한국음향학회지 (The Journal of the Acoustical Society of Korea)

  • 제31권3호
  • /
  • Pages.115-128
  • /
  • 2012
  • /
  • 1225-4428(pISSN)
  • /
  • 2287-3775(eISSN)
한국음향학회 (The Acoustical Society of Korea)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

1:25 축소모형 홀에서 확산체의 설치부위에 따른 실내 음향지표의 변화

Effect of Diffuser Locations on the Room Acoustical Parameters in 1:25 Scale Model Hall

  • 김용희 (한양대학교 산업과학연구소) ;
  • 서춘기 (한양대학교 건축공학부) ;
  • 이혜미 (한양대학교 건축공학부) ;
  • 전진용 (한양대학교 건축공학부)
  • 투고 : 2011.08.19
  • 심사 : 2012.02.17
  • 발행 : 2012.04.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 연구는 확산체의 확산계수 측정결과를 바탕으로 확산체의 설치가 홀 내부 음장분포에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 오케스트라쉘이 설치된 600석 규모의 축소모형 홀을 측정대상으로 이용하였다. 잔향실법 흡음률 측정을 통해 1: 25 축소모형의 벽체와 객석부 재료 (관객 및 의자)가 선정되었고, 만석 시 잔향시간을 기준으로 컴퓨터 시뮬레이션과 대응되도록 제작하였다. 다양한 확산체 부착위치에 따른 물리적 음장의 변화를 측정하기 위해 반구 확산체를 측벽, 발코니전면, 천장 등 부위별로 7가지 조합을 만들어, 확산체 유/무에 따른 음향지표의 변화를 측정하였다. 사용된 음향지표는 잔향시간 (RT), 초기감쇠시간 (EDT), 명료도 (C80), 중심시간 (Ts), 음압레벨 (G)과 더불어 임펄스리스펀스의 자기상관함수 (ACF)로부터 도출되는 Temporal diffusion (TD)을 이용하였다. 실험결과, 확산체 설치에 따라 흠음력과 확산면적이 증가하였고, 이에 따라 평균 RT, 평균 EDT, 평균 G는 감소하는 경향을 보였다. 또한 확산체 설치로 인해 초기반사음의 방향전환이 활발하게 발생했고, 평균 TD은 측정 케이스에 따라 6.05에서 6.30의 값을 보였다. 확산체 설치에 가장 민감한 지표는 RT (R = 0.94)로 나타났고, TD와 EDT의 상관관계 (R = 0.73)가 높은 것으로 나타났다. 확산체 설치부위의 영향은 각 음향지표의 변화양상을 통해 논의되었다.

This paper investigates the effects of diffuser on the acoustical parameters in music hall with consideration of the result of scattering coefficient measurement. A scale model hall of 600 seats with orchestra shell was used for experiments. The materials of 1:50 scale model was chosen through absorption coefficient measurement based on ISO 354. The model was matched to the computer simulation model in terms of reverberation time. In order to evaluate the effect of diffuser location, the measurements were accomplished with and without diffusers according to 7 configurations by diffuser-installed region; sidewall, balcony front, ceiling and so on. The following acoustical parameters were extracted from each measurement case; Reverberation time (RT), Early decay time (EDT), Clarity (C80), Center time (Ts), Sound strength (G) and Temporal diffusion (TD) from the auto-correlation function (ACF) of impulse responses. As a result, the absorption power and diffusion power were increased with number of diffusers. Accordingly RT, EDT and G were decreased by diffuser and the redirection of reflections was occurred briskly. Averaged TD was 6.05 to 6.30 by measurement cases. RT was found to be the most related factor to diffusion power (R = 0.94). The correlation between TD and EDT was high (R = 0.73). In addition, the effects of diffuser-installed location were discussed in terms of acoustical parameter variation.

