교회 공간음향적 표면적 처리

회 공간음향적 표면적 처리

 

다양한 신축 교회들의 예배당 내부마감을 살펴보았다. 교회마다 다소 입장의 차이는 있겠지만 좀 더 좋은 새로운 음향환경에 대하여 나름대로 도전하고 기대하는 모습들이었다. 대부분의 교회는 재정적으로 그리 넉넉하지 못하다고는 하지만 조금은 충격적인 부분을 떨쳐 버릴 수 없었던 것도 사실이다. 재정의 문제라고는 하지만 궁극적으로는 인식의 문제일 수도 있기 때문이다. 사실 교회건축은 비바람을 피하는 정도의 아주 약소한 입장에만 머무를 수는 없는 것이다. 겉으로는 멀쩡하다. 아니 고급스런 서구식 건물을 연상하게 하기도 하다. 건축 내부와 외부를 정의하는 내 외벽의 구조 문제를 이야기하는 것이다.

 

마치 유행이라도 하듯 스티로폼 양면에 얇은(1mm) 철판이 붙은 소위 샌드위치 판넬이 건물벽의 전부인 경우가 많다. 우선 단열문제만 생각해 보아도 장기적으로 얼마나 손해인가, 단열이 안 되면 더 큰 용량의 냉난방 기를 필요로 할 것이다. 구입비에 유지비는 또 얼마나 더 들 것인가? 장기적으로 몇 십 년을 본다면 너무도 많은 비용을 더 쓰게 되는 것이다. 어디 그 뿐인가 더 큰 용량의 냉난방 기는 더 큰 청취 방해 소음을 발생시킬 것이다. 교회는 일반 상업용 건물과는 사정도 입장도 달라야 할 것이다. 무조건 ‘싸게’, ‘빨리’의 개념으로 우리들의 교회가 완성된다면 일반 건물 기준에도 미달되는 부실의 꼬리표를 달게 될 것이다.

 

하물며 음향적인 부분은 말할 것도 없다. 우선 밖으로부터 내부로 침입하는 여러 가지 외부 환경 소음에 노출되고 말 것이다. 예배를 진행하는 중요한 시기에 외부로부터의 신경 쓰이는 방해 소음은 결국 진지하게 집중해서 들어야 할 설교를 방해하는 것이나 마찬가지이다. 교회내부의 음향적인 품질로 말하자면 전혀 이득 될 게 없는 것이다. 앞에서 강조한 바대로 교회건축 내 부벽이나 천정은 단열, 방음 외에도 공간음향(Room Acoustics)적인 특성을 가져야하며 콘크리트 벽은 내부와 외부를 격리시켜 주기는 하지만 내부에서 생성된 소리를 처리하지는 못한다.

 

그러므로 벽돌이나 콘크리트 벽을 최종 마감으로 하는 것은 음향처리에 많은 부담이 된다. 벽이나 천장에 입사된 모든 소리 에너지를 공간으로 다시 반사시켜 실내 음향의 문제를 야기시키기 때문이다.

 

그렇다면 음향에 도움을 줄 수 있는 벽체나 천장은 어떤 형태로 이루어져야 할지 생각해 보기로 하겠다. 예배당내부 에서 생성된 소리에너지는 필요한 만큼을 필요한 곳에 보장해야 하며, 음향적으로 도움이 되지 않는 영역의 소리에너지는 없애거나 줄여주어야 한다. 벽이나 천정 구조는 이런 기준에 맞게 기능적인 역할을 할 수 있어야 할 것이다. 흔히 교회내부의 사운드 시스템을 설치 운영하면서 설교의 명료도를 방해하는 에코(Echo)나 flutter echo등의 문제로 고민하게 된다.

 

대부분의 교회 혹은 사운드 시스템 설치 자들은 흡음에 대한 권유를 받거나 방법을 논의하게 될 것이다. 사실 여기서부터 일이 잘못될 확률이 매우 커지는 것이다. 음향적으로 없앨 것과 살릴 것에 대한 구분과 정의를 명확히 하지 않은 상태의 

음향계획은 많은 음향적 실패요인을 내포하게 될 것 이다.

 

다시 한번 강조하지만 교회공간에서는 다음과 같은 문제점을 공통적으로 가지고 있다.

 

Standing waves(정재파) : 

주로 80Hz-400Hz 사이의 저음주파수가 벽돌 벽으로 마무리된 환경에서 소멸되지 않고 정체하여 음의 위상변화(Comb Filtering)를 가져와 음질을 극도로 저해시키는 작용을 함과 동시에 하울링(Feed Back) 현상을 부추기므로 마이크의 사용을 부자연스럽게 만든다.

 

Echo's(에코) : 

반사 울림의 반복에서 오는 현상으로 설교의 명료 도에 매우 치명적인 영향을 주는 음향장해이다. 또한 사운드시스템의 성능을 제한 하기도 한다.

