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금속 지붕 및 외벽 성형 강판을 위한 음향 설계 지침(4): 이중 스킨 구조

출처: https://mcrma.co.uk/?s=PROFILED+METAL+ROOFING+DESIGN+GUIDE

http://www.mcrma.co.uk/pdf/mcrma_t08.pdf

2) 이중 강판 구조

대부분의 금속 외피는 단열된 이중 금속시스템을 형성하기 위해 현장에서 제작되거나 공장에서 제조된 복합 판넬로 공급될 수 있습니다. 이러한 구조의 음향 성능은 개별 금속 강판의 영향뿐만 아니라 단열재와 시공 상세에 의해 영향을 받습니다.

이중 강판 시스템[이중 강판 시스템]

복합 판넬[복합 판넬]

광물섬유 단열재의 밀도와 부드러움의 영향 비교[광물섬유 단열재의 밀도와 부드러움의 영향 비교]

현장 조립시스템과 복합 판넬 비교[현장 조립시스템과 복합 판넬 비교]

성형된 경질 단열재와 성형된 광물섬유 현장 조립시스템 비교[성형된 경질 단열재와 성형된 광물섬유 현장 조립시스템 비교]

미네랄울단열재와 같은 부드러운 단열재는 판넬의 진동을 감쇠시키는 역할을 할 수 있지만, 너무 꽉 채워져 있지 않아야 하며, 그렇지 않으면 다른 요소에 다리기능을 제공합니다. 공장에서 제작되거나 현장 조립 복합 판넬과 같은 경질 단열 폼은 동일한 음향 브리지 효과를 가지므로 우수한 단열 성능을 제공하지만, 방음 능은 낮습니다(일반적으로 Rw=26dB). 성형 전체를 조밀하게 결합된 미네랄울단열재로 채우는 것도 세부 사항피복재 스팬을 고정하는 것처럼 구조물의 음향 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.

이상적으로는 구조물의 개별 층간 및 피복재와 지지 구조물 사이의 기계적 연결이나 다리가 적을수록 방음 성능이 더 좋습니다. 따라서 모든 고정은 음향 성능에는 해롭지만 구조에 반드시 필요한 사항입니다. 넓게 이격된 나사와 같은 점 고정은 밀접하게 이격된 리벳 선보다 음향적으로 우수합니다. 그러나 고정 정치 사이에 강판 가장자리가 왜곡이 있으면 고주파 소음 차단이 감소될 수 있습니다.

외피 스팬을 변경하는 것도 비슷한 효과가 있습니다. 일반적으로 스팬이 길수록 기계적 연결이 적어지고 향 성능이 좋아집니다. 그러나 스팬을 변경하면 판넬에 미치는 저주파 소음의 영향도 변화하여 단열 성능이 변경될 수 있습니다.

위의 예는 외피의 방음 성능이 재료 및 설계에 의해 영향을 받을 수 있는 방법을 설명합니다. 어떤 상황에서는 잔향을 줄임으로써 건물의 내부 음향에 영향을 줄 필요가 있으며, 소음의 축적을 제어하거나 특정 활동에 대해 공간을 보다 더 수용할 수 있어야 합니다. 이것은 내장을 타공하여 섬유 단열에 의해 소음이 흡수되도록 함으로써 달성할 수 있습니다.

일반적으로 가능한 가장 넓은 주파수 범위에서 흡수를 달성하려면 약 30%의 타공비(타공 면적/시트 면적)사용되어야 하며, 전체 표면에 고르게 퍼져 있어야 합니다. 비율이 낮으면 고주파 흡수가 크게 감소합니. 이 정도 타공(천공)량은 내장의 강도를 감소시키고 0.7mm와 같은 두꺼운 재료의 사용을 고려해야 합니.

천공(타공)된 내장이 있는 구조물의 흡수 계수의 사례는 아래 그림과 같습니다.

천공(타공)된 강판이 있는 단일 강판 내장 및 이중 강판 피복시스템의 흡음 계수[천공(타공)된 강판이 있는 단일 스킨 내장 및 이중 강판 피복시스템의 흡음 계수]

흡수재를 덮거나 천공(타공) 내장과 방음재 사이에 증기 장벽을 사용하면 흡수 특성에 나쁜 영향을 미칠 있다는 점을 명심해야 합니다. 내장을 천공(타공)하면 아래 그림과 같이 건축물의 방음 성능이 저하될 수 있습니다.

천공(타공)된 내장이 이중 강판시스템의 방음에 미치는 영향[천공(타공)된 내장이 이중 강판시스템의 방음에 미치는 영향] 

더 높은 밀도의 충진재를 사용하면 방음 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 재료를 신중하게 선택하여 음향투과손실(SBI)과 음향 흡수를 최적화할 수 있습니다.

내부 결로의 잠재성을 줄이려면 이중 강판 구성에서 보온 단열재의 따뜻한 면에 증기 장벽을 제공하는 것이 중요합니다. 따라서 천공(타공)된 내장 강판을 도입할 때, 이 점을 매우 신중하게 고려해야 합니다. 건물 내부에 다른 흡음재를 사용하는 것이 때로는 더 적절한 방법일 수 있습니다.

3) 향상된 성능시스템

음향 성능을 향상시키기 위해서는 여러 방법으로 이중 강판 시스템을 수정할 수 있습니다. 이러한 방법은 위에 요약된 매개 변수를 최적화하는 방법을 기반으로 두꺼운 금속으로 질량을 증가시키거, 지지 구조물로부터 강판을 격리시킴으로써 고정 방법을 개선하는 방법 또는 더 많은 층을 추가하는 방법입니다.  

최종 음향 성능은 전체 구성에 따라 다릅니다. 복잡한 구성에서 하나의 매개 변수를 변경하는 효과를 확실하게 예측하기는 어려우며, 성능을 정확하게 결정하기 위해 실험실 테스트를 수행하는 것이 여전히 중요합니다.

실제로 기본 피복재의 방음이 개선됨에 따라 다른 건물 구성 요소의 영향이 더욱 중요해지며, 고려되어야 합니다. 문과 창은 음향적으로 약하기 때문에 외관의 단열을 크게 감소시킬 수 있습니다. 30dB 이상의 감소가 필요한 경우 도어, 창문 및 기타 개구부를 선택하여 건물의 전반적인 음향 성능을 염두에 두고 설계하는 것이 중요합니다.