SERVER HEALTH CHECK: OK
ID/PW 찾기 회원가입

[룸튜닝]  방음시공의 기본원칙

 
7
  1961
Updated at 2023-09-01 18:09:12

 

여기서는 우리나라에서 일반적인 콘크리트 건물 (아파트 등)에서 방하나에 방음시공을 할때를 중심으로, 관련된 중요원칙을 간략히 설명하고자 한다.

1. 밀폐

소리전파의  가장 중요한 전파매질은 공기이다. 소음원의 소리가 다른 공간에서 들리지 않게 하려면, 소음원이 있는 공간과 다른 공간간에 공기가  통하는 통로가 없어야 한다. 예를 들어, 방문을 닫았는데, 문틈사이에 공간이 있다면 그 틈이 조금만 있어도 소리파동이 회절하여  통과하기 때문에 방음성능이 크게 떨어진다. 또한 건물의 환기시스템을 통해 소음원이 있는 공간과 옆방이 연결되어 있다면, 아무리  방안에 방음처치를 한다고 하더라도 환기구를 통해 소리가 옆방으로 쉽게 전달된다. 공기직접전파 통로가 있는 경우 방음성능이 크게  떨어지기때문에, 공간내 방음을 위한 첫번째 기본원칙은 소음원이 있는 공간과 다른 공간간에 공기를 통한 직접전파가 되지 않도록  밀폐하는 것이다. 따라서 현재 일반적인 콘크리트 주택을 기준으로 (옆방으로 통하는 환기구 등 통로가 없다는 가정하에) 가구내  방음에서 가장 기본적인 방음시공은 방문틈에 대한 밀폐 처치이다. 일반적인 처치로 문틈을 효과적으로 밀폐하기가 어렵기 때문에  (가정집 문자체의 방음성능이 떨어지는 것도 함께 고려해서)방음문을 설치하는 것이 본격적인 방음시공의 기본이 된다.


자료원: https://www.tmsoundproofing.com/understanding-flanking-noise.html
(환기구를 통해 옆방과 직접 연결된 상태)

아파트의 경우 화장실, 부엌의 환기구, 거실 베란다의 배수배관을 통해 윗집, 아래집과 소음전파의 직접 연결 통로가 열려 있는 경우가 많음.



소음원에서  발생한 소리에너지가 콘크리트벽에 부딪히면 대부분 반사되지만 일부 소리에너지가 콘크리트벽을 통과해서 옆방으로 전달된다. 이렇게  전달되는 소리를 줄이기 위해 방음시공을 할때 또다른 벽을 (일반적으로 소음원이 있는 방 안에) 만들게 된다. 이때 새롭게  추가하는 벽은 주로 석고보드를 이용해서 만들기 때문에 석고보드 가벽 (석고가벽, 또는 가벽)이라고 한다. 기존의 콘크리트벽과  새롭게 추가된 석고가벽간에 물리적으로 연결되지 않도록 한다는 것이 절연 (Decoupling) 의 개념이다.

밀폐는 공기간의 직접 연결을 막는 개념이라면, 절연은 고체간의 직접 연결을 막는 개념이다. 석고보드를 이용한 가벽시공을 위해서는 석고보드가 스스로 서있을수 없기 때문에, 석고보드를 고정할 수 있는 구조물을 만들어야 한다. 서구에서는 경량철골상 (steel stud 구조물)도 흔하지만, 우리나라에서는 일반적으로 목상 (투바이 구조목을 이용한 wood stud)을 주로 만든다. 그래서 방음시공에서의 절연시공은 기존 콘크리트벽과 (석고가벽을 만들기 위한) 목상을 물리적으로 절연시키거나, 아니면 기존 콘크리트벽과 목상은 붙이고, 목상과 석고보드간에 절연시키는 작업을 말한다.

