현대엔지니어링이 국내에서 처음으로 ‘천장형 차음 구조’를 개발했다고 15일 밝혔다.

천장형 차음 구조를 적용한 모습. /현대엔지니어링 제공

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천장형 차음 구조는 기존에 건설업계에서 활용하던 바닥형 차음 구조와 달리 층간소음 저감을 위한 구조를 천장에 시공하는 기술이다.

현대엔지니어링은 ‘제이제이엔에스’가 개발한 메타물질 방음소재를 건설현장에 적용하기 위한 현장실험과 구조개선을 진행했다. 층간 차음을 위한 차음판 시공 방법에 대한 공동특허 출원도 마쳤다.

천장형 차음 구조는 위층의 바닥(슬래브, Slab) 하부와 천장 마감 사이에 메타물질 방음소재를 시공하는 방식으로 층간소음을 차단한다. 위층 바닥 하부에는 고체전달음을 감소시키는 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 높였다.

층간소음의 발생원인은 중량충격음과 경량충격음으로 구분한다. 이 가운데 중량충격음은 주파수의 파장이 긴 저주파수 대의 소음이기 때문에 차단이 어려운 편이다.

천장형 차음 구조의 차음재로 사용되는 메타물질 방음소재에는 ‘다중 반공진 모드 기술’을 적용해 중량충격음대 주파수의 소음을 효과적으로 차단할 수 있다. 이 기술은 선택적으로 특정 주파수에서의 공기 유효밀도를 약 3000배 상승시켜 음파운동을 차단해 소음 저감효과를 높인다.

현대엔지니어링과 제이제이엔에스는 현장 실험을 통해 중량충격음 차단 효과를 극대화할 수 있는 주파수를 찾아 메타물질 방음소재에 적용했다. 이를 통해 기존 대비 중량충격음을 4데시벨(dB) 추가로 차단하는 효과가 나타나 이에 대한 공인기관 시험성적서도 획득했다.

이는 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 있는 것에 비해 우수한 성과를 거둔 것이다.

소재가 얇고 가벼워 시공과 유지보수 과정도 간편하다. 천장형 차음 구조의 메타물질 방음소재의 두께는 2~6mm이며 평당 무게는 2.7kg 수준이다. 건식공사가 가능하기 때문에 시공에 필요한 기간을 단축시킬 수 있다는 것도 장점이다. 실제 천장형 차음 구조 시공에는 3일 정도의 짧은 기간이 소요된다.

천장형 차음 구조는 기존 건축물의 골조 변경없이 추가 시공할 수 있다. 현대엔지니어링 관계자는 이 구조를 향후 노후아파트, 리모델링 현장, 층간소음 사후확인제 기준 미달 현장 등에 우선 적용할 수 있을 것이라고 설명했다.

노후아파트는 대체로 층고(실내높이)가 낮고, 바닥의 두께가 얇아 층간소음 차단이 잘 안 된다. 층간소음 문제 해결을 위해서는 바닥을 철거해 기존 바닥형 차음 구조를 보완 시공해야 한다. 하지만 주거공간의 층고가 낮아지는 등 효율이 떨어져 현실적으로 불가능하다. 구조 변경없이 간편하게 시공할 수 있는 천장형 차음 구조가 대안이 될 수 있다는 게 현대엔지니어링 관계자의 설명이다.

노후아파트의 골조를 허물고 다시 아파트를 짓는 재건축 사업과 달리, 기존 골조를 유지한 체 시공하는 리모델링사업 역시 천장형 차음 구조를 적용하면 층간소음을 효과적으로 줄일 수 있다.

층간소음 사후확인제 기준 미달 현장의 보완시공 방법으로 활용할 수도 있다. 과거에는 아파트 완공 전 바닥모형으로 층간소음을 사전에 측정했다. 하지만 최근 ‘공동주택 층간소음 사후확인제’를 도입해 지난 2022년 8월 4일 이후 사업승인을 받은 아파트는 완공 후 바닥충격음 시험을 진행해야 한다.

기준 미달이 나올 경우 바닥을 철거한 뒤 재시공이 필요해 시간과 비용 많이 들어간다. 천장형 차음 구조를 통해 보완 시공할 경우 공사기간 단축과 비용절감 등의 효과를 볼 수 있을 것으로 예상된다.

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 보편화할 것”이라고 말했다. 이어 “현대엔지니어링은 층감소음 저감을 위한 지속적인 연구개발을 통해 입주민이 층간소음 문제에서 자유로워질 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

박지윤 기자(jypark@chosunbiz.com)

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