10.공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설의 음향특성...

Journal of the Korean Institute of Culture Architecture Serial No.51 _ 2015. 888

공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설의 음향특성The Acoustic Characteristics of the Educational Facilities Remodeled into Performing Arts Practice Spaces

Jeong, A-Yeong 정 아 영 정회원, 원광대학교 건축공학과 석사과정

Kim, Jae-Soo 김 재 수*정회원, 원광대학교 건축공학과 정교수1)

Abstract: Aged public idle facilities or school facilities left empty in urban areas have recently caused social problems. For this

reason, each local government plans to remodel such facilities into performing arts practice spaces with the objective of

developing local culture and arts and forming cultural communities. From this perspective, this study aimed to assess the

changes of spatial elements and finishing materials and improvement in acoustic performance after remodeling in former C

Girls' High School recently remodeled into a performing arts practice space. Reverberation time before remodeling ranged from

1.22 to 2.87 seconds, causing acoustic defects due to excessive reverberation. As spatial elements and finishing materials were

changed at the stage of remodeling to improve sound-absorbing power and room constant, reverberation time was significantly

improved after remodeling: 0.51∼1.00 seconds. In addition, such acoustic performance parameters as the sound pressure level,

vocal definition, musical definition, and the vocal delivery index were at more satisfactory levels after remodeling. On the basis

of these results, remodeling of neglected educational facilities into performing arts practice spaces could provide necessary

spaces for residents and cultural groups to go over their lines and practice movements for plays or dances.

Keywords: Educational Facilities, Acoustic Performance, Performing Arts Practice Space, Remodeling

(교육시설, 음향성능, 공연예술연습공간, 리모델링)

1. 서론

최근 국민들의 삶의 질과 문화수준 향상으로 인해 공연

예술에 대한 관심이 급증하고 있으며 각 지자체에서는 노후

화된 채로 방치되어 있는 공공유휴시설들을 리모델링하여

공연예술연습공간으로 사용하고자 하고 있다. 그러나 공공

유휴시설 중 교육시설을 공연예술연습공간으로 리모델링하

기 위해서는 설계단계에서부터 지역주민들과 문화단체들이

활용할 수 있는 최적화된 음향성능을 갖는 공간조성이 필요

한데 국내에서는 이에 대한 자료가 전무한 실정이다. 이러

한 관점에서 본 연구에서는 최근 공연예술연습공간으로 리

모델링된 옛 C여고를 대상으로 리모델링 전·후의 공간요소

변화, 마감재료 변화, 흡음률 변화등에 따른 음향성능의 변

화와 개선정도를 평가해 보았다. 이러한 자료는 향후 이와

같이 교육시설을 공연예술연습공간으로 설계 및 리모델링시

유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

2. 리모델링 전·후 공간요소 및 마감재료 변화

2.1 리모델링 전·후 공간요소 변화분석

공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설(옛 C여고의

특별교실과 생활관)은 강원도 춘천시 교동에 위치하고 있

* 교신저자(Corresponding Author): [email protected]

으며, 2012년 C여고가 이전한 이래로 계속 방치되어 있었

다. 리모델링 전·후 평면도는 그림 1과 같다.

특별교실

리모델링전

열람실(1층), 멀티미디어실(1층), 매점(1층), 도서실(2층)

리모델링후

대연습실1(1층), 대연습실2(2층)

생활관

리모델링전

주방(1층), 식당(2층), 가사실습실(2층), 예절실(3층), 전통실(3층)

리모델링후

중연습실(1층), 대연습실3(2층), 대연습실4(3층)

<그림 1> 춘천 옛 춘천여고의 리모델링 전·후 평면도

공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설의 음향특성

文化空間硏究 l 한국문화공간건축학회논문집 통권 51호 _ 2015. 8 89

층수 리모델링 전 리모델링 후

특별교실

1층

열람실 멀티미디어실 대연습실1

2층

도서실 대연습실2

생활관

1층

주방 중연습실

2층

가사실습실, 식당 대연습실3

3층

예절실 전통실 대연습실4

<그림 2> 리모델링 전·후 3D 모델링

구분 마감재료주파수(Hz)

125 250 500 1k 2k 4k NRC

특별교실

1층

리모델링전

열람실

바닥 콘크리트위 비닐타일 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

벽체

시멘트 몰탈 위수성페인트

0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

칠판 0.24 0.20 0.20 0.18 0.18 0.21 0.19

유리+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 흡음텍스 0.30 0.20 0.16 0.12 0.15 0.20 0.16

