우리 대부분은 완전한 영화관 경험을 재현할 수 있는최첨단 기술이 완비된 개인홈시어터를소유하는 꿈을 꿉니다. TV를 설치하고오디오기기를 연결하고스피커 설치를 진행하다 보면 방음(차음)이 핵심 문제가 될 것 입니다. 이웃은 말할 것도 없고 다른 방에 거주하는 나머지 가족에게도 소리가 들리는 것을 최소한으로 제한하고 싶을 것입니다. 그러나 일반적인 아파트나 평범한 가정 건물에서는 완전한 방음이 불가능합니다. 방음은 복잡한 영역일 수 있으며 많은 상충되는 정보가 있습니다. KD는 방음의 과학을 단순화하고 음향을 통제하는 새로운 방법을 시스템으로 만들었습니다. 방음과 어쿠스틱과 오디오에 관한 문외한이라도 아주 손쉽게 홈시어터를 즐길 수 있도록 하였습니다.

홈시어터에서 다른방 및 인접한 건물로 이동하는 소리의 양을 최소화 하려면 소리가 작동하는 방식에 대한 기본적인 이해가 있으면 도움이 됩니다. 소리는 파도를 타고 이동하지만 해변의 '위아래 파도(횡파)와 달리 음파는 소리의 근원 근처에 있는 공기 입자를 압축하여 에너지를 앞뒤로(세로로) 전달합니다. 이 입자는 앞으로이동하여 이웃을 압축한 후 다시 튀어오릅니다.(용수철 장난감의 한쪽 끝을 잡고 앞으로 던지는 것과 같다고 생각하십시오)

음파가 우리 귀에 도달하면,

1.소리는 물결 같은 공기파동 입니다. 귓바퀴에서 모아진 소리는 귓구멍(외이)을 통과해서 고막을 진동 시킵니다.

2.고막에 붙어있는 3조각뼈(이소골)가 진동을 20dB로 증폭해서 달팽이관으로 전합니다.

3.달팽이관은 와우 즉 달팽이 껍질처럼 말려있는 작은 동굴입니다. 완두콩 정도 크기며 동굴에는 림프액이 차있습니다

4.고막에서 이소골로 전달된 소리 진동이 달팽이관 동굴 입구를 두들기면 림프액이 진동합니다. 림프액의 진동은 동굴 입구에서 출구까지 물결처럼 움직입니다.피아노 건반처럼 1만5000개 세포가 달팽이관 입구부터 출구까지 늘어서 있고 이 건반 위로 음파가 지나갑니다. 소리 진동 주파수에 맞는 건반면이 진동하여 섬모를 움직입니다. 입구는 고음(8,000Hz), 출구는 저음(200Hz)에 건반이 진동합니다. 건반에는 가는실(섬모)들이 세포와 연결되어 있으며섬모가 움직이면 전기가 발생되고 이 전기신호가 두뇌로 전달되어소리를인식하게됩니다. 섬모들이 붙어있는 유모세포(haircell)가 청각의 핵심입니다.

소리의 근원을 공기전달 소리와 구조전달 소리로 구분하여 대처해야 합니다.

공기전달소리(Airbornesound)는 빈공간(공기)를 통해직접귀에도달합니다.

반면에 구조전달소리(Struucture-borne sound)는 충격(예:바닥에 덤벨 떨어뜨림) 또는 공기 전달 소리와의 접촉으로 인해 바닥이나 벽에 연결된 건축 재료가 진동할 때 생성되고 전달됩니다.

우리가 방에서 듣는 대부분의 소리는 공기와 구조에 의해 전달되는 두가지 구성요소를 모두 가지고 있습니다. 구조전달 소리는공기 전달 소리보다 빠르게 전달되며,구조전달 소리의 대부분은 저주파로 구성되어 있습니다.

공기전달소리(Airborne Sound)

공기전달 소리에 대해 생각할 때 우리는 빈 공간에 집중해야 합니다. 스터드벽에서 이러한 빈 공간은 건식벽체 패널과 스터드사이에있습니다.음파가 건식벽체에 부딪치면 많은 고역 및 중역 주파수가 흡수되어 결국 열이됩니다. 그러나 저주파 음파는 다릅니다.그들은 건식벽체를 진동시켜 음파를 벽을 통해 다음방으로 전달 합니다.

구조전달소리(Structure borne Sound)

동시에 건식벽체 패널에 연결되거나 밀접하게 접촉하는 벽의 일부도 진동하기시작하여구조적 음파를 인접한 방으로 전파합니다.건식벽체가 나사로 스터드에 단단히 고정된 경우일지라도 음파가 통과하고 전달되는 데는 장애물이되지않습니다.

