[논문]폐고무를 이용한 공공주택 층간소음차단 시스템

오정석; 서재찬; 김진국

doi:10.14478/ace.2017.1032

폐고무를 이용한 공공주택 층간소음차단 시스템
Floor Noise Isolation System of the Residential Buildings Using Waste Rubbers 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.28 no.4, 2017년, pp.427 - 431

오정석 (경상대학교 나노.신소재공학부 고분자공학전공) , 서재찬 ((주)반석인더스트리즈) , 김진국 (경상대학교 나노.신소재공학부 고분자공학전공)

초록
AI-Helper

최근 공동주택이 증가함에 따라 층간소음문제가 증가하고 있다. 이로 인해 더 효과적인 층간소음저감 시스템이 요구되고 있다. 향후 고층빌딩이 더 많이 건설될 것이므로 이런 시스템은 시장에서 더욱 수요가 요구되어지는 중요한 기술이다. 본 연구에서는 폐고무를 이용하여 신규 바닥 소음 저감 판넬을 설계하고 제작하였다. 실험실 및 실제 필드조건에서 소음 저감을 조사하였다. Field test 결과 경량 및 중량충격음 레벨이 각각 52, 48 dB로 우수한 결과를 보였다. 기존 구조 대비하여 22~42 mm의 두께 저감을 할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, complaints of floor noise have been growing up with the rapid increase of the residential buildings. This demands the effective floor noise isolation system. Since the construction of high-rise the residential buildings will be increased even more in future, the noise isolation is a more important technology in the market. In this study, a new floor noise isolation panel (FNIP) was designed and manufactured using waste rubbers. The noise isolation was investigated at both laboratory and field conditions. Light and heavy weight shock wave showed 52 dB and 48 dB in the field test, respectively. The new system could reduce the total floor thickness by 22~42 mm.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구는 현대 생활의 주거 환경에서의 삶의 질을 떨어뜨리는 층간소음 문제를 해결하고자 경제성을 고려하여 폐고무를 주재료로 하는 소음진동 차단 다층 시스템을 제시하였다. 철근에 의한 고체전달음 저감을 위해 wrapping sleeve를 적용하였다.

가설 설정

역청층은 5 mm 두께의 sheet type으로 재단하여 금형위에 stacking하여 성형하였다(Figure 2). 자체의 sticky한 물성으로 접착은 용이하였다. 경량콘크리트층은 목형으로 금형을 제작하여서 설계 배합비로 제작하였다.
Table 5는 두께 80 mm의 기존 구조와 두께 70mm의 2가지 신규 구조에 대한 field test 결과이다. 주택건설기준에 관한 규정 14조 3항에 의한 기준은 경량충격음 58 dB 이하, 중량충격음 50 dB 이하이다. 층간소음에 대한 보강이 없는 기존 구조(완충재 20 mm, 경량콘크리트 60 mm)는 기준을 만족하지 못했다.
주택건설기준에 관한 규정 14조 3항에 의한 기준은 경량충격음 58 dB 이하, 중량충격음 50 dB 이하이다. 층간소음에 대한 보강이 없는 기존 구조(완충재 20 mm, 경량콘크리트 60 mm)는 기준을 만족하지 못했다. 이는 경량콘크리트와 완충재만으로 충분히 충격음을 감쇄하지 못해 두께 증가가 필요하다.

제안 방법

본 연구에서는 기존의 경량콘크리트와 EVA (ethylene vinyl acetate) 완충재로 이루어진 2층의 바닥시스템을 대체하기 위해 폐EPDM (ethylene propylene diene M-class) 고무, 폐타이어 고무, 역청 및 경량 콘크리트의 4가지 재료를 이용한 7층으로 적층하고 wrapping sleeve를 철근에 적용하여 신규 층간소음차단 판넬을 설계하고 제작하였다. 이를 실험실 및 필드 모두에서 소음 저감 효과에 대하여 조사하였다.
시험적용건축물은 신축 중인 주차전용 건축물에 부속된 5층(Figure 4) 건물에서 진행하였다. 제작된 FNIP을 3층에 위치한 3개의 room에 각각 1) 기존 구조, 2) 7층 적층구조, 3) 7층 적층구조와 wrapping sleeve 동시 적용 구조의 3가지를 설치하여 비교하였다. 1층은 필로티여서 대상에서 제외한다.

