본 연구에서는 공동주택의 바닥충격음 차음성능 향상을 위한 설계자료의 제시를 위해 천장구조가 서로 다른 공동주택을 대상으로 경량 및 중량 바닥충격음의 현장측정을 통하여 공동주택의 천장구조에 의한 바닥충격음 변화특성을 분석하고 차음성능을 평가하였다. 측정대상 건물에서 천장을 설치한 경우가 비교적 높은 충격음 차음성능 분포를 보이는 것으로 나타났으며, 바닥슬래브 하부 천장에 공기층과 완충재를 함께 설치하는 것은 기존 공동주택 등에서 경량 및 중량 바닥충격음 차음성능을 향상시키기 위한 효과적인 방안임을 확인하였다.
본 논문에서는 바닥충격음의 감성적 상하한치를 기준으로 바닥충격음의 감성적 평가등급을 설정하기 위하여 바닥충격음 레벨에 따른 피험자의 주관적 반응을 현장 청감실험을 통하여 조사하였다. 표준 바닥충격원인 중량, 경량 충격음과 현재 일본에서 신 중량충격원으로 제안되고 있는 고무공충격음, 그리고 실제 충격음 (Jumping)을 대상으로 청감실험을 실시하였으며 청감실험에 사용된 주관적 반응의 평가척도로는 일본 건축학회에서 활용되고 있는 3개의 평가척도와 소음평가어휘를 활용한 평가척도를 사용하였다. 청감실험 결과, 바닥충격음 레벨에 따른 주관적 반응의 관계는 1차 회귀식으로 나타났으며, 감성적 하한치가 중량충격음의 경우 역A특성 가중 바닥충격음 레벨 (L/sub i, Fmax, AW/)이 46㏈, 경량충격음의 경우 역A특성 가중 규준화 바닥충격음 레벨 (L'/sub n, AW/)이 56㏈로 나타났다. 최종적으로 청감실험 결과에서 도출된 감성적 하한치의 기준으로 총 3등급의 평가등급이 설정되었다.
이 논문에서는 최근 사회적인 이슈로 대두된 바닥충격음 중 특히 중량충격음을 저감시키기 위한 방법의 일환으로, 바닥슬래브의 두께를 증가시키는 기존의 방식과는 달리 평판형 슬래브에 장선을 설치하여 바닥슬래브의 강성을 증가시킴으로써 고유진동수의 이동을 통한 중량충격음의 저감 효과를 기대할 수 있는 장선바닥슬래브를 제안하고, 장선의 춤과 간격에 따른 중량충격음 특성을 해석적으로 분석하였다. 해석결과, 장선슬래브의 슬래브 두께가 증가할수록 음압레벨이 감소하는 경향을 나타내었으나 일정 두께 이상에서는 큰 차이를 보이지 않아 바닥두께 증가로 인한 중량충격음 차단 기대효과에는 임계치가 있을 것으로 판단된다. 또한 장선 춤의 증가와 간격 감소에 따른 바닥강성의 증가는 일관된 중량충격음 차단성능의 증가로 이어지지 않아 최적의 중량충격음 차단성능을 기대하기 위해서는 주택의 유형별로 각기 다른 장선 춤과 간격이 적용되어야 할 것으로 판단되며, 100mm 정도 장선 춤의 증가나 간격 감소로 약 1dB~2dB정도의 중량충격음 감소효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 표준 중량충격원을 이용한 건축물의 바닥충격음 차단성능을 측정하는 경우 측정불확도를 평가하는 방법을 다루었다. 반복 측정의 영향 이외에도 측정 위치의 영향, 가진 위치의 영향, 음압측정에 사용된 장비의 영향 및 충격원의 영향 등을 고려하였다. 평균 최대 바닥충격음 레벨 측정의 수학적 모델을 제시하고 요인별 불확도 평가방법을 제안하였으며, 제안한 방법을 실제 측정 결과에 적용하여 평균 최대 바닥충격음 레벨 및 측정불확도를 평가하였다.
층간소음의 대부분의 원인이 아이들 뛰거나 발걸음으로 나타나고 있어 층간소음 저감을 위한 선행 연구로 층간소음의 주요 충격원인 보행 행위에 대한 정밀한 연구가 필요하다. 성인 보행 충격력과 그에 따른 바닥충격음을 계측하여 보행하중이 바닥충격음에 영향을 주는 요소를 분석하였다. 보행하중 중 발 뒤꿈치 충격력은 전체 충격하중을 주파수 특성을 대변할 수 있는 임펄스 형태의 하중으로 충격력은 뱅머신 또는 고무공보다 낮지만 1 차 영점(First zero)이 80Hz 정도로 높아 유효 가진 주파수 대역이 표준 중량충격원 보다 높았다. 구조물과 수음실의 고유모드 특성으로 인해 외부 충격에 대한 구조체 진동 및 음압의 공진 현상이 발생되기 때문에 공진 성분이 포함되는 바닥충격음 레벨은 순수 충격력 특성인 보행 또는 표준 중량충격원의 옥타브 밴드 충격력 폭로레벨과는 전혀 다른 주파수 특성을 나타내었다.