멀티미디어실

바닥 콘크리트위 비닐타일 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

벽체

샌드위치판넬 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02

합판+무늬목시트 0.25 0.14 0.07 0.04 0.10 0.08 0.09시멘트 몰탈 위수성페인트

0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

나왕걸레받이20T 0.25 0.14 0.07 0.04 0.10 0.08 0.09지정 무늬목 시트0.2T(벽지)

0.18 0.12 0.08 0.06 0.06 0.06 0.08

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장지정 무늬목 시트0.2T(벽지)

0.18 0.12 0.08 0.06 0.06 0.06 0.08

리모델링후

대연습실1

바닥 THK 15 단풍나무 후로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체

THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

THK 5 은경 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

MDF 9T/ 무늬목쉬트 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

확산체 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

이중창+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

커튼 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 0.14

방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

천장THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

2층

리모델링전

도서실

바닥 비닐계 바닥타일 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.04 0.02

벽체


0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

인조석 0.02 0.02 0.02 0.03 0.04 0.04 0.03

걸레받이 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

화이트칠판 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01

유리+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 흡음텍스 0.30 0.20 0.16 0.12 0.15 0.20 0.16

리모델링후

대연습실2

바닥 THK 15 단풍나무 후로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체

THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

THK 5 은경 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

MDF 9T/ 무늬목쉬트 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

이중창+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

커튼 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 0.14

방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

천장THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

생활관1층

리모델링전

주방

바닥일반타일마감 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

금속타공판 0.40 0.60 0.80 0.80 0.90 0.80 0.78

벽체

매끄러운타일 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01

유리벽 10T 0.15 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04

유리창문 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 샌드위치판넬 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02

<표 2> 리모델링 전·후 마감재료와 흡음률

그림 1을 보면 리모델링 전 특별교실 건물 1층의 열람실

과 멀티미디어실은 대연습실1로 변경되었으며, 2층의 도서

실은 벽체를 세워 대연습실2로 리모델링되었다. 또한 리모

델링 전 생활관 건물 1층의 주방은 중연습실로 변경되었으

며, 2층의 가사실습실과 식당은 벽체를 철거하여 대연습실3

으로 변경되었고 3층의 예절실과 전통실 또한 벽체를 철거

하여 대연습실4로 변경되었다. SketchUp을 이용하여 리모

델링 전·후 내부 공간변화를 나타낸 3D 모델링 모습은 그

림 2와 같다.

리모델링 전 7개의 교육시설 공간은 리모델링 후 중연습

실 1개 대연습실 4개 총 5개의 연습실로 변경되었으며, 리

모델링 전·후 공간의 제원은 표 1과 같다.

구 분 특별교실 생활관

층수 1층 2층 1층 2층 3층

리모델링 전 열람실 멀티미디어실 도서실 주방가사실습실,식당

예절실 전통실

바 닥 면 적 117.0㎡ 35.8㎡ 234.7㎡ 82.1㎡ 228.9㎡ 165.8㎡ 58.7㎡

길 이 13.4m 4.1m 26.8m 8.9m 18.0 9.2m 8.8m

폭 8.7m 8.7m 8.8m 9.2m 12.7 9.0m 6.7m

천 정 고 3.0m 3.0m 3.0m 2.6m 2.4m 2.4m 2.4m

체 적 310㎥ 109㎥ 618㎥ 203㎥ 398㎥ 174㎥ 139㎥

리모델링 후 대연습실1 대연습실2 중연습실 대연습실3 대연습실4

바 닥 면 적 174.3㎡ 174.3㎡ 90.2㎡ 146.9㎡ 146.9㎡

길 이 18.4m 18.4m 9.4m 15.3m 15.3m

폭 9.5m 9.5m 9.6m 9.6m 9.6m

천 정 고 3.0m 3.0m 2.7m 2.7m 2.7m

체 적 375㎥ 385㎥ 182㎥ 281㎥ 283㎥

<표 1> 리모델링 전·후 제원 변화

표 1을 보면 리모델링 후 모두 체적이 감소하였는데 이

는 공연예술연습공간에 적합하도록 공간을 조정했기 때문

으로 사료된다.

2.2 리모델링 전·후 마감재료와 흡음률 분석

리모델링 전·후 교육시설과 공연예술연습공간의 마감재

료의 구성 및 흡음률을 분석한 것은 표 2와 같다.

