兩個(gè)實(shí)例證據(jù)——聲學(xué)差之毫厘謬以千里

在聲學(xué)設(shè)計(jì)中,有很多時(shí)候是差之毫厘謬以千里,很多看起來(lái)不是很起眼的東西,確因?yàn)榉诺奈恢没蚓嚯x的不同,導(dǎo)致效果出現(xiàn)巨大的變化。先科普一下吸聲的原理:

當(dāng)聲音被吸收掉的時(shí)候,其能量主要被轉(zhuǎn)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(nèi)部是混亂排列的纖維結(jié)構(gòu),在其內(nèi)部,空氣分子的運(yùn)動(dòng)必須穿過(guò)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(wǎng)狀多孔材料也可以,它是一種塑料泡沫,其內(nèi)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(yùn)動(dòng)。網(wǎng)狀多孔材料根據(jù)孔洞的大小有多種密度型號(hào),它的其中一個(gè)用途就是過(guò)濾介質(zhì)。

有趣的是如果孔洞很大的網(wǎng)狀多孔材料可以用作完全透聲且視覺(jué)上半透明的格柵護(hù)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(qiáng)度,可以用在建築結(jié)構(gòu)中,外麵包上一層織物就能實(shí)現(xiàn)美觀的聲學(xué)處理要求。

這些纖維材料,無(wú)論是軟絮狀的,還是壓成板狀的,抑或是厚的聲學(xué)多孔材料形式,只要厚度一定, 其隨機(jī)入射角的吸聲係數(shù)就是一定的。較高密度的纖維板在大角度人射的情況下,對(duì)高頻有一定的反射能力。材料越厚,其低頻吸聲能力越強(qiáng)。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(xiàn)實(shí)的程度(大約1/4 波長(zhǎng)的厚度)。我們需要另外的手段來(lái)吸收低頻能量。

科普完原理,再用一個(gè)材料構(gòu)成的實(shí)測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)解釋一下不同結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致巨大的差異。在聲學(xué)材料的聲學(xué)材料複合疊加中,也不是1+1的關(guān)係,這個(gè)圖表是一個(gè)厚度只有0.2MM的無(wú)紡布,幾乎沒(méi)有任何吸聲能力,和一片紙差不多,只是這個(gè)比紙更透氣。

接下來(lái),我們來(lái)看一個(gè)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?cè)侔褍蓪訓(xùn)|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(jìn)入案例實(shí)測(cè)的環(huán)節(jié),透聲布大家都是認(rèn)為這個(gè)是不吸音的,或可以忽略不計(jì)的。我們用一個(gè)實(shí)測(cè),來(lái)證明,透聲布在一定的結(jié)構(gòu)下,同樣會(huì)比較大程度的吸音。這是一個(gè)國(guó)內(nèi)知名發(fā)燒友的聽(tīng)音室,可以看到右邊牆面還有部分模塊沒(méi)有蓋上透聲布。

接下來(lái)上硬核證據(jù),這是視聽(tīng)室牆面模塊放上透聲布後,清華大學(xué)聲學(xué)所,測(cè)出的具備國(guó)際互認(rèn)資質(zhì)檢測(cè)報(bào)告:空間對(duì)角線4個(gè)點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)從125HZ-4KHZ的6個(gè)倍頻,共計(jì)24個(gè)倍頻點(diǎn),混響時(shí)間全部在0.33秒到0.44秒內(nèi),達(dá)到0.38秒正負(fù)0.05秒內(nèi);

接下來(lái),我們把牆面模塊的透聲布全拆掉。放上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比。

黑色線的為四周有透聲布網(wǎng)罩時(shí)的全頻混響時(shí)間:125HZ到4KHZ為0.38秒正負(fù)0.04秒;

並且吻合清華聲學(xué)所的聲學(xué)檢測(cè)報(bào)告;

綠色線的為四周無(wú)透聲布網(wǎng)罩時(shí)的全頻混響時(shí)間:125HZ到4KHZ為0.44秒正負(fù)0.04秒;

從上面實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)可以看出,單獨(dú)來(lái)看,不吸聲的透聲布,在一定複合的結(jié)構(gòu)下,可以出現(xiàn)全頻段整體混響時(shí)間降低0.06秒;然而頻響曲線卻幾乎沒(méi)有任何變化(為了方便查看,有意拉開(kāi)了兩次測(cè)試的電平音量:

緊接著我們看第二個(gè)案例,這是一個(gè)國(guó)內(nèi)比較大的藍(lán)光機(jī)品牌公司的視聽(tīng)室,完工後,老闆安排公司的電聲部分出的聲學(xué)報(bào)告的一部分。因?yàn)槭┕し缴米杂昧淤|(zhì)透聲布,導(dǎo)致除了直觀質(zhì)量比較差完,還導(dǎo)致高頻衰減相當(dāng)嚴(yán)重。

下面以數(shù)據(jù)說(shuō)話:

音箱原生頻響實(shí)測(cè):

現(xiàn)場(chǎng)音箱放置於透聲布後面實(shí)測(cè):透聲布導(dǎo)致1.5KHZ起,高頻大幅度衰減:

優(yōu)質(zhì)透聲布實(shí)測(cè)對(duì)比實(shí)測(cè):黃色線為無(wú)透聲布遮擋,藍(lán)色線為有透聲布遮擋,可以明顯看出,優(yōu)質(zhì)透聲布,只會(huì)導(dǎo)致高頻輕微衰減及梳狀頻響,不會(huì)導(dǎo)致大幅度高頻衰減掉落:

經(jīng)過(guò)2個(gè)實(shí)測(cè)實(shí)例,可以看出,聲學(xué)並不是簡(jiǎn)單的1+1,有些表面看起來(lái)沒(méi)什麼問(wèn)題的作法,可能實(shí)際的效果就差之毫厘謬以千里。

經(jīng)驗(yàn)分享者:楊迎春

全國(guó)圈內(nèi)知名小空間聲學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)人
《影音極品》聲學(xué)顧問(wèn)&聲學(xué)專欄作者、家電論壇版主、Cedia巡迴展受邀12城講師?