다목적극장의 실내음향설계

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다목적극장의 실내음향설계

다목적홀(Hall)은 극장 영화관 콘서트홀, (Concert Hall) 집합행사 등 그 기능이 광범위하여 그 설계는 현재의 건축기술상 복잡한 문제가 되고 있다 그것은 여러 측면에서 서로 모순되. 는 미적 기능적 기술적 예술적 경제적인 요소와 함께 많은 관객을 수용해야 하는 것이, , , , 다 이와 같이 다목적홀은 다수인 수용과 다종목적시설의 필요성에서 실내 음향해결에는 많. 은 연구가 필요하게 되었다.

청취조건은 어떠한 오디토리엄에 있어서도 크기 형태 용적 수용인원 등 건축조건에 영, , , 향을 받게 되고 실제 실내의 모든 부분의 상세가 음향성능에 도움이 되고 있다.

음향을 충족시키기 위한 고려나 요구대책은 여러 방법이 있다 현재의 구조나 실내 장식. 기술에 의하면 음향적 고려나 요구를 현대건축에 도입하는 것은 그리 어려운 것은 아니다.

특히 홀의 형태를 정하는데 있어서는 홀의 성격 운영상의 문제 건축법규 경제성 등을 고, , , 려하는 것은 당연하지만 건축음향의 검토에 의해 결정하여야 할 것이다.

실내음향설계 목표

음향적으로 좋은 오디토리엄을 실현하기 위해서는 다음 사항을 설계 목표로 해야 할 것이 다.

무대위의 음원이 모든 객석에 충분한 음압이 고르게 분포되게 한다

(1) .

객석 어디서나 장시간지연 반사음이 집중하는 음향적 결함이 없어야 한다

(2) .

잔향특성은 모든 프로그램에 대하여 관객은 쾌적하게 들리고 출연자는 가장 효과적으로 (3)

연출이 되게끔 조절되어야 한다.

방해가 되는 소음과 진동이 없도록 해야 할 것이다

(4) .

현황과 특징

우리나라의 경우 각 지방도시의 시민회관이나 공공기관 등은 수용인원 1500명 전후이고 실용적 10,000m³ 내외가 가장 많은 편이다.

홀은 대체적으로 프로세니엄(Proscenium) 형식이고 실내 형태는 부채꼴형 또는 장방형과 부채꼴형의 혼합평면형이 대부분을 이루고 있다 단면형은 경사진 객석면에 발코니가 있고. 천장은 객석에 천장반사음을 이용하게끔 무대에서 객석쪽으로 경사된 것이 특색이라 하겠 다.

시설의 특징으로는 오케스트라(Orchestra)연주를 위한 무대위 가동음향반사판을 비롯하여 무대 운전기구 조명 영사 전기음향설비를 갖추고 있고 잔향시간은 구미의 단일 목적의 코, , , 서트홀보다는 약간 짧은 편에 있고 오케스트라 연주를 제거하고는 전기음향설비를 대부분 이용하는 실정이다.

음향설계의 일반원칙 음의 최적분포 조건

객석에 충분한 음압을 고르게 분포되게 하기 위해서는 다음 사항을 고려해야 한다.

오디토리엄은 관객이 가급적 무대음원에 가까이 배치되도록 하는 형태를 설계하여 음원 (1)

거리를 짧게한다 발코니가 있는 부채골형 오디토리엄은 발코니가 없는 같은 객석수의 장방.

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형 오디토리엄보다 관객은 음원에 접근시킬 수 있다.

음원근처에 반사체를 두어 초기 반사를 최대한 이용케하고 반사체 크기는 반사되게 하 (2)

는 음원의 파장과 같은 정도로 한다 반사체의 위치는 직접음과 제. 1차 반사음의 시간차가 즉 초 이내가 되도록 한다 반사체의 각도는 음의 반사법칙에 의해 정하고 50ms , 50/1000 .

최대량의 초기 반사음을 공급하기 위하여 천장이나 벽면을 효과적으로 이용해야 한다.

객석바닥은 시각적인 이유에서도 경사지게 하지만 마족할 만한 직접음을 받기 위해서라 (3)

도 경사지게 하는 것이 좋다 부득이 객석바닥이 수평일때는 무대음원의 위치를 가급적 높. 여야 직접음이 관객에게 도착하는데 유리하다.

