2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한...

11
한국실내환경학회지 제7권제4pp. 224-234(201012) Vol. 7, No. 4, pp. 224-234, December 2010 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구 이 경 재⋅김 재 수 * 원광대학교 건축공학과 Improvement of Acoustic Performance of Vocal Lesson Room in College of Music Kyung Jae Lee Jae Soo Kim * Department of Architectural Engineering, Wonkwang University Abstract The class rooms for vocal music lessons at the college of music should be prepared with acoustic performance having similar quality to a real theater. However, most of domestic music colleges used too many sound absorbing materials, so that a sound is too dry and poor, which makes a singer to increase the sound level. Furthermore, because of this acoustic characteristics, at a theater a singer comes to hear a total different sound of his own song. For this, students and professors are in trouble during a lesson. At the study from this point of view, the finishing materials were changed to have the best sound condition by site measurement and acoustic simulation. It is assumed that the study result above will be used as an effective document to improve acoustic performance. Keywords:Acoustic Simulation, Impulse Response, Acoustic Characteristics. * Corresponding author. Tel +82-63-857-6712, E-mail [email protected] * 투고일:2010.08.30 1차수정일:2010.09.10 게재확정일:2010.11.23

Transcript of 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한...

Page 1: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

한국실내환경학회지 제7권 제4호 pp. 224-234(2010년 12월) Vol. 7, No. 4, pp. 224-234, December 2010

음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

이 경 재⋅김 재 수*

원광대학교 건축공학과

Improvement of Acoustic Performance of Vocal Lesson Room in College of Music

Kyung Jae Lee⋅Jae Soo Kim*

Department of Architectural Engineering, Wonkwang University

Abstract

The class rooms for vocal music lessons at the college of music should be prepared with acoustic

performance having similar quality to a real theater. However, most of domestic music colleges used too

many sound absorbing materials, so that a sound is too dry and poor, which makes a singer to increase the

sound level. Furthermore, because of this acoustic characteristics, at a theater a singer comes to hear a

total different sound of his own song. For this, students and professors are in trouble during a lesson.

At the study from this point of view, the finishing materials were changed to have the best sound condition

by site measurement and acoustic simulation. It is assumed that the study result above will be used as an

effective document to improve acoustic performance.

Keywords:Acoustic Simulation, Impulse Response, Acoustic Characteristics.

* Corresponding author. Tel:+82-63-857-6712, E-mail:[email protected]* 투고일:2010.08.30 1차수정일:2010.09.10 게재확정일:2010.11.23

Page 2: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

이경재⋅김재수 225

Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 7, No. 4

Division Stuff 125Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Ceiling Solraton 15T 0.34 0.42 0.53 0.68 0.68 0.63

Ground Wooden Floor 3 0.16 0.14 0.12 0.11 0.09 0.07

Wall Fabric Board (Polyurethane + Fabric Finishing) 0.0 0.6 0.98 1.0 0.97 0.84

Table 2. Finishing Material of Vocal Music Lesson Room.

Fig. 1. Internal View of Vocal Lesson Room.

Division Specification

VolumeLengthWidth

Height of Ceiling

50㎥6.55m

3m2.5m

Table 1. Dimension(Specification) of VocalLesson Room.

1. 서 론 음악대학 성악 레슨실은 우수한 성악가의 배출

을 위한 공간으로써 실제 공연장과 비슷한 음향성

능을 갖추어야 한다. 이러한 성악 레슨실은 그 특

성상 음의 명료성이 강조 되기도 하고 음의 충만

성이나 풍부성이 동시에 요구되기 때문에 설계 및

초기 건립 시 건축음향에 대한 충분한 계획과 검

토가 필수적이라고 할 수 있다. 그러나 국내 대부

분의 음악대학 성악 레슨실 경우 이러한 다양한

목적을 수용 할 수 있는 음향적 특성이 반영되지

않고 설계 ・ 시공되어 많은 음향적 결함이 발생하

고 있다(M.David Egan, 1972 ; Yochi Ando, 1998).

