【科普】小空(kōng)間(jiān)室(shì)內(nèi)聲學(xué)設計(jì)需要(yào)注意(yì)的(de)問(wèn)題(tí)
小空(kōng)間(jiān)聲學(xué)設計(jì)是(shì)建築聲學(xué)設計(jì)中(zhōng)的(de)一(yī)个(gè)大類(lèi)，小空(kōng)間(jiān)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括录(lù)音(yīn)室(shì)、琴房(fáng)、家(jiā)庭影院(yuàn)、小型專業混音(yīn)室(shì)等具有(yǒu)較高(gāo)聲學(xué)要(yào)求的(de)空(kōng)間(jiān)。由(yóu)于(yú)其(qí)空(kōng)間(jiān)小的(de)特(tè)點(diǎn)，聲音(yīn)在(zài)其(qí)中(zhōng)的(de)傳播規律与劇院(yuàn)等專業觀演建築空(kōng)間(jiān)有(yǒu)着顯著的(de)區(qū)别，小空(kōng)間(jiān)容易引起(qǐ)驻波(bō)、振顫回(huí)聲、聲染色等聲學(xué)缺陷。
下(xià)面(miàn)，小編就(jiù)針(zhēn)对(duì)從小空(kōng)間(jiān)聲學(xué)設計(jì)为(wèi)大家(jiā)進(jìn)行簡要(yào)的(de)介紹。
小空(kōng)間(jiān)，顧名(míng)思(sī)義是(shì)指室(shì)內(nèi)空(kōng)間(jiān)相对(duì)尺(chǐ)寸(cùn)較小的(de)房(fáng)間(jiān)，其(qí)房(fáng)間(jiān)尺(chǐ)寸(cùn)一(yī)般在(zài)3-5m，尺(chǐ)寸(cùn)略大的(de)能(néng)达(dá)到(dào)10m左(zuǒ)右(yòu)。其(qí)聲學(xué)設計(jì)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括混響时(shí)間(jiān)控制和(hé)室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)控制。由(yóu)于(yú)小空(kōng)間(jiān)內(nèi)房(fáng)間(jiān)尺(chǐ)寸(cùn)較小，与聲波(bō)波(bō)长(cháng)能(néng)发生(shēng)一(yī)定(dìng)的(de)比例關(guān)系(xì)，尤其(qí)是(shì)在(zài)200Hz以下(xià)的(de)低(dī)頻部(bù)分(fēn)。因(yīn)此(cǐ)小房(fáng)間(jiān)固有(yǒu)的(de)共(gòng)振模式会(huì)引起(qǐ)某頻段(duàn)聲音(yīn)能(néng)量(liàng)衰減不(bù)同于(yú)正(zhèng)常的(de)衰減过(guò)程，或(huò)者(zhě)共(gòng)振頻率集中(zhōng)于(yú)某一(yī)頻段(duàn)，造成(chéng)聲染色現(xiàn)象，使得聲音(yīn)的(de)某些(xiē)頻率成(chéng)分(fēn)被(bèi)大大地(dì)加强，從而(ér)導致原有(yǒu)音(yīn)色的(de)失真(zhēn)或(huò)産生(shēng)染色效應(yìng)。
各用(yòng)途廳堂的(de)混響时(shí)間(jiān)
值得注意(yì)的(de)是(shì)，混響时(shí)間(jiān)是(shì)室(shì)內(nèi)音(yīn)質(zhì)重(zhòng)要(yào)的(de)衡量(liàng)指标(biāo)，不(bù)同的(de)房(fáng)間(jiān)其(qí)要(yào)求的(de)混響时(shí)間(jiān)亦不(bù)同。因(yīn)此(cǐ)應(yìng)該選擇不(bù)同吸聲特(tè)性(xìng)的(de)材料進(jìn)行合理搭配，控制室(shì)內(nèi)混響时(shí)間(jiān)曲(qū)线的(de)平直(zhí)性(xìng)（響應(yìng)）。在(zài)小空(kōng)間(jiān)內(nèi)如(rú)混響时(shí)間(jiān)过(guò)长(cháng)，容易造成(chéng)室(shì)內(nèi)聲音(yīn)尾(wěi)音(yīn)过(guò)长(cháng)，含混不(bù)清(qīng)。对(duì)于(yú)混音(yīn)使用(yòng)的(de)房(fáng)間(jiān)来(lái)講，以上(shàng)問(wèn)題(tí)会(huì)嚴重(zhòng)影響混音(yīn)質(zhì)量(liàng)。