관객이 있는 객석면은 비교적 흡음력이 크므로 그 면을 따라 전파되는 음파는 많이 감소 되므로 건축조건이 허락하는한 높은 구배의 단객석이 바람직하다. 좌석곡선은 객석폭을 눈까지 높이를 츠 앞사람 머리위로 무대 시집점을 보기위한 시야각은 도 이상

90cm, 11 7

유지되어야 하고 앞사람 머리 사이로 보고 앞의 앞사람 머리 위로 보기위한 시야각은 3.5도 이상 있으면 가능하다 그러나 실제 음원의 감쇠 영향과 누까지의 높이 등 개잊거인 차를. 감안하여 객석 후부에 갈수록 급한 구배의 좌석곡선으로 해야한다.

시야각 무대위 어느 범을 시점으로 할 때 시점을 보는 시선과 각 관객의 눈 위치를

* :

연결하여 이룬 각도

오디토리엄의 바닥 면적과 용적은 최소한으로 하여 직접음과 반사음의 전달거리를 짧게 (4)

한다.

평면형

평면의 기본형으로는 장방형 부채꼴형 혼합형을 들 수 있다, , .

장방형 평면은 엣날부터 사용되어 19C 외국에 건축된 음악홀은 1500여명 수용하는 중규 모의 단일목적홀이니만 지금도 좋은 평가를 받고 있는 예가 많다 부채꼴형은 측벽을 반사. 면으로 이용하여 반사음을 객석에 보내기 위한 방식으로 유리하지만 무대형태의 수용인원에 서 혼합형을 채택할 때가 많다 실내형태를 음향적으로 볼 때 반향 등 음향장해현상은 다각. 형에서 생기기 쉽고 평행벽면이 적은 부채꼴형에서 생기기 어려운 점을 감안하여 다목적홀 의 평면형은 부채꼴형 또는 혼합형을 들 수가 있다. 좌석치수는 45cm×90cm 또는

로 할 때 일인당 점유바닥면적은 객석통로를 포함

50cm×90cm 0.5～0.8m²이다 계획할 때. 는 0.7m²의 점유면적으로 하는 것이 통례이다.

오디토리엄의 바닥면적과 용적은 합리적으로 작게 할 것이다 이로 인해 직접음과 반사음. 과의 전파거리를 짧게 할 수가 있다.

다목적 홀의 최적크기는 일률적으로 정할 수는 없지만 연극전용홀의 최고 수용인원 1500 석 최대시거리, 25m, 부득이할 때는 35m, 콘서트홀의 최대 소용인원 3000 ,석 일인당 저유 용적 6～10m³, 영화관은 최대시거리 45m 이내 일인당점유용적, 3～5m³의 최적치 및 제한 치를 참고하여 치수를 정할 필요가 있다.

푸로세니암 치수는 홀의 크기와 관계되지만 오케스트라 연주에 대비한 무대음향 반사재판 의 적절한 폭은 18m, 전후 높이는 9m로 알려져 있다.

평면형의 검토는 무대 위에 음원을 가정하여 직접음과 무대 벽면부터의 일차 반사음과의 시간차가 50ms 이상이 되는 범위 에코를 감지하는 가능성 있는 범위 를 구한 다음 반사에( ) 관여하는 벽면에 확산체를 설치하여 객석내의 음압분포를 고르게 할 필요가 있다 이 검토. 는 가정한 무대 위 음원에서 대상하는 벽면까지의 수직선 거리가 8.5m이상 되는 모든 벽면

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에 대해 적용된다 검토하는 방법은 음원에서 직접음과 벽에서 오는 반사음과의 실제의 거. 리가 17m가 되는 점의 2차원적 궤도인 쌍곡선을 옮겨 그린다.

단면형

오디토리엄의 단면적으로는 다음과 같은 세가지 형태로 분류할 수 있다.

삽입 f4.9

음향적으로는 B가 가장 좋음 형태이고 수용인원이 많을 때는 발코니가 있는 C형태가 채택 된다 발코니 밑은 음향성능이 불량해질 염려가 많으므로 안길이는 가능한 짧게 처리하는. 것이 바람직하다 객석 바닥구배는 청각적 시각적 및 건축조건과 음향설계일반원칙에서 좌. , 석곡선을 결정하면 무대음원에서 객석에 도달되는 직접음선 정해진다.

