오목하게 들어간 음각 요홈부로 된 입체문양으로서 층간소음방지제 하부면 전체를 격자구조식으로 배열하거나 불규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 층간 소음방지제.
8. 층간소음방지제의 시공을 위한 연결구조를 위하여 층간소음방지제의 상 하면이 아닌 4측면 중 연결된 2측면(17)은 5∼30㎜크기의 양각돌출부(17)를 형성하는 것을 특징으로 하고 나머지 2측면(18)은 양각돌출부(17)가 끼워질 수 있는 5∼30㎜크기의 음각요홈부(18)를 형성하여 시공시 음양의 조립식 작업으로 소음 에너지의 누설을 차단할 수 있도록 구성된 것을 특정으로하는 층간 소음방지제.
9. 금형본체(20)(도면7참조)에는 파이프의 끝이 반구형으로 밀봉된 일정크기의 파이프(23)와 파이프(24)가 각각의 위치에서 금형본체(20)를 관통할수 있는 일정크기의 구멍(26,27)을 갖는 특징의 층간소음방지제용 금형으로서
10. 일측면 보조장치(21)의 파이프(23)("예"-직경 20㎜)에는 옆측면 보조장치(22)의 파이프(24)("예"-직경 12㎜)가 격자형태로 관통할 수 있는 일정 크기의 구멍(25)("예"-구경 13㎜)이 있는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제용 금형.
11. 제 10항에 있어서

    일측면 보조장치(21)의 파이프(23)의 구멍(25)과 구멍(25) 사이의 간격은 옆측면 보조장치(22)에 설치되는 다수개의 파이프(24)의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 층간소음방지제용 금형.
12. 제9항, 제10항 및 제11항에 있어서

    일측면의 보조장치(21) 파이프(23)가 먼저 금형본체(20)의 구멍(26)으로 완전히 들어간 후에 옆측면 보조장치(22)의 파이프(24)도 금형본체(20)의 구멍(27)으로 들어가면서 금형본체(20)에 이미 결합 되어있는 일측면 보조장치(21)의 파이프(23) 의구멍(25)을 격자형태로 관통하며 결합구성 하는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제용 금형.