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농협창고를 문화공간으로 리노베이션시 음향성능의 변화

고 경 민*, 김 재 수*†

*원광대학교 대학원 건축공학과

Changes in Acoustic Performance in case of Renovation of NACF

Warehouse as the Cultural Space

Gyeong-Min Go*, Jae-Soo Kim*†

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

ABSTRACT: With popularization of recent culture, various cultural events and meetings are

being held. However, cultural spaces for such cultural events and meetings in rural areas are

definitely lacking. Therefore, methods to improve NACF warehouse as the cultural space are

being suggested. However, domestic studies are very insufficient so that it is hard to expect

the degree of improvement in acoustic performance in case of renovation. From this point of

view, this study aimed to suggest improvement methods and examine changes in acoustic

performance by using acoustic simulation when NACF warehouse is renovated as the cultural

space.

Key words: NACF Warehouse(농협창고). Architectural acoustic(건축음향)

1. 서론

현대사회의 급속한 문화발달로 인해 농촌에서도

이러한 문화를 즐기려는 농업인들이 늘고 있다. 따

라서 다양한 문화공연 및 집회 등이 열리고 있지만,

사용할 시설들이 매우 부족하여 농촌에도 문화공간

이 절대적으로 부족한 실정이다. 또한 최근 FTA 국

회 승인을 계기로 쌀의 생산량이 줄어들고 있기 때

문에 곡식의 보관용도로 사용하는 농협창고에 대한

필요성이 점차 줄어들고 있어 이러한 농협창고를 문

화공간으로 활용하는 방안이 제시되고 있다. 그러나

국내에서는 이러한 연구 자료가 매우 부족한 실정이

어서 이에 대한 리노베이션 시 음향성능의 개선 정

도를 예측하기 매우 어렵다. 이러한 관점에서 이 연

구는 현재 사용하는 농협창고의 건축음향을 측정한

결과1)를 토대로 AutoCAD를 이용해 3D모델링을 만

든 후, 음향시뮬레이션을 실시하여 개선방안을 제시

하고 개선 전·후의 음향성능 변화를 파악해보았다.

이러한 분석 자료는 향후 농협창고의 리노베이션

시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

2. 연구대상의 개요 및 컴퓨터 시뮬레이션

농협창고의 개요는 선행논문1)과 같으며, 내부 마

감재료 및 형태는 Table. 1 및 Fig. 1과 같다.

†Corresponding author

Tel.: +82-63-850-6712; Fax: 063-843-0782

E-mail address: soundpro@wku.ac.kr

1) 류근백, 고경민, 김재수; “농협창고를 문화공간으로

활용하기 위한 건축음향특성 분석”, 대한설비공학회

하계학술대회, 2012.06

대한설비공학회 2012 하계학술발표대회 논문집 pp. {z} ~ {{v 12-S-174

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Table 1. 개선 전 내부마감 재료의 흡음률

구분 마감 재료 주파수(Hz)125 250 500 1k 2k 4k

문 아연 재질 0.29 0.26 0.13 0.08 0.07 0.16바닥 콘크리트 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.04벽체 블록 0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25

천장내부 스티로폼 0.04 0.05 0.06 0.14 0.30 0.25천장구조 나무 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07

기타 합판 0.28 0.22 0.17 0.19 0.10 0.11

Fig. 2. 개선 전 농협창고의 평면도 및 수음점 위치

컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 대상 농협창고의 음

압분포 및 실내음향 파라메타의 예측분석은 음선추

적법(Ray-tracing method)과 허상법(Image model

method)에 의한 3차원 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하

였으며 프로그램은 Odeon 4.21을 사용하였다.

3. 리노베이션에 따른 음향성능 개선방안

3.1 연구대상의 실측값과 예측값의 비교

선행연구1)에 의해 실측된 결과와 AutoCAD를 이

용하여 3D모델링을 하고 음향시뮬레이션을 통하여

예측한 개선 전 음향특성의 정확성을 확인하기 위

해 PASW : Statisitcal 18.0프로그램을 이용하여 신

뢰성 검토를 실시하였다.

대상 농협창고의 실측값과 개선 전 예측값의 신뢰

성을 분석한 결과는 Table 3와 같다.

Table 3. 실측값과 개선 전 예측값의 신뢰도 분석

구분 Item Cronbach's AlphaSPL

4

0.830RT 0.798

EDT 0.804D50 0.708C80 0.882

RASTI 0.817

Table 3을 보면 Cronbach's Alpha의 최저계수는

0.708이상으로 나타났다. 일반적으로 Cronbach's

Alpha 계수가 0.7이상이면 신뢰성에 만족하므로, 따

라서 시뮬레이션에 사용된 3D모델링 및 사용된 실

내마감 재료의 정확성이 매우 높다고 판단된다.

