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음향을위한 건축

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제목 바람직한 실내형상 음향설계
작성자 대표 관리자 (ip:)
  • 작성일 2009-02-27 11:46:20
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바람직한 실내형상 설계

실내 형태를 음향적으로 설계하는 경우, 잔향이론의 가정 조건은 완전 확산 음장이므로, 이와 비슷하게 되려면 어떤 형태가 좋은가를 고려 해야한다. 실내의 크기가 작으면 파동 음향적으로 검토하고, 큰 경우는 기하 음향학적으로 검토한다. 실내가 작은 직방체이면 고유 주파수가 축적되지 않고, 가능한 한 균등하게 분포되도록 실내 세 변의 비를 간단한 정수비로 하지 않는다. 오래전부터 황금 법칙 또는 이와 유사한 2:3:5의 비를 권장하고 있다.


벽면에서 소리가 반사할 때 파장보다 아주 큰 벽면이면, 오목 면은 초점으로 음이 집중되지만, 볼록면은 확산된다. 따라서 실내에서 소리를 잘 확산 시키려면 파장보다 큰 오목 면은 사용하지 않는다.
실내에서 평면이 서로 직교되면(벽과 벽이 만나는 "ㄱ"자 부분), 어느 방향에서 소리가 입사되어도 입사된 방향으로 반사되어 에코가 생긴다. 이러한 경우에는 형태를 고려하여 확산 또는 흡음처리를 해야 한다. 또한 평행 평면을 피하여 한쪽을 기울이든가 파장 길이정도의 오목한 부분과 볼록한 부분을 만들면 음장을 확산 시키고  플레터 에코를 방지하는 유요한 수단이 된다.

1) 단면형상
천정의 반사음은 직접 음을 보강해 주는 역할을 하며, 특히 무대로부터 멀리 떨어져 있는 뒷좌석에는 아주 중요하다. 이러한 경우에  천정을 돔과 같이 둥글게 오목 곡면으로 처리하게 되면 음압 분포가 고르지 않게 되므로 평면이나 볼록 곡면을 잘 조합하여 설계해야한다. 뒤 벽면과 천정 모퉁이는 일자 평면을 그대로 두면 안 되고, 천정 부분은 한번 꺾어 마감하여 흡음처리하고 벽면은 2/1 이나 3/1 지점을 기울이거나 흡음 처리하여 에코를 방지한다.


객석을 늘리기 위해 발코니를 만들면, 그 아래 좌석의 음향 상태는 최악의 상태가 된다. 음원으로부터 유효한 반사음도 도달하지 못하므로 음압레벨은 저하되고, 또한 객석 1인당의 체적도 작아져서 잔향시간도 짧아진다. 이와 같은 문제점을 없애기 위해서는 길이를(깊이) 높이에 비해 가능한 짧게 해야 한다. 즉, 높이의 최대 2배 이하나 1.5배 정도 이하로 하고, 1층 맨 뒤 좌석에서도 홀 천정의 2/1정도는 보이게 하는 것이 좋다. 발코니 맨 앞좌석은 에코나 소리가 집중되지 않도록 하고, 동시에 발코니 밑의 천정은 유효한 반사면이 되도록 모양과 재료를 결정한다. 다시 말해 발코니 천정부분을 무대에서 보이도록 경사를 주어 정면 쪽으로 들어 줘야한다. 콘서트 홀 이나 공연장의 경우, 발코니 높이가 높은 것을 볼 수 있을 것이다. 교회를 건축하는 대부분의 건축가들은 이부분에 대해 이해하지 못해 나쁜 결과를 초래하는 경우가 많다. 

바닥은 좌석이 배열되므로 흡음력이 크며, 직접 음은 그 흡음 면을 따라 전파되므로 크게 감쇠된다. 의자는 청중이 갖는 다공질형의 고음역 흡수뿐만 아니라, 좌석간의 공간의 공명에 의해 100~200Hz 저음역의 감쇠가 크다. 이것을 방지하기 위해서는 바닥의 구배를 가능한 많이 주어, 앞좌석의 직접 음이 차단되지 않도록 한다. 이 바닥의 단면을 결정하는 방법은 무대를 보기위한 가시선의 문제이다. 구배의 값은 12~15도 이상이 좋으며 음향적으로는 무대로부터 멀어짐에 따라 구배를 더 크게 해야 하지만 건축법상 문제도 있다.

2) 평면의 형태
천정과 같이 음원과 가까운 벽에서는 1차 반사음이 얻어지도록 하고, 음원으로부터 먼 벽면은 확산성 또는 흡음성으로 처리한다.특히 타원이나 원형의 오목면의 홀의 구조는 음향 초점이 생기므로 여러 볼록면을 벽에 조합시키는 방법도 생각 할 수 있다. 오목 곡면은 음을 집중시켜서 음향효과를 나쁘게 만듦으로 적극적으로 피하는 것이 좋다.  평행면을 피하기 위해서는 부채꼴이 좋지만, 뒤 벽으로부터 에코가 생기므로 확산과 흡음을 충분히 고려해야 한다.
 

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