절연을 위해 가장 좋은 것은 당연히 물리적 접촉이 전혀 없는 것이다. 물리적 접촉이 있는 경우에는 탄성을 가진 도구 (스프링, 고무 등)를 이용해 진동(소리전달)을 흡수(억제)하는 형태로 절연을 한다.  목상을 만들경우 기존 콘크리트에서 띄워서 만들면 가장 좋을 것이다. 하지만 이렇게 하기 위해서는 목상자체가 홀로 서 있을 수  있도록 튼튼해야 한다. 이러기 위해서는 공간과 비용이 더 많이 필요하다. 또 천장과 바닥에 목상이 단단히 고정되어야 한다 (이것  자체로 벽과 천장과 바닥간의 절연은 어려워 지는 것이다). 이러한 문제 때문에 목상을 기존 콘크리트벽에 붙이고, 목상과 석고보드  간에 절연하는 시공을 더 많이 한다. 목상과 석고보드 간에 절연하는 시공을 할때 소음채널 (Resilient channel), 햇 채널 (Hat channel) 등이 많이 사용된다. 다시 말해 소음채널 (Resilient channel), 햇 채널 (Hat channel) 등의 도구가 가진 탄성을 이용하여 고체간의 직접 연결을 억제하는 것이다.

한편 절연을 위한 도구 (탄성계수가 있는 도구)들은 탄성계수, 고유진동수 등의 특성에 따라 적정 하중범위가 있고, 방음방진 수준도 상이함.

(방음시공을  위해 상담할때는 해당 업체에 어떻게 디커플링(Decoupling)을 할 것인지 물어볼 것. 절연은 디커플링의 번역어로 필자가  선택한 용어이고, 분야마다 다른 표현으로 쓰일 수 있음. 업체가 디커플링의 개념을 모르거나 바닥시공, 천장시공, 벽시공에서 각각  어떻게 디커플링을 할지 구체적인 방법을 제시하지 못한다면, 업체의 방음시공 능력에 문제가 있다고 볼 수 있음.)

 
3. 흡음 (Absorption)

기존  콘크리트벽과 일정거리 떨어진 석고 가벽을 세우고, 콘크리트벽과 가벽사이 공간에 흡음재를 채운다. 이를 통해 소음원에서 가벽을  통과한 소리가 콘크리트벽과의 사이에서 흡음이 되어 콘크리트벽을 통과해서 바깥으로 전달되는 소리에너지의 양을 줄인다.

콘크리트벽과 가벽사이의 빈공간의 간격이 넓을수록, 그 공간에 흡음재가 가득 차 있을수록 방음성능이 좋아진다.

거칠게 말해 (Mass air mass resonance 기준으로) 가벽사이 빈공간 간격의 제곱근에 비례하게 방음성능이 좋아진다.
빈공간(Gap) 이 5cm에서 10cm로 늘어나는 것과 비슷한 효과를 보려면 ,빈공간이 (15cm가 아니라) 20cm로 늘어나야 한다.

한편 콘크리트벽과 가벽사이에 30cm 이상의 간격 (흡음재가 들어가는 공간이 20cm 이상) 되어도 깊은 저역 대역인 40Hz 아래쪽의 방음성능은 콘크리트맨벽을 그냥 두는것에 비해 나아지지 않을 수도 있다.

어떤 흡음재를 쓰는 것이 좋은지에 대해서는 확정할만한 실험결과가 제시된 것을 본 적은 없다.
일반적인  흡음계수 측정치를 보면 글라스울(glasswool glass fiber) 이나 암면 (mineral wool)이 폴리에스터  흡음재보다 저음 흡음률이 높은 것으로 알려져 있다. 가격적으로도 글라스울 제품이 저렴하기 때문에 해외 인터넷 사이트에서는 주로  글라스울 제품을 흡음재로 쓰는 경우가 많다.

흡음재의 밀도와 부피 부분에서는 밀도보다  부피가 더 중요하다. 10cm 빈공간에 무거운 밀도의 흡음재를 5cm쓰는 것보다 가벼운 밀도의 흡음재를 10cm 채우는 것이  좋다. 한편 단단하고 무거운 밀도의 흡음재 (예를 들어 암면 패널)을 가득채우면 절연(디커플링) 측면에서 불리하다는 주장도 있다.