 

Bass Build Up or Bass Boomy(저음과다증폭 현상) :

설교에 영향을 미칠 뿐만 아니라 연주음악 품질에도 매우 안 좋은 영향을 준다.

 

Excessive Reverberation time(과다한 잔향시간 교정) :

전체적으로 실내 소음을 증가시키고 모든 소리의 명료도를 저해시키며 특히 저주파 잔향이 문제가 된다.

 

Early Reflections :

초기반사음(60mm/sec이상 지연음)으로서 설교의 명료도를 저해하는데 원인이 된다.

 

위에서 나열한 음향적으로 부정적인 현상들을 없애는 것이 좋은 교회음향환경조성의 기본방향이며 가장 중요한 목표이다.

 

먼저 에코를 없애려면 가장 좋은 방법은 스피커 시스템으로부터 소리가 분사하여 가장 멀리 진행했다 돌아오는 소리의 부딪히는 면에 분산 형태의 구조를 만들어 소리가 최초 분사된 곳으로 되돌아가지 못하게 하는 것이다.

 

이를 위해 스피커로부터 가장 먼 거리의 벽면에 에코로 돌아오는 주파수 영역을 분산시키거나 소멸시킬 수 있는 입장을 취해야 한다.

 

에코에 해당하는 주파수는 중-저역(Mid-Low Frequency)대의 주파수 안에 속해 있는 것으로 분석된다.

 

대부분의 교회에서 생각하고 있는 섬유질 혹은 스폰지 형태의 흡음재는 사실상 고역 주파수에 강한 흡음특성을 가지고 있으며, 중-저역(Mid-Low Frequency)대의 음을 흡수하기에는 적당하지 않다.

 

그러므로 분산구조(Diffuser)를 반사면에 부착하여 여러 방향으로 분산하는 것이 현명할 것이다.

 

이러한 기능적인 부분도 교회 내부 벽 구조에서 합리적으로 이룰 수 있다. 벽 구조를 평면으로 하지 않고 곡면 처리만 해도 스피커로부터 멀리 진행해 온 소리를 직 반사하지 않고 난반사 즉, 분산할 수 있으므로 에코 현상 정도는 간단하게 해결되는 것이다.

 

분산구조 형태를 취하지 않고 흡음재로 해결할 수도 있다. 하지만 주파수 영역을 감안한다면 최소한 50mm이상이어야 하고 밀도는 48~64k정도는 되어야 중저역 음을 흡수할 수 있을 것이다.

 

여기서 주의할 것은 흡음재를 너무 과다하게 사용하면 고역(High Frequency)대의 음이 소멸됨으로 음향적으로 건조한 느낌으로 변한다.

 

아래 그림과 같이 보기 좋은 마감과 형태가, 꼭 좋은 음향조건과 꼭 일치하지는 않는다.

 

특히 음악 프로그램(반주, 합주, 성가대 합창, 신도찬양)의 품질이 극도로 떨어질 것이므로 음향적으로 고려된 범위에서만 흡음재를 조심스럽게 취급해야 한다.

 

너무 많은 교회들이 이런 문제에서 합리성을 갖지 못함으로 물질적으로 낭비하고 음향적으로는 크게 손해를 보는 것이다.

 

지연시간이60mm/sec가 넘는 초기 반사 음이나 에코 문제는 이러한 방법으로 해결하는 것으로 결론 내리기로 하겠다.

 

사실 예배당 공간에서 사운드 시스템을 사용하는데 중요한 사항은 저 역을 흡음하는 것이다. 저 역(Low Frequency)은 우리가 알고 있는 간단한 흡음 지식만으로는 흡음하기 어렵다.

 

또한, 저 역은 방향성을 갖고 있지 않기 때문에 그것을 없애야 하는 취급 범위가 매우 광범위하며, 간단한 흡음재로 쉽게 소멸되지 않는다.

 

보통 두께(25mm혹은50mm) 흡음재의 흡음 특성은 시험성적표를 보면 알 수 있듯이 고역(High Frequency)에 매우 좋은 효과를 나타내는 반면에 저 역(Low Frequency) 흡음성능이 매우 약하다.

 

전통적으로 저 역을 흡수하는데는 공명 기법을 많이 사용했다.

 

그 중에서도 유공 판(Perforated Panel) 같은 건축 마감재를 주로 활용해왔다.

 

구멍이 뚫린 평판을 이용하여 구멍 사이즈와 평판과 벽 사이의 공간으로 흡수하려는 저 역 주파수 범위를 튜닝 하였다. 다만 이 흡음방법은 특별하게 저음만 흡음하게 되는 경우보다도 중 고음대역에서 저 역 쪽으로 흡음대역을 늘려가는 방법이다.

 

최근에는 또 다른 방법을 사용하기도 하는데, 판상의 진동을 이용하여 좀 더 저역흠음에만 흡음기능을 한정하는 저음전용 흡음구조(Bass Trap)를 사용하기도 하는데, 여타 방법에 비하여 쉽고 효과도 더 좋은 셈이다. 이런 구조를 Bass Trap이라 한다.

