노출콘크리트로 마감된 건물내 중정은 노출콘크리트의 딱딱하고 매끄러운 표면 때문에 과도한 울림이 발생하여 음의 명료성을 떨어뜨리는 음향적 결함이 발생하고 있다. 따라서 중정내부 사용자들의 지속적인 불만족이 제기되고 있으며 이에 따른 개선이 시급한 실정이다. 뿐만 아니라 중정내부의 물리적 음향성능을 개선하여도 공사 후 사람들이 느끼는 주관적 음향성능과는 많은 차이가 발생할 수 있기 때문에 주관적 음향성능에 대한 변화도 파악해야 한다는 지적이 지속적으로 제기되고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 노출콘크리트로 마감된 중정의 음향적 결함을 파악한 후 음향시뮬레이션을 이용하여 마감재료 및 흡음요소 변경을 통한 2가지 개선안을 제시하였다. 또한 가청화 기법을 이용한 청감실험을 통해 물리적 음향성능 개선에 따른 주관적 음향성능에 대한 반응과 만족도와 그 변화를 파악하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

1. 개선 전 중정내부의 음향성능은 SPL(A)는 66.6dB(A), SPL500Hz는 58.4dB, RT500Hz는 3.27초, D50,500Hz는 14%, C80,500Hz는 -6.4dB, RASTI는 35.8%(“Poor”)로 나타나 모든 음향성능이 “다목적 홀”의 기준을 만족하지 못하고 있다. 이는 중정 내부가 반사성 재료인 노출콘크리트로 마감 되어 있고 폭이 좁고 긴 수직형의 형태를 갖고 있어 과도한 울림과 낮은 명료도가 발생하여 이에 대한 개선이 필요하다.

2. 음향시뮬레이션을 이용한 2가지 개선안중 개선 1안의 SPL(A)는 61.2dB(A), SPL500Hz는 54.6dB, RT500Hz는 2.04초, D50,500Hz는 35%, C80,500Hz는 -2.8dB, RASTI는 54.98%(“Fair”)로 나타났다. 또한 개선 2안의 SPL(A)는 60.1dB(A), SPL500Hz는 53.0dB, RT500Hz는 1.4초, D50,500Hz는 47%, C80,500Hz는 -0.5dB, RASTI는 62%(“Good”)로 나타났다. 따라서 중정내부의 마감재료를 변경하여 흡음요소를 증가시킴으로써 음향성능이 개선되었다. 특히 개선 2안의 경우 중정내부에서 다양한 행사 및 집회, 연주회 등이 가능 한 최적의 음향성능을 확보하였다.

3. 개선 전 중정내부는 긴 잔향시간으로 인해 과도한 울림이 발생하였으며 이로 인해 음의 명료성이 현저히 저하되는 특성을 갖고 있었다. 따라서 청감실험을 통해 개선 전 각 평가어휘별 주관적 반응을 살펴보면 SD척도 7단계 중 “울림” 5.7, “크기” 5.1, “확산감” 5.5, “친밀감” 2.6, “명료성” 2.6, “선명함” 2.6, “균형” 2.8, “포근함” 2.8로 나타나 “울림”, “크기”, “확산감”에 대한 반응은 높게 평가되었고 “친밀감”, “명료성”, “선명함”, “포근함”, “균형”은 낮게 평가되었다.

4. 중정내부의 흡음요소를 증가시켜 잔향시간을 짧게 만든 개선 1안과 개선 2안에 대한 청감실험 결과 “울림”, “크기”, “확산감”에 대한 평가는 점차 낮아졌으며, “친밀감”, “명료성”, “선명함”, “포근함”, “균형”은 점차 높아졌다. 특히 개선 2안의 경우 SD척도 7단계 중 “울림” 3.6, “크기” 4.1, “확산감” 3.6, “친밀감” 4.2, “명료성” 4.6, “선명함” 4.7, “균형” 4.6, “포근함” 4.3으로 나타나 개선 전에 비해 주관적 반응이 매우 개선되었다. 따라서 물리적 음향성능이 개선될수록 주관적 음향성능에 대한 반응도 함께 개선됨을 알 수 있다.

