리모델링에 따른 대학 공연장의 음향성능 변화 및 개선 = Improvement and Variation of Acoustic Performance for Performing Arts Hall in University by Remodeling

국문 초록 (Abstract)

최근 건립된 대학 공연장들은 다양한 장르의 공연이 가능한 음향적 요구 조건을 충분히 반영하고 있지만 기존에 건립된 대학 공연장들은 최적화된 음향성능의 확보라는 개념이 명확하지 않은 시점에 건립되어 많은 음향적 결함을 안고 있다. 이러한 음향적 결함들로 인해 대학 공연장에서 공연 시 음이 너무 건조하거나 딱딱하게 들리게 되어 관객들로부터 불만족이 지속적으로 제기되고 있다. 따라서 리모델링을 실시하고 있지만 경제적인 이유로 시설의 노후화를 개선하는 수준에만 그쳐 음향성능이 크게 개선되지 않고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 W대학 공연장을 대상으로 리모델링 전·후 음향성능을 측정하였으며, 이를 토대로 음향시뮬레이션을 이용하여 최적화된 대학 공연장의 음향성능을 제안하였다. 또한 가청화 기법을 이용한 청감실험을 통해 물리적 음향성능 개선에 따른 주관적 음향성능의 만족도와 그 변화를 파악하였다.

1. 리모델링 전 대학 공연장의 음향성능은 SPL(A)는 66.9dB(A), SPL500Hz는 62.7dB, RT500Hz는 0.88초, D50,500Hz는 62.8%, C80,500Hz는 5.8dB, RASTI는 69.2%였다. 리모델링 후 음향성능은 SPL(A)는 65dB(A), SPL500Hz는 57.8dB, RT500Hz는 0.87초, D50,500Hz는 59.8%, C80,500Hz는 5.6dB, RASTI는 69.2%로 나타났다. 따라서 리모델링 전·후 음향성능은 크게 개선되지 않았으며 강연과 집회 이외에는 활용하기 어려워 이에 대한 개선이 필요하다.

2. 음향시뮬레이션을 이용해 제안된 개선 후 대학 공연장의 음향성능은 SPL(A)는 66.4dB(A), SPL500Hz는 61.3dB, RT500Hz는 1.36초, D50,500Hz는 44%, C80,500Hz는 0.6dB, RASTI는 53.2%로 나타났다. 따라서 음향성능 개선 후 대학 공연장은 강연 및 집회 이외에도 다양한 행사 및 공연이 가능한 다목적 공간으로 개선되었다.

3. 리모델링 전·후 마감재료의 변경을 통한 흡음요소의 변화를 살펴보면 실정수(R)는 325㎡, 흡음력(A)은 145㎡, 평균흡음률()은 0.04만큼 증가되어 물리적 음향성능은 크게 변하지 않았다. 그러나 음향시뮬레이션을 이용하여 실정수(R)는 1,021㎡, 흡음력(A)은 517㎡, 평균흡음률()은 0.13 만큼 감소시킨 결과 “다목적 홀”에 적합한 음향성능을 확보 할 수 있었다. 따라서 음향성능이 개선된 대학 공연장에서는 강연과 집회 뿐만 아니라 콘서트와 음악회등과 같은 다양한 장르의 공연이 가능하도록 변경되었다.

4. 가청화 기법을 이용하여 개선 전·후 주관적 음향성능에 대한 변화를 파악해 보면 “명료성”, “선명함”은 개선 전에 비해 낮게 평가 되었으나 “울림”, “친밀감”, “크기”, “포근함”, “균형”, “확산감”은 높게 평가 되었다. 각 평가어휘별 반응의 개선량을 살펴보면 “명료성” 22.9%, “선명함” 24.3% 감소하였으며, “울림” 27.1%, “친밀감”과 “크기” 21.4%, “포근함”과 “균형” 18.6%, “확산감” 30% 증가하였다. 따라서 물리적 음향성능을 개선하면 주관적 음향성능에 대한 만족도도 개선됨을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

While the recently built performing arts halls in universities have fully reflected acoustic requirements that enable diverse genres of performance, the existing ones have lots of acoustic defects because they were built with no definite concept of securing optimized acoustic performance. These acoustic defects lead to too dry or tough a sound in a performing arts hall, consequently causing continuous dissatisfaction among audiences. Remodeling, which just involves improvement of aged facilities for a financial reason, fails to improve acoustic performance significantly. From this perspective, this study measured acoustic performance of the performing arts hall in W University; on this basis, acoustic simulation was used to suggest optimized acoustic performance for a performing arts hall of a university. Psycho-acoustic experiment using auralization was performed to determine satisfaction with, and changes in, subjective acoustic performance based on the improvement of physical acoustic performance.