The Acoustic Characteristics of the Educational Facilities Remodeled into Performing Arts Practice Spaces


리모델링후

중연습실

바닥 THK 15 단풍나무 후로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체

THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

THK 5 은경 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

MDF 9T/ 무늬목쉬트 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

이중창+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

커튼 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 0.14

방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

천장THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

2층

리모델링전

가사실습실,식당

바닥 테라조 0.02 0.02 0.02 0.03 0.04 0.04 0.03

벽체


0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

걸레받이 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

인조석 0.02 0.02 0.02 0.03 0.04 0.04 0.03

샌드위치판넬 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02

유리창문 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 흡음텍스 0.30 0.20 0.16 0.12 0.15 0.20 0.16

리모델링후

대연습실3

바닥 THK 15 단풍나무 후로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체

THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

THK 5 은경 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

MDF 9T/ 무늬목쉬트 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

확산체 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

이중창+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

커튼 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 0.14

방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

천장THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

3층

리모델링전

예절실

바닥 단풍나무플로링+바니스 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체


0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

걸레받이 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

커튼(주름50%) 0.05 0.25 0.40 0.50 0.60 0.50 0.44

거울 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

유리창문 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 흡음텍스 0.30 0.20 0.16 0.12 0.15 0.20 0.16

전통실

바닥 단풍나무플로링+바니스 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체


0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02

조형물(색칠된플라스터마감)

0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

걸레받이 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

일반문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

천장 흡음텍스 0.30 0.20 0.16 0.12 0.15 0.20 0.16

리모델링후

대연습실4

바닥 THK 15 단풍나무 후로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07 0.13

벽체

THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

THK 5 은경 0.30 0.20 0.10 0.07 0.05 0.02 0.11

MDF 9T/ 무늬목쉬트 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

확산체 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

이중창+커튼 0.09 0.08 0.21 0.26 0.27 0.37 0.21

커튼 0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 0.14

방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02

천장THK 15 흡음타공패널A 0.35 0.84 0.71 0.57 0.64 0.61 0.69

THK 15 무타공음향패널 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06 0.09

표 2의 자료를 토대로 리모델링 전·후 마감재료별 500Hz

의 흡음률을 분석한 것은 그림 3과 같다.

0.11

0.06

0.41

0.13

0.23

0.05

0.100.14

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

리모델링 전 리모델링 후 리모델링 전 리모델링 후 리모델링 전 리모델링 후 리모델링 전 리모델링 후

바닥 벽체 천장 문, 창, 커튼등

흡음

률(5

00H

z)

<그림 3> 마감재료의 흡음률(500Hz)

리모델링 전·후 마감재료의 500Hz 흡음률 평균값을 살펴

보면 바닥은 -0.04, 벽체는 +0.19, 천장은 +0.28, 문·창·커튼은

+0.05만큼의 변화를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 다른 부

위에 비해 벽체와 천장에 사용된 마감재료의 흡음률이 가장

많이 증가하여 이러한 부위의 흡음요소가 리모델링 후 음향

성능에 많은 영향을 주었을 것으로 판단된다.

3. 리모델링 전 음향성능 평가

3.1 음향 시뮬레이션의 개요

리모델링 전 교육시설은 현장실험을 통한 음향성능 평가

가 어려운 상태였다. 따라서 본 연구에서는 음선추적법

(Ray-tracing method)과 허상법(Image model method)에 의

한 3차원 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 음향성능 파라메타

의 분석을 실시하였으며, 사용 프로그램은 Odeon 4.21이다.

음향시뮬레이션에서 확산 방법은 Lambert Method,

Impulse Response 길이는 1,500∼3,500㎳, Transition Order

는 3으로 실험하였다. 시뮬레이션 방법은 ISO에서 제안하는

무지향성 음원을 바닥의 중심으로부터 높이 1.5m에 위치 시

켰으며, 음원의 음향파워레벨은 표 3과 같다. 수음점은 실의

중심을 기준으로 일정한 간격으로 그리드(Grid)를 설정하여

선정하였으며 측정점은 1.2m 높이에 위치하였다. 음향시뮬

레이션을 이용한 각 공간별 음선추적도는 그림 4와 같다.

