吸聲材料使用常見錯(cuò)誤
在進(jìn)行聲學(xué)裝修時(shí),由于對(duì)吸聲材料的吸聲機(jī)理了解不夠,所以經(jīng)常出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的做法,這些做法有一些是設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,也有一些是施工問(wèn)題,如果不糾正這些錯(cuò)誤和解決這些問(wèn)題,將會(huì)影響廳堂最終的聲學(xué)效果。
(1) 誤認(rèn)為表面凹凸不平就有吸聲功能
在一些早期的廳堂中經(jīng)常在墻面采用水泥拉毛的裝修方式,認(rèn)為這種表面凹凸不平的構(gòu)造對(duì)聲音有吸收的作用。吸聲主要有兩種方式,即多孔吸聲和共振吸聲,多孔吸聲需要材料內(nèi)部有連通的孔,共振吸聲需要有空腔,而類似于水泥拉毛的構(gòu)造既沒(méi)有內(nèi)部連通的孔也沒(méi)有空腔,所以基本上對(duì)聲音沒(méi)有吸收作用。這一點(diǎn)在進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該特別注意。
(2) 誤認(rèn)為只要是軟包就有良好的吸聲性能
在一些裝修工程中,經(jīng)常使用的構(gòu)造是在基板(多為大芯板或多層板)外罩一層2~3mm厚的復(fù)合軟包織物。這種裝修方法施工簡(jiǎn)便,裝飾效果好,所以被廣泛的使用,但如果認(rèn)為這種構(gòu)造由于表面是軟包織物所以就具有良好的吸聲效果,則是錯(cuò)誤的。因?yàn)槎嗫孜暡牧系奈曅阅芘c材料的厚度有著密切的關(guān)系,如果材料太薄,則不能起到有效的吸聲作用。一般情況如果要達(dá)到較為理想的吸聲效果,吸聲材料的厚度至少要大于10mm,否則不能作為吸聲構(gòu)造使用。當(dāng)然還可以通過(guò)在多孔材料背后設(shè)置空腔的方法加強(qiáng)構(gòu)造的吸聲作用。一般情況如果要達(dá)到較為理想的吸聲效果,吸聲材料的厚度至少要大于10mm,否則就不能作為吸聲構(gòu)造使用。當(dāng)然還可以通過(guò)在多孔材料背后設(shè)置空腔的方法加強(qiáng)構(gòu)造的吸聲作用,方法是在安裝斟板時(shí)應(yīng)距離墻面有一定的空腔,空腔厚度應(yīng)大于30mm,基板不要太厚,以五夾板或九厘板為佳,在基板上開一定面積的孔洞或縫隙。如果想要加強(qiáng)低頻吸聲作用,則可以根據(jù)本章式(4-4)來(lái)確定穿孔率,如果要加強(qiáng)中高頻吸聲效果,則需要開較大的孔,孔隙率應(yīng)大于30%,孔徑也應(yīng)大于20mm。這種方法在不改變裝修效果的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了構(gòu)造的吸聲作用。
(3) 誤以為只要放置了吸聲材料就能有吸聲效果
在一些裝修構(gòu)造中將多孔吸聲材料放置在夾板或石膏板等板材的后面,這種情況吸聲材料是起不到吸聲作用的。因?yàn)槎嗫仔圆牧衔暤氖滓獥l件是聲波能進(jìn)入到材料的內(nèi)部,而這種構(gòu)造使聲音被擋在吸聲材料前面的板材反射回去,無(wú)法進(jìn)入到材料的內(nèi)部,所以不能起到吸聲作用。如果前面的板材比較薄,板后的空腔比較大,可以作為薄板吸聲結(jié)構(gòu)。這時(shí),如果在空腔內(nèi)填充一些多孔吸聲材料,可以增加結(jié)構(gòu)吸聲頻帶的寬度,但這時(shí)多孔性吸聲材料只能起到輔助吸聲的作用,不是主作用,其吸聲效果也不能與吸聲材料暴露在聲場(chǎng)中的情況相比。
(4) 在施工中破壞多孔材料表面或飾面材料的透聲性
如前所述,保證多孔材料吸聲性能的首要條件是保證材料表面具有良好的透聲性能。但在一些裝修工程中,由于施工人員不了解聲學(xué)要求,往往會(huì)采取一些不恰當(dāng)?shù)氖┕ご胧?,破壞了材料原有的吸聲效果,常見的有如下幾種:
1、在多孔性吸聲材料表面刷油漆或涂料