소음수준을 합리적인 한도내 유지하기 위해 ASTM 국제표준기구는 파티션의 STC(Sound Transmission Class)를 기반으로 몇가지 표준을 도입했습니다. 이러한표준은 일반적인 건축 법규에 통합되었으며 홈시어터 설계에도 참조할 수 있습니다. 방음에 사용하는 모든 건축재료에는 관련 STC데이터가 있지만 분리(방 안의 방 개념)와 같은 시공 방법을 통해 홈시어터의 STC를 향상 시킬 수도 있습니다.

환경부 생활소음 규제 기준에 의하면 주거공간의 소음 수준은,야간40db, 주간50db을 넘지 말아야 한다고 규정하고 있습니다.

STC 측정

벽의 STC측정은 실험실 조건이나 현장에서 수행할 수 있습니다. 벽은 다른 주파수의 음파에 영향을 받고 음력손실(데시벨)이 반대쪽에 기록됩니다. 결과적으로 다른 주파수에서 전송손실(TL)은 그래프와 주어진 전체 STC값에 표시될 수 있습니다.그래프를 연구하면 파티션의 주파수 응답 프로파일도 볼 수 있습니다. 예를 들어, 파티션이 공명할 주파수를 보여주는 '우연의 하락' 으로 알려진 눈에 띄는 하락을 볼 수도 있습니다.

데시벨SPL(db SoundPressure Level)

위측의 dbSPL을 보면 홈시어터를 설치하면105db 이상의 음파가 발생한다고 예상이 가능하고, 다른 방이나 옆집에 피해를 주지 않는 야간 법정기준치40db 이하의 소음 수준을 유지하기 위해서는 벽체의 차음 수준 STC는 105-40=65 이상이 되어야 만합니다. 따라서 우리는 STC값이 65 이상인 벽체 시스템이 필요합니다.

위 그림 좌측과 같이 설치된 단순한 벽은 STC값 33에 불과합니다. 이러한 벽체는 방음이 잘 안되므로 벽 건너편의 목소리를 들을 수 있고, 고려 되어서는 안됩니다.벽체 사이에 흡음 충진재가 채워진 위 우측 3Type 건식 벽체 패널을 보면 STC가 최대 약 44~63까지 올라가 대부분의 건축 법규를 충족합니다.이 벽체들은 목소리가 더 이상 들리지 않고 확성기의 소리가 희미해집니다. 하지만 여전히 큰 볼륨의 서브 우퍼가 작동하면 옆집의 수면에 방해가 될 수 있으므로 홈시어터룸에 적용하는 것은 어렵습니다.

홈 시어터 차음 실패의 원인은 저주파 차단

STC 시스템에서 생활 소음은 걷기,요리,씻기,말하기 등의 일상적인 가정 활동을 중심으로 형성되었습니다.(STCBand:110~1600Hz), 우리나라 건축법은 저주파는생략되었습니다. 저주파 소음은 산업기계 및 차량과 천둥소리,저음을 만드는 악기나 서브우퍼의 베이스 주파수에 이르기까지 다양한 소스에서 방출됩니다. 불행히도,많은 건축재료와 벽체 시스템이 차음(방음)에 크게 실패하는 것은 이러한 저주파 범위에 대한 대처를 잘못했기 때문입니다.

저주파 차단의 실패는 진동

저주파 음파를 제어하기가 어려운 이유는 무엇입니까?

높은 주파수에서 표면을 진동 시키는데는 많은 에너지가 필요하지만, 낮은 에너지의 음파는 대부분의 물질을 아주 쉽게 진동시켜 저주파 소리를 전달할 만큼 충분히 강력합니다. 진동을 잡는 해결책은 간단해 보입니다. 1차적으로는기공이 있는 물질과 공기 채널을 통해 내부적으로 음파의 에너지를 구하는 것을 연구해야 합니다.

1.따라서 인체에 덜 유해한 친환경적이며 밀도가 높은 흡음충진재를 50~100mm 이상의 두께로 사용하는 것 입니다. 질량이 두배로 증가할 때마다 음파 출력이 6데시벨 감소하지만, 그럼에도 불구하고 저주파를 완전히 차단하는 것은 매우 어렵습니다.

2.우퍼로부터 야기되는 주파 진동을 제어하는 가장 쉬운 방법은 표면에 최대한 많은 질량을 추가하고 가급적이면 저주파 사운드에 대해 잘 작동하는 스마트 복합재료인 차음 복합패널을사용하는 것입니다. (금속 분말이 함유된 고무시트, 기공과 밀도가 높은 MGO,규산캄슘보드)

3.그리고 진동을 효과적으로 차단하기 위해서는 디커플링이 가능한 실리콘 재질의 방진탄성 클립바를 사용한 벽체 시스템이나 충격 흡수가 가능한 shock absorber가 장착된 천장이나 바닥 시스템을 채용하는 것이 좋습니다. 참고로 벽체에 사용된 방진레질리언트클립바 시스템은 레이어당 STC레벨이 7이 상승합니다.