하이브리드 TCC 바닥구조를 적용한 CLT 목업시험동의 바닥충격음 차단성능 평가

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확장요약문

목재-콘크리트 합성(Timber-Concrete Composite, TCC) 바닥구조는 직교 집성판(Cross-Laminated Timber, CLT)과 콘크리트를 결합하여 구조적 합성효과를 발휘하는 하이브리드 바닥구조이다. TCC 바닥구조는 기존 CLT 바닥구조에 비해 휨상성과 면밀도를 증가시킬수 있으며, 장경간 바닥구조에 대한 적용 가능성을 높일 수 있다. 이에따라 선행연구를 통해 TCC 바닥구조의 휨거동 및 구조성능을 평가하여 구조적 적용 가능성을 확인하 바 있다. 그러나 TCC 바닥구조의 적용 범위를 공동주택으로 확대하기 위해서는 구조성능뿐 아니라 바닥충격음 차단성능의 확보가 필요하다.

국내 공동주택에서는 경량 및 중량 바닥충격음에 대해 49dB 이하의 성능 기준을 요구하고 있다, 특히 중량 바닥충격음은 저주파수 대역의 진동이 지배적인 특성을 가지고 있으며, 바닥구조의 면밀도, 휨강성 및 진동 특성과 밀접합 관련이 있다. CLT 바닥구조는 콘크리트 바닥구조에 비해 면밀도가 낮아 중량충격음 성능기준을 만족하기 어려운 특성을 가지고 있다. 따라서 중량충격음 저감을 위해서는 바닥구조의 면밀도를 증가시키는 것이 하나의 방안이 될수 있으며, TCC 바닥구조는 CLT 와 콘크리트를 합성함으로써 면밀도를 증가시켜 중량충격음 차단성능을 향상시킬 수 있다.

본 연구에서는 두께 150mm의 CLT와 80mm의 콘크리트로 구성된 TCC 바닥구조를 CLT 목업시험동에 적용하여 바닥충격음 차단성능을 평가하였다. 실험은 CLT 및 TCC 바닥구조를 대상으로 맨슬라브 상태와 완충재(EPS 및 A사) 및 마감몰탈을 적용한 뜬바닥구조 상태에서 경량 및 중량 바닥충격음을 측정하였으며, 경량 및 중량 바닥충격음의 주파수 대역별 충격음 수준과 단일수치 평가량을 비교·분석하였다. .

실험결과, TCC 맨슬라브는 CLT 맨슬라브에 비해 중량 바닥충격음 단일수치 평가량이 약 7dB 감소하여 차단성능이 향상된 것으로 나타났다. 이는 콘크리트와의 합성에 따른 바닥구조의 면밀도 증가가 중량 바닥충격음 저감에 기여한 것으로 판단된다. 또한 EPS 및 A사 완충재와 마감몰탈로 구성된 뜬바닥구조에서는 맨스라브 대비 경량 및 중량 바닥충격음 수준이 크게 감소하여 차단성능이 개선되는 경향을 나타냈다.

본 연구를 통해 TCC 바닥구조의 면밀도 증가가 중량 바닥충격음 저감에 기여할 수 있음을 확인하였으며, 완충재와 마감몰탈을 적용한 뜬바닥구조가 경량 및 중량 바닥충격음 차단성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 목조공동주택에 적용하기 위해서는 국내 바닥충격음 성능기준을 고려한 추가적인 성능 개선이 필요하며, 이를 위해 바닥구조의 구성뿐만 아니라 천장구조 및 시공 조건 등에 따른 충격음 전단 특성을 종합적으로 검토해 볼 필요가 있다.