교회 음향 시스템 설계

교회 음향 시스템 설계는 자연스럽고 명료한 음성이 들리도록 하고, 미적인 고려가 중요하다. 이것은 좋은 음향 품질을 재생하면서 눈에 보이지 않도록 설계한다는 의미이다. 어느 교회에서는 고도의 A/V 시스템을 이용하여 예배를 아주 효율적으로 극대화 시키고 있는 곳도 있다. 그러나 이러한 교회는 드물고, 일반적으로 스피커 시스템이 눈에 뛰지 않도록 하는 데만 신경을 써서 음향 품질이 열악한 교회가 더 많다. 또한 교회는 다목적 홀과는 달리 음향적으로 다른 특성을 가진 행사를 동시에 진행하는 것이 특징이다. 즉, 목회자의 설교, 성가대 합창과 찬송가, 파이프 오르간 등의 음악이 동시에 이루어지는 공간이다.
교회의 경우에는 말씀의 명료도가 가장 중요하다. 음성의 명료성을 얻기 위해서는 실내의 잔향 시간을 짧게 해야 하지만, 오르간 음악에는 잔향 시간이 너무 짧고, 오르간 음악에 맞도록 잔향 시간을 설계하면 음성의 명료도가 떨어지게 된다. 따라서 이 두 가지 음향 조건을 동시에 만족시키기가 어려운 공간이라고 할 수 있다.


1. 교회 공간의 특징

건축적으로 교회의 실내 형태는 음향 성능보다 종교적인 행사면에 중점을 두고 건축 설계를 하고 있는 경우가 많다. 예를 들면, 건축 형태를 원형이나 팬 형태로 만들어 교인들이 교단과 더 가깝게 위치하고, 대화하는 형태를 추구하고 있다. 실내에 음향 초점이 생기게 되고, 벽이 넓어짐으로써 측벽으로부터의 반사음을 얻지 못하게 된다. 원통형이나 타원형 형태를 선호하지만, 음향 초점이 생기므로 이러한 형태는 사용하지 않은 것이 좋다.
또 실내의 길이를 짧게 하기 위하여 발코니의 길이를 길게 하는 경우도 많다. 그러나 발코니가 길어지면 발코니로부터의 반사가 문제가 되고, 그 아래의 음향은 최악의 상태가 되며, 신도들에게 일체감을 주지 못한다.


2. 국내 교회의 전반적인 음향 문제점

국내 교회의 음향에 대한 문제점을 정리하면 다음과 같다.

(1) 실내 음향을 고려하지 않아서 잔향이 길거나 실내 형태가 좋지 않아서 에코가 생기는 곳이 많으며, 따라서 명료도가 나쁘다.

(2) 전기음향 설계가 잘못되어 있는 경우가 많다. 그 내용은 주로 마이크와 스피커의 기종 선정이 적절하지 않거나 노후화 되어 있다는 것이다. 그 중에서도 스피커의 설치 위치가 잘못되어 있는 경우가 대부분이다. 가장 큰 문제점은 필요 이상의 스피커를 실내에 설치하여 잔향을 유발시키는 원인이 되고 있다.

(3) 외부와의 소음 차단이 충분하지 않아 공조 소음 등이 아주 많아서 설교를 알아듣기 어려운 경우가 많다. 한 층의 유리창으로 외부와 접하고 있는 경우이고, 이 때 외부의 도로에 교통량이 많거나 철도가 통과하고 있는 경우에는 소음의 정도고 아주 심하다. 또, 온 난방 장치의 소음도 무시할 수 없을 정도로 크다. 특히 이러한 소음은 고령인의 난청자가 설교를 듣는 데 가장 큰 방해가 되는 것이다.

(4) 예배가 시작되면 시스템을 동작시켜 놓고, 사용하는 마이크의 출력 절환이나 레벨 조정을 예배가 끝날 때까지 전혀하고 있지 않다. 즉, 음향 전문 오퍼레이터가 없으므로 음향 시스템을 적절히 운영하고 있는 교회가 없다.

(5) 고령인의 난청에 대한 음향 시스템을 고려한 곳이 없다.


3. 건축 음향적인 검토

이상과 같은 점을 고려하여 실내는 약간의 울림이 있도록 잔향 시간을 설정하고, 잔향 시간은 전 대역이 평탄하도록 설계한다. 실내 음향은 다음의 3가지 관점에서 검토하여 설계한다.

1) 말씀의 명료성
교회 음향은 실내 공간에서 생기는 자연 잔향을 이용하지 않고 음향 시스템을 사용하는 공간이므로, 가능한 한 잔향 시간을 짧게 하는 것이 적절하다.