1 1

(a) 열람실 (b) 멀티미디어실

1

1

(c) 도서실 (d) 주방

11 1

(e) 가사실습실, 식당 (f) 예절실 (g) 전통실

<그림 4> 리모델링 전 각 공간별 음선추적도



구분주파수

125Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHzPWL(dB) 96.40 97.35 89.14 84.45 85.99 79.82

<표 3> 무지향성 음원의 음향파워레벨 (PWL)

3.2 리모델링 전 교육시설의 음향성능 평가

(1) 음압레벨(SPL, Sound Pressure Level)

리모델링 전 7개 공간의 음압레벨을 예측한 결과는 그림

5와 같으며, 청감보정음압레벨과 음향성능 판단기준이 되는

주파수인 500Hz에서의 음압레벨의 평균값과 표준편차를 정

리한 것은 표 3과 같다.

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 평균

수음점

SPL(d

B(A

))

열람실 멀티미디어실도서실 주방가사실습실, 식당 예절실전통실

(a) 청감보정 음압레벨(dB(A))

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4

평균 1 2

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4

평균

열람실 멀티미디어실 도서실 주방 가사실습실, 식당 예절실 전통실

수음점

SPL(d

B)

125Hz 250Hz 500Hz

1 k Hz 2 k Hz 4 k Hz

(b) 주파수별 음압레벨(dB)

<그림 5> 음압레벨(SPL) 비교

항 목 열람실멀티미디어실

도서실 주방가사실습실, 식당

예절실 전통실

SPL(dB(A))

평균 83.2 89.8 80.5 89.8 82.3 84.4 86.4

표준편차 0.1 0.0 0.9 0.3 1.2 0.1 0.2

SPL(dB)(500Hz)

평균 78.8 86.1 76.3 85.6 78.2 80.6 82.5

표준편차 0.1 0.1 0.9 0.3 1.2 0.1 0.2

<표 3> 리모델링 전 교육시설의 SPL(dB(A), dB))

그림 5, 표 3을 보면 리모델링 전 교육시설의 청감보정

음압레벨은 평균 80.5∼89.8dB(A), 표준편차 0.0∼1.2dB(A)

이며, 500Hz의 음압레벨은 평균 76.3∼86.1dB, 표준편차 0.1

∼1.2dB로 나타났다. 리모델링 전 7개의 모든 공간은 음압

레벨의 표준편차가 ±3dB 이내로 나타나 모든 좌석에서 균

일한 음량감을 느낄 수 있을 것으로 사료되었다. 그러나 이

렇게 큰 음량감은 그림 3과 같이 실내 흡음력(A) 부족으로

인한 과도한 울림과 잔향음의 증가 때문이므로 오히려 음

성의 명료도를 저하시킬 수 있다.

(2) 잔향시간(RT, Reverberation Time)

리모델링 전 7개 공간의 잔향시간을 예측한 결과는 그림

6과 같으며, 500Hz의 잔향시간 평균과 표준편차를 정리한

것은 표 4와 같다.

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4

평균 1 2

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4

평균


수음점

RT(s

ec)

125Hz 250Hz 500Hz


<그림 6> 주파수별 잔향시간(RT) 비교



예절실 전통실

평 균 1.45 2.09 1.58 2.87 1.53 1.22 1.43

표준편차 0.06 0.01 0.09 0.16 0.13 0.03 0.06

<표 4> 리모델링 전 교육시설의 잔향시간(500Hz)(초)

그림 6, 표 4를 보면 리모델링 전 교육시설의 잔향시간

은 평균 1.22∼2.87초, 표준편차 0.01∼0.16초로 나타났다.

이러한 자료를 토대로 Knudsen-Harris가 제안한 적정잔향

시간과 비교해 보면 그림 7과 같다.

<그림 7> Knudsen-Harris의 적정잔향시간



(a) 대연습실1 (b) 대연습실2

(c) 중연습실 (d) 대연습실3

그림 7에서 공연예술연습공간의 용도를 연극이나 무용 등

의 대사 및 동작연습을 하기 위해 필요한 공간으로 규정할 경우

강당과 가장 유사하다고 할 수 있다. 따라서 예측된 잔향시

간은 모두 강당의 잔향시간 기준을 크게 벗어나고 있어 모

든 공간에서 과도한 울림으로 인한 음향적 결함이 발생하

고 있다.