연구대상 음악대학 성악 레슨실의 경우에도 음향

적 검토 없이 건립되어 시공시 흡음성이 큰 마감

재료를 사용하여 성악 레슨시 음이 너무 건조하고

딱딱해서 충분한 음량과 음색이 확보되지 않아 음

향성능 개선이 시급한 상황이다.(국정훈 등, 2007) 이러한 관점에서 본 연구에서는 음악대학 성악

레슨실을 대상으로 현장 측정 및 음향시뮬레이션

을 이용하여 현 상태의 음향 성능을 진단하고 문

제점을 파악하였으며 이를 토대로 성악 레슨실에

적합한 음향특성을 갖도록 마감재료를 변경 하였

다(정철운 등, 2007). 위와 같은 연구결과는 향 후

이와 유사한 성악 레슨실의 건립시 설계 단계에서

부터 음향적 문제를 예측 ・ 제어하여 시공비 절감

효과 및 음향성능을 향상시킬 수 있는 유용한 자

료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

2. 건축 음향 성능 측정2.1 성악 레슨실의 개요 본 연구 대상 성악 레슨실의 제원은 Table 1.과

같으며 내부전경은 Fig. 1.과 같고 마감재료는

Table 2.(잔향실법을 이용하여 각 회사에서 측정된

카달로그를 인용)와 같다.

Page 3: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

226 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

한국실내환경학회지 제7권 제4호

① Microphone & Preamplifier ② Symphonie dBATI(01dB)③ Notebook Computer④ Power Amplifier⑤ Omni-Directional Speake

(a) Composition of Measuring Instrument (b) Scene of Measurement

Fig. 3. Composition of Measuring Instrument and Scene of Measurement.

Fig. 2. Sound Reaching Point Position of VocalMusic Lesson Room.

Table 2.에서 보면 성악 레슨실의 마감 재료는

음향적 요소를 고려하지 않은 채 무분별한 흡음재

의 사용으로 소리가 너무 건조하여 소리가 충분히

울리지 않을 것으로 사료된다.

2.2 음향성능 측정방법 대상 성악 레슨실의 평면이 대칭 형태이므로 실

의 중심을 기준으로 그리드(Grid)를 설정해 일정

한 간격으로 4개의 수음점을 선정하였다. 측정은

ISO 3382에 준하여 실시하였으며, 음원은 ISO에

서 제안하는 무지향성 스피커(DO12:Omni- Dir- ectional Speaker)를 무대의 정 중앙에 1.5m 높이로

설치하였다. 마이크로폰 높이는 1.2m로 하여 각

벽면과 최소 1m이상 이격시켜 측벽 반사에 의한

영향이 미치지 않도록 하였으며 성악 레슨실의의

평면 형태 와 수음점의 위치는 Fig. 2.와 같다. 측정용 음원은 MLS(Maximum-Length Sequence)

음원을 사용하여 배경소음에 대한 영향을 어느 정

도 배제할 수 있었다. 측정기기는 실내음향측정

(Heinrich Kuttruff, 1991 ; James P.Cowan, 1994)을

위해 01dB사의 Symphonie중에서 dBBATI를 사용

하였으며, SPL은 현장에서 DAT를 이용하여 녹음

후, B&K사의 Pulse를 통해 분석하였다. 측정기기

구성 및 실제 측정모습은 Fig. 3.과 같다.

2.3 임펄스 응답(Impulse Response) 대상 성악 레슨실에서 측정된 임펄스응답은 소

리가 변화하는 임펄스의 합(SUM)으로 공간이 갖

는 음향적 특성을 나타낼 수 있는 모든 정보를 가

지고 있으며 이 측정 결과로부터 RT, EDT, D50, C80, RASTI 같은 건축음향의 물리적 평가지수를

산출하여 실내음향 특성 및 음향적 결함인 에코

(Echo) 발생 여부를 판단 할 수 있다. 대상 성악

레슨실에서 측정한 임펄스 응답은 Fig. 4.와 같다.