홀의 천장 면은 전 객석에 반사음을 도달시티는 반사체가 되어야 하므로 신중히 설계하여 야 한다 반사면으로는 측벽도 대상이 되지만 객석의 폭이 넓을 때에는 효과적인 음향을 기. 대할 수 가 없으므로 이때는 천장면이 유일한 반사체가 된다.

반사음의 이용은 직접음이 도달된 후 50ms(음이 실거리차 17m)이내에 반사음을 도달되 게 하고 또한 직접음과 반사음과의 음향에너지가 어느 객석이나 가능한 고르게 분포되도록 하여야 한다.

천장면을 효과적으로 이용하기 위해서는 무대음향 반사판으로부터 검토하고 직접음의 에 너지가 약해지는 객석 후부에 많은 반사음이 도달되도록 천장반사면의 위치와 각도 크기가, 정해져야 한다.

음압분포계산

계산방법으로는 부대위에 무지향성 음원을 가정하여 음의 전파 반사를 기하학적으로 취, 급한 작도방법으로 하고 각 객석에 있어서 직접음선거리와 음상에서의 반사음선 거리에 대 한 음향에너지의 역자승법칙을 적용하여 산출한 각 좌석의 음압레벨이 가급적 균일하도록 반사판의 형태 각도 위치 크기를 결정한다, , , .

음원에서 객석가지의 직접음원거리 r(m), 천장 벽면 등 반사음선 거리를, , r1, r2, ,r3로 하 면 반사음선 거리 ri는 ri<r+17의 범위에 대하여 SPL = PWL +10log10(1/4 rπi)로 차례로 계 산한다. SPL은 각 좌석의 음압레벨이고 PWL은 음원의 파워레벨(dB)이므로 PWL을 무시하 면 각 좌석의 상대치(dB)를 구할 수가 있다 각 객석의 레벨 차가 가급적 적게 조정되어야. 할 것이다.

음의 확산

적당한 크기와 많은 양의 확산체는 오디토리엄의 음향성능을 효과적으로 개선한다 실내에. 음을 확산시키기 위한 방안으로는 확산효과를 줄 수 있는 굴곡부분을 많이 도입하여야 하고 적당한 크기라야 할 것이다 건축의장계획의 제약으로 확산체의 사용이 어려울 경우가 있. 다 이런 때에는 확산의 촉진수단으로 흡음재의 분산배치로 처리할 수도 있다. .

콘서트홀이나 극장 라디오스튜디오에 사용하는 것은 특히 중요하다 확산체의 효과는 에, . 코를 방지하고 잔향시간이 긴 실내에서도 청취조건이 매우 개선된다.

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잔향조절 최적잔향시간 1

실내의 최적잔향특성은 실내의 용적과 기능에 따라 다르지만 다음과 같다.

최적한 잔향시간과 주파수특성

∙

객석에 도달되는 반사음과 직접음의 유익한 비율

∙

음의 성장과 감쇠현상의 최적함

∙

바람직한 잔향감을 주기위한 잔향시간 최적치에 대해서는 여러 학자들에 의해 경제적 또는 이론적으로 많이 제안되고 있다 이들은 약간 다른 최적치를 제안하고 있어 어느 것이 적절. 한 가는 앞으로 더 연구할 문제이지만 대부분 Knudsen의 제안치를 많이 사용하고 있다.

삽입 f4.13

실제 잔향시간은 회화 강연 연극 등에 있어서 언어의 높은 명료도가 요구되기 때문에, , , 대체로 짧은 편이 좋고 음악은 좋은 음질과 풍부한 음향이 요구되므로 다소 긴 편을 택하고 있다.

다목적 홀은 광범위한 프로그램에 사용되므로 홀의 잔향시간 목표설정에 문제되는 경우가 있다 잔향계획시 고려해야 할 점은 다음과 같다. .

건축조건을 가변하여 여러 사용목적에 적응케 한 최적조건을 조성토록 한다

1) .

주사용 목적을 강연이나 연극 등 언어에 두어 잔향시간은 비교적 짧게 하여 음색의 명료 2)

도를 제일로 한다.

주사용 목적을 오케스트라 뮤직컬 등 음악에 둘 경우 잔향시간을 비교적 길게 하여 음악 3)

의 음질을 제일로 한다.