 

판상 형태로 되어있는 건축 자재는 매우 다양하다. 우선 흔히 알고 있는 합판, 석고보드, 플라스틱, 철판 등을 예로 들 수 있다.

 

저 역(Low Frequency)이 홀 내부에서 소멸되지 않고 지속적으로 남아서 반사에 반사를 거듭한다면 음향적인 품질은 아주 현저하게 떨어질 것이다. 소리가 명료할 수도 없고 맑고 투명하게 보장될 수도 없다. 사운드 시스템을 잘 활용하는데도 절대 도움이 되지 않는다.

 

우선 하울링(Feed Back)때문에 마이크로폰을 자유로이 운영할 수 없는 것이다.

 

아무리 출력이 넉넉한 앰프나 스피커라 할지라도 이런 음향문제를 해결하지 않고서는 제 성능을 발휘할 수 없는 것이다.

 

저역 주파수들은 위상문제에 매우 민감하게 작용한다.

 

 위상이 되면 두 배로 증폭하고 역 위상이 되면 소멸하는 특성이 있다. 서로 시차가 다른 반사음끼리 만났을 때 발생하는 Comb Filtering 현상이다.

 

우리는 공중목욕탕에서의 소리적인 느낌이 어떠한지 잘 알고 있다.

 

저 역 반사를 방치하면 그와 같은 음향 환경이 되기 쉽다. 사운드 시스템 운영에서도 스피커 시스템에서 분사한 직접 음에 반사하여 돌아오는 저음성분을 만나는 것은 사실상 도움이 되지 않는다.

 

어느 특정지역에서 저음(Bas)음이 크게 뭉치는 Bass Build-up 현상도 흔히 경험할 수 있다.

 

이것은 지역적으로 편중된 음향 왜곡 현상으로 좋은 음향 환경에 도움이 되지 않는다.

 

저음 감쇄기(Bass Trap)의 역할은 아무리 강조해도 지나침이 없을 만큼 중요하다.

 

교회환경의 어느 곳에서 주로 이런 현상들이 나타나는지 어느 곳에 Bass Trap을 설치해야 하는지 구조를 통해서 설명하기로 하겠다. 구체적으로 교회건축에서 Bass Trapping(저 역 흡음)은 어떻게

해야 하는지 알아보기로 하겠다.

 

위에서 설명한대로 판상을 이용하여 Bass Trap구조를 만들거나 벽이나 천정을 Bass Trap구조로 

응용 하는 것이다.

 

석고보드는 난 연성 자재로써 흔히 건축물 내벽이나 천장에 사용되며 경제적인 벽면 시공용 자재로써 벽지나 페인트로 마감하여 최종 마감으로 흔히 사용하는 건축 자재이다.

 

석고보드는 밀도가 낮은 일종의 판상형태이므로 스스로 떨림 판 역할을 하는 것이다.

 

천장이나 벽면에 석고보드를 시공했다면 일단 판상공명을 통해서 저 역 에너지가 필터 링 되는 소멸 효과를 어느 정도 기대할 수 있을 것이다.

 

다만 여기에서 석고보드의 두께, 몇 겹을 시공했는지, 석고보드와 벽 사이에 공간이 얼마인지, 인슐레이션의 밀도와 두께, 인슐레이션이 석고보드 쪽에 위치했는지 벽 쪽에 위치했는지 등의 조건에 따라서 흡음 주파수의 범위가 달라지는 것이다.

 

예를 들면 아주 낮은 주파수 대역을 대상으로 튜닝 한다면 석고보드 판상이 두터운 것이 유리할 것이며, 벽과의 공간도 넓게 하고, 다공질 섬유 층도 석고보드 쪽으로 위치하게 해야 한다. 특별한 전문성을 대동하지 않더라도 이런 식으로 시공한다면 홀 전체가 일단 Bass trap효과를 기대할 수 있는 것이다.

 

교회건축에서 Bass trap구조는 대부분 건축 내장구조 깊숙이 숨어 있는 형태이므로 무엇이 어떤 형태로 이루어졌는지 시각적으로 구분이 가지 않는 것이 일반적인 입장이다.

 

다시 말하면 Bass trap구조를 예산을 들여서 아무리 잘 만들어도 겉으로는 표시가 나지 않기 때문에 대부분의 교회에서 그리 중요하게 받아들여지지 않는 것이 일반적인 현실이다.

 

하지만 실제 전체적인 교회음향의 품질을 결정짓는데 첫 번째 혹은 두 번째로 중요한 부분이 될 것이다.

 

저 역의 소리에너지가 소멸되지 않고 머물러서 음향적인 문제를 초래하는 환경은 우리들 주변 시설에 얼마든지 많다.

 

 

| 바커스틱 코리아 실제시공 |

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