3. 성악 레슨실의 개선 전 음향성능 실측평가3.1 음압레벨(SPL, Sound Pressure Level) 음의 세기를 나타내는 음압레벨은 실의 형태와

내부공간의 구성에 따라 음압레벨의 분포 상태는

매우 중요한 의미를 갖는다. 또한 균등한 음압분

포는 소리의 직접음과 초기반사음 에너지의 양에

Page 4: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

이경재⋅김재수 227

Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 7, No. 4

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

SPL(d

B(A

))

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

SPL(d

B)

125Hz 250Hz 500Hz

1 k Hz 2 k Hz 4 k Hz

(a) Sound Pressure Level by Sound Receiving Points (dB(A)) (b) Sound Pressure Level by Frequencies (dB)

Fig. 5. Comparison with Sound Pressure Levels of the Subject Vocal Lesson Room (SPL).

(a) Receiving Point 1 (b) Receiving Point 2

(c) Receiving Point 3 (d) Receiving Point 4

Fig. 4. Impulse Response of Vocal Lesson Room.

따라 결정된다. 성악 레슨실의 음압레벨을 분석한

결과는 Fig. 5.와 같다. Fig. 5.(a)를 보면 각 수음점별로 75.9~78.6dB(A)

로 분포되었으며, 평균은 77.4dB(A), 표준편차는

1.2dB(A)로 나타났다. Fig. 5.(b)의 주파수별 음압

레벨에서 500Hz를 기준으로 보면 각 수음점별로

Page 5: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

228 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

한국실내환경학회지 제7권 제4호

Fig. 6. Optimized Reverberation Time Table.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

RT(s

ec)

125Hz 250Hz 500Hz

1 k Hz 2 k Hz 4 k Hz

0.170.150.180.19

0.320.37

0.931.02

1.30

0.930.930.93

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

125 250 500 1K 2K 4K

Frequency (Hz)

RT(R

ec)

Measured reverberation time

Optimum reverberation time

Fig. 7. Frequencies of VocalLesson Room RT.

Fig. 8. Difference from Optimized ReverberationTime by Frequencies of Vocal Lesson Room.

67.7~78.6dB로 나타났으며, 평균은 71.5dB, 표준편

차는 2.7dB로 나타났다. Fig. 5.의 수음점 3번에서

음압레벨이 낮은데 이는 피아노 및 책상이 가리고

있어 벽의 유효한 반사음을 얻기 어렵기 때문으로

판단된다.

3.2 잔향시간(RT, Reverberation Time) 잔향시간은 울림의 양에 대한 가장 중요한 평가

지수이며 정상상태의 음이 60dB 감쇠하는 데까지

소요되는 시간으로 정의된다. 기존에 연구되었던

사용 목적 및 체적에 맞는 최적 잔향시간표에 비

교해 본 대상 성악 레슨실의 최적 잔향시간은 Fig. 6.과 같다. Fig. 6.을 보면 성악 레슨실 체적이 약 50㎥이고

사용목적을 오페라 공연(Leo Beranek, 1996 ;

Yochi Ando, 1997)으로 설정하면 500Hz에서 최적

잔향시간은 약 0.93초 정도 된다. 성악 레슨실에서

측정한 잔향시간은 Fig. 7.과 같다. Fig. 7.을 보면 잔향시간 평가의 기준이 되는

500Hz의 평균 잔향시간은 0.19초로 매우 짧게 나

타났으며, 표준편차는 0.02초로 나타났다. 음악대

학 성악 레슨실의 실측된 잔향시간과 그림 5.에서

구한 최적 잔향시간을 비교한 결과는 Fig. 8.과 같

다. Fig. 8.을 보면 성악 레슨실의 경우 500Hz 실측

한 잔향시간이 최적 잔향시간보다 0.74초 짧게 나

타났다. 따라서 이러한 잔향시간을 가지고는 성악

레슨이 불가능 하므로 리노베이션을 통해 최적 잔

향시간을 확보해야 할 것으로 판단된다.

