공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설의 음향성능의 개선 및 변화 = Improvement and Evaluation of Acoustic Performance of Education Facilities Remodeled into a Performing Arts Practice Space

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The education facility (C Girls' High School) in Chuncheon City was transferred due to aging and the existing building has been neglected for several years. For this reason, the Gangwon Art and Culture Foundation intends to take over the neglected education facility (C Girls' High School), remodel the special classrooms and the living hall into places for performing arts practice, provide local art groups with space for practice, and contribute to activation of local culture and art and infrastructure construction. To remodel such an education facility, it is necessary to secure acoustic performance that meets the use and purpose of the space from the stage of design and determine the resultant changes in subjective responses. From this point of view, this study evaluated physical acoustic performance through acoustic simulation and field experiment before and after remodeling of education facilities and intended to determine the changes in subjective acoustic performance with the changes in physical acoustic performance before and after remodeling through psycho-acoustic experiment using auralization. This study obtained the following results

1. As for acoustic performance in seven places before remodeling, SPL(A) was 80.5∼89.8dB(A), SPL500Hz 76.3∼86.1dB, RT500Hz 1.22∼2.87sec, D50,500Hz 13.8∼41.5%, C80,500Hz -5.5∼1.3dB, and RASTI 37.0∼55.8%. This implies that pre-remodeling education facilities have excessive reverberation for its volume in every space along with serious acoustic defects; therefore, it should be improved.

2. As for acoustic performance in seven places remodeled into space for performing arts practice, SPL(A) was 81.4∼82.8dB(A), SPL500Hz 71.8∼74.2dB, RT500Hz 0.51∼1.00sec, D50,500Hz 57.8∼83.9%, C80,500Hz 4.5 ∼11.4dB, and RASTI 69.0∼76.5%. After remodeling, Major Practice Room 2 has reverberation time of one second, which is close to that of a multi-purpose hall and the others have acoustic performance of space for performing arts practice, whose main goal is to practice movements and lines, due to shorter reverberation time than that of lecture rooms.
3. Spaces were categorized into three cases by acoustic performance and volume before and after remodeling and psycho-acoustic experiment using auralization found that all of the three cases before remodeling had very high levels of subjective responses to reverberance, loudness, and envelopment. After remodeling into space for performing arts practice, responses to reverberance, loudness, and envelopment decreased and subjective responses to such vocabularies as intimacy, intelligibility, clarity, warmth, and balance increased.

4. As for the improvement of subjective responses to each vocabulary after remodeling, reverberance decreased by 24.3% in Case 1, by 12.7% in Case 2, and by 14.3% in Case 3; intelligibility increased by 30.1% in Case 1, clarity by 14.2% in Case 2, and intelligibility by 15.2% in Case 3. As for post-improvement changes of subjective responses, reverberation decreased and clarity-related responses such as intelligibility and clarity increased.

5. As for Cases 1 and 3, which were remodeled into space for practicing movements and lines, the psycho-acoustic experiment found that Case 1 had subjective responses in addition to physical acoustic performance more improved than Case 3. In contrast, Case 2 with acoustic performance appropriate for a multi-purpose hall had the longest reverberation time and the shortest width of improvement in subjective responses. This demonstrates that improvement in acoustic performance leads to improvement in subjective responses.

국문 초록 (Abstract)

춘천시에 위치한 교육시설(C여고)은 시설노후화로 인해 학교를 이전하게 되어 기존 건물은 수년간 방치되어 왔다. 따라서 강원문화재단에서는 방치된 교육시설(C여고)를 인수하여 특별교실과 생활관을 공연예술연습공간으로 리모델링해 지역예술단체에게 안정적인 연습공간을 제공하고 지역문화예술 활성화 및 인프라 구축에 기여하고자 한다. 그러나 이러한 교육시설을 리모델링하기 위해서는 설계단계에서부터 공간의 용도 및 목적에 적합한 물리적 음향성능을 확보해야 하며 이에 따른 주관적 반응의 변화도 파악해야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 교육시설을 대상으로 리모델링 전·후 음향시뮬레이션과 현장실험을 통해 물리적 음향성능을 평가하였으며, 가청화 기법을 이용한 청감실험 등을 통해 리모델링 전·후 물리적 음향성능의 변화에 따른 주관적 음향성능의 변화를 파악하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

1. 리모델링 전 7개 공간의 음향성능은 SPL(A)는 80.5∼89.8dB(A), SPL500Hz는 76.3∼86.1dB, RT500Hz는 1.22∼2.87초, D50,500Hz는 13.8∼41.5%, C80,500Hz는 -5.5∼1.3dB, RASTI는 37.0∼55.8%로 나타났다. 따라서 리모델링 전 교육시설은 모든 공간에서 체적에 비해 과도한 울림이 발생해 심각한 음향적 결함이 발생하므로 이에 대한 개선이 필요하다.