*Mass air mass resonance  (질량을 가진)물체-공기-물체 공명 (Hz)은 마주보는 두 벽의 효과질량(m1xm2/[m1+m2])과 거리(간격) 에 따라 벽의  고유진동주파수 (공명주파수)가 결정된다는 것인데, 벽이 무거울수록, 간격이 클수록 공명주파수가 낮아진다 (벽의 질량x벽안공간 간격의 제곱근에 반비례). 공명주파수의 약 1.4~1.8배 주파수이하에서는 가벽을 쌓은 경우가 쌓지 않은 경우에 비해 방음성능이  떨어진다.

m1, m2는 마주보는 두 벽 각각의 질량이나 콘크리트벽과 석고가벽을 비교하면 콘크리트벽이 수십배 무겁기 때문에 석고가벽무게만을 고려한 근사값을 사용해도 무방하다.

m1 (콘크리트벽), m2 (석고가벽)
since m1 >> m2, then m1xm2/(m1+m2)m1xm2/m1 = m2
즉 공명주파수는 석고가벽을 1겹 칠때보다 2겹칠때 1/sqrt(2)= 0.7배 낮아진다.


4. 질량 (Mass)

벽이  무거울수록 방음성능이 좋다. 벽의 질량이 2배 늘때마다 방음성능 (STC rating)이 5dB 향상된다.Mass air  mass resonance 에도 나오지만 벽의질량 x 간격의 제곱근에 비례한다. 따라서 석고가벽은 석고보드 한겹을 치는 것보다  두겹을 칠때 가장 비용효과적이다. 두겹에서 세겹으로 늘려도 1겹에서 두겹으로 갈때보다 효과가 절반 정도밖에 안될수 있다.

방음한다고 하면서
MLV(mass-loaded vinyl) - 우리나라 상품으로 차음시트, 고무차음재  등으로 많이 불림 - 를 콘크리트벽에 붙이는 것은 매우 의미없는 시공이다. 일단 콘크리트벽은 이미 매우 무겁기 때문에 질량증가  효과가 거의 없다. 석고가벽에 MLV를 붙이는 것은 콘크리트벽에 붙이는 것보다는 효과가 나으나, 비용효과 면에서는 석고보드를 한겹  더 치는것이 가격면에서 저렴하기때문에 그리 비용효과적인 방법이 아니다.

아래와  같은 차음시트의 방음효과 측정치는 차음시트 단독으로 사용할때의 경우이다 (벽대신 차음시트를 걸어서 벽처럼 시공). 이미  STC50급의 방음성능을 갖고 있는 콘크리트벽에 차음시트를 붙여서 이런 효과를 볼 수 있는 것이 아니다.


그림. 차음시트 (MLV) 단독시공의 방음성적예.
(콘크리트벽이나 석고보드에 붙인 차음시트는 이런 결과를 내지 못한다)




기타. 댐핑 (Damping)

댐핑이라는 개념은 여러 분야에 쓰이지만,
방음에서 댐핑이란 용어와 댐핑 할 수 있는 방음재를 드러나게 쓰는 대표적인 곳은 soundproofing company라는 사이트에서 green glue 라는 제품을 언급하며 방음성능이 있다고 주장할 때이다. 위 상업사이트는 일반애호가 수준에서 이해할 수 있는 방음관련 내용을 잘 다루고 있는데, 이 사이트에서는 댐핑을 아래와 같이 표현한다.

댐핑이란 석고가벽이 진동하는 것을 줄이는 것" reduce the drywall from vibrating in the first place" 이다.
그리고 그린글루는 점탄성 댐핑 화합물로 소리에너지를 열로 바꾼다"a viscoelastic damping compound that converts sound energy into a minute amount of heat"

즉 가벽의 소리에너지 (진동)를 (석고보드 사이에 발린 그린글루가) 열로 바꾸어 진동을 억제하는 것을 댐핑이란 용어로 표현하고 있다.

가벽이 진동하나 다른 벽으로 전달되지 않는것 (디커플링),
가벽이 진동하는 에너지를 가벽내 공간내 흡음 처리로 억제 (역시 열에너지로 변환됨) (흡음) 하는 것에 비해
주로 점탄성이 있는 소재 (굳지 않지만 끈적끈적하고 탄성이 있는 소재)로 가벽 진동을 열에너지로 변환하는 것을 (댐핑)이라는 용어로 표현하고 있다.

본인 역시 이 사이트의 주장에 따라 그린글루를 방음시공에 사용해 본적이 있다.
하지만  그린글루의 객관적인 방음시험결과는 분명하지 않다. 특히 디커플링 처지가 잘 적용된 경우 완전히 동일한 환경에서 그린글루만 있고  없고를 비교한 결과를 찾기 어려웠다. 아래 그림에서 그린 글루가 있을때 STC 71, 그린 글루가 없을때 60 인 것처럼 하고  있으나 (이는 정말 큰 차이다), 시험성적서 원본을 찾을 수 없었다. 한편 위 사이트에서 추천하는 그린글루 시공을 하기 위해서는  매우 큰 비용이 들어간다. 한편 그린글루를 시공 하는 것 보다는 차음석고보드를 한겹 더 시공하는 것이 훨씬 더 비용효과적이라고  본다.


