影音室声学设计方案

2018-05-24 10:13 泓润声学
能够在喜欢的时间、喜欢的音量下听自己喜欢的音乐,的确是任何一位乐迷所希望实现的事。但假如真的要实现这件事,就必须要有一间专用来听音乐的房间及一套质素高的音响器材了,当然聆听房间也需要装饰一番才算合理。“聆听室”便是基于这个目的而特别建造而成的房间。 众所周之,相同的一对喇叭,放在不同的房间去听,都有不同的聆听效果。不同房间所产生之音质差别,相信比换用不同喇叭所得出之音质差别还要大。因此之故,聆听室的音响特性便比音响器材之特性更为重要。所以不但要妥善处理扬声后面的空间,而且还需要考虑到扬声器前面及环绕着聆听者之空间的音响特性。
 
     换句话说,当我们选择一套适合自己的高质素音响器材之余,对聆听室的音响特性亦应要十分重视。但单为了听好音乐而将现实中的家庭去变成发烧房,这并非是普通人能够办得到的事。 但在这个世界里,的而且确有很多“高发烧友”是为了听好的音质而花钱去建造聆听室。不幸的是,装修公司的师傅一般对音响设计学认识不深,甚至一窍不通的更多不胜数。假如你幸运,也许会遇到个懂得音响设计的装修师傅,但他为你建成聆听室,你亦未必会满意,如果你满意的话,你真是太幸运了,因为这种事发生的机会实在太少了! 为什么以前一般人设计的聆听室不能有令人满意的效果呢?我就认为他们的设计根本犯了毛病。
 
旧式吸音方法不理想
 
我之所以说他们犯了错,因为,为了吸低音便用木板,为了吸中音便用“有窿”板,为了吸高音便用玻璃纤维、厚簾、地毯之类的三类吸音材料。这些不同的吸音材料是有不同的吸音特性,利用这三种吸音材料,计算出需要之吸音面积后,便适当地配置在墙上。
 
一般人就用以上的方法去建造聆听室,虽然在频率响应特性及残响时间方面都与理想的数值很接近,但听起来,发觉音质没有预期中的好。我过去曾经造过超过十音以上的聆听室,但没有一音令我满意,当然,它们并不算差,但与普通未经过音响设计的房间相比之下,分别并不显著,即是说,虽然是经过音响设计,但实际上收效不大。 有很多人经常问我,怎样的房间才可听到最好的音响效果,我便答他们:条件并不是得一样那么简单,是有很多复杂的因素会影响音响效果的。我在满脑子困惑之中,巧刚公司又叫我设计一间试听室,我不得已用回传统的设计理论去设计一间试听室,但当建成后在室内四望之际,突然之间我变得很不高兴。
 
以下请大家考虑一下一间传统式设计之聆听室中,声音传递情形: 当声音接触到吸低音用的木板时,低音是被吸去,剩下来没有低音的声音便会经木板反射出去;接触到吸中音的有窿时,中音又被吸去,剩下来没有中音的声音便会经有窿板反射出去;当声音遇到吸高音的材料时,高音被吸去,剩下来没有高音的声音又会反射出去。因为声音发生这种吸收及反射情形,所以所有反射波都变成不完全的声音。 这些反射声音,由于在时间上各异,到达聆听者耳朵的时间便不会一致,所以声音之能量感方面倒甚均衡,但每个反射声波汇合而成的声频便不能有平坦的频率响应特性了,这乃是我们听音乐时不能完全满意的主要原因。即使扬声器的相位特性怎样好也没有用,因为零碎的不完全反射波弄坏音场的定位感。
 
当我考虑过以上的情形之后,突然间在我脑海中浮现出一种特别的吸音方法,以下向各位介绍的试听室,就是采用了这个最新的意念设计造成。
 
新式吸音方法音响效果最好
 
聆听室,面积是八十五平方米,吸音用的材料只得一种;玻璃纤维。室内的各面墙壁,主要有两种表面:一种是将全部声音反射的硬板;一种是能从低至高频段平均地吸收声音之吸音材料。这种吸音处理方法使所有反射音只是*硬板面反射出来的完全声波,因此应该听得到最靓的残响效果(回音)。 这间试听室,又是公司叫我做的。不但有十分平坦的残响音特性,而且声音十分标准忠实,相当靓声。 用这间试听室去试听不同之扬声器,各种扬声器音质之差别十分容易判断,而且音质是最真,比起放在其他房间时,音质可听得出是更好更准。 因此,敝社的扬声器设计师便以此试听室的音质做标准,皆因在此可判断出它真正的音质。所以即使他们拿扬声器到其他房间试听也好,也必定带他们的扬声器到此试听室试听一番。
 
这间试听室有很多人来听过都异口同声说音响效果很好,称赞我的设计好,印象最深刻的,就是英国著名音响评论家Angus Mckenzie来的时候。这位评论家是欧洲被公认为耳朵最敏锐的专家,相信大家都知道。由于Angus是一位失明人仕所以要*一位朋友陪他一起来,当他坐在试听室内的椅子时,更兴致勃勃地发问关于试听室的详细设计,知道所有设计的意念后,Angus拍案叫绝,听过后更赞赏不已,说我设计这间房的声十分令他满足,低音更比英国同类形试音室更靓,由于Angus极之佩服我的设计,使我也不期然对自己更充满信心,以下的篇幅就让我向大家介绍一下这间音响效果极为理想的试听室吧!
 
