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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 25
제1절 연구개발의 목적 25
제2절 연구개발의 필요성 26
제2장 국내외 기술개발 현황 28
제1절 국내외 차음성능 기준 28
제2절 고차음용 부품 및 재료의 차음특성 31
제3절 국내외 경량 차음벽체 현황 40
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 71
제1절 경량벽체의 차음특성 71
제2절 경량벽체 구성요소별 차음 영향요인 분석 82
제3절 차음성능 향상 건식벽체 성능평가 114
제4절 고차음 경량벽체시스템 개선 설계 및 성능평가 139
제5절 고차음 경량벽체 시공성 평가 및 매뉴얼 개발 169
제6절 소결 200
제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 203
제1절 목표 달성도 203
제2절 관련분야에의 대외 기여도 204
제5장 연구개발결과의 활용계획 208
제1절 추가 연구의 필요성 및 타연구에의 응용 208
제2절 기업화 추진방안 208
제6장 연구개발과정에서의 수집한 해외과학기술정보 210
제1절 고차음 벽체관련 해외기술 정보 210
제7장 참고문헌 217
표 1-1. 차음성능등급기준 26
표 2-1. 벽체의 차음구조 인정 기준(건설부 고시 제1999-393호, 1999.12) 29
표 2-2. 차음성능등급기준 30
표 2-3. 공업화주택 성능인정 기준안(세대간 경계벽 차음성능 기준) 30
표 2-4. 주거건물의 실간 차음등급과 적용등급(일본건축학회 기준) 30
표 2-5. 미국 APHA(American Public Health Association)의 차음기준 31
표 2-6. 공동주택 경계벽의 차음기준(HUD : Department of Housing and Urban Development) 31
표 2-7. 음향재료의 종류 및 정의 32
표 2-8. 차음재료의 적용대상 및 부위 33
표 2-9. 패널구성재료의 제품현황 39
표 2-10. 벽체의 차음구조인정현황 41
표 2-11. 차음구조 재질별 구분 62
표 3-1. 보드 종류의 따른 음향투과손실(dB) 84
표 3-2. 경량벽체 구성요소(Indicator) 도출 94
표 3-3. 차음인정구조 벽체 구성요소 95
표 3-4. 경량벽체 구성요소 및 차음성능 관계 분석 96
표 3-5. Screening DOE (차음성능 영향요인별 설계 사항) 99
표 3-6. Screening DOE (부분요인 설계 : 단일구조) 100
표 3-7. Screening DOE (부분요인 설계 : 이중구조) 100
표 3-8. Screening DOE (Vital Few 도출) 105
표 3-9. RSM 설계수준 결정 107
표 3-10. RSM 계획 (단일구조벽체) 108
표 3-11. RSM 계획 (이중구조벽체) 108
표 3-12. 경량벽체 개선안 설계 및 차음성능 예측결과 113
표 3-13. 경량벽체 시험체 사양 114
표 3-14. 시험벽체 사양(석고보드를 사용한 스터드 구조) 118
표 3-15. 시험벽체 사양(무스터드 구조) 119
표 3-16. 스펙트럼 조정항을 구하기 위한 기준 스펙트럼 특성 128
표 3-17. 각종 소음원에 대한 스펙트럼 조정항의 적용 128
표 3-18. 주택성능등급 및 관리기준(경계소음 평가지표) 130
표 3-19. 시험결과(석고보드를 사용한 스터드 구조) 131
표 3-20. 시험결과(무스터드 구조) 133
표 3-21. 스터드구조 벽체시스템 135
표 3-22. 공사비 산출(스터드구조) 136
표 3-23. 공사비 산출(스터드구조) 137
표 3-24. 공사비 산출(스터드구조) 137
표 3-25. 무스터드구조 벽체시스템 138
표 3-26. 공사비 산출(무스터드구조) 138
표 3-27. 특허분석에 이용된 데이터베이스 국가별 출원기간 144
표 3-28. PM 분석범위 144
표 3-29. 각 국 특허 검색식 145
