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문제 정의
- 또한 수음실 흡음력 상승도 영향을 주고 있다 [10] 입주 전 · 후의 여러 가지 변화하는 상황에 대한 체계적인 연구가 부족한 상황이다. 음원실과 수음실에 설치되는 물건들에 의해 중량충격음레벨변화에 영향을 미칠 수 있으나, 본 연구에서는 공동주택 입주전 · 후의 음원실 조건 변화에 따른 바닥충격음 영향을 살펴보기 위한 기초적인 연구로서 음원실 만을 대상으로 음원실에 가구와 같은 중량물이 설치된 상황을 가정하여 음원실 바닥에 임의의 일정 하중을 설치하여 하중에 의한 하부 수음실의 중량충격음 변화정도를 살펴보았다.
- 을 모래주머니를 사용하여 하중을 부가하였다. 일반적으로 건물 설계시 주택의 등분포하중을 200kg/m2로 고려하고 있고[11] 슬래브 중앙부가 충격원 가진에 의한 영향이 크기 때문에 200kg/m2 하중을 중앙부에 설치하여 충격에 의해 발생하는 진동의 저감효과를 살펴보고자 하였다. Table 1.
- 일반적으로 건물설계 시 주택의 등분포하중을 200kg/nf로 고려하고 있고 [11] 슬래브 중앙부가 충격원 가진에 의한 영향이 크기 때문에 200kg/m2 하중을 중앙부에 설치하여 충격에 의해 발생하는 진동의 저감효과를 살펴보고자 하였다.
가설 설정
- 음원실 바닥에 가구 등과 같은 중량물이 설치된 것으로 가정하여 중앙부에 활하중 (live load) 200kg/m2 을 모래주머니를 사용하여 하중을 부가하였다. 일반적으로 건물 설계시 주택의 등분포하중을 200kg/m2로 고려하고 있고[11] 슬래브 중앙부가 충격원 가진에 의한 영향이 크기 때문에 200kg/m2 하중을 중앙부에 설치하여 충격에 의해 발생하는 진동의 저감효과를 살펴보고자 하였다.
- 음원실 바닥에 가구 등과 같은 중량물이 설치된 것으로 가정하여 중앙부에 활하중 (live load) 200kg/m2 을 모래주머니를 사용하여 하중을 부가하였다. 일반적으로 건물 설계시 주택의 등분포하중을 200kg/m2로 고려하고 있고[11] 슬래브 중앙부가 충격원 가진에 의한 영향이 크기 때문에 200kg/m2 하중을 중앙부에 설치하여 충격에 의해 발생하는 진동의 저감효과를 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- 일반적으로 건물 설계시 주택의 등분포하중을 200kg/m2로 고려하고 있고[11] 슬래브 중앙부가 충격원 가진에 의한 영향이 크기 때문에 200kg/m2 하중을 중앙부에 설치하여 충격에 의해 발생하는 진동의 저감효과를 살펴보고자 하였다. Table 1.은 공동주택에서 입주후 설치되는 물건의 하중과 단위 면적당 하중을 조사한 결과 [12]로 하중이 비교적 큰 피아노나 에어컨의 단위면적당 하중이 240kg/m2, 326kg/m2로 나타내고 있어 본 실험에서는 200kg/m2의 하중을 설치하는 것으로 설정하였다 또한 단위면적당 200kg을 설치하기 위하여 취급이 쉬운 모래주머니로 선정하였다.
- 공동주택 (면적:83m2) 거실 2개소를 대상으로 하중 설치 전후의 바닥충격음레벨 변화를 살펴보았다. 실험동 측정시에는 모래주머니를 음원실 중앙부에 고정 설치하여 각 가진점에서의 충격음을 측정하였으나 현장측정에서는 중량물의 영향을 더 부여할 수 있는 조건으로 가진 점에서 50cm 이격한 곳에 모래주머니를 이동하면서 설치한 후에 측정을 실시하였다.
- 공동주택 (면적:83nf) 거실 2개소를 대상으로 하중 설치 전후의 바닥충격음레벨 변화를 살펴보았다.
