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吸声材料使用常见错误

文章出处: 人气:发表时间:2014-08-02 10:10

    在进行声学装修时,由于对吸声材料的吸声机理了解不够,所以经常出现一些错误的做法,这些做法有一些是设计的错误,也有一些是施工问题,如果不纠正这些错误和解决这些问题,将会影响厅堂最终的声学效果。
 
(1)    误认为表面凹凸不平就有吸声功能
    在一些早期的厅堂中经常在墙面采用水泥拉毛的装修方式,认为这种表面凹凸不平的构造对声音有吸收的作用。吸声主要有两种方式,即多孔吸声和共振吸声,多孔吸声需要材料内部有连通的孔,共振吸声需要有空腔,而类似于水泥拉毛的构造既没有内部连通的孔也没有空腔,所以基本上对声音没有吸收作用。这一点在进行声学设计时应该特别注意。
 
(2)    误认为只要是软包就有良好的吸声性能
     在一些装修工程中,经常使用的构造是在基板(多为大芯板或多层板)外罩一层2~3mm厚的复合软包织物。这种装修方法施工简便,装饰效果好,所以被广泛的使用,但如果认为这种构造由于表面是软包织物所以就具有良好的吸声效果,则是错误的。因为多孔吸声材料的吸声性能与材料的厚度有着密切的关系,如果材料太薄,则不能起到有效的吸声作用。一般情况如果要达到较为理想的吸声效果,吸声材料的厚度至少要大于10mm,否则不能作为吸声构造使用。当然还可以通过在多孔材料背后设置空腔的方法加强构造的吸声作用。一般情况如果要达到较为理想的吸声效果,吸声材料的厚度至少要大于10mm,否则就不能作为吸声构造使用。当然还可以通过在多孔材料背后设置空腔的方法加强构造的吸声作用,方法是在安装斟板时应距离墙面有一定的空腔,空腔厚度应大于30mm,基板不要太厚,以五夹板或九厘板为佳,在基板上开一定面积的孔洞或缝隙。如果想要加强低频吸声作用,则可以根据本章式(4-4)来确定穿孔率,如果要加强中高频吸声效果,则需要开较大的孔,孔隙率应大于30%,孔径也应大于20mm。这种方法在不改变装修效果的基础上加强了构造的吸声作用。
 
(3)    误以为只要放置了吸声材料就能有吸声效果
    在一些装修构造中将多孔吸声材料放置在夹板或石膏板等板材的后面,这种情况吸声材料是起不到吸声作用的。因为多孔性材料吸声的首要条件是声波能进入到材料的内部,而这种构造使声音被挡在吸声材料前面的板材反射回去,无法进入到材料的内部,所以不能起到吸声作用。如果前面的板材比较薄,板后的空腔比较大,可以作为薄板吸声结构。这时,如果在空腔内填充一些多孔吸声材料,可以增加结构吸声频带的宽度,但这时多孔性吸声材料只能起到辅助吸声的作用,不是主作用,其吸声效果也不能与吸声材料暴露在声场中的情况相比。
 
(4)    在施工中破坏多孔材料表面或饰面材料的透声性
    如前所述,保证多孔材料吸声性能的首要条件是保证材料表面具有良好的透声性能。但在一些装修工程中,由于施工人员不了解声学要求,往往会采取一些不恰当的施工措施,破坏了材料原有的吸声效果,常见的有如下几种:
 
1、在多孔性吸声材料表面刷油漆或涂料
     最常见的是用于吊顶的矿棉装饰吸声板,在有些工程中由于施工时将矿棉吸声板表面污损,为了美化,将板的表面刷涂一层油漆或涂料,这样做将板面的空洞封死,使声波无法进入到吸声材料的内部,严重地影响了材料的吸声性能。正确的方法是在安装矿棉装饰吸声板时应尽量保持板表面的清洁,在安装好后不再作处理。
 
2、由于刷胶等工序破坏饰面材料的透声性
    多孔性吸声材料在实际使用中是经常需要在材料外面安装透声的饰面材料,比较典型的构造是玻璃棉板表面罩一层玻璃丝布或无纺布,外面再安装金属网或穿孔板。有时在施工时在玻璃丝布上刷胶以便将玻璃丝布、无纺布和金属网或穿孔板粘牢,也有时将构造安装好后再在金属网或穿孔板表面刮腻子刷漆,或喷刷涂料。这些做法都会破坏饰面材料的透声性能,使得声波无法接触到吸声材料,从而破坏了构造的吸声性能。正确的方法是粘接玻璃丝布或无纺布时采用点粘的方法,不要在布上大面积刷胶,而金属网或多孔板应该先刷好油漆或涂料后再安装,以保证饰面材料具有良好的透声性。
 
