세계적 수준의 북 건축음향설계기술

북은 지금 건설의 전성기이다. 건물 하나하나가 미학적으로 뛰어나고 주변환경과 기막힌 조화를 이루고 있다. 방문자들은 좀 떨어져서 건축물의 주변 전체를 바라보면 꼭 공원에 온 것처럼 편안함을 느낀다고 한결같이 말한다. 세계적 수준의 공연장만 해도 헤아릴 수 없이 많다. 동평양극장, 인민극장, 삼지연관현악단 극장 등등 수많은 건축물들이 건축음향학적으로 완벽히 설계되어 생음공연이 가능하다. 방문자들은 세계 최악의 경제제재 속에서 집 지을 못 하나 수입할 수 없는 상황에서 어떻게 자신의 힘만으로 이런 세계적 수준의 건물들을 짓는지 너무나 신기하다고 한다. 원하면 무엇이든 뚝딱 만들어주는 요술방망이를 가진 것이 아니냐고도 한다. 무에서 유를 창조하는 데에는 천선옥 박사의 애국적 땀도 배어 있다. <조선의 오늘>이 보도한 건축음향학의 공훈과학자 천선옥 박사를 소개한다.

천선옥 박사는 원래 광학 전공자였고 40여년 전 김일성종합대학의 물리학부를 졸업한 후 건설건재대학 물리교원으로 배치되었다. 그는 건축의 조명계산을 비롯한 수많은 연구논문을 완성하여 학계의 이목을 집중시킨 바 있다. 평양건축종합대학은 2004년 김정일 위원장의 현지지도를 통하여 이 대학에 음향설계전문가를 교육하는 체계를 세울 데 대한 가르침을 받았다. 대학은 즉시 천선옥 교원을 비롯하여 유능한 교원들로 건축음향학 교재집필조를 꾸렸다. 건축음향설계는 건축공간에서 실내 음향에 방해가 되는 소음과 진동을 없애고 잔향을 조절하여 음을 명확하고, 아름답고 풍부하게 들리도록 해주는 첨단건축공학이며 수학과 물리, 재료공학의 집합체이다.

당시 천선옥 교원은 건축공간에서의 조명효과에 대한 연구종자를 가지고 박사논문을 거의 완성해놓은 상태였다. 교원들에게 있어서 자기가 집필하던 박사논문을 뒤로 미루고 새로운 과제를 수행한다는 것은 쉽게 결심할 문제가 아니다. 또 조명과 음향은 서로 다른 개념을 가진 분야이다. 그러나 그는 최고지도자의 교시를 자신에게 맡겨진 영예로운 과업으로 받아안고 박사논문을 뒤로 미루고 건축음향학이라는 새로운 학문에 대한 교재집필에 매달렸다.

당시 대학은 건축음향학에 대해서 이론적으로나 현장실천에서나 거의 경험이 없는 상태였고, 단지 건축환경과목에서 음향에 대해 조금 취급하는 정도였다. 한마디로 건축음향은 북에서 생소한 학문이었기에 기초자료준비로부터 교재집필에 이르기까지 모든 것을 무에서 시작해야만 하였다. 연구교원들은 하루에도 여러 차례 인민대학습당과 중앙과학기술통보사를 오가며 최신과학기술자료를 하나하나 수집하고 밤에는 교수안작성과 교재집필에 달라붙었다. 그리하여 이들은 몇달의 짧은 기간에 건축음향전문가 양성을 위한 과정안과 교수요강, 강의안작성, 교재집필을 완성하였다.

건축음향학의 연구는 이것으로 끝나지 않는다. 건축음향기술에서 기본은 이러한 학술이론체계에 기초해서 그것을 실천에 어떻게 구현하는가 하는 것이 중요하다. 건축공간에서 그 소리가 어떻게 들리는가를 평가하는 청감화기술에 의해서 설계의 정확성을 검증해야 하고, 소리울림의 정도를 평가하는 잔향시간, 말한 것이 얼마나 정확히 들리는가를 평가하는 언어정확도, 악기마다 내는 소리의 특성을 얼마나 잘 살리는가를 평가하는 음압명료도와 같은 여러 음질지표들을 측정하는 음질측정체계를 완성하는 것이 관건이다. 음질측정체계는 공연극장의 음향수준이 어느 정도인가를 평가하고 음향조건을 개선하는 데 이용되고 있다. 이러한 측정체계와 방법들은 당시 세계의 발전된 몇 나라들만 개발하여 이용하고 있었다. 교원연구사들은 남의 것이 아닌 음향모의프로그람과 측정장치들을 우리의 힘과 기술로 개발하자고 굳게 결심하고 고심과 탐구 끝에 세계와 당당히 겨룰 수 있는 우리 식의 음질측정 및 분석체계인 <안삼블3.0>이라는 연구성과를 단 몇달 내에 내놓았다.

