如何處理室內(nèi)建筑聲學(xué)

　　幾種視聽系統(tǒng)要分清

　　在談建筑聲學(xué)之前，我們得分清楚四種基本的視聽系統(tǒng)，好確定適合自己空間的是什么系統(tǒng)。家用空間依據(jù)房型可分為公寓、loft、聯(lián)排別墅、獨(dú)棟別墅。其空間的多樣性也隨之遞增，功能最多的是獨(dú)棟別墅，我們就以它來進(jìn)行說明。

　　首先是多空間音樂系統(tǒng)，它包括室內(nèi)音樂系統(tǒng)和室外音樂系統(tǒng)，多空間音樂系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)上的擴(kuò)聲系統(tǒng)，它可以讓業(yè)主在各個(gè)房間以及室外感受到相互獨(dú)立的音樂及圖像的再現(xiàn)，并可通過墻面板或中控系統(tǒng)進(jìn)行選曲，選頻道，控制音量，開關(guān)等各類操作，讓業(yè)主可隨時(shí)隨地的看到和聽到想要的音視頻資訊，這種系統(tǒng)對(duì)建筑聲學(xué)環(huán)境要求很低。

　　第二，立體音樂系統(tǒng)，可布置在大廳、書房或?qū)Ｓ肏iFi室，此類系統(tǒng)，如果業(yè)主對(duì)音質(zhì)有很高的要求，最好選擇一個(gè)獨(dú)立房間來做，對(duì)這個(gè)房間的空間比例，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有極高的要求，在今后的文章中我會(huì)專門闡述如何打造Hi-Fi室。

　　第三，多聲道再現(xiàn)系統(tǒng)，又可再分為在客廳、書房、臥室、泳池等的特殊環(huán)境內(nèi)的應(yīng)用和在專用房間內(nèi)的應(yīng)用。

　　第四，演藝系統(tǒng)或叫卡拉OK系統(tǒng)，可分為共用空間的應(yīng)用，如在Hi-Fi室或影院室或大廳等空間和專用空間中的應(yīng)用。

　　以上四種音視聽系統(tǒng)，基本上概括了我們?cè)诩彝キh(huán)境中所有的音視聽系統(tǒng)的應(yīng)用方式，每一種應(yīng)用方式都有其應(yīng)用特性，不同構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)、前期設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、產(chǎn)品的選擇都有講究�？傮w上說對(duì)于Hi-Fi系統(tǒng)（即高保真音樂再現(xiàn)系統(tǒng)）、影院系統(tǒng)和卡拉OK系統(tǒng)，如果條件允許的話最好有各自獨(dú)立的空間。從專業(yè)建聲的角度考慮，這三種系統(tǒng)所需建聲環(huán)境存在要求上的矛盾，滿足一類系統(tǒng)的同時(shí)，就會(huì)損及另一種系統(tǒng)的要求，所以實(shí)際設(shè)計(jì)中，3種系統(tǒng)處同于一空間內(nèi)而做到完美，我個(gè)人認(rèn)為是不可能的，至于其中2種應(yīng)用在同一空間中，就需要建聲設(shè)計(jì)師有極豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及深厚的理論基礎(chǔ)了。在以后的文章中只能和大家談一些注意事項(xiàng)了。

　　家庭影院

　　本期我們主要來說說目前應(yīng)用較廣的家庭影院系統(tǒng)，即多聲道再現(xiàn)系統(tǒng)。

　　電子擴(kuò)聲設(shè)備的誕生到今天已有一百多年了，一直沿用至今的是基于兩耳理論的立體聲，也就是2聲道擴(kuò)聲系統(tǒng)。所謂兩耳理論，指的是人耳分布在頭部兩側(cè)，由于聲源發(fā)出的聲波到達(dá)雙耳有一定的時(shí)間差，強(qiáng)度差和相位差，人腦據(jù)此即可計(jì)算出聲源的方向和遠(yuǎn)近，進(jìn)行聲像的定位。這種由雙耳聽聞而獲得的聲像定位能力，在頻率高于1400Hz時(shí)，主要取決于雙耳聲音的強(qiáng)度差，低于1400Hz時(shí)，則主要取決于聲音到達(dá)的時(shí)間差，通常人耳分辨水平方向聲源位置的能力為1°～3°的方位變化。

　　基于此理論而發(fā)展來的立體錄音法和立體聲播放設(shè)備，就是我們通常用到的Hi-Fi音響系統(tǒng)，現(xiàn)在的保真音響系統(tǒng)大多仍沿用此類系統(tǒng)。另一種即多聲道擴(kuò)聲系統(tǒng)，最早的多聲道系統(tǒng)1950年出現(xiàn)在美國的商用影院，為4聲道系統(tǒng)。4.1聲道商用影院系統(tǒng)在1975年由Dolby公司首先發(fā)明，1995年5.1多聲道系統(tǒng)才和DVD一起進(jìn)入家庭，所以今天的家庭影院系統(tǒng)是在這15年間發(fā)展而來的。

