两个实例证据——声学差之毫厘谬以千里

在声学设计中,有很多时候是差之毫厘谬以千里,很多看起来不是很起眼的东西,确因为放的位置或距离的不同,导致效果出现巨大的变化。先科普一下吸声的原理:

当声音被吸收掉的时候,其能量主要被转换成了热能。最常用的吸声方式是声阻式、板式或膜式吸声。声阻式吸声体内部是混乱排列的纤维结构,在其内部,空气分子的运动必须穿过这些纤维的纤维群和小孔洞。玻璃纤维、矿物棉以及其他人造或天然纤维都可以被用作吸声。网状多孔材料也可以,它是一种塑料泡沫,其内部的小泡壁己被破坏,剩下较为松散的骨架,以便空气分子在其中运动。网状多孔材料根据孔洞的大小有多种密度型号,它的其中一个用途就是过滤介质。

有趣的是如果孔洞很大的网状多孔材料可以用作完全透声且视觉上半透明的格栅护衣。玻璃纤维和矿物棉具有隔热性,所以它们既可以呈柔软的絮状,也可以被压缩成不同密度的纤维板。纤维板本身具有一定的强度,可以用在建筑结构中,外面包上一层织物就能实现美观的声学处理要求。

这些纤维材料,无论是软絮状的,还是压成板状的,抑或是厚的声学多孔材料形式,只要厚度一定, 其随机入射角的吸声系数就是一定的。较高密度的纤维板在大角度人射的情况下,对高频有一定的反射能力。材料越厚,其低频吸声能力越强。但是,如果真的要有效地吸收低频,吸声体的体积需要大到不现实的程度(大约1/4 波长的厚度)。我们需要另外的手段来吸收低频能量。

科普完原理,再用一个材料构成的实测对比数据来解释一下不同结构可能导致巨大的差异。在声学材料的声学材料复合叠加中,也不是1+1的关系,这个图表是一个厚度只有0.2MM的无纺布,几乎没有任何吸声能力,和一片纸差不多,只是这个比纸更透气。

接下来,我们来看一个穿孔板,和地铁顶上那种差不多的。板厚0.7MM、孔径2.8MM、穿孔率18%、板幅600mm*600mm铝合金穿孔板,空腔100mm,几乎不吸声!我们再把两层东西贴在一起,放在离后硬界面100MM距离后是什么样的效果。

马上我们进入案例实测的环节,透声布大家都是认为这个是不吸音的,或可以忽略不计的。我们用一个实测,来证明,透声布在一定的结构下,同样会比较大程度的吸音。这是一个国内知名发烧友的听音室,可以看到右边墙面还有部分模块没有盖上透声布。

接下来上硬核证据,这是视听室墙面模块放上透声布后,清华大学声学所,测出的具备国际互认资质检测报告:空间对角线4个点,每个点从125HZ-4KHZ的6个倍频,共计24个倍频点,混响时间全部在0.33秒到0.44秒内,达到0.38秒正负0.05秒内;

接下来,我们把墙面模块的透声布全拆掉。放上实测数据的对比。

黑色线的为四周有透声布网罩时的全频混响时间:125HZ到4KHZ为0.38秒正负0.04秒;

并且吻合清华声学所的声学检测报告;

绿色线的为四周无透声布网罩时的全频混响时间:125HZ到4KHZ为0.44秒正负0.04秒;

从上面实测的数据可以看出,单独来看,不吸声的透声布,在一定复合的结构下,可以出现全频段整体混响时间降低0.06秒;然而频响曲线却几乎没有任何变化(为了方便查看,有意拉开了两次测试的电平音量:

紧接着我们看第二个案例,这是一个国内比较大的蓝光机品牌公司的视听室,完工后,老板安排公司的电声部分出的声学报告的一部分。因为施工方擅自用劣质透声布,导致除了直观质量比较差完,还导致高频衰减相当严重。

下面以数据说话:

音箱原生频响实测:

现场音箱放置于透声布后面实测:透声布导致1.5KHZ起,高频大幅度衰减:

优质透声布实测对比实测:黄色线为无透声布遮挡,蓝色线为有透声布遮挡,可以明显看出,优质透声布,只会导致高频轻微衰减及梳状频响,不会导致大幅度高频衰减掉落:

经过2个实测实例,可以看出,声学并不是简单的1+1,有些表面看起来没什么问题的作法,可能实际的效果就差之毫厘谬以千里。

经验分享者:杨迎春

全国圈内知名小空间声学设计达人
《影音极品》声学顾问&声学专栏作者、家电论坛版主、Cedia巡回展受邀12城讲师