시뮬레이션을 이용한 경량패널로 마감된 실내 배드민턴장의 음향성능...

대한설비공학회 2015 하계학술발표대회 논문집 pp. 868 ~ 872

- 868 -

1. 서 론

현대사회의 발달로 인해 국민들의 삶의 질이 향상됨

에 따라 여가시간을 활용한 체육활동에 대한 관심이

증대 되고 있다. 이에 발맞춰 정부와 각 지방자치단체

에서는 시민들의 거주지역 인근에 날씨와 계절에 영향

을 받지 않는 실내 체육시설을 앞다투어 건립하고 있

는 추세이다. 그중 실내 배드민턴은 남녀노소 누구나

쉽게 배울 수 있어 대중 스포츠로 자리매김 하여 그 이

용자가 매년 증가하고 있는 추세이다. 그러나 대부분의

실내 배드민턴장이 시공 단계시 음향설계에 대한 고려

가 이루어지지 않아 반사성이 강한 경량패널을 무분별

하게 사용하여 음향적 결함이 발생하고 있다. 이러한

관점에서 본 연구에서는 경량패널로 마감된 실내 배드

민턴장을 대상으로 선행연구2)1)2)를 통해 분석 된 음향성

능을 바탕으로 음향시뮬레이션을 이용하여 마감재료의

1)고경민, 김재수: “중형 실내 배드민턴 연습장의 음향성능

분석” 대한설비공학회 학술발표대회, 2012.62)고경민, 김재수: “대형 실내 배드민턴 연습장의 음향성능

평가 및 분석” 대한설비공학회 학술발표대회. 2012.6

변경에 따른 음향성능 변화를 고려하여 최적화된 음향

성능을 갖는 실내 배드민턴장을 제안하고자 하였다. 이러한 자료는 향후 유사 실내 배드민턴장 건립시 유용

하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

2. 측정방법 및 개요

2.1 실내 배드민턴장의 개요

본 연구대상은 전북 I시와 J시에 위치한 경량패널로

마감된 실내 배드민턴장으로 형태와 제원은 Fig. 1 및

Table 1과 같으며 마감재료 변경 및 흡음률데이터는

Table 2와 같다.

시뮬레이션을 이용한 경량패널로 마감된 실내 배드민턴장의

음향성능 개선The Improvement of Acoustic Performance of Indoor Badminton Courts Finished with

Lightweight Panels using Simulation

남승훈(SeungHoon Nam)1* , 김경훈(KyungHoon Kim)1* , 김재수(JaeSoo Kim)11)†

1원광대학교 건축공학과 대학원

*Department of Architectural Engineering, Graduate School, Wonkwang University, Iksan , Korea

Abstract With the recent rise in the level of consciousness among the people and the greater importance of health, interest in sports for all, to which anyone has good access, is on the gradual increase. In particular, the number of indoor badminton users not affected by the weather or seasons is on the constant increase. For indoor badminton courts, importance is attached to clarity of the voice in proceeding competitions and in guiding athletics in public. However, most of the established indoor badminton courts finished with lightweight panels are characterized by great reverberation and by the resultant acoustic defects, such as echoes. This study aimed to present an indoor badminton court with optimized acoustic performance through another type of finishing material using acoustic simulation based on the data concerning acoustic performance measurements from the literature. Such data are expected to be useful in establishing a similar type of indoor badminton courts.

Key words Acoustic Simulation(음향 시뮬레이션), Indoor Sound(실내음향), Indoor Badminton Courts(실내 배드민턴장)

†Corresponding author, E-mail: [email protected]

15 -S -228

mailto:[email protected]


- 869 -

(a) I시 실내 배드민턴장 (b) J시 실내 배드민턴장

Fig. 1 실내 배드민턴장의 내·외부 형태

2.2 Computer Simulation 개요

연구대상 실내 배드민턴장의 음압분포 및 실내음향

파라메타의 예측분석은 음선추적(Ray-tracing method)과

허상법(Image model method)에 의한 3차원 컴퓨터 시뮬

레이션을 이용하였으며, 사용 프로그램은 Odeon 4.21이다. 대상 실내 배드민턴장의 음원 및 수음점의 위치는

Fig. 2와 같고, Fig. 3은 실내 배드민턴장의 음선 추적

도를 나타낸 것이다.