2) 성가대와 파이프 오르간 음악의 풍부한 전달
성가대나 오르간 연주를 위해서는 오르간 뒤벽과 성가대 후벽 부분과 천정 부분을 반사성으로 하여 음악이 확산되도록 한다.

3) 예배석에서의 음향
예배석에서 잔향 시간이 너무 짧으면 찬송가를 부를 때 음이 확산되지 않고, 힘이 들어 가게 되고 따라서 목소리를 낮추게 된다. 이러한 것은 신도들로 하여금 찬송 행사에 소극적인 태도를 취하도록 만들며, 일체감을 얻지 못하게 된는 원인이 된다.


4. 음향 시스템의 설계 고려

음향 시스템의 설계 목표는 자연스러운 음성을 확성하는 것이다. 목사 설교의 음성을 증폭하는 것이 주용 용도인 경우에는 음성은 강조되지 않으면서 육성을 듣고 있는 것처럼 재생되도록 해야 한다. 음향 시스템 설계에서 가장 어려운 점은 스피커가 눈에 현저하게 드러나지 않도록 하는 것이다. 음향 설계에서 가장 중요한 것은 음성의 명료도를 확보하면서 소리가 목사의 방향에서 들리도록 하는 것이다.
교회의 음향 시스템은 사용 시간 면에서 보면, 다른 공간의 음향 시스템과 달리 한 사람이 가장 많이 접촉하는 형태이고, 장시간 설교를 듣기 위한 수단이므로 명료도가 좋아야 하고, 음질이 좋아야 한다. 완벽한 음향 시스템인 경우에, 사람들이 청각에만 의존하여 강의를 들을 때 3일 후에는 10%만 기억에 남는다고 한다. 그렇다면 음향 시스템의 명료도가 좋지 않아서 청취 피곤까지 겹치면 설교를 들은 후에 몇 % 정도가 기억에 남을 것인지는 쉽게 상상할 수 있을 것이다. 음향 이외에도 조명, 좌석, 시각 등 많은 다른 조건까지 겹친다면 아마도 거의 기억에 남지 않을 것이다. 이러한 점에서 보면 교회의 음향 시스템의 중요성은 실감할 수 있을 것이다.
교회의 음향 시스템은 신자들의 교회 출석률과 상관 관계가 높다. 교회 음향의 품질은 다음과 같은 점을 중심으로 설계 되어야 한다.

- A/V의 일치(음상 정위)          - 찌그럼짐이 없음
- 적절한 음량    - 좋은 음질     - 잔향과 에코가 없음
- 신도 전원에게 임체감을 주는 음향
- 피곤하지 않고 편안한 음

교회 음향 시스템은 주로 다음과 같은 세 가지의 프로그램을 중심으로 각기 용도에 맞도록 설계 되어야 한다.

