KR102300999B1 - 차음 벽체의 스터드 연결 구조 - Google Patents

Abstract

개시되는 발명은 길이 방향을 따라 서로 나란히 대면하는 제1 벽체와 제2 벽체, 상기 제1 및 제2 벽체 사이의 공간에 적재되는 단열재, 그리고 상기 단열재를 관통하여 상기 제1 및 제2 벽체를 서로 기계적으로 연결하는 스터드 볼트를 통해 상기 제1 및 제2 벽체를 고정하는 스터드 연결 구조를 포함하는 차음 벽체 구조에 관한 것으로서, 상기 스터드 볼트는 상기 제1 및 제2 벽체를 상기 두께 방향으로 연결하되 상기 두께 방향의 중간 영역에서 상기 길이 방향을 따르는 벤딩부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

차음 벽체의 스터드 연결 구조{STUD CONNECTION STRUCTURE FOR NOISE SHIELD WALL}

본 발명은 차음 벽체에 관한 것으로서, 좀더 상세히는 단열재를 감싸는 내측, 외측 2개의 벽체를 기계적으로 연결하는 스터드 볼트의 연결 구조를 새롭게 구성함으로써 차음 성능을 개선할 수 있는 차음 벽체에 관한 것이다.

대형 건물에 설치되는 공조장치나, 각종 산업설비나 장치 중에는 작동 중 커다란 소음을 일으키는 것들이 상당히 많다. 예를 들어, 발전용으로 많이 사용되는 가스 터빈의 배기 덕트나, 가스 터빈 등의 후단에 연결되는 산업용 보일러인 배열회수 보일러(HRSG, Heat Recovery Steam Generator)처럼 고온, 고압의 유체가 고속으로 흐르는 설비에서는 유체 진동에 의한 강한 소음이 발생한다{예를 들어, 가스 터빈에서는 PWL 150㏈(A) 수준의 소음 발생}.

이러한 설비나 장치에서 발생하는 소음은 환경공해의 일종으로서 법적 규제의 대상이기도 하기에 이에 대한 소음 저감 대책이 요구된다.

도 1 및 도 2는 가스 터빈의 배기 덕트나 배열회수 보일러를 둘러싸서 소음을 차폐(흡수)하는 차음 벽체의 평면과 단면을 도시한 도면이다. 차음 벽체는 길이 방향을 따라 서로 나란히 대면하는 제1 벽체와 제2 벽체, 상기 제1 및 제2 벽체 사이의 공간에 적재되는 단열재, 그리고 상기 단열재를 관통하여 제1 및 제2 벽체를 서로 기계적으로 연결하는 스터드 볼트를 통해 두께 방향으로 2개의 벽체를 고정하는 스터드 연결 구조를 포함하고 있다.

도면에서의 안쪽에 배치되는 제1 벽체는 차음의 대상이 되는 덕트 구조물의 외면인 덕트 플레이트일 수 있으며, 바깥쪽의 제2 벽체는 별도로 설치되는 라이너 플레이트일 수 있다. 보온, 단열 기능도 수행하는 단열재가 제1/제2 벽체 사이의 공간에 충진되고, 스터드 볼트는 약 30㎝ 간격으로 촘촘히 설치되어 단단히 연결된 벽체 구조를 완성한다.

차음 벽체의 차음 성능을 향상시키기 위한 방안으로는 제1 벽체와 제2 벽체의 간격을 키워서 단열재의 체적을 늘리거나, 제1/제2 벽체의 두께를 증가시켜 벽체 자체의 소음, 진동에 대한 강성을 증가시키는 방법이 채용되고 있다.

그러나, 단열재의 체적을 늘리거나 제1/제2 벽체의 두께를 증가시키는 방안은 비용 대비 효과가 크지 않고, 더욱이 어느 이상 증가시키면 차음 성능 개선 효과가 거의 나타나지 않기 때문에 원하는 수준의 차음 성능을 얻지 못할 수도 있다. 이럴 경우에는 차음 벽체 자체를 이중으로 하나 더 설치해야할 수도 있고, 이렇듯 종래의 차음 벽체의 성능을 개선하기 위해서는 많은 설계변경이 필요하고 비용이 크게 늘어날 수밖에 없었다.

