[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]

포스코건설(대표 한성희)이 아파트 등의 공동주택 천장에서 전달되는 충격음을 ‘멤브레인 흡음 유닛’으로 저감하는 기술을 개발하고 특허로 등록받았다.

30일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 포스코건설의 ‘층간소음 저감용 멤브레인 흡음 유닛’ 특허를 확인한 결과, 지난 2020년 5월 출원(출원번호 제1020200057535호)돼 2021년 2월 특허로 등록(등록번호 제102214044호) 받았다.

이 기술은 공동주택 천장을 통해 전달되는 중량충격음을 ‘멤브레인 흡음 유닛’을 통해 효율적으로 저감한다. 125㎐ 이상의 고주파 대역 소음만 저감했던 기존 바닥완충재와 흡음재를 보완해 저주파 대역(63㎐대역)까지 저감 가능하다.

멤브레인 흡음 유닛은 다공성 흡음재와 메탈플레이트부를 쌓아 만든 형태다. 상자 형태의 가이드브라켓부에 층간소음 흡음 요소들을 집어넣어 만들어진다. 천장에 설치하면 중량충격음을 흡음하며 층간소음을 줄인다.

멤브레인 흡음 유닛의 구성 요소는 ▲가이드브라켓 ▲메탈플레이트 ▲탄성플레이트 ▲고정클립 ▲다공성 흡음재 등이다. 이 구성 요소를 조합해 약간씩 다른 멤브레인 흡음 유닛을 만들 수 있다. 시공 방법에 따라 사용되는 요소는 일부 달라질 수 있다. 

가이드브라켓은 상하가 개방된 박스 형태다. 천장에 연결되며 내측에 공간을 형성해 다른 구성 요소를 품는다.

메탈플레이트는 천장에서 전달되는 저주파 대역의 충격음 에너지를 판 진동으로 소비하며 층간소음을 줄인다. 멤브레인(Membrane)으로도 지칭된다. 평평한 스틸판 또는 알루미늄판 등으로 제작할 수 있다. 차폐용 메탈플레이트도 있는데 가이드브라켓 하단에 더 결합하면 흡음 성능을 더욱 높일 수 있다.

탄성플레이트는 전체적으로 중공의 띠 형상을 갖는다. 러버(rubber) 등 탄성체로 형성한다. 메탈플레이트 휨 강성 우려 시 사용한다.

고정클립은 메탈플레이트를 고정하고 지지하며 상하 위치를 조절하는 역할이다. 가이드브라켓의 내측면에 결합된다.

다공성 흡음재는 메탈플레이트의 상측·하측 중 적어도 한 영역 이상에 설치된다. 메탈플레이트의 판 진동을 위해 소정의 공간을 두고 설치된다. 폴리에스터·글라스울 등 다양한 재료와 밀도로 만들 수 있다. 특정 층은 공기층으로 구성할 수도 있다.

포스코건설은 멤브레인을 소음·진동을 줄이는 매스-스프링 시스템(Mass-spring system)으로 볼 수 있다고 설명한다. 매스 역할을 하는 멤브레인과 스프링 역할을 하는 밀폐된 공기층이 이 설명의 배경이다.

아래 표는 멤브레인 흡음 유닛 시제품을 천장에 설치한 후 뱅머신·태핑머신·임팩트볼로 시험한 결과다.

멤브레인 흡음 유닛은 공장에서 프리패브(pre-fabrication) 형태로 제작돼 현장에서 바로 설치 가능한 패키지로 만들 수 있어 시공성을 갖췄다.

우물천장의 우물 부위의 적은 춤(60㎜ 정도)에 시공 가능해 쾌적한 층고 확보도 가능하다.

포스코건설 관계자는 “이 기술은 시간과 비용 소요가 큰 바닥 작업 대비 용이하면서도 저주파 대역 층감소음까지 줄일 수 있다”며 “공동주택 리모델링 작업 시에도 얇은 슬래브 두께로 인한 중량충격음 취약 구조를 보완하면서 천장고를 최대한 확보할 수 있다”고 설명했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]