층간소음, 특별한 센서로 잡는다!

기계연, 진동저감 장치 센서 부착해 30% 낮춰

▲기계공학적으로 만든 층간 저감장치.[사진제공=한국기계연구원]

[아시아경제 정종오 기자] 충간소음 문제를 공학적으로 접근해 최고 30%까지 소음을 낮추는 기술이 개발됐다. 층간 소음은 최근 심각한 사회 갈등으로 나타나고 있다. 심지어 사망 사고까지 일어나는 등 갈수록 갈등이 깊어지고 있는 상황이다. 그동안 층간소음을 줄이기 위해 마감재 등이 사용됐는데 공학적으로 새로운 문제 해법을 제시해 관심을 모으고 있다.

연구팀은 기존에 연구해오던 공작기계 정밀 방진가공 시의 진동 저감 기술을 층간소음에 접목시켰다. 공작기계 정밀가공 능동보정기술은 흡수밀도나 진동주파수 제어 등을 통해 절삭가공을 할 때 발생하는 진동을 가공속도를 낮추지 않고도 자율 보정하는 기술을 말한다.

발소리 등 층간소음은 대부분 저주파 영역의 진동에 의한 소리다. 연구팀은 바닥 마감재와 슬래브 사이의 빈 공간에 센서를 부착했다. 저주파 진동이 발생하면 센서가 진동크기를 감지해 자기력을 이용한 유연 진동저감 장치를 작동하도록 했다. 유체를 통한 진동 주파수 제어로 아래층으로 전달되는 진동을 낮추는 '스프링' 역할을 한다. 연구팀은 실험 결과 소음을 최대 30% 줄일 수 있었다고 설명했다. 신축 아파트 기준으로 기존 저감기술과 같은 효과를 가정할 때 비용이 5분의 1 수준에 불과하다.

이번 기술은 층간소음 문제를 공학적으로 접근해 소음 자체를 제어했다는 점에서 눈길을 끈다. 공작기계 정밀가공에서 진동을 줄이는 기술을 층간소음에 적용해 마감재나 건축 방식으로 층간소음을 줄이는 기존의 방식과 다른 새로운 해결책을 제시한 것이다.

기존에는 바닥 마감재 소재를 개발하거나 건축을 할 때 층 사이 빈 공간을 채우는 등의 수동적 방식으로 층간소음을 줄이려는 노력을 해왔다. 이 경우 소음 저감효과는 크지 않았다. 또 소음저감 마감소재를 두껍게 하면 바닥이 단단하지 않아 좌식 생활에 불편함이 있고, 층간 채움 방식은 건물 하중 증가로 인해 안전성에 문제가 있거나 추가 비용이 발생한다는 한계가 있었다.

이번 연구는 미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택) 초정밀시스템연구실 김동훈 박사팀이 수행했다.