▌ 小空(kōng)間(jiān)室(shì)內(nèi)聲學(xué)指标(biāo)要(yào)求
根(gēn)據(jù)小空(kōng)間(jiān)使用(yòng)要(yào)求不(bù)同，其(qí)聲學(xué)指标(biāo)也(yě)不(bù)尽相同。例如(rú)混音(yīn)室(shì)，其(qí)聲學(xué)指标(biāo)要(yào)求背景噪聲滿足NR-20曲(qū)线要(yào)求，混響时(shí)間(jiān)一(yī)般要(yào)求0.4±0.1S。
而(ér)且(qiě)，合格的(de)室(shì)內(nèi)聲學(xué)設計(jì)都必須要(yào)求消除驻波(bō)、振顫回(huí)聲、聲染色等聲學(xué)缺陷。
▌ 小空(kōng)間(jiān)建築聲學(xué)設計(jì)難點(diǎn)
衆所(suǒ)周知，在(zài)規则的(de)小空(kōng)間(jiān)內(nèi)容易産生(shēng)驻波(bō)、梳狀濾波(bō)、共(gòng)振和(hé)簡並(bìng)等聲學(xué)缺陷，使得聲音(yīn)的(de)某些(xiē)頻率成(chéng)分(fēn)被(bèi)大大地(dì)加强，從而(ér)導致原有(yǒu)音(yīn)色的(de)失真(zhēn)或(huò)産生(shēng)染色效應(yìng)。在(zài)混音(yīn)空(kōng)間(jiān)內(nèi)，此(cǐ)種(zhǒng)缺陷造成(chéng)的(de)影響尤为(wèi)明顯，造成(chéng)以上(shàng)現(xiàn)象主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以下(xià)原因(yīn)：
室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)的(de)分(fēn)布(bù)
1、普通(tòng)小空(kōng)間(jiān)內(nèi)的(de)空(kōng)間(jiān)尺(chǐ)寸(cùn)較小，与低(dī)頻部(bù)分(fēn)波(bō)长(cháng)相近(jìn)或(huò)者(zhě)地(dì)低(dī)頻部(bù)分(fēn)波(bō)长(cháng)呈簡單的(de)倍數關(guān)系(xì)，房(fáng)間(jiān)産生(shēng)共(gòng)振現(xiàn)象。
2、當聲波(bō)接觸到(dào)界面(miàn)後(hòu)被(bèi)反(fǎn)射回(huí)来(lái)，牆(qiáng)面(miàn)的(de)吸收(shōu)系(xì)數太小，反(fǎn)射聲能(néng)仍較大，与入(rù)射聲波(bō)发生(shēng)干(gàn)涉現(xiàn)象，産生(shēng)驻波(bō)或(huò)梳狀濾波(bō)現(xiàn)象。
3、房(fáng)間(jiān)的(de)幾(jǐ)何尺(chǐ)寸(cùn)呈整數比，造成(chéng)室(shì)內(nèi)軸向(xiàng)共(gòng)振和(hé)切(qiè)向(xiàng)共(gòng)振頻率重(zhòng)合或(huò)相近(jìn)，産生(shēng)簡並(bìng)現(xiàn)象。
4、在(zài)混音(yīn)空(kōng)間(jiān)內(nèi)过(guò)强的(de)一(yī)次(cì)反(fǎn)射聲会(huì)誤導觀衆对(duì)聲像定(dìng)位(wèi)的(de)判斷，影響室(shì)內(nèi)立體(tǐ)聲场(chǎng)的(de)分(fēn)布(bù)。當—側的(de)音(yīn)箱(xiāng)发出(chū)的(de)直(zhí)达(dá)聲經(jīng)过(guò)另(lìng)一(yī)側的(de)牆(qiáng)面(miàn)反(fǎn)射後(hòu)，达(dá)到(dào)另(lìng)一(yī)側的(de)人(rén)耳(ěr)时(shí)会(huì)略晚(wǎn)于(yú)另(lìng)一(yī)側音(yīn)箱(xiāng)的(de)直(zhí)达(dá)聲到(dào)达(dá)人(rén)耳(ěr)，且(qiě)存在(zài)一(yī)个(gè)极(jí)小的(de)时(shí)間(jiān)間(jiān)隙。在(zài)反(fǎn)射聲强度(dù)足夠大或(huò)方(fāng)向(xiàng)性(xìng)足夠强的(de)情(qíng)況下(xià)，会(huì)擾亂大腦对(duì)聲音(yīn)来(lái)源的(de)判斷，造成(chéng)聲像定(dìng)位(wèi)偏移。
