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과제현황 목록

과제기본정보

다목적홀의 음향 최적화를 위한 잔향시간 가변시스템의 상용화 기술개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 21TBIP-C162642-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 통신 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 다목적홀의 음향 최적화를 위한 잔향시간 가변시스템의 상용화 기술개발
주관연구기관 (주)환경에스엔텍
총괄연구 책임자 성명 정광민
소속 (주)환경에스엔텍 직위 대표이사
전화번호 070-4327-7669 FAX 070-8240-7669
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 97,186,000 6,718,000 23,400,000 30,118,000 127,304,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 신기술(NET)을 인정받은 잔향시간 가변기술 활용
- 청감적으로 음질의 정도는 음악의 종류(클래식, 뮤지컬, 국악, 연극 등)에 따라 최적 잔향시간은 다름
- 음성명료도를 요구하는 실의 잔향시간 1.0초에서 클래식 음악과 같은 음의 풍부함을 요구하는 경우 2.0초까지 최대1.0초 이상의 가변폭이 필요
- 대부분 다목적홀은 0.8~1.3초 정도의 잔향시간으로 음악관련 공연 시 불만족 상태로 실효성 있는 건축음향 가변시스템이 절실히 요구되고 있음
- 대부분의 공연장에서 가변폭과 저음에 대한 컨트롤이 부족한 추세
최종목표 잔향가변 시스템을 통한 다목적홀의 적정 음향성능 확보 및 제어시스템 개선과 현장적용을 위한 설계지침 제시
○ 잔향시간 가변장치의 흡음모드 및 반사모드 시에 흡음성능 개선

- 잔향시간 가변장치를 설치하여 나타나는 목표 적정 잔향시간 만족을 위해 선행연구를 통해 검증된 결과를 개선하여
실제 현장테스트를 통한 개선 목표치 달성
○ 잔향시간 가변성능 및 제어시스템 개선

- 개발 잔향시간 가변장치를 통한 가변성능 향상
- 개발 잔향시간 가변장치 시제품 제작 및 양산화 방안 도출
- 개발 잔향시간 가변장치 제어시스템 기능 향상
연구내용 및 범위 잔향가변시스템의 목표성능 개선 및 제어시스템 개선
- 잔향가변시스템의 개선 목표치 달성
· 흡음률 개선 : 125Hz 이하, 1,000Hz 이상
- 개발기술 제품 시공성 개선 및 양산화 : 공사비 30% 절감
- 잔향가변시스템의 성능목표치 달성을 위한 실험실 및 Test-bed 실험을 통한 목표 치 달성
개발 구조 모듈 및 부자재 양산 검토
- 다목적홀 설치 시 개별구동가능 및 그룹구동 가능한 제어시스템 장치 개발
- 컴퓨터 기기와 스마트폰 등을 이용해 조절할 수 있는 프로그램 개발

잔향가변시스템의 설계 프로세스 및 시공 매뉴얼 제시
- 잔향가변시스템의 현장적용을 위한 설계 프로세스 도출
- 현장조건 및 목표기준(잔향시간 및 가변폭) 기준을 만족하기 위한 시공메뉴얼 제시

현장 적용평가 시 잔향시간 및 가변성능 평가 및 검토
- 잔향가변시스템 설계(안)의 현장 적용평가 시 잔향시간 및 가변성능 현장측정
- 잔향시간 및 가변성능 확보를 위한 문제점 파악 및 보완사항 도출

○ 잔향시간 가변 시스템의 요구 성능 만족을 위한 GAP 분석 및 음향설계 프로세스 구축

▶ 선행연구의 개발 경험을 토대로 현장 조건에 맞는 잔향시간 가변 성능 구축
▶ 공간의 특성과 주 사용 목적에 따른 마감재, 잔향시간 등 기존 건물 설계현황 데이터베이스 활용
▶ 음향설계 데이터베이스를 바탕으로 기존 사용 마감재를 대체하여 개발품을 적용 가능한 실질적인 설치 가용면적 산출
▶ 음향설계요소를 고려한 실험실 및 현장 실험을 통한 목표 가변 성능 개선
- 잔향시간 가변 폭 성능(기존 선행연구 대비) : 125Hz 이하
- 잔향시간 흡음모드 시(기존 선행연구 대비) : 1,000Hz 이상
- 잔향시간 반사모드 시(기존 선행연구 대비) : 반사 특성 향상
▶ 적정 잔향 가변 폭 달성을 위해 분류방법(건물종류, 사용용도, 객석규모, 설계요소)에 따라 기술 응용 DB 구축
▶ 용도별 적정 잔향 가변 폭 만족을 위한 설치 면적/위치를 제시
▶ 공간 내부 설치물(전기배선 등)의 간섭을 최소화한 개발 구조 시스템 시공 상세(안) 제시