- 맨슬래브 조건에서 하중설치 전후의 진동레벨 및 수음실 충격음레벨 변화를 살펴보았으며, 바닥 충격음 관련 고시에서 정하고 있는 표준바닥구조 5번이 설치되었을 경우에 대해서도 동일한 실험을 실시하였다.
- 맨슬래브 조건에서 하중설치 전후의 진동레벨 및 수음실 충격음레벨 변화를 살펴보았으며, 바닥 충격음 관련 고시에서 정하고 있는 표준바닥구조 5번이 설치되었을 경우에 대해서도 동일한 실험을 실시하였다.
- 실험실은 천장이 미설치된 상태에서 실험을 실시하였다. 수음실은 빈공간인 상태에서 측정을 실시하였다.
- ) 거실 2개소를 대상으로 하중 설치 전후의 바닥충격음레벨 변화를 살펴보았다. 실험동 측정시에는 모래주머니를 음원실 중앙부에 고정 설치하여 각 가진점에서의 충격음을 측정하였으나 현장측정에서는 중량물의 영향을 더 부여할 수 있는 조건으로 가진 점에서 50cm 이격한 곳에 모래주머니를 이동하면서 설치한 후에 측정을 실시하였다. Table 7과 같이 Type3 구조는 실험동의 측정결과와 유사하게 하중 설치에 따라 충격음레벨이 다소 감소하는 경향을 보이고 있었으나 하중에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.
- ) 거실 2개소를 대상으로 하중 설치 전후의 바닥충격음레벨 변화를 살펴보았다. 실험동 측정시에는 모래주머니를 음원실 중앙부에 고정 설치하여 각 가진점에서의 충격음을 측정하였으나 현장측정에서는 중량물의 영향을 더 부여할 수 있는 조건으로 가진 점에서 50cm 이격한 곳에 모래주머니를 이동하면서 설치한 후에 측정을 실시하였다. Table 7과 같이 Type3 구조는 실험동의 측정결과와 유사하게 하중 설치에 따라 충격음레벨이 다소 감소하는 경향을 보이고 있었으나 하중에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.
- 공동주택 입주 후에 음원실에 설치되는 가구나 가전제품 등의 중량물이 설치되기 때문에 입주전 실내 상태와는 상이하다. 음원실에 설치되는 가구 등에 의한 영향을 살펴보기 위하여 음원실 만을 대상으로 200kg/m2의 하중을 설치하여 하중설치 전후의 진동레벨 분포나 수음실 바닥 충격음레벨 변화 특성을 검토한 결과는 다음과 같다.
- 음원실에 설치되는 가구 등에 의한 영향을 살펴보기 위하여 음원실 만을 대상으로 200kg/nf의 하중을 설치하여 하중설치 전후의 진동레벨 분포나 수음실 바닥충격음 레벨 변화 특성을 검토한 결과는 다음과 같다.
- 하중설치 전후의 수음실 천장면의 진동가속도레벨 (수직성분)과 수음실 바닥충격음레벨을 측정하였으며, 진동 레벨 분포를 측정하기 위하여 천장면을 50cm 간격으로 구획하여 총 72개소에서 측정하였다. 진동센서 9개를 밀납을 사용하여 견고히 부착하여 동시 측정 후 위치를 이동하면서 측정하였다. 수음실 충격음레벨 측정을 위한 마이크로폰은 바닥에서 1.
- 2m 이격하여 50cm 간격으로 설치하여 72개소에서 측정하였다. 충격원은 바닥 슬래브 충격 임피던스레벨이 낮은 중앙부와 임피던스레벨이 상승하는 모서리 1곳을 대상으로 각각 영향을 검토하였다. 진동레벨은 중량충격원을 사용하여 4~5회 가진시 최대 값을 측정하였으며, 충격음레벨 측정은 음원실 중앙부분과 벽에서 0.
- 하중설치 전후의 수음실 천장면의 진동가속도레벨 (수직성분)과 수음실 바닥충격음레벨을 측정하였으며, 진동 레벨 분포를 측정하기 위하여 천장면을 50cm 간격으로 구획하여 총 72개소에서 측정하였다. 진동센서 9개를 밀납을 사용하여 견고히 부착하여 동시 측정 후 위치를 이동하면서 측정하였다.
