[논문]콘서트홀 무대반사판의 설계에 관한 연구

김민애; 오양기

doi:10.7776/ask.2018.37.5.356

콘서트홀 무대반사판의 설계에 관한 연구
A study on the design of ensemble reflector in a concert hall 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.37 no.5, 2018년, pp.356 - 362

김민애 (목포대학교 음악과) , 오양기 (목포대학교 건축학과)

초록
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장방형 평면의 한쪽 끝에 자리잡아 벽체와 천장 등의 1차 혹은 2차반사음을 많이 확보할 수 있는 슈박스 콘서트홀의 무대와는 달리, 객석으로 둘러싸인 무대의 빈야드 콘서트홀은 무대 위의 연주자들이 자신이나 다른 연주자들의 연주음 크기나 화음을 모니터링 할 수 있는 초기반사음이 절대 부족하다. 무대 주변벽에서의 반사음을 기대할 수 있지만 무대라이저와 그 위의 연주자들에 의해 상당부분 가려지기 때문에 그 효과는 극히 제한적이다. 무대반사판(ensemble reflector)은 무대의 상부에 설치하여 연주자들의 모니터링을 가능하게 함으로써 연주음의 앙상블을 향상시키는 데 기여할 수 있는 효과적인 수단이다. 2,000여석 규모의 커다란, 따라서 높은 천장으로 인해 유효한 초기 천장반사음을 확보하기 힘든 대형 빈야드 콘서트홀에서 적절한 위치와 형태와 면적을 갖는 효율적인 무대반사판을 설계하고 무대서포트에 관한 정량적 지표를 토대로 그 효과를 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Stage in classical shoebox type concert hall is placed and occupy one side of the hall and have much early reflections from surrounded walls and ceiling nearby. On the other hand stage in vinyard terrace concert hall, which is surrounded by terrace seats instead of walls and ceiling, has lack of early reflections which may cause lack of communications among the players. Vinyard hall stage is enclosed with terrace seats front walls, while the players located on the stage riser keep the walls off as the walls have limited heights. Ensemble reflector installed above the stage is an effective way for the players to monitor the sound produced on the stage. That may help achieving a good ensemble of the performance. Ensemble reflector over the stage of a large vinyard terrace hall of 2,000 seats was designed with the variables of the location, the shape and the area. The effectiveness of the ensemble reflector is verified with the parameter of stage support.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Orchestra layout (American).^[2]
그림 Fig. 2. Stage support concept.^[1]
그림 Fig. 3. Stages in shoebox/vinyard concert hall.
그림 Fig. 4. Stage reflector on the wall.
그림 Fig. 5. Stage reflectors.
그림 Fig. 6. Seat arrangement of the hall.
그림 Fig. 7. Shape of ensemble reflector.
그림 Fig. 8. Height of ensemble reflector.
그림 Fig. 9 Size of ensemble reflector.
그림 Fig. 10 Stage support due to the height of ensemble reflector.
표 Table 1. Settings of simulation software.
표 Table 2. LF value changes due to the ensemble reflector.
표 Table 3. Stage support values and the size of reflector.

AI 본문요약
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문제 정의

2,000석 규모의 빈야드 콘서트홀을 가정하여 무대 반사판의 효과를 검증하고자 하였다. 대상 콘서트홀은 무대와 합창단석의 음원 위치를 포함하여 1층 객석(stool seats), 발코니석(balcony seats) 등의 무대 대면방향 좌석과 무대-합창단석 주변의 테라스석(terraceseats)으로 구성되어 있다.

