在装修中如何控制房间的混响时间,很让人拿不准的问题，前段时间看到帖子上“南极人”说有一地下室想打造成专用影院室，我就将就“南极人”的地下室的声学设计过程来说明在装修中如何控制房间的混响时间。
      首先附“南极人”地下影院室的平面图，据说该房间层高2.65米，

我们就以该房间开始吧！[attach]145191[/attach]

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 09:55 PM 编辑 ]

图1是根据该房间尺寸建立的三维声学模型[attach]145192[/attach]


图2是平面布局图
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图3是房间三维模型的渲染图

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[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 07:48 PM 编辑 ]

      首先根据“南极人”提供的房间地下室庭院房尺寸建立一个声学分析用3D模型（见图2），图3是房间3D模型的渲染图。在模型中的8个椅子代表8个座位的意思，椅子下的两个长方形的方块代表沙发的位置，沙发材料选定为真皮沙发，人员满座。位于椅子靠背处的两个绿色长方形框代表坐在沙发上的听众耳朵平面区域，按一般人的座高为95厘米，耳朵平面离地90厘米计算。
      在这里请大家注意，这是引入的一个崭新的分析概念―――听音面的分析，它分析的是听众双耳附近的区域的声音的综合实际情况，它反映在耳朵处的各个频率的综合声压（含喇叭的直达声、墙、地、天花板等处经过多次反射后到达该位置的声音），直达声与反射混响声的比例，音乐明晰度，语音清晰度，各种声音的到达时间，相位等反映声音特征的相关参数。这就是说不管墙的四角、墙面等地有多大的驻波，且不管驻波有多严重，只要它们最终没有影响到“听音面”上来，这个房间的设计就OK。我们为房间圆四角、做二次余数扩散处理、用低频陷阱、弧形处理墙面、扩散天花板等等措施，其目的也是为了在耳朵处的听感平衡，声压均匀。如果在耳朵处声压已经均匀了，就没有必要去理会什么地方有驻波了，房间四角存在驻波很正常，只要它们最终没有影响到“听音面”就不必去劳神费力了,况且我们听音时没有哪一个是蹲在墙角去听的（除非他神经有毛病）。

言归正传，建立了三维模型后我们就可以开展声学分析研究了。



   首先分析在房间在未装修前，只有两道实木门与两张真皮沙发时房间的混响时间（RT60），见图4，从

图中可以看到混响时间在低频出达到12秒左右。根据中华人民共和国国标GB/T50356-2005民用建筑影剧

院、多功能厅、会议室的建筑声学标准，和GB 50371-2006影剧院、多功能厅、会议室扩声标准，以及中

国声学界的泰斗――马大酋教授所编的《声学手册》中的相关数据要求，在这个容积为105立方米的听音

房间中，要达到普通电影院的声学要求，其最佳混响时间为0.45秒（平均混响时间），若“南极人”是一

个狂热的影院迷的话，那房间的混响时间就要有重大的变动了―――符合THX标准要求，即平均混响时

间在THX规定的0.23秒左右。（听音乐的房间混响要求又不一样，要0.6－0.8秒左右才好听）

      

下图是该房间没有任何声学处理前的房间混响曲线（只有两道木门与两张真皮沙发的情况下）

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[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 08:21 PM 编辑 ]

      现在我们就来看看如何通过调整房间吸声材料的运用来达到以上两个不同的要求的。
      首先来设计符合国标的房间。我们先按常人用的方法――羊毛地毯＋墙面全面软包（2.5厘米厚脲醛泡沫塑料）＋0.95厘米厚石膏板吊顶，看看分析结果吧（见图5），能达到要求吗？答案是肯定不行，高中频被吸收太多，（见图5）

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                             图5



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                                      图6

   在图6中，先把F5、F6、F7三个面用2.5厘米厚脲醛泡沫塑料打底做软包，天花板、地面用材不变，

其余墙面改为用五层板加三层板后打50×45厘米龙骨架空3厘米处理，图7是混响图，也不行


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              图7

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 08:17 PM 编辑 ]

