새로 개척을 하거나 이전, 리모델링, 새 예배당 건축 등으로 예배당 내의 인테리어를 하게 될 때, 공간 음향적인 고려를 미처 하지 못하여 완공 후 음향 문제로 어려움을 겪는 교회들을 자주 봅니다.
공간 음향의 문제가 있을 때 전기 음향의 조정으로 문제를 해결하려고 일반적으로 생각합니다. 그러나 전기 음향이 조정할 수 있는 범위는 공간 음향의 한계를 넘을 수 없고, 잘 못된 인테리어 마감으로 전기 음향이 조절할 수 있는 범위는 축소가 되어버립니다.
소리는 공간에 있는 공기를 진동시켜 전달 되기 때문에 공간의 구조와 마감재 재질에 따른 반사, 흡음, 회절, 공진(공명)이 발생해 왜곡이 일어납니다. 이런 부분을 고려해 건축과 인테리어가 설계가 되어야 하지만 교회 건축과 인테리어의 99%는 이런 부분을 간과합니다. 인테리어 업체 중 흡음에 관해 노하우가 있다고 하는 업체들도 시공하는 것을 보면 좋은 흡음 마감재를 그 효과가 절반이상 떨어지게 시공합니다. 그래서 기대한 만큼 흡음이 되지 않고 하울링이 쉽게 발생하거나 소리가 울리기도 합니다.
공간 음향적인 왜곡으로 소리가 울리고 잔향이 많이 발생하고, 하울링으로 고생하신다면 저희 연구소에 의뢰를 해 주시면 분석 컨설팅과 튜닝과 흡음 시공으로 도와드릴 수 있습니다.
1. 공간 음향 왜곡의 종류와 형태
공간의 구조와 벽체의 재질, 공간의 체적, 온도와 습도에 따라 다양한 음향 왜곡이 발생합니다. 그 중 대표적인 것들을 소개해 드리겠습니다.
1) 콤필터 왜곡(Comb Filter Distortion)
이는 벽면에 반사 된 소리가 서로 주파수의 위상차가 생기면서 소리가 상쇄되는 부분과 증가되
는 부분이 발생하는 것을 말합니다. 주로 딱딱한 강단 바닥과 천정, 강대상 등에서 발생합니다. 아래 그래프에서 0이 원래의 소리
에너지(크기)라면 콤필터 왜곡이 특정 주파수 대역에서 상쇄되거나 반대로 0이상 증가되는 것을 볼 수 있습니다. 이런 상태라면 0이상 솟아 오른 주파수에서는 하울링이 잘 발생하고, 깎여서 줄어든 주피수 대역에서는 소리가 죽어 전체적인 소리의 톤이 많이 이상해 집니다.
설교 마이크 주변(설교단과 주변)이 딱딱할 경우에 쉽게 발생합니다. 설교단에서는 목이 긴 구즈넥 타입의 강연 전용 마이크를 사용하셔서 콤필터 왜곡의 영향에서 벗어나고, 설교단 주변의 반사는 카펫 시공 또는 러그를 깔아 문제를 해결합니다.
2) 플러터 에코 (Flutter Echo)
스피커에서 나온 소리가 양 벽면을 부딛혀 오가면서 소리를 증가와 상쇄를 시키며 나타나는 에코입니다. 텅 빈 공간에서 손뼉을 쳐 보면 박수소리가 여러겹으로 겹쳐서 들립니다. 반사가 잘 되는 구조의 강단에서 손뼉을 쳐 보면 순간적으로 수십겹의 손뼉 소리가 들립니다. 이런 강단에서는 소리가 많이 왜곡되고 하울링도 잘 발생합니다.
예배당 전체가 반사가 잘 된다면 회중석에서도 이런 현상이 잘 일어납니다. 플러터 에코는 회중석의 위치에 따라 소리가 크게 들리기도 하고, 반대로 소리가 잘 안들리는 곳도 생깁니다. 소리의 위상이 서로 정방향으로 겹쳐지는 위치에서는 소리 크기가 증가되어 잘 들리고, 반대로 위상이 반대로 만나는 지점에서는 상쇄가 되어 소리 크기가 줄어들게 됩니다. 그레서 맨 뒷 자리도 아니고, 맨 가측 자리도 아닌데도 소리가 잘 안들리는 위치가 만들어 집니다.