이 논문에서는 최근 관심을 모으고 있는 강재프레임 모듈러주택의 건식 바닥시스템을 대상으로 바닥충격음 차단성능을 확보하기 위하여 시도된 다양한 바닥구조의 실험결과에 대하여 제시하고 있다. 실험결과, 단위모듈 건식온돌 바닥구조는 완충구조로서 액체몰을 사용한 바닥구조 D31(D32)를 사용하는 조건에서 경량충격음의 경우 주택건설기준 등에 관한 규정에서 정하고 있는 바닥충격음 차단성능의 1등급 수준의 확보가 가능하고, 중량충격음의 경우는 바닥충격음 차단성능의 최저등급이기는 하나 기본적인 성능의 확보가 가능한 것으로 평가되었다.
최근 국내에서는 바닥충격음에 대한 측정방법이 개정(2001년 6월 19일자 기술표준원 고시 제2001-334호)되어 KS F 2810-1(바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 1부- 표준중량충격원에 의한 방법)과 KS F 2810-2(바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 2부- 표준중량충격원에 의한 방법)의 체계가 구축되었다. 이는 현장 측정방법으로서 완성된 건축물에 대한 공간성능을 측정하는 의미를 가지고 있다.(중략)
인정바닥구조는 신청에서부터 인정서 발급까지 기본적으로 2개월 이상이 소요되며, 신청 제품이 많을수록 그 기간은 길어지게 된다. 본 논문은 이와 같은 완충재의 성능을 확인하기 위해 소요되는 기간과 비용을 획기적으로 단축할 수 있는 간편한 방법을 제시하기 위한 것이다. 완충재 설치 이후 습식으로 시공되는 경량기포콘크리트와 모르터를 사전에 일정 크기로 제작(축소모형 시험판)한 후 골조가 완성된 현장에서 바닥충격음을 측정하는 방법이다. 완충재 2개 제품에 대하여 축소모형 시험판을 이용하여 측정한 결과와 전체 세대를 시공한 후 측정한 결과를 비교한 결과 경량충격음은 축소모형 시험판이 훨씬 낮은 결과를 나타냈지만 중량충격음은 비슷한 결과를 나타냈다. 이로써 축소모형 시험판을 이용하여 바닥충격음을 측정하는 것은 경량충격음을 저감하기 위한 재료 선정 및 제품 시스템 구성 등에 활용될 수 있을 것이며, 현장에서 중량충격음 차단성능을 신속하게 검증할 수 있는 방법으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
표준 중량 충격원의 실제 충격원 재현성에 대한 논란이 있음에도 현재 기준에서는 뱅머신 방식만 사용하고 있다. 현행 기준의 평가방법 및 등급 기준이 충격원 특성을 고려하지 못하고 있어 충격원의 선택에 따라 바닥충격음 차단 성능 등급에 차이가 발생하기 때문이다. 본 연구는 충격원 특성 외에 바닥 진동 거동 특성을 함께 고려한 현행 기준의 바닥충격음 평가 방법 고찰을 목적으로 한다. 공동주택 mock-up 실험동에서 표준 중량 충격원과 실충격원에 대하여 바닥충격음을 측정하고 이를 이용하여 해외 평가 방법과 우리나라의 평가 방법을 비교 검토하였다. 또한 현행 바닥충격음 평가 기준의 대상 주파수 범위를 벗어나는 저주파수 대역의 음압레벨은 네텔란드의 저주파 소음 인지 곡선과 국내 연구자가 제안한 저주파 소음 기준안을 이용하여 평가하였다. 그 결과 기준 및 평가 산정 방법에 따라 성능 평가 결과가 상이하며, 바닥 진동의 지배 주파수 범위에서 모든 충격원에 대한 바닥충격음 가청 소음으로 인식하여 성가시게 느낄 가능성이 매우 크다. 현행 평가 기준의 단일수치 평가량 산정 방법은 충격원에 따라 상이한 음압레벨 스펙트럼 특성을 제대로 반영하지 못하며, 바닥의 진동 거동 지배 주파수를 포함하는 저주파수 대역의 음압레벨을 고려하지 않고 있어 바닥충격음에 대한 평가 결과와 사람의 인지 수준에 차이가 발생할 수 있다. 따라서 충격원에 따른 음압레벨의 스펙트럼 특성과 저주파수 대역의 음압레벨을 반영할 수 있도록 현행 기준의 평가 방법을 보완할 필요가 있다.
최근 국내에서는 국제규격과의 부합화에 부응하여 바닥충격음에 대한 측정방법이 개정(2001년 6월 19일자 기술표준원 고시 제2001-334호)되어, KS F 2810-1(바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 제1부- 표준 중량충격원에 의한 방법)과 KS F 2810-2(바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 제2부 - 표준 중량충격원에 의한 방법)으로 규격화되었다. 이는 현장 측정방법으로서 완성된 건축물에 대한 차음성능을 공간성능으로 측정하고자 한 것이다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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