3.3 음성명료도(D50, Definition) 회화의 명료도에 관한 지수중 강연을 대상으로

하는 D50은 음의 발생이 중지한 후 50ms이내의 직

접음 및 초기반사음과 총 에너지 비를 말한다. 대상 성악 레슨실의 음성명료도를 분석한 결과는

Fig. 9.과 같다. Fig. . 9를 보면 500Hz의 평균 음성명료도는

Page 6: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

이경재⋅김재수 229

Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 7, No. 4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

C80

(dB

)

125Hz 250Hz 500Hz

1 k Hz 2 k Hz 4 k Hz

Fig. 10. Frequencies of Vocal Lesson Room C80.

RASTI(%) Rating Scale

0~3232~4545~6060~7575~100

BadPoorFair

GoodExcellent

Table 3. RASTI Rating Standard .

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

D50

(%)

125Hz 250Hz 500Hz

1 k Hz 2 k Hz 4 k Hz

Fig. 9. Frequencies of Vocal Music Room D50.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

RA

STI(dB

)

Fig. 11. Rapid Articulation Speech TransmissionIndex of Vocal Music Room (RASTI).

98.18%로 나타나 음악당내 최적 D50인 30~40%를

크게 상회하고 있다. 따라서 음성정보 전달은 매

우 뛰어 나지만 소리가 너무 건조하고 딱딱하여

풍부한 울림이 필요한 성악 레슨은 어려울 것으로

판단된다.

3.4 음악명료도(C80, Clarity) 대상 성악 레슨실의 음악에 대한 명료도 지수

(Clarity Index)인 C80을 분석한 결과는 Fig. 10.과

같다. Fig. 10.를 보면 500Hz의 음악명료도는 평균

24.35dB, 표준편차는 1.93dB로 음악당내 최적 C80

인 ±1.6dB을 크게 상회하고 있다. 따라서 음이 너

무 건조하고 딱딱하여 성악 레슨실의 경우 충분한

음량과 음색으로 연습하기가 어려울 것으로 사료

된다.

3.5 음성전달지수(RASTI, Rapid Speech Transmission) 실내에서 음성 전달의 이해도(Speech Intelligibility)를 나타내는 주관적 척도로서의 평가지수는

RASTI를 분석한 결과는 Fig. 11.와 같다. Fig. 11.를 보면 수음점별 음성전달지수가 89~

91%로 나타났으며 평균 90%, 표준편차 0.82%로

나타났다. 이는 잔향시간이 짧기 때문에 나타난

현상으로 Table 3. RASTI 평가기준에 의해

“Excellent”(아주 편하게 들을 수 있다.)로 평가되

었다. 따라서 음악대학 성악 레슨실의 경우 발생

하는 원음이 왜곡되어 명료성이 저하되지는 않을

것으로 사료된다.

Page 7: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

230 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

한국실내환경학회지 제7권 제4호

Evaluation Parameter N of Items Chronbach's ⍺

SPLRTD50

C80

RASTI

4

0.9270.8450.9480.8140.949

Table 4. Evaluation by Chronbach's ⍺ Index.

Division StuffFrequency(Hz)

125 250 500 1k 2k 4k

Before

Ceiling Solraton 15T 0.34 0.42 0.53 0.68 0.68 0.63

Ground Wooden Floor 3 0.16 0.14 0.12 0.11 0.09 0.07

Wall Fabric Board (Polyurethane + Fabric Finishing) 0.1 0.25 0.55 0.8 0.65 0.85

AfterWall 2-Ply Laminate 6T +Wood Pattern Sheet 0.42 0.21 0.1 0.08 0.06 0.06

Ceiling Sandwich Panel 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02

Table 5. Finishing Material of the Object Vocal Lesson Room, Before·After-Improvement.