(3) 음성명료도(D50, Definition)

리모델링 전 7개 공간의 음성명료도를 예측한 결과는 그

림 8과 같으며, 500Hz의 음성명료도 평균과 표준편차를 정

리한 것은 표 5와 같다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4

평균 1 2

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4

평균


수음점

D50(%

)

125Hz 250Hz 500Hz


<그림 8> 주파수별 음성명료도(D50) 비교



예절실 전통실

평 균 31.8 25.0 35.2 13.8 33.7 41.5 38.8

표준편차 1.0 0.0 8.1 1.0 4.9 0.6 1.0

<표 5> 리모델링 전 교육시설의 D50(500Hz)(%)

그림 8, 표 5를 보면 리모델링 전 교육시설의 음성명료

도는 평균 13.8∼41.5%, 표준편차 0.0∼8.1%로 나타났으며,

이는 다목적 홀에서 강연시 제시되는 음성명료도의 기준인

55∼60%의 범위도 만족하지 못하고 있다. 따라서 과도한

울림으로 인해 의사소통에 어려움을 겪을 것으로 판단된다.

(4) 음성전달지수(RASTI, RApid Speech Transmission Index)

리모델링 전 7개 공간의 음성전달지수를 예측한 결과는

그림 9와 같으며, 음성 전달지수의 평균과 표준편차를 정리

한 것은 표 6과 같고 이를 RASTI 평가기준과 비교한 것은

표 7과 같다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 평균

수음점

RA

STI(%

)

열람실 멀티미디어실도서실 주방가사실습실, 식당 예절실전통실

<그림 9> 음성전달지수(RASTI) 비교



예절실 전통실

평 균 51.3 46.5 51.9 37.0 51.1 55.8 54.3

표준편차 0.5 0.7 2.7 0.0 2.4 0.5 0.5

<표 6> 리모델링 전 교육시설의 RASTI(%)

RASTI(%) 평가 척도 비 고

0∼32 Bad (전혀 알아듣지 못한다)

32∼45 Poor (잘 알아듣지 못한다) △

45∼60 Fair (노력하면 들을 수 있다) ◯,□,◇,●,■,◆

60∼75 Good (잘 들린다)

75∼100 Excellent (아주 편하게 들을 수 있다)

◯:열람실 □:멀티미디어실 ◇:도서실 △:주방 ●:가사실습실,식당 ■:예절실 ◆:전통실

<표 7> RASTI 평가기준

그림과 표를 보면 리모델링 전 교육시설의 음성전달지수

는 평균 37.0∼55.8%, 표준편차 0.0∼2.7%로 나타나 “Poor”

나 “Fair”로 평가되었다. 따라서 리모델링 전 교육시설은

원음이 왜곡되어 음의 요해도가 상당히 저하된 상태이다.

4. 리모델링 후 음향성능 평가

4.1 음향성능 측정

리모델링 후 음향성능 측정을 위한 각 공간별 음원과 수

음점의 위치는 그림 10과 같다.



(e) 대연습실4

<그림 10> 공연예술연습공간의 음원과 수음점 위치

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 평균

수음점

SPL(d

B(A

))

대연습실1 대연습실2


중연습실

(a) 청감보정음압레벨(dB(A))

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균

대연습실1 대연습실2 중연습실 대연습실3 대연습실4

수음점

SPL(d

B)

125Hz 250Hz 500Hz


(b) 주파수별 음압레벨(dB)

<그림 12> 음압레벨(SPL) 비교

음향성능 측정시 음원은 중앙에 위치하도록 하였으며, 대

연습실은 8개, 중연습실은 4개의 수음점을 선정하여 측정하였

다. 음향성능 측정방법은 ISO에서 제안하는 무지향성 음원을

바닥면으로부터 1.5m 높이 평면의 중심에 위치하고, 마이크로

폰 높이는 1.2m로 하였다. 측정용 음원은 Maximum-Length

Sequence음원을 사용하여 배경소음에 대한 영향을 어느 정도

배제할 수 있었다. 측정기기는 실내음향측정을 위해 01dB사

의 Symphonie중에서 dBBATI를 사용하였으며, SPL은 현장

에서 PCM레코더로 녹음 후, Symphonie의 dBFA를 사용하여

분석하였다. 측정기기 구성 및 측정모습은 그림 11과 같다.

(a) 측정기기의 구성 (b) 측정모습

<그림 11> 음향성능 측정

4.2 리모델링 후 음향성능 평가

(1) 음압레벨(SPL)

리모델링된 공연예술연습공간에서 측정된 청감보정음압

레벨과 500Hz의 음압레벨을 분석한 결과는 그림 12, 표 8

과 같으며, 리모델링 전·후 음압레벨은 비교한 것은 그림

13과 같다.