○ Room Tuning 버전 잔향시간 제어 시스템 개발

▶ Room Tuning을 위한 메모리 기능 추가 및 오작동에 대한 알림기능 추가
▶ 무선 블루투스 모듈화 모드 개발 메인 신호와 하위 블록 신호까지 신호 전달로 인한 경제성 확보
▶ 제품 규격에 대한 모듈화 된 제품의 표준화 준비
▶ 구조적 안정성 유지에 필요한 부자재 제품 생산
▶ 현장 맞춤형 모듈 및 시제품 양산화

○ 현장별 설계/시공 지침

▶ 적용 조건에 맞는 설계 및 시공 매뉴얼 도출
▶ 실제 현장에 대한 Test-bed를 통해 현장 적용성 및 사업화 성능 확보
▶ 현장 맞춤형 양산 시제품 생산 시공 시 현장 적용성 평가 총괄
▶ 성능 뿐 아니라 제조 방법(재료 마감, 재질, 운송방법포함) 등의 측면에서 다양하게 접근 가능
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - 주관연구기관((주)환경에스엔텍): 현장 조건에서 잔향시간 가변성능 확보

잔향시간 가변장치 흡음성능 개선(안) 도출
- 잔향가변시스템의 목표 성능치 달성을 위한 가변성능 개선
ㆍ 잔향시간 가변장치 흡음모드 시 흡음률 개선(기존 선행연구 대비) : NRC 0.6 이상
ㆍ 잔향시간 가변장치 반사모드 시 흡음률 개선(기존 선행연구 대비) : NRC 0.15 이하
- 현행 다목적홀 조건에서 최적 잔향시간 확보를 위한 시스템 설계(안) 도출
- 개발 잔향시간 가변장치의 성능 목표치 달성을 위한 Mock-up 실험실 평가
- 현행 다목적홀에서의 잔향시간 가변성능 조사를 통한 개발 잔향시간 가변장치의 가변 성 개선 목표치 설정
- 개발 잔향시간 가변장치의 성능 목표치 달성을 위한 Mock-up 실험실 및 실증 현장조건에서 평가/목표치 달성
- 사전연구를 통해 개발된 잔향시간 가변장치를 보완하여 특허 등록(최종 1~2개)
- 다목적홀 섭외 후 잔향시간 가변장치 설치 및 가변성능 목표치 달성
- 현행 다목적홀 조건에서 최적 잔향시간 확보를 위한 시스템 설계(안) 도출
- 개발 잔향시간 가변장치의 주요 구성품인 모듈과 부자재의 제작 방법 및 경제성 비교 통한 양산화 방안 구축
- 경제성, 생산성을 고려한 모듈과 부자재의 적합한 재료 선별
- 제작 방식에 따른 생산성 및 소요 비용 검토/비교
- 제품 규격에 대한 모듈화


? 잔향가변장치의 제어시스템의 개선방안 검토
- 잔향가변장치 50개 이상 다목적홀 설치 시 개별구동가능 및 그룹구동 가능한 제어시스템 장치 개발
- 컴퓨터 기기와 스마트폰 등을 이용해 조절할 수 있는 프로그램 개발
- Room Tuning을 위한 메모리 기능 추가 및 오작동에 대한 알림기능 추가
- 외주용역을 통해 무선 블루투스 모듈화 모드 개발 메인 신호와 하위 블록신호까지 신호 전달로 인한 시스템 개선방안 검토
- 기존 Test 번전을 Room Tuning 버전으로 기능향상
- 공간 조건에 따른 음향모드별 메모리 기능 추가
- 구동장치 오작동에 대한 처리 기능 추가
- 메인신호와 하부 블록 신호까지 무선으로 신호 전달 기능 추가
- 모듈 확장성을 위한 플랫폼 개발

- 공동연구기관(서울시립대학교):

? 국내·외 다목적홀 및 학교 음악시설 관련 설계요소 실태조사
- 국내·외 다목적홀 잔향시간 및 음향성능과 음향시설의 건축적 설계요소에 대한 자료조사
- 현재 국내 다목적홀 및 학교 음악시설에 공간의 특성과 사용 목적에 따른 건축적 설계요소(마감재 및 구조적 특정) 현황조사
- 국내 다목적홀 및 학교 음악시설의 음향성능 실태조사 및 비교
- 음향시설의 설계조건(공간 내부 설치물)을 고려한 잔향가변시스템 적용 가능 면적 조사
- 적정 잔향시간 가변폭 달성을 위해 분류방법(건물종류, 사용용도, 객석규모, 설계요소)에 따라 기술 응용 DB 구축
- 다목적홀 및 학교 음악시설의 음향설계 현황조사 결과를 기반으로 잔향가변시스템 적용 가능한 설치 가용면적 산출
- 다목적홀의 체적, 평면형태, 마감재 등 영향인자들을 분석하고 분류하여 매뉴얼작업을 통한 설계프로세스 도출

