[논문]공동주택 현장 측정자료를 활용한 중량충격원의 바닥충격음 차단성능 비교

윤창연; 연준오; 김명준

doi:10.5050/ksnve.2014.24.8.651

공동주택 현장 측정자료를 활용한 중량충격원의 바닥충격음 차단성능 비교
Comparison of Impact Sound Insulation Performances of Apartment Floors Against Heavy-weight Impact Sources via Field Measurement Data 원문보기

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.24 no.8, 2014년, pp.651 - 658

윤창연 (Department of Architectural Engineering, University of Seoul) , 연준오 (Department of Architectural Engineering, University of Seoul) , 김명준 (Department of Architectural Engineering, University of Seoul)

Abstract ▼ AI-Helper

Notification 2013-611 of MOLIT has come into effect. It relates primarily to new standard impact source. In this study, an in-depth experimental analysis of the difference between a bang machine and an impact ball was performed via field testing of shear wall and flat plate structure at 51 sites. This paper focuses on the difference in single number quantities between a bang machine and an impact ball. At wall thicknesses of 180 and 210 mm in shear wall structure, the single number quantities exhibited differences of 3.1 and 4.5 dB, respectively, and at thicknesses exceeding 250 mm in flat plate structure, the difference was constant at 4.6 dB. With regard to flat plate structures, the single-index difference increased up to 11 dB as the thickness of the floor slab increased. In general, the highest level of contribution for the bang machine was 63 Hz, irrespective of thickness determining bandwidth. The highest level for the impact ball were 63 Hz and 125 Hz. In future research, when reviewing additional field performance measurement data, it will be necessary to consider a detailed examination instead of the current method of uniformly adding 3 dB for all thicknesses and types of structures.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

이 연구에서는 기존연구에서 고찰한 벽식구조의 바닥슬래브 두께 180 mm 및 210 mm를 포함하였고, 무량판구조의 바닥슬래브 두께 250 mm 및 275 mm 까지 범위를 확대하여 표준중량충격원 2종에 대한 중량 바닥충격음 차단성능 측정평가를 수행하여 분석하였다. KS F 2810-2:2012 에 규정된 표준 중량 바닥충격원 2 종의 뱅머신과 임팩트 볼을 사용하였으며, 구조형식 및 두께에 따른 주파수대역별로 단일수치량 등에 대한 특성을 비교 분석하였다.
공동주택 벽식구조와 무량판구조의 시공완료된 현장 51세대를 대상으로 표준 중량충격원 2종을 사용하여 바닥충격음 차단성능을 측정평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
이 연구에서는 기존연구에서 고찰한 벽식구조의 바닥슬래브 두께 180 mm 및 210 mm를 포함하였고, 무량판구조의 바닥슬래브 두께 250 mm 및 275 mm 까지 범위를 확대하여 표준중량충격원 2종에 대한 중량 바닥충격음 차단성능 측정평가를 수행하여 분석하였다. KS F 2810-2:2012 에 규정된 표준 중량 바닥충격원 2 종의 뱅머신과 임팩트 볼을 사용하였으며, 구조형식 및 두께에 따른 주파수대역별로 단일수치량 등에 대한 특성을 비교 분석하였다.
중량 바닥충격음 측정을 진행한 세대에서 뱅머신과 임팩트 볼의 단일수치평가량(Li,Fmax,AW)을 비교하였다. 또한, 임팩트 볼의 단일수치평가량에서 새롭게 개정된 평가 기준인 3 dB를 증가하였을 경우 Fig.
측정이 진행된 모든 구조에서 바닥슬래브 두께별 충격원에 따라 주파수대역 별 특성과 단일수치평가량 등에 대한 분석을 진행하였다. 중량 바닥충격음 차단성능 측정을 위한 공동주택 조건은 Table 2와 같다.

대상 데이터

공동주택의 중량 바닥충격음 차단성능을 파악하기 위하여 창호 및 온돌바닥 마감공사가 완료된 공동주택을 선정하였다. 마감 및 가구가 배치된 상태 및 가구가 제외된 입주직전의 공동주택을 모두 평가 대상으로 선정하였다.
공동주택의 중량 바닥충격음 차단성능을 파악하기 위하여 창호 및 온돌바닥 마감공사가 완료된 공동주택을 선정하였다. 마감 및 가구가 배치된 상태 및 가구가 제외된 입주직전의 공동주택을 모두 평가 대상으로 선정하였다.
바닥충격저감을 위해 사용된 완충구조는 EPS(expanded poly propylene), EVA(ethylene vinyl acetate), PE(polyethylene) 로 두께는 최소 20 mm에서 최대 30 mm 까지 범위를 가지고 있다. 상부 경량기포 콘크리트는 40~50 mm, 마감몰탈 구조는 40~50 mm로 구성되어 있는 구조이다.
벽식구조 바닥슬래브 두께 180 mm 16개소, 210 mm 19 개소와 무량판 구조 바닥슬래브 두께 250 mm 12개소, 275 mm 4개소 등 총 51세대의 거실을 현장조건에 따라 랜덤으로 선정하였다. 중량 바닥충격음 차단성능 측정 방법은 KS F 2810-2:2012에 준하여 음원실 충격위치와 수음실 마이크로폰 설치위치를 거실의 중앙점 포함한 4~5 개소로 선정하였다.