미국등록특허 제8,459,407호 (2013.06.11 등록)

본 발명은 기존의 차음 벽체에 대한 설계변경은 최소화하면서도 차음 성능은 크게 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 차음 벽체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 길이 방향을 따라 서로 나란히 대면하는 제1 벽체와 제2 벽체, 상기 제1 및 제2 벽체 사이의 공간에 적재되는 단열재, 그리고 상기 단열재를 관통하여 상기 제1 및 제2 벽체를 서로 기계적으로 연결하는 스터드 볼트를 통해 상기 제1 및 제2 벽체를 고정하는 스터드 연결 구조를 포함하는 차음 벽체 구조에 관한 것으로서, 상기 스터드 볼트는 상기 제1 및 제2 벽체를 상기 두께 방향으로 연결하되 상기 두께 방향의 중간 영역에서 상기 길이 방향을 따르는 벤딩부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 스터드 볼트는, 상기 제1 벽체에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부와 상기 제2 벽체에 대해 수직하게 연장되는 제2 직선부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 제1 및 제2 직선부에 대해 각각 수직하게 연결된다.

여기서, 상기 벤딩부는 상기 제1 및 제2 직선부를 연결하는 하나의 제1 벤딩부로 이루어질 수 있다.

또는, 상기 벤딩부는, 상기 제1 직선부에 연결된 제1 벤딩부와, 상기 제2 직선부에 연결된 제2 벤딩부와, 상기 제1 및 제2 벤딩부를 상기 두께 방향을 따라 연결하는 트랜지션부로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 제1 직선부와 제2 직선부는 동일 선상에 놓여있을 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 스터드 볼트는, 상기 제1 벽체에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부와 상기 제2 벽체에 대해 각각 수직하게 연장되는 두 개의 제2-1 직선부 및 제2-2 직선부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 제1, 제2-1 및 제2-2 직선부에 대해 각각 수직하게 연결된다.

여기서, 상기 제1 직선부는, 상기 두께 방향을 따라, 상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이에 위치하도록 배열되는데, 상기 제1 직선부는 상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이의 중앙에 위치하도록 배열될 수 있다.

나아가 상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이에서 상기 벤딩부에 교차하는 또 하나의 벤딩부와, 상기 또 하나의 벤딩부 양단으로루터 상기 제2 벽체에 대해 수직하게 연장되는 한 쌍의 제2-3 직선부를 더 포함할 수 있다.

이 경우 상기 2개의 벤딩부는 서로의 중점에서 수직하게 교차할 수 있다.

그리고, 상기 스터드 볼트는, 상기 제1 벽체에 대해서는 용접으로 고정되고, 상기 제2 벽체에 대해서는 더블 너트로 고정된다.

한편, 본 발명의 차음 벽체 구조에 대한 다른 실시예에 따르면, 상기 스터드 연결 구조는, 상기 제1 벽체에 대해 연결되는 제1 스터드 볼트와, 상기 제2 벽체에 대해 연결되는 제2 스터드 볼트와, 상기 제1 및 제2 스터드 볼트의 각 자유단이 연결되도록 상기 길이 방향을 따라 배치된 플레이트를 포함하고, 상기 제1 스터드 볼트와 제2 스터드 볼트는 상기 두께 방향을 따라 동일 선상에 있지 않은 것을 특징으로 한다.

이러한 다른 실시예에서, 상기 제1 스터드 볼트는 상기 제1 벽체에 대해 수직하게 연장되고, 상기 제2 스터드 볼트는 상기 제2 벽체에 대해 수직하게 연장되며, 상기 플레이트는 상기 제1 및 제2 스터드 볼트의 자유단에 대해 수직하게 연결된다.

그리고, 상기 플레이트는 상기 제1 및 제2 스터드 볼트 중의 어느 하나에 대해서는 용접으로 고정되고, 다른 하나에 대해서는 더블 너트로 고정된다.

예를 들어, 상기 제1 스터드 볼트는 상기 제1 벽체에 대해서는 용접으로 고정되는 한편 상기 플레이트에 대해서는 더블 너트로 고정되고, 상기 제2 스터드 볼트는 상기 제2 벽체에 대해서는 더블 너트로 고정되는 한편 상기 플레이트에 대해서는 용접으로 고정될 수 있다.