대상 데이터

EPDM고무(금호폴리켐 KEP570F)는 제품 제조시 공정상 발생하는 overflow EPDM 고무(반석인더스트리즈)를 Table 1과 같은 배합을 사용하여 제1고무층을 제조하였다. 60~100 mesh의 폐타이어 고무(삼천리재생)를 Table 2와 같은 배합을 사용하여 제2고무층을 제조하였다.
시험적용건축물은 신축 중인 주차전용 건축물에 부속된 5층(Figure 4) 건물에서 진행하였다. 제작된 FNIP을 3층에 위치한 3개의 room에 각각 1) 기존 구조, 2) 7층 적층구조, 3) 7층 적층구조와 wrapping sleeve 동시 적용 구조의 3가지를 설치하여 비교하였다.

이론/모형

경량충격음은 KS F 2810-1(바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 제1부 : 표준경량충격원에 의한 방법)에 따라 측정했다. 표준경량충격원(Tapping machine, Figure 5(a))을 이용하여 충격음을 발생시킨다.
동탄성 및 손실계수 KS F 2868(거주 공간 뜬 바닥용 재료의 동 탄성 계수 측정 방법)에 따라 측정했다. 깔판 위에 시험편(200 × 200 × 70 mm)과 하중편(200 × 200 × 25 mm)을 놓고 그 위에 가속도계를 연결 후 Impact Hammer를 타격하여 측정한다.
중량충격음은 KS F 2810-2 (바닥충격음 차단성능 현장 측정방법 제2부 : 표준중량충격원에 의한 방법)에 따라 측정하였다. 표준중량충격원(Bang machine, Figure 5(b))을 이용하여 충격음을 발생시킨다.

성능/효과

이는 경량콘크리트와 완충재만으로 충분히 충격음을 감쇄하지 못해 두께 증가가 필요하다. FNIP 만 설치된 경우는 수용할 만한 결과를 보였다. 이는 본 연구에서 설계된 구조와 재료가 기존 구조와 재료 대비 효과적임을 보여준다.
이는 본 연구에서 설계된 구조와 재료가 기존 구조와 재료 대비 효과적임을 보여준다. FNIP 와 wrapping sleeve가 장착된 경우는 가장 좋은 결과를 나타내었다. 이는 wrapping sleeve에 의한 고체전달음 저감 효과라 판단된다.

후속연구

향후 실제 공동주택건설시에는 더 실제적이고 객관적인 연구가 되게 하고자 한다. 감쇄 성능이 우수한 섬유가 혼재된 폐타이어를 적용하는 연구를 추진하고자 한다.
시험적용건축물은 소규모의 오피스텔건축물로서 공동 주택의 모든 특성을 완벽하게 그대로 재현한다고 보기에는 실적용에 약간의 무리가 있었다. 향후 실제 공동주택건설시에는 더 실제적이고 객관적인 연구가 되게 하고자 한다. 감쇄 성능이 우수한 섬유가 혼재된 폐타이어를 적용하는 연구를 추진하고자 한다.
이로 인해 객관성 및 인자별 영향도 연구에서 부족함이 있다. 향후에는 더 많은 경우에서 시험함으로써 성능의 안정화 및 향상을 도모하고자 한다. 시험적용건축물은 소규모의 오피스텔건축물로서 공동 주택의 모든 특성을 완벽하게 그대로 재현한다고 보기에는 실적용에 약간의 무리가 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	층간소음의 대표적인 발생원인은 무엇인가?	층간소음의 발생원인으로는 원가절약을 위한 건설업체의 슬라브 두께 감소와 충분한 성능을 가진 고분자 차음재료의 개발부진을 대표적으로 들 수 있다.
	독일에서 tapping machine을 고안했던 이유는 무엇인가?	독일에서 바닥충격음은 오래전부터 문제가 되어왔으며 1932년 독일의 Reiher는 바닥충격음의 평가시에 같은 충격음을 항상 발생하도록 하는 tapping machine을 고안하였다[9]. 이는 입식 생활을 하는 서구에서는 구두소리와 같은 경량충격음이 주로 문제가 되기 때문이다. 서구에서 바닥충격음의 대처 방안으로 연구한 방법은 뜬바닥(floating floor) 구조로 바닥과 구조물 사이에 탄성계수가 작은 물질(mineral wool 등)을 넣어 진동 및 충격(impact)을 차단하는 원리이다.
	뜬바닥(floating floor) 구조의 원리는 무엇인가?	이는 입식 생활을 하는 서구에서는 구두소리와 같은 경량충격음이 주로 문제가 되기 때문이다. 서구에서 바닥충격음의 대처 방안으로 연구한 방법은 뜬바닥(floating floor) 구조로 바닥과 구조물 사이에 탄성계수가 작은 물질(mineral wool 등)을 넣어 진동 및 충격(impact)을 차단하는 원리이다. David Harris의 1997년 ‘공동주택에서의 층간소음조절매뉴얼’에 따르면, 미국은 차음성능으로 지리적 위치, 경제적 조건, 바닥주조 기능에 따라 3등급으로 구분하고 있다[10].