4. 음향 Simulation을 이용한 음향성능 예측 평가

4.1 음향 Simulation개요 성악 레슨실의 실측치와의 비교를 통해 신뢰성

을 확보하고, 이를 토대로 음향개선을 하기 위해

음선추적법(Ray-tracing method)과 허상법(Image model method)에 의한 3차원 Computer Simulation을 이용하였으며 사용 프로그램은 Odeon 4.21이다

(Michael Barron, 1993). 실측과 정확한 비교를 위

해 시뮬레이션 상의 수음점등 여러 조건들을 현장

조건과 동일하게 설정하였다.

4.2 음향 Simulation을 이용한 실측치와 예측치의 신뢰성 검토

현장측정을 통한 데이터의 실측치와 음향시뮬

레이션에 의한 예측치의 음향특성을 건축음향성

능 평가기준인 500Hz를 대상으로 크론바하 알파

(Chronbach's ⍺) 계수를 이용한 신뢰성 검토결과

는 Table 4.와 같다. Table 4.의 크론바하 알파 계수를 이용하여 신뢰

성을 검토해본 결과 모든 평가 파라메터에서 최소

0.814로 나타났으며, 일반적으로 크론바하 알파값

이 0.7이상인 경우에 신뢰도가 높은 것으로 평가

되었다. 따라서 대부분의 평가 파라메터 실측치와

예측치의 차이가 크지 않아 시뮬레이션을 통한 결

과는 매우 신뢰할 수 있을 것으로 사료된다.

4.3 음향성능 개선 후 음향성능 평가

4.3.1 음향 Simulation을 이용한 물리적 음향성능 개선

개선 전의 재료는 음향적 요소를 고려하지 않은

채 무분별한 흡음재의 사용으로 인해 너무 음이 건

조하고 메말라 레슨시 음량을 과도하게 키우는 문

제점이 있다. 따라서 적정 잔향시간을 확보하기 위

해 벽과 천정을 반사재로 변경하였다.(잔향실법을

이용하여 각 회사에서 측정된 카달로그를 인용)

Page 8: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

이경재⋅김재수 231

Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 7, No. 4

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

RT(s

ec)

125Hz 250Hz 500Hz

1k Hz 2k Hz 4k Hz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

RT(s

ec)

Actually Measured Value Before-Improvement

Estimated Value After-Improvement

(a) Estimation Value by Frequencies After-Improvement (b) Comparison of 500Hz Reverberation Time

Fig. 13. Reverberation Time by Sound Reaching Points, Before·After-Improvement EstimationValue by Frequencies, After-Improvement (sec).

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

SPL(d

B)

125Hz 250Hz 500Hz

1k Hz 2k Hz 4k Hz

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

SPL(d

B)

Actually Measured Value Before-Improvement

Estimated Value After-Improvement

(a) Estimation Value by Frequencies After-Improvement (b) Comparison 500Hz Sound Pressure Level

Fig. 12. Sound Pressure Level by Sound Reaching Points, Before·After-Improvement EstimationValue by Frequencies After-Improvement (dB).

4.3.2 음향 Simulation을 통한 개선 후 성악 레슨실

의 음향성능 평가

4.3.2.1 음압레벨(SPL, Sound Pressure Level)

시뮬레이션을 통한 개선 전・후 각 주파수별 음

압레벨은 Fig. 12.와 같다. Fig. 12.를 보면 평가의 기준이 되는 500Hz에서

대상 성악 레슨실의 평균 음압레벨은 85.0dB, 표

준편차는 0.39dB로 나타났다. 이러한 결과를 미루

어 볼 때 개선 후 마감재료 변경을 통해 성악 레

슨시 가장 중요한 음량이 개선 전에 비해 14dB가

증가 하였다. 또한 표준편차도 0.39dB로 낮게 나

타나 레슨실 전체에 균일한 음압을 느낄 것으로

사료된다.