그리고, 상기 스터드 연결 구조는, 하나의 상기 플레이트에 대해 상기 제1 및 제2 스터드 볼트의 연결 그룹이 복수 개 반복하도록 배열될 수 있다.

이 경우 상기 복수 개인 제1 및 제2 스터드 볼트의 연결 그룹은 상기 플레이트에 대해 서로 등 간격을 이루도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 구성은 가진 본 발명의 차음 벽체 구조는 스터드 볼트에 벤딩부를 형성함으로써 종래의 차음 벽체 구조에 비해 개선된 차음 성능을 발휘한다.

특히, 본 발명의 차음 벽체 구조는 종래의 차음 벽체 구조에 대해 단지 스터드 볼트의 연결구조만을 바꾼 것이기에, 다른 설계요소, 예를 들어 차음 벽체의 전체 두께, 제1 및 제2 벽체의 두께, 단열재의 부피(두께), 스터드 볼트의 개수와 설치 위치 등은 전혀 변경할 필요가 없다는데 매우 큰 이점이 있다. 차음 벽체의 외형을 바꾸는 설계변경 요소가 거의 없기 때문에 종래의 차음 벽체에 대해 대체 적용하기도 매우 용이하며, 비용상승 요인은 스터드 볼트의 제작 비용과 설치작업시의 공임 정도에 머물기 때문에 비용 대비 차음 개선 효과가 종래 대비 월등히 우월하다.

또한, 본 발명의 차음 벽체 구조는 종래 대비 거의 모든 주파수 영역에서 차음 성능이 개선되는데, 특히 본 발명의 실시예에 따라 주된 차음 성능 개선 효과가 나타나는 주파수 영역이 다르므로, 종래의 차음 벽체 구조에서 차음 성능 개선이 특히 필요한 주파수 영역이 분석되면 이를 바탕으로 하여 본 발명이 제공하는 다양한 실시형태 중 가장 적합한 스터드 연결 구조를 선택할 수 있는 설계상의 자유도가 폭넓게 확보된다.

도 1은 종래의 차음 벽체를 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 "A" 부분에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 제1 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 제2 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제3 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 제4 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 제1 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예의 제2 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 각 실시형태에 대한 차음 성능을 평가한 결과를 도시한 그래프.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 제1 실시형태에 따른 차음 벽체의 단면도로서, 본 발명에 따른 차음 벽체의 가장 기본적인 구성을 보여준다. 따라서, 도 3의 차음 벽체에 대해 먼저 상세히 설명하고 제1 실시예의 다른 실시형태에 대해서는 그 특징적인 구성을 중심으로 설명한다.

도 3의 단면도에 나타나 바와 같이, 본 발명의 차음 벽체는 길이 방향(LW)을 따라 서로 나란히 대면하는 제1 벽체(100)와 제2 벽체(200), 상기 제1 및 제2 벽체(100, 200) 사이의 공간에 적재되는 단열재(300), 그리고 상기 단열재(300)를 관통하여 상기 제1 및 제2 벽체(100, 200)를 서로 기계적으로 연결하는 스터드 볼트(400)를 통해 두께 방향(TW)으로 제1 및 제2 벽체(100, 200)를 고정하는 스터드 연결 구조를 포함하고 있다. 이런 본 발명에 따른 차음 벽체의 기본 구조는 도 2의 종래기술과 공통점이 많은데, 중요한 차이는 스터드 연결 구조에 있다.

즉, 본 발명의 차음 벽체에 구비되는 스터드 연결 구조는, 스터드 볼트(400)가 제1 및 제2 벽체(100, 200)를 두께 방향(TW)으로 연결하되 상기 두께 방향(TW)의 중간 영역에서 길이 방향(LW)을 따르는 벤딩부(430)를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 벽체 구조의 차음 성능 개선에 대해서는 후술하겠지만, 기본적으로는 제1 벽체(100)에서 제2 벽체(200)로 전달되는 소음의 주된 경로가 스터드 볼트(400)에 있음을 확인하였고, 이러한 분석을 바탕으로 스터드 연결 구조를 새로 설계함으로써 차음 성능을 향상시켰다는데 그 기술적 의미가 있다.