▌ 小空(kōng)間(jiān)室(shì)內(nèi)聲學(xué)處(chù)理方(fāng)式
为(wèi)避免以上(shàng)聲學(xué)缺陷的(de)産生(shēng)，可(kě)以在(zài)室(shì)內(nèi)聲學(xué)設計(jì)階(jiē)段(duàn)对(duì)設計(jì)方(fāng)案(àn)和(hé)材料選擇進(jìn)行有(yǒu)意(yì)识的(de)調整。調整主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以下(xià)方(fāng)式：改變(biàn)室(shì)內(nèi)體(tǐ)型和(hé)合理布(bù)置室(shì)內(nèi)不(bù)同吸聲特(tè)性(xìng)的(de)裝(zhuāng)修材料。
1、室(shì)內(nèi)體(tǐ)型比例的(de)選擇
为(wèi)避免以上(shàng)聲學(xué)缺陷的(de)産生(shēng)，可(kě)以由(yóu)前(qián)述所(suǒ)知，規则的(de)體(tǐ)型容易在(zài)室(shì)內(nèi)造成(chéng)聲學(xué)缺陷。尤其(qí)是(shì)空(kōng)間(jiān)的(de)长(cháng)宽(kuān)高(gāo)比例是(shì)整數比的(de)情(qíng)況下(xià)。因(yīn)此(cǐ)可(kě)在(zài)空(kōng)間(jiān)體(tǐ)型設計(jì)之(zhī)初，确定(dìng)室(shì)內(nèi)空(kōng)間(jiān)大小时(shí)調整长(cháng)宽(kuān)高(gāo)的(de)比例。理想(xiǎng)的(de)长(cháng)宽(kuān)高(gāo)比例是(shì)1：21/2：21/3，通(tòng)常建築設計(jì)条(tiáo)件(jiàn)很難滿足理想(xiǎng)比例，以下(xià)表(biǎo)中(zhōng)的(de)推荐比例可(kě)作(zuò)为(wèi)設計(jì)初期(qī)的(de)參考。
采取(qǔ)上(shàng)表(biǎo)中(zhōng)的(de)推荐比例，可(kě)以使室(shì)內(nèi)共(gòng)振模式均勻分(fēn)布(bù)在(zài)全(quán)頻带(dài)的(de)範圍內(nèi)，避免集中(zhōng)在(zài)某一(yī)頻带(dài)附近(jìn)，造成(chéng)聲染色現(xiàn)象。
2、室(shì)內(nèi)擴散(sàn)處(chù)理
为(wèi)消除室(shì)內(nèi)可(kě)能(néng)産生(shēng)的(de)聲學(xué)缺陷，可(kě)以采用(yòng)在(zài)空(kōng)間(jiān)內(nèi)部(bù)增加擴散(sàn)體(tǐ)的(de)做法(fǎ)，利用(yòng)对(duì)牆(qiáng)面(miàn)的(de)凸凹的(de)變(biàn)化(huà)，使房(fáng)間(jiān)簡正(zhèng)模式均勻分(fēn)布(bù)從而(ér)實(shí)現(xiàn)平滑的(de)低(dī)頻響應(yìng)，改善室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)。擴散(sàn)構造常用(yòng)的(de)做法(fǎ)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括：
1）設置傾斜牆(qiáng)面(miàn)以改變(biàn)室(shì)內(nèi)的(de)規则形狀，改變(biàn)室(shì)內(nèi)聲音(yīn)由(yóu)牆(qiáng)面(miàn)反(fǎn)射後(hòu)的(de)傳播方(fāng)向(xiàng)，從而(ér)改變(biàn)室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)的(de)振动模式。但此(cǐ)種(zhǒng)做法(fǎ)造成(chéng)室(shì)內(nèi)形狀不(bù)規则，尤其(qí)是(shì)在(zài)室(shì)內(nèi)出(chū)現(xiàn)銳角空(kōng)間(jiān)，不(bù)利于(yú)家(jiā)具、裝(zhuāng)飾物(wù)品等在(zài)室(shì)內(nèi)的(de)擺放(fàng)，減小室(shì)內(nèi)有(yǒu)效使用(yòng)面(miàn)积，降低(dī)室(shì)內(nèi)使用(yòng)效率。而(ér)且(qiě)低(dī)頻聲能(néng)容易在(zài)銳角部(bù)分(fēn)聚集，形成(chéng)新(xīn)的(de)聲场(chǎng)分(fēn)布(bù)不(bù)均。
