[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]

DL이앤씨(대표 마창민)가 공동주택 등의 바닥구조에 중량 모르타르층을 이중으로 시공하며 층간소음의 원인인 중량충격음을 크게 줄일 수 있는 ‘바닥충격음 저감용 바닥구조’를 개발하고 특허 취득에 성공했다.

10일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, DL이앤씨의 ‘바닥충격음 저감용 바닥구조’는 지난 2021년 7월 출원(출원번호 제1020210091656호)돼 올해 1월 특허(등록번호 제102495825호)로 등록받았다.

기존 바닥구조는 층간소음을 줄이기 위해 콘크리트 슬래브 위로 완충재가 시공된다. 그러나 완충재는 경량충격음 저감에만 효과적일 뿐 층간소음의 주범인 중량충격음에 취약하다. 또 기존 바닥구조에서 한 층을 이루는 경량기포콘크리트는 중량이 마감모르타르의 4분의 1 정도로 가벼워 중량충격음 저감 효과를 기대하기 어렵다.

DL이앤씨의 ‘바닥충격음 저감용 바닥구조’는 모르타르층을 이중으로 타설하며 층간소음의 원인인 중량충격음에 대응한다. 마감모르타르층 아래로 기초모르타르층이 추가로 타설되며 이중 모르타르층이 갖춰진다. 기존 모르타르층보다 두께가 확보되며 중량충격음을 크게 줄일 수 있다.

기초모르타르층과 마감모르타르층 중 적어도 한 쪽 이상을 중량물로 구성하며 바닥의 고유진동수 대역을 이동시키며 공명 현상을 방지해 층간소음을 줄인다.

바닥충격음 저감용 바닥구조는 ▲콘크리트 바닥 슬래브 ▲기초모르타르층 ▲완충재 ▲마감모르타르층 ▲마루패널 등으로 구성된다. 시공 순서도 위에 나열한 순서와 같다.

콘크리트 바닥 슬래브는 철근콘크리트 건축물의 기본 바닥이다.

기초모르타르층은 콘크리트 바닥 슬래브 위로 시공된다. 완충재 시공 전 바닥 두께를 일정하게 한다. 중량모르타르를 사용하며 바닥의 고유진동수 대역을 낮은 쪽으로 이동시킨다. 이로써 중량충격음을 가진 파(波)와의 공명이 방지된다. 기초모르타르층 양생 후 마감모르타르층을 시공할 수 있어 물 빠짐 현상이 거의 없고 바닥 품질이 높아진다.

완충재는 기초모르타르층 위로 시공된다. 돌부가 형성된 하부완충재와 상부완충재를 사용하는 경우 이웃하는 돌부에 공기층이 형성돼 바닥충격음이 줄어든다. 충격을 잡는 연질완충재와 물성이 좋은 경질완충재를 상하로 조합해 완충재를 형성하면 바닥충격음 전달과 처짐을 최소화할 수 있다. 기존에는 경량기포콘크리트층 위로 난방배관을 설치해 난방 효율을 높였다. 이 기술은 마감모르타르층 아래로 위치하는 완충재의 단열 성능으로 난방 효율을 확보한다.

마감모르타르층은 완충재 위로 시공된다. 기존 바닥구조는 완충재 위로 경량기포콘크리트층이 시공되는 것이 일반적이지만 이 기술은 경량기포콘크리트층을 시공하지 않는다. 기초모르타르층과 마감모르타르층을 이중으로 시공하며 중량충격음을 크게 줄이는 것이 이 기술의 핵심이기 때문이다.

마루패널은 마감모르타르층 위로 시공된다. 마루패널을 설치할 때 실리콘계 접착제를 사용하면 접착층이 굳어진 후 탄성 특징을 나타내며 외부 충격을 흡수·감쇄해 층간소음이 줄어든다. 접착층에 3㎜ 이상의 골을 형성하면 골과 골 사이에 공기층이 생겨 저감 성능이 향상된다.

각 층의 두께는 ▲기초모르타르층 20~60㎜ ▲완충재 40㎜ 이상 ▲마감모르타르층 35~60㎜ 등인 것이 바람직하다.

위 그래프와 같이 바닥구조의 고유진동수가 바닥구조를 통과하는 중량충격음이 가진 주파수와 같으면 공명 현상이 발생해 층간소음이 커진다. 이 기술은 이중 모르타르층으로 바닥구조의 고유진동수 대역을 이동시켜 공명 현상을 방지하고 층간소음을 줄인다.

모르타르층이 포함된 바닥구조의 고유진동수 피크 지점 주파수와 중량충격음 주파수의 피크 지점 주파수 차이가 32~125Hz 범위 이내가 되는 것이 층간소음 저감 효과가 좋다.

실제 실험에서 바닥 슬래브와 중량모르타르를 포함하는 경우 63Hz 대역에서 4~6dB이 저감되는 것으로, 바닥 슬래브와 완충재를 포함하는 경우 125~500Hz 대역에서 15dB이 저감됐다.

바닥 슬래브, 기초모르타르층, 완충재, 마감모르타르층까지 모두 포함하는 경우 63~500Hz 대역에서 소음이 상당히 저감됐다.

DL이앤씨 관계자는 “공동주택은 구조상 세대 간 층간소음 발생이 불가피하고 이로 인한 이웃 간 분쟁이 증가하고 있다”며 “층간소음이 줄어든 살기 편한 집을 지을 수 있도록 기술개발에 더욱 노력하겠다”고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]