a. 낮은 레벨의 음성만 확성하는 시스템
b. 음성과 낮은 레벨의 음악을 확성하는 시스템
c. 음성과 높은 레벨의 고품질 음악을 확성하는 시스템

어떠한 형태의 음향 품질을 선택하느냐에 따라서 음향 시스템의 구성도 달라지고, 스피커나 기기의 등급을 설정하여야 한다. 음향 시스템의 설계 방식은 크게 중앙 방식, 분산방식, 혼합방식의의 세가지로 나누어 생각할 수 있다. 큰 교회에서 중앙 방식으로 설계할 때에는 경우에 따라서 왼쪽과 오른쪽 클러스터가 필요한 경우가 있다.
중앙 집중방식은 음향적으로 가장 자연스러운 방향감이 얻어진다. 즉, 스피커의 위치와 목사의 위치가 일치하므로 목사의 방향에서 음성이 들려 오는 것 같이 느껴지는 것이다. 세개의 클러스터(L/C/R)을 사용할 경우에는 음성은 중앙 클러스터에서 재생되도록 하고, 음악은 세개의 클러스터로 재생하여 확산감을 주도록 한다.
최근에는 파이프 오르간을 도입하고 있는 교회도 점점 늘어나고 있다. 일반적으로 파이프 오르간 음악은 중저음역에서 음량감이 중요하고, 음에 둘러싸인 음장이어야 하며, 종교적인 분위기로는 잔향감이 아주 중요하다. 파이프 오르간을 교회에 설치할 경우의 문제점은 음성과 파이프 오르간의 적절한 잔향시간의 차이가 너무 많다는 것이다.
예를 들면, 실내의 체적이 10,000㎥인 교회에서, 음성에 적절한 잔향 시간은 약 1.5초인 데 비하여, 파이프 오르간에 적절한 잔향 시간은 약 3초 정도이다. 즉, 음성의 명료도를 좋게 하기 위해서는 가능한 한 잔향시간을 설계하면 음성의 명료도가 떨어지게 된다.
최근에는 사용 목적에 따라서 잔향음이나 반사음을 전기적으로 부가하여 음장을 가변시키는 능동음장 제어 시스템(active sound field control system)이 도입되고 있다. 이 방식은 다목적 홀이나 체육관 만이 아니고, 다목적 홀을 오르간이나 종교 음악의 연주에 적절하도록 대 성당의 공간으로 바꿀 수도 있다. 또, 공간의 음향 특성을 일순간에 변화시킬 수 있는 기능은 연출상의 효과로서 극장이나 오페라 등에도 활용할 수 있다.
이들 설비는 당초 데드한 홀이나 형상으로서 바람직하지 않은 홀의 음장을 개선하는 목적으로 도입되었지만, 최근에는 그 성능에 착안하여 전기 음향 설비에 의한 음장 조건의 가변을 전제로 하여 설계된 홀도 있다. 또한 예배석에서의 찬송가는 신도들을 확산된 음악으로 둘러 싸이도록 하여 일체감을 주도록 하는 음향을 검토해야 한다.


5. 교회 음향의 성능 평가

교회의 음향 성능은 실내음향, 음향 시스템, 기타 사항으로 분류하여 평가한다.

* 실내음향        - 소음 레벨
                 - 평균 잔향 시간
                 - 200Hz 잔향 시간
                 - 3000Hz 잔향 시간
                 - 강대상에서의 에코
                 - 예배석에서의 에코
                 - 명료도

* 음향 시스템      - 명료도
                  - dead point 유무
                  - 음압 레벨의 편차
                  - 듣기 쉬운 정도
                  - 잔향
                  - 에코
                  - 적절한 음량
                  - 하울링
                  - 앰프의 용량
                  - 스피커의 설치 위치

* 기타      - 사용자의 음향 지식
           - 전문 오퍼레이터
           - 고령인이나 청각 장애인의 음향 배려
           - 방송실의 위치
           - 방송실의 모니터
           - 기본적인 장비;소음계, 스펙트럼 분석기
           - 정기적인 음향 조정


A. 실내 음향의 성능

1) 실내의 조용한 정도
교회 실내의 소음 레벨을 나타내는 NC값은 아주 중요한 척도이다. 일반적으로 대화 음성 레벨은 60~50dB(A) 정도이며, 평균적으로 60dB(A) 이다. 상대방의 음성을 확실하고 편안하게 알아듣기 위해서는 음성 레벨이 소음 레벨보다 25dB 이상이어야 한다. 따라서 조용한 음성 레벨이 60dB(A)정도이므로 실내 소음은NC30 이하이어야 명료한 음성을 들을 수 있는 공간이다.
그러나 여기에서 중요한 사항은 실내의 전 지역의 소음 레벨이 균일하지 않다는 점이다. 형광등의 험 소리, 공조 소음 등으로 어느 특정 지역의 소음 레벨이 NC 40이 넘은 좌석도 있다. 따라서 소음 레벨이 높아서 잘 들리지 않은 경우에는 스피커의 레벨을 더 올리게 되고, 소음 레벨이 낮은 좌석에서는 소리가 커서 불쾌하게 된다.
따라서 전 좌석의 소음 레벨이 최대NC35가 넘지 않도록 해야 하는 것이 중요하다.

2) 평균 잔향시간
평균 잔향시간은 음향의 문제가 있는지를 체크하는 첫 번째 실마리이다. 잔향 시간을 예배 형태에 따라서 분류한다.
전통적 예배는 잔향 시간이 긴 것이 좋다. 그러나 2.5초 이하이어야 한다. 만약 잔향시간이 2.5초 이상이면, 음악과 음성의 명료도에 많은 문제점이 생기게 된다. 약 1.7초의 잔향시간이 가장 적절하다.
복음 교회는 음성을 강조하고, 동시에 음악도 증폭한다. 그리고 합창이아 찬송가는 전통적인 소리를 요구한다. 따라서 음성과 증폭음 음악이 서로 간섭하지 않은 약간 긴 잔향시간이 필요하다. 평균적으로 1.5초의 잔향시간이 적절하며, 규모가 큰 교회는 1.7초 정도, 작은 교회는 1.4초 정도고 적절하다.

