초록 ▼

초기 디자인 단계의 공연장의 음향설계에서 가장 중요한 과정의 하나는 공연장 전체의 음향특성에 영향을 미치는 적절한 객석의자의 선정에 있다. 그 이유는 객석의자가 점유하는 면적이 공연장의 어느 부분보다 크며 객석의자는 관객과 더불어 큰 흡음재의 역할을 하기 때문에 실의 음향특성에 부합하는 적절한 객석의자의 선정은 음향설계시 예측 값의 정확도를 높일 수 있다. 본 연구에서는 공연장의 초기설계시 중요한 변수인 객석의자 및 청중이 착석한 객석의자의 흡음률을 정확하게 측정하는 방법을 제시하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

초기 디자인 단계의 공연장의 음향설계에서 가장 중요한 과정의 하나는 공연장 전체의 음향특성에 영향을 미치는 적절한 객석의자의 선정에 있다. 그 이유는 객석의자가 점유하는 면적이 공연장의 어느 부분보다 크며 객석의자는 관객과 더불어 큰 흡음재의 역할을 하기 때문에 실의 음향특성에 부합하는 적절한 객석의자의 선정은 음향설계시 예측 값의 정확도를 높일 수 있다. 본 연구에서는 공연장의 초기설계시 중요한 변수인 객석의자 및 청중이 착석한 객석의자의 흡음률을 정확하게 측정하는 방법을 제시하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.
1) 3차원 입체구조를 갖는 의자의 경우 단부에서의 회절현상에 따른 부가흡음의 영향을 평가하고 P/A방법에 의해 잔향실 측정 시 그 영향을 배제하기 위하여 일반적으로 사용되는 스크린의 유효성과 그 효과를 검증하였다. 스크린을 설치한 경우에는 저주파대역에서 설치하지 않은 경우보다 높은 흡음율이 평가되었으나, 250Hz 이상의 주파수 대역에서는 미설치시보다 과소평가되는 것으로 분석되었다. 그러나 스크린의 높이변화(0.6~1m)는 흡음율 측정결과에 유의적인 영향을 미치지 않는 것으로 평가되었다. 스크린을 객석군 주변에 설치하고 P/A 방법으로 흡음율을 평가하는 경우 스크린을 적용하지 않고 평가하는 경우보다 전 주파수 대역에서 과소평가하는 것으로 분석되었다. 또한 스크린 설치를 통해 모서리 효과를 제어하고자 한 경우보다 모서리를 노출하고 평가한 경우가 실측치에 가장 근접한 결과를 얻을 수 있는 것으로 평가되었다.
2) 규모가 다른 두 개의 잔향실(1/5 잔향실과 1/10)을 제작하고 실제 잔향실에서는 측정이 불가능한 낮은 P/A범위까지 확장하여 측정을 실시하고 회귀식을 도출하였다. 넓은 P/A 범위에서 많은 수의 샘플 수를 대상으로 한 경우와 좁은 범위에서 소규모의 샘플 수를 대상으로 한 경우를 실측치와 비교한 결과, 넓은 P/A 범위를 대상으로 하여 많은 샘플 수를 사용한 회귀식이 실측치보다 흡음율을 과소평가하는 것으로 나타났으며 이는 주파수가 증가할수록 편차가 증가하는 것으로 분석되었다. 반면, P/A 1.1~2.41 범위에서 7~8개의 샘플을 활용하여 도출한 회귀식에 의해 도출된 흡음계수는 비교적 정확하게 실측치를 예측할 수 있는 것으로 분석되었다.
3) 본 연구에서는 경사면 객석의 경우에 적용·가능한 흡음율 측정방법을 검토하고 이를 토대로 경사면 객석의 흡음율 예측방법을 제안하였다. 이를 위하여 축소모형공연장을 활용하여 다양한 경사각도에 따른 실내 잔향시간 변화를 측정하고 이로부터 객석부위의 흡음율을 도출하고 polynomial 회귀분석에 의한 예측회귀식을 제안하였다.
4) 객석의 흡음률 적용방법과 기하학적 모델링 방법을 대상으로 각 모델링 방법이 예측결과에 미치는 영향에 대하여 평가한 결과, 컴퓨터 음향 시뮬레이션 시 P/A법을 이용한 객석흡음률 예측값의 적용은 객석의 총 흡음력을 고정하여 시뮬레이션 모델에 적용하는 것이 모델링의 기하학적 정확도에 적은 영향을 받아 예측결과의 정확도를 높일 수 있는 것으로 나타났다. 객석의 기하학적 모델링의 정확도 보다 객석의 흡음률 변화가 공간의 음향성능 예측결과에 직접적인 영향을 미치며, 객석의 형상이 단순화 될 경우에도 실제 객석의 배치에 따른 P/A법 객석예측흡음률은 객석의 흡음률을 적정하게 예측한다. 시뮬레이션 시 객석의 높이와 흡음력의 분배방식은 대상공간의 음향예측에 영향을 주며, 높이와 흡음력의 분배방식의 변화에 따라 잔향시간, 초기감쇠시간과 명료도가 상반되는 결과를 얻게 된다. 따라서, 모든 파라미터에서 오차를 줄일 수 있는 객석모델링 방법이 적용되어야 하며, 이에 따른 객석 모델링 조건은 높이 1.2m에서 상부면에 최대 흡음력을 적용하는 방법이다.
음향 시뮬레이션에서 객석의 통로에 따른 모델링방법은 통로에 따라 그룹이 나누어진 형상에 각 그룹의 P/A법 객석예측흡음률을 적용하는 방법이 예측의 정확도가 가장 높다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 9
• III. 연구성과 ... 10