2）在(zài)牆(qiáng)面(miàn)設置擴散(sàn)體(tǐ)。擴散(sàn)體(tǐ)可(kě)采用(yòng)簡單的(de)折闆造型或(huò)圆(yuán)弧造型对(duì)入(rù)射到(dào)擴散(sàn)體(tǐ)表(biǎo)面(miàn)的(de)聲音(yīn)能(néng)量(liàng)進(jìn)行散(sàn)射，同樣(yàng)能(néng)起(qǐ)到(dào)改善室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)的(de)作(zuò)用(yòng)。此(cǐ)種(zhǒng)做法(fǎ)可(kě)以与 裝(zhuāng)修設計(jì)結合，避免出(chū)現(xiàn)聲學(xué)痕迹。
在(zài)小空(kōng)間(jiān)室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)設过(guò)程中(zhōng)，應(yìng)結合裝(zhuāng)修設計(jì)与聲學(xué)設計(jì)，因(yīn)地(dì)制宜地(dì)選擇擴散(sàn)方(fāng)式，融聲學(xué)时(shí)于(yú)裝(zhuāng)修設計(jì)之(zhī)中(zhōng)，在(zài)保證美(měi)觀的(de)情(qíng)況下(xià)滿足聲學(xué)要(yào)求
3、室(shì)內(nèi)吸聲處(chù)理
小空(kōng)間(jiān)內(nèi)的(de)混響时(shí)間(jiān)控制是(shì)聲學(xué)設計(jì)中(zhōng)的(de)另(lìng)一(yī)个(gè)重(zhòng)要(yào)方(fāng)面(miàn)，不(bù)同的(de)使用(yòng)空(kōng)間(jiān)要(yào)求有(yǒu)不(bù)同的(de)混響时(shí)間(jiān)指标(biāo)。一(yī)般混音(yīn)室(shì)要(yào)求較短(duǎn)的(de)混響时(shí)間(jiān)，有(yǒu)利于(yú)電(diàn)聲系(xì)統塑造的(de)室(shì)內(nèi)聲场(chǎng)，尤其(qí)是(shì)塑造良好(hǎo)的(de)环(huán)繞效果。
常用(yòng)的(de)吸聲材料可(kě)分(fēn)为(wèi)薄闆共(gòng)振吸聲材料，主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)低(dī)頻部(bù)分(fēn)的(de)共(gòng)振吸收(shōu)；代(dài)表(biǎo)性(xìng)材料有(yǒu)石膏闆、木(mù)夾闆等薄闆。
多孔性(xìng)吸聲材料主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括玻璃棉(mián)、密胺海棉(mián)（三聚氰胺海棉(mián)）、聚酯纖維闆、布(bù)藝吸聲软(ruǎn)包(bāo)等。其(qí)吸聲特(tè)性(xìng)以吸收(shōu)中(zhōng)高(gāo)頻为(wèi)主(zhǔ)，主(zhǔ)要(yào)吸聲頻段(duàn)为(wèi)500HZ以上(shàng)，其(qí)吸聲系(xì)數可(kě)达(dá)0.9～1.0。
除上(shàng)述傳統吸聲材料及(jí)做法(fǎ)，新(xīn)型的(de)吸聲材料及(jí)做法(fǎ)也(yě)大量(liàng)出(chū)現(xiàn)，且(qiě)裝(zhuāng)飾性(xìng)大大增强。其(qí)中(zhōng)常見(jiàn)的(de)是(shì)木(mù)質(zhì)穿孔吸聲闆後(hòu)襯多孔性(xìng)吸聲材料、木(mù)質(zhì)吸聲闆、微穿孔薄膜等。
家(jiā)具的(de)吸聲也(yě)是(shì)小空(kōng)間(jiān)內(nèi)吸聲的(de)重(zhòng)要(yào)組成(chéng)部(bù)分(fēn)。尤其(qí)是(shì)室(shì)內(nèi)擺放(fàng)的(de)软(ruǎn)沙(shā)发，其(qí)吸聲量(liàng)一(yī)般能(néng)占到(dào)室(shì)內(nèi)總(zǒng)吸聲量(liàng)的(de)1/4~1/3，根(gēn)據(jù)其(qí)規格不(bù)同，所(suǒ)占吸聲量(liàng)份額会(huì)有(yǒu)所(suǒ)不(bù)同。在(zài)室(shì)內(nèi)混響时(shí)間(jiān)計(jì)算时(shí)應(yìng)充分(fēn)考慮家(jiā)具吸聲。