最常見的是用于吊頂?shù)牡V棉裝飾吸聲板,在有些工程中由于施工時(shí)將礦棉吸聲板表面污損,為了美化,將板的表面刷涂一層油漆或涂料,這樣做將板面的空洞封死,使聲波無(wú)法進(jìn)入到吸聲材料的內(nèi)部,嚴(yán)重地影響了材料的吸聲性能。正確的方法是在安裝礦棉裝飾吸聲板時(shí)應(yīng)盡量保持板表面的清潔,在安裝好后不再作處理。
2、由于刷膠等工序破壞飾面材料的透聲性
多孔性吸聲材料在實(shí)際使用中是經(jīng)常需要在材料外面安裝透聲的飾面材料,比較典型的構(gòu)造是玻璃棉板表面罩一層玻璃絲布或無(wú)紡布,外面再安裝金屬網(wǎng)或穿孔板。有時(shí)在施工時(shí)在玻璃絲布上刷膠以便將玻璃絲布、無(wú)紡布和金屬網(wǎng)或穿孔板粘牢,也有時(shí)將構(gòu)造安裝好后再在金屬網(wǎng)或穿孔板表面刮膩?zhàn)铀⑵幔驀娝⑼苛?。這些做法都會(huì)破壞飾面材料的透聲性能,使得聲波無(wú)法接觸到吸聲材料,從而破壞了構(gòu)造的吸聲性能。正確的方法是粘接玻璃絲布或無(wú)紡布時(shí)采用點(diǎn)粘的方法,不要在布上大面積刷膠,而金屬網(wǎng)或多孔板應(yīng)該先刷好油漆或涂料后再安裝,以保證飾面材料具有良好的透聲性。
(5) 誤認(rèn)為穿孔板都有良好的低頻吸聲性能
穿孔板組合共振吸聲構(gòu)造必須有兩個(gè)必要的條件,一是面板必須有一定的穿孔率,二是板后必須有一定厚度的空腔,二者缺一不可。有些工程中將穿孔板實(shí)貼在墻面或其他材料上,板后沒(méi)有空腔,這種情況是起不到低頻共振吸聲作用的。還有的工程使用半穿孔板,使聲波無(wú)法通過(guò)空洞進(jìn)入空腔內(nèi),同樣也起不到共振吸聲的作用。另外,用于以吸收低頻為主的穿孔板組合吸聲構(gòu)造的穿孔板的穿孔率不能太大,一般不宜大于8%,穿孔率較大的穿孔板一般作為透聲的飾面材料使用,其低頻共振吸聲的作用較弱。
8.5竣工、試用時(shí)的聲學(xué)調(diào)試
竣工后試用階段的聲學(xué)調(diào)試是要解決已經(jīng)達(dá)到聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)后,是否被音樂(lè)評(píng)論家、樂(lè)隊(duì)指揮、樂(lè)師、演員,以及廣大聽眾認(rèn)可的問(wèn)題;對(duì)于藝術(shù)院校的排練廳、琴房等還要聽取教師和學(xué)生的意見,而對(duì)于音樂(lè)錄音棚則主要是滿足錄音師的要求??傊且獫M足主、客觀之間存在的差異。在我國(guó),這一差異通常較為突出,其原因如下:
(1) 由于國(guó)內(nèi)演藝建筑的工程實(shí)踐較少,還不能在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出適合國(guó)情的聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo),而通常是參考國(guó)外同類建筑的建議值。
(2) 西方音樂(lè)與民族音樂(lè)在聲學(xué)特性方面存在較大的差異,而國(guó)內(nèi)所建的演藝建筑觀演廳必須同時(shí)適應(yīng)西方音樂(lè)和民族音樂(lè)演出的要求。
(3) 我國(guó)的音樂(lè)家、歌唱家、樂(lè)師、指揮和廣大聽眾因所處的地理環(huán)境和歷史、社會(huì)背景不同,生活習(xí)慣和音樂(lè)欣賞的愛(ài)好也與西方人有別。
(4) 我國(guó)的專業(yè)音樂(lè)廳、歌劇院和話劇院極少,絕大多數(shù)的音樂(lè)、歌劇演出均在一般多功能劇院內(nèi)進(jìn)行,自然聲演出的條件較差,因而演唱、演奏者和聽眾需要有一個(gè)適應(yīng)高音質(zhì)廳堂的過(guò)程。
由于上述原因,就有必要請(qǐng)演奏(唱)者、樂(lè)師和指揮試演,部分聽眾試聽或試用,同時(shí)進(jìn)行聲學(xué)測(cè)定,把主觀反映的意見與測(cè)定結(jié)果相對(duì)照,然后作驗(yàn)收前的最后一次修正(裝修),使之被廣大音樂(lè)、戲劇演員、樂(lè)師、指揮和聽眾認(rèn)可。
