THX、HAA家庭影院工程师认证课程先后引入中国市场后为影音及智能行业培育出一批又一批的优秀从业人员。课程的主要内容是让从业人员学会设计家庭影院音频系统。包括房间声学和光学处理、设备选用、安装和后期调试等等。从课程内容的编排上可以看出，一个音效出色的家庭影院音频系统，首要条件就是拥有一个声学效果好的空间环境。在建造一个家庭影院视听室时，背景噪音、混响时间、声音反射、共振/驻波问题都是必然遇到的声学问题，从业人员必须在客户给出的预算范围内妥善地解决。因此，若想靓声，首先要建声。

要建声，我们需要引申出建筑声学的话题。上述的背景噪音、混响时间、声音反射、共振/驻波问题都是属于建筑声学问题。到底什么是建筑声学？建筑声学是研究建筑中声学环境问题的科学，目的在于如何让人们在建筑中获得良好的声音环境，涉及问题不仅仅在于声音本身，还包括心理感受、建筑学、结构学，材料学甚至群体行为学等多方面的问题。而且建筑声学的应用非常广泛，除了影音视听室，剧院、音乐厅、教室、办公室、酒店、KTV、餐厅等场合，且不同的应用场合都有不同的声学要求。

最近，笔者参加了由广州声博士声学材料有限公司举办建筑声学培训课程，尽管这次的课程是基础课程（AA1，最高为AA5，共五级），课程给我的感觉还是相当实用的，所以笔者就结合了一些课程内容而组织了这个小专题，希望能让大家对建筑声学一个初步的认知。

一切从噪音开始

噪声是建筑声学里面一个重要的参数，也是学习建筑声学时首先要了解的一个概念。到底什么是噪音呢？或许说到这里，大家会想到噪音就是音量很大，听起来很难受的声音，其实不然，建筑声学里面对噪声的定义是，只要我们在日常生活中不想听到的声音都统称为噪音。

在现实生活当中，我们会经常接触到不同类型的噪音，而噪音会对我们的日常生活构成各种各样的影响。到底会产生什么样的影响？以下先列举一些研究数据。在教学领域，77%的学生认为噪音是课堂上最大的干扰，使得学生无法听清楚老师的讲课内容，而且噪音污染每增加10dB，8-9岁的小学生在全国标准测试中的成绩就降低5.5分；在职场里面，74.6%的办公室职员认为噪音污染会让职员的工作效绩降低66%。此外，噪音污染还会影响到我们的作息时间，从而严重影响到睡眠质量，关系到我们的身心健康，对于听音乐和看电影，噪音污染会则会分散我们的注意力和音质的清晰度。

我们生活当中会面对哪些噪音？

刚刚我们说到噪音对日常生活的各种影响，那么在我们日常生活当中会面对哪些噪音呢？根据建筑声学里面的描述，噪音的类型有三种，包括：侧翼噪音、背景噪音和冲击噪音。

侧翼噪音就是在我们在大自然中常常听到的各种声音，这些声音经空气中传播，然后通过门、窗、电器插座的缝隙，通风管道等途径传到房间里面，让我们听到，这类的噪音称之为侧翼噪音。

背景噪音，这类噪音即使在噪声源停止的情况下依然会存在的，也叫环境噪音。音乐厅、录音棚，以及我们的影音视听室往往都需要较低的背景噪音，这样可以避免背景噪音掩盖声音里面弱信息，使得我们听到更多微弱的声音细节。

冲击噪音则是以结构传播的方式传到房间里面。例如，人走路是发出的声音，或者说有人在外面突然大力拍打墙体，又或者你的隔壁开着一个低音炮，且开大音量看电影等，这些声音都会通过建筑结构传到你的房间。这类噪音往往比较短暂，甚至是一瞬间的事情，会让你的注意力突然间改变。

噪音的其中一个最大的危害就是影响我们的日常生活，例如，让人在晚上无法入睡，从而影响到睡眠质量

在现实生活中我们会遇到各种各样来自不同产生方式的噪音，而这些噪音会通过各种途径进入到房间里面。所以，噪声控制是非常重要的

噪音的等级划分，单位为dBA。dBA是建筑声学里面常用的一个声压级计量单位，它更接近人耳实际听到的声压级

关于噪音控制

好了！既然知道噪声对我们日常生活的影响以及噪声的类型和传播途径，那么我们就可以对噪声进行针对性地控制，从而降低噪音对我们的影响。

噪声控制最常见的方式是隔离空气声。简单地说，你把门窗都关好，并且将缝隙堵住，那么噪音问题就会得到一定程度的控制。当然，仅仅是通过这种方式来控制噪音是不够充分的，门、窗、墙体、地面、天花板等建筑构件都会影响到噪音控制的结果。

