가. 나슬래브 대비 기존 바닥구조 비교

Fig. 4의 case 1과 case 2 조건에 대한 바닥충격음 레벨 비교를 통해 나슬래브 구조 대비 기존 현장의 표준 충격원별 차단성능을 나타내었다. 또한 Table 2에서 충격원별 나슬래브 구조와 기존 바닥구조의 단일수치 평가량과 저감량을 나타내었다.

Fig. 4 
Floor impact sound according to different floating floor structures without ceiling measured using three types of the impact sources in the bed room (case 1: bare slab, case 2: bare slab + existing floating floor, case 3: bare slab + developed floating floor)

Fig. 4(a)를 통해 고무공 충격원의 측정결과를 분석한 결과, 나슬래브 구조 대비 기존 현장의 바닥구조에서 125 Hz 이하의 주파수 대역과 250 Hz 이상의 중고주파수 대역에서 바닥충격음 레벨이 저감되는 것을 확인할 수 있었다.

하지만 125 Hz ~ 200 Hz에서 저감성능이 미비하거나 바닥충격음 레벨이 약간 높게 나타난 주파수 대역도 나타났다. 단일수치 평가량은 상부 바닥구조에 의해 2 dB 저감된 것을 확인하였다. 마찬가지로 뱅머신의 경우도 전반적으로 고무공 충격원의 주파수특성과 유사한 경향을 나타내었다. 단일수치 평가량은 나슬래브 대비 4 dB 저감된 것으로 나타났다.

태핑머신의 경우 나슬래브 구조 대비 기존 현장의 바닥구조가 바닥 두께가 두껍고, 바닥표면마감재로 인해 전주파수대역에서 바닥충격음 레벨이 저감되는 것을 확인하였다. 단일수치 평가량 비교 시 14 dB의 저감성능을 나타냈다. 이는 바닥 두께 증가의 영향보다 바닥마감재의 영향이 큰 것으로 사료된다.

나. 나슬래브 대비 개선 바닥구조 비교

Case 1의 120 mm 나슬래브 구조 대비 case 3의 완충재 EPS 20 mm와 경량기포콘크리트 45 mm, 마감몰탈 55 mm와 바닥 표면마감재 6 mm를 설치한 선 바닥구조(뜬바닥 구조)의 안방에서의 바닥충격음 차단성능 측정결과를 Fig. 4를 통해 비교·분석하였다.

고무공 충격원의 측정결과인 Fig. 4(a) case 1과 case 3을 통해 확인한 결과, 저주파수 대역과 고주파수 대역에서도 바닥충격음 레벨이 저감되는 것을 확인하였으며, 주파수 대역별로 5 dB ~ 18 dB 저감된 것을 확인할 수 있었다. 뱅머신도 고무공 충격원과 마찬가지로 주파수 대역별 경향성이 유사하게 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 저감 효과는 개선 바닥구조를 뜬바닥 구조로 설계하여 내부 완충재의 성능이 효과적으로 발휘되었기 때문인 것으로 판단된다.

태핑머신의 경우 중량충격음 대비 주파수 대역별 저감폭과 단일수치 저감량이 보다 크게 나타났다. 이는 앞서 기존 바닥구조의 바닥 표면마감재 보다 두꺼운 마감재 및 뜬바닥 구조 설치에 의한 영향인 것으로 파악된다.

또한, 단일수치 평가량은 고무공 충격원의 경우 64 dB에서 55 dB로 9 dB 저감되었고, 뱅머신의 경우 60 dB에서 52 dB로 8 dB 저감되었으며, 경량충격음은 80 dB에서 58 dB로 22 dB 저감된 성능을 확인하였다.

다. 기존 바닥구조 대비 개선 바닥구조 비교

개선 바닥구조 시공으로 인한 슬래브 상부의 바닥충격음 저감효과를 검토하기 위해 기존현장의 바닥구조의 조건 case 2와 기존 바닥구조를 뜬바닥 구조로 변경한 개선 바닥구조 case 3의 바닥충격음 레벨을 Fig. 4의 (a) ~ (c)를 통해 비교하였다. 또한, 실험 case의 단일수치 평가량과 저감량을 비교하여 Table 2로 나타내었다.