오늘날 확성장치를 쓰지 않고 청중들에게 악기들의 울림을 그대로 전달하는 생음극장이 하나의 세계적 추세로 되고 있다. 음악에 조예가 깊고 세계추세에 밝은 김정일 위원장은 2007년 12월 개건되는 동평양대극장에서 관현악곡을 생음으로 보장할데 대한 과업을 천선옥 연구집단에 맡겼다. 동평양대극장을 생음극장으로 전환시키기 위해서 기본은 관람홀 구조를 그대로 두면서 음질지표값들을 최적상태로 보장하는 것이었다. 이들은 관람홀 내의 음질을 저음과 중음 고음에 따라서 정확히 분석한 데 기초하여 그에 맞게 무대뒷면에 반사판을 형성하고 벽면과 천정에 여러 반사흡음재료를 현대적 미감에 맞게 배치해서 극장에 건축음향학적 요구를 만족시키는 설계를 완성하였다. 뉴욕교향악단의 지휘자 로린 마젤이 2008년 2월 동평양대극장에서 공연을 끝낸 후 “극장의 음향조건이 완절무결하다. 만점짜리다… 조선에 이런 훌륭한 극장이 있다는데 놀라지 않을 수 없다” 라고 극찬하였다.

천선옥 박사는 동평양극장 외에도 주요건물의 건축음향설계에 크게 이바지하였다. 15만 관중석이 있는 5.1경기장이 경기장 안의 매 위치에서 똑같은 음향을 듣게하는 것은 과학적으로 대단히 어려운 일이다. 2013년 9월 이 경기장을 세게적인 종합경기장, 체육시설의 상징물로 되게 하기 위한 개건 보수 작업이 시작되었다. 그때 음향조건을 개선하는 문제가 중요한 과제로 나섰다. 천선옥 교원은 경기장의 음향학적 요구와 건축미학적 요구를 동시에 만족시킬 수 있는 천정트라스 안의 고성기 배치와 고성기함 제작이라는 새로운 기발한 기술을 내놓았다. 또 소리의 울림정도를 모의해서 실공간에서 어떻게 들리는가를 검증하는 청감화기술을 개발하고 그것을 5.1경기장의 음향설계에 적용하였다. 이것은 설계모의조건과 현장에서의 설치조건을 과학적으로 증명해야 하는 매우 어려운 문제였다. 누군가 천정에 올라가서 고성기의 설치조건과 방향 위치를 확정해야 했다. 천선옥선생은 연구원들의 만류에도 불구하고 과학자로서의 책임을 다하려는 의지로 주저없이 60m 높이의 천정트라스에 올라가 고성기함의 설치가능성과 방향, 위치를 정확히 확정하였다.

건축의 조형화, 예술화에 부합되면서도 실내에서 목적하는 음향효과를 얻어낼 수 있는 건축음향설계에 흡음판이 필수이다. 연구원들은 단천지구에 무진장한 경소마그네샤를 이용하여 종래와 다른 새 흡음판을 제작하였다. 흡음판이 독특한 음향학적 특성과 조형성을 다같이 보장하자면 부각장식무늬와 구멍이 있어야 하였는데 그 구멍의 직경과 형태, 구멍사이의 거리 등 흡음조건을 보장하는 데서 나서는 복잡한 이론실천적 문제들을 풀어야 하였다. 애로와 난관이 많았지만 이들은 낡은 도식과 틀에서 대담하게 벗어나 우리 식으로 사색하고 실천해나갔다. 경소마그네샤의 특성을 구체적으로 분석한데 기초하여 구멍의 형태도 새롭게 착상하고 부각장식무늬와 구멍 등이 조형적으로 잘 결합된 흡음판설계를 완성하였다. 경소마그네샤를 이용한100% 국산 흡음판이 성과적으로 제작됨으로써 북의 건축음향설계는 본격적인 단계에 들어서게 되었다.

천선옥 교원은 지금까지 동평양극장, 5.15경기장, 황해북도 예술극장, 김일성종합대학 체육관 등 수십개의 대상에 대한 음향과 조명기술문제를 해결하였다. 그는 우리 식의 흡음판을 이용한 건축음향기술을 더욱 세련시키는 과학연구활동을 줄기차게 이어가고 있다.

일단 시작한 일은 끝장을 볼 때까지 밀고나가는 완강한 실천가, 당에서 맡긴 과업이라면 물불을 가리지 않고 결사관철하는 투사, 참기 어려운 시련을 이겨내는 강한 정신력의 소유자, 천선옥 박사의 이런 모습은 모든 북녘 동포들의 모습이기도 하다. 천선옥 박사와 같은 수많은 애국적인 과학자 교육자들이 넘쳐나고, 100% 내힘으로 창조하는 그 무엇이나 세계적 수준에 이르게 하니, 끈질긴 대북제재는 인민들에게 고통을 더해주는 적들의 잔인한 가학성만 드러낼 뿐이다. 북에 과학인재가 바다를 이루어 경제강국으로 될 날이 멀지않아보인다.

김영순(재미동포)