바닥충격음 예측 모델 개발 및 현장별 데이터 적합을 통한 검증

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확장요약문

바닥충격음의 예측은 사후확인제 대응과 바닥완충재의 효율적인 개발을 위해 중요하다. 건설사는 표준시험실의 등급이 현장에서 어떻게 나타날지 예상하여 최적의 바닥구조를 선정할 수 있으며, 완충재 제조사는 성능이 우수할 것으로 예측되는 구조만 골라 시공 및 측정하여 개발 시간과 비용을 크게 줄일 수 있다.

본 연구는 바닥충격음의 예측 모델을 개발하고 현장 데이터로 검증한 결과를 보여준다. 모델은 맨슬라브 상태의 충격음, 바닥구조에 의한 저감량, 천장에 의한 삽입손실의 세 모듈로 구성되며, 각 모듈은 이론식을 기본으로 하고 실측으로 보정하였다. 검증 대상은 4 개 현장의 37 세대이며 모두 준공 직후 빈 세대였다. 평면도, 구조도면, 슬라브 두께 및 구조형식, 바닥구조 및 천장 구성을 입력으로 예측하고 실측과 비교하였다. 네 현장에 공통 보정을 적용하면 중량 오차(RMSE)는 3.6 dB, 경량은 2.4 dB 였다. 그런데 오차는 무작위가 아니라 현장 단위로 묶여, 중량 오차 제곱합의 82%가 현장 간 성분이었다. 슬래브 손실계수, 뜬바닥 시공 상태 등 일부 입력값이 설계 정보만으로 정해지지 않기 때문이다. 따라서 현장마다 일부 세대의 실측으로 보정 상수를 구하고, 같은 현장의 다른 세대를 예측하였다. 예측 대상 세대의 실측은 보정값 산정에 사용하지 않았다(leave-one-out 교차검증). 그 결과 중량충격음은 76%가 2 dB 이내, 95%가 3 dB 이내의 오차를 보였고, 경량충격음은 86%와 92%였다. 한편 다른 현장의 보정값을 옮겨 적용하면 오차가 오히려 커져, 보정은 해당 현장의 실측을 전제로 한다.

이 결과는 모델이 설명할 수 있는 몫을 대부분 설명하고 있으며, 현장 단위 편차가 계통적이어서 소수 세대의 측정으로 관리할 수 있음을 뜻한다. 보정 후 남은 오차 1.6 dB 는 사양과 기하가 동일한 세대 사이의 실측 산포 1.3 dB 에 근접하기 때문이다. 예측모델이 측정을 대체하는 것이 아니라 소수의 측정을 전 세대의 성능 판단으로 확장하는 도구로 기능할 수 있음을 보인 데에 의의가 있다.