예배당에 찬양 CD를 틀어 놓고 앞뒤 좌우로 걸어가면서 소리를 들어보시면 벽면이 딱딱할 수록 소리의 물결을 귀로 확연하게 확인 할 수 있습니다.
3) 공진(공명 Resonance)
소리가 반사되다보면 공간의 용적과 구조에 따라 특정 주파수가 증폭이 되는 현상을 말합니다. 이러한 공진 현상을 잘 이용한 것이 악기의 울림통입니다. 통기타나 바이얼린 등에서 통의 크기와 구조가 현의 소리를 효과적으로 크게 울려줍니다. 관악기도 관의 구조와 길이와 크기가 각 악기의 소리를 효과적으로 크게 키워줍니다. 타악기도 마찬가지입니다.
예배당이나 홀의 구조 자체가 큰 공명통이 됩니다. 음향적으로는 특정 주파수가 공진을 일으키지 않고 골고루 적절한 공진으로 제어하는 것이 좋습니다. 그러나 건축 구조상, 마감재의 재질, 스피커의 설치 위치 등에 의해 특정 주파수가 증폭이 되는 현상이 일어납니다.
특정 주파수가 공진이 되면 보통은 설교자가 단어나 구문이 끝낼 때 마다 뒤에서 소리가 울려 소리가 거슬리게 들립니다.
공간 음향적으로 보면 그런 공간은 악기의 울림통과 같은 구조를 가지고 있습니다. 특히 강단이 그런 구조와 딱딱한 바닥과 벽면(천정) 구조를 가진 경우가 많습니다. 그리고 주파수의 파장 크기와 공간의 크기와 길이, 스피커의 위치가 일치하여 그 주파수 대역이 증폭이 됩니다.
공명을 제어하기 위해서는 강단 쪽 구조가 안쪽으로 상자처럼 만들어지면 안됩니다. 그리고 이미 그런 공간 구조라면 흡음과 확산재 등으로 제어를 해야 합니다.
4) 배음(Harmonics)
공진은 전기 음향에서 하울링을 일으킵니다. 스피커로 나온 음이 직접 마이크로 들어갈 때 주로 발생하지만, 반사가 잘 되는 예배당에서는 공진으로 증폭된 주파수가 마이크로 들어가 하울링을 발생시킵니다. 측정을 해 보면 다음과 같은 현상이 나타납니다.
250Hz에서 하울링이 발생하면 그 주파수의 2, 4, 8, 16….배의 주파수에서도 하울링이 발생합니다. 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz 등 몇 배의 주파수도 같이 울려 하울링이 발생합니다. 이는 소리가 여러 배음 요소를 가지고 있기에 나타나는 현상입니다. 악기에서는 배음이 각 악기 자체 고유의 캐릭터를 만듭니다. 같은 음 높이라도 비올라와 첼로의 소리가 다르게 들리는 것이 그 이유입니다.(트럼펫과 트롬본도 포크 기타와 클래식 기타도 그렇습니다.)
음향에서는 이런 배음이 생기는 것을 고려해 흡음을 설계합니다. 전기 음향으로 위 주파수의 소리를 잡았지만 아래 주파수의 소리를 잡지 못해 다시 그 위 주파수가 공간에서 공진으로 만들어 질 수 있기 때문입니다.
2. 마감재와 음향 왜곡
1) 단단한 마감재
작은 교회는 일반적으로 인테리어 비용을 아끼려고 콘크리이트 마감 벽면을 페인트 칠만 하여 그대로 두는 경우가 많습니다. 콘크리이트의 경우는 매질이 매우 딱딱해 소리의 대부분을 반사시킵니다.
벽면의 경우 외에 스피커 소리가 닿는 예배당의 후면에 자모실이 위치하고, 그 자모실에는 큰 유리창이 있는데 그 유리창에서의 반사도 음향을 많이 왜곡시킵니다. 또 철제 문이나 거기에 준하는 딱딱한 재질의 문도 반사를 많이 만듭니다.
첫째, 반사가 된 소리는 플러터 에코와 공진을 만듭니다.
그래서 자리에 따라 소리 크기의 편차도 크고 하울링도 쉽게 생깁니다. 강단쪽의 반사는 중저음 이하 주파수에 큰 공진을 만듭니다. 저음 전용의 서브우퍼라도 사용하면 이런 현상은 더 심해져 저음으로 인해 찬양팀원들이 자신들의 소리를 잘 모니터링을 못하는 일이 발생합니다.
