음향심리분석을 이용한 실내체육관의 주관적 음향성능 평가 :Evaluation of Acoustic Performance for Subjective Response of Gymnasia using Psycho-acoustic Analysis

이동훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이동훈 (원광대학교, 원광대학교 대학원)

지도교수: 김재수

발행연도: 2015

저작권: 원광대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (10)

2015

음향심리분석을 이용한 실내체육관의 주관적 음향성능 평가

이동훈 건축공학과 2015.01 학위논문

2014

가청화를 이용한 팔각형 평면을 갖는 대형 실내체육관의 주관적 음향성능 평가

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2014.06 학술대회자료

대형 실내체육관의 음향성능 개선에 따른 주관적 반응 변화

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2014.06 학술대회자료

가청화를 이용한 돔형 실내체육관의 주관적 음향성능 평가

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2014.06 학술대회자료

대형 실내체육관의 음향성능 개선량과 주관적 반응 개선량의 상관성 분석

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2014.06 학술대회자료

대형 실내체육관의 음향성능 개선에 따른 주관적 반응의 변화

이동훈 , 김평석 , 김재수 한국생활환경학회지 2014.06 학술저널

2013

돔형 실내체육관의 음향성능 평가 : 전주 실내체육관을 중심으로

이동훈 , 이종배 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

음향시뮬레이션을 이용한 국내 초대형 실내체육관의 좌석점유율에 따른 음향성능 변화

이동훈 , 고준 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

시뮬레이션을 이용한 돔형 실내체육관의 음향성능 개선 : 전주 실내체육관을 중심으로

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

돔형 실내체육관의 좌석점유율에 따른 음향성능의 변화 : 전주 실내체육관을 중심으로

이동훈 , 김재수 대한설비공학회 학술발표대회논문집 2013.11 학술대회자료

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최근 실내체육관은 각종 행사 및 집회와 생활체육을 위한 공간으로 활용되기 때문에 넓은 공간과 쾌적한 실내환경을 요구하고 있다. 그러나 기존에 건립된 실내체육관은 많은 음향적 결함에 노출되어 개선이 시급한 실정이다. 따라서 보다 쾌적한 음환경 조성을 위해 전체적인 리모델링을 하거나 일부 인테리어적 요소를 변경하여 음향성능을 개선 하려고 하고 있으나, 대부분 정량적인 요소인 물리적 음향성능의 개선에만 국한되어 있다. 이러한 실정이기에 음향성능을 개선한 후 실내체육관에서 사람이 직접 느끼는 주관적인 반응은 개선 전에 비해 큰 차이가 나지 않아 음향성능 개선에 많은 의구심을 갖게 하기도 한다. 이러한 관점에서 본 논문은 국내에 건립된 6개의 실내체육관을 대상으로 하여 현장실측을 통해 음향성능을 진단?분석한 후 음향 시뮬레이션을 이용하여 최적화된 음향성능을 갖는 실내체육관을 제안 하였다. 이렇게 제안된 음향성능의 개선정도를 토대로 가상음장을 체험할 수 있는 가청화 기법을 이용하여 사람이 느끼는 주관적 만족도 및 반응의 변화를 파악하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

1. 6개 실내체육관에서 개선 전 음향성능 실측 결과 RT는 적정잔향시간에 비해 0.15?5.76초 정도 차이가 있어 적정한 울림을 확보하지 못하고 있다. SPL은 객석전체에서 균일한 음압분포를 보이나 크기가 체육관별로 차이가 많고, EDT, D50, C80, RASTI 등은 좌석별 편차가 심하거나 적절한 음향성능 허용범위를 만족하지 못하고 있어 이에 대한 개선이 필요하다.

2. 음향시뮬레이션을 이용하여 최적의 음향성능을 갖도록 실정수(R)를 조절한 결과 RT는 500Hz를 기준으로 적정잔향시간과 0.01?0.15초의 범위 안에 있도록 개선되었다. BR, D50, RASTI도 크게 개선되었으나 SPL, EDT, C80은 전기음향을 이용한 보완이 필요하다.

3. 청감실험을 통해 음향성능 개선 전?후에 따른 주관적 반응을 분석해 보면 잔향시간을 짧게 한 W, C, D, WK체육관의 경우 “울림”, “크기”, “확산감”은 감소하였고, “명료성”, “선명함”, “친밀감”, “균형”, “포근함”은 증가하였다. 그러나 잔향시간을 길게 한 I, J체육관의 경우에는 “포근함”을 제외하고는 W, C, D, WK체육관과 주관적 음향성능에 대한 반응이 반대로 나타났다.

4. 가청화 실험을 이용한 음향심리분석 결과 음향적 결함이 있는 실내체육관의 음향성능을 개선 할 경우 주관적 반응도 함께 개선됨을 알 수 있다. 따라서 실내체육관의 설계?시공 및 리모델링시 정량적인 음향성능의 개선 뿐만 아니라 사람이 직접 느끼는 주관적 반응의 평가도 동시에 이루어지면 보다 최적화된 실내체육관을 건립할 수 있을 것으로 판단된다.

