흡음, 차음 공법 원리
1. 개요
최근 생활수준이 향상됨에 따라 주거 환경, 생산환경도 점점, 쾌적한 실내공간을 요구하기에 이르렀다.
특히 공동주택에서의 세대간 遮音 등은 社會問題化되고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위해서는 보다 좋은 양질의 건축물을 설계·시공해야할 것이다.
2. 차음 성능에 관한 이론
(1) 空氣傳播音
1) 투과율과 투과손실
공기중을 전파하는 음파를 벽 등으로 차단하여 반대측으로 음 Energy가 투과하지 않게 하는 것을 차음(Sound Insulation) 이라 한다.
2) 차음과 흡음
① 차음을 좋게 하기 위해서는 투과음 Energy를 되도록 작게 하는 것이 필요하다.
② 입사음 대부분을 입사측에 반사해 버리는 것이 차음을 좋게 하는 가장 효과적인 방법이다.
(2) 교체전파음
진동원에서의 진동이 구조체의 고체 中을 전파하면 그것이 건물의 천정, 바닥, 벽 등을 진동시킴에 의해 공기중으로 방사하는 음을 고체전파음 (Solid-Borne sound)라함
(ex) APT 상층 어린이의 뜀 등으로 충격이 바닥에 가해져 음이 방사(放射))
1) 고체음의 전파
고체는 체적 탄성 (체적변화에 저항하는 성질)과 전단탄성 (형상의 변화에 저항하는 성질을 갖기 때문에 각종 波가 발생한다.
가) 종파 : 체적탄성에 의한 종파가 발생
나) 횡파 : 전단탄성에 의해 횡파가 발생
다) 굴곡파 : 휨 변화에 대한 탄성에 의해 발생하는 波
3. 국내 차음성능 기준
< 주택건설기준에 관한 규칙 제 7 조>
공동주택 세대간 경계벽을 50dB 이상의 차음성능이 있는 구조로 하여야 한다.
(1) RC조, SRC조 경우 두께가 15㎝ 이상
(2) 조적조, 무근Con'c조 경우 두께가 22㎝ 이상
(3) PC판 → 12㎝ 이상 → 가장 문제가 되는 바닥충격음에 대한 기준이 없다.
4.차음재료 및 공법
(1) 차음재료
1) 벽체의 차음재료
가) 구체 재료
- 차음효과는 재료의 질량에 정비례하여 성능이 향상된다.
- 구체재료로는 Con'c, 벽돌, 블럭 등이 일반적인데 Con'c가 최적의 재료이다.
- P.C구조 → 접합부에서의 접합방식, 시공성으로 주의 요
나) 차음재료
구체재료의 중량화, 소요공간의 감소 등의 문제점으로 복합구조에 대한 필요성이 대두
- Panel 형태의 부착용 재료 : 석고보도, 목모시멘트판
- 섬유상 형태의 충진형 재료 : 유리면, 양면
2) 바닥 충격음 완충재료
가) 구체재료
- 철근 Con'c가 쓰이며 콘크리트 콩자갈, 몰탈층 등이 구체의 일부분이나 뜬 바닥층을 구성
- 경량기포Con'c → 구체의 일부를 형성하면서 단열재로서 쓰이고 있다.
나) 바닥 충격음 완충재료
유리면, 암면 스폰지, 고무 등의 소재가 쓰인다.
(2) 차음공법
1) 벽체의 차음공법
가) 단일 벽체 공법
- 투과손실은 경계벽의 면밀도와 주파수의 곱의 對數에 비례한다. → 質量法則
- 특히 통기성이 많은 조적벽체의 경우 마감몰탈을 충실히 하고 Plaster, Paint 등으?마감하면 성능이 개선된다.
나) 중공이중벽체 공법
- 간벽 연결부가 음교(Sound Bridge)를 초래하지 않도록 독립시키거나 절연지지하여 사용한다.
- 공명 투과현상을 방지하도록 간벽의 간격, 재료를 고려한다.
다) 충전(充塡)이중벽체 공법
내부에 충전물을 넣어 투과손실의 증가를 기대
① 흡음물 충전
내부에 유리면이나 암면을 넣어 음 Energy 감쇠
② 강성재 충전
이중벽 내부에 강성재를 접착시킨다 → Sandwich Panel
라) 절연벽체 공법
- 보다 적극적인 차음공법으로서 고도의 차음성능 유지나 가변성을 지닌 벽체 등에 필요한 공법이다.
- 기포 Polyethylene Foam으로 충진
- 구조체와의 완전한 절연을 위해 절연 Bracket을 사용한다.
2) 바닥충격음 저감공법
가) 바닥구체의 중량화 충격에 대한 고체 저파음 저하
나) 바닥판의 강성 향상
다) 뜬바닥층의 채택 → 습식, 건식
라) 표면 충격 완충재 사용 → Carpet, 염화수지시트 등
마) 차음이중천정 공법
공기량을 충분히 하고, 천정재의 면밀도를 크게하여 방진지지를 하도록 한다.
5. 부위별 공법상 대책
(1) 벽체
1) 흡음성 재질을 선택한다.
2) 중공구조를 선택한다.
3) 단열재나 흡음재를 벽체공간에 설치한다.
(2) 천정
1) 실내 간막이 벽체를 Slab하단까지 설치하여 소리를 차단하다.
2) 이중 천정을 설치하여 공기층을 두어 소음을 완화한다.
(3) 바닥
흡음성 마감재를 선택한다.
(4) 개구부
1) 유리는 Pair Glass 사용
2) 창문은 2重窓
3) Door Leaf도 흡음성 재질 사용
4) 개구부 틈새는 기밀성 재료로 충전
5) 하부에는 Door Bottom Closer 설치
(5) 벽체와 지붕바닥 접합부
재료 자체도 기밀성 재료를 사용하고 Joint부를 기밀하게 처리
(6) 고체 전달을 발생시
1) 설비 Pipe등의 고체 전달음은 전달음을 차단, 완화시킨다.
2) Pump 진동 - 방진고무 Pad 설치
3) Pipe Hanger - 방진커버
4) Pipe 팽창 - Exp. Joint 설치
5) 위생배관, 배수배관의 통기관 설치 및 Trap 설치
6) 급수, 배수시 소음차단
7) Duct Balancing Valve를 선택하여 소음을 줄인다.
8) 전기 형광등을 점등관 없는 형태를 사용