　　要建立一個(gè)家庭私人影院，兩方面的技術(shù)必須具備——視頻投影技術(shù)的發(fā)展和音頻多聲道技術(shù)的發(fā)展。今天我們來說說音頻方面。要做好家庭影院的音頻，又必須從兩方面著手：一是電子音響設(shè)備，包括：功放、解碼器、音頻處理器、信號(hào)源、音箱等。二是室內(nèi)建筑聲學(xué)環(huán)境的打造。

　　電子音響設(shè)備要選好

　　播放設(shè)備

　　十多年來，家庭影院發(fā)展非常迅猛，影片載體由DVD到BD，由5.1到6.1再到7.1聲道。由MPEG1到MPEG2編碼，數(shù)據(jù)流量由Dolby Digtal的640kbps，DTS的1.5mbps左右到目前BD所采用LPCM 6mbps，DTS-HD master 3mbps，Dolby trueHD3mbps左右，光是音頻的數(shù)據(jù)流量就增大近十倍。一部影片的總數(shù)據(jù)量由4-6G到BD的50G，原始訊號(hào)源的飛速發(fā)展為家庭影院提供了非常高素質(zhì)的節(jié)目源。

　　如此優(yōu)秀的訊號(hào)來源為我們構(gòu)建一個(gè)完美的家庭視聽系統(tǒng)提供了基本的基礎(chǔ)。這些軟件的播放我們通常用BD光盤播放機(jī)、高清硬盤播放器和PS3游戲機(jī)來實(shí)現(xiàn)。其中藍(lán)光機(jī)有分區(qū)，全世界分為A/B/C三個(gè)區(qū)，中國是C區(qū)，由A區(qū)向下兼容，大家在選購時(shí)要特別注意。而高清節(jié)目硬盤播放器存在版權(quán)問題，各品牌產(chǎn)品良莠不齊，部分產(chǎn)品的穩(wěn)定性很差，從節(jié)目源上來說也存在很多達(dá)不到高清清晰度的片源。PS3游戲機(jī)讀盤速度快，可調(diào)區(qū)，音視頻效果較為理想，在整體系統(tǒng)造價(jià)30萬以內(nèi)影院系統(tǒng)的可視為最佳選擇。

　　解碼器及功放

　　了解完訊號(hào)源，咱們來談一下解碼器、音頻處理器、功放器。在四十萬以下的系統(tǒng)中，這些設(shè)備可能整合在一或兩臺(tái)設(shè)備內(nèi)，比如功放機(jī)本身整合了解碼器和音頻處理器。低音功放需要有分頻點(diǎn)調(diào)整、Q值調(diào)整、相位調(diào)整、延時(shí)調(diào)整等功能。好的低音，都是獨(dú)立的功放，并且在功放上有非常精細(xì)的各類參數(shù)調(diào)整，以適應(yīng)多只低音在不同位置的排列組合要求。多功能集為一體的主功放，應(yīng)盡量具備以下條件：多于2組的HDMI輸入，全面支持1080P16：9D 視頻及全面支持LPCM DTS-HD Dolby trueHD編碼。后級(jí)功放不少于7通道，功放自身具有音箱阻抗距離，分頻的調(diào)整功能，并具有7通道的獨(dú)立的簡(jiǎn)單均衡器，以便于對(duì)音箱進(jìn)行初步的調(diào)整。

　　音箱

　　下面談一下在家庭影院中應(yīng)用的音箱，從類型上看分為4大類：傳統(tǒng)音箱（in room）、入墻式音箱（in wall）、掛墻式音箱（on wall）、入天花式音箱（in celling）。4種音箱根據(jù)不同的應(yīng)用方法和應(yīng)用環(huán)境不同而對(duì)其音頻特性參數(shù)有不同的設(shè)定，所以在使用中必須尊重其原產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖，絕不能亂用。我們尤其要注意傳統(tǒng)式音箱，因?yàn)槠淇稍诜块g內(nèi)自由移動(dòng)，常常被錯(cuò)誤的放到墻角里，或靠墻擺放，這是萬萬不可的，當(dāng)此類音箱靠近邊角時(shí)，其頻譜響應(yīng)曲線將發(fā)生極大的變化，會(huì)嚴(yán)重偏離原設(shè)計(jì)曲線，使我們聽到嚴(yán)重失真的聲音。

　　室內(nèi)建筑聲學(xué)環(huán)境打造很重要

　　擺位

　　首先我們介紹一下用傳統(tǒng)音箱來搭建多聲道應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)。傳統(tǒng)音箱在原始設(shè)計(jì)上是以立體聲擴(kuò)聲為主要用途設(shè)計(jì)的，其基本構(gòu)造也可大至分為以下幾類：以箱體結(jié)構(gòu)分，可分為密閉式、前導(dǎo)相式、后導(dǎo)相式、下導(dǎo)相式、半迷宮式、迷宮式；以高音揚(yáng)聲器來分又可分為靜電式、絹膜式、鋁膜式、號(hào)角式、稀有材料鍍膜式、同軸式等。每款音箱因其箱體結(jié)構(gòu)以及揚(yáng)聲器單元的搭配與組合方式不同，會(huì)造成使用中必須用不同的用法，我們?cè)诤罄m(xù)的文章中再逐一詳述。