항 목 대연습실1 대연습실2 중연습실 대연습실3 대연습실4

SPL(dB(A))

평 균 81.4 82.1 82.8 82.3 81.8

표준편차 1.1 1.4 0.4 1.1 0.9

SPL(dB)(500Hz)

평 균 71.8 73.9 74.2 73.0 72.8

표준편차 1.3 1.1 0.4 1.3 1.4

<표 8> 공연예술연습공간의 SPL(dB(A), dB))

83.284.4

80.5

89.8

86.4

81.4 82.1 82.881.8

78.880.6

86.1

76.3

85.6

78.2

82.5

71.873.9 74.2

73.0 72.8

89.8

82.3 82.3

40

50

60

70

80

90

100

열람실, 멀티미디

어실

→ 대연습실1

도서실

→ 대연습실2

주방

→ 중연습실

가사실습실, 식당

→ 대연습실3

예절실, 전통실

→ 대연습실4

열람실, 멀티미디

어실

→ 대연습실1

도서실

→ 대연습실2

주방

→ 중연습실

가사실습실, 식당

→ 대연습실3

예절실, 전통실

→ 대연습실4

SPL(A) SPL

SPL(d

B(A

), d

B)

리모델링 전 리모델링 후

<그림 13> 리모델링 전·후 음압레벨 비교

그림과 표를 보면 리모델링 후 81.4∼82.8dB(A), 71.8∼

74.2dB로 나타나 리모델링 후에 음압레벨이 낮아졌음을 알

수 있다. 이는 리모델링 단계에서 그림 13과 같이 흡음률이

높은 마감재료를 사용하여 과도한 울림을 제어하여 잔향음

이 감소했기 때문으로 사료된다. 또한 리모델링 후 수음점

별 음압레벨 편차가 모두 ±3dB 이내로 나타나 모든 공간

에서 일정한 크기의 음량과 크기로 소리를 들을 수 있을

것으로 사료된다.

(2) 잔향시간(RT)

리모델링된 공연예술연습공간의 잔향시간을 분석한 결과

는 그림 14, 표 9와 같으며 리모델링 전·후 잔향시간을 비

교해 보면 그림 15와 같다.



1.45

1.22

1.58

2.87

1.531.43

0.65

1.00

0.510.64 0.64

2.09

0

1

2

3

4

열람실, 멀티미디어실→ 대연습실1

도서실→ 대연습실2

주방→ 중연습실

가사실습실, 식당→ 대연습실3

예절실, 전통실→ 대연습실4

RT(s

ec)


<그림 15> 리모델링 전·후 500Hz의 잔향시간 비교

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균


수음점

RT(s

ec)

125Hz 250Hz 500Hz


<그림 14> 주파수별 잔향시간(RT) 비교


평 균 0.65 1.00 0.51 0.64 0.64

표준편차 0.04 0.07 0.03 0.03 0.06

<표 9> 공연예술연습공간의 RT(500Hz)(초)

그림과 표를 보면 리모델링 후 500Hz에서 잔향시간은

0.51∼1.00초를 나타내고 있어 리모델링 전에 비해 매우 낮

아졌다. 리모델링 후 잔향시간을 Knudsen-Harris가 제안한

적정잔향시간과 비교해 보면 그림 16과 같다.

<그림 16> Knudsen-Harris의 적정잔향시간

그림을 보면 리모델링 후 공연예술연습공간은 대연습실2

는 다목적 홀에 가까운 잔향시간을 갖고 있으며 나머지는

강당보다 낮은 잔향시간을 갖고 있다. 이렇게 잔향시간을

짧게 만든 이유는 공연예술연습공간이 주로 지역에 거주하

는 문화단체들의 동작연습과 대사연습을 위한 공간을 조성

하려고 했기 때문으로 사료된다. 또한 리모델링 전·후 주파

수별 실정수(Room Constant)를 비교해보면 그림 17과 같

고 500Hz의 실정수를 비교해보면 그림 18과 같다.