키워드

참고문헌

  1. P. D'Antonio, and T. J. Cox, "Two decades of sound diffuser design and development. Part 1: applications and design," J. Audio Eng. Soc., vol. 46, pp. 955-976, 1998.
  2. 이성찬, 류종관, 전진용, "콘서트홀의 음향을 위한 확산체의 개발," 대한건축학회 학술발표 논문집 (계회계) 23권, 1호, 649-652쪽, 2003.
  3. J. K. Ryu, and J. Y. Jeon, "Subjective and objective evaluations of a scattered sound field in a scale model opera house," J. Acoust. Soc. Am, vol. 124, no. 3, pp. 1538-1549, 2008. https://doi.org/10.1121/1.2956474
  4. M. Vorländer, and E. Mommertz, "Definition and measurement of random-incidence scattering coefficients," Appl. Acoust., vol. 60, pp. 187-199, 2000. https://doi.org/10.1016/S0003-682X(99)00056-0
  5. 전진용, 이성찬, "ISO 방법론을 이용한 축소 잔향실에서의 확산계수 측정," 한국음향학회지, 22권, 3호, 162-168쪽, 2003.
  6. ISO 17497-1, Acoustics-Sound-scattering properties of Surfaces, Part 1: Measurement of the randomincidence scattering coefficient in a reverberation room, 2004.
  7. J. Y. Jeon, S. C. Lee, and M. Vorländer, "Development of scattering surfaces for concert halls," Appl. Acoust., vol. 65, pp. 341-355, 2004. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2003.11.001
  8. Y. Suzumura, M. Sakurai, Y. Ando, I. Yamamoto, T. Iizuka, and M. Oowaki, "An evaluation of the effects of scattered reflections in a sound field," J. Sound and Vib, vol. 232, pp. 303-308, 2000. https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2822
  9. S. Chiles, "Sound behaviour in proportionate spaces and auditoria," Ph.D. thesis, University of Bath, 2004.
  10. 전진용, 류종관, 김용희, "축척모형을 활용한 확산음장의 물리적.주관적 평가," 대한건축학회 논문집 (계회계), 22권, 10호, 271-278쪽, 2006.
  11. Y. H. Kim, J. H. Kim, and J. Y. Jeon, "Scale Model Investigations of Diffuser Application Strategies for Acoustical Design of Performance Venues," Acta Acustica united with Acustica, vol. 97, no. 5, pp. 7791-799, 2011.
  12. 전진용, 류종관, 유병철, "콘서트홀의 음향예측을 위한 1:50 스케일 모델의 활용," 대한건축학회 논문집,(계획계), 19권, 1호, 217-224쪽, 2003.
  13. 이충화, 전진용, "콘서트홀에서 무대음향에 대한 확산체의 영향," 한국음향학회지, 24권, 3호, 171-177쪽, 2005.
  14. 전진용, 김정준, 김용희, "1:50 다목적홀의 음향평가를 위한 모형재료의 선정," 한국음향학회, 28권, 8호, 781-789쪽, 2009.
  15. ISO 354, Acoustics-Measurement of sound absorption in a reverberation room, 2003.
  16. Y. H. Kim, H. S. Jang, and J. Y. Jeon, "Characterizing diffusive surfaces using scattering and diffusion coefficients," Appl. Acoust., vol. 72, no. 11, pp. 899-905, 2011. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2011.05.006
  17. M. Barron, "Auditorium Acoustic Modeling now," Appl. Acoust., vol. 16, pp. 279-290, 1983. https://doi.org/10.1016/0003-682X(83)90020-8
  18. J. Y. Jeon, and M. Barron, "Evaluation of stage acoustics in Seoul Arts Center Concert Hall by measuring stage support," J. Acoust. Soc. Am., vol. 117, no. 1, pp. 232-239,
  19. H. D. Harwood, A. N. Burd, and N. F. Spring, "Acoustic scaling: An evaluation of the proving experiment," BBC Eng. Div. Res. Dept., Report No.1972/3, 1972.
  20. ISO 3382-1, Acoustics - Measurement of the reverberation time: Part I. Performance space, 2009.
  21. H. Kuttruff, Room acoustics, 4th Ed., Spon Press, 2000.
  22. S. Sato, and J. Y. Jeon, "Evaluation of the Scattered Sound Field using Temporal Diffusion," 한국소음진동공학회 추계학술대회논문집, 2006.
  23. S. Sato, and J. Y. Jeon, "Objective evaluation of scattered sound field in 1:25 scale model: Theory and methodology of diffuser design," 한국음향학회 춘계학술대회논문집, 2007.
  24. C. H. Haan, and F. R. Fricke, "Surface Diffusivity as a Measure of the Acoustic Quality of Concert Halls," Proc. Australia New Zealand Architect. Sci. Assoc. Conf., 1993.