출원인의 소음 전파 메커니즘 분석에 의하면, 제2 벽체(200)의 외부로 전파되는 소음의 많은 부분이 강성을 담당하는 스터드 볼트(400)를 통해서 이루어지는 것으로 파악되었다. 즉, 차음 벽체의 구조를 단단히 지탱하도록 고정하는 스터드 볼트(400)를 통해 제2 벽체(200)의 외부로 소음이 빠져나가는 경로가 소음 전파에 주요 요인으로 분석되었다. 이는 강체로 생각할 수 있는(특히, 단열재에 비교할 때) 제1 벽체(100) - 스터드 볼트(400) - 제2 벽체(200)의 연결구조를 통해 소음과 진동이 직접 전파되기 때문에, 스터드 볼트(400)를 감싸는 단열재(300)에 소음과 진동이 충분히 흡수되지 않고 외부로 전파되어 버리는 것으로 판단된다.

본 발명은 이러한 소음 전파 메커니즘 분석에 바탕을 둔 것으로서, 스터드 볼트(400)의 두께 방향(TW) 중간 영역에 길이 방향(LW)을 따르는 절곡된 벤딩부(430)를 구비하도록 스터드 볼트(400)를 설계하였다. 벤딩부(430)가 소음 감소에 긍정적인 영향을 미치는 이유는 다음과 같이 설명할 수 있다. 즉, 스터드 볼트(400)에 벤딩부(430)를 둠으로써 두께 방향(TW)으로 미소하게 탄성 변형을 할 수 있는 구조로 만들었다는데 있다. 두께 반향의 자체 탄성 변형은 그 자체로서 두 벽체(100, 200) 사이에 스터드 볼트(400)를 통한 소음 전달률을 낮추는 작용을 일으키며, 주변 단열재(300)와의 마찰을 촉진하는 효과도 가져온다. 다만, 벤딩부(430)는 스터드 볼트(400)의 길이 방향(LW) 강성을 약화시키게 되므로, 종래의 스터드 볼트에 비해 본 발명에 적용되는 스터드 볼트(400)는 그 지름이 좀더 커질 필요는 있다.

위와 같이, 본 발명은 종래의 차음 벽체 구조에 대해 단지 스터드 볼트(400)의 연결구조만을 바꾼 것이기에, 다른 설계요소, 즉 차음 벽체의 전체 두께, 제1 벽체(100) 및 제2 벽체(200)의 두께, 단열재(300)의 부피(두께), 스터드 볼트(400)의 개수와 설치 위치 등은 전혀 변경할 필요가 없다는데 매우 큰 이점이 있다. 차음 벽체의 외형을 바꾸는 설계변경 요소가 거의 없기 때문에 종래의 차음 벽체에 대해 대체 적용하기도 매우 용이하며, 비용상승 요인은 스터드 볼트(400)의 제작 비용과 설치작업시의 공임 정도에 머물기 때문에 비용 대비 차음 개선 효과가 종래 대비 월등히 우월하다.

도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 제1 실시형태에 따른 차음 벽체에서, 스터드 볼트(400)는 제1 벽체(100)에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부(410)와, 제2 벽체(200)에 대해 수직하게 연장되는 제2 직선부(420)를 포함하고, 벤딩부(430)는 제1 및 제2 직선부(410, 420)에 대해 각각 수직하게 연결되어 있다. 수직한 제1 직선부(410)와 제2 직선부(420)는 스터드 볼트(400)의 압축 방향(두께 방향)의 구조적 강성을 고려한 것이며, 벤딩부(430)는 약간의 경사를 가질 수도 있지만 역시 압축 방향의 구조적 강성을 감안할 때 제1/제2 직선부(410, 420)에 대해 직각을 이루는 것이 바람직할 수 있다.

도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 제1 실시형태에서 벤딩부(430)는 제1 및 제2 직선부(410, 420)를 연결하는 하나의 제1 벤딩부(431)로 이루어져 있는데, 이를 변형한 도 4의 제1 실시예의 제2 실시형태에서는 2개의 벤딩부(431, 432)가 복합된 형태를 이루고 있다.

