Q. 건물 내진설계의 원리가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.보통 내진설계는 구조체가 지진에 버텨낼 수 있도록 설계하는 것입니다. 철근과 콘크리트의 강도, 배근 방식, 구조체의 크기 등을 결정하고, 외력에 의해서 건축물 부위별 영향을 고려한 보강 등을 설계합니다. 철골구조도 비슷합니다. 외력에 따른 부재 사이즈와 형태, 강도 등을 설계합니다. 그렇게 설계된 구조체는 지진 또는 외력이 작용했을 때 버텨낼 수 있도록 설계한 것이라 볼 수 있습니다. 다른 장치를 추가하여 내진 성능을 높이는 방식도 있습니다. 구조체의 강도를 높이는 것만으로는 축척되는 피로도에 의해서도 나중에는 무너질 수 있으니 진동을 대신 흡수해서 상쇄시켜주는 장치(감쇠기라고 하겠습니다.)를 건축물에 설치하는 방법입니다. 외력에 의해서 건축물이 흘들리면 감쇠기가 그 흔들림을 전달받아서 대신 흔들리면서 진동을 차차 감쇠시켜 진동이 멈추게 해주는 것입니다. 형태와 방식이 다양하며 비용이 매우 비싸기 때문에 초고층 건축물에 많이 설치하고 있습니다. 초고층 건물의 경우 지진의 영향도 받겠지만 강한 바람의 영향을 많이 받기 때문에 더욱 도움이 되는 장치입니다.정리하자면 내진설계는 진동에 버텨낼 수 있는 강도의 구조체로 설계하는 것과 진동을 전달 받아 대신 흔들리며 진동을 감쇠시켜주는 장치를 이용하는 방식으로 설계하는 것입니다.추가로 내진설계가 버텨내는 것이라면, 면진 설계라고 하여 땅에서 전달되는 외력이 건축물로 온전히 전달되지 못하도록 흘려보내는 방식도 있습니다.
Q. 층간소음이 자주 발생하는 이유가 뭔지 궁금해요.
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.층간소음의 기본 적인 원인은 구조체의 진동이 다른 층으로 전달되면서 소음이 발생하는 것입니다. 소리는 공기나 무엇인가를 진동시킴으로써 전달이 되는데 층간 소음은 구조체를 진동시키며 전달이 됩니다. 우리나라 아파트나 다가구주택 등은 대부분 벽식구조입니다. 다가구주택의 경우 아래 윗층의 벽의 배치가 달라지는 경우도 있겠지만 아파트의 경우 상하층의 벽체의 위치를 일치시켜서 공사합니다. 그리고 기둥과 보를 사용하지 않는 것은 층고를 낮춰서 최대한 많은 층수를 확보하고, 전체 시공비용을 줄이기 위함이라 보시면 됩니다. 그래서 층간소음이 많이 발생하였고, 문제를 인식하고 슬래브 두께를 일정 이상 하도록 하고 흡음재 사용을 하도록 규정을 만들었습니다. 그리고 사후 검사 기준규정도 만들었습니다. 그런데 나중에 그 시험 방식을 개정하기로 합니다. 당초 테스트 장비 보다 적은 소음을 내는 장비로 테스트하겠다는 것이었습니다. 감사원에 걸린 내용을 보면 국토부가 개정하기로 한 근거가 출처가 불분명한 건설사들이 준 자료에 따른 것이란 것이 밝혀졌었습니다. 추측이지만 건설사들의 시공비를 줄여주고 규정을 맞추기 쉽게 해주려는 목적이 아닌가 생각합니다. 제가 쓰면서도 층간소음을 완화하기 위한 규정이 문제가 있을 것으로 추측할 수 있을 것 같다고 생각됩니다.슬래브 두께를 두껍게 만들면 진동이 줄어들고, 추가로 흡음제까지 깔면 더더욱 층간소음이 줄어야 합니다. 그런데도 줄어들지 않는 다는 것은 규정에도 문제가 있을 것으로 추측이 되는 것입니다.정리하자면 층간소음의 원인과 소음이 줄어들지 않고 있는 것은 우리나라 아파트의 구조형태가 소음 전달이 잘 되는 형태라는 것과 소음을 완화하기 위해서 만든 규정이 실제로 효과가 미흡한 규정이 아닌가 입니다.구조형태를 바꾸라고 하기는 너무 어렵겠지만 더 실효성 있는 규정을 정립하는 것이 중요하다고 생각됩니다.