3) 200Hz의 잔향시간
저역의 잔향시간이 길면 음성의 명료도가 좋지 않다. 이상적으로 200Hz의 잔향시간은 평균 잔향 시간보다 20% 이상 길어서는 안된다.

4) 3000Hz의 잔향시간
고음은 음성의 명료도를 향상시킨다. 고음이 약하면 음성을 잘 알아들을 수 없다. 3000Hz의 잔향 시간은 100Hz의 잔향시간보다 30% 길어야 한다. 그러나 증폭 음을 강조할 경우에는 평균 잔향시간과 같은 것이 좋다.

5) 교단에서 에코가 들리지 않아야 한다.
교단에서 에코가 들리면 설교하는데 많은 어려움이 따르므로 에코가 지각되지 않아야 한다.

6) 신도석에서 에코가 들리지 않아야 한다.
신도석에서 에코가 지각되면 찬송가를 부를 때 어려움이 따르므로 에코가 지각되지 않아야 한다.

7) 명료도
음성의 명료도는 전 좌석에서 90% 이상이 되어야 한다.


B. 음향 시스템의 성능

1) 음성의 명료성
음향 시스템은 목사의 음성을 단순히 증폭시켜 주는 투명한 기계 장치인 점을 명심해야 한다. 실내의 음향 특성이 좋으면, 앞 신도석은 명료도가 1~2% 정도 향상될 뿐이며, 나머지 95% 신도석에서도 같은 명료도가 얻어진다. 그리고 벽에 가까운 5%의 좌석은 반사음 때문에 2~3% 떨어질 것이다.
만약 음향 시스템을 사용하였을 때 사용하지 않은 경우보다 앞 좌석의 명료도가 떨어진 경우에는 음향 시스템의 성능이 좋지 않다는 의미이다.
명료도는 단음절이나 단어를 알아 듣는 정도이고, 명료도와 관련된 심리 척도는 청취 피곤도(Listener's Fatigue)이다. 청취 피곤은 상대방이 이야기 하는 것을 이해하는 것보다 들으려고 노력하는 과정에서 생기는 것이다. 명료도가 낮으면 청취 피곤도가 높아지고, 집중도가 떨어지며 스트레스를 받게 된다.

2) 음압 레벨의 편차
소리의 크기가 작아서 잘 들리지 않은 부분을 데드 스포트(dead spot)라고 한다. 모든 데드 스포트는 음향 시스템에 의해서 생긴다. 데드 스포트는 두 가지 이유로 생긴다. 즉, 스피커의 커버리지가 적절하지 않은 경우나 위상 간섭에 의한 경우이다. 이 두 가지는 항상 동시에 생기는 것이다. 음향 시스템의 설계가 적절하면 이러한 문제는 생기지 않으며, 음향 시스템은 단순히 소리를 증폭하는 것이다.
전 좌석에서의 음압 레벨 분산은 6dB(또는 ±3dB)이내이어야 한다.

3) 자연스러운 음상 정위
이상적인 청취 상태는 목사가 서 있는 방향과 같은 곳에서 소리가 들리는 것이다. 이것은 눈을 감고 소리가 목사의 위치에서 자연스럽게 들리는지를 체크해 보면 된다. 시각과 청각이 일치 하지 않으면, 집중도가 떨어지고 쉽게 피곤해지고 졸리게 되는 것이다.

4) 최적 음압 레벨
음성을 청취할 경우의 최적 음압 레벨은 65~75dB 이다. 그리고 성가대나 오르간 음악을 청취할 때의 음압 레벨은 80~85dB 이상이 되어야 한다.

5) 청취 피곤의 요인
청취 피곤은 뇌가 소리의 방향과 화자를 일치시키는데 드는 여분의 작업으로서 정량화 할 수 없는 척도이다. 왼쪽 오른쪽 스피커 시스템이나 여러 방향에 설치되어 있는 스피커의 경우, 소리가 여러 방향에서 들리게 된다. 어느 자리에서는 앞에서 다른 자리에서는 뒤에서 소리가 들리는 경우가 있다.


6. 콘솔의 배치

교회에서는 여러 사람이 예배를 집회하므로 상황에 따라서 조작해야 하는 경우가 많다. 따라서 오퍼레이터가 믹서를 조정하기 쉽도록 예배석으로 콘솔을 배치하는 경향이 많아지고 있다.

도움이 되었기를 바랍니다.

[출처] 교회 음향 시스템 설계|작성자 cwknmr