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현대엔지니어링은 15일 기존에 업계에서 활용되던 바닥형 차음 구조와 달리 층간소음 저감을 위한 구조를 천장에 시공하는 천장형 차음 구조를 개발했다고 밝혔다.
천장형 차음 구조 개발을 위해 현대엔지니어링은 제이제이엔에스가 개발한 메타물질을 활용했다. 메타물질이란 자연계에 존재하지 않는 물성을 구현하기 위해 인공적으로 설계된 물질이다.
이를 방음소재를 건설현장에 적용하기 위해 현대엔지니어링은 그간 현장실험 및 구조개선을 진행했고, 그 결과 공동특허(층간 차음을 위한 차음판 시공 방법) 출원을 완료했다.
현대엔지니어링이 개발한 천장형 차음 구조는 위층의 바닥(슬래브, Slab)하부와 천장 마감 사이에 메타물질 방음소재를 시공하는 방식으로 층간소음을 차단한다. 위층 바닥 하부에는 고체전달음을 감소시켜주는 방음소재를, 천장 바로 위에는 공기전달음을 차단하는 방음소재를 적용한다.
층간소음은 바닥과 벽체와 같은 고체전달음이 공간을 통해 공기전달음으로 바뀌며 발생하는데, 두 전달음의 저감에 효과적인 각각의 방음소재를 활용해 효율을 높였다는 게 현대엔지니어링의 설명이다.
또 천장형 차음 구조의 차음재로 사용되는 메타물질 방음소재에는 '다중 반공진 모드 기술'이 적용돼 중량충격음대 주파수의 소음을 효과적으로 차단할 수 있다. 층간소음의 발생원인은 중량충격음, 경량충격음으로 구분된다. 이 중 중량충격음은 주파수의 파장이 긴 저주파수 대의 소음으로 차단이 어렵다고 알려져 있다.
현대엔지니어링의 천장형 차음 구조는 선택적으로 특정 주파수에서의 공기 유효밀도를 약 3000배 상승시켜 음파운동을 차단하는 방식으로 소음 저감효과를 높일 수 있다.
현대엔지니어링, 제이제이엔에스 양사는 현장실험을 통해 중량충격음 차단 효과를 극대화할 수 있는 주파수를 찾아 메타물질 방음소재에 적용했다. 그 결과 기존 대비 중량충격음을 4dB(데시벨) 더 차단하는 효과를 확인했으며, 이에 대한 공인기관 시험성적서도 획득했다. 2~6mm 두께의 메타물질 방음소재로 4dB의 중량충격음 저감효과를 본 것이다.
기존 바닥형 차음 구조에서는 바닥 두께를 약 30mm 정도 더 두껍게 시공해야 1~2dB 정도의 중량충격음 저감효과를 얻을 수 있다고 알려져 있는 것과 비교해 우수한 성과다.
또 현대엔지니어링의 천장형 차음 구조는 소재가 얇고 가벼워 시공 및 유지보수 과정이 간편하다는 장점이 있다. 천장형 차음 구조의 메타물질 방음소재의 두께는 2~6mm이며, 평당 무게는 2.7kg 수준이다.
건식공사가 가능해 시공에 필요한 기간을 상당히 감소시킬 수 있다는 것도 장점이다. 실제 천장형 차음 구조 시공에는 약 3일정도의 짧은 기간이 걸린다.
현대엔지니어링은 천장형 차음 구조가 기존 건축물의 골조 변경없이 추가 시공할 수 있어 향후 노후아파트, 리모델링 현장 등에 우선적으로 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
노후아파트의 경우 대체로 층고(실내높이)가 낮고, 바닥의 두께가 얇아 층간소음 차단이 잘되지 않는다. 층간소음 문제 해결을 위해서는 바닥을 철거해 기존 바닥형 차음 구조를 보완시공해야 하지만, 주거공간의 층고가 낮아지는 등 효율이 떨어져 현실적으로 불가능하다. 이 가운데 천장형 차음 구조를 활용할 경우 구조 변경 없이 간편하게 시공할 수 있다.
마찬가지로 노후아파트의 기존 골조를 유지한 채 시공하는 리모델링 사업에도 천장형 차음 구조를 적용하면 층간소음을 효과적으로 줄일 수 있다.
현대엔지니어링 관계자는 "천장형 차음 구조는 메타물질 방음소재를 기반으로 기존 바닥형 차음 구조의 한계점을 보완할 수 있는 새로운 층간소음 저감 기술"이라며 "아파트 리모델링 현장 등 골조 변경없이 층간소음 저감이 필요한 현장을 시작으로 보편화 될 것"이라고 말했다.