고무공 충격원의 경우 개선 바닥구조를 설치하였을 때 기존 바닥구조 대비 63 Hz의 저주파수 대역에서 바닥충격음 레벨의 저감은 확인하기 어려웠으며, 125 Hz 이상 주파수 대역에서 저감이 이루어지는 것을 확인하였다. 중고주파수대역에서 바닥충격음 레벨의 저감으로 인해 단일수치 평가량은 62 dB에서 55 dB로 7 dB 저감되는 것을 확인하였다. 뱅머신의 경우 주파수대역 결과를 검토한 결과, 뜬바닥 구조를 설치하였을 때의 주파수대역의 저감성능은 미비하게 나타났으며, 특히 63 Hz 이하의 특정주파수 대역에서 바닥충격음 레벨이 기존 바닥구조보다 약간 증가된 경우도 확인하였다. 마찬가지로 100 Hz ~ 1000 Hz 대역을 제외한 고주파수 대역에서는 기존바닥구조의 충격음레벨보다 높게 나타나는 주파수대역 또한 확인하였다. 이는 완충재를 포함한 개선 바닥구조가 중량충격음의 저주파수 대역에서 효과적으로 바닥충격음 레벨을 저감하기에는 제한적임을 보여주는 것으로 판단된다.

태핑머신의 경우 개선 바닥구조를 설치함으로써 100 Hz 이하의 저주파수 대역에서는 바닥충격음 레벨이 높게 나타나는 것을 확인하였으며, 단일수치 평가량을 결정하는 125 Hz ~ 2000 Hz에서는 2.7 dB ~ 11.7 dB의 충격음 레벨이 저감되는 것을 확인하였고 단일수치 평가량은 6 dB 저감되는 것으로 평가되었다. 나슬래브 대비 저감량과 비교하여 낮은 저감량을 나타냈다. 이는 기존 바닥구조과 개선 바닥구조 모두 바닥마감재의 존재로 인해 주파수대역의 저감이 큰 폭으로 나타나지 않은 것이라 판단된다.

슬래브 상부의 바닥구성층만 고려하였을 때 개선 바닥구조가 기존 현장의 바닥구조의 두께보다 얇아졌지만 단일수치 평가량으로 4 dB ~ 7 dB의 바닥충격음 저감성능이 향상된 것을 확인하였다. 이는 무엇보다 개선 바닥구조를 뜬바닥층으로 설계함에 따라 얻어진 결과로 사료된다.

가. 나슬래브 대비 기존 바닥구조 비교

앞서 진행된 안방의 나슬래브 대비 기존 바닥구조를 거실에서 동일하게 설치 후 측정을 진행하였으며, 측정결과는 Fig. 5의 case 5, 6과 같으며, 단일수치 평가량과 저감량은 Table 3에 나타내었다.

Fig. 5 
Floor impact sound according to different floating floor structures without ceiling measured using three types of the impact sources in the living room (case 5: bare slab, case 6: bare slab + existing floating floor, case 7: bare slab + developed floating floor)

Fig. 5(a)를 통해 고무공 충격원 측정결과를 분석한 결과, 안방의 고무공 충격원 측정결과와 유사한 주파수 대역별 결과를 나타내었으며 마찬가지로 나슬래브 측정결과보다 충격음 레벨이 증가하는 주파수대역을 나타남을 확인할 수 있었다.

하지만 단일수치 평가량은 안방의 측정결과보다는 낮은 단일수치 값을 보였으며, 저감폭도 더 높게 나타났다. 뱅머신의 경우 2000 Hz 이하의 주파수 대역에서는 안방과 유사한 경향의 주파수대역 특성을 보였지만, 2000 Hz 이상의 주파수 대역에서는 나슬래브 구조의 측정결과보다 바닥충격음 레벨이 높아지는 경향을 보였다. 경량충격음의 경우 250 Hz 대역에서 나슬래브 대비 높은 저감성능을 나타내었으며, 이에 따라 단일수치 평가량도 74 dB에서 57 dB로 높은 저감성능을 나타냈다.