- 하중설치 전후의 수음실 천장면의 진동가속도레벨 (수직성분)과 수음실 바닥충격음레벨을 측정하였으며, 진동 레벨 분포를 측정하기 위하여 천장면을 50cm 간격으로 구획하여 총 72개소에서 측정하였다. 진동센서 9개를 밀납을 사용하여 견고히 부착하여 동시 측정 후 위치를 이동하면서 측정하였다.
- 5m 이격한 2점에서 하였다. 하중은 200kg/m2의 모래주머니를 가진점과 인접한 0.5m 이격된 곳에 각각 설치하여 측정하였다. 측정에 사용된 장비는 Table 2.
- 바닥구조는 Type3이 슬래브 150mm+EPS 20mm+기포콘크리트 40mm+모르터 40mm, Type4는 슬래브 150mm+완충재 65mm+모르터 40mm로 시공되어 있었다. 현장실험에서는 시험동 실험과 같이 0.5m 간격으로 마이크를 설치하여 수음실의 충격음분포를 측정하였다. 가진점은 중앙점과 모서리로부터 0.
- 또한 수음실 흡음력 상승도 영향을 주고 있다 [10] 입주 전 · 후의 여러 가지 변화하는 상황에 대한 체계적인 연구가 부족한 상황이다. 음원실과 수음실에 설치되는 물건들에 의해 중량충격음레벨변화에 영향을 미칠 수 있으나, 본 연구에서는 공동주택 입주전 · 후의 음원실 조건 변화에 따른 바닥충격음 영향을 살펴보기 위한 기초적인 연구로서 음원실 만을 대상으로 음원실에 가구와 같은 중량물이 설치된 상황을 가정하여 음원실 바닥에 임의의 일정 하중을 설치하여 하중에 의한 하부 수음실의 중량충격음 변화정도를 살펴보았다.
대상 데이터
- Table 2. Test equipments
- 진동센서 9개를 밀납을 사용하여 견고히 부착하여 동시 측정 후 위치를 이동하면서 측정하였다. 수음실 충격음레벨 측정을 위한 마이크로폰은 바닥에서 1.2m 이격하여 50cm 간격으로 설치하여 72개소에서 측정하였다. 충격원은 바닥 슬래브 충격 임피던스레벨이 낮은 중앙부와 임피던스레벨이 상승하는 모서리 1곳을 대상으로 각각 영향을 검토하였다.
- 1m)과 공동주택 시공현장의 거실을 대상으로 실험을 실시하였다. 시험동 실험은 210 mm 맨슬래브 조건 (Npel)과 공동주택 바닥충격음 차단 구조인정 및 관리기준 (건설교통부 고시 제2006-435호) 의 표준바닥구조 5번 구조에 해당되는 슬래브210mm+완충재 50mm+모르터 50mm가 시공된 바닥조건 (Type2) 을 대상으로 하였다. 실험실은 천장이 미설치된 상태에서 실험을 실시하였다.
- 1m)과 공동주택 시공현장의 거실을 대상으로 실험을 실시하였다. 시험동 실험은 210 mm 맨슬래브 조건 (Npel)과 공동주택 바닥충격음 차단 구조인정 및 관리기준 (건설교통부 고시 제2006-435호) 의 표준바닥구조 5번 구조에 해당되는 슬래브210mm+완충재 50mm+모르터 50mm가 시공된 바닥조건 (Type2) 을 대상으로 하였다. 실험실은 천장이 미설치된 상태에서 실험을 실시하였다.
- 시험동 실험은 210 mm 맨슬래브 조건 (Npel)과 공동주택 바닥충격음 차단 구조인정 및 관리기준 (건설교통부 고시 제2006-435호) 의 표준바닥구조 5번 구조에 해당되는 슬래브210mm+완충재 50mm+모르터 50mm가 시공된 바닥조건 (Type2) 을 대상으로 하였다. 실험실은 천장이 미설치된 상태에서 실험을 실시하였다. 수음실은 빈공간인 상태에서 측정을 실시하였다.