Fig. 3 실내 배드민턴장의 음선추적도

3. 분석 및 고찰

3.1 음압레벨(SPL)

음의 세기를 나타내는 음압레벨은 실의 형태와 내부공간

의 구성에 따라 매우 중요한 의미를 갖고 있으며, 객석의 균

등한 음압분포는 소리의 직접음과 초기반사음 에너지의 양

에 따라 결정된다. 대상 실내 배드민턴장의 정면을 기준으로

하여 음원을 설정하고 그리드(Grid)를 설정해 일정한 간격으

로 수음점을 선정하였다. 대상 실내 배드민턴장의 평가의 기

준이 되는 500Hz의 음압레벨을 비교한 결과는 Fig. 4와 같다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 평균

수음점

SP

L(d

B)

I시 실내 배드민턴장

J시 실내 배드민턴장

(a) 개선 후 SPL(500Hz)


Fig. 2 평면형태 및 수음점 위치

Table 1 실내 배드민턴장의 제원

구 분제 원

I시 실내 배드민턴장 J시 실내 배드민턴장바닥면적 약 3,383㎡ 약 2,700㎡체적 약 49,000㎥ 약 38,000㎥길이 약 63m 약 44m폭 약 53m 약 66m

천정고 약 12m 약 15m

Table 2 실내 배드민턴장의 내부 마감재료 변경 및

흡음률데이터

위치마감 재료

개선 전 개선 후

I시

실

내

배

드

민

턴

장

바닥

THK22 단풍나무

플로링

THK22 단풍나무

플로링

에폭시 코팅 에폭시 코팅

벽

THK45 고무안전리브

THK45 고무안전리브

THK25 흡음재 THK25 흡음재

천장

H-beam H-beam샌드위치아연도강

판텍텀 25T

J시

실

내

배

드

민

턴

장

바닥

22T 단풍나무

플로링

22T 단풍나무

플로링

에폭시 코팅 에폭시 코팅

벽안전고무리브 안전고무리브

25T 흡음재 유공 흡음재 25T

천장

비닐 페인트 비닐 페인트

100T 흡음단열

판넬셀스톤 50T


- 870 -

Fig. 4(b)를 보면 평가의 기준이 되는 500Hz에서 음

압레벨이 I시 실내 배드민턴장은 평균 9.2dB, 표준편차

0.04dB 감소, J시 실내 배드민턴장은 평균 15dB, 표준

편차 1.68dB 감소 한 것으로 나타났다. J시 실내 배드

민턴장의 경우 표준편차 3.1dB에서 1.44dB로 크게 감

소됨에 따라 마감재료의 변경을 통해 개선 후 균일한

음압레벨을 보일 것으로 사료된다.

3.2 잔향시간(RT)

잔향시간은 울림의 양에 대한 가장 중요한 평가지수

이며, 정상상태의 음이 60dB까지 감소되는데 소요되는

시간으로 정의된다. 대상 실내 배드민턴장의 실측값과

시뮬레이션을 이용하여 분석 된 500Hz의 잔향시간을

비교한 결과는 Fig. 5와 같다.

Fig. 4(c)를 보면 500Hz에서 실체적(V)에 따른 적정

잔향시간과 대상 실내 배드민턴장 모두 0.1초 차이로

적정잔향시간과 매우 가깝게 나타났다. 따라서 벽체 및

지붕의 마감재료 변경으로 개선 전의 과도한 울림에서

개선 후에 실내 배드민턴장에 적합한 음환경으로 개선

된 것으로 사료되며 마감재료 변경을 통해 실내 흡음

력을 제어함으로써 매우 만족스러운 음향성능을 가질

것으로 분석된다.

3.3 음성명료도(D50)

회화의 명료도에 관한 지수 중 음성을 대상으로 분석

하는 D50은 음의 발생이 중지한 후 50ms이내의 직접음

및 초기반사음이 직접음을 보강하여 명료도를 좋게 하는

것으로 음과 총에너지 비인 Definition 또는 Deutlichkeit를

말한다. 대상 실내 배드민턴장의 평가의 기준이 되는

500Hz의 D50을 비교한 결과는 Fig. 6과 같다.

67.169.3

57.954.3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

I시 실내 배드민턴장 J시 실내 배드민턴장

SP

L(d

B)

개선 전

개선 후

(b) 개선 전·후 SPL 비교(500Hz)Fig. 4 음압레벨(SPL)

(b) 최적장향시간과 비교

2.52.6

2.1

1.8

2.01.9

0

1

2

3

4

1 2

RT (

sec)

실측치

개선 후

적정잔향시간


(c) 개선 전·후 RT 비교(500Hz)Fig. 5 잔향시간(RT)

0

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 평균

수음점

RT (

sec)



(a) 개선 후 RT(500Hz)


- 871 -

Fig. 6(b)를 보면 500Hz에서 I시 실내 배드민턴장은

9.3% 증가, J시 실내 배드민턴장은 39% 증가하였다. 따라서 마감재료 변경을 통한 잔향시간의 감소로 실내

울림의 제어를 통해 높은 음성명료도를 보이고 있어

경기 진행시의 의사소통에 있어 매우 쾌적한 음환경을

가질 것으로 분석되었다.