Indoor gyms require wide space, and the pleasant indoor environment recently, because they are used as the space for various events, gatherings, and sports for all. The indoor gyms built in the past, however, are exposed to many acoustic defects, and therefore, the improvement of those gyms is urgent. To shape more pleasant sound environment, the acoustic performance is attempted to be improved through overall remodeling, or partially changing interior elements. However, such improvement is limited to only quantitative factor, namely, physical acoustic performance. Due to such a reality, subjective response felt by people in an indoor gym, after acoustic performance improvement, has not much difference, compared to before such improvement. Therefore, lots of doubts on the acoustic performance improvement exist. From this point of view, this paper proposes an indoor gym having optimized acoustic performance by using acoustic simulation, after diagnosing and analyzing acoustic performance through actual onsite measurement targeting six indoor gyms built in Korea. Based on the proposed acoustic performance improvement degree, this paper aims to identify subjective satisfaction felt by people, and change in response using an auralization technique through which virtual sound field can be experienced. The findings of this study are presented below:

1. As a result of actual measurement of acoustic performance in the six indoor gyms, proper reverberation was not secured, due to difference of 0.15?5.76 seconds in RT, compared to proper reverberation time. SPL showed uniform sound pressure distribution, the loudness was much different depending on the gym. EDT, D50, C80, and RASTI had severe deviation depending on seat, or do not meet proper acoustic performance permissible range. For these reasons, improvement was needed.

2. As a result of adjusting R (room constant) to have optimum acoustic performance using acoustic simulation, RT was improved to be within the proper reverberation time and the range of 0.01?0.15 seconds, based on 500Hz. BR, D50, and RASTI were also hugely improved; however, SPL, EDT, and C80 need supplementation by using electro-acoustics.

3. As for the analysis of subjective response, according to before and after acoustic performance improvement through a psycho-acoustic experiment, the reverberation, loudness, and diffusion decreased, and definition, clarity, intimacy, balance, and warmth increased in the W, C, D, and WK gyms, where reverberation time was made short. However, the response to acoustic performance of I, and J gyms, where reverberation time was made long, was opposite to that of W, C, D, and WK gyms, except for warmth.

4. According to the acoustic psychology analysis results using an auralization experiment, the subjective response was also improved, when the sound performance of indoor gyms having acoustic defects, was improved. Consequently, a more optimized indoor gym is judged to be built, if subjective response evaluation is conducted simultaneously, in addition to quantitative acoustic performance improvement, when designing, constructing, and remodeling of an indoor gym.

Ⅰ. 서 론 1
1-1. 연구의 목적 및 필요성 1
1-2. 연구의 내용 및 범위 2
Ⅱ. 이론적 고찰 5
2-1. 건축음향 평가지수 5
2-1-1. 음량에 관한 지수 7
2-1-2. 울림의 양에 관한 지수 11
2-1-3. 명료도에 관한 지수 14
2-2. 건축음향 성능의 평가방법 21
2-2-1. 홀의 Impulse Response를 이용한 물리적 음향성능 평가 21
2-2-2. 주관적 음향성능 평가 방법 22
2-3. 가청화(Auralization) 29
Ⅲ. 실내체육관의 물리적 음향성능 평가 31
3-1. 실내체육관의 제원 31
3-2. 실내체육관의 음향성능 측정 34
3-3. 음향 Simulation에 의한 음향성능 예측 37
3-3-1. 3D 모델링과 Simulation 37
3-3-2. Simulation의 신뢰성 검증 42
3-4. 실내체육관의 음향성능 개선 전?후 비교 43
3-4-1. 음압레벨(SPL, Sound Pressure Level) 43
3-4-2. 잔향시간(RT, Reverberation Time) 45
3-4-3. 초기감쇠시간(EDT, Early Decay Time) 49
3-4-4. 음성명료도(D50, Definition) 51
3-4-5. 음악명료도(C80, Clarity) 52
3-4-6. 음성전달지수(RASTI, Rapid Speech Transmission Index) 54
Ⅳ. 가청화를 이용한 주관적 음향성능 평가 56
4-1. 실내체육관의 음향성능 개선을 위한 청감실험 56
4-1-1. 주관적 음향성능 평가의 목적 56
4-1-2. 청감 평가를 위한 어휘조사 56
4-1-3. 청감평가를 위한 음원의 구성 58
4-1-4. 청감평가 방법 및 실험 61
4-2. 가청화 실험을 통한 분석 및 고찰 63
4-2-1. 각 실내체육관별 평가어휘에 대한 평균적 반응 63
4-2-2. 각 실내체육관의 평가어휘별 개선정도 비교 75
4-2-3. 빈도분석 결과를 통한 각 Case별 분석 77
4-2-4. 정규분포곡선을 이용한 결과 80
Ⅵ. 결 론 86

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