- 음원실 바닥슬래브 상부에 하중 설치에 따른 중량충격음 레벨 변화를 살펴보기 위하여 210mm 슬래브 두께의 바닥충격음 시험동 (4.5mX5.ini)과 공동주택 시공 현장의 거실을 대상으로 실험을 실시하였다.
- 음원실 바닥슬래브 상부에 하중 설치에 따른 중량충격음레벨 변화를 살펴보기 위하여 210mm 슬래브 두께의 바닥충격음시험동 (4.5mX5.1m)과 공동주택 시공현장의 거실을 대상으로 실험을 실시하였다. 시험동 실험은 210 mm 맨슬래브 조건 (Npel)과 공동주택 바닥충격음 차단 구조인정 및 관리기준 (건설교통부 고시 제2006-435호) 의 표준바닥구조 5번 구조에 해당되는 슬래브210mm+완충재 50mm+모르터 50mm가 시공된 바닥조건 (Type2) 을 대상으로 하였다.
- 현장 실험은 공동주택 (면적:83m2)의 거실 (3.4mX3.9m) 2개소를 대상으로 실시하였으며, 평면 형태와 가진점 위치는 Fig. 1.과 같다. 바닥구조는 Type3이 슬래브 150mm+EPS 20mm+기포콘크리트 40mm+모르터 40mm, Type4는 슬래브 150mm+완충재 65mm+모르터 40mm로 시공되어 있었다.
- 현장 실험은 공동주택 (면적:83nf)의 거실 (3.4mX 3.9m) 2개소를 대상으로 실시하였으며, 평면 형태와 가진 점 위치는 Fig. 1.과 같다.
성능/효과
- 31.5Hz에서 최대 피크치를 나타내었으며 주파수가 증가할수록 감소되는 특징을 보였다.
- 공진주파수 측정결과 200kg/m2의 하중 증가는 공진주파수 변화에 영향을 미치지는 못하였으며, 진동가속도레벨과 음압레벨과 같이 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 공진주파수 측정결과 200kg/nf의 하중 증가는 공진주파수 변화에 영향을 미치지는 못하였으며, 진동가속도 레벨과 음압레벨과 같이 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 최대 진동가속도레벨과 진동전달면적이 감소하였으나 전반적으로 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 수 음실 바닥충격음레벨 분포도 하중 설치를 통하여 MB 정도 감소하였으나 전체 평균에서는 거의 차이를 보이고 있지 않았다.
- 최대 진동가속도레벨과 진동전달면적이 감소하였으나 전반적으로 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 수 음실 바닥충격음레벨 분포도 하중 설치를 통하여 MB 정도 감소하였으나 전체 평균에서는 거의 차이를 보이고 있지 않았다.
- 수음실 천장면의 진동분포를 살펴보면 하중설치를 통하여 최대 진동가속도 레벨은 31.5Hz에서 1dB 감소하였으며, 진동이 전달되는 범위도 줄어드는 것을 알 수 있었다. 슬래브 상부에 하중 부가를 통하여 다소 진동 전달을 억제하는 것으로 보이나 그 효과는 미비하다고 판단된다.
- 수음실 천장면의 진동분포를 살펴보면 하중설치를 통하여 최대 진동가속도 레벨은 31.5Hz에서 ldB 감소하였으며, 진동이 전달되는 범위도 줄어드는 것을 알 수 있었다.
- 슬래브 중앙부분에 하중을 설치하여 충격음레벨을 측정한 결과 중앙부 가진시 63Hz에서 1.6dB 감소하였으나 음원점 측정결과를 산술평균한 결과 충격음레벨 차이는 미비한 것으로 나타났다. 슬래브 상부 온돌층의 하중이 상당히 설치되어 있기 때문에 이러한 구조 상부에 200kg/m2 하중의 추가설치는 충격음레벨에 거의 영향을 미치지 못한 것으로 판단된다.
- 슬래브 중앙부분에 하중을 설치하여 충격음레벨을 측정한 결과 중앙부 가진시 63Hz에서 1.6dB 감소하였으나 음원점 측정결과를 산술평균한 결과 충격음레벨 차이는 미비한 것으로 나타났다. 슬래브 상부 온돌층의 하중이 상당히 설치되어 있기 때문에 이러한 구조 상부에 200kg/m2 하중의 추가설치는 충격음레벨에 거의 영향을 미치지 못한 것으로 판단된다.