둘째, 많은 잔향을 만들어 설교의 명료도를 떨어뜨립니다.
- 분당의 유명한 큰 교회가 예배당을 건축하고 큰 문제에 봉착했습니다. 천정 고는 높고(용적이 크면 잔향이 많이 생기고, 특히 천정고가 높으면 잔향은 더 심하게 생깁니다.) 실내 마감재를 인조 대리석으로 마감을 해 설교를 알아들을 수 없을 만큼 심한 잔향에 시달리는 것입니다. 그나마 스피커와 가까운 자리는 괜찮으나, 성가대 석이나 예배당 좌우와 뒷편에서는 예배를 드릴 뿐이지 설교 내용은 도무지 알아듣지 못하는 것이었습니다.
- 중대형 교회 이상 건축을 하고 나서 자주 보는 음향의 문제점입니다. 최대한 아름답게 보이는 것에만 중점을 두다보니 공간 음향에 심각한 문제를 갖게 된 것입니다. 보통 이럴 때 고가의 음향 시스템으로 문제를 해결 하려고 하지만, 전기 음향이 아무리 좋아도 공간 음향의 한계를 뛰어 넘을 수 없어서 일부 음향 문제만 개선될 뿐이지 전체적으로는 음향이 잘 개선 되지 못합니다.
- 중소형 교회에서는 음향이 안 좋아 새로운 전기 음향을 좋은 것으로 하고 나서 오히려 음향 문제가 발생해 당황하기도 합니다. 벽면 자체가 딱딱하다 보니 음압이 좋은 스피커를 사용했을 때 소리가 힘 있게 멀리까지 뻗어나가다 딱딱한 벽면에 반사가 잘되어 일어나는 문제입니다. 전기 음향 뿐만 아니라 흡음 부분까지 종합적으로 컨설팅을 받고 시공을 해야 하는데, 이런 부분이 간과되어 일어나는 문제입니다.
- 8~90년대 건축된 교회를 보면 실내를 적벽돌로 조적한 경우가 많습니다. 대부분의 벽돌로 된 예배당 실내는 많은 음을 반사하여 소리의 명료도를 크게 떨어뜨립니다. 이런 교회는 공간 음향 컨설팅을 받아 인테리어를 리모델링을 해야 제대로 음향의 문제를 해결할 수 있습니다. 다만 그러기 까지는 많은 재정과 시간이 걸리므로 음향을 컨트롤 할 수 있는 흡음 공사를 일부 해서 문제를 줄여놓고 앞으로의 계획을 짜는 것이 좋습니다.
콘크리이트와 유리 등이 아니더라도 목재 마감도 반사가 잘되어 음향의 왜곡을 만듭니다.
저희 연구소가 컨설팅하고 시공한 한국 맹인교회는 인테리어도 같은 기간 내에 새로 리모델링을 진행했습니다. 아름답게 목재 마감이 되었지만, 그로 인한 음향의 문제에 대해 저희 연구소나 인테리어 대표님이 흡음 공사를 말씀드렸습니다. 그러나 당시에는 심각성을 잘 모르셔서 그냥 시공을 마쳤습니다. 디지털 믹서여서 많은 하울링을 잡을 수 있었지만, 하울링 외에 생기는 공진을 제어하는 것은 완벽하게 할 수는 없었습니다. 그것이 바로 공간 음향에서 제어해야 할 부분이기 때문입니다. 시간이 흘러서 계속 들리는 공진이 설교를 할 때 피곤하게 하는 요소로 작용하기에 저희가 제안하여 흡음 패널로 시공을 하게 되었습니다. (강단 뒷벽, 옆벽, 바닥, 예배당 기둥 등 음을 반사를 하는 많은 구조를 가지고 있습니다.)
예산이 충분하지 않아 일반 흡음 패널이 아닌 좀 더 흡음력이 개선되게 특별히 주문제작한 흡음 패널로 공진을 잡게 되었고, 그 이후 전기 음향 튜닝을 거쳐 예배당 음향을 최적화 시켰습니다. 담임 목사님은 이번 흡음 공사 이후 설교를 하면 오히려 예전과는 달리 힘이 빠져나가지 않고 힘을 얻게 된다고 매우 편해진 음향에 크게 만족하였습니다.
