공동주택 차음성능 향상을 위한 세대간 벽체 시스템의 개발

Abstract

오늘날 공동주택이 고층화, 대형화, 밀집화 되어가면서 지난 20~30년간 급성장한 국내 공동주택의 주거환경에 대한 각종 불만과 민원이 발생하고 있다. 이에 2006년 1월부터 일반인이 주택성능을 미리 파악할 수 있도록, 주택성능등급 표시 제도를 시행하고 있다. 주택성능등급제도는 주거환경요소들에 대해 객관적인 등급으로 평가하고, 이를 보장하는 장치로, 이중 소음관련 등급항목은 경량충격음, 중량충격음, 화장실소음, 세대간 경계소음이 있다. 이중 세대간 경계소음은 최근 무량판구조등 복합구조가 증가하는 추세에 있어서 그 중요성이 부각되고 있다. 현재 국내에선 주택건설기준 등에 관한 규정 제14조 제1항 및 건설교통부고시 제 1999-393호 벽체의 차음구조인정 및 관리기준에 따라 벽체의 차음구조를 인정하고 있으며, 주택성능등급표시제도상 차음성능에 따라 3가지 등급으로 나누고 있다. 이에 여러 벽체시스템이 연구 개발되고 있으며, 그중 대부분은 석고보드 시스템으로 시공이 간단하여 보편화되어 있으나, 가변성이 좋지 않고 습기에 취약하여 Wet Area에 적용하기 곤란한 단점이 있다. 또한 석고보드시스템은 구성요소에 대한 성능평가를 통해 설계인자의 도출이 많았고, 이에 이론적, 실험적 연구도 뒤따라 많은 데이터가 도출되어 있다. 반면 면밀도가 높고 복합구조에 적용성이 좋은 경량콘크리트패널의 경우 구성요소별 성능평가에 관한 구체적인 연구가 이루어진 사례가 없어, 차음 성능의 특성이 도출되지 않고 있다. 본 연구에서는 경량콘크리트패널을 이용한 경량벽체에 있어 차음성능 개선방안을 모색하고자, 잔향실 실험을 통해 단일벽체의 성능요인을 분석하고, 복합구조의 차음성능 구성요소 특성을 파악하여, 주택성능등급표시제도 차음성능등급을 기준으로 Rw+C=58 이상의 1등급 벽체시스템을 개발한다. 본 논문은 총 5장으로 구성되어 있으며, 각 장의 내용은 다음과 같다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 목적, 연구방법 및 범위에 대해서 기술 하였다. 제 2장에서는 크게 4가지로 나누어 이중벽체의 차음이론과 차음성능 측정방법, 국내외 차음성능 평가방법, 국내외 차음성능기준 및 주택성능등급 표시 제도에 대한 문헌조사를 기술하였다. 제 3장에서는 국내 경량벽체의 종류별 특성과 벽체의 차음구조 인정현황에 대해 기술하고, 대표적인 차음성능 인정구조의 차음성능 특성을 비교하였다. 제 4장에서는 잔향실 실험을 통한 구성요소의 성능을 평가 하였으며,경량콘크리트 패널의 차음성능 특성을 도출하기 위한 실험 조건은 다음과 같다. 1) 밀도변화에 따른 단일 벽체의 차음특성 2) 공기층 두께 변화에 따른 이중 중공벽의 차음특성 3) 이중벽 내 흡음재와 공기층 두께 변화에 따른 차음특성 상기 실험을 통해 얻어진 특성을 바탕으로 1등급 벽체 시스템을 개발하고, 그 차음성능을 분석하였다. 제 5장에서는 각 장에서 얻어진 결과를 종합하여 결론을 도출하였다.; Today, as apartment housing buildings are high-rising, larger-scaled and concentrated, their residents' dissatisfactions with and complaints about the living environment in their 20~30-years old apartment complexes. In such a circumstance, a housing performance rating system has been operated since January, 2006 for ordinary citizens to understand the housing performance. The new system specifies an objective rating of the living environmental elements and thereby, ensures their performance officially. The items rated for noises are light-weight impact sound, heavy-weight impact sound, toilette noise and inter-household boundary noise. Among them, the inter-household boundary noise attracts more and more attention because such complex structures as flat slab construction are increasingly used recently. Currently, the sound reduction structure of the wall is regulated by relevant authorities according to Article 14, Section 1 of "Housing Construction Criteria" and Construction and Transportation Ministry Announcement No. 1999-393 "Sound Reduction of Walls and Its Management", while the housing performance is rated into 3 classes depending on their sound reduction performance. Thus, various wall systems are being researched into and developed currently. Most of them are gypsum board systems which are simple-to-construct enough to be popular, but they are less variable and vulnerable to wet, which means that they cannot well be applied to wet areas. Anyway, the gypsum board system has been much evaluated for performance of its elements and its design factors have been fully determined, and various theoretical and experimental researches have produced a sufficient database about it. In contrast, the light-weight concrete panel system featuring high plane density and good applicability to complex structures have little been assessed for its performance, much less its sound reduction performance. In such a circumstance, this study was aimed at improving the sound reduction performance of the light-weight walls using the light-weight concrete panels. To this end, the researcher used the reverberation chamber test mode to analyze the factors determining the performance of a single wall and identify the characteristics of the sound reduction elements of the complex structure, and thereby, developed a first-class wall system of Rw+C=58 or higher on the scale of sound reduction performance under the housing performance rating system. This study consists of 5 chapters in total; The first chapter introduces background, objective, methods and scope of the study. The second chapter reviews the relevant literature about 4 aspects of sound reduction for apartment housing buildings: theories about sound reduction of dual wall and measurement of sound reduction performance, methods of assessing sound reduction performance in Korea and abroad, sound reduction performance criteria and housing performance rating systems in Korea and abroad. The third chapter describes characteristics of each light-weight wall used in Korea and sound reduction structures certified so far, and thereupon, compares the sound reduction performances among those structures certified. The fourth chapter discusses the results from the reverberation chamber for assessment of each element's performance. The conditions or checklist for testing the sound reduction performance of the light-weight concrete panels was set up as follows; 1) Sound reduction characteristics of a wall depending on changing density 2) Sound reduction characteristics of the dual cavity wall depending on changes of the air layer thickness 3) Sound reduction characteristics depending on sound absorbing materials for dual wall and changes of the air layer Based on the results of the test, the researcher developed a first-class wall system and thereby, analyzed its sound reduction performance. The fifth chapter sums up and concludes the study.