아이들이 뛰어놀아도 바닥 진동을 흡수해 주는 층간소음 방지 매트의 공학적 구조

Question

층간소음 방지 매트는 TPU나 EVA 같은 특수 소재 내부는 어떻게 충격 에너지를 분산시키고 진동을 감쇄시키는지 공학적 원리가 궁금합니다

Answer 1

층간소음 방지 매트의 핵심은 충격을 한 번에 전당ㄹ하지 않고 여러 번 나누어 흡수하는 구조에 있습니다.

TPU나 EVA 같은 소재는 내부에 미세한 기포와 탄성이 있는 구조를 가지고 있습니다. 발이 닿는 순간에 충격 에너지를 압축하고 흡수하고 다시 천천히 복원하는 과정을 거치는데, 이 과정에서 진동이 열에너지로 일부 변환되어 소음이 줄어들게 됩니다.

그리고 매트가 여러 층으로 구성된 제품은 충격이 한 번에 바닥으로 다 전달되지 않고 각 층을 거치면서 분산됩니다. 그래서 아래층으로 전달되는 진동이 더욱 감소하게 됩니다.

제 생각에는 두께만 중요한 게 아니라 소재의 탄성과 밀도, 내부 기포 구조까지 함께 설계를 해야지 층간소음을 효과적으로 줄일 수 있을 것 같습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

층간소음 방지 매트는 TPU EVA 고무 발포제처럼 내부에 수많은 미세 기포 구조를 가진 소재를 사용하여 사람이 뛰면서 발생한 충격 에너지를 기포가 눌렀다가 천천히 복원되는 과정에서 열에너지고 바꾸어 흡수하고 진동을 크게 줄입니다 또한 여러 층으로 이루어진 구조는 충격을 넓은 면적으로 분산시키고 바닥으로 전될되는 진동을 단계적으로 감쇠해 아래층에 전달되는 소음을 감소시키는 역할을 합니다 여기에 소재의 높은 탄성과 점탄성이 더해져 충격이 한 번에 전달되지 않고 시간이 분산되면서 층간 소음을 효과적으로 줄일 수 있습니다

Answer 3

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

층간소음 매트의 핵심은 충격 에너지를 소리로 내려보내지 않고 매트 안에서 흡수해 없애는 데 있어요.

원리를 보면, 아이가 뛸 때 생긴 충격은 진동 형태로 바닥에 전달되는데, 이 진동이 콘크리트를 타고 아래층에 소리로 전해지는 게 층간소음이죠. 매트는 이 진동이 바닥에 닿기 전에 가로채요.

TPU나 EVA 같은 소재는 말랑하면서 탄성이 있어요. 충격을 받으면 살짝 눌리며 그 힘을 흡수하는데, 이때 충격 에너지가 소재가 변형되는 데 스이면서 열로 바뀌어 사라져요. 딱딱한 바닥이라면 그대로 전달 됏을 힘이 물렁한 소재 안에서 소모 돼요. :)