제안 방법

대상 콘서트홀은 무대와 합창단석의 음원 위치를 포함하여 1층 객석(stool seats), 발코니석(balcony seats) 등의 무대 대면방향 좌석과 무대-합창단석 주변의 테라스석(terraceseats)으로 구성되어 있다. Fig. 6에서 나타낸 바와 같은 공연장의 조건에 대하여 높이와 크기, 그리고 형태 등의 조건을 감안한 무대반사판 설계를 수행하였다. 객석바닥레벨 기준으로 무대 위 12 m 지점을 기본 설치 위치로 설정하였으며, 다수의 분절된 판으로 구성하여 활용성을 증대시켰다.
6에서 나타낸 바와 같은 공연장의 조건에 대하여 높이와 크기, 그리고 형태 등의 조건을 감안한 무대반사판 설계를 수행하였다. 객석바닥레벨 기준으로 무대 위 12 m 지점을 기본 설치 위치로 설정하였으며, 다수의 분절된 판으로 구성하여 활용성을 증대시켰다.
독주회, 소규모 앙상블 등의 소규모 공연과 풀 사이즈 오케스트라 공연, 그리고 합창단이나 파이프오르간 연주 상황에 대하여 객석바닥 기준으로 8 m ~16 m로 무대반사판의 설치 높이를 바꿀 수 있도록 하였다. 8 m 높이는 소규모 연주, 12 m는 대부분의 오케스트라 연주를 가정한 것이고, 16 m 높이의 무대 반사판은 무대 뒤편의 파이프오르간 연주자의 모습이 보여질 수 있도록 배려한 것이다(Fig.
무대반사판의 있고 없음과 형태적인 변화가 무대 위 초기 유효반사음에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 조사하였다. 시뮬레이션 소프트웨어는 CATT Acoustics V9.
객석의 가운데 위치한 무대는 무대라이저로 인해 그다지 높지 않은 주변 테라스 좌석 전면벽의 수평반사음이 지향하기 힘들뿐더러 높은 주천장으로부터의 1차반사음은 직접음과의 시간차가 100 ms를 넘는 후기반사음으로 유효한 초기 지연시간의 범위 밖에 있다. 이러한 한계를 넘어서기 위한 방법으로 무대반사판을 설치하고 그 효과를 검증하였다. 무대반사음이 무대 전면의 좌석열까지 미칠 경우 C₈₀값과 G값은 소폭 향상되나 LF 값은 일정 수준 감소함으로써 천장반사판에 의한 초기반사음이 소리의 크기나 명료도에는 긍정적인 요소이지만 공간감에는 부정적 요인을 제공할 수 있음을 확인하였다.
더구나 무대의 뒤편으로 합창단석이 위치하고 있어, 모든 연주자들이 무대음을 모니터링 할 수 있도록 하려면 무대반사판의 넓이 또한 중요한 설계조건으로 감안하여야한다. 이를 위하여 기준 면적의 반사판(110 m²)과 함께 큰 면적(135 m²) 작은 면적(80.5 m²) 반사판의 효과를 비교하며 검증하고자 하였다(Fig. 9).
^[3] 이는 음원의 1m 주변에서 측정한 초기반사음의 레벨을 뜻하는 것이다. 직접음 및 10 ms 이내의 음에너지(초기음)와 직접음 이후 20 ms ~ 100 ms 사이에 도달하는 음에너지의 비율을 ST_early 로 규정하고, 무대음의 앙상블에 도움이 되는 요소(ensemble)로 평가하였다. 또한 초기음과 100 ms ~ 1,000 ms 사이에 도달하는 음에너지의 비율은 ST_late로 표시하고 잔향감(impression of reverberation)을 나타낸다고 설명하였다.
형태와 높이, 면적 등을 변화시켜가며 무대반사판이 무대음향에 미치는 효과를 검증하였다. 형태에 대해서는 평평한 표면의 기본형과 볼록형, 오목형 등을 검토하였다(Fig. 7). 이러한 형태적 검토는 무대 반사판의 설치 면적이나 높이가 제한적일 경우 활용할 수 있는 방법으로 구상한 것이다.
형태와 높이, 면적 등을 변화시켜가며 무대반사판이 무대음향에 미치는 효과를 검증하였다. 형태에 대해서는 평평한 표면의 기본형과 볼록형, 오목형 등을 검토하였다(Fig.

대상 데이터

2,000석 규모의 빈야드 콘서트홀을 가정하여 무대 반사판의 효과를 검증하고자 하였다. 대상 콘서트홀은 무대와 합창단석의 음원 위치를 포함하여 1층 객석(stool seats), 발코니석(balcony seats) 등의 무대 대면방향 좌석과 무대-합창단석 주변의 테라스석(terraceseats)으로 구성되어 있다. Fig.

이론/모형

무대반사판의 있고 없음과 형태적인 변화가 무대 위 초기 유효반사음에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 조사하였다. 시뮬레이션 소프트웨어는 CATT Acoustics V9.1a를 사용하였으며 설정값은 Table 1과 같다. 무대반사판의 적정 위치 검토를 위한 시뮬레이션에서 무대반사음이 무대 전면의 좌석열까지 미칠 경우 C₈₀값과 G값은 소폭 향상되나(+0.

