家庭劇院的吸音和隔音

在私人劇院的定製過程中,吸音和降噪處理至關重要。經過專業聲學處理的房間與一般房間在室內外呈現出截然不同的視聽效果。建築物通常使用混凝土、木板或實心磚作為牆體材料。嚴格來說,這些材質都能達到一定的隔音效果,但隔音效果的深度取決於不同材質的分子密度。對於追求音效的視聽空間而言,僅靠牆體材質不足以達到理想的隔音效果。無論是別墅還是公寓大樓,客製化私人劇院都需要吸音或隔音處理。聲學處理透過控制房間內聲波的反射,調節房間內的殘響時間,進而提升觀影音質。今天我們就來探討吸音和隔音的相關知識。

吸音

上面我們簡單提到過,有些固體材料在傳播過程中可以削弱聲波係數。事實上,有些材料除了能被內部材料吸收之外,還能將聲波反射並傳送到另一邊。吸音與隔音是兩種完全不同的聲音控制方法。吸聲是指聲波射到材料表面後發生能量損失的現象,隔音是指在聲波傳播路徑中減少噪音的一種方法。簡單地說,吸音會去除一定量的聲能,而隔音則會控制聲波向牆體另一側的傳播。

 

當聲波在空氣中傳播,碰到吸音材料表面時,一部分會被反射,一部分會被吸收。用於吸聲的聲學材料一般具有多孔性質,常見的有纖維、顆粒、泡沫等。聲波入射到材料內部無數微小的空隙中,與空氣分子、空隙壁產生摩擦,將聲能轉換為熱能,達到吸音效果。除多孔吸音材料外,還有共振吸音結構和特殊吸音結構。共振吸音包括單體共振器、穿孔板共振吸音機構、薄膜共振細部結構、薄板共振吸音結構。它的原理也是利用材料結構與空氣形成共振系統來達到吸聲的目的。

 

吸聲係數,又稱NRC值,由美國材料與試驗協會(ASTM)定義。 NRC的數值計算方法是取材料在250、500、1000和2000 Hz四個頻率下吸音係數的算術平均值。由於吸音材料的吸音係數隨頻率的增加而增加,因此一般的吸音材料難以吸收某些低頻聲波。通常,吸音係數低於0.2的產品稱為反射材料,高於0.4的材料可以被視為吸音材料。消費者在購買吸音係數超過1.0的聲學材料時需要謹慎。雖然該值遠高於0.4的“合格線”,但這樣的數據值是不準確的。制定NRC(吸音係數)值的美國材料與試驗協會以數字「0」表示材料完全無法吸收任何入射聲能。換句話說,這種材料可以反射所有遇到的聲能。相反,如果一種材料吸收所有聲能,則以數字“1”表示。實際上,任何材料都具有反射和吸收聲能的特性。 「0」和「1」只是理論上的極限參考值。吸音材料的正常吸音係數應介於0和1之間。吸音係數大於1.0的材料意味著它吸收的聲能比反射的聲能還要多,這在物理上是不可能的。如果消費者遇到這樣的描述,可以直接質疑數據的準確性。

 

隔音

如前所述,隔音和吸音是兩種不同類型的聲音控制。從某種意義上來說,吸聲更多的是考慮材料本身的吸收係數,而隔聲則既考慮隔間牆的傳輸損失,又考慮聲音傳播過程中房間的吸收特性。因此,它不能像吸音係數(NRC)那樣透過取平均值來計算,而需要根據數據(聲音透射損失和頻率特性的曲線圖)與美國材料與試驗協會確定的標準,對所得數值進行比較,從而確定隔間牆的聲音透射等級(STC)。雖然計算方法各有不同,但聲音傳播損失會根據頻率而變化,用於控制聲音傳播的隔間牆通常會隨著頻率的增加而增加。

 

就像聲音總是可以被材料吸收或反射一樣,它總是可以穿過隔間牆並將聲音傳輸到房間的另一側。與吸音不同,如果參考極限值 0 表示沒有聲音投射的情況,那麼其相反的極限值 1(所有聲音都透過隔牆投射)是可能的。例如,如果我們把房間的門窗打開,這是有可能的。在無保護的房間(即單層隔牆)中,開口處的任何縫隙都可能導致聲音傳輸損失的減少,我想大家在家裡或辦公室中都知道這一點。很多人可能以為增加隔牆厚度會使聲音透過損失更大,但根據隔聲品質規律,即使牆體厚度增加一倍,隔聲量也只能增加6dB。

 

因此,對於錄音室、私人劇院等對聲音傳輸要求較高的環境,雙層隔間牆的設計是最常見的方法。雙層隔牆的建造也是一件微妙的事情,例如,兩面牆之間會填充不同的材料層(例如吸音材料)以達到更好的隔音效果。材料層必須置於空氣層中,這樣聲波才能進行二次擴散。盲目地在兩面牆之間填充材料層並不一定能達到理想的隔音效果。

 

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