The importance of the high sound insulation walls has been dramatically increased as the lifestyle and standard of living change, and people require highly sound insulated spaces in dwelling places or office build-ings. In the past, the normal concrete was one of the best sound insulation materials in construction field. However, normal concrete has limitation as future sound insulation materials in construction field due to its high dead weight. To solve these problems, the lightweight wall with high sound insulation performances has been investigated in this study.
The structure of the lightweight system wall consists of multi-leaf and cavities to maximize the sound insulation performance. The multi-leaf was composed of lightweight aggregate concrete and honeycomb panels. To evaluate the performance of the lightweight system wall, the sound transmission losses were tested in reverberation room. In addition, to compare the sound insulation performances, Autoclaved Lightweight Concrete also tested and compared.
The shunt damping technology was investigated to make up for the low sound insulation performance at resonance frequency. The shunt damping is a method that converts the mechanical energy of structural vibration to electric energy by using piezoelectric transducer. The piezoelectric material was bonded to aluminum beam to investigate the performance of the shunt damping and the vibration displacement was measured by Laser Doppler Velocimetry. The parameters for optimizing shunt damping condition were determined by maximizing the dissipated energy through the circuit and the damping efficiency was tested by varying resistance conditions of the shunt circuits.
새로운 건설재료는 사용자에게 쾌적한 주거 및 사무환경을 제공해야 하며, 향상된 에너지 효율성(Efficiency), 안정성(Reliability) 그리고 사용성(Serviceability) 등의 요구 성능을 만족해야 한다. 또한 빠른 시공을 위한 공장제작 부재에 대한 요구와 함께 물량감소 및 구조적 이점을 위한 경량부재에 대한 요구가 증가 할 것으로 예상된다. 그러므로 기존의 건설재료 대비 경량이면서 쾌적한 생활환경을 위한 차음 성능을 만족하고, 에너지 효율향상을 가져올 수 있는 재료에 대한 연구가 필요하다. 특히 건물에 있어서 일반적인 하중을 담당하는 외부 내력벽의 경우에는 차음 성능이 우수하지만, 창호, 개구부 그리고 내부 간막이벽의 경우 차음 성능이 외부 내력벽에 비해 상당히 떨어지는 편이므로 경량의 차음 벽체에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존벽체의 표면강도와 내구성을 보완하고 강성을 높이기 위하여, 면밀도 대비 강성이 매우 우수해 차음 성능이 뛰어난 honeycomb 패널을 경량기포콘크리트 양면에 사용하였다. 경량 콘크리트와 honeycomb 패널을 사용한 시스템 벽체를 제작하여 잔향실 실험을 통하여 벽체의 성능을 알아보았으며, 그 결과 약 100 mm의 두께에서 기존의 차음 구조벽체와 유사한 성능을 발휘하는 벽체를 제작할 수 있었다.
경량패널의 경우 공진주파수대역에서 투수손실률이 현격히 저하된다. 소리는 패널의 진동을 만들어 내는데, 공진주파수에서 진동의 크기는 현격히 커지게 되고 진동을 통해 패널의 방사음(radiation sound)도 따라서 커지게 된다. 일반적인 구조물의 공진주파수에서 진동을 저감하기 위해서 여러 가지 방법이 사용되는데 크게 damper를 설치하는 수동형 저감방법과 능동형 방법이 있다. 본 연구에서는 압전재료를 사용하여 타겟으로 한 주파수 대역의 방사음을 줄이기 위하여 shunt damping을 연구하였다. 차음 실험을 수행하기 전에 shunt damping 기술 확보를 위하여 beam을 사용하여 진동의 저감 성능을 알아보았으며 실험을 통해 목표로 삼은 공진주파수대역에서 진동을 매우 효과적으로 저감시킬 수 있었다.