      再调，后墙、左右墙（除软包的部分外）调为，15mm木工板加三层板直接贴在墙上，天地用材不变，图8是混响图。

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         图8
      不行再来调，后右侧墙调为，五层板加三层板后打50×45厘米龙骨架空3厘米处理，图9是混响图，
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            图9
      
       还是不行中、高频被吸收太多；调，把地毯去掉，用地砖替代（这下再不怕地面潮湿出水了），图10是混响图，混响终于达到要求了。
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              图0
      
      从这点可以看出，地面用在常人眼中声反射很强的地砖不一定就是声学装修中的大忌，关键要搭配得当。声学研究的结果表面，一个声波的反射，在低于发声的喇叭水平面以下的墙面与地面，其反射声线基本在3－4次以后就不存在了，而大量的反射存在于其他墙面。

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 08:30 PM 编辑 ]

      有人要问为什么混响曲线的准许误差范围都是低频部分长，高频部分短呢？－－－－那是人耳对低频声波的感知度很迟钝，太平坦的曲线在实际的听感中可能反到会有感到低频不足的情况。
      另外的问题就是就是人们常提到的房间混响时间，基本上说的是房间平均混响时间，即主要指中频部分的时间，很少有人去关注其低频、中低频部分的混响时间是多少；一般的手持频谱仪等测得的混响时间多半也只有平均混响时间，即主要是中频部分的混响时间，这就带来一个问题，那就是装修出来的房间在低频部分存在无力、慢、潜不下去、发混的情况，很多人认为是低音炮差或是功放不力的原因。当然，炮与功放有一定的原因，房间低频混响过长或过短也是一个非常重要的而且往往被人忽视的重要原因（一般简单的仪器也测不出）。还有低频相位与到达延迟也是罪魁祸首之一。

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 08:40 PM 编辑 ]

      能够符合国标的房间设计大功告成了？不要慌，还有一点要交待清楚――不用一成不变的照这样施工的哟，要把墙面的吸声材料分散用在墙上，只要每种材料的总面积不变就OK，具体怎样分散用，我就不必罗嗦了，这个大家都在行。
  
      好了，第一个要求基本达到了，那国标要求与THX的要求有什么差别啦？对照一下吧，见图11，
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           图11

      看清楚了吗？（图中蓝色曲线为达到国标要求时的房间混响曲线，下面的红、蓝线就是THX要求的达标范围）要享用THX音效，我们再来努力吧！

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 08:43 PM 编辑 ]

      工作方法与上面的一样，在图12中调整，分析。
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             图12

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        图12的三维渲染图


      再调整，方法与上面的一样，反复调整墙、地、天花板的材料......最终结果出来了，见图13，
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            图13

      混响曲线很接近理想值了，还想完美一点吗？啊呀呀，你要我的命呀，已经够了，你想把我头上本来就没多少的毛给磨光呀，我不干了,哈哈哈哈.....墙面、地面、天花板材料调整如下：
      天花板0.95厘米石膏板（50×50厘米龙骨后空5厘米），地面1厘米厚羊毛地毯，墙前面部分（包括天花板前部图12中F16部分）2.5厘米脲醛泡沫塑料软包，其余墙面用五层板加三层板后打50×45厘米龙骨架空3厘米处理。同样不用一成不变的照这样施工，要把墙面的吸声材料分散用在墙上，只要每种材料的总面积不变就OK。
   
   下面对两种方案的听音面进行了模拟测试，结果看图吧。

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 09:25 PM 编辑 ]

     这些图是国标房间与THX房间的测试图（在图中有标明这是测试的什么，如总声压、50毫秒声压等等。

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     国标房间50毫秒声压


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       THX房间50毫秒声压

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         国标房间总声压

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        THX房间总声压

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  国标房间直达声与混响声比例

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  THX房间直达声与混响声比例

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       设计中使用的一些材料

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  设计中各墙面具体使用的材料

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 09:23 PM 编辑 ]

