[비즈월드] 우리나라는 국토가 좁아 아파트·오피스텔 등의 공동주택 보급이 일반화돼 있다. 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]

삼성물산 건설부문(대표 오세철)이 공진을 막아 층간소음을 줄이면서 천장고를 높여 인테리어 효과까지 내는 ‘우물천장 최소화 구조’를 개발하고 특허를 확보했다.

7일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 삼성물산의 ‘바닥부 중량충격음 저감을 위한 마감천장구조’는 지난 2019년 10월 출원(출원번호 제1020190130762호)돼 2021년 12월 특허(등록번호 제102338176호)로 등록받았다.

통상적인 천장 마감은 좁은 틈새는 무시하고 석고보드 한 장을 바로 붙여 마감하는 것이 일반적이다. 이 경우 중량충격음에 취약해진다. 천장에 비어있는 공간이 공진(진폭이 급격하게 늘어나는 현상)을 유발하기 때문이다.

삼성물산의 ‘우물천장 최소화 구조’는 천장을 마감할 때 생기는 공간을 흡음재를 넣어 최소화한다. 이러면 천장 배후 공간이 제거돼 공기층의 탄성 작용으로 발생하는 공진이 줄어든다. 층간소음의 주범인 중량충격음이 저감된다.

또 천장 내부 공간이 줄어들며 천장고가 높아져 개방감이 극대화되는 인테리어 효과도 있다.

우물천장 최소화 구조는 우물천장이 형성될 바닥 슬래브 아래쪽 중앙부에 흡음재를 설치하고 흡음재에 마감을 밀착시켜 완성된다. 우물천장 외측 마감 내부에 매스댐퍼를 설치하면 층간소음 저감 효과가 더욱 높아진다.

흡음재는 바닥 슬래브 아래쪽 중앙부에 밀착 설치돼 층간소음을 줄인다. 흡음성이 있는 다공질 재료로 만들 수 있다. 12~20kg/㎥의 밀도를 가진다. 12kg/㎥ 밀도 밑으로는 효과가 미미하고 20kg/㎥ 밀도 이상으로는 비용 대비 효과가 작아 12~20kg/㎥ 사이의 밀도를 가진 흡음재를 사용하는 것이 바람직하다.

매스댐퍼는 우물천장 측면 마감재 안에 설치돼 진동을 흡수한다. 단위면적당 밀도가 높은 석재·슬래그 등의 재료로 만들 수 있다. 단위면적당 무게는 천장 처짐을 막기 위해 5.7~6.7 ㎏/㎡가 적당하다. 덕트·스프링클러·에어컨 등의 설비를 시공하기 위해 배후 공간을 제거할 수 없는 경우 매스댐퍼를 설치하며 중량충격음에 효과적으로 대응하도록 한다.

매스댐퍼 고정에는 고정 지지대와 측면 지지대가 사용된다. 고정 지지대와 측면 지지대는 천장 내부 설비를 시공하기 위한 배후 공간을 제외한 곳에 매스댐퍼가 안착하도록 한다.

우물천장 마감은 석고보드·합판 등 기존의 다양한 재료를 사용한다.

실험 결과 우물천장 최소화 구조에 5.7kg/㎡의 매스댐퍼를 구성한 것이 49dB로 가장 뛰어난 층간소음 저감 효과를 보였다. 이는 천장 구조물이 아예 없는 구조인 49dB과 동등한 수준이다.

일반 우물천장은 51dB, 일반 천장은 52dB로 비교적 층간소음에 취약했다.

삼성물산 관계자는 “우물천장 최소화 구조는 층간소음의 주범인 중량충격음을 줄이면서도 천장고를 확보하는 인테리어 효과도 있다”며 “층간소음을 줄이면서도 쾌적한 주거환경 구현이 가능한 매우 유용한 기술”이라고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]