回顾2016年的家庭影院系统攻略,基本上都是从一些较为基础的入门级理念出发为大家讲解家庭影院音频、视频与整体系统的组建与系统调校的问题。进入到2017年,我将会对某些环节进行加深讲解,其中本期将会就隔声问题为大家带来一个进阶级别的攻略,希望能让更多的读者可以更深刻地了解家庭影院当中隔声处理的原理与基本要点。在进一步分析隔声问题之前,大家要明白隔声与吸声是完全不同的概念。


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隔声是将外界的噪声与室内隔断,使得视听室之中不会受到外界声音的干扰,从而进一步降低房间之中的本底噪声,让系统声音的动态范围进一步扩大,获得更加丰富的声音细节与层次表现。同时相对而言,也能避免视听室中的噪声对于邻居工作与休息所带来的影响。而吸声是一种室内声学的处理手段,能够改善视听室中的声音质量,让细节更丰富、声场定位更准确。室内的吸声处理并不能隔绝外界的噪声,在室内进行了吸声处理并不等于进行了隔声处理。另外,我们必须清楚了解的一点是,要进行完美的隔声处理是非常困难的,而且也要付出较高的代价,因为除了四面墙之外,还需要做好天花与地面的隔声处理。因此,隔声处理对于客厅环境来说,基本上是非常难控制的,我们只能够尽量控制好窗户、大门这些较为敏感的位置,所以为了尽量减低对邻居的干扰,我们在播放电影大片和听音乐的时候需要控制好音量,并尽量避开休息时间。


首先需要从原理出发理解隔声,不得不提的三大隔声控制参数


其实,隔声处理已经属于建筑声学之中一门重要的知识点,里面涉及到不少的建筑声学的基本知识,我就不逐一分析。但是我们必须理解,外界声音进入视听室之中的三种形式,第一种是透过缝隙以空气传声的方式进入室内;第二种是声音透过撞击墙面引起墙体振动进入室内;第三种是物体撞击地面或墙体产生结构振动而进入室内。第一种处理噪声隔断的方式对于家庭影院来说最为常见,而且处理起来也相对简单,后面两种以振动为基础的传声方式处理起来则需要考虑多种因素。


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大家在选择隔声材料的时候,往往会面对着一大堆不知道是什么意思的参数指标。在这里,我先讲讲隔声处理中三大主要参数的基本意思,包括透射系数、传声损失TL与传声等级STC。透声系数,是透过材料的声能与入射声能之比,理想范围在0~1之间。透射系数为1意味着所有的声能都从材料中传播出来,以家庭房间为例,当敞开房门,声音在传播路径上就毫无障碍。相对而言,另一个极值0是基本上不可能出现的参数,毕竟不管如何紧密的隔声处理,总会有一些声音通过墙面传过去,即便这些声音小到人耳无法聆听到。


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需要注意的一点,透射系数并不是常用的衡量隔声材料隔声性能的参数,主要的隔声指标是基于透射系数的分贝级,也就是隔声量,又称为传声损失TL。从数学上来解释,隔声量是指以10为底的透射系数倒数的对数值,单位为dB。实际上,隔声量可以定义为通过声源与听者之间隔墙的声音衰减量,不过这里还需要考虑房间的吸声特性。然而,不少厂家所给出的隔声产品所列出的隔声量(传声损失TL)是在实验室条件下测量得到的,并没有考虑到实际房间吸声对于隔声的影响。


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根据实际情况来考虑,隔声量实际上最大限制为70dB。而隔声量同样也会伴随频率的变化而改变,以常见的实心木门为例,隔声量会随着频率的增加而增加。隔声量也可以用单一指标来评价整个隔声频谱,也就是传声等级STC,单位同样是dB。传声等级是由美国材料试验协会按照专业的声学标准,将传声损失频率特性曲线与其确定的标准曲线进行比较而产生的。传声等级在大约500-2000Hz的人类语言频率范围内。因此,如果要考虑这个频率范围的隔声性能,就必须考虑相关频率的传声损失值,例如在低频响应中接触的80-250Hz的范围。