도 4를 참조하면, 제1 실시예의 제2 실시형태는 벤딩부(430)가, 제1 직선부(410)에 연결된 제1 벤딩부(431)와, 제2 직선부(420)에 연결된 제2 벤딩부(432)와, 제1 및 제2 벤딩부(431, 432)를 두께 방향(TW)을 따라 연결하는 트랜지션부(434)로 이루어져서, 전체적으로 "ㄷ"자 형태를 이루고 있다. 본 발명이 제공하는 모든 실시예 및 실시형태의 소음 저감 메커니즘은 그 기본 원리는 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

또한, 도 3 및 도 4의 각 실시형태에서, 제1 벽체(100)에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부(410)와, 제2 벽체(200)에 대해 수직하게 연장되는 제2 직선부(420)는 동일 선상에 놓여있을 수 있는데, 이 역시 스터드 볼트(400)의 압축 방향의 구조적 강성과 종래의 스터드 볼트의 배치구조를 그대로 유지하기 위한 것이다.

한편, 도 5는 본 발명의 차음 벽체에 대한 제1 실시예의 제3 실시형태를 보여준다. 제1 실시예의 제3 실시형태는, 도 3의 제1 실시형태와 비교할 때, 제2 벽체(200)에 대해 각각 수직하게 연장되는 제2 직선부(420)가 제2-1 직선부(421) 및 제2-2 직선부(422)의 2개로 병렬 형성되어 있다는 것에 특징이 있다.

도 4의 제1 실시예의 제2 실시형태와 도 5의 제3 실시형태를 비교해보자면, 양 실시형태는 모두 벤딩부(430) 2개가 복합된 것이기는 하지만, 구조적으로 보았을 때 제2 실시형태는 2개의 벤딩부(430)가 두께 방향(TW)을 따라 직렬적으로 복합된 실시형태인 반면 제3 실시형태는 2개의 벤딩부(430)가 병렬적으로 복합된 실시형태인 차이가 있다고 말할 수 있다.

도 5의 제3 실시형태에서, 벤딩부(430)는 제1 벽체(100)에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부(410)와, 제2 벽체(200)에 대해 각각 수직하게 연장되는 제2-1 및 제2-2 직선부(421, 422)에 대해 각각 수직하게 연결되어 있으며, 구조적 균형을 위해 제1 직선부(410)는 제2-1 및 제2-2 직선부(421, 422) 사이의 중앙에 위치하도록 배열될 수 있다.

나아가 도 6의 제4 실시형태에서는 제2-1 및 제2-2 직선부(421, 422) 사이에서 상기 벤딩부(430)에 교차하는 또 하나의 벤딩부(430)와, 상기 또 하나의 벤딩부(430) 양단으로루터 제2 벽체(200)에 대해 수직하게 연장되는 한 쌍의 제2-3 직선부(423)를 더 포함하고 있다. 다시 말해, 도 6에 도시된 것처럼, 도 5의 제3 실시형태가 벤딩부(430) 상에서 서로 교차하는 복합형태가 제4 실시형태라 할 수 있으며, 두 개 벤딩부(430)의 교차점으로부터 제1 직선부(410)가 연장된다.

이 경우 구조적 균형을 고려하여, 2개의 벤딩부(430)는 서로의 중점에서 수직하게 교차하도록 할 수 있으며, 미소하게 탄성 변형을 할 수 있는 제2 직선부(421, 422, 423)의 개수가 늘어난 만큼 스터드 볼트(400)를 통한 소음 전달률을 더욱 낮추는 작용을 기대할 수 있다.