참고문헌 (21)

B.-G. Kim, S.-R. Kim, K.-S. Kwak, and S.-K. Oh, A study on floor impact sound due to resilient materials in apartment buildings J. Korea Inst. Build. Constr., 4(1), 5-10 (2004).
S. C. Youn and J. M. Oh, Evaluation of floor-impact sound insulation for apartment buildings, Proceedings of Korean Society for Noise and Vibration Engineering, pp. 932-937 (2003).
G. G. Song, H. K. Park, T. G. Lee, J. S. Kim, and S. W. Kim, An experimental study on the reduction of lightweight impact sound by floorcoverings in apartment, Proceedings of Korean Society for Noise and Vibration Engineering, pp. 433-434 (2008).
K. S. Choi, H. J. Choi, K. S. Yang, and K. W. Kim, Evaluation of floor impact sound performance according to the reduction methods, Trans. Korean Soc. Noise Vib. Eng., 14(9), 811-818 (2004).

원문보기 상세보기
H. Shin, G. J. Baek, C. Kook, M. J. Song, and S. W. Kim, A study of rating method comparison for heavy-weight floor impact sound based on the field test data in apartment houses, J. Korea Inst. Ecol. Archit. Environ., 10(5), 187-194 (2010).
J. Y. Park and J. K. Cho, A study on the product development strategy of functional flooring for noise insulation, J. Korea Des. Knowl., 33, 401-409 (2015).
H. S. Kim, W. Y. Choi, M. H. Lee, and S. H. Lee, Present condition and properties of resilient material for noise reduction, Proceedings of Korea Concrete Institute Symposium, pp. 407-408 (2014).
M. J. Park, A study on the environmental characteristics of the floor noise: Focusing on performance measure in floor impact sound, Resid. Environ., 14(1), 163-171 (2016).
J. Y. Jeong, H. H. Jeong, and Y. Ando, Objective and subjective evaluation of floor impact noise, J. Temporal Des. Archit. Environ., 2(1), 20-28 (2002).
D. Harris, Noise Control Manual for Residential Buildings, McGraw-Hills (1997).
H. J. Ryu, A Legal Study on the Floor Impact Noise in Apartment Houses, Master's Thesis, Kwangwoon University, Seoul, Korea (2013).
J. Paul, Rubber reclaiming, in: H. F. Mark, N. M. Bikales, C. G. Overberger, and G. Menges (eds.), Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 14, pp. 787-804, John Wiley, New York, USA (1985).
A. A. Phadke, A. K. Bhattacharya, S. K. Chakraborty, and S. K. De, Vulcanization of reclaimed rubber, Rubber Chem. Technol., 56(4), 726-736 (1983).

상세보기
J. J. Leyden, Cryogenic processing and recycling, Rubber World, 203(3), 28-29 (1991).
D. S. Novotny, R. L. Marsh, F. C. Masters, and D. N. Tally, Microwave devulcanization of rubber, US Patent 4,104,205 (August 1978).
A. I. Isayev, Continuous, ultrasonic devulcanization of vulcanized elastomers, US Patent 5,258,413 (1993).
A. I. Isayev and J. Chen, Continuous ultrasonic devulcanization of vulcanized elastomers and apparatus therefore, US Patent 5,284,625 (1994).
J. S. Oh and A. I. Isayev, Ultrasonically treated polypropylene/ground tire rubber blends, Rubber Chem. Technol., 75(4), 617-625 (2002).

상세보기
J. Yun, J. S. Oh, and A. I. Isayev, Ultrasonic devulcanization reactors for recycling of GRT: Comparative study, Rubber Chem. Technol., 74(2), 317-330 (2001).

상세보기
J. Yun and A. I. Isayev, Superior mechanical properties of ultrasonically recycled EPDM rubber, Rubber Chem. Technol., 76(1), 253-270 (2003).

상세보기
J. K. Kim and S. H. Lee, New technology of crumb rubber compounding for recycling of waste tires, J. Appl. Polym. Sci., 78, 1573-1577 (2000).

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증