越重的门与墙体是否隔声能力就越强,这个问题涉及到质量定律与共振问题


当你在选择隔音门的时候,就会发现这些隔音门都非常重,那么不知道你会否产生这样的一个疑问:墙体和门的重量越大,它们的隔音效果就越好呢?其实,在隔声控制方面,确实是有一个质量定律。所谓质量定律是指材料越重面密度或单位面积质量越大,隔声效果就越好。对于单层均匀致密实墙,面密度每增加一倍,隔声量在理论上会增加6dB。不过,6dB只是理想状态下的数值。一般情况下,以单层均匀致密实墙为例,由于其隔声性能和入射声波的频率有关,而频率特性取决于单位面积质量、刚度、材料的内阻尼以及墙的边界条件等因素,因此,当单层均匀致密实墙增加一倍后,实测值都要比6dB小,通常在3-5dB的范围内。不过3-5dB的隔声量对于隔声起到的作用已经相当不错了。


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另外,任何物体都会有共振频率,对于隔声门的隔声性能也会受到共振频率的影响。当声波的频率与门的共振频率相同时,门就会产生共振,该频率下声音隔声量就会大大下降。一般来说,隔声门越厚越重,共振频率就越低,当共振频率低于隔声评价最低参考频率100Hz的时候,由于人耳听觉特性的原因,对低频声音并不敏感,所以对隔声量的影响就更低。这也就是为什么隔声门需要做到这么重的原因。同理,对于墙面而言也是如此,我们也需要尽量选择厚实的墙面。


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一般用在家庭建筑中的门并没有采用专门的隔声处理,普遍的隔声性能都比较低。以木板、木夹板、纤维密度板制成的木板,一般重量较小,门缝较大,隔声性能差,一般在15-20dB之间。以角钢为框架、钢板为面层的钢制门重量较大,密封性能较佳,隔声量通常在20-25dB之间。因此,如果要追求好的隔声效果,选择隔声门是必不可少的,但是大家不要盲目选择重量与厚度非常大的隔音门,重量太大会难以开启,厚度太大则会影响开启,不能安装锁具。有更高要求的朋友可以采用双门结构来提高隔声效能,双门之间留有一定空间,空间内安装强吸声材料,这样可以形成隔声量很高的声闸结构,获得更加出色的隔声效能。


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注意声桥隔绝,天花与地面的隔声处理


对于视听室,除了四周墙面之外,其实最难处理的隔声问题在于天花与地板。在天花方面,需要注意声桥的问题。所谓声桥就是指声音通过龙骨把天花板一侧的振动带到板的另一侧,这种声音传播方式与过桥的方式非常相似。声桥越多,接触面积越大、刚性连接越强,声桥现象就越严重,隔声效果就越差。我们可以对龙骨结构进行改造以获得更好的隔声效能,例如改造成双层与错列结构。双层结构是由主龙骨和副龙骨构成,主龙骨与副龙骨的下部由装饰面、承力面和侧面组成,其承力面与装饰面分开,减少了声桥,提高了隔声效果。而错列结构是指竖龙骨错列分立,两边板不同时固定在一根龙骨上,天地龙骨共用一套。根据实际的应用情况,错列龙骨天花的隔声量会比普通龙骨天花的隔声提高1-3dB左右,而双层龙骨天花则要高出7-8dB左右。


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在地面方面的控制,建议有条件的朋友可以采用结构层分离式的处理或者采用弹性支承的方式。如果实在没有办法则只能采取错开休息时间的方式来减少对楼下住户的影响。如果你是在单栋别墅与地下室中建造家庭影院视听室,地面方面的隔声控制就基本上可以省下来了。


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总结


从上面所提到的家庭影院隔声处理方面的内容,大家应该能够感受到隔声处理是一个非常复杂的问题,而且所能起到的作用基本上很难达到100%完整的隔声效果,同时构建的成本并不低。因此,对于普通的家庭影院影音爱好者而言,我们并非不进行隔声处理,一些明显的以空气传播的隔声处理还是非常有必要的,包括门和窗户两个重要的部分,特别是它们的缝隙一定要好好地处理,千万不能有疏忽。在下一期的音频系统的进阶攻略,将会深入地探讨房间室内处理中常用的吸声材料和扩散材料,究竟怎样的材料算得上是吸声材料,而房间吸声处理方面又要考虑哪些因素。

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