(5)    误认为穿孔板都有良好的低频吸声性能
     穿孔板组合共振吸声构造必须有两个必要的条件,一是面板必须有一定的穿孔率,二是板后必须有一定厚度的空腔,二者缺一不可。有些工程中将穿孔板实贴在墙面或其他材料上,板后没有空腔,这种情况是起不到低频共振吸声作用的。还有的工程使用半穿孔板,使声波无法通过空洞进入空腔内,同样也起不到共振吸声的作用。另外,用于以吸收低频为主的穿孔板组合吸声构造的穿孔板的穿孔率不能太大,一般不宜大于8%,穿孔率较大的穿孔板一般作为透声的饰面材料使用,其低频共振吸声的作用较弱。
 
 
8.5竣工、试用时的声学调试
     竣工后试用阶段的声学调试是要解决已经达到声学设计指标后,是否被音乐评论家、乐队指挥、乐师、演员,以及广大听众认可的问题;对于艺术院校的排练厅、琴房等还要听取教师和学生的意见,而对于音乐录音棚则主要是满足录音师的要求。总之是要满足主、客观之间存在的差异。在我国,这一差异通常较为突出,其原因如下:
 
(1)    由于国内演艺建筑的工程实践较少,还不能在总结实践经验的基础上,提出适合国情的声学设计指标,而通常是参考国外同类建筑的建议值。
(2)    西方音乐与民族音乐在声学特性方面存在较大的差异,而国内所建的演艺建筑观演厅必须同时适应西方音乐和民族音乐演出的要求。
(3)    我国的音乐家、歌唱家、乐师、指挥和广大听众因所处的地理环境和历史、社会背景不同,生活习惯和音乐欣赏的爱好也与西方人有别。
(4)    我国的专业音乐厅、歌剧院和话剧院极少,绝大多数的音乐、歌剧演出均在一般多功能剧院内进行,自然声演出的条件较差,因而演唱、演奏者和听众需要有一个适应高音质厅堂的过程。
 
    由于上述原因,就有必要请演奏(唱)者、乐师和指挥试演,部分听众试听或试用,同时进行声学测定,把主观反映的意见与测定结果相对照,然后作验收前的最后一次修正(装修),使之被广大音乐、戏剧演员、乐师、指挥和听众认可。
 
8.6试用和初步主观评价
     声学装修是厅堂建设的最后阶段,它将通过声学参量的客观量测定和试用阶段主观评价的鉴别。声学设计指标达到要求,仅是实现基本要求,而最终目的是要满足听众要求,这点应由听众来评价。
 
    音质的客观评价量是混响时间、声强、频率响应和声扩散等;而听众对大厅音质效果的评价是用响度、丰满度、明亮度、清晰度、平衡感等术语来描述。这些客观参量与主观感受术语之间的对应关系只有响度、声调和语言可懂度等已经明确,至于其它主观参量仍将通过人的评定,用统计的方法来确定。
 
    主观评价包含着很多不确定因素。为使评价结果具有可比性,就应在一定程度上将评价方法和技术条件加以统一。
 
    要确切地对一个刚建成的厅堂作出主观评价,首先必须确定能全面、真实地反映音质效果的评价术语。有关音质评价的术语很多,经国内声学界多次研讨,求得比较统一的意见有如下6项:
 
l         清晰度(C)——语言可懂度高、乐队层次分明,有清澈见底之感。
 
l         丰满度(R) ——中、低音充分,低音感强,高音适度,响度适宜。听感温暖、舒适而有弹性。
 
l         亲切感(I) ——演员与听众有交流,虽远犹近,远处听众也能领会到剧目中的细腻感情。
 
l         平衡感(B) ——节目各声部比例协调。左右声道一致性好;有扩声系统的厅堂中,感到声音来自舞台(演奏台)。
 
l         环境感(E) ——听众处于声音之中。对于立体声影院,要求声象方位与银幕中的场景一致,以形成逼真的印象。
 
l         响度(L) ——要求适宜,使听感舒适。响度是清晰度、丰满度和亲切感等参量的基础。响度不足,谈不上清晰、丰满和亲切;过响也将破坏上述参量,特别是亲切感。

一、会议厅的声学设计的特点:
会议厅声学设计的特点是由会议本身的规模、使用范围和要求所决定的。其特点有如下几方面:
1.会议厅规模(容积和容量)的差异比所有会堂都大。小至十几人,能容纳100m3左右;大的可容纳万名听众,容积为100000m3用乃至更大规模的会议厅,差距达千倍。因而相应的混响时间差别也很大,必须根据容积确定混凝土响时间值,通常在0.5-1.8s范围内;
2.会议厅的等级、用途和标准的差异很大,如有本部门或本系统的会议厅,也有供国际会议使用的各类会议厅、室。由于等级、用途和标准不同,所用扔设备、内装修和声学处理,显然也有较大的差别。
3.由于会议厅均采用强吸声、短混响的声学处理方式,因此,体形在声学上作用不大,选择比较自由。
4.会议厅根据容量和用途可采用扩声系统,也可用自然声,这在建筑设计和声学处理上也将区别对待。
由于会议厅以上的特点,相应地在声学设计上引出有别于其它会堂的特点。