? 예측시뮬레이션을 통한 잔향가변시스템 설계프로세스 도출
- 다목적홀 및 학교 음악시설의 음향설계 현황조사 결과를 기반으로 잔향가변시스템 적용 가능한 설치 가용면적 산출(기존 적용 마감재 대체)
- 실내 음향 예측시뮬레이션(Odeon)을 활용한 잔향가변시스템 설계(안)별 음향지표 검토
- 체적, 평면형태, 마감재 등 영향인자들을 분석하고 분류하여 매뉴얼작업을 통한 설계프로세스 도출
- 사용용도별 적정 잔향 가변 폭 만족을 위한 설치 면적/위치를 제시

[ 단계별 주요 연구활동 / 세부내용 ]
? 잔향시간 가변장치 흡음성능 개선
- 시제품 성능실험(실험실 조건)을 통한 목표성능 개선
: 흡음모드: NRC 0.6 이상
: 반사모드: NRC 0.15이상
? 잔향가변장치의 제어시스템의 개선방안 검토검토
- 개별구동가능 및 그룹구동 가능한 제어시스템 장치 개발
- 무선 블루투스 모듈화 모드 개발
- 메인 신호와 하위 블록신호까지 신호 전달로 인한 시스템 개선방안 검토
? 국내·외 다목적홀 및 학교 음악시설 관련 설계요소 실태조사
- 현재 국내 다목적홀 및 학교 음악시설에 공간의 특성과 사용 목적에 따른 건축적 설계요소 현황조사
? 예측시뮬레이션을 통한 잔향가변시스템 설계프로세스 도출
- 예측시뮬레이션(Odeon)을 활용한 잔향가변시스템 설계(안)별 음향지표 검토
- 사용용도별 적정 잔향 가변 폭 만족을 위한 설치 면적/위치를 제시
[ 단계별 주요 연구활동 ] [ 세부추진내용 ]
잔향시간 가변장치 흡음성능 개선 · 시제품 성능시험(실험실 조건)을 통한 목표성능 개선
- 흡음 모드: NRC 0.6 이상
- 반사 모드: NRC 0.15 이하
· 시제품 성능시험(실험실 조건)을 통한 목표성능 개선

잔향가변장치의 제어시스템의 개선방안 검토 · 개별구동가능 및 그룹구동 가능한 제어시스템 장치 개발
· 무선 블루투스 모듈화 모드 개발
· 메인 신호와 하위 블록신호까지 신호 전달로 인한 시스템 개선방안 검토

? 국내·외 다목적홀 및 학교 음악시설 관련 설계요소 실태조사 · 현재 국내 다목적홀 및 학교 음악시설에 공간의 특성과 사용 목적에 따른
건축적 설계요소 현황조사
· 국내 다목적홀 및 학교 음악시설의 음향성능 실태 조사 및 비교

? 예측시뮬레이션을 통한 잔향가변시스템 설계프로세스 도출 · 예측시뮬레이션(Odeon)을 활용한 잔향가변시스템 설계(안)별 음향지표 검토
· 사용용도별 적정 잔향 가변 폭 만족을 위한 설치 면적/위치를 제시
연구성과 기술적 기대성과 - 다목적홀에서 디자인을 고려하여 제품을 적용할 수 있으며 저음에 대한 가변성능도 확보하고,
중심주파수 500Hz에서 잔향시간 1.0초 이상 가변이 가능
- 흡음커튼의 상하 업다운 방식으로 흡음과 반사를 조절하는 기존 제품에 비해 중저음에 대한
흡음성능이 우수하고, 커튼설치 시 디자인 한계를 극복
- 중량의 흡음판넬을 180도 회전하거나 1m 이상 슬라이딩하여 흡음과 반사를 조절하는 기존제품에
비해 구동성 간편화
사회 경제적 파급효과 - 상용화 형태: 국내 다목적홀, 공연장, 학교 등 교육시설, 교회
- 주관기관(주)환경에스앤텍과 공동연구기관과의 지속적인 기술개발
- NET 및 특허등록 내용을 활용하여 개발품의 경쟁력 확보
- 현장 적용 확대 및 누적실적 확보: 2023~2025년
활용방안 - 현재 잔향가변방식은 주로 수입 흡음커튼을 사용하고 있으나, 디자인적인 한계 및 저음흡음특성 부족으로 인해 설치하고도 사용하지 않는 경우가 많음
- 이러한 문제점을 개선하고 제품의 완성도가 높아지면 역수출가능성도 극대화 될 것으로 판단되며, 녹음 스튜디오에서 주로 사용하고 있는 확산재 (RPG)제품을 대체할 수 있을 것으로 보임
- 각종 연구소 및 학교에서도 연구 목적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 기존 현장 시공방법에서 공장제작 및 현장 조립방식으로 개선하여 생산성 향상 및 관리기법의 과학화 및 표준화가 이루어질 것으로 판단 됨
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 잔향시간 흡음률 반사율 제어시스템 가변시스템
영문 Reverberation Absorbtion rate Reflection rate Control system Variable system
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