新试听室的构造
 
这间试听室的构造,最外面的墙壁,当然是隔音特性最好的三合土墙壁。外墙内又有内墙壁,是用厚二点六厘的硬木板与尼龙网合组而成。木板与外墙之间是塞满了玻璃纤维,这层吸音用的玻璃纤维,其厚度是可以决定低音残响时间的长短,一般而言,四面侧墙有十五至二十厘米厚,而天花有三十厘米厚已经足够。 如果使用的是巨型扬声器,还需要增加吸音料的厚度;相反,如只用小型扬声器时,十至十五厘米已相当足够。一般试听室由于不会吸收一百赫以下的低频,所以用小型扬声器时便刚可以弥补低音不足的情形,因此之故,新设计的试听室由于高至低频皆能平均吸收,所以听一般小型扬声器时如发现低音不足是正常的,必要时可用均衡器去补偿这段频率。 反射声音用的木板,尽可能越厚越好,要达到不产生共振至为理想。用两块九至十二毫米厚的木板贴在一起会有理想的效果。当然,这些木板要用角铁坚固地装紧在地上,要够稳阵。吸音部分(即木板之间)可使用扬声器面网所使用的略带伸缩性之塑料,用两块叠在一起最为理想。
 
关于房间的形状
 
房间形状方面最为紧要,必须造成不产生平行面。一旦房间有平行面,便会做成有回音、驻波等不良现象。因此之故,墙壁与天花可设计成倾斜型,又可以设计成波浪型,又或者天花倾斜、墙壁波型;甚至天花波浪型、墙壁倾斜型亦可以。倾斜的角度最好有五度以上。
 
在此有一点大家必须注意:就是反射面之间的角度问题,倾斜角度不正确也会产生不必要之回音,假如环境不许可造成倾斜或波浪型的时候,可以在四边墙壁外适当地放置傢俬,令平行面消失。使用吸音与反射面相对方法也可杜绝回音,但也许对于立体声音像方面会有多少影响。
 
残响时间的设计
 
吸音面积究竟要多大才算理想呢?吸音面积越大残响时间越短;吸音面积越细残响时间越长。这是声学中的基本原理。试听室的最适当残响时间,一般而言,专用来听音乐时,残响时间较长;专用来试听音响器材的质素时,残响时间较短。由于房间中的梳化椅会增加吸音面积,所以在计算残响时间之前便需要预长一点去抵消梳化的吸音面积。大家可以用残响时间及房间的尺寸去找出“平均吸音率”。所谓“平均吸音率”,意思是指房间内的各种材料归纳起来,而平均计算出综合的吸音能力数值。换句话说,用平均吸音率去乘整间房的总表面积便可得出吸音部分表面积的数值了。(这间试音室之内墙壁表面是包含两种材料;反射声音及吸收声音) 举例说:假如你想平均吸音率是0.2,你便需要将房间之总表面积的十分二弄成吸音面积了。因此之故,这种新设计的试听室,只需要计算出吸音面积便可以着手动工,设计十分简单。完成后的试听室亦可以用这些图表去找出想找的数值。
 
为了方便读者起见,我已将一般房间的所有数值计算出来,。一叠是相等于十八方尺(日式常用面积单位),一般一百至三百余方尺之房间,平均吸音率大约是 0.15~0.17(听音乐)及0.23~0.25(试器材);换句话说,一般试听室的吸音面积,是大概占全间房总表面积之百分十五至十七。不过以上我是假设木板是完全反射声波,吸音率是零;但实际上,木板及地板也会有轻微吸音能力,所以以上述的计算方法得出的残响时间在现实中可能有多少出入,现实的残响时间可能会短一些。木板在高音频的吸音率是 0.05,大概占全房总表面积之百分四的表面积会因此被吸去声音。因此,假若原先计算出来要将全间房的总面积之十分二做吸音面积,因木板与地板会占去百分四的吸音面积,所以只需有百分十六之吸音表面积便足够。
 
因此之故,以上面得出的数字减去百分四,便得出以下的数字:纯粹欣赏音乐的房间,吸音面积约占总表面积之11~13;试听器材的房间,吸音面积可以只占全体总表面积的19~21便足够了。吸音面积每段的阔度可定在两至三尺,反射声音之木板每块阔度最好是三尺。如果音源的前正面全幅墙前铺满反射用木板,音质会比较倾向丰满方面;如果是重视音场定位感之试听室,喇叭前面吸音后面反射会更适合。完成后的聆听室,可以试将扬声器两面调换来听,找出理想的一面放扬声器。
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