그린 글루 사용시 방음 향상을 광고하는 사이트의 제시결과
(매우 가격이 비쌈, 차음석고보드를 한장 더 치는 것에 비해 더 나은 효과가 있을지 분명치 않음)

 

님의 서명
서울하늘에서 은하수를 볼날을 꿈꾸는
10
Comments
2023-06-09 21:38:04

정성글 이네요! 추천 + 스크랩!
감사합니다.

2023-06-09 21:56:49

이런 방음관련 글을 볼 때마다 생각하는건

콘크리트로 지은 단독주택이면 방음대책의 반은 먹고 들어간다! 네요.

Updated at 2023-06-10 00:33:09

이론적 설명을 실례로 완벽한 정보를 전달하네요. 감사합니다! 혹시 좋은 방음시공업체 아시면 정보 부탁좀 드리겠습니다

2023-06-10 08:07:04

이사가면 방음공사해볼까 생각중인데 업체선별조차도 어렵네요.
대충 검색해보니 2~3군데 업체를 많이 이용하는거 같은데 공사후기를 보면
홈시어터분야보단 악기연주하시는 분들이 많이 이용하는거 같습니다.

WR
2023-06-10 19:42:53
네 업체 선별이 어렵습니다.
괜찮다 싶은 업체들은 몇 없는데, 시공가격이 꽤 높습니다.

조금 싸게 해 보려고
방음한다고 사이트 올리고 하는 업체/목수들 연락해서 상담해 보면
위에서 언급한 방음원칙들 제대로 모르는 사람이 거의 대부분 입니다.
2023-06-10 09:55:24

아파트에서 두번 개인시공해 본 경험으로는
그린글루의 효과는 정말 좋았습니다 만족합니다

WR
2023-06-10 16:07:12
저도 두번 시공했습니다.
다만 저는 제가 재료를 사 드리고, 목수님들이 시공했지만요.
두번 시공하면서 1말짜리를 주로 구입했는데, 혹시나 향후 시공하게 되면 글루건용 으로 하려고 합니다. 목수 분들께 얼마정도 떠서 해라 등등 말씀드리기가 너무 힘들었어요.

어쨌거나 그린글루 사이트 상의 용량을 보면, 우리나라 3*6 석고보드 기준으로 최소한 한캔 을 발라야 합니다. (그린글루 방음성적표 상 용량들을 보면 제 기억에 4*8 석고보드 기준으로 2-3캔 쓴 것으로 기억합니다)
 
한캔 가격을 보면, 차음석고보드 3*6 12.5T 3-4장 가격이죠.
가성비로 보면 차음석고보드를 한장 더 치는게 나아 보입니다.

거기에 특히 디커플링 처치가 제대로 되어 있지 않은 세팅에서 그린글루 여부에 따른 방음시험성적표 자료는 있는데,
디커플링 처치를 잘한 경우에 추가적으로 그린글루를 쓸때의 방음시험성적표를 찾을 수가 없습니다.
업체쪽에서 객관적인 증거를 제시하지 않은 이상, 차이가 별로 없다고 추정할 수 밖에 없지 않나 생각합니다.
2023-06-11 14:23:19

네 말통의 경우 전용 디펜서로 하면 글루건과 동일하게 작업도 되긴합니다
그린글루가 수입단가가 있다보니 석고보드 한장 더 치는게 나을수도 있는데 공간도 생각해야하기에 글루로 했네요 경험이 있다보니 더 안심감도 들더라고요

2023-06-13 10:42:39

전 방음재료보다 흡음재료를 사용합니다.. 

2024-02-19 10:44:10

정성스런 글 잘 읽었습니다 ^^ 근데 석고벽을 두겹친다는 뜻이 석고패널을 두장을 겹쳐친다인가요? 석고가벽을 하나세우고 공간을 두고 또하나. 즉 두개를 세운다는 뜻일까요?

 
글쓰기
SERVER HEALTH CHECK: OK