이론/모형

벽식구조 바닥슬래브 두께 180 mm 16개소, 210 mm 19 개소와 무량판 구조 바닥슬래브 두께 250 mm 12개소, 275 mm 4개소 등 총 51세대의 거실을 현장조건에 따라 랜덤으로 선정하였다. 중량 바닥충격음 차단성능 측정 방법은 KS F 2810-2:2012에 준하여 음원실 충격위치와 수음실 마이크로폰 설치위치를 거실의 중앙점 포함한 4~5 개소로 선정하였다. 1/1 Octave band로 측정을 진행하였으며, 측정 장비는 Table 1과 같다.
1/1 Octave band로 측정을 진행하였으며, 측정 장비는 Table 1과 같다. 중량 바닥충격음 차단성능에 대한 평가는 KS F 2863-2:2007⁽⁷⁾에 준하여 평가를 진행하였으며 규격에 제시되어 있는 역 A 특성 곡선을 이용하여 단일수치평가량을 도출하였다. 특히, 뱅머신의 공기압은 2.

성능/효과

(1) 벽식구조의 바닥슬래브 두께 180 mm에서 약 75 %의 세대, 210 mm에서는 약 5 %의 세대가 단일수치평가량 값으로 중량 바닥충격음 최소기준을 상회하였다. 무량판 구조의 바닥슬래브 두께 250 mm 이상 세대에서는 최소기준 50 dB를 모두 만족하며, 임팩트 볼의 단일수치평가량 값에 3 dB 를 더할 경우에도 최소기준을 모두 만족하는 것으로 평가되었다.
(2) 단일수치평가량 분석결과 표준 중량충격원 2종의 차이는 벽식구조의 바닥슬래브 두께 180 mm 및 210 mm에서 각각 약 3.1 dB, 약 4.5 dB, 무량판 구조의 바닥슬래브 250 mm이상에서는 약 4.6 dB의 차이를 보였다. 최대 11의 차이가 발생하고 있는 세대의 경우 단일수치평가량이 63 Hz에서 결정된 뱅머신에 비해 임팩트 볼은 63 Hz 및 125 Hz 대역에서 또한 상대적으로 큰 저감량을 보였다.
(3) 단일수치평가량의 결정주파수 대역의 비율은 뱅머신의 경우 구조 및 두께에 큰 차이 없이 모두 63 Hz 대역에서 결정되었다. 임팩트 볼의 경우에는 구조 및 두께에 큰 차이없이 63 Hz와 125 Hz 대역에서 결정되었으며 250 Hz 대역에서 일정비율로 기여하고 있는 것으로 판단되었다.
(1) 벽식구조의 바닥슬래브 두께 180 mm에서 약 75 %의 세대, 210 mm에서는 약 5 %의 세대가 단일수치평가량 값으로 중량 바닥충격음 최소기준을 상회하였다. 무량판 구조의 바닥슬래브 두께 250 mm 이상 세대에서는 최소기준 50 dB를 모두 만족하며, 임팩트 볼의 단일수치평가량 값에 3 dB 를 더할 경우에도 최소기준을 모두 만족하는 것으로 평가되었다.
(3) 단일수치평가량의 결정주파수 대역의 비율은 뱅머신의 경우 구조 및 두께에 큰 차이 없이 모두 63 Hz 대역에서 결정되었다. 임팩트 볼의 경우에는 구조 및 두께에 큰 차이없이 63 Hz와 125 Hz 대역에서 결정되었으며 250 Hz 대역에서 일정비율로 기여하고 있는 것으로 판단되었다.
중량바닥충격음의 단일수치평가량을 보면 중량 바닥충격원인 뱅머신과 임팩트 볼 2종을 모두 사용한 경우 바닥슬래브 두께 180 mm, 210 mm, 250 mm 이상에서는 63 Hz 대역의 값이 단일수치평가량에 크게 기여하는 것으로 분석되었다.
6 dB의 차이를 보였다. 최대 11의 차이가 발생하고 있는 세대의 경우 단일수치평가량이 63 Hz에서 결정된 뱅머신에 비해 임팩트 볼은 63 Hz 및 125 Hz 대역에서 또한 상대적으로 큰 저감량을 보였다.