高速公路，高架路旁边筑起的隔音板可以降低汽车经过时所产生的噪音，也是城市里面最常见的噪音控制方式之一

对于高端的视听室，或者录音棚，常常会采用“房中房”的结构来进行噪音控制。这种方式采用非硬性接触的方式连接，不仅仅可以有效地隔离噪音，还能更好地降低冲击噪音的危害

对于家庭环境，我们可以将窗户，或门的缝隙部分用橡胶带堵住，防止噪音通过缝隙传播到室内

在建筑声学里面，“TL（transmission loss）”中文名为“传输声失”，是建筑构件在空气中隔声性能的参数，参数值越高，噪音减弱能力越强。TL的单位为dB。每种不同结构的建筑构件都有相应的TL参数，而且在不同倍频程，每个建筑构件的TL参数都是不同的。然而，建筑构件生产商通常会取250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz这四个倍频程的TL参数的平均值作为建筑构件声音传输等级（STC）给予用户进行参考。

但实际上，TL仅仅是一个描述建筑构件隔声量的参数，并不反映出实际能降低多少个dB的噪音。TL参数还需要补充公共分区的面积和房间的总吸声量才能决定到底能让房间降低多少个dB的噪音。此外，由于低频的波长大，传输距离更远，能非常容易地穿过建筑构件进入房间内部，所以在选购或设计建筑构件的时候，还需要注意63Hz、125H和250Hz这三个倍频程的参数。

对于结构传声所产生的冲击噪音，采用隔离空气声的方式是一定奏效，毕竟声音传输的方式不一样，需要加入阻尼结构来减少冲击噪音所带来的影响。例如，可以采用“弹性减震墙”，“浮筑地板”这类带有阻尼器结构的建筑构件来减少冲击噪音。而且国际建筑规范也有针对建筑构件对隔离冲击噪音的性能制定标准，称为IIC（Impact Isolation Class），即“冲击隔离等级”。国际建筑规范的IIC最低标准为50。

声能的吸收与反射

简单地介绍完关于噪声的方方面面，接下来我们再来介绍声能的吸收与反射。我们为一个视听室做声学设计，也肯定需要做吸声和反射的处理，需要安装声学材料。那问题来了，到底怎样的声学材料属于吸收的，哪些又属于反射的呢？在建筑声学里面，衡量吸收和反射是通过建筑构件的吸声系数a来衡量的，每种材质都有它的吸声系数，包括玻璃、大理石等，通常吸声系数>0.5，那就属于吸声体，如果吸声系数<0.2，那就属于反射体。

通常吸声系数较高的材料有以下几大特性：1.多孔；2.表面粗糙；3.材料更厚；4.空腔安装；5.轻质；6.重量更轻；7.其纤维具有大量内外联通的微细孔隙。吸声系数较低的材料则具有4大特性：1.表面光滑；2.密度高；3.体积大；4.平齐安装。

由于墙体、地面，天花板所使用的材料的关系，房间总会存在一个吸声量的参数。该参数就是“房间常数”，可以通过计算而得到。它代表室内表面吸声系数和总表面积的乘积之和，其单位为Sabins。得到“房间常数”之后，我们再以其与房间总表面积之比，得到房间的“平均吸声系数”。有了“平均吸声系数”就可以反映出这个房间是吸收过多，还是反射过多，然后再根据应用而进行调整。

声音的反射与吸收处理主要影响着房间的混响效果和声音响度。例如，大家常见的歌剧院或者音乐厅这些地方通常都不会使用音响设备来扩声，因此需要增加反射来提高声音的响度和混响效果，声音听起来会显得更圆润。影音室则不同，需要通过音箱设备回放声音，往往需要做吸声处理，用于减弱混响、甚至消除回声，以提高声音的清晰度。

古老的教堂在声学设计上，往往将顶部设计成拱形。这是由于当时没有出现电子扩声设备，而教堂往往需要更长的混响时间和声音响度

声音在房间里面的传播过程中会产生多次反射，从而影响房间的混响时间。在声学设计上，需要对房间进行吸声或反射处理来控制混响时间

星海音乐厅的顶部安装了多块弧面反射板，目的是通过这些反射板来增加混响时间和声音响度，同时也把声音反射到四周的听众席，让听众能听到清晰的，且丰满的声音

混响时间与早期反射声的控制

从上述的内容上，我们又引申出另外一个名词，那就是混响。混响是在声源停止发声之后，声音在空间内多次反射而形成。我们人类的耳朵在接收声音的时候，直达声和反射声一并接收，但由于反射声到达人耳的时间比直达声要慢，存在一定的延时。当延时在200ms或以下就会听到混响效果（若200ms以上会变成“回声”），这使得声音听起来，尾音会适当拖长，然后再慢慢减弱，直到消失。例如，你在音乐厅里面说一声“Hello”，那你听到的声音效果就是“Helloooooooo…………”