　　現(xiàn)在假設(shè)我們擁有一間有較理想比例的房間，高：寬：長為1：1.45：2.1；1：1.28：1.54；1：1.25：1.6；這些比例是我們根據(jù)波爾特、白瑞奈克、紐曼的研究結(jié)果認(rèn)為可推薦的空間比例，在全部采用了落地式傳統(tǒng)音箱來搭建一個(gè)家庭影院時(shí)，基本上趨于理想的擺位方式如右圖。這樣一個(gè)7.4聲道的系統(tǒng)，在聲學(xué)效果上應(yīng)該是近于完美的兼容了音樂欣賞與電影，音樂會(huì)等用途的要求了，但是它也存在幾個(gè)特點(diǎn)：1）7只音箱應(yīng)該是同質(zhì)，同型的，沒有哪一個(gè)聲道是主聲道的概念；2）最佳聽音區(qū)很小，在圖中只能容納1人；3）屏幕不可能很大，因?yàn)榍懊娴囊粝湔紦?jù)了太多空間。但如果有讀者房間夠大，夠高，資金充裕的話，這不失為一個(gè)完美的選擇。（在這里的擺位需要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品再行定位，此圖只供參考，建議系統(tǒng)總造價(jià)在100萬以上的推薦。）

　　聲學(xué)要求

　　做好基礎(chǔ)的擺位方式，就該考慮此類系統(tǒng)的建筑聲學(xué)要求了。一般我們?cè)谑覂?nèi)建筑聲特性中一個(gè)非常重要和常常被提起的房間參量，即這個(gè)房間的混響時(shí)間是多少，嚴(yán)格講即RT60的系數(shù)是多少。

　　在上世紀(jì)八十年代理論界對(duì)單邊長度小于15m的小型房間研究取得了長足的進(jìn)步，明確了一個(gè)誤區(qū)，也就是RT60指數(shù)對(duì)于小型房間是無法測(cè)量的，即無存在的，能準(zhǔn)確描述小型房間的房間參量，應(yīng)為初始延時(shí)間隔（ISD），定義為首先到達(dá)的直達(dá)聲與第一次明顯的反射聲之間的時(shí)間間隔。這里所謂“明顯的”是指聲級(jí)接近指數(shù)數(shù)增長和衰減的混響聲場(chǎng)峰值的初次反射聲，過多的闡述及定義及測(cè)量手段等我這里就不講了，只希望大家明確一個(gè)重要的概念，而不會(huì)被網(wǎng)絡(luò)上社會(huì)上滿天飛的假內(nèi)行假專家忽悠了。

　　在上文我們給出了理想的空間比例，在這一空間中，我們有了正確的音箱擺位，那么在建聲上又要做什么工作呢？最基礎(chǔ)的四步是：1、吸收聲音；2、隔離聲音；3、擴(kuò)散聲音；4、反射聲音。如下圖所示。

　　在不斷實(shí)際應(yīng)用中，人們已經(jīng)有了上百種聲學(xué)材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用吸音板、棉，擴(kuò)撒體等每種材料都有其特有的聲學(xué)參數(shù)（見附表），此表只是四種規(guī)格材料的聲學(xué)參數(shù)，僅供說明，其它參數(shù)過于龐雜，如讀者需要，我可以再行寄送。

　　我所附的聲學(xué)處理示意圖，僅對(duì)此比例用于傳統(tǒng)音箱來實(shí)現(xiàn)7.4多聲道音樂與影院兼容系統(tǒng)的墻面及天花、地板建聲功能區(qū)的劃分，在實(shí)踐中根據(jù)設(shè)備、室間環(huán)境、家具等因素的影響，會(huì)有很多種。實(shí)際擴(kuò)撒體、吸音材料、反射體和吸引體的不同設(shè)計(jì)應(yīng)用，我無法講得再細(xì)了。A面為屏幕面，整面墻要做吸音處理，4個(gè)墻角要采用共振式吸音體，地面以采用厚質(zhì)羊毛地毯為最佳，此設(shè)計(jì)的目的是將此房間的ISD控制在5ms-10ms之間，以較佳的實(shí)現(xiàn)音樂的純美與影院的動(dòng)態(tài)相結(jié)合的目的。

　　在視頻部分我對(duì)于此種類應(yīng)用，偏向于使用不透聲2.35：1框架熒幕，使用此類熒幕可為我們巨大的中置音箱留出擺放的空間，如果再配合有電動(dòng)滑軌的寬熒屏鏡動(dòng)，在播放16：9訊號(hào)源時(shí)，可自動(dòng)移開寬熒屏鏡動(dòng)，就基本上是一個(gè)完美的方案了。在今后的文章中，我會(huì)專門闡述影院光學(xué)問題。