[비즈월드] 우리나라는 국토가 좁아 아파트 등의 공동주택 보급 일반화가 필연적이다. 윗집 아랫집이 다닥다닥 붙은 공동주택은 층간소음에 취약하다. 이에 건설업계는 층간소음을 잡아낼 기술개발에 매진하며 다양한 특허기술을 쏟아내고 있다. 비즈월드가 층간소음을 해결하고 쾌적한 집을 이룰 건설업계 특허를 알아봤다. [편집자 주]

삼성물산이 바닥용 모르타르(Mortar:시멘트와 모래를 물로 반죽한 것)의 중량을 높이고 폴리머를 혼합해 충격에 의한 진동 발생을 줄인 ‘바닥용 모르타르 배합 설계’를 개발하고 특허 등록까지 성공한 것으로 확인됐다.

13일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 삼성물산의 ‘층간 소음 저감을 위한 강도 등급별 바닥용 모르타르 배합 설계 방법’은 지난 2021년 5월 출원(출원번호 제1020210064072호)돼 2022년 4월 특허로 등록(등록번호 제102388141) 받았다.

일반적으로 바닥 두께를 늘리는 것이 층감소음 저감에 확실한 방법으로 꼽히나 소요되는 재료도 많고 어느 정도 두께 이상이 되면 효과가 미미하다는 단점이 있다. 또 다른 단점은 두께가 늘수록 층고가 줄어들어 거주자가 불만족스럽고 무게도 늘어나 지진에도 취약하다는 점이다.

이 기술의 특징은 매트나 흡음재를 설치하며 두께를 늘릴 필요 없이 ‘구조체 자체’에서 층간소음을 줄인다는 것이다.

중량골재와 폴리머를 혼합한 바닥용 모르타르로 바닥 진동을 최소화했다.

기술개발은 감쇠비를 높이는 것을 중점으로 진행됐다. 감쇠비가 높을수록 충격에 의한 진동 전달이 감소하고 층간소음도 줄어든다.

회사는 실험을 통해 ‘단위 중량 증가’와 ‘폴리머 혼합’이 감쇠비를 높일 수 있는 것으로 확인했다.

단위 중량 증가와 관련해 중량골재 사용 시 감쇠비가 증가한 것으로 확인됐다. 특히 고중량 재료인 페로니켈 슬래그와 PS볼을 사용할 경우 감쇠비의 증가 폭이 컸다. 단 일반 골재를 사용한 단위 중량(2185~2244㎏/㎥ 범위)에서는 소음 저감 효과가 없었다.

‘폴리머 혼합’과 관련해 혼합량이 증가할수록 감쇠비가 커졌다. 최적의 폴리머 혼합비는 모르타르 양의 1.5wt%, 3.0wt%다. 두 혼합비 중 3.0wt%의 혼합비가 감쇠비가 더 높다.

감쇠 효과는 폴리머가 제일 높고 다음으로 페로니켈 슬래그, PS볼 순서다. ‘단위 중량 증가’와 ‘폴리머 혼합’ 방식을 혼용할 경우 감쇠비가 가장 컸다.

이 기술은 바닥용 모르타르 배합설계 방법을 A~D단계로 나눴다.

A단계는 바닥용 모르타르를 압축강도 별로 분류해 등급을 부여하는 단계다. B단계는 등급별로 단위중량을 설정하는 단계다. C단계는 분류된 압축강도와 설정된 단위중량을 이용해 탄성계수를 산출하는 단계다. D단계는 설정된 단위중량과 산출된 탄성계수를 충족시키는 모르타르 원료 설정과 원료별 배합량 결정 단계다. A 또는 D단계에서 모르타르 조성물의 감쇠비가 0.9를 초과하는 경우 적합 판정 검증단계를 추가할 수 있다.

기술의 가장 큰 장점은 별도의 차음층을 적층하거나 단면적을 늘리지 않고 구조체만으로 층간소음 저감 성능을 확보해 공정단계·비용·시간이 절약된다는 점이다. 또 현장 시공자들의 경험에 의존한 배합을 배제해 체계적인 시공이 이뤄지며 품질의 균일성을 확보할 수 있다.

삼성물산 관계자는 “공동주택 상층의 바닥에서 전달되는 층간소음에 의한 분쟁이 증가함에 따라 해결방안에 대한 연구와 법적기준 개선의 필요성이 증가되고 있다”며 “이번 바닥 모르타르 배합 설계 방법을 포함해 층간소음을 해소할 근본적인 해결책을 개발하기 위해 최선을 다하겠다”고 전했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]