위의 제1 실시예의 제1 내지 제4 실시형태에서, 도면에서 안쪽에 배치되는 제1 벽체(100)는 차음의 대상이 되는 덕트 구조물의 외면인 덕트 플레이트일 수 있으며, 바깥쪽의 제2 벽체(200)는 별도로 설치되는 라이너 플레이트일 수 있는데, 설치의 편의를 위해 스터드 볼트(400)는 제1 벽체(100)에 대해서는 용접으로 고정되고, 제2 벽체(200)에 대해서는 더블 너트(600)로 고정될 수 있다. 더블 너트(600)는 제2 벽체(200)의 내면과 외면에서 각각 스터드 볼트(400)에 조여지는 2개의 너트를 사용하여 고정하는 것인데, 2개 너트 사이에는 제2 벽체(200)의 열팽창을 허용하는 가운데 고정하기 위한 와셔(610)가 끼워질 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 차음 벽체 구조에 대한 제2 실시예의 제1 실시형태와 제2 실시형태를 도시하고 있다. 제2 실시예는 스터드 볼트(400) 자체를 절곡하여 벤딩부(430)를 형성하는 제1 실시예와는 다르게, 스터드 볼트(400)는 종래의 일반 스터드 볼트를 사용하되 별도의 플레이트(530)를 개재시키는 실시예인 것을 특징으로 한다. 별도의 플레이트(530)가 사용되기는 하지만, 소음 저감의 기본 원리는 벤딩부(430)를 적용한 경우와 마찬가지이다.

도 7에 도시된 제2 실시예의 제1 실시형태를 보면, 그 스터드 연결 구조는, 제1 벽체(100)에 대해 연결되는 제1 스터드 볼트(510)와, 제2 벽체(200)에 대해 연결되는 제2 스터드 볼트(520)와, 제1 및 제2 스터드 볼트(510, 520)의 각 자유단이 연결되도록 상기 길이 방향(LW)을 따라 배치된 플레이트(530)를 포함하고 있으며, 여기서 제1 스터드 볼트(510)와 제2 스터드 볼트(520)는 두께 방향(TW)을 따라 동일 선상에 있지 않은 것을 특징으로 한다. 제1 스터드 볼트(510)와 제2 스터드 볼트(520)가 어긋난 만큼의 플레이트(530)의 간격이 전술한 벤딩부(430)의 역할을 담당하게 된다.

제2 실시예는 스터드 볼트(510, 520)의 개수가 늘어나기는 하지만, 스터드 볼트(400)를 절곡하거나 용접하는 등의 작업 없이 기존의 똑바른 스터드 볼트를 그대로 적용할 수 있다는 점에서 장점이 있다. 또한, 제1 실시예와 제2 실시예는 소음 저감 효과가 탁월한 주파수 영역이 다르게 나타나는 효과상의 차이도 있는데, 이에 대해서는 제2 실시예를 모두 설명한 후 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

다시 도 7로 돌아오면, 제2 실시예의 제1 실시형태에서도 스터드 볼트의 압축 방향의 구조적 강성을 고려하여 제1/제2 스터드 볼트(510, 520)는 각각 제1/제2 벽체(100, 200)에 대해 수직을 이루도록 연장되고, 플레이트(530)는 제1/제2 스터드 볼트(510, 520)의 자유단에 대해 각각 수직하게 연결될 수 있다.

그리고, 제1 실시예에서 제1 벽체(100)와 제2 벽체(200)에 대한 고정방식에 용접과 더블 너트(600)를 적용하는 것과 유사하게, 플레이트(530)는 제1 및 제2 스터드 볼트(510, 520) 중의 어느 하나에 대해서는 용접으로 고정되고, 다른 하나에 대해서는 더블 너트(600)로 고정된다. 예를 들어, 제1 스터드 볼트(510)는 제1 벽체(100)에 대해서는 용접으로 고정되는 한편 플레이트(530)에 대해서는 더블 너트(600)로 고정되고, 제2 스터드 볼트(520)는 제2 벽체(200)에 대해서는 더블 너트(600)로 고정되는 한편 플레이트(530)에 대해서는 용접으로 고정될 수 있다.

그리고, 도 8의 제2 실시예의 제2 실시형태처럼, 제2 실시예의 스터드 연결 구조는, 하나의 플레이트(530)에 대해 제1 및 제2 스터드 볼트(510, 520)의 연결 그룹(540)이 복수 개 반복하도록 배열될 수 있다. 이 경우 복수 개인 제1 및 제2 스터드 볼트(510, 520)의 연결 그룹(540)은 플레이트(530)에 대해 서로 등 간격을 이루도록 균등하게 배치될 수 있다.