混响影响着声音的清晰度，两者之间呈现的是反比例关系。但混响这东西有好有坏，如果控制得当，不仅声音清晰，而且圆润又舒服。过多的混响会严重地影响到声音的清晰度，听起来浑浊不清的。过少的混响会让声音听起来干涩，缺少温润感。混响声的长短，在科学上是用混响时间来衡量的，用RT60来表示，单位为秒。其含义就是声源被切断之后，声压级降低60dB所需要的时间。

一个房间的混响时间可以通过两种方式来获得，一是通过Sabine公式进行估算；二是采用基于脉冲响应法来测量混响时间。其中，Sabine公式存在局限性，仅适合在设计初期进行估算，而后者是目前最最最最常用的使用方式。但在测量RT60的时候，需要注意的是必须把背景噪音的因素考虑进去。因此，你需要制造一个比背景噪声源大60dB或者更大的声源。例如，背景噪声为30dB声压级，那需要一个90dB声压级，或以上的声源，这样才能测量声音完整的60dB衰减。

在实际应用当中，不同环境对混响时间的长短是有不同的要求。例如上述的音乐厅，往往需要2秒的混响时间来增加声音的圆润感，而教室则需要较短的混响时间，约0.5秒，目的在于得到良好的语音清晰度，让学生能听清楚教学内容。对于大型的教堂，混响时间可长达10秒。

要获得适当的混响、足够的响度和声音清晰度，在声学设计上需要对早期反射声进行控制。我不知道大家有没有去过音乐厅听音乐，只要到过音乐厅的人都会发现顶部吊装着大量的声音反射材料，目的是控制早期反射声来提高声音的响度和清晰度。与此同时，还可以消除高处天花板的回声干扰，将混响时间控制在合理范围内。所以，在一个好的音乐厅里面，你会听到一种丰满、清晰的声音。相比之下，我们平常接触的家庭影院视听室，因为涉及音响扩声设备的关系，往往需要对早期反射声做吸收处理，用于降低房间的混响时间，提高声音的清晰度。

在大空间里面，由于房间的长宽高问题，容易产生回声。回声也会影响着声音的清晰度

颤动回声是房间里面最常见的一张声学缺陷

驻波是共振的一种，使得低频频响变得不平坦，且还让房间中每个听音位置效果都不一致

注意声学上的缺陷

在进行声学设计的时候，我们还会遇到一些声学上的缺陷。到底一个房间里面会存在哪些声学缺陷？1.回声；2.颤动回声；3.声聚焦；4.声学蠕变；5.响度过大；6.共振。这些缺陷都可以通过脉冲响应的方式进行检测。

回声：回声（Echo）与混响一样也是声音在空间里面反射所形成的，当到达人耳的反射声与直达声之间的延时超过200ms或以上，我们就能听到回声。倘若同样以说一声“Hello”，回声的效果听起来就是“Hello……hello……hello……hello”，不断地重复相同的声音，并慢慢减弱，最终消失。其解决方法可以通过在房间后墙做吸收（或扩散处理），或者降低后墙的高度。

颤动回声：颤动回声也是声音在相互的两个界面上多次反射所形成。颤动回声是房间里面最常遇到的声学缺陷之一。检测的方式可以脉冲响应的方式检测（如：拍掌）。解决办法是在房间后墙做吸收（或扩散）处理。

声聚焦：声聚焦主要是房间界面上存在凹面所致，这使得多个反射声同时达到焦点，同样会让人听到回声，其解决的办法是避免凹面，或者采用吸收（或扩散），又或者采用凸面的设计来消除声聚焦的形成。

声学蠕变：声学蠕变与声聚焦的情况类似，都是房间的界面上存在凹面所致，声音会沿着凹面的表面进行反射，使得反射声几乎同时到达同一接收位置。其解决的办法是要么避免凹面，要么就是在凹面做吸收处理，将反射声消除。

响度过大：声音响度过大，其主要原因还是混响时间过长所导致，会影响声音的清晰度。解决的办法还是通过吸音处理来降低混响时间。

共振：共振会影响到房间的频响特性，出现“峰”或“谷”，使其变得不平坦。声音听起来会觉得某个频率的能量过大，或者过少，甚至房间内不同位置之间造成很大的声音差异。例如，低音驻波就是一个很常见的声音共振现象。其主要原因是房间尺寸与特定频率的波长相等，或者呈现倍数关系。解决办法是将房间的其中一角做成斜角表面，打破相邻之间的平衡面来避免共振，并且至少有一个表面做了吸音处理。

总结

建筑声学是声学的一部分，当下越来越受到重视。就我们平时所接触的影音视听室而言，要得到好的声音重播效果，必须先建声。正如HAA、THX课程里面所形容：一个声学特性良好的房间是基础，代表着房间可以随时使用。一个声学环境好的视听室，不仅仅帮助音响系统还原出震撼的音响效果，或优美动人的音乐，还能让我们尽可能排除一切外部干扰，让我们的注意力集中到电影，或音乐里面。这就说明了建筑声学的重要性。所以，要知道怎样对视听室进行声学设计，建筑声学是必须要研究的一门课程。