현대ENG·롯데건설 등, AI 로봇부터 국책 연구과제까지 ‘총력’ [층간소음 사라질까? ②]

[한국금융신문 김관주 기자] 건설사들이 오는 8월 4일 실시되는 아파트 층간소음 ‘사후 확인제’를 대비하기 위해 기술 개발에 한창이다. 공동주택 사업자는 아파트를 건설한 후 사용검사 승인 전에 바닥충격음 차단성능을 평가하는 성능검사를 거쳐야 하기 때문이다. 기존에는 실험실에서 만든 바닥구조에서 층간소음을 측정했지만 앞으로 실제 지어진 아파트 현장에서 검사하는 것이 핵심이다. 〈편집자 주〉

현대엔지니어링은 층간소음을 저감할 수 있는 ‘AI 바닥 미장로봇’을 로보블럭시스템과 공동 개발했다.

해당 기술은 기존에 사람이 직접 수행하던 콘크리트 바닥 미장작업을 로봇으로 대체해 건설 생산성, 품질, 안전성을 향상하기 위한 목적으로 개발됐다.

AI 바닥 미장로봇은 각 4개의 미장날이 장착된 2개 모터를 회전시켜 콘크리트가 타설된 바닥면을 고르게 한다.

이 기술의 적용으로 아파트 시공 현장에서는 견고한 바닥면 미장을 통한 층간소음 저감도 가능하다. 스마트팩토리, 대형 물류창고, 공장형 건축물 등의 바닥 미장 불량을 방지할 수도 있다.

현대엔지니어링은 “기존의 바닥 미장 장비 대비 경량화를 통해 활용성을 대폭 늘렸다”며 “전기모터를 도입해 내연기관 엔진을 사용하는 기존의 장비보다 소음이 적고 친환경적”이라고 설명했다.

현대엔지니어링은 더 나아가 미장로봇에 영상처리 기술을 접목해 자율주행 기술과 군집주행기술도 개발했다.

라이다 기술을 이용한 자율주행은 물론, 로봇 본체에 장착된 카메라로 후방의 로봇이 선행하는 로봇의 색상과 형태를 인식해 복수의 미장로봇이 동일 작업을 반복하게 함으로써 넓은 면적의 미장작업을 빠른 시간에 수행할 수 있도록 했다.

AI 바닥 미장로봇은 지난해 말 ’스마트건설 챌린지 2021’에서 로보틱스 부문 최고 기술상(국토교통부장관상)을 수상하기도 했다.

롯데건설은 국책 연구과제의 추진 성과인 ‘벽체지지형 천장 시스템’을 서울시립대학교 산학협력단, 신호산업과 함께 개발했다. 현재 롯데건설은 국토교통과학기술진흥원 지원을 받아 수행 중이다.

해당 시스템은 경량철골이나 목구조를 이용해 상부 세대 바닥 슬래브에 직접 달대를 고정하는 기존 공동주택 천장과 차별화를 뒀다.

바닥 슬래브에 직접 고정되는 달대 설치를 최소화해 상부 세대 진동의 전달 경로를 차단했다. 벽체에 고정하는 방식을 채택해 층간소음을 줄이는 원리를 적용한 것이다.

또한 롯데건설은 천장 시스템에서 중량충격음을 추가로 차단하는 기술을 개발했다.

현재 진행 중인 업계 최고 등급 층간소음 완충재 기술을 올해부터 롯데캐슬과 르엘 현장 등에 적용해 롯데캐슬의 정온한 주거 성능을 한층 더 끌어올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.

앞서 롯데건설은 지난해 2월 층간소음 솔루션팀을 신설한 바 있다. 롯데케미칼, EPS KOREA와 함께 친환경 발포 폴리프로필렌(EPP)를 활용한 층간소음 완충재 기술을 개발 중이다.

동시에 시공성을 개선한 고밀도 마감모르타르 개발 연구도 병행함으로써 복합 신소재를 활용한 층간소음 저감형 바닥 구조 개발에 박차를 가하고 있다.

DL이앤씨와 SK에코플랜트는 층간소음을 줄이기 위해 새로운 바닥구조 개발에 매진하고 있다.

바닥 충격음은 무거운 물체 낙하 시 발생하는 중량충격음과 가벼운 물체 낙하 시 발생하는 경량충격음 두 가지로 구분된다. 이 중 중량충격음은 현재 대부분의 공동주택에서 발생하는 층간소음의 주된 원인으로 꼽힌다.

DL이앤씨는 올해 안에 중량충격음 저감 1등급 아파트 상용화에 나설 계획이다.

현재 중량충격음 1등급의 바닥구조를 상용화한 건설회사는 없다. 우리나라 아파트는 주로 중량충격음 제어가 어려운 벽식구조로 건설돼 소음 저감이 쉽지 않기 때문이다.

지난 2월 DL이앤씨의 ‘디사일런트 2(D-Silent 2)’는 최고 수준인 1등급 성능을 공식적으로 인정받았다.

국가공인시험기관(KOLAS)이 경기도 화성시에 건설 중인 e편한세상 현장에서 해당 바닥구조의 중량충격음 저감 1등급 성능을 확인했다.

바닥 중량충격음은 약 7.3kg 무게의 타이어 구조물을 바닥으로부터 0.9m 높이에서 떨어뜨리는 뱅머신으로 측정한다. 아래층에 전달되는 소음이 40dB(데시벨) 이하일 경우에 1등급을 받는다.

또한 디사일런트 2는 성능과 시공성을 모두 고려한 새로운 개념의 기술로 완성해 특허 출원까지 완료됐다.

최근 DL이앤씨는 일정 수준 이상의 층간소음이 감지되면 자동으로 해당 세대 입주민에게 월패드와 모바일 기기로 알려주는 층간소음 알리미 기술을 개발해 상용화에도 성공했다.

이를 통해 입주민 스스로 층간소음을 저감할 수 있도록 유도할 계획이다.

SK에코플랜트는 국내 최고 수준의 중량충격음 저감효과가 있는 바닥구조의 시험을 마쳤다.

SK에코플랜트가 개발한 바닥구조는 KOLAS 공인 인정기관 시험 결과 중량충격음이 41dB까지 저감됐다.

층간소음 성적 측정이 가능한 공인시험기관 11곳을 확인한 결과 실제 현장에서 측정한 중량충격음 기준 국내 최고 수준으로 나타났다.

경량충격음도 26dB까지 감소했다.

이번에 개발한 바닥구조는 별도 실험실이 아닌 경기도 과천시에 위치한 실제 아파트 현장에 적용해 성능시험을 마쳤다.

기존 벽식구조가 아닌 기둥벽혼합식구조로 설계를 특화했다. 바닥 슬래브의 두께도 기존보다 90㎜ 높였다.

뜬바닥구조(방진재 50㎜+콘크리트 100㎜)를 기존 슬래브와 온돌 구조 사이에 추가했다.

이는 바닥으로 전달되는 진동은 줄이고 소음은 흡수시켜 보다 효율적인 저감을 가능하게 했다. SK에코플랜트 관계자는 “최근 공동주택의 큰 사회적 문제인 층간소음 해결을 위한 의미 있는 결과를 얻었다”며 “앞으로도 고객들의 니즈에 맞는 주거상품 개발을 위해 다양한 연구개발을 진행할 계획”이라고 밝혔다.

김관주 기자 gjoo@fntimes.com