표 3-30. 기술분류에 따른 국가별 검색건수 146
표 3-31. 주요 특허 정보의 세부 분류표 154
표 3-32. 특허 정보의 정성분석 세부 분류표 156
표 3-33. 시험벽체 사양 158
표 3-34. 2차 차음시험결과 161
표 3-35. 현장 시험체 구성 164
표 3-36. 현장 차음시험결과 167
표 3-37. 현장 시험체 구성 171
표 3-38. 나사못 시공간격 195
표 3-39. 접시머리드릴링나사 시공간격 199
표 4-1. 각 단계별 연구개발 수행내용 및 달성도 203
표 4-2. 연구성과 206
표 4-3. 연구성과(계속) 206
표 5-1. 고차음 벽체기술관련 사업화 계획 209
표 5-2. 무역수지 개선효과 209
표 6-1. the Building Code of Australia 2004-sound insulation provision,Class2&3 211
그림 2-1. 심재의 종류별 투과손실의 특성 37
그림 2-2/2-9. 무(無) 스터드 패널을 사용한 벽체(차음성능 D-55이상) 63
그림 2-3/2-10. 석고보드를 사용한 건식벽체(차음성능 D-55이상) 63
그림 2-4/2-11. 고차음 건식벽체(차음성능 D-65이상) 64
그림 2-5/2-12. 목재스터드를 사용한 건식벽체의 예 65
그림 2-6/2-13. 경량철골 스터드를 사용한 건식벽체의 예 66
그림 2-7/2-14. Resilient channel 66
그림 2-8/2-15. Resilient channel의 벽 및 천장 시공예 67
그림 2-9/2-16. Resilient channel을 사용한 건식벽체 예1(차음성능 STC 62dB) 67
그림 2-10/2-17. Resilient channel을 사용한 건식벽체 예2(차음성능 STC 60dB) 67
그림 2-11/2-18. 영국생산 제품의 성능 예 69
그림 2-12/2-19. 통합화된 생산품의 예 70
그림 3-1. 입사음, 반사음, 투과음의 상호관계 71
그림 3-2. 일치효과 77
그림 3-3. 굴곡파의 전달속도에 대한 실측예 77
그림 3-4. 재료두께 h와 fc의 관계 78
그림 3-5. 같은 면밀도에서의 다른 재료의 일치효과 78
그림 3-6. 경량간막이벽의 TL개선의 예 81
그림 3-7. 투과손실의 특징 81
그림 3-8. 보드개수에 의한 차음영향도 83
그림 3-9. 스터드 설치 방법에 의한 영향 85
그림 3-10. 중공층 크기에 의한 영향 85
그림 3-11. 스크류 간격에 의한 영향 86
그림 3-12. Resilient Channel에 의한 영향 87
그림 3-13. 흡음재 밀도에 의한 영향 [1] 87
그림 3-14. 흡음재 밀도에 의한 영향 [2] 88
그림 3-15. 흡음재 밀도에 의한 영향 [3] 89
그림 3-16. 흡음재 두께에 의한 영향 90
그림 3-17. 흡음재 유무에 의한 영향 [1] 91
그림 3-18. 흡음재 유무에 의한 영향 [2] 91
그림 3-19. 차음시트에 의한 영향 92
그림 3-20. 콘센트 박스에 의한 차음 영향 93
그림 3-21. 틈새의 코킹에 의한 영향 93
그림 3-22. 경량벽체 설계-제작-평가 프로세스 94
그림 3-23. 배치구조 및 차음성능 관계 분석 결과 96
그림 3-24. 중공층 두께 및 차음성능 관계 분석 결과 97
그림 3-25. 벽체 두께 및 차음성능 관계 분석 결과 97
그림 3-26. 차음성능 영향요인 분석 98
그림 3-27. 경량벽체 차음성능 특성요인도 98
그림 3-28. 잠재적 근본원인 도출 99
그림 3-29. Screening DOE (차음성능 시뮬레이션) 101
그림 3-30. Screening DOE (Pareto 차트 : 이중구조) 102
그림 3-31. Screening DOE (주효과도 : 이중구조) 102
그림 3-32. Screening DOE (상호효과도 : 이중구조) 103
그림 3-33. Screening DOE (Pareto 차트 : 단일구조) 103
그림 3-34. Screening DOE (주효과도 : 단일구조) 104