2) 강단으로 반사를 만드는 발코니
발코니의 구조에 따라 1층 발코니 앞쪽 회중석과 강단에 에코와 음의 왜곡을 만들기도 합니다. 발코니 구조를 측면에서 봤을 때 구조가 첫번째와 같으면 방금 말씀드린 음향의 문제가 발생합니다.
특히 발코니가 강단과 가까울수록 강단의 소리 왜곡은 심각합니다. 강단에서 설교할 때나 찬양을 부를 때 반사된 소리가 자신의 소리를 모니터 하는데 방해하고, 하울링과 에코, 공진에 시달리게 됩니다.
예배당을 새로 건축하거나 내부를 리모델링할 때 발코니 앞면의 구조를 소리를 난반사 하는 구조나 통과시키면서 흡음을 하는 구조로 설계하는 것이 필요합니다.
그러나 비용을 크게 들일 수 없을 때는 흡음 장치들을 설치해야 합니다.
3) 잘 못 시공된 흡음 마감재
자주 보는 마감재로는 유공 목재 흡음판과 목모보드입니다. 음향을 고려한 인테리어를 할 때 인테리어 회사에서 추천을 하는 마감재입니다. 콘크리이트 벽면이나 벽돌조의 내부보다는 확실히 좋지만, 거의 대부분의 인테리어 회사들이 유공 목재 흡음판과 목모보드를 시공할 때 제대로 된 시공 방법을 몰라 유공 흡음판은 거의 흡음이 안되고 잘 반사하도록 시공을 하고 있고, 목모보드는 흡음 성능의 절반 밖에 성능을 발휘하지 못하게 시공을 합니다. 또 잘 못 시공해 몇 년이 지나지 않아 곰팡이가 피어 예배당에 곰팡이 냄새가 심하게 나기도 합니다. 이 때문에 페인트 칠을 하기도 하는데, 이렇게 되면 흡음 성능이 또 많이 떨어지게 됩니다.
반대로 흡음 마감재를 과도하게 사용해 자연스런 반사음이 거의 제거되어 문제가 되는 경우도 있습니다.
사진의 교회 경우에 과도하게 흡음을 해서 설교를 마치고 나면 목이 쉬고, 찬양팀도 모니터 스피커가 있는데도 불구하고 자신의 소리가 잘 안들려 목이 쉽게 상하고 있었습니다. 짧은 지식을 가진 분이 이렇게 제안하는 바람에 예배당 공간을 잘 못 인테리어를 하게 된 것이었습니다.
저희 연구소에 음향 공사와 더불어 공간음향의 문제도 함께 의뢰를 해 주셔서 흡음재를 일부 떼어내고 반사가 되는 재질의 마감재를 시공하도록 하였습니다. 또 변화된 음향 상태에 따라 음향 튜닝도 하고, 모니터 스피커도 조정하여 그 뒤부터는 목이 쉬거나 자신의 소리가 잘 안들리는 현상은 없어지고 편하게 설교와 찬양을 할 수 있게 되었습니다.
3. 종합적인 컨설팅과 시공 능력이 필요합니다.
(건축 구조적인 문제도 크게 작용합니다. 천정 고나 내부 구조, 벽면과 천정 구조, 강단의 구조, 발코니의 각도와 깊이 등등 이에 대한 이야기는 너무 방대해 이번 글에서는 제외하였습니다.)
전기적인 음향 튜닝도 중요하지만, 공간 음향 구조적인 튜닝, 스피커의 제대로 된 위치 선정, 용도에 맞는 제품 선정 등도 필요합니다. 많은 교회들이 전기 음향과 공간 음향의 복합적인 문제를 가지고 있습니다. 음향 문제를 가진 교회의 2/3 정도의 케이스는 이 부분을 둘 다 고려해야 제대로 음향 문제를 근본적으로 잡을 수 있습니다.
저희 연구소에서는 공간 음향과 전기 음향의 두 가지 부분에 있어서 제대로 된 해결을 드릴 수 있습니다. 이런 복잡한 요소들을 종합적으로 고려한 컨설팅과 시공을 통해 복잡하고 망가진 교회의 음향 문제를 해결 받으시면 좋겠습니다.
© 하이테크 예배 신학 연구소 소장 우한별 목사
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예배 사역자 교육 음향 점검/측정/조정/시공에 관련된 컨설팅/악기문의 등 010-6253-0415 director@ihtwt.org
하이테크 예배 신학 연구소 
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