2. 공연예술연습공간으로 리모델링 된 5개 공간의 음향성능은 SPL(A)는
81.4∼82.8dB(A), SPL500Hz는 71.8∼74.2dB, RT500Hz는 0.51∼1.00초, D50,500Hz는 57.8∼83.9%, C80,500Hz는 4.5∼11.4dB, RASTI는 69.0∼76.5%로 나타났다. 또한 리모델링 후 대연습실2는 1초로 다목적홀에 가까운 잔향시간을 갖고 있으며, 나머지는 강당보다 낮은 잔향시간으로 동작 및 대사연습이 주목적인 공연예술연습공간의 음향성능을 확보하고 있다.

3. 리모델링 전·후 공간을 음향성능 및 체적에 따라 3가지 Case로 유형화하였으며, 가청화 기법을 이용한 청감실험 결과 리모델링 전 3가지 Case 모두 과도한 울림으로 인해 “울림”, “크기”, “확산감”에 대한 주관적 반응이 매우 높게 나타났다. 그러나 공연예술연습공간으로 리모델링 후 “울림”, “크기”, “확산감”의 반응은 낮아졌으며, “친밀감”, “명료성”, “선명함”, “포근함”, “균형”등의 어휘에 대한 주관적 반응이 증가하였다.

4. 리모델링 후 평가어휘별 주관적 반응 개선량을 보면 “울림”이 Case 1은 24.3%, Case 2는 12.7%, Case 3은 14.3%로 가장 많은 감쇠량을 보였고, 가장 많은 증가량을 보인 평가어휘는 Case 1은 “명료성”이 30.1%, Case 2 는 “선명함”이 14.2%, Case 3은 “명료성”이 15.2%로 나타났다. 따라서 개선 전·후 주관적 반응의 변화는 “울림”은 줄어들었고, “명료성”, “선명함”등과 같은 명료도 관련된 반응은 증가하였다.

5. 청감실험결과 리모델링 전·후 “동작 및 대사연습” 공간으로 리모델링 된 Case 1과 Case 3을 살펴보면 물리적 음향성능이 많이 개선된 Case 1이 Case 3에 비해 주관적 반응에 대한 개선량도 크게 나타났다. 그러나 “다목적 홀”에 적합한 음향성능을 확보하고 있는 Case 2는 다른 Case와는 달리 잔향시간을 가장 길게 확보하고 있어 주관적 반응의 개선량 폭이 가장 적게 나타났다. 따라서 물리적 음향성능의 개선에 따른 주관적 반응의 개선량도 함께 변화하고 있음을 알 수 있다.

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 4
• 2-1 건축음향 평가지수 4
• 2-1-1 음량에 관한 지수 6
• 2-1-2 울림의 양에 관한 지수 10
• 2-1-3 명료도에 관한 지수 13
• 2-2 건축음향 성능의 평가방법 19
• 2-2-1 홀의 Impulse Response를 이용한 물리적 음향성능 평가 19
• 2-2-2 주관적 음향성능 평가 방법 20
• 2-3 가청화(Auralization) 26
• Ⅲ. 물리적 음향성능의 개선 및 평가 28
• 3-1 리모델링 전·후 공간요소 및 마감재료 변화 28
• 3-1-1 리모델링 전·후 공간요소 변화분석 28
• 3-1-2 리모델링 전·후 마감재료와 흡음률 분석 31
• 3-2 리모델링 전 음향성능 평가 36
• 3-2-1 음향시뮬레이션의 개요 36
• 3-2-2 음향시뮬레이션을 이용한 음향성능 평가 37
• 3-3 리모델링 후 음향성능 평가 46
• 3-3-1 음향성능 측정방법 46
• 3-3-2 음향성능 분석 및 평가 48
• Ⅳ. 가청화를 이용한 주관적 음향성능 평가 62
• 4-1 청감실험을 위한 교육시설의 공간 유형화 62
• 4-2 주관적 반응 평가를 위한 청감실험 64
• 4-2-1 청감 평가를 위한 어휘조사 64
• 4-2-2 청감평가 방법 및 실험 67
• 4-3 주관적 반응에 대한 분석 68
• 4-3-1 평가음원에 대한 주관적 반응 비교 68
• 4-3-2 평가어휘에 대한 주관적 반응의 평균 70
• 4-3-3 평가어휘별 SD척도 개선정도 비교 73
• 4-3-4 통계처리기법을 이용한 주관적 반응 분석 76
• Ⅴ. 결 론 83