38

9

69

12

47

2517

117

71 74

86 87

0

50

100

150

200

열람

실

멀티

미디

어실

도서

실

주방

가사

실습

실,

식당 예

절실

전통

실

대연

습실

1

대연

습실

2

중연

습실

대연

습실

3

대연

습실

4


Room

consta

nt(

m2)

125 250 500

1000 2000 4000

<그림 17> 리모델링 전·후 주파수별 실정수(m2)

38

25

9

69

12

47

17

117

71 74

86 87

0

100

200






Room

consta

nt(

m2)


<그림 18> 리모델링 전·후 500Hz의 실정수 비교(m2)

그림에서 리모델링 전 500Hz의 실정수는 9∼47㎡으로

매우 낮은 값을 보였지만 리모델링 후에는 71∼117㎡로 증

가하였다. 이는 리모델링을 통해 실의 체적이 감소했을 뿐

만 아니라 흡음률이 높은 마감재료를 사용하여 실내 흡음

력이 증가했기 때문으로 사료된다. 이로 인해 잔향시간은 1

초 이하로 짧아져 공연예술연습공간으로서 음향성능을 충

분히 확보하고 있음을 알 수 있다.

(3) 음성명료도(D50)

리모델링된 공연예술연습공간의 음성명료도를 분석한 결

과는 그림 19, 표 10과 같으며 리모델링 전·후 음성명료도

를 비교한 것은 그림 20과 같다.



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균 1 2 3 4 5 6 7 8

평균


수음점

D50(%

)

125Hz 250Hz 500Hz


<그림 19> 주파수별 음성명료도(D50) 비교


평 균 69.7 57.8 83.9 67.7 69.7

표준편차 6.8 7.0 2.8 7.2 4.7

<표 10> 공연예술연습공간의 D50(500Hz)(%)

31.8

41.5

25.0

35.2

13.8

33.7

38.8

69.7

57.8

83.9

67.769.7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100






D50(%

)


<그림 20> 리모델링 전·후 500Hz의 음성명료도 비교(%)

그림과 표를 보면 음성명료도가 리모델링 후에는 57.8∼

83.9%로 나타나 다목적 홀에서 연극이나 강연시 적정 수치

인 55∼60%를 충분히 만족하고 있다. 따라서 이정도의 음

성명료도는 공연예술연습공간이 강당정도의 잔향시간을 요

구하고 있으므로 연극이나 무용 등의 대사 및 동작연습에

충분할 것으로 사료된다.

(4) 음성전달지수(RASTI)

리모델링된 공연예술연습공간의 음성전달지수를 분석한

결과는 그림 21, 표 11과 같고 이를 RASTI 평가기준과 비

교한 것은 표 12와 같다. 또한 리모델링 전·후 음성전달지

수를 비교해 보면 그림 22와 같다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 평균

수음점

RA

STI(%

)



중연습실

<그림 21> 음성전달지수(RASTI) 비교


평 균 71.3 69.0 76.5 71.8 71.8

표준편차 1.4 0.9 0.6 1.5 1.8

<표 11> 공연예술연습공간의 RASTI(%)

RASTI(%) 평가 척도 비 고

0∼32 Bad (전혀 알아듣지 못한다)

32∼45 Poor (잘 알아듣지 못한다)

45∼60 Fair (노력하면 들을 수 있다)

60∼75 Good (잘 들린다) ◯,□,◇,△

75∼100 Excellent (아주 편하게 들을 수 있다) ▽

◯:대연습실1 □:대연습실2 ▽:중연습실 ◇:대연습실3 △:대연습실4

<표 12> RASTI 평가기준

51.3

55.8

46.5

51.9

37.0

51.154.3

71.369.0

76.5

71.8 71.8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100






RA

STI(%

)


<그림 22> 리모델링 전·후 음성전달지수 비교(%)

그림과 표에서 보면 리모델링 후에는 음성전달지수가

69.0∼76.5%로 “Good”∼“Excellent”의 범위에 있어 원음이

왜곡되지 않고 공연예술연습공간내에서 매우 높은 음의 요

해도를 확보하고 있음을 알 수 있다.

5. 결론

본 연구는 최근 공연예술연습공간으로 리모델링된 옛 C

여고를 대상으로 리모델링 전·후의 공간요소 변화, 마감재

료 변화, 음향성능의 개선정도를 평가해 보았다. 본 연구의

결과는 다음과 같다.



1. 방치된 교육시설을 리모델링 후 공연예술연습공간에 적

합하도록 공간을 조정했기 때문에 체적이 감소하였다.

또한 리모델링 전·후 마감재료의 500Hz 흡음률 평균값을

살펴보면 바닥은 -0.04, 벽체는 +0.19, 천장은 +0.28, 문·

창·커튼은 +0.05만큼의 변화를 보였다. 따라서 다른 부위

에 비해 벽체와 천장에 사용된 마감재료의 흡음률이 가

장 많이 증가했으므로 이러한 부위의 흡음요소가 리모델

링 후 음향성능에 많은 영향을 주었을 것으로 판단된다.