그림 3-35. Screening DOE (상호효과도 : 단일구조) 104
그림 3-36. 경량벽체 종류별 차음성능 영향 Vital Few(근본원인) 105
그림 3-37. 경량벽체 근본원인(Vital Few) 확인 106
그림 3-38. 고차음 경량벽체 설계를 위한 아이디어 전개 106
그림 3-39. 차음성능 추정 회귀계수 및 잔차분석 (단일구조) 109
그림 3-40. 차음성능 추정 회귀계수 및 잔차분석 (이중구조) 109
그림 3-41. 등고선도 및 표면도(차음성능-차음재두께, 보드재두께) 109
그림 3-42. 등고선도 및 표면도(차음성능-중공층두께, 차음재두께) 110
그림 3-43. 등고선도 및 표면도(차음성능-보드재조합두께, 차음재두께) 110
그림 3-44. 등고선도 및 표면도(차음성능-보드재조합두께, 중공층두께) 110
그림 3-45. 단일구조 벽체 차음성능 111
그림 3-46. 이중구조 벽체 차음성능 111
그림 3-47. 경량벽체 차음성능 개선방안 112
그림 3-48. 시험을 실시한 잔향실험실 평면 115
그림 3-49. 시험구조체 설치장면(스터드구조) 116
그림 3-50. 시험구조체 설치장면(무 스터드구조) 117
그림 3-51. 차음스터드 120
그림 3-52. 공기음 차단성능 기준곡선(1/3 옥타브밴드) 126
그림 3-53. 공기음 차단성능 기준곡선(1/1 옥타브밴드) 126
그림 3-54. 스펙트럼 조정항을 구하기 위한 기준스펙트럼 특성(1/3옥타브밴드) 127
그림 3-55. 스펙트럼 조정항을 구하기 위한 기준 스펙트럼 특성(1/1옥타브밴드) 127
그림 3-56. 시험결과(석고보드를 사용한 스터드 구조) 132
그림 3-57. 시험결과(무스터드구조) 134
그림 3-58. 고차음 부품 설계 SIPOC 분석 139
그림 3-59. process mapping을 통한 고객 정의 140
그림 3-60. 주요 고객 요구성능(CCR) 도출 140
그림 3-61. CTQ tree 141
그림 3-62. screen DOE 인자/수준 및 분석결과 142
그림 3-63. 고차음 부품 상세설계를 위한 근본원인 검증 142
그림 3-64. 근본원인 도출 143
그림 3-65. 표면반응분석 실험계획 143
그림 3-66. 표면반응분석 결과 143
그림 3-67. 국가별 특허정보 건수 146
그림 3-68. 국가별 특허출원 건수 비율 147
그림 3-69. 기술분류별 각 국가의 특허출원 현황 148
그림 3-70. 국가별 특허활동 지수(AI) 149
그림 3-71. 한국의 AI와 AGR 150
그림 3-72. 일본의 AI와 AGR 151
그림 3-73. 미국의 AI와 AGR 152
그림 3-74. 유럽의 AI와 AGR 153
그림 3-75. 설치장면 159
그림 3-76. D사의 잔향실험실 평면 160
그림 3-77. 2차 차음시험 결과 162
그림 3-78. 2차 차음시험 결과비교 162
그림 3-79. 2차 차음시험과 1차 차음시험 결과비교 163
그림 3-80. 목업의 입면도와 평면도 165
그림 3-81. 목업의 외벽 단면도 165
그림 3-82. 목업전경 166
그림 3-83. 시료설치장면 및 시험장면 166
그림 3-84. 현장 측정결과 168
그림 3-85. 실험실과 현장 측정결과비교 168
그림 3-86. 목업의 입면도와 평면도 169
그림 3-87. 목업의 외벽 단면도 170
그림 3-88. 목업전경 170
그림 3-89. Field-01 172
그림 3-90. Field-02 173
그림 3-91. Field-03 174
그림 3-92. 코킹에 의한 소음전달경로 차단 176
그림 3-93. 소음전달경로 차단을 위한 벽체구성 176
그림 3-94. 콘센트박스 설치를 위한 벽체구성 177
그림 3-95. 건식벽체의 연결부분 상세 179
그림 3-96. 건식벽체의 관통 부위 상세 181
그림 3-97. 건식벽체의 조인트 부위 상세 182
그림 3-98. 건식벽체의 스크류 시공 183
그림 3-99. 건식벽체의 관통부 시공사진 185
그림 3-100. 구조체와 연결 부위 186
