부천아트센터 – Part.Ⅱ

Large format과 Acoustic format 비교 건축음향 측정 분석 요약

지난 호에 이어 이번 호에도 국내 하나뿐인 빈야드 형태와 슈박스 형태 공연장의 장점을 혼합한 하이브리드 형태의 부천아트센터를 소개하고자 한다. 지난 호에는 Large format과 Recital format을 비교하여 공유하였다. 이번 호에는 Large format과 Acoustic curtain format을 비교하여 공유하고자 한다. Acoustic curtain format은 [그림 1], [그림 2], [그림 3]과 같이 무대 양옆 벽면을 두꺼운 커튼으로 반사체를 가려 잔향감을 줄이는 효과를 만들었다. 따라서 이를 기계식 음장 가변 장치라고 부른다. 그렇다면 과연 저 Acoustic curtain의 효과가 얼마만큼인지 측정하여 Large format과 비교해 보자. 이번 호에는 이러한 기계식 음장 가변 장치의 역할과 효과를 살펴보도록 하겠다.  

부천아트센터 콘서트홀(1,445석)의 건축음향 특성을 요약하면 아래와 같다.

건축음향 측정은 공석 시 Large format 상태에서 Acoustic curtain을 설치 전후를 측정하여 서로 비교하였다. Acoustic curtain은 주로 확성 공연이 필요할 때 메인 스피커와 함께 설치한다. 이러한 점이 다르기 때문에 특별히 메인 스피커가 달려 있는 무대 상부 음향반사판의 높이와 설치 조정이 다르다. 따라서 무대 ST값이나 무대 인근에서의 측정값은 감안하고 살펴주길 바란다. 측정 지점은 객석 12개 지점과 무대 3개 지점에서 실시하였고, 측정 데이터는 EDT, T30, BR, Ts, C80, D50, STI, LF, ST, 주파수 응답 특성 레벨 편차를 분석하였다. 음원은 무지향성 스피커를 사용하였고, 측정 신호는 Sweep 신호를 3회 반복하여 S/N비를 높였다.

Large format에서 측정 데이터를 분석한 결과는 지난 호에서 언급을 했지만, 12개 지점 평균잔향값은 500Hz에서 EDT는 2.33초, T30은 2.48초로 측정되었다. 그리고 Acoustic curtain을 설치한 후 Acoustic curtain format의 잔향값은 500Hz에서 EDT는 1.60초, T30은 1.62초로 측정되었다. 따라서 Acoustic curtain을 설치하기 전과 비교하면 EDT는 0.73초가 감소하였고, T30은 0.86초나 감소하는 효과를 보였다. Large format 잔향값 2.48초는 잔향시간이 긴 낭만파 클래식 음악이나 오르간 음악 공연에 적합한 값이라 할 수 있고, Acoustic curtain format의 잔향값 1.6초는 초기 고전 음악에 적한 값이라 할 수 있다. 이러한 값 모두 클래식 콘서트홀에서 모두 바람직한 값으로 평가된다. 특별히 기계식 음장 가변장치에서 EDT 0.73초, T30이 0.86초를 줄일 수 있다는 것은 매우 효과적으로 성능을 발휘한다고 볼 수 있다.

저음 비율(BR)은 Large format에서 1.09, Acoustic curtain format에서는 1.20으로 나타나 Acoustic curtain 설치 후에는 오히려 0.11이 증가하였다. 그러나 1 이상은 모두 콘서트홀로서 매우 적합한 값이라 할 수 있다.

그리고 명료도 Ts는 Large format에서 142.36ms, 음악명료도 C80은 –0.02dB, 음성명료도 D50은 36.37%로 나타났다. 음성전달명료도 STI는 0.48로 나타났다. 이러한 값은 음성보다 음악에 적합한 값으로 평가된다. 그리고 Acoustic curtain format에서는 Ts 104.28ms, 음악명료도 C80은 1.78dB, 음성명료도 D50은 43.52%로 나타났다. 음성전달명료도 STI는 0.54로 나타났다. Large format과 Acoustic curtain format을 비교하면, Ts는 38.08ms 감소, C80은 0.80dB 증가, D50은 7.15% 증가, STI는 0.06이 증가되었다. 이러한 값은 Acoustic curtain으로 인해 잔향값은 감소하고, 더불어 명료도는 증가되었다고 볼 수 있다. 매우 자연스러운 결과이다. 잔향값은 줄고 명료도는 증가하였음에도 커다란 편차가 아니므로 대중음악 공연보다는 클래식 콘서트홀에 적합한 값으로 평가된다. 참고로 대중음악에서 C80은 +4dB 이상이며, 클래식 음악보다 음성 확성에 적합한 Ts값은 60ms ~ 80ms이고, D50값은 30% ~ 40%이다. 그리고 음성전달명료도 STI값은 아래 [표 1]과 같다.