2. 리모델링 전 청감보정음압레벨과 500Hz의 음압레벨은

각각 80.5∼89.8dB(A), 76.3∼86.1dB로 크게 나타났다.

이는 실내 흡음력 부족으로 인한 과도한 울림과 잔향음

의 증가 때문으로 오히려 음성의 명료도를 저하시킬 수

있었다. 그러나 리모델링 후에는 81.4∼82.8dB(A), 71.8∼

74.2dB로 음압레벨이 낮아졌으며, 이는 흡음률이 높은

마감재료를 사용하여 과도한 울림을 제어했기 때문으로

사료된다. 또한 수음점별 음압레벨 편차도 ±3dB 이내로

나타나 모든 공간에서 일정한 크기의 음량과 크기로 소

리를 들을 수 있었다.

3. 리모델링 전 500Hz의 잔향시간과 실정수는 평균 1.22∼

2.87초, 9∼47㎡로 나타나 과도한 울림으로 인한 음향적

결함이 발생하고 있었다. 그러나 리모델링 후에는 0.51∼

1.00초, 71∼117㎡로 나타나 대연습실2는 다목적 홀에 가

까운 잔향시간을 갖고 있으며 나머지는 강당보다 낮은

잔향시간을 갖고 있다. 이는 리모델링 후 실의 체적이

감소했을 뿐만 아니라 흡음률이 높은 마감재료를 사용하

여 실내 흡음력이 증가했기 때문이다. 따라서 리모델링

후 잔향시간은 1초 이하로 짧아져 동작 및 대사연습이

주 목적인 공연예술연습공간의 음향성능을 충분히 확보

하고 있었다.

4. 리모델링 전 500Hz의 음성명료도는 13.8∼41.5%, 음성전

달지수는 37.0∼55.8%로 나타났다. 따라서 음성명료도는

의사소통에 불편함을 느낄 수 있는 정도이며, 음성전달

지수는 “Poor”∼“Fair”로 음의 요해도가 매우 낮은 상태

로 평가되었다. 그러나 리모델링 후에는 음성명료도는

57.8∼83.9%, 음성전달지수는 69.0∼76.5%로 높아졌다.

따라서 음성명료도는 공연예술연습공간의 목표치인 “강

당” 정도에서 음성명료성을 충분히 확보하고 있으며, 음

성전달지수는 “Good”∼“Excellent”로 평가되어 원음이

왜곡되지 않고 음의 요해도는 매우 높아졌다. 따라서 리

모델링 후에는 연극이나 무용 등의 대사 및 동작연습에

적합한 음향성능을 갖추고 있었다.

후기

본 연구는 2015년 한국연구재단과 한국여성과학기술인지

원센터의 여대학(원)생 공학연구팀제 지원사업(No. 2014

H1C3A1000274)에 의해 지원을 받아 연구되었습니다.

참고문헌

1. 김재수, 건축음향(2판), 세진사, 2014.08

2. 정아영,김재수, 농협창고를 문화공간으로 활용하기 위한 음향성

능 평가 및 분석, 한국문화공간건축학회논문집 50호, 2015.5

3. 이경렬,정아영,김재수, 농협창고를 문화공간으로 활용하기 위한

음향성능 분석 및 유형화, 한국문화공간건축학회논문집 49호,

2015.2

4. 김재수, 소형 다목적 홀의 음향성능 개선, 한국문화공간건축학

회논문집 31호, 2010.08

5. 조경호·김남돈, 공연공간의 리모델링을 통한 실내음향 개선에

대한 연구, 한국문화공간건축학회논문집 30호, 2010.05

6. F.R.atson, Acoustics of Buildings, John iley & Sons,Inc,

1948

7. Heinrich Kuttruff, Room Acoustics, Elsevier Applied Science,

1991

8. Leo Beranek, Concert and Opera Halls, Acoustical Society of

America, 1996

9. M.David Egan, Concepts in Architectural Acoustics,

McGRAW-Hill Book Company, 1972

10. Michael Barron, Auditorium Acoustics and Architectural

Design, E & FN SPON, 1993

11. Yochi Ando, Architectural Acoustics, Springer, 1998

[논문접수 : 2015. 07. 27]

[1차 심사 : 2015. 08. 14]

[게재확정 : 2015. 08. 27]

10.공연예술연습공간으로 리모델링된 교육시설의 음향특성...

Documents