그림 3-101. L-형 교차부위 186
그림 3-102. T-형 교차부위 187
그림 3-103. 스위치 박스 부위 187
그림 3-104. 배관 통관 부위 188
그림 3-105. T-형 교차부위 188
그림 3-106. L-형 교차부위 189
그림 3-107. 수평연결 부위 189
그림 3-108. 수직 단면 190
그림 3-109. 수평 단면 190
그림 3-110. 수직 단면 191
그림 3-111. 수평 단면 191
그림 3-112. 개구부 보강 상세 192
그림 3-113. 배관 통관 부위 192
그림 3-114. 스위치 박스 부위 192
그림 4-1. 차음성능 향상형 스틸스터드 구조 204
그림 4-2. 차음성능 향상형 리질리언트 패널 부품 205
그림 4-3. 타공형 리질리언트 채널 및 강판적용 경량벽체시스템 205
그림 4-4. 시제작된 고차음용 부품 206
그림 4-5. 고차음 벽체의 현장 적용성 테스트 207
그림 6-1. 접합부의 차음 설계 및 시공관련 디테일 210
그림 6-2. 시드니대학 음환경 연구실 212
그림 6-3. 시드니대학 음환경 연구실 및 왕립건축가협회 212
그림 6-4. 애플컴퓨터사의 시공현장(1) 213
그림 6-5. 애플컴퓨터사의 시공현장(2) 213
그림 6-6. 애플컴퓨터사의 시공현장(3) 213
그림 6-7. UBITAK의 측정기기 [1] 214
그림 6-8. UBITAK의 측정기기 [2] 215
그림 6-9. 고차음 부품 기술 및 부품 216
초록보기 더보기
I. 제목 : 세대간 고차음 경량벽체 시스템 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
안전하고 쾌적한 주거환경을 이루기 위해서는 적절한 규모의 주거면적 확보, 각종 위생시설의 구비, 적정한 실내온도 조절, 채광, 통풍, 프라이버시의 확보 등이 필요하다. 주거생활의 쾌적함을 보장하는 이러한 여러 가지 조건 중 차음성의 확보는 필수적 요소 중 하나이며, 특히 아파트로 대표되는 우리나라의 공동주택 주기환경에서는 프라이버시의 확보, 인접세대간 소음 문제 등과 연관되어 그 중요성이 더욱 강조되고 있는 추세이다.
한편, 최근에는 주택평면 등에 대한 소비자 요구의 다양화, 리모델링 등의 필요성에 따른 아파트 세대 내부의 구조변경 등의 요구 증가에 따라 시공성, 가변성 측면에서 유리한 건식벽체에 관한 관심이 점차 높아지고 있는 추세이며, 이에 최근 각 건설사별로 여러 가지 종류의 건식벽체를 적용한 설계 및 시공을 시도하고 있으나 아직까지 적용 범위가 적고 사례도 많지 않은 실정이다.
이에 본 연구에서는 인접하는 세대 및 실간 방음에 있어서 우수한 차음성능 확보가 가능한 건식벽체 시스템을 개발하고자 하며, 이를 위하여 소음 감쇠 효과를 기할 수 있는 차음 스틸스터드 및 리질리언트 채널 등 건식벽체 부품을 활용한 최적의 시스템 설계와 평가를 수행하고자 한다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
- 경량 건식벽체 차음성능 영향요인 분석 및 설계기술 개발
- 부품 시험체 제작 및 경제성 평가
- 재료 및 부품 차음성능평가
- 고차음 경량벽체 개선 설계안 도출
- 고차음 경량벽체 시공성 평가
- 고차음 경량벽체 차음설계 매뉴얼 개발
IV. 연구개발결과
본 연구의 결과물로 도출되는 고차음 경량벽체 부품 및 설계안 평가결과를 바탕으로 Rw+C 58dB이상의 고차음 벽체시스템으로 제안한다. 그리고 아파트 등 공동주택 및 주거 일반에 적용함으로서 기존의 벽체 대비 높은 차음성능을 구현하여 보다 쾌적하고 정온한 주거환경의 창출이 가능할 것으로 기대된다.
V. 연구개발결과의 활용계획
- 영향요인 분석 및 평가를 바탕으로 한 건식벽체 차음 설계 및 평가기술의 향상
- 건식공법적용에 따른 환경오염물질 배출 저감 및 건설환경의 개선
이용현황보기
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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