LH가 층간소음 해결을 위해 적극 나서고 있다. 지금까지도 ‘공동주택 5대 하자’ 의 하나로 층간소음을 집중 관리해 왔으나, 정부의 바닥 기준 강화로 더욱 시급한 당면과제로 떠오름에 따라 연구에 박차를 가하기 시작한 것이다.
지난 9월 6일 건설회관에서 개최된 <공동주택 바닥충격음 저감기술 세미나>에서 LH 토지주택연구원 김상연 연구단장은 “우리나라 현실에서 분양가와 국민들의 선호도를 고려할 때 기존 벽식구조의 슬래브 두께와 완충재 성능개선을 통한 복합적인 대안을 모색하는 것이 현실적 대안”이라고 분석했다.
김상연 단장은 “라멘구조는 층간소음 개선에 큰 효과가 있지만 비용이 높게 증가하는 단점이 있기 때문에 앞으로 연구는 계속해 나가겠지만 현실적으로는 벽식구조를 개선해 나가야 한다”며, “슬래브 두께가 증가하면 고유진동수가 증가해 중량충격음이 저감되는데, 이러한 ‘진동이론’에 근거한 새로운 융복합 연구가 요구된다”고 설명했다.
아울러 “인정바닥기준을 충족하기 위해 완충재를 사용하지만 현재 기술수준으로는 경량충격음 해소에만 효과가 있기 때문에 사회적으로 문제가 되는 중량충격음(아이들이 뛰는 소리)을 저감할 수 있는 완충재가 개발돼야 한다”고 말했다.
이날 세미나에서는 국내 바닥충격음 저감기술의 현황과 특히, 중량바닥충격음 저감을 위한 진동감쇠의 기본개념 및 연구사례 등 저감기술의 새로운 접근방법에 대한 주제발표와 토론이 진행됐다.
■LH 토지주택연구원 김상연 연구단장
- 국내 바닥충격음 저감기술 현황 및 기술개발 방향
■층간소음 문제와 바닥충격음
바닥충격음은 공동주택의 층간소음 문제를 유발시키는 주원인이다. 입주자 간의 분쟁 심화, 사회적 문제로, 그간의 여러 기술개발 노력에도 불구하고 여전히 쟁점이 되고 있어 근원적 해결 노력이 필요하다.
지난해 층간소음 이웃사이센터에 접수된 현장진단 신청건수 1천70건을 기준으로 원인별 층간소음을 분류해보면, 중량충격음에 속하는 아이들의 뛰는 발소리가 70% 이상을 차지하는 것으로 나타난다. <표 참조>
■<표> 층간소음의 원인별 분류
당연히 피해자는 위층보다 아래층 거주자로 전체의 76.2%를 차지하며, 소음진동발생지 미상이나 아래ㆍ옆집에서 발생한 소음이 23.8%이다. 이로 인한 민원현황을 2005년부터 2011년까지 7년간 16개 시도에서 집계한 결과, 2005년 114건에서 2011년 362건으로 3배 이상 증가한 것으로 나타났다.
◇바닥충격음의 종류=바닥충격음에는 경량충격음과 중량충격음이 있다. 경량충격음은 구두 발자국 소리, 의자나 책상을 끌 때, 숟가락 등 물건 낙하시 발생하는 음으로 중ㆍ고주파수 음성분이 많다. 충격음의 레벨은 표면(마감)재의 유연성에 크게 영향을 받으며 슬래브 고정조건 및 면적 등의 영향은 작다.
반면 중량충격음은 어른 보행, 애들 뜀 등에 의해 발생하는 무겁고 지속시간이 긴 충격음으로 낮은 주파수 성분의 음이 많다. 충격음 레벨은 마감재의 유연성에는 거의 관계가 없으며, 구조 슬래브 고정조건 및 면적 등의 영향이 크다.
◇바닥충격음의 레벨 결정 요인=충격원의 특성, 바닥구조의 진동 특성, 하부 세대 실내의 음향특성, 기타 음의 저감장치 등이 있다. 충격원의 특성은 경량과 중량으로 구분해 평가시에는 표준충격원(경량충격원, 중량충격원)을 사용한다.
특히 바닥구조는 슬래브의 두께, 면적, 단부 고정조건, 공법 슬래브의 진동 특성이 바닥충격음 레벨을 결정하는 데 큰 영향을 미친다. 기타 바닥에 설치되는 완충재, 진동의 감쇠장치 등에 따라 차이를 나타낸다.
■정부, 바닥충격음 인정기준 강화
◇표준바닥구조와 인정바닥구조=표준바닥구조란 바닥 두께를 일정기준 이상으로 시공하는 바닥구조로 벽식구조 210mm 이상, 무량판구조 180mm 이상, 기둥식 라멘(기둥식) 구조는 150mm 이상이다. 인정바닥구조는 슬래브 두께와 상관없이 실험실에서 측정결과가 일정 성능을 충족하는 바닥구조로, 경량충격음은 58db이하(4등급), 중량충격음은 50db이하(4등급)이다.