▌ 隔聲處(chù)理
对(duì)空(kōng)間(jiān)圍护牆(qiáng)體(tǐ)和(hé)樓闆等進(jìn)行隔聲設計(jì)是(shì)保證房(fáng)間(jiān)有(yǒu)較低(dī)背景噪聲的(de)基本(běn)手(shǒu)段(duàn)，隔聲處(chù)理的(de)另(lìng)外(wài)一(yī)个(gè)目的(de)就(jiù)是(shì)防止室(shì)內(nèi)的(de)聲音(yīn)对(duì)外(wài)界産生(shēng)影響。當室(shì)內(nèi)背景噪聲要(yào)求滿足NR-20曲(qū)线要(yào)求且(qiě)該房(fáng)間(jiān)位(wèi)于(yú)普通(tòng)民(mín)用(yòng)建築內(nèi)时(shí)，牆(qiáng)體(tǐ)隔聲量(liàng)一(yī)般要(yào)求达(dá)到(dào)60dB。假如(rú)該空(kōng)間(jiān)所(suǒ)在(zài)位(wèi)置周邊(biān)有(yǒu)高(gāo)噪聲及(jí)振动源或(huò)者(zhě)其(qí)內(nèi)部(bù)有(yǒu)類(lèi)似歌(gē)舞(wǔ)廳等场(chǎng)所(suǒ)，其(qí)牆(qiáng)體(tǐ)隔聲量(liàng)還(huán)應(yìng)更(gèng)高(gāo)，即應(yìng)使用(yòng)多层(céng)複合結構，結合隔聲吊顶和(hé)浮築地(dì)面(miàn)做法(fǎ)对(duì)室(shì)內(nèi)空(kōng)間(jiān)進(jìn)行整體(tǐ)隔聲處(chù)理。
▌ 混音(yīn)室(shì)的(de)設計(jì)要(yào)求
建聲設計(jì)主(zhǔ)要(yào)为(wèi)電(diàn)聲系(xì)統工作(zuò)創造良好(hǎo)的(de)還(huán)原聲效，因(yīn)此(cǐ)，一(yī)个(gè)理想(xiǎng)的(de)小型混音(yīn)室(shì)的(de)聲學(xué)要(yào)求應(yìng)該包(bāo)括：
1）室(shì)內(nèi)短(duǎn)混響設計(jì)，保證電(diàn)聲使用(yòng)要(yào)求；
2）混響时(shí)間(jiān)頻率特(tè)性(xìng)曲(qū)线尽可(kě)能(néng)平直(zhí)，即不(bù)同頻率的(de)混響时(shí)間(jiān)應(yìng)尽可(kě)能(néng)相同，低(dī)頻部(bù)分(fēn)要(yào)求略有(yǒu)提(tí)高(gāo)，有(yǒu)利于(yú)增高(gāo)室(shì)內(nèi)音(yīn)質(zhì)的(de)豐滿度(dù)；
3）保證室(shì)內(nèi)各處(chù)有(yǒu)足夠的(de)響度(dù)和(hé)均勻度(dù)，防止回(huí)聲、顫动回(huí)聲、聲聚焦等房(fáng)間(jiān)聲學(xué)缺陷；4）控制噪聲，尽可(kě)可(kě)能(néng)降低(dī)房(fáng)間(jiān)內(nèi)部(bù)噪聲，同时(shí)隔絕房(fáng)間(jiān)外(wài)部(bù)的(de)噪聲進(jìn)入(rù)。
小結：小空(kōng)間(jiān)的(de)聲學(xué)設計(jì)涉及(jí)建築設計(jì)、音(yīn)質(zhì)設計(jì)、隔聲設計(jì)和(hé)隔振設計(jì)等各个(gè)方(fāng)面(miàn)，良好(hǎo)的(de)音(yīn)質(zhì)設計(jì)是(shì)各專業緊密配合的(de)結果。而(ér)且(qiě)聲學(xué)的(de)設計(jì)要(yào)求應(yìng)該尽早(zǎo)地(dì)提(tí)供給(gěi)建築設計(jì)和(hé)空(kōng)調暖通(tòng)專業等，提(tí)前(qián)進(jìn)行相關(guān)的(de)考慮和(hé)条(tiáo)件(jiàn)的(de)預留。
同时(shí)，需要(yào)大家(jiā)注意(yì)的(de)是(shì)，聲學(xué)效果必須和(hé)裝(zhuāng)修設計(jì)相配合，不(bù)但要(yào)求有(yǒu)良好(hǎo)的(de)室(shì)內(nèi)音(yīn)質(zhì)，還(huán)必須有(yǒu)美(měi)觀的(de)視覺效果，为(wèi)用(yòng)戶提(tí)供一(yī)个(gè)良好(hǎo)的(de)聲學(xué)环(huán)境和(hé)舒适的(de)家(jiā)居(jū)环(huán)境。