4.3.2.2 잔향시간(RT, Reverberation Time)

시뮬레이션을 통한 개선 전・후 각 주파수별 잔

향시간은 Fig. 13.과 같다. Fig. 13.을 보면 평가 기준이 되는 500Hz에서 대

상 성악 레슨실의 평균 잔향시간은 0.92초, 표준편

Page 9: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

232 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

한국실내환경학회지 제7권 제4호

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

C80

(dB

)

125Hz 250Hz 500Hz

1k Hz 2k Hz 4k Hz

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

C80

(dB

)

Actually Measured Value Before-Improvement

Estimated Value After-Improvement

(a) Estimation Value by Frequencies After-Improvement (b) Comparison of 500Hz Music Clarity

Fig. 15. Music Clarity by Sound Reaching Points, Before·After-Improvement(dB).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

D50

(%)

125Hz 250Hz 500Hz

1k Hz 2k Hz 4k Hz

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

D50

(%)

Actually Measured Value Before-Improvement

Estimated Value After-Improvement

(a) Estimation Value by Frequencies After-Improvement (b) Comparison of 500Hz Voice DefinitionFig. 14. Voice Definition by Sound Reaching Points, Before·After-Improvement Estimation

Value by Frequencies After-Improvement(%).

차는 0.06초로 나타났다. 따라서 적정 마감재료 변

경으로 인해 최적잔향시간을 확보하고 있으며 이

로 인해 성악 레슨시 적정한 울림을 확보하여 최상

의 조건에서 성악 레슨이 가능할 것으로 판단된다.

4.3.2.3 음성명료도(D50, Definition)

시뮬레이션을 통한 개선 전・후 각 주파수별 음

성명료도는 Fig. 14.와 같다. Fig. 14.을 보면 평가 기준이 되는 500Hz에서 대

상 성악 레슨실의 평균 음성명료도는 53.8%로 개

선 전에 비해 45%정도 낮아졌다. 따라서 개선 후

에는 다목적 홀의 음성명료도 적정 값인 55~60%를 거의 만족함을 알 수 있다.

4.3.2.4 음악명료도(C80, Clarity) 시뮬레이션을 통한 개선 전・후 각 주파수별 음

악명료도는 Fig. 15.과 같다. Fig. 15.을 보면 평가 기준이 되는 500Hz에서 대

상 성악 레슨실의 평균 음악명료도는 3.95dB로 개

선 전에 비해 20dB정도 낮아 졌다. 이 같은 결과는

현대음악, 대중음악에서도 음악적 명료도가 얻어

지는 +4/-2dB범위에 있으므로 성악 레슨시 충분한

Page 10: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

이경재⋅김재수 233

Journal of Korean Society for Indoor Environment Vol. 7, No. 4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 AVERAGE

Receiving points

RA

STI(%

)

Actually Measured Value Before-Improvement

Estimated Value After-Improvement

Fig. 16. Rapid Articulation Speech TransmissionIndex by Sound Reaching Points,Before·After-Improvement(%).

음악적 명료도를 얻을 수 있을 것이라 판단된다.

4.3.2.5 음성전달지수(RASTI, Rapid Speech

Transmission) 시뮬레이션을 통한 개선 전・후 음성전달지수는

Fig. 16.과 같다. Fig. 16.을 보면 평가 기준이 되는 500Hz에서 성

악 레슨실의 RASTI는 평균 64.8%, 표준편차는

0.50%로 나타났다. 개선이 높게 나타난 이유는 잔

향시간이 짧기 때문에 나타난 현상으로 Table 3. RASTI 평가기준에 의해 개선 전은 “Excellent (아주 편하게 들을 수 있다.)”로, 개선 후는 “Good (잘 들린다.)”로 평가되었다. 따라서 음악대학 성

악 레슨실의 경우 발생하는 원음이 왜곡되어 명료

성이 저하되지는 않을 것으로 사료된다.

5. 결 론 본 연구는 음향적 결함이 발생하고 있는 성악

레슨실의 음향성능을 측정하여 음향 특성을 파악

하였으며, 이를 토대로 개선 전의 실측치와 컴퓨

터 시뮬레이션을 이용한 개선 후 예측치의 음향특

성을 비교・분석 하였다. 본 연구를 통해 얻은 결

과는 다음과 같다.