3.2 연구대상의 실내 마감재료 변경 및 체적의 변화

대상 농협창고를 다목적 공간으로 리노베이션 할

경우의 실내마감 재료를 Table 4와 같이 변경하였다.

Table 4. 개선 후 실내마감 재료의 흡음률

구분 마감 재료 주파수(Hz)125 250 500 1k 2k 4k

문 방음문 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.04무대부분

반사판 무대반사판 0.20 0.13 0.10 0.07 0.07 0.07바닥 목재 플로링 0.10 0.25 0.10 0.10 0.07 0.07벽체 THK 9mm MDF 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06천장 합판 6T+공기층 큼 0.22 0.13 0.10 0.07 0.07 0.08

객석부분

바닥 연질 우레탄폼20T 0.07 0.20 0.40 0.55 0.70 0.70

벽체 THK 9mm MDF 0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.06걸레받이 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03

후벽체 유공흡음보드 50T 0.23 0.52 0.73 0.86 0.77 0.71천장 합판 6T+공기층 큼 0.22 0.13 0.10 0.07 0.07 0.08

다목적 공간으로 리노베이션 시에 무대가 되는 부

분의 높이를 약 800㎜정도 높였으며, 음의 확산성을

높이기 위해 Fig. 4과 같이 반사판을 볼록한 형태로

제작하였다.

Fig. 4. 무대부분 시뮬레이션 모습

객석부분에는 양쪽의 벽면에 반사성 재질로 음의

반사 및 확산성을 높였으며, 후벽면에는 흡음보드를

설치하여 에코(Eco) 발생을 최소화하였다. 또한 천

장마감 반사성있는 합판 재질로 마감을 하고 무대와

가장 멀리 떨어져 있는 뒷공간의 약 40m2정도를 기

자재 및 간이의자 등을 보관할 수 있는 창고로 설계

하여 대상 공간의 체적에 변화를 주었다. 음향시뮬

레이션 시 수음점 위치는 현장에서 실측한 수음점과

동일하지만, 개선 후 창고부분이 되는 ④번 수음점

은 제외를 하고 진행하였다.

개선 후 농협창고의 평면도 및 수음점 위치는

Fig. 5와 같고, 변경된 제원은 Table 5과 같다.

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Table 5. 농협창고의 개선 전·후 제원 비교구분 개선 전 제원 개선 후 제원체적 1,700㎥ 1,000㎥바닥면적 323㎡

무대 45㎡창고 40㎡객석 206㎡

벽체높이 4m 4m

Fig. 5. 개선 후 농협창고의 평면도 및 수음점 위치

4. 분석 및 고찰

4.1 음압레벨(SPL)

음의 세기를 나타내는 음압레벨은 실의 형태와 내

부공간의 구성에 따라 음압레벨의 분포 상태는 매우

중요한 의미를 갖는다. 또한 균등한 음압분포는 소

리의 직접음과 초기반사음 에너지의 양에 따라 결정

된다. 농협창고의 개선 전·후 음압레벨(SPL)을 비교

한 결과는 Fig. 7과 같다.

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 평균

수음점

SPL(d

B)

개선 전 개선 후

Fig. 7. 개선 전·후 음압레벨 비교

Fig. 7를 보면 농협창고의 음압레벨은 개선 전 평

균 72.5dB, 표준편차는 2.36dB이며, 개선 후에는 평

균 71dB, 표준편차는 0.81dB로 나타나 1.5dB 낮아

진 것으로 나타났다. 이러한 이유는 개선 전보다 축

소된 실체적의 변화와 실내마감 재료의 변경에 의한

것으로 사료된다.

4.2 잔향시간(RT)

잔향시간은 울림의 양에 대한 가장 중요한 평가지

수이며 정상상태의 음이 60dB 감쇠하는 데까지 소

요되는 시간으로 정의된다. 대상 농협창고의 개선

전·후 잔향시간을 비교한 결과는 Fig. 8과 같다.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 2 3 4 평균

수음점

RT(s

ec)

개선 전 개선 후

Fig. 8. 개선 전·후 잔향시간 비교

Fig. 8을 보면 평가의 기준이 되는 500Hz의 평균

잔향시간은 개전 선에 평균 0.76초, 표준편차는 0.02

초로 나타났으며, 개선 후는 평균 1.04초, 표준편차

0.05초로 나타났다. 대상 농협창고를 다목적 공간으

로 리노베이션시 체적에 대한 적정잔향시간을 알아

보기 위해 Kundsen-Harris이 주장한 적정잔향시간

표에 개선 전·후 농협창고의 체적을 넣어본 결과는

Fig. 9과 같다.

