소음진동ㆍ건축음향

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건축음향 시뮬레이션

대상 건축물에 대한 음압분포 및 실내음향 파라메타의 예측분석은 음선추적법(Ray-tracing method)과 허상법(Image model method)에 의한 3차원 컴퓨터시뮬레이션의 방법을 이용하여 실내음향 성능을 파악하는 방법이다.

잔향시간 (RT, sec)

장애물이 없는 야외 같은 자유음장 공간에서는 발생된 소리가 멀리 전파되면서 점차 감쇄 될 것이며, 소리의 발생이 중단되면 소리의 전파도 멈추게 될 것이다. 그러나 실내에서는 소리발생이 중단되지 않고 여운이 남는다. 즉 실내에서 소리 발생을 중단시킨 때에 남는 여운을 잔향이라 한다. 그 여운의 세기가 소리의 발생이 중단된 초기에서 60dB까지 감쇠되는 시간을 측정한 것을 RT60이라 부른다. 그러나 실제로는 60dB까지 감쇄되는 경우가 드물기 때문에 30dB까지 감쇠한 시간을 2배로 하기도 하고, 그 경우에는 T30이라 정의한다. 이것은 물리학자 세비인(W.C.Sabine)이 1895년 연구 발표한 이후 실내음향 환경을 평가하는데 중요한 요소로 사용되어 왔다.

음압레벨 (SPL, Sound Pressure level)

물체가 진동하면, 이 진동에 의해 대기압이 변화되고, 이 변화가 고막을 진동시켜 소리로서 들리는 것이다. 즉, 소리는 대기압의 압력 변화이며, 이 변동부분을 음압이라 하고, 소리의 물리적인 크기를 나타낸다.
음압레벨은 지속적은 소리의 세기를 측정하는 단위로써, 일반적으로 대면 회화(face to face communication)에서의 평균 음압레벨은 65dB(A) 정도이고, 조용한 환경에서의 회의시에는 70~75dB(A)정도 요구된다. 즉 음압레벨이 너무 낮으면 알아 들을 수 없으므로 만족도가 떨어지고, 최적 음압레벨 이상이 되면 너무 커서 불쾌감이 들기 때문에 만족도가 떨어지는 것이다.

음성 명료도 (D50 Definition, %)

직접음과 간접음(반사음)의 비율로 %를 단위로 사용한다. 약 50ms까지의 초기반사음은 직접음의 크기를 보강하고 명료도를 높여주는 효과가 있다고 하여 이것은 D50으로 표시한다. 이 D값은 짧은 지연 반사음이 많을수록, 잔향시간이 짧고, 실의 체적이 작을수록 높아지므로 명료도가 좋아진다. 이 값이 크면 명료도가 높고 적으면 명료도가 낮으며 울림의 양이 많음을 나타낸다. 다목적 극장에서의 적정 D값은 55~60%정도이고, 콘서트홀에서는 30~40%가 적당하다고 한다.

음악 명료도 (C80 Clarity Index, dB)

D50(Definition)과 유사한 개념으로 콘서트홀에서의 음악에 대한 명료도를 나타내기 위해 명료도 지수(Clarity Index)인 C80값이 Reichart등에 의해 제안되었다. D50이 50ms에 비해 C80은 80ms를 지연시간의 한계로 사용하는데 이는 음악에서 반사가 회화음보다 덜 인지 되기 때문에 이런 차이가 있다. 그는 음악당 내에서 C80의 허용값을 ±2dB로 하였다. 단, 야외경기장 등의 공간이 크고, 반사성이 마감 처리가 많은 공간에서는 실내 공간의 C80보다 조금 더 넓은 범위의 값이 얻어진다.

C80의 평가는
1) 0/-2dB : 오르간 음악, 낭만파 음악에서 얻어져야 하는 명료도 값
2) +2/-2dB : 클래식 또는 심포니 악기 음악에 이상적이며, 전통교회 음악에도 적합한 값
3) +4/-2dB : 속도가 빠른 현대 음악에 적합하며, 포크음악이나 현대 교회음악, 대중음악, 재즈에 적합한 값
4) +6/-2dB : 빠른 Rock and Roll에 명료하게 감상할 수 있는 값

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