      要说明一下，对房间进行圆角处理、加扩散、特别是加二次函数扩散，对改善听音面的声压均衡有利无害，只是要注意，扩散体本身也是一定频率的吸声体。在没有把握的情况下，圆角处理、加扩散、特别是加二次函数扩散是获得房间声压均衡的不错的方法之一，至少它对声音没什么坏处，就是成本很高。
      上面两种方案设计的思路都是以尽量采用常见的、环保的、低成本的材料为目的，没有采用“专业”的吸声材料（如赛丝伦、木质穿孔吸声板、木丝板、K13植物纤维喷涂、矿棉板、玻璃纤维等等），也不是不能用或用不上，只是想尽量降低装修成本，使用环保、容易买到、施工容易的材料与装修方法，能少用钱达到目的就不用多花银子，除非你的确有钱。另外一个正当的理由就是在照顾声音的同时把装修、装饰的档次提高，提高档次那还不好办呀，投钱呀，多少都成镶嵌金银、珠宝都行呀。
     
      因为没有找到M&K750音箱的数据库，所以在模拟中使用的音箱全为理想扬声器，其结果有一点误差。
      声学设计是理论上的，所用的计算房间混响时间的计量都是以“赛宾”和“艾润”为基础的，没有用到“施罗德”混响分析方法，本来是可以用“施罗德”混响分析的，但要先做房间的“声线碰撞”分析（做一次大约要P4电脑运行2小时以上，太麻烦了）。而且“施罗德”混响分析与所用的电声器材、吸声材料、材料的分布位置等有关，但“施罗德”混响与“赛宾”和“艾润”混响分析方法的出入不是太多，最大约0.2秒左右，完全可以参照使用，把理论与实践经验相结合，相信完全可以打造出一“完美”的听音室。
      今天突然有事，先上这些，改天再上一些听音面的测试屏幕显示图片，看起来更直观一些。
       以上都是个人经验所得，也在实际装修中应用、检验过，实际效果基本都令人非常满意，因此拿出来与大家交流交流，学习一些大家的好经验，也让大家提出批评与意见，让自己的设计水平得到不断的提高。请大家拍砖，等待中......

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-6-30 09:49 PM 编辑 ]

楼主测试过每个声道的频响曲线吗？ 不平坦的响应曲线对音质影响比较严重. 如果没有使用专用EQ设备的话, 比较难达到好的效果.

另外问个问题， 测试混响时间， 你们使用的是单个球型扬声器还是房间内的扬声器？ 测试的时候， 所有声道都发声吗？

     没有测过每个声道的频响曲线，家用音箱的扬声器数据库很难找到，只有用理想扬声器代替，声压是在扬声器全开情况下做的，在没有指定具体的扬声器的情况下，实际意义不大，只能说明一种分析方法，如果有所有的扬声器的数据库就好办了，可以用“施罗德混响”方式具体分析具体的混响情况。上面提到的房间混响时间的测试也是因为没有具体的指明扬声器品牌型号，所以用房间用的自然混响方式分析（“赛宾”与“艾润”），没有用“施罗德混响”（自然加电声）方式分析（“施罗德混响”方式是考虑到吸声材料、材料的空间分布位置、电声器材的型号、位置、角度的）。这些都是用软件模拟，不是实际测试的。模拟与实测肯定有差距，但我觉得在没有你选用的所有扬声器的数据库的情况下，先用其他扬声器代替一下并没有坏处，至少可以发现房间的一些比较严重的声学缺陷（自然声学方面),至于在加入电声系统后有什么变化，在很大程度上要取决与该电声系统本身的品质，这无论如何要比凭想象、经验来得要有把握得多的。

[ 本帖最后由 cqttyy 于 2008-7-1 01:17 PM 编辑 ]

还没看完，先鼓励一下！

好人呀！万分感谢CQTTYY。一定供花了不少时间。之前发了贴收到回应的基本都是广告商，终于有个好人站了出来。 :141

学习了 。