◇강화된 바닥구조 인정기준=2005년 7월부터 시행돼 온 현행기준은 공동주택 층간소음 저감을 위해 일정두께(표준바닥구조) 또는 일정성능(인정바닥구조)을 선택적으로 충족을 의무화하면 됐다.
그러나 이번에 강화된 <공동주택 바닥충격음 차단구조 인정 및 관리기준>(2013.7.17, 개정안 행정 예고)에 따르면 앞으로 표준바닥구조와 인정바닥구조를 통합해 ‘일정두께’와 ‘일정차단성능’을 모두 만족하는 바닥구조 시공을 의무화해야 한다.
일정두께란 표준바닥구조의 경우 벽식 210mm(단, 기둥식 구조는 150mm) 이상, 일정차단성능은 측정된 경량충격음의 경우 58dB, 중량충격음의 경우 50dB 이하를 만족시켜야 한다.
◇기존 연구 및 기술현황=▷슬래브의 두께 변화 ▷실의 위치 ▷구조형식(벽식/기둥식 등) ▷완충재 유형 ▷인정바닥구조 등의 특성 및 현황으로 구분해 살펴볼 수 있다.
슬래브 두께 30 증가시 중량충격음은 1~2db 감소하고 고유 진동수는 5Hz증가한다. 고유진동수가 증가는 중량충격음이 저감됨을 의미하는 것으로 슬래브 두께가 증가하면 중량충격음은 감소하지만, 32평형 기준(슬래브 180에서 210 증가시)으로 볼 때 3.4~6%의 공사비가 증가한다. 그러나 벽식구조에 비해 성능개선 효과가 우수한 라멘조의 경우 이보다 높은 공사비가 상승한다.
현행 기준에서는 거실을 기준으로 충격음을 측정한다. 그러나 침실에서 중량충격음을 크게 느끼고 전달받기 때문에 앞으로 침실을 고려할 필요가 있다.
그 밖에 바닥면적이 작을수록, 정방형일수록 충격음이 상승한다. 따라서 거실 LㆍDㆍK의 배치의 경우 일자형 배치보다 분리형 배치가 유리함을 고려해 설계해야 한다.
한편, 여러가지 완충재를 사용해 정부의 인정바닥기준을 맞추고 있다. LH와 건기연의 표준실험동에서 시공후 경량충격음 및 중량충격음 측정한다.
지난 8월까지 약 128여개 완충재가 인정받았는데 이를 조사한 결과 완충재의 소재는 EPS가 46%로 가장 많았으며 복합소재는 27%였다. 성능은 복합재질이 우수한 것으로 나타났다. 또한 경량충격음은 1등급과 2등급이 90% 이상으로 우수하고, 중량충격음은 80% 이상이 3등급과 4등급으로 낮게 나타났다.
■향후 기술개발 방향
◇지속적 기준 강화=경량충격음은 바닥 마감재 등으로 쉽게 해결할 수 있지만 중량충격음은 ▷바닥의 강성 증대 ▷구조 형식의 변경 ▷감쇠 시스템의 적용 등 특별한 조치가 필요하다. 이에 따라 신축 공동주택은 강화된 기준으로 성능을 향상시키고, 기존 공동주택 및 다세대, 연립주택 등은 보강공법을 개발해야 한다.
◇차음성능 우수한 슬래브 구조 개발=시공성과 경제성을 고려한 구조형식 검토돼야 한다. 라멘조는 공사비가 크게 증대해 입주자 부담이 증가한다.
따라서 벽식구조의 슬래브 두께 증가로 인한 성능 향상을 최대한 활용해 슬래브 두께와 부합되고 시너지 효과가 있는 공법 및 자재를 개발해야 한다. 또한 기타 차음성능이 우수한 중공슬래브 공법 등을 개발해야 한다.
◇새로운 유형의 완충재 개발=기존 완충재는 중량충격음 저감에 한계가 있다. 내구성, 난방 온도변화에 따른 열변형, 시공시 침수 흡수 문제 등 심도 있는 검토가 요구된다. 또한 습식공법 유형, 복합소재의 심화연구 등 새로운 유형의 완충재를 연구ㆍ개발해야 한다.
◇기타 신공법ㆍ자재 개발=진동이론에 기초한 새로운 유형의 공법으로서, 건축분야와 기계진동, 물리학 등 융복합연구가 필요하다. 인정보다는 성능을 중시해 개발해야 하며, 시공성과 내구성을 함께 고려해야 한다.
◇기존 저성능 주택 문제해결=1990년대 아파트(슬래브 두께 120ㆍ135ㆍ150mm), 다세대, 연립 등 품질이 낮은 공동주택과 같이 슬래브 두께가 얇은 기존 아파트의 보강 방안이 마련돼야 한다.
