【技术】探讨家庭影院室内声学吸声处理的利与弊，家庭影院设计要点剖析1（连载2）_基础指南

关于室内声学处理的几种方式的差异性

众多发烧友论坛充斥大量关于使用不同设计声学处理策略的文章。不过，如果使用了这些声学处理策略，但结果却不能让人满意，就可能会让很多人会感到困惑，而且还不免要花上一笔不菲的“学费”。其实最基本的声学处理策略就已经能起到不小的作用，同时学习一下相关知识也未尝不是一件好事情。首先让我们看看声学处理的不同类型。

吸声处理：吸收撞击在面板上面的声音。这会减少或消除反射声的能量。

扩散处理：通过扩散板来打散声音。虽然它们通常不是为了减少声音中的能量而设计的，但它们通过将一个反射声拆分成许多不同方向的反射声，有效地减少了反射声的能量。

反射处理：没错，反射处理是房间设计中一个重要元素。许多反射声是有益的，应该被保留。

低频陷阱：这一类型包含从非常厚的吸声面板到共振类型的吸声体的所有材料。共同之处在于它们都能有效地吸收低频能量。

混合处理：这些类型结合了上述类型的功能。当我们只是要吸收某些频率的声音，而其他频段需要反射或散射处理的时候，混合处理的声学材料非常有用。

总的来说，最常见的声学处理是吸声。其中最常用到的材料是玻璃纤维板，当然还有声学泡沫板、矿物纤维板、聚酯板等。这类材料的面板被称为动能纤维吸声体。它们通过减慢振动空气分子的速度来减少声音能量。空气分子需要与面板中的纤维发生碰撞，从而将其动能转化为碰撞产生的热量。这些面板在吸收声音能量的同时，温度会有所升高(非常轻微)。

在深入讨论吸声材料之前，

必须读懂Absorption Coefficient 吸声系数(AC)

早些年，大多数人都会使用1英寸(25毫米)厚度的吸声板。它既便宜又容易买得到。但很快有人指出，使用2英寸 (50毫米)厚度的吸声板能产生更好的效果，后续则是使用3英寸 (75毫米)，甚至更厚。其实，这背后的原理是基于对吸声系数(AC)有了更深入的理解。具体来说吸声系数是该材料吸收的声音能量和投射在材料表面的声音能量之间的比值。因此，系数为1意味着所有撞击在面板表面的声音都被吸收了。25毫米面板在吸收高频方面做得很好，但对较低的频率效果甚微。因为当频率越低时，吸声系数也会越低。这些25毫米面板吸收了相对活跃的高频，但实际上没有触及到较低的频率。这意味着一个放置在镜像点，也就是第一反射点上的25毫米面板只完成了一半的工作(技术上来说还不到一半)。下图显示了Owens Corning 703纤维板不同厚度吸声系数的比较。请注意，在1000Hz以下的重要频率范围内，25毫米面板的吸声系数远远低于所需的吸声系数1。

Owens Corning 703纤维板不同厚度吸声系数的比较

值得留意的一点，根据上面图表显示，较厚的面板吸收了超过100%的声音。这是因为吸声系数的计算只考虑了面板前表面的测量，面板的侧面没有考虑在内，但它们确实吸收了声音。另外需要指出的是，吸声系数测量也包括面板吸收的随机入射声量。这对于计算音乐厅或教堂需要多少个面板是很有用的，但关于面板如何处理来自特定方向声音的信息就少得多了。

来自Floyd Toole博士关于吸声处理的新讨论

Floyd Toole博士与他的经典之作《声音的重现》

Floyd Toole博士在他的书《声音的重现》（第21.3.2章）中讨论了典型的玻璃纤维吸声板的声学影响。他提供了具体的测量数据来支持他的理论，即一个好音箱的侧面第一次反射声不一定要被吸收。这正是我们将要讨论的话题。相关数据表明，尽管这些典型的吸声体有着明显一致的吸声系数，但它们也不能均匀地吸收所有频率。Floyd Toole博士也指出，对于音箱到聆听者的第一次反射声，典型纤维面板的吸声效果取决于声波进入面板的角度。一些值得注意的结论如下：吸声系数的图表数据是有不足的，因为它们是基于随机入射声的测量，而不针对第一次反射声。当入射声是某一个角度而不是随机角度时，它们对不同频率有不同的吸收水平。这些图表数据也缺乏具体的数字来显示反射对频率响应的真实影响。因为反射声对测量的聆听位置频率响应有明显的影响，所以了解这一点很重要。最后，吸声系数的测量不包括更高频率的声音(最高达20kHz)，而这些数据正好体现出在更高频率声音受到反射影响而导致低吸收率的问题。

至少需要使用3英寸(75mm)或更厚的面板来吸收转换频率以上的频率。转换频率是我们在声学设计和校准策略对对第一次反射声进行处理的关键点，在典型的小房间中，通常指300-500Hz之间的频率。应用在音箱表面的纤维布被设计成透声(至少它试着做具有声音穿透的能力)的价值之一。它也指出Guilford of Maine FR701纤维布普遍受欢迎的原因，虽然在更高频率下仍能反射，但它却是一种更“具声音穿透性”的材质。

《声音的重现》第21.3.2章关于不同厚度的低密度吸声板的随机入射吸声系数。a表格是直接安装在硬质表面上，b表格是距离硬质表面405mm的距离安装。很明显低频吸声性能随材料厚度的增加而增加，而额外的空间则会提高超低频率的吸声性能