1. 성악 레슨실의 현장측정을 통해 실측한 물리

적 음향평가 지수를 파악해본 결과 SPL(dB(A))는

77.4dB(A), 음향성능의 평가하는 기준이 되는

500Hz에서 SPL(dB)은 75.1dB, RT은 0.19초, D50는

99.18%, C80는 24.35dB, RASTI는 90%로 나타났다. 따라서 성악 레슨실은 무분별한 흡음재의 사용으

로 인해 잔향시간이 극도로 짧아져 음성정보 전달

은 양호하나 성악 레슨시 필요한 풍부한 울림은

기대할 수 없다. 2. 음악대학 성악 레슨실의 마감 재료를 살펴본

결과 벽, 천정이 흡음성이 큰 마감 재료를 사용하

고 있어 모든 음향평가 파라메타들에서 음향적 결

함이 발생 하고 있었다. 따라서 체적이 작고 대부

분 직사각형 형태를 갖고 있는 성악 레슨실의 음

향성능을 개선하기 위해서는 반사성이 있는 마감

재료를 적절하게 배치하여 이러한 음향적 결함을

최소화 해야 한다. 3. 성악 레슨실의 마감 재료를 변경하여 시뮬레

이션을 통해 음향성능을 최적화 한 후 물리적 음

향성능의 개선정도를 파악해보면 SPL(dB(A))는

77.4dB(A)에서 88.8dB(A)로, 음향성능 평가 기준

이 되는 500Hz에서 SPL(dB)은 71.5dB에서 85.0dB로, RT는 0.19초에서 0.93초로, D50은 98.2%에서

53.8%로, C80은 24.6dB에서 4dB로, RASTI는 90%에서 64.8%로 나타났다. 따라서 개선 전보다 개선

후 만족할 만한 음향성능을 보임을 알 수 있다. 4. 향후 연구대상 성악 레슨실이 이러한 음향

설계에 따라 리노베이션이 되어 진다면 학생 및

교수들이 충분한 음량감과 잔향감 및 확산감을 확

보하여 실제 공연과 비슷한 환경에서 레슨이 이루

Page 11: 2011.01.06(음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구)sound.wonkwang.ac.kr/paper/data/a64.pdf · 한국실내환경학회지제7권제4호pp.224-234(2010년12월)

234 음악대학 성악 레슨실의 음향성능 개선에 관한 연구

한국실내환경학회지 제7권 제4호

어 질 것으로 판단된다. 위와 같은 연구결과는 향후 이와 유사한 성악

레슨실의 건립 시 설계 단계에서부터 음향적 문제

를 예측・제어하여 시공비 절감효과 및 음향성능

을 향상시킬 수 있는 유용한 자료로 활용될 수 있

을 것으로 사료된다.

참고문헌국정훈, 윤재현, 정철운, 김재수(2007.11) 예술학교

음악실의 음향성능 평가에 관한 연구, 한국소음

진동공학회 학술발표대회, pp.268-272. 정철운, 정은정, 주덕훈, 김재수(2007.5) 대학교내

음악연습실의 음향특성에 관한 연구, 한국소음

진동공학회 학술발표대회, pp.715-719.Heinrich Kuttruff(1991) Room Acoustics, Elsevier

Applied Science.James P.Cowan(1994) Handbook of Environmental

Acoustics, Van Nostrand Reinhold.Leo Beranek(1996) Concert and Opera Halls,

Acoustical Society of America.M.David Egan(1972) Concepts in Architectural

Acoustics, McGRAW-Hill Book Company.Michael Barron(1993) Auditorium Acoustics and

Architectural Design, E & FN SPON.Yochi Ando(1997) Dennis Noson, Music and Concert

Hall Acoustics, Academic Press.Yochi Ando(1998) Architectural Acoustics, Springer.