- 실험동에서 하중 증가를 통하여 수음실 천장면 최대 진동 가속도레벨은 31.5Hz에서 0~1dB 감소하는 경향을 보였다. 최대 진동가속도레벨과 진동전달면적이 감소하였으나 전반적으로 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.
- 실험동에서 하중 증가를 통하여 수음실 천장면 최대 진동 가속도레벨은 31.5Hz에서 0〜LdB 감소하는 경향을 보였다.
- 슬래브 상부에 완충재 등 모르터로 마감된 구조의 저감정 도가 맨슬래브에 비하여 다소 높은 것으로 나타났다. 주파수별 저감 정도는 -0.1dB~4.0dB로 나타났으나, 단일 수치평가량에서는 거의 동일하였다 완충재 65mm가 설치되고 기포콘크리트가 삭제된 구조의 (Type4) 현장결과에서 음원실 하중설치에 의한 충격음저감정도가 63Hz에서 다른 구조에 비하여 높은 것으로 나타났다. 실험실 (Type1,2)보다는 현장에서 측정한 구조 (Type3,4)가 하중에 의한 충격음저감효과가 일부 주파수를 제외하고 다소 높은 경향을 보이고 있었다.
- 주파수별 저감 정도는 -0.ldB~4.0dB로 나타났으나, 단일수치평가량에서는 거의 동일하였다 완충재 65mm가 설치되고 기포콘크리트가 삭제된 구조의 (Type4) 현장 결과에서 음원실 하중설치에 의한 충격음저감정도가 63Hz에서 다른 구조에 비하여 높은 것으로 나타났다.
- 바닥슬래브 중심부 진동레벨이 높고 주변부로 갈수록 낮아지는 형태를 보이고 있으며, 63Hz에서는 2개의 봉우리 모양을 나타내었으며, 125Hz에서는 3개의 봉우리를 나타내었다. 진동가속도레벨 측정결과 하중설치에 따른 변화는 크지 않음을 알 수 있었다.
- 5Hz에서 0~1dB 감소하는 경향을 보였다. 최대 진동가속도레벨과 진동전달면적이 감소하였으나 전반적으로 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 수 음실 바닥충격음레벨 분포도 하중 설치를 통하여 MB 정도 감소하였으나 전체 평균에서는 거의 차이를 보이고 있지 않았다.
- 현장측정의 경우 실험동과 유사한 음압레벨 특성을 보였으나 iype4 구조에서 충격음레벨이 2dB(Li, Fmax, aw) 감소하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구에서는 음원실 하중조건을 실제 입주시와 동일하게 설정하지는 못하였으나 차후 동일한 공간을 대상으로 입주 전후의 충격음레벨을 비교하여 음원실의 하중설치와 수음실의 음장조건 변화가 미치는 영향에 대한 검토가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
- 본 연구에서는 음원실 하중조건을 실제 입주시와 동일하게 설정하지는 못하였으나 차후 동일한 공간을 대상으로 입주 전후의 충격음레벨을 비교하여 음원실의 하중설치와 수음실의 음장조건 변화가 미치는 영향에 대한 검토가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
- 이는 현장 측정시 200kg/ nf의 하중을 중앙부에 고정하고 측정한 실험실과는 달리 하중을 중앙부에 고정하지 않고 가진 위치에 따라 이동하면서 하중을 설치한 다음 측정하여 하중의 영향을 더 받은 것으로 판단되나 차후 보다 세밀한 검토가 필요하다.
- 실험실 (Type1,2)보다는 현장에서 측정한 구조 (Type3,4)가 하중에 의한 충격음저감효과가 일부 주파수를 제외하고 다소 높은 경향을 보이고 있었다. 이는 현장 측정시 200kg/m2의 하중을 중앙부에 고정하고 측정한 실험실과는 달리 하중을 중앙부에 고정하지 않고 가진 위치에 따라 이동하면서 하중을 설치한 다음 측정하여 하중의 영향을 더 받은 것으로 판단되나 차후 보다 세밀한 검토가 필요하다.
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