나. 나슬래브 대비 개선 바닥구조 비교

Fig. 5의 case 5, 7 비교를 통해 나슬래브 구조 대비 개선 바닥구조의 충격원별 측정결과를 분석하였으며, Table 3을 통해 단일수치 평가량과 저감량을 나타내었다.

거실에서 나슬래브 구조와 개선 바닥구조의 고무공 충격원 가진 시 나타나는 1/3 옥타브밴드의 주파수 특성을 분석한 결과, 안방 측정 결과와 마찬가지로 분석한 주파수대역에서 모두 저감되는 것을 확인하였으며, 125 Hz 이상의 주파수 대역에서 큰 폭으로 바닥충격음 레벨이 저감된 것을 확인하였고, 단일수치 평가량 또한 59 dB에서 50 dB로 저감된 것으로 나타났다. 충격력이 강한 뱅머신의 경우 안방 측정결과와 달리 뜬바닥 구조의 특성에 따라 중저주파수 대역의 중량충격음에서 저감성능이 거의 나타나지 않았으며, 200 Hz ~ 4000 Hz의 주파수대역에서는 저감성능이 나타나는 것을 확인하였다. 이로 인해 나슬래브 구조 대비 개선 바닥구조에서 단일수치 평가량이 5 dB 저감된 것으로 나타났다.

태핑머신의 경우 125 Hz 이하의 주파수 대역에서는 바닥충격음 저감성능이 미비하게 나타났다. 하지만 단일수치 평가량의 영향을 미치는 중심주파수 대역의 저감량이 큰폭으로 저감되는 것으로 나타났고, 나슬래브 구조의 74 dB에서 개선 바닥구조를 설치한 후 50 dB로 된 것을 확인하였다.

안방 측정결과와 비교 시 단일수치 평가량은 더 낮게 나타났지만 저감량 차이는 비슷한 것으로 보이며, 안방과 거실 같이 평면이 다른 조건에서도 저감 성능은 유사하게 나타나는 것으로 분석되었다.

다. 기존 바닥구조 대비 뜬바닥 구조 비교

앞서 안방과 마찬가지의 구조로 거실에서 충격원 별로 측정을 진행하였으며 Fig. 5의 case 6, 7을 통해 1/3 옥타브밴드의 결과를 나타내었고, Table 3을 통해 단일수치 평가량과 저감량을 나타내었다.

Fig. 5(a)의 고무공 충격원 측정결과, case 6의 기존 현장의 비뜬바닥 구조에서 case 7의 뜬바닥 구조로 바닥구조 변경 시 주파수 대역별 저감된 성능을 확인하였으나, 저감되는 폭이 크지 않게 나타났다. 안방과 마찬가지로 저주파수 대역보다 125 Hz 이상의 중고주파수 대역에서의 저감이 크게 나타났다. Fig. 5(b)의 뱅머신의 경우 특정 주파수 대역에서 case 6의 기존 현장의 바닥구조보다 바닥충격음 레벨이 증가된 주파수 대역을 확인할 수 있었으며, Fig. 5(a)의 고무공 충격원과 마찬가지로 저주파수 대역의 저감효과는 보이지 않았으며 250 Hz 이상의 주파수 대역에서 적게나마 바닥충격음 레벨이 감소한 것을 확인하였다. 하지만 같은 구조의 안방과 비교하여 더 낮은 바닥충격음 레벨의 감소를 확인할 수 있었다. 태핑머신의 경우도 안방의 측정결과와 유사한 주파수 대역 결과를 나타냈으며 125 Hz 이하의 저주파수대역과 2000 Hz 이상의 고주파수 대역에서 case 6의 기존 현장의 바닥구조 대비 바닥충격음 레벨이 증가하는 경향이 나타나는 것으로 분석되었다. 또한 단일수치 평가량의 저감폭도 마찬가지로 7 dB 저감됨으로써 안방과 유사한 저감량을 나타냈다.

안방 측정결과와 비교하였을 때, 단일수치 저감량과 충격원 별 주파수대역의 특성도 마찬가지로 큰 차이 없이 유사하게 분석되어 실의 평면형태의 따른 충격음의 차이는 미비한 것으로 분석되었다.