5. 청감실험 결과 음향적 결함이 발생한 노출콘크리트로 마감된 중정을 마감재료와 흡음요소를 변경하여 물리적 음향성능을 개선하면 이에 따른 주관적 음향성능에 대한 반응도 함께 개선됨을 알 수 있다. 따라서 음향성능 평가시 물리적 음향성능과 주관적 반응의 변화를 함께 평가하면 보다 정확한 음향성능 개선정도를 판단할 수 있다.

A courtyard finished with exposed mass concrete is excessively reverberant due to the hard and smooth surface of exposed mass concrete and has an acoustic defect of lower definition of the sound. For this reason, users within a courtyard have been dissatisfied; therefore, it is urgent to solve this problem. In addition, even if physical acoustic performance within a courtyard is improved, it can significantly differ from subjective acoustic performance felt by people after the improvement; therefore, it has been recommended that the changes in subjective acoustic performance should also be determined. From this perspective, this study identified the acoustic defects of a courtyard finished with exposed mass concrete and used acoustic simulation to present two proposals based on the changes of finishing materials and absorption elements. It also determined the changes of the responses to and satisfaction with subjective acoustic performance based on physical acoustic performance through psycho-acoustic experiment using auralization. The results of this study are as follows:

1. Before the improvement, acoustic performance within the courtyard failed to meet the criteria for a “multipurpose hall” in terms of every element: SPL(A) was 66.6 dB(A), SPL500Hz was 58.4 dB, RT500Hz was 3.27 sec, D50,500Hz was 14%, C80,500Hz was ?6.4 dB, and RASTI was 35.8% (“Poor”). Since the interior of the courtyard has been finished with exposed mass concrete, which is a reflex material, and is narrow and vertically long, it is characterized by excessive reverberation and low definition; therefore, it is necessary to solve this problem.

2. Of the two proposals using acoustic simulation, Proposal 1 had SPL(A) 61.2 dB(A), SPL500Hz 54.6 dB, RT500Hz 2.04 sec, D50,500Hz 35%, C80,500Hz ?2.8 dB, and RASTI 54.98% (“Fair”). Proposal 2 had SPL(A) 60.1 dB(A), SPL500Hz 53.0 dB, RT500Hz 1.4 sec, D50,500Hz 47%, C80,500Hz ?0.5 dB, and RASTI 62% (“Good”). Acoustic performance was improved by changing the finishing materials within the courtyard to increase absorption elements. In particular, Proposal 2 secured the optimum acoustic performance so that various events, gatherings, and concerts could be held within the courtyard.
3. Before the improvement, the interior of the courtyard was characterized by excessive reverberation caused by long reverberation time and, consequently, by significantly lower definition of the sound. The psycho-acoustic experiment of the subjective responses to each evaluation vocabulary before the improvement found that the responses to reverberation, loudness, and diffusion scored high and those to intimacy, definition, clarity, warmth, and balance scored low in the seven-phase SD scale: reverberation 5.7, loudness 5.1, diffusion 5.5, intimacy 2.6, definition 2.6, clarity 2.6, balance 2.8, and warmth 2.8.

4. The psycho-acoustic experiment with Proposals 1 and 2 in which the absorption elements within the courtyard were increased to shorten reverberation time found that reverberation, loudness, and diffusion scored gradually lower and intimacy, definition, clarity, warmth, and balance scored gradually higher. In particular, Proposal 2 had significant improvement of the subjective responses: reverberation 3.6, loudness 4.1, diffusion 3.6, intimacy 4.2, definition 4.6, clarity 4.7, balance 4.6, and warmth 4.3 in the seven-phase SD scale. This result demonstrates that the higher level of physical acoustic performance, the higher level of subjective acoustic performance.

5. The psycho-acoustic experiment found that the improvement in physical acoustic performance by changing finishing materials and absorption elements in a courtyard finished with exposed mass concrete, which had acoustic defects, could lead to improvement in subjective acoustic performance. So evaluating both physical and subjective acoustic performance can determine the improvement in acoustic performance more accurately.