STI	평가 척도
0 ~ 0.30	Bad (전혀 알아듣지 못한다)
0.30 ~ 0.45	Poor (잘 알아듣지 못한다)
0.45 ~ 0.60	Fair (노력하면 들을 수 있다)
0.60 ~ 0.75	Good (잘 들린다)
0.75 ~ 1.00	Excellent (아주 편안하게 들을 수 있다)

실내 공간감을 나타내는 LF는 Large format에서 0.42, Acoustic curtain format은 0.27 값으로 나타나 약 0.15의 편차가 나타났다. 콘서트홀의 바람직한 권장값은 0.25 ~ 0.4이다. Acoustic curtain은 객석 양 벽면의 확산체를 가리는 효과가 있기 때문에 공간감을 나타내는 LF 값이 감소되었음을 알 수 있다. 그러나 LF 0.27 또한 콘서트홀의 바람직한 권장값 내에 속해 있으므로 공연장으로서 느낄 수 있는 공간감에는 전혀 문제가 되지 않는 편찻값이다.

ST(Stage Support)는 연주 소리가 양옆 벽면과 천장에 반사되어 무대로 다시 돌아오는 반사음 에너지에 대한 척도이다. 부천아트센터 콘서트홀의 Acoustic curtain format은 메인 스피커를 사용할 때 설치 운영한다. 따라서 무대 음향 반사판을 일정 높이만큼 상부로 올리고 메인 스피커를 내려서 운영한다. 그렇게 때문에 ST 값이 Large format과는 다르므로 이를 감안하여 살펴보길 바란다. 역시 측정값은 무대 위 측정 마이크로부터 1 m 거리의 무지향성 스피커를 이용하여 측정하였다. 

ST1 값은 Large format에서 –13.08dB, ST2는 –11.42dB로 나타났다. Acoustic curtain format에서는 ST1은 –14.88dB, ST2는 –13.03dB로 나타났다. 이러한 편차 값의 원인은 아무래도 [그림 1]과 같이 Acoustic curtain format의 무대음향 반사판이 Large format보다 천장으로 좀 더 올라가 멀어져 있고, 양옆 벽면이 Acoustic curtain으로 가려져 있어 반사음이 줄어든 체 측정되었음을 알 수 있다. 따라서 두 가지 원인으로 해서 ST 값이 직접음 대비 반사음이 줄어서 나타난 현상으로 추측된다. ST 값은 클래식 음악 공연 시 연주자에게 모니터 환경을 개선해 주는 효과가 있으며, 0으로 가까울수록 ‘직접음의 에너지와 반사음의 에너지가 같다.’라는 의미이다.  

ST 파리미터의 주파수 범위는 옥타브 밴드 250Hz ~ 2,000Hz이며, ISO 3382-1 문서에서 적합한 범위는 –24dB < ST1 < -8dB이다. 

객석에서 최대 음압 레벨과 최소 음압 레벨의 편차는 500Hz의 중심 주파수 기준으로 전체적으로 약 ±5dB 이내로 나타났다. Large format과 Acoustic curtain format의 편차는 크게 없는 것으로 나타났다.

음향 측정 결과 Large format과 Acoustic curtain format 모두 모든 좌석에서 에코와 같은 음향 장해 현상은 없으며, 무엇보다 무대 Acoustic curtain을 설치함으로 인해 잔향값과 명료도 또한 충분히 변화됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 기계식 음장가변장치를 잘 활용하여 공연에서 요구하는 잔향값과 명료도에 따라 적정한 값을 세팅하여 공연에 적용하면 매우 효과적이라고 볼 수 있다. [표 2]는 기계식 음장 가변 시스템과 전기식 음장 가변 시스템을 비교한 내용이다. 참고하길 바란다.

종류	기계식 음장 가변	전기식 음장 가변
잔향 시간 가변 범위	약 0.8초	약 6초
가변 시 소음 유무	소음 있음	소음 없음
잔향 가변 방식	기계식	전기식
음향 반사판	필요	불필요
사전 결과 예측 신뢰도	낮음	높음
객석 확산체	천장 및 벽면	불필요
공연 장르별 적용 한계	있음	없음
경제성	고비용	저비용

건축음향 측정 파라미터 결과 종합

주관적 설명	파라미터	Large format	Acoustic curtain format
잔향 시간	EDT(s) @500Hz	2.33	1.60
	T30(s) @500Hz	2.48	1.62
	BR	1.09	1.20
명료도	Ts(ms)	142.36	104.28
	C80(dB)	-0.02	1.78
	D50(%)	36.37	43.52
	STI	0.48	0.54
공간감	LF	0.42	0.27
무대 모니터 환경	ST1	-13.08	-14.88
	ST2	-11.42	-13.03

Acoustic curtain

설치 전후 파라미터 비교

---

부천아트센터 콘서트홀 (1,445석)
측정 │성재훈, 우성민, 안상룡, 양성원