兩個實例證據——聲學差之毫厘謬以千里

在聲學設計中,有很多時候是差之毫厘謬以千里,很多看起來不是很起眼的東西,確因為放的位置或距離的不同,導致效果出現巨大的變化。先科普一下吸聲的原理:

當聲音被吸收掉的時候,其能量主要被轉換成了熱能。最常用的吸聲方式是聲阻式、板式或膜式吸聲。聲阻式吸聲體內部是混亂排列的纖維結構,在其內部,空氣分子的運動必須穿過這些纖維的纖維群和小孔洞。玻璃纖維、礦物棉以及其他人造或天然纖維都可以被用作吸聲。網狀多孔材料也可以,它是一種塑料泡沫,其內部的小泡壁己被破壞,剩下較為鬆散的骨架,以便空氣分子在其中運動。網狀多孔材料根據孔洞的大小有多種密度型號,它的其中一個用途就是過濾介質。

有趣的是如果孔洞很大的網狀多孔材料可以用作完全透聲且視覺上半透明的格柵護衣。玻璃纖維和礦物棉具有隔熱性,所以它們既可以呈柔軟的絮狀,也可以被壓縮成不同密度的纖維板。纖維板本身具有一定的強度,可以用在建築結構中,外麵包上一層織物就能實現美觀的聲學處理要求。

這些纖維材料,無論是軟絮狀的,還是壓成板狀的,抑或是厚的聲學多孔材料形式,只要厚度一定, 其隨機入射角的吸聲係數就是一定的。較高密度的纖維板在大角度人射的情況下,對高頻有一定的反射能力。材料越厚,其低頻吸聲能力越強。但是,如果真的要有效地吸收低頻,吸聲體的體積需要大到不現實的程度(大約1/4 波長的厚度)。我們需要另外的手段來吸收低頻能量。

科普完原理,再用一個材料構成的實測對比數據來解釋一下不同結構可能導致巨大的差異。在聲學材料的聲學材料複合疊加中,也不是1+1的關係,這個圖表是一個厚度只有0.2MM的無紡布,幾乎沒有任何吸聲能力,和一片紙差不多,只是這個比紙更透氣。

接下來,我們來看一個穿孔板,和地鐵頂上那種差不多的。板厚0.7MM、孔徑2.8MM、穿孔率18%、板幅600mm*600mm鋁合金穿孔板,空腔100mm,幾乎不吸聲!我們再把兩層東西貼在一起,放在離後硬界面100MM距離後是什麼樣的效果。

馬上我們進入案例實測的環節,透聲布大家都是認為這個是不吸音的,或可以忽略不計的。我們用一個實測,來證明,透聲布在一定的結構下,同樣會比較大程度的吸音。這是一個國內知名發燒友的聽音室,可以看到右邊牆面還有部分模塊沒有蓋上透聲布。

接下來上硬核證據,這是視聽室牆面模塊放上透聲布後,清華大學聲學所,測出的具備國際互認資質檢測報告:空間對角線4個點,每個點從125HZ-4KHZ的6個倍頻,共計24個倍頻點,混響時間全部在0.33秒到0.44秒內,達到0.38秒正負0.05秒內;

接下來,我們把牆面模塊的透聲布全拆掉。放上實測數據的對比。

黑色線的為四周有透聲布網罩時的全頻混響時間:125HZ到4KHZ為0.38秒正負0.04秒;

並且吻合清華聲學所的聲學檢測報告;

綠色線的為四周無透聲布網罩時的全頻混響時間:125HZ到4KHZ為0.44秒正負0.04秒;

從上面實測的數據可以看出,單獨來看,不吸聲的透聲布,在一定複合的結構下,可以出現全頻段整體混響時間降低0.06秒;然而頻響曲線卻幾乎沒有任何變化(為了方便查看,有意拉開了兩次測試的電平音量:

緊接着我們看第二個案例,這是一個國內比較大的藍光機品牌公司的視聽室,完工後,老闆安排公司的電聲部分出的聲學報告的一部分。因為施工方擅自用劣質透聲布,導致除了直觀質量比較差完,還導致高頻衰減相當嚴重。

下面以數據說話:

音箱原生頻響實測:

現場音箱放置於透聲布後面實測:透聲布導致1.5KHZ起,高頻大幅度衰減:

優質透聲布實測對比實測:黃色線為無透聲布遮擋,藍色線為有透聲布遮擋,可以明顯看出,優質透聲布,只會導致高頻輕微衰減及梳狀頻響,不會導致大幅度高頻衰減掉落:

經過2個實測實例,可以看出,聲學並不是簡單的1+1,有些表面看起來沒什麼問題的作法,可能實際的效果就差之毫厘謬以千里。

經驗分享者:楊迎春

全國圈內知名小空間聲學設計達人
《影音極品》聲學顧問&聲學專欄作者、家電論壇版主、Cedia巡迴展受邀12城講師