Fig. 9. Kundsen-Harris이 제안한 적정잔향시간표

Fig. 9을 보면 개선 전 농협창고는 실체적에 비해

낮은 잔향시간으로 음향적 결함이 발생하고 있다.

그러나 다목적 공간으로 개선 후 농협창고의 실체적

(V)에 따른 적정잔향시간은 1.07초로 나와, 개선 후

잔향시간인 1.04초에 매우 근접하게 나타났다. 따라

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서 개선 전 농협창고는 체적에 비해 낮은 잔향시간

으로 인해 적정잔향시간에 만족하지 못하지만, 다목

적 공간으로 개선 후 농협창고는 체적에 맞는 적정

잔향시간을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

4.3 음성명료도(D50)

회화의 명료도에 관한 지수 중 강연을 대상으로

하는 D50(Definition)은 음의 발생이 중지한 후 50ms

이내의 직접음 및 초기반사음과 총 에너지 비를 말

한다. 대상 농협창고의 개선 전·후 음성명료도를 비

교한 결과는 Fig. 10과 같다.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 평균

수음점

D50(%

)

개선 전 개선 후

Fig. 10. 개선 전·후 음성명료도 비교

Fig. 10을 보면 500Hz을 기준으로 개선 전 평균

64.48%, 표준편차 12.46%, 개선 후 52.33%, 표준편

차는 4.51%로 나타났다. 일반적으로 연극 및 강연시

에 권장하는 D50인 55~60%에 비교해 볼 때 강연에

적합하게 나타났으며, 개선 전에는 수음점 별 편차

가 심하고 높은 평균 수치를 나타냈지만, 개선 후에

는 수음점별 편차가 낮아져 좌석별 안정적인 음성을

들을 수 있을 것이라 사료된다.

4.4 음악명료도(C80)

음악에 대한 명료도를 나타내기 위한 지수인 C80

(Clarity Index)은 높은 경우 연주음이 너무 건조하

고 딱딱해져 충분한 음량과 음색으로 이를 감상하기

어려워진다. 대상 농협창고의 개선 전·후 음악명료도

를 비교한 결과는 Fig. 11와 같다.

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 평균

수음점

C80(d

B)

개선 전 개선 후

Fig. 11. 개선 전·후 음악명료도 비교

Fig. 11을 보면 500Hz을 기준으로 개선 전에는 평

균 6.45dB, 표준편차 2.04dB로 나타났으며, 개선 후

에는 평균 2.53dB, 표준편차 0.91dB로 나타났다. 일

반적으로 음악 홀의 경우 허용하는 음악명료도 범위

인 ±1.6dB에는 만족하지 못하지만, 대상 농협창고는

소규모 다목적 공간이므로 전용 음악 홀과 같은 뛰

여난 음악명료도를 기대하기 힘들다. 그러나 개선

후에는 개선 전 보다 향상된 음악의 명료성을 확보

할 수 있을 것으로 사료된다.

5. 결론

본 연구에서는 농협창고를 다목적 공간으로 리노

베이션에 위한 음향시뮬레이션 실시하여 개선방안을

제시하고 개선 전·후 음향성능의 변화를 파악하고자

하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

개선 전 농협창고는 다목적 문화공간으로 활용하

기에는 음향성능이 확보되지 않아 거의 불가능한 상

태였다. 따라서 다목적 공간에 맞게 실내마감 재료

및 체적을 변경하고 음향시뮬레이션을 실행하여 개

선 후 실체적에 맞는 적정잔향시간을 확보하였다.

개선 후에 대한 각종 음향평가지수를 검토한 결

과, 다목적 공간으로 충분히 활용할 수 있는 농협창

고로 변경할 수 있었다. 따라서 본 연구와 같은 방

법으로 음향성능을 개선한다면 농촌에서 필요성이

줄어들고 있는 농협창고를 매우 효율적으로 관리하

고 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌

1. 김재수; “건축음향설계”(개성3판), 세진사, 2008

2. 김재수; “소형 다목적 홀의 음향성능 개선”,

한국문화공간건축학회논문집 31호, 2010