8.6試用和初步主觀評(píng)價(jià)
聲學(xué)裝修是廳堂建設(shè)的最后階段,它將通過(guò)聲學(xué)參量的客觀量測(cè)定和試用階段主觀評(píng)價(jià)的鑒別。聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到要求,僅是實(shí)現(xiàn)基本要求,而最終目的是要滿足聽眾要求,這點(diǎn)應(yīng)由聽眾來(lái)評(píng)價(jià)。
音質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)量是混響時(shí)間、聲強(qiáng)、頻率響應(yīng)和聲擴(kuò)散等;而聽眾對(duì)大廳音質(zhì)效果的評(píng)價(jià)是用響度、豐滿度、明亮度、清晰度、平衡感等術(shù)語(yǔ)來(lái)描述。這些客觀參量與主觀感受術(shù)語(yǔ)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系只有響度、聲調(diào)和語(yǔ)言可懂度等已經(jīng)明確,至于其它主觀參量仍將通過(guò)人的評(píng)定,用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)確定。
主觀評(píng)價(jià)包含著很多不確定因素。為使評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性,就應(yīng)在一定程度上將評(píng)價(jià)方法和技術(shù)條件加以統(tǒng)一。
要確切地對(duì)一個(gè)剛建成的廳堂作出主觀評(píng)價(jià),首先必須確定能全面、真實(shí)地反映音質(zhì)效果的評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)。有關(guān)音質(zhì)評(píng)價(jià)的術(shù)語(yǔ)很多,經(jīng)國(guó)內(nèi)聲學(xué)界多次研討,求得比較統(tǒng)一的意見有如下6項(xiàng):
l 清晰度(C)——語(yǔ)言可懂度高、樂(lè)隊(duì)層次分明,有清澈見底之感。
l 豐滿度(R) ——中、低音充分,低音感強(qiáng),高音適度,響度適宜。聽感溫暖、舒適而有彈性。
l 親切感(I) ——演員與聽眾有交流,雖遠(yuǎn)猶近,遠(yuǎn)處聽眾也能領(lǐng)會(huì)到劇目中的細(xì)膩感情。
l 平衡感(B) ——節(jié)目各聲部比例協(xié)調(diào)。左右聲道一致性好;有擴(kuò)聲系統(tǒng)的廳堂中,感到聲音來(lái)自舞臺(tái)(演奏臺(tái))。
l 環(huán)境感(E) ——聽眾處于聲音之中。對(duì)于立體聲影院,要求聲象方位與銀幕中的場(chǎng)景一致,以形成逼真的印象。
l 響度(L) ——要求適宜,使聽感舒適。響度是清晰度、豐滿度和親切感等參量的基礎(chǔ)。響度不足,談不上清晰、豐滿和親切;過(guò)響也將破壞上述參量,特別是親切感。
一、會(huì)議廳的聲學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn):
會(huì)議廳聲學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是由會(huì)議本身的規(guī)模、使用范圍和要求所決定的。其特點(diǎn)有如下幾方面:
1.會(huì)議廳規(guī)模(容積和容量)的差異比所有會(huì)堂都大。小至十幾人,能容納100m3左右;大的可容納萬(wàn)名聽眾,容積為100000m3用乃至更大規(guī)模的會(huì)議廳,差距達(dá)千倍。因而相應(yīng)的混響時(shí)間差別也很大,必須根據(jù)容積確定混凝土響時(shí)間值,通常在0.5-1.8s范圍內(nèi);