도 9는 도 2에 도시된 종래의 스터드 연결 구조(WT_1) 대비, 도 3 내지 도 도 6에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 제1 실시형태 내지 제4 실시형태의 스터드 연결 구조(WT_2∼WT_5), 그리고 제2 실시예의 제1, 제2 실시형태의 스터드 연결 구조(WT_6, WT_7)의 소음 전파 소산의 절대값(㏈)을 주파수 별로 비교 도시한 것이다. 즉, 도 9의 그래프에서 종축의 값이 클수록(위에 있을수록) 해당 주파수에서의 소음 저감 효과가 큰 것을 의미한다.

도 9에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 차음 벽체 구조는 종래 대비 거의 모든 주파수 영역에서 차음 성능이 개선됨을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명의 제1 실시예는 125㎐∼1㎑ 영역에서 2∼5㏈ 정도, 제2 실시예는 2㎑∼8㎑ 영역에서 4㏈ 정도의 차음 성능 개선 효과를 나타내는데, 제2 실시예가 좀더 고주파 영역에서 더욱 우세한 개선 효과를 보여주고 있다. 따라서, 종래의 차음 벽체 구조에서 차음 성능 개선이 특히 필요한 주파수 영역이 분석되면, 이를 바탕으로 하여 본 발명에서 제공하는 다양한 실시형태 중 가장 적합한 스터드 연결 구조를 선택할 수 있는 설계상의 자유도가 폭넓게 확보된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이러한 수정, 변경 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 제1 벽체 200: 제2 벽체
300: 단열재 400: 스터드 볼트
410: 제1 직선부 420: 제2 직선부
421: 제2-1 직선부 422: 제2-2 직선부
423: 제2-3 직선부 430: 벤딩부
431: 제1 벤딩부 432: 제2 벤딩부
434: 트랜지션부 510: 제1 스터드 볼트
520: 제2 스터드 볼트 530: 플레이트
540: 스터드 볼트 연결 그룹
600: 더블 너트 610: 와셔
LW: 길이 방향 TW: 두께 방향

Claims (17)

1. 길이 방향을 따라 서로 나란히 대면하는 제1 벽체와 제2 벽체, 상기 제1 및 제2 벽체 사이의 공간에 적재되는 단열재, 그리고 상기 단열재를 관통하여 상기 제1 및 제2 벽체를 서로 기계적으로 연결하는 스터드 볼트를 통해 상기 제1 및 제2 벽체를 고정하는 스터드 연결 구조를 포함하는 차음 벽체 구조에 있어서,
   상기 스터드 볼트는 상기 제1 및 제2 벽체를 두께 방향으로 연결하되 상기 두께 방향의 중간 영역에서 상기 길이 방향을 따르는 벤딩부를 구비하고,
   상기 벤딩부는 상기 스터드 볼트에 대해 일체로 형성되며,
   상기 스터드 볼트는,
   상기 제1 벽체에 대해 수직하게 연장되는 제1 직선부와 상기 제2 벽체에 대해 각각 수직하게 연장되는 두 개의 제2-1 직선부 및 제2-2 직선부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 제1, 제2-1 및 제2-2 직선부에 대해 각각 수직하게 연결되며,
   상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이에서 상기 벤딩부에 교차하는 또 하나의 벤딩부와, 상기 또 하나의 벤딩부 양단으로루터 상기 제2 벽체에 대해 수직하게 연장되는 한 쌍의 제2-3 직선부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차음 벽체의 스터드 연결 구조.
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7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 직선부는, 상기 두께 방향을 따라, 상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이에 위치하도록 배열된 것을 특징으로 하는 차음 벽체의 스터드 연결 구조.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 직선부는 상기 제2-1 및 제2-2 직선부 사이의 중앙에 위치하도록 배열된 것을 특징으로 하는 차음 벽체의 스터드 연결 구조.
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개의 벤딩부는 서로의 중점에서 수직하게 교차하는 것을 특징으로 하는 차음 벽체의 스터드 연결 구조.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스터드 볼트는, 상기 제1 벽체에 대해서는 용접으로 고정되고, 상기 제2 벽체에 대해서는 더블 너트로 고정되는 것을 특징으로 하는 차음 벽체의 스터드 연결 구조.
    
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