성능/효과

이러한 형태적 검토는 무대 반사판의 설치 면적이나 높이가 제한적일 경우 활용할 수 있는 방법으로 구상한 것이다. (선율 위주의 실내악 등 공연을 위해) 무대반사면의 설치 높이가 낮을 경우는 작은 면적의 볼록형 반사판이 적절하고, (스프링클러 분사각도나 파이프오르간의 시야확보를 위해) 무대반사면의 높이가 높아야 할 경우에는 오히려 오목형의 반사판이 적절할 수 있다. 또한 합창단이 있는 공연의 경우 오케스트라와 합창단의 상호 커뮤니케이션을 위해 앞뒤 방향으로 볼록한 무대 반사판 형태가 요구되기도 한다.
무대반사판의 설치 위치가 높아짐에 특히 초기 무대서포트 지표(ST_early)가 크게 감소함으로써, 가능한 낮은 위치에 무대반사판을 설치하는 것이 타당하다는 점을 알 수 있었다. 또한 무대반사판이 무대 위 연주자들의 잔향감에 미치는 영향은 크지 않지만, 청취 명료도에는 큰 효과를 줄 수 있다는 점을 확인하였다. 이때 무대반사판을 더욱 넓게 구성해서 얻을 수 있는 무대서포트의 긍정적 효과보다는 무대반사판이 있고 없고에 따른 변화가 훨씬 큰 것으로 나타났다.
이러한 한계를 넘어서기 위한 방법으로 무대반사판을 설치하고 그 효과를 검증하였다. 무대반사음이 무대 전면의 좌석열까지 미칠 경우 C₈₀값과 G값은 소폭 향상되나 LF 값은 일정 수준 감소함으로써 천장반사판에 의한 초기반사음이 소리의 크기나 명료도에는 긍정적인 요소이지만 공간감에는 부정적 요인을 제공할 수 있음을 확인하였다. 무대반사판의 설치 위치가 높아짐에 특히 초기 무대서포트 지표(ST_early)가 크게 감소함으로써, 가능한 낮은 위치에 무대반사판을 설치하는 것이 타당하다는 점을 알 수 있었다.
무대반사음이 무대 전면의 좌석열까지 미칠 경우 C₈₀값과 G값은 소폭 향상되나 LF 값은 일정 수준 감소함으로써 천장반사판에 의한 초기반사음이 소리의 크기나 명료도에는 긍정적인 요소이지만 공간감에는 부정적 요인을 제공할 수 있음을 확인하였다. 무대반사판의 설치 위치가 높아짐에 특히 초기 무대서포트 지표(ST_early)가 크게 감소함으로써, 가능한 낮은 위치에 무대반사판을 설치하는 것이 타당하다는 점을 알 수 있었다. 또한 무대반사판이 무대 위 연주자들의 잔향감에 미치는 영향은 크지 않지만, 청취 명료도에는 큰 효과를 줄 수 있다는 점을 확인하였다.
1a를 사용하였으며 설정값은 Table 1과 같다. 무대반사판의 적정 위치 검토를 위한 시뮬레이션에서 무대반사음이 무대 전면의 좌석열까지 미칠 경우 C₈₀값과 G값은 소폭 향상되나(+0.3dB) LF 값은 0.23에서 0.20으로 감소하는 것이 관찰되었다(Table 1). 수평반사음의 보강 없이 천장반사판을 통한 수직반사음만 추가되기 때문에 나타나는 현상이다.
^[8] 어느 높이이건 무대반사판이 있다면 무대반사판이 없는 경우보다는 현저하게 높은 무대서포트지표를 나타낸다. 무대반사판이 높아짐에 따라 전체무대서포트(ST_total)가 감소하지만, 특히 초기값(ST_early)의 감소가 현저하게 드러났다[Fig. 10(b)].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무대서포트는 무엇인가?	또한 초기음과 100 ms ~ 1,000 ms 사이에 도달하는 음에너지의 비율은 STlate로 표시하고 잔향감(impression of reverberation)을 나타낸다고 설명하였다. 초기음과 이 두 가지 개념을 아우르는 20 ms ~ 1,000 ms까지의 전체 음에너지의 비율을 무대서포트(support)로 규정하고 있다(Fig. 2).
	볼록한 무대 반사판 형태는 어떤 경우일 때 사용할 수 있는가?	(선율 위주의 실내악 등 공연을 위해) 무대반사면의 설치 높이가 낮을 경우는 작은 면적의 볼록형 반사판이 적절하고, (스프링클러 분사각도나 파이프오르간의 시야확보를 위해) 무대반사면의 높이가 높아야 할 경우에는 오히려 오목형의 반사판이 적절할 수 있다. 또한 합창단이 있는 공연의 경우 오케스트라와 합창단의 상호 커뮤니케이션을 위해 앞뒤 방향으로 볼록한 무대 반사판 형태가 요구되기도 한다.
	소규모의 분산형 무대반사판의 문제점은 무엇인가?	베를린필하모닉홀이나 산토리홀 등의 초기 빈야드 테라스 콘서트홀에서 소규모의 분산형 무대반사판이 설치되었다. 이러한 초기의 무대반사판은 분산된 반사판들의 작은 크기로 인한 반사효율의 문제, 낮은 면밀도에 의한 저주파음 공진의 문제 등을 노출하였다. 그 사례를 베를린 필하모닉 홀[Fig.

참고문헌 (8)

J. J. Dammerud, "Stage acoustics" Literature review, University of Bath, 1-14 (2006).
www.music-theory.stallwoodmusic.co.uk, accessed on July 4, 2018.
A. C. Gade, "Investiction of musicians' room acoustic conditions in concert halls. Part I: Field experiments and synthesis of f results," Acustica 69, 249-262 (1989).
M. Barron, "The Gulbenkian Grate Hall, Lisbon, II: an acoustic study of a concert hall with variable stage," J. Sound Vib. 59, 481-502 (1978).

상세보기
J. H. Rindel, "Design of new ceiling refledctors for improved ensemble in a concert hall," Applied Acoustics 34, 7-17 (1991).

상세보기
B. I. Dalenback, M. Kleiner, and P. Svensson, "A macroscopic view of diffuse reflection," J. Audio Eng. Soc. 42, 793-807 (1994).
https://live.stanford.edu/, accessed on July 4, 2018Y.
Y. Toyota, A, Ozawa, and K. Naniwa, "Acoustical desigh of Sapporo Concert Hall," Proc. ICA. 257-2458 (1998).

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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