2.會(huì)議廳的等級(jí)、用途和標(biāo)準(zhǔn)的差異很大,如有本部門或本系統(tǒng)的會(huì)議廳,也有供國(guó)際會(huì)議使用的各類會(huì)議廳、室。由于等級(jí)、用途和標(biāo)準(zhǔn)不同,所用扔設(shè)備、內(nèi)裝修和聲學(xué)處理,顯然也有較大的差別。
3.由于會(huì)議廳均采用強(qiáng)吸聲、短混響的聲學(xué)處理方式,因此,體形在聲學(xué)上作用不大,選擇比較自由。
4.會(huì)議廳根據(jù)容量和用途可采用擴(kuò)聲系統(tǒng),也可用自然聲,這在建筑設(shè)計(jì)和聲學(xué)處理上也將區(qū)別對(duì)待。
由于會(huì)議廳以上的特點(diǎn),相應(yīng)地在聲學(xué)設(shè)計(jì)上引出有別于其它會(huì)堂的特點(diǎn)。
二、會(huì)議廳最佳混響時(shí)間的選擇
根據(jù)語(yǔ)言清晰度的要求和擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要,應(yīng)盡可能采用短混響。但在大容積的會(huì)議廳內(nèi)選用短混響,特別是控制低頻混響,就會(huì)增加投資,同時(shí)也難以實(shí)施。因此,確定既能滿足語(yǔ)言的良好聽聞,又能節(jié)約投資的合理的最佳的混響時(shí)間值,應(yīng)根據(jù)容積大小而定。
有關(guān)會(huì)議廳的最佳混響時(shí)間,很多文獻(xiàn)內(nèi)有介紹,但有較大的出入,特別在大容積會(huì)議廳內(nèi),國(guó)內(nèi)外提出的推薦值,差距較大。對(duì)此,我們通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)42個(gè)大小會(huì)議廳(或以會(huì)議為主的會(huì)堂)的聲學(xué)調(diào)查,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,提出了隨容積變化的混響時(shí)間建議值。
建議值允許有±0.1s的變動(dòng)范圍.此外,當(dāng)容積小于30m3時(shí),不必低于0.4s,當(dāng)容積大于40000m3時(shí),不應(yīng)大于1.9s。根據(jù)調(diào)查,當(dāng)大容積會(huì)議廳,混響大于1.9s時(shí),語(yǔ)言清晰度都較差.必須通過(guò)分散式擴(kuò)聲系統(tǒng),即每個(gè)座位的椅背上配置小功率揚(yáng)聲器,滿足其聽聞效果,這時(shí)還須設(shè)置聲延遲系統(tǒng).這無(wú)論在增加投資和日常管理方面都存在不少問(wèn)題。
三、吸聲結(jié)構(gòu)的選擇和音質(zhì)缺陷的控制
在會(huì)議廳內(nèi)吸聲材料和結(jié)構(gòu)具有控制混響時(shí)間和音質(zhì)缺陷的雙重功能。
由于會(huì)議廳采用短混響,因此,必須選用強(qiáng)吸聲的結(jié)構(gòu)。又因強(qiáng)吸聲處理,因此建筑師經(jīng)常采用各種容易引起聲學(xué)缺陷的體形,如圓形、橢圓形、卵形平面、穹形屋頂?shù)?。而控制音質(zhì)缺陷的措施,除了配置擴(kuò)散結(jié)構(gòu)外,通常用強(qiáng)吸聲方法,因?yàn)樗瑫r(shí)起到控制混響時(shí)間的作用。
會(huì)議廳吸聲結(jié)構(gòu)的配置和選擇要根據(jù)它的容積標(biāo)準(zhǔn)(即裝修要求)而定:在100m3左右的特小型會(huì)議室內(nèi)(一般的圓桌會(huì)議),如果室內(nèi)陳設(shè)有地毯、窗簾和沙發(fā)座,通常不需另作吸聲處理,即可達(dá)到預(yù)計(jì)的混響時(shí)間值。在200m3以上的會(huì)議廳,一般都應(yīng)配置吸聲料或結(jié)構(gòu)。
吸聲材料(或結(jié)構(gòu))的類別很多,形式也有多種多樣。但從內(nèi)裝修的形式上可歸納為下述三類:
