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오피니언/칼럼
공동주택의 소음저감을 위한 개선방법(3)
(사)주거문화개선연구소 차상곤소장
기사입력: 2017/12/18 [14:42]   gpapt-news.net
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김포시아파트신문

심각한 사회문제가 된 층간소음을 저감하기 위한 방법은 기존 아파트와 신규 아파트를 구분하여 접근할 필요가 있다. 기존 아파트의 경우는 현 구조에서 어떠한 재료를 사용하더라도 층간소음을 저감하는데는 그 한계가 있다.

 

따라서 기존 아파트의 층간소음 저감방법은 어리숙한 방법으로 보이지만 가장 지름길인 공동체 의식을 활성화하여 아파트 주민간의 시스템을 만들어 완성단계로 나가는 과정이 중요하다.

 

그러나 신규 아파트의 경우는 그 시공과정에 충분한 흡음재와 콘크리트의 강성과 두께를 충분히 확보하는 것이다. 바닥충격음 발생에 관계되는 요인은 크게 충격원, 바닥구조, 수음실의 3가지 영향요소로 대별된다.

 

이러한 요소들은 상호 복잡한 연성관계를 가지면서 바닥충격음의 전달메카니즘과 깊은 관련을 가지고 있다. 그런데 이러한 영향요소 중 충격원은 표준화된 충격원을 사용하기 때문에 그 충격력이 일정할 뿐 아니라 바닥구조에 전달되는 충격음의 전달 메카니즘도 모든 대상구조에 동일하게 적용시킬 수 있으므로 바닥충격음 차음성능에 특정변수로 작용하지 않는다고 볼 수 있다.

 

▲ 바닥충격음 측정장면     © 아파트뉴스

 

또한 가진된 바닥구조의 곡면진동에 의해 수음실로 방사되는 바닥충격음은 수음실의 흡음력에 별다른 영향을 받지 않기 때문에 결국 바닥충격음 레벨에 관계되는 요소는 다층의 복합층으로 구성된 바닥구조(슬래브, 완충층, 마감재)의 변화에 따른 충격음 레벨의 변화라고 할 수 있다.

 

1) 완충층 변화와 충격음 레벨의 관계


국내 공동주택 바닥구조는 외국과는 달리 철근콘크리트 슬래브를 모재로 하고 슬래브와 마감몰탈층 사이에 다층의 단열층이 있으며 필요시에는 자갈과 같은 축열층을 부가 시공하고 있는 온돌이라는 특수한 난방방식을 채택하고 있다.

 

따라서 온돌바닥에 가해진 충격음에 의해 온돌구성층이 진동할 때 이 음에너지를 흡수하거나 완화시키기 위하여 철근콘크리트 슬래브와 마감몰탈층 사이에 있는 층을 완충층이라 할 수 있으며 이러한 관점에서 본다면 국내 공동주택 바닥구조는 뜬 바닥구조(Floating floor)라 할 수 있다. 경량충격음의 경우, 완충층 변화에 따라 차음성능개선량에 변화가 있는 반면에, 중량충격음은 완충층을 변화시켜도 차음성능향상에 효과는 기대하기 힘들며, 슬래브 조건에 따라 영향을 받기 때문에 차음성능을 확보하기 위해서는 질량과 강성이 큰 철근콘크리트 슬래브 조건(두께, 면적, 지지조건)을 강화시켜 슬래브의 곡면진동을 억제시켜야 한다.

 

2) 슬래브 조건 변화와 충격음 레벨의 관계


일반적으로 충격에 의해 생기는 슬래브의 진동은 수음실의 공기를 여진시켜 바닥충격음 레벨을 수음실로 전달한다. 이때 무겁고 단발의 충격을 대표하는 타이어에 의해 가진된 바닥구조의 진동은 완충층이 압축되어 완충능력이 없어지기 때문에 가진력이 그 밑에 있는 슬래브로 그대로 전달되어 수음실로 방사되는 중량충격음 레벨은 슬래브 조건변화에 따라 거의 결정된다고 해도 과언은 아니다. 따라서 중량충격음 레벨은 완충층의 변화보다는 슬래브 두께, 면적, 지지조건 등의 변화에 따라 충격음레벨이 변화하게 된다.

 

3) 표면 마무리재와 충격음 레벨과의 관계


융단이나 다다미 등 부드러운 바닥마무리재를 사용하면 바닥충격음이 작아지게 되는 것은 주지의 사실이나 주로 이것은 바닥 마무리재의 스프링에 의해 충격시간이 길고 피크 충격력이 작기 때문이다. 경량충격원인 경우 마감재료를 륨류 및 펫트류를 마감하였을 때, 250Hz 대역에서 차음성능의 저하현상을 나타내고 고음역에서는 차음성능의 개선효과가 뚜렷하다.

 

그러나 충량충격원의 경우에는 차음성능 개선효과가 거의 없다. 이러한 이유는 바닥충격음은 바닥에 작용하는 운동력에 의하여 발생하므로, 충격원이 바닥에 떨어진 순간 가해지는 충격은 물체의 질량과 속도의 변화율에 비례하기 때문이다. 바닥이 딱딱하여 감속율이 빨라지면 충격원은 매우 큰 진폭과 매우 짧은 순간의 역파를 발생시킨다. 그러나 바닥이 탄력성이 있는 표면층이면 감속율은 보다 떨어져서 작은 진폭과 다소 긴 순간의 역파를 발생시키기 때문에 경량충격원의 중ㆍ고음역에서는 그 차음성능이 개선된다고 할 수 있다.

 

 

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