1. As for pre-remodeling acoustic performance of the performing arts hall in the university, SPL(A) was 66.9 dB(A), SPL500Hz 62.7 dB, RT500Hz 0.88 sec, D50,500Hz 62.8%, C80,500Hz 5.8 dB, and RASTI 69.2%. As for post-remodeling acoustic performance, SPL(A) was 65 dB(A), SPL500Hz 57.8 dB, RT500Hz 0.87 sec, D50,500Hz 59.8%, C80,500Hz 5.6 dB, and RASTI 69.2%. Since there was no significant improvement in acoustic performance after remodeling and it is hardly useful for any other purpose than lectures and gatherings, therefore, it is necessary to improve it.

2. As for acoustic performance of the performing arts hall in the university after improvement using acoustic simulation, as suggested, SPL(A) was 66.4 dB(A), SPL500Hz 61.3 dB, RT500Hz 1.36 sec, D50,500Hz 44%, C80,500Hz 0.6 dB, and RASTI 53.2%. After the improvement in acoustic performance, therefore, the performing arts hall in the university was remodeled into a multipurpose space, which enables diverse events and performances in addition to lectures and gatherings.

3. As for the changes in the absorption elements by the changes in the finishing materials after remodeling, there was no significant change in physical acoustic performance: the room constant (R) increased by 325 ㎡, absorbing power (A) by 145 ㎡, and the mean absorption coefficient () by 0.04. However, acoustic simulation was used to reduce the room constant (R) by 1,021 ㎡, absorbing power (A) by 517 ㎡, and the mean absorption coefficient () by 0.13 and secure acoustic performance appropriate for a "multipurpose hall." So the improved acoustic performance changed the performing arts hall in the university to hold various genres of performance, such as concerts, as well as lectures and gatherings.

4. As for the changes in subjective acoustic performance after improvement using auralization, definition and clarity were at lower levels and reverberant, intimacy, loudness, warmth, balance, and diffusion were at higher levels. As for the improvement of responses to each vocabulary, definition and clarity decreased by 22.9% and 24.3%, respectively, and reverberant, intimacy and loudness, warmth and balance, and diffusion increased by 27.1%, 21.4%, 18.6%, and 30%, respectively. These results demonstrate that improvement in physical acoustic performance can improve satisfaction with subjective acoustic performance.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1-1 연구의 목적 및 필요성 1
• 1-2 연구의 내용 및 범위 2
• Ⅱ. 이론적 고찰 5
• 2-1 건축음향 평가지수 5
• 2-1-1 음량에 관한 지수 7
• 2-1-2 울림의 양에 관한 지수 11
• 2-1-3 명료도에 관한 지수 14
• 2-2 건축음향 성능의 평가방법 21
• 2-2-1 홀의 Impulse Response를 이용한 물리적 음향성능 평가 21
• 2-2-2 주관적 음향성능 평가 방법 22
• 2-3 가청화(Auralization) 29
• Ⅲ. 대학 공연장의 리모델링 전·후 음향성능 분석 31
• 3-1 대학 공연장의 리모델링 전·후 실태조사 31
• 3-2 리모델링 전·후 음향성능 분석 34
• 3-2-1 음향성능 측정 방법 34
• 3-2-2 음향성능 분석 36
• 3-2-3 흡음요소 변화 분석 48
• Ⅳ. 대학 공연장의 음향성능 개선 및 비교 51
• 4-1 음향성능 개선방안 제시 51
• 4-1-1 음향시뮬레이션 개요 51
• 4-1-2 음향시뮬레이션의 신뢰성 검토 53
• 4-1-3 대학 공연장의 음향성능 개선방안 제시 54
• 4-2 개선 후 음향성능 평가 56
• 4-2-1 음향성능 분석 56
• 4-2-2 흡음요소 변화 분석 67
• Ⅴ. 가청화를 이용한 주관적 음향성능 평가 70
• 5-1 가청화 기법을 이용한 청감실험 개요 70
• 5-1-1 청감평가를 위한 어휘조사 70
• 5-1-2 청감평가를 위한 음원의 구성 73
• 5-1-3 청감평가 방법 및 실험 75
• 5-2 청감실험을 통한 주관적 반응 분석 76
• 5-2-1 각 평가음원에 대한 주관적 반응 비교 76
• 5-2-2 각 평가어휘에 대한 평균적 반응 78
• 5-2-3 각 평가어휘별 SD척도 개선정도 비교 80
• 5-2-4 정규분포곡선을 이용한 결과 81
• 5-2-5 응답분포 밀집도 분석 결과 84
• Ⅵ. 결 론 87