잔향시간은 비교적 짧게 하여 전기음향설비의 효과를 높이고 사용목적에 적응한 음향조 4)

건을 합성사용토록 한다.

그러나 위 1) 사항은 잔향가변장치의 시설범위로 보아 대극장에서는 사실상 곤란하고 2)와 은 주목적 이외의 용도에서는 음향특성이 저하된다 또 는 전기음향설비를 사용치 않는

3) . 4)

콘서트에는 이상적인 것이 되지 못한다 이와 같이 홀의 잔향조건을 만족시키는 것은 매우. 어렵다 그러므로 다목적 홀의 잔향시간 목표치는 신중히 타협점을 찾아야 할 것이다. .

회화용 오디토리엄의 잔향조건 2.

강연 연극 회화 등 말소리를 주로 사용하는 오디토리엄 극장 강연실 회화실 실내체육, , ( , , , 회관 등 의 설계는 말의 요해도가 가장 중요하다 적당한 잔향은 말소리를 강조하는 특성이) . 있지만 과도의 잔향은 명료도를 저하케 한다. 회화용 오디토리엄의 최적잔향시간은

의 최적잔향시간값에서 설정한다

Knudsen .

음악용 오디토리엄의 잔향조건 3.

회화용 오디토리엄의 음향특성은 말의 명료도 계산 또는 요해도 시험으로 판단되지만 음향 연주에 사용되는 오디토리엄의 실내음향성능을 평가하는 것은 매우 어렵다 말의 요해도시. 험은 객관적 평가가 될 수 있는 것에 의해 음악홀의 음향성능은 음악가 지휘자 음악평론, ,

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가 음악애호가들에 의한 주관적인 논평으로 평가되는 경우가 많다 음악용 오디토리엄의, . 설계 제일 목표는 좋은 음질과 밸런스(Balance) 그리고 적당한 여운이다 회화용 오디토리. 엄과 마찬가지로 명료성과 분리성도 요구되고 있다.

음악은 언어보다 분명히 긴 잔향시간을 요구하고 있다 음악홀이라 할지라도 특수한 양식. 의 음악만 연주하는 것이 아니므로 잔향시간은 다음 사항을 감안하여야 할 것이다.

잔향시간이 중간정도 : 오페라 샹송 가요곡 실내악 독창 독주, , , , ,

∙

잔향시간이 비교적 긴 것 : 오케스트라 현악합주 파이프올겐 교회음악, , ,

∙

음악홀의 잔향시간에 대한 주파수범위는 63Hz ～8000Hz 까지 검토한다. 주파수특성의 최적치

4.

잔향시간에 대한 주파수특성은 청각상 주요한 요소의 하나이다 여러 제안치가 있으나 대. 체적으로 500Hz 이상 고음부는 평탄한 특성을 제안하고 있고 500Hz 이하의 저음부에 있어 서는 회화용은, 250Hz 까지 평탄하고 음악은 125Hz에서 500Hz값의 약 1.5배 상승되는 특 성을 제시하고 있다.

삽입 f.4.15

내장설계 5.

오디토리엄 내장설계의 일 단계는 실사용목적과 실 용적에 의해 최적잔향시간 및 주파수특 성을 정하고 이 시간을 얻는데 필요한 총흡음력을 구하는 것이다 이 흡음력은 관객 의자. , , 개구부 유리창 등 고정 흡음력과 벽 천장면에 처리되는 부가 흡음력으로 구분할 수 있다, , . 따라서 부가 흡음력은 요구되는 총흡음력과 고정흡음력의 차이다.

내장재료의 일반적인 배치법칙은 무대 주변의 벽면은 초기 반사음의 효율을 높이기 위해 반사성으로 하고 객석후벽은 무대와 대향이 되어 유해한 에코 현상을 방지하기 위해서는 넓 은 주파수에 걸쳐 흡음성으로 처리한다 기타 측벽 및 천장에 대한 처리는 음선계획에 의해. 반사 확산 흡음으로 조정되어야 할 것이다, , .

내장재료의 선정은 흡음 또는 반사기능과 함께 재료의 물리적인 특성 시공성 등 음향 이, 외의 것도 고려되어야 할 것이다.

흔히 중 고음 흡음재는 천공판이나 리브 공조흡음체로 하고 저음 흡음재는 판공흡음체를․ 사용하여 각주파수에 걸쳐 균형을 취하게 조정하는 경우가 많다.