3.4 음악 명료도(C80)

음악에 관련된 명료도지수(Clarty Index)인 C80은 너

무 클 경우 연주음이 건조하고 딱딱해져 충분한 음량

과 음색으로 이를 감상하기 어려워지기 때문에 음향설

계 시 D50와 함께 고려할 평가지수이다. 대상 실내 배

드민턴장의 평가의 기준이 되는 500Hz의 C80을 비교한

결과는 Fig. 7과 같다.

0.8

-1.9

1.6

3.8

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10


C80 (

dB

)

개선 전

개선 후

(b) 개선 전·후 C80 비교(500Hz)Fig. 7. 음악명료도(C80)

Fig. 7a)를 I시 실내 배드민턴장의 경우 평균 1.8dB로

음악당에서 적정기준인 ±2dB에 대해 만족하는 음향성

능으로 나타났다. 그러나 J시 실내 배드민턴장의 경우

개선 후 잔향시간의 감소로 인해 7.1dB로 증가하여 전

체적으로 기준을 만족하지 못하는 음향성능으로 분석되

었다. 따라서 전기음향을 이용하여 이를 보완한다면, 최적의 음향성능을 보유할 수 있을 것으로 사료된다.

3.5 음성전달지수(RASTI)

음성전달지수는 실내에서 음성의 전달에 따른 이해

도(Speech Intelligibility)를 나타내는 주관적 척도로서

실내 배드민턴장을 대상으로한 결과값은 Fig. 8과 같

다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 평균

수음점

D50 (%

)



(a) 개선 후 D50(500Hz)

44.2

25.2

53.5

64.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


D50 (

%)

개선 전

개선 후

(b) 개선 전·후 D50 비교(500Hz)Fig. 6 음성명료도(D50)

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 평균C80(dB)

수음점



(a) 개선 후 C80(500Hz)


- 872 -

56.5

52.2

61.559.3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


RA

STI (%

)

개선 전

개선 후

(b) 개선 전·후 RASTI 비교

Fig. 8 음성전달지수(RASTI)

Fig. 8을 보면 I시 실내 배드민턴장은 5% 증가, J시

실내 배드민턴장은 8.1% 증가하였다. 이러한 결과를

RASTI 평가기준표인 Table 3에 비교해보면 “Fair(노력

하면 들을 수 있다.)”에서 "Good(잘 들린다.)”로 나타나

마감재료의 변화에 따라 음향성능이 크게 개선된 것을

알 수 있다.

4. 결론

본 연구에서는 실내 배드민턴장의 음향성능 평가를

실시한 선행논문에서 나타난 문제점을 바탕으로 이를

개선하기 위해 음향 시뮬레이션을 이용하여 마감재료

변경에 따라 변화된 음향성능을 평가 및 비교 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

개선 후 각 실내 배드민턴장의 경우 균일한 음압레

벨을 보이고 있어 균일한 음량을 느낄 수 있을 것으로

사료되며 잔향시간의 경우 각 실내 배드민턴장별 적정

잔향시간과 0.1초 차이로 매우 가깝게 나타났다. 또한

음성의 명료성이 매우 중요한 배드민턴장의 특성상

D50과 RASTI가 크게 개선되어 의사소통시 쾌적한 음

환경을 가질 것으로 분석 되었다. 따라서 본 연구와 같

이 경량패널로 마감된 실내 배드민턴장의 경우 마감재

료를 변경하여 음향성능을 조정하게 되면 체육활동에

적합한 실내 배드민턴장으로 변경 될 수 있을 것으로

사료된다.

참 고 문 헌

1. Kim, J. S., 2014, Architectural Acoustics, Sejin Co.2. Geirge C.Izenour; Theater Design, McGRAW-Hill

Book Company, 19773. Heinrich Kuttruff; Room Acoustics, Elsevier Applied

Science, 19914. Leo Beranek; Concert and Opera Halls, Acoustical

Society of America, 1996

Table 3. RASTI 평가기준

RASTI(%) 평가 척도 개선전 개선후

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.)

○:I시 실내 배드민턴장 △:J시 실내 배드민턴장

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 평균

수음점

RAS

TI (%

)



(a) 개선 후 RASTI

시뮬레이션을 이용한 경량패널로 마감된 실내 배드민턴장의 음향성능...

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