층간소음 저감을 위한 바닥마감재의 역할(3)(한국아파트신문,2013.9.18) > 칼럼

현대의 경제적인 발달과 더불어 직업의 다양화, 전통적인 대가족 제도에서 핵가족화 등으로 인하여 인구증가율이 점차 커짐에 따라 주거공간 확보에 어려움이 발생되었으며, 이에 따라 적은 면적에 많은 세대수를 거주시킬 수 있는 건축계획을 필요로 하게 되는데, 이 계획으로 인해 나타난 주거형태가 공동주택이다. 이들 단위주호는 토지의 이용률을 높이고 주호당 건설비와 유지관리비를 줄일 수 있으며, 일상생활에 필요한 공동시설을 집약시킨 바람직한 주거환경을 제공받을 수 있다는 점에서 유리하다.

근대적인 공동주택은 인구가 도시로 집중됨에 따라 한정된 토지에서 대량의 주택을 공급하려는 요청에 의해 발생한 것이다. 집단지 주택의 역사적인 기원은 18세기말 산업혁명을 계기로 영국에서 사회적인 문제로 등장한 주거환경의 악화와 주택공급량 부족현상을 해결하기 위해, 하워드(F. Howard)가 제창한 전원도시(1898)와 레치워스(Letchworth)에서 실현된 집합주택(1903)으로 거슬러 올라가며, 현대 도시의 주된 주거양식으로 등장하게 되었다. 국내 공동주택의 활성화는 1980년대에 접어 들면서 정부 정책과 맞물려 부흥기를 맞이하고 있다고 보면 된다. 아파트에 거주를 하면 부의 상징이고 행복의 척도라고 간주되던 시기가 있었던 반면에 2013년 현재 층간소음에 시달리고 있는 사람들은 아파트가 지옥이라고 말하고 있는 실정이다.

층간소음은 왜 이들을 이렇게 만들고 있을까? 많은 원인이 존재하고 있지만 우선적으로 국내 공동주택의 바닥구조를 세밀하게 살펴보는 것이 효과적이다. 물론 국내 공동주택의 바닥구조의 모순으로 인해 층간소음이 증가하고 있다고 단정짓는 것은 아니지만, 층간소음의 발생의 주 원인인 것만은 분명하다. 국내 공동주택 바닥구조는 외국과는 달리 철근콘크리트 슬래브를 모재로 하고 슬래브와 마감몰탈층 사이에 다층의 단열층이 있으며 필요시에는 자갈과 같은 축열층을 부가 시공하고 있는 온돌이라는 특수한 난방방식을 채택하고 있다. 따라서 온돌바닥에 가해진 충격음에 의해 온돌구성층이 진동할 때 이 음에너지를 흡수하거나 완화시키기 위하여 철근콘크리트 슬래브와 마감몰탈층 사이에 있는 층을 완충층이라 할 수 있으며 이러한 관점에서 본다면 국내 공동주택 바닥구조는 뜬 바닥구조(Floating floor)라 할 수 있다.

경량충격음의 경우, 완충층 변화에 따라 차음성능개선량에 변화가 있는 반면에, 중량충격음은 완충층을 변화시켜도 차음성능향상에 효과는 기대하기 힘들며, 슬래브 조건에 따라 영향을 받기 때문에 차음성능을 확보하기 위해서는 질량과 강성이 큰 철근콘크리트 슬래브 조건(두께, 면적, 지지조건)을 강화시켜 슬래브의 곡면진동을 억제시켜야 한다. 일반적으로 충격에 의해 생기는 슬래브의 진동은 수음실의 공기를 여진시켜 바닥충격음 레벨을 수음실로 전달한다. 이때 무겁고 단발의 충격을 대표하는 타이어에 의해 가진된 바닥구조의 진동은 완충층이 압축되어 완충능력이 없어지기 때문에 가진력이 그 밑에 있는 슬래브로 그대로 전달되어 수음실로 방사되는 중량충격음 레벨은 슬래브 조건변화에 따라 거의 결정된다고 해도 과언은 아니다. 따라서 중량충격음 레벨은 완충층의 변화보다는 슬래브 두께, 면적, 지지조건 등의 변화에 따라 충격음레벨이 변화하게 된다. 융단이나 다다미 등 부드러운 바닥마무리재를 사용하면 바닥충격음이 작아지게 되는 것은 주지의 사실이나 주로 이것은 바닥 마무리재의 스프링에 의해 충격시간이 길고 피크 충격력이 작기 때문이다.

경량충격원인 경우 마감재료를 PVC바닥재(비닐장판) 및 매트류로 마감하였을 때, 250Hz 대역에서 차음성능의 저하현상을 나타내고 고음역에서는 차음성능의 개선효과가 뚜렷하다. 그러나 충량충격원의 경우에는 차음성능 개선효과가 거의 없다. 이러한 이유는 바닥충격음은 바닥에 작용하는 운동력에 의하여 발생하므로, 충격원이 바닥에 떨어진 순간 가해지는 충격은 물체의 질량과 속도의 변화율에 비례하기 때문이다. 바닥이 딱딱하여 감속율이 빨라지면 충격원은 매우 큰 진폭과 매우 짧은 순간의 역파를 발생시킨다. 그러나 바닥이 탄력성이 있는 표면층이면 감속율은 보다 떨어져서 작은 진폭과 다소 긴 순간의 역파를 발생시키기 때문에 경량충격원의 중ㆍ고음역에서는 그 차음성능이 개선된다고 할 수 있다.