후속연구

또한, 온돌바닥 구성층 중 단열 역할에 한정되어 있는 경량기포 콘크리트를 대체할 수 있는 골재 소재의 혼합기포 콘크리트 적용⁽⁸⁾과 함께 하부 수음실의 천장⁽⁹⁾ 등의 공기층을 최소화하고 룸모드를 고려하여 평면을 디자인⁽¹⁰⁾한다면 실제 거주자가 체감하는 생활소음과 잘 대응하는 바닥충격음 차단성능이 도출될 것으로 사료된다.
추후, 보다 많은 세대를 대상으로 표준 중량충격원 2종에 대한 검토를 통해 현행 바닥충격음 평가 방법에 대한 세부사항의 정립이 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	중량충격음 단일수치평가량은 무엇인가?	중량충격음 단일수치평가량은 각 중량충격원의 충격 특성과 바닥 완충구조에 의하여 증폭되는 저주파수 대역의 음의 특성으로 저주파수 대역에서 단일 수치평가량이 결정되는 것으로 판단된다. 이에 따라 저주파수 대역의 음을 저감하는 방안을 모색하는 것이 필요하다고 판단된다.
	뱅머신의 단점은 무엇인가?	기존에는 바닥충격음 차단성능 평가 시 중량충격음은 타이어를 사용한 뱅머신을 활용하여 왔으나 전진용(3)의 연구에서 실제 사람의 충격음과 뱅머신의 충격음 특성을 비교하여 저주파수 대역에서의 특성에 대한 문제점을 지적하였고 임팩트 볼이 실충격원의 특성과 가장 유사한 것으로 판단하였다. 이에 따라 KS F 2810-2:2012(4)에서는 임팩트 볼(rubber ball)을 표준 중량충격원 특성 2로 추가하여 측정 방법 등에 대하여 기술하고 있으며, 2014년 고시에서는 임팩트 볼을 활용하여 바닥충격음 평가가 가능하도록 추가되었다.
	임팩트 볼 사용 시 바닥구조의 결괏값에서 3 dB를 더한 수치가 바닥충격음 차단성능 등급 기준이 되는 이유는 무엇인가?	완충재가 삽입된 바닥구조에서 뱅머신과 임팩트볼의 바닥충격음에 대한 주파수 특성은 뱅머신 사용 시 바닥충격음레벨이 임팩트 볼에 비해 63 Hz 대역에서 높게 나타나며 125, 250 Hz에서는 임팩트볼의 충격음레벨이 뱅머신에 비해 높은 것으로 고찰하고 있다. 단일수치평가량에서는 뱅머신의 충격음 값이 임팩트 볼에 비해 63 Hz에서 평균 3 dB가량 높게 나타나는 것으로 기존 연구(5)에서 밝히고 있다. 또한, 바닥슬래브 두께가 180 mm의 경우에는 단일 수치평가량이 약 2 dB, 210 mm의 경우에는 단일수치평가량이 약 4 dB 차이가 나고 있음을 기존 현장 측정 결과에서 고찰하고 있다.(6) 이러한 특성을 반영하여 개정고시안에도 임팩트 볼 사용 시 바닥구조의 결과 값에서 3 dB를 더한 수치가 바닥충격음 차단성능 등급 기준이 되는 것으로 명시하였다.

참고문헌 (10)

Ministry of Costruction and Transportation Notice 2005-189: Threshold and Management Standard of the Floor Impact Sound Insulation for Multi-family Housing, 2005.
Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notice 2013-611: Threshold and Management Standard of the Floor Impact Sound Insulation for Multi-family Housing, 2013.
Jeon, J. Y., Lee, P. J., Jeong, J. H. and Park, J. H., 2006, Comparison of Standard Floor Impact Sources with a Human Impact Source, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 16, No. 8, pp. 789-796.

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KS F 2810-2 : 2012, Field Measurements of Impact Sound Insulation of Floors- Part 2: Method Using Standard Heavy Impact Sources.
Yoo, S. Y., Yeon, J. O. and Jeon, J. Y., 2009, Analysis and Evaluation of Impact Sound Insulation of Concrete Floor Structures in Response to Characteristics of Heavy-weight Impact Sources, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 19, No. 10, pp. 1062-1068.

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Shin, H., Baek, G. J., Kook, C. and Song, M. J., 2010, A Study of Rating Method Comparison for Heavy-weight Floor Impact Sound based on the Field Test Data in Apartment House, Korea Institute of Ecological Architecture and Environment, Vol. 10, No. 5, pp. 187-194.
KS F 2863-2 : 2007, Rating of Floor Impact Sound Insulation for Impact Source in Buildings and of Building Elements－Part 2 : Floor Impact Sound Insulation Against Standard Heavy Impact Source.
Yun, C. Y., Jeong, J. H. and Kim, M. J., 2013, The Effect of Aerated Concrete Containing Foam Glass Aggregate on the Floor Impact Sound Insulation, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 23, No. 5, pp. 414-422.

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Yeon, J. O., Kim, K. W., Choi, H. J., Yang, K. S. and Kim, K. H., 2013, Experiment Evaluation for the Heavy-weight Impact Sound of Dry Double-floor System - Effect of Rubber Hardness and Ceiling Structure -, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 23, No. 1, pp. 30-40.

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Park, H. K., Park, C. W. and Kim, S. W., 2008, An Experimental Study on the Floor Impact Sound Insulation of Apartment depending on the Plane Shape of Living-room, Proceedings of the KSNVE Annual Spring Conference, pp. 844-847.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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