1.暴露型:即吸聲材料直接配置在會(huì)議室內(nèi)表面。如在墻體或吊頂?shù)凝埞窍略O(shè)置礦棉吸聲板、織物毯、玻璃棉板(有薄膜貼面)和鉆孔聲結(jié)構(gòu)等。
2.裝飾型:即在吸聲材料的表面作各種滿足裝修要求的飾面材料和結(jié)構(gòu),如在吸聲泡沫塑料外蒙阻燃織物、錦緞、喇叭布或設(shè)置木條、金屬管等。
3. 隱蔽型:在透聲的屏障后配置各種吸聲材料或結(jié)構(gòu)。
上述幾種形式的選用,要根據(jù)吸聲和裝修要求,投資,以用建筑師的愛(ài)好而定。
在大、中型會(huì)議廳內(nèi)控制混響的難點(diǎn)是低頻混響時(shí)間。由于廳內(nèi)的觀眾、座椅、地毯、門窗簾幕和多數(shù)建筑材料,都在中、高頻范圍內(nèi)顯示其較好的吸聲性能。因此,如不對(duì)低頻作有效的吸聲處理,勢(shì)必造成低頻混響過(guò)長(zhǎng)而影響語(yǔ)言清晰度。目前,適合于會(huì)議廳用的低頻吸聲結(jié)構(gòu)有如下三類:
1.薄板共振吸聲結(jié)構(gòu):用膠合板(5-7mm厚)作木護(hù)墻,離剛性墻面100-200mm的結(jié)構(gòu)是控制低頻混響有效措施,同時(shí),也有很好的裝修效果,最適合于會(huì)議廳內(nèi)使用。但需做防火處理。
2.共振吸聲器,即亥氏共振器,這類結(jié)構(gòu)可將其共振頻率設(shè)計(jì)在欲控制的范圍內(nèi),會(huì)獲得顯著的效果。它的表面形式可以是穿孔板,也可做成共振吸聲砌體。
3.大空腔吸聲結(jié)構(gòu),即在厚度較大的多孔性吸聲材料后面設(shè)置符合控制低頻所需的空腔。
在會(huì)議廳的控制中、高頻混響時(shí)間,除了主人依靠聽眾本身和座椅的吸聲外,應(yīng)根據(jù)混響計(jì)算,確實(shí)在墻面配置強(qiáng)吸聲材料,這對(duì)平行側(cè)墻和凹弧形墻面來(lái)說(shuō),還可消除顫動(dòng)回聲和聲聚焦等缺陷。作為墻面控制中、高頻的吸聲材料,通常有玻璃棉、礦棉板,外設(shè)阻燃織物或壁毯,也可配置鉆孔吸聲結(jié)構(gòu)(鋁板或纖維板鉆孔)或織物包阻燃泡沫塑料等構(gòu)造。
會(huì)議廳講臺(tái)的后墻,也應(yīng)作適當(dāng)?shù)奈曁幚恚悦夂蟛糠瓷渎?,引起講臺(tái)上傳聲器的聲反饋;在放映電影時(shí),則由于后墻反射聲與揚(yáng)聲系統(tǒng)直射聲的相位差,引起不利的聲干擾。
會(huì)議廳的頂部,當(dāng)廳內(nèi)的聲吸收是以控制混響時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí),通常不作吸聲處理。而作為反射面。
四、配合擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑專業(yè)應(yīng)考慮的問(wèn)題
會(huì)議廳的擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)是聲學(xué)專業(yè)或廣播部門的工作范圍,但建筑師必須在初步設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮有關(guān)的配合問(wèn)題:
1. 確實(shí)聲控室的面積和位置,以及聲、光控制室之間的隔離問(wèn)題;
2.根據(jù)揚(yáng)聲器的尺寸和配置部位,預(yù)留足夠的安裝和調(diào)試的面積,并統(tǒng)一考慮裝修處理;
3.按同聲傳譯系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)要求,確定所需的房間的數(shù)量、面積和部位,以及內(nèi)裝修的要求;
協(xié)調(diào)建聲與擴(kuò)聲設(shè)計(jì)之間的矛盾。
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