二、会议厅最佳混响时间的选择
根据语言清晰度的要求和扩声系统设计的需要,应尽可能采用短混响。但在大容积的会议厅内选用短混响,特别是控制低频混响,就会增加投资,同时也难以实施。因此,确定既能满足语言的良好听闻,又能节约投资的合理的最佳的混响时间值,应根据容积大小而定。
有关会议厅的最佳混响时间,很多文献内有介绍,但有较大的出入,特别在大容积会议厅内,国内外提出的推荐值,差距较大。对此,我们通过对国内42个大小会议厅(或以会议为主的会堂)的声学调查,进行统计分析,提出了随容积变化的混响时间建议值。
建议值允许有±0.1s的变动范围.此外,当容积小于30m3时,不必低于0.4s,当容积大于40000m3时,不应大于1.9s。根据调查,当大容积会议厅,混响大于1.9s时,语言清晰度都较差.必须通过分散式扩声系统,即每个座位的椅背上配置小功率扬声器,满足其听闻效果,这时还须设置声延迟系统.这无论在增加投资和日常管理方面都存在不少问题。

三、吸声结构的选择和音质缺陷的控制
在会议厅内吸声材料和结构具有控制混响时间和音质缺陷的双重功能。
由于会议厅采用短混响,因此,必须选用强吸声的结构。又因强吸声处理,因此建筑师经常采用各种容易引起声学缺陷的体形,如圆形、椭圆形、卵形平面、穹形屋顶等。而控制音质缺陷的措施,除了配置扩散结构外,通常用强吸声方法,因为它同时起到控制混响时间的作用。
会议厅吸声结构的配置和选择要根据它的容积标准(即装修要求)而定:在100m3左右的特小型会议室内(一般的圆桌会议),如果室内陈设有地毯、窗帘和沙发座,通常不需另作吸声处理,即可达到预计的混响时间值。在200m3以上的会议厅,一般都应配置吸声料或结构。
吸声材料(或结构)的类别很多,形式也有多种多样。但从内装修的形式上可归纳为下述三类:
1.暴露型:即吸声材料直接配置在会议室内表面。如在墙体或吊顶的龙骨下设置矿棉吸声板、织物毯、玻璃棉板(有薄膜贴面)和钻孔声结构等。
2.装饰型:即在吸声材料的表面作各种满足装修要求的饰面材料和结构,如在吸声泡沫塑料外蒙阻燃织物、锦缎、喇叭布或设置木条、金属管等。
3. 隐蔽型:在透声的屏障后配置各种吸声材料或结构。
上述几种形式的选用,要根据吸声和装修要求,投资,以用建筑师的爱好而定。
在大、中型会议厅内控制混响的难点是低频混响时间。由于厅内的观众、座椅、地毯、门窗帘幕和多数建筑材料,都在中、高频范围内显示其较好的吸声性能。因此,如不对低频作有效的吸声处理,势必造成低频混响过长而影响语言清晰度。目前,适合于会议厅用的低频吸声结构有如下三类:
1.薄板共振吸声结构:用胶合板(5-7mm厚)作木护墙,离刚性墙面100-200mm的结构是控制低频混响有效措施,同时,也有很好的装修效果,最适合于会议厅内使用。但需做防火处理。
2.共振吸声器,即亥氏共振器,这类结构可将其共振频率设计在欲控制的范围内,会获得显著的效果。它的表面形式可以是穿孔板,也可做成共振吸声砌体。
3.大空腔吸声结构,即在厚度较大的多孔性吸声材料后面设置符合控制低频所需的空腔。
在会议厅的控制中、高频混响时间,除了主人依靠听众本身和座椅的吸声外,应根据混响计算,确实在墙面配置强吸声材料,这对平行侧墙和凹弧形墙面来说,还可消除颤动回声和声聚焦等缺陷。作为墙面控制中、高频的吸声材料,通常有玻璃棉、矿棉板,外设阻燃织物或壁毯,也可配置钻孔吸声结构(铝板或纤维板钻孔)或织物包阻燃泡沫塑料等构造。
会议厅讲台的后墙,也应作适当的吸声处理,以免后部反射声,引起讲台上传声器的声反馈;在放映电影时,则由于后墙反射声与扬声系统直射声的相位差,引起不利的声干扰。
会议厅的顶部,当厅内的声吸收是以控制混响时间达到设计值时,通常不作吸声处理。而作为反射面。

四、配合扩声系统设计、建筑专业应考虑的问题
会议厅的扩声系统设计是声学专业或广播部门的工作范围,但建筑师必须在初步设计时就应考虑有关的配合问题:
1. 确实声控室的面积和位置,以及声、光控制室之间的隔离问题;
2.根据扬声器的尺寸和配置部位,预留足够的安装和调试的面积,并统一考虑装修处理;
3.按同声传译系统的标准要求,确定所需的房间的数量、面积和部位,以及内装修的要求;
协调建声与扩声设计之间的矛盾。