微影院/影吧/影K等小型影院的设计要点(二):房间混响时间控制及处理方法

2015-11-23 16:36:22
来源:影音中国
作者:编辑部
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一、必须控制房间的混响时间——设计室内声学要点之二

  当处理好微影院包间当中的大小和比例问题之后,就可以避免出现在房间声学品质方面的先天问题,下一步要做的就是要对房间进行声学处理。事实上,无论是吸声还是扩散的声学处理,要控制的房间要素是混响时间这个非常关键的因素。“混响时间”是由现代建筑声学之父塞宾在100多年前所提出的声学名词,第一次将声学控制从模糊预测的状态带进了数字量化的阶段,让声学专家、设计人员利用数学计算的方式进行更加精准的室内声学处理。随后,声学专家们开创出最佳混响时间推荐范围,将小房间的混响时间控制规范化与标准化。


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  混响时间单纯从专业的角度来看,可能不太容易理解。简单来说,就是房间中产生一个声音到声音消亡所经历的时间。严格上来讲,混响时间的定义为室内声源停止发声后声压级衰减60dB所经历的时间,单位是秒(s),简称T60或RT60,RT为Reverberation Time(混响时间)的缩写。混响时间与房间体积成正比,与房间平均吸声系数成反比。因此,房间体积越大混响时间越长;平均吸声系数越大,混响时间越短。房间中的混响时间,不但关系到声音是否悦耳,更与声音的真实性紧密相连。过短的混响时间会让声音干枯、不够响亮与丰满;过长的混响时间则会让声音含糊不清,不够真实自然。需要注意,混响时间是一个与声音频率密切相关的值,不同的频段,混响时间的要求也不一样。我们需要分开不同的频段来分析混响时间。


二、通过改变房间的表面吸声量来控制混响时间——国内外各大机构都有相应的最佳推荐范围

  控制混响时间RT60有两种主要的方法:改变房间的尺寸或者改变房间表面吸声量。对微影院的视听环境而言,通过改变房间尺寸来控制混响时间难度过大,而且也仅适合包间前期建设时采用。


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  在后期房间的处理上,微影院方面基本上都是通过改变房间的表面吸声量作为主要的实现方法。吸声实际上是将声能转变为热能,每一种材料都会通过与声波相互作用来吸收部分声音。吸声通常以被吸收声能与入射声能之比来计量,也就是吸声系数。不同频率会有不同的吸声系数。吸声材料对于低频声,特别是对250Hz以下的不同频率会有不同的吸声系数。另外,吸声材料对于低频声,特别是对250Hz以下低频的吸收更是有限,而吸声系数会随着频率的提高而增加。换言之,在进行吸声处理的时候,必须对不同频率采用不同吸声系数的材料进行控制,不过要注意的是,大部分材料的高频吸收能力要比低频出色,要对房间低频(特别是250Hz以下的低频)进行控制,就需要采用特殊的低频吸收体,如亥姆霍兹共振器、薄板共振吸声材料等。


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  因此,对于小房间中的混响时间,我们通常会以人耳最为敏感的中频段(500-1000Hz)的混响时间作为最佳的混响时间推荐范围。必须留意的一点是,混响时间是一个容易受到房间容积影响的物理数值,容积越大的房间需要越长的混响时间,以音乐环境为主的房间比以语言环境为主的房间需要更长的混响时间。对于微影院包间这样的小空间,推荐的最佳混响时间范围在0.3-0.5s之内。与房间的大小比例一样,国内外的众多组织和研究机构也对最佳混响时间推荐范围有相应的不同数值,如IEC(国际电工委员会)在IEC29-B家庭视听室标准上就对这方面有着非常详细的规范。另外,关于整个频率范围的混响时间要注意一点,就是在低频部分应该稍微增加混响的时间,高频部分则进行轻微削减处理,但基本上要保证整个混响频率曲线的平稳,不能有明显的起伏。


具体的要求如下:

在100Hz频率下,混响时间为0.4~1.0s;

在400Hz频率下,混响时间为0.4~0.6s;

在1000Hz频率下,混响时间为0.4~0.6s;

在8000Hz频率下,混响时间为0.2~0.6s。

由此,可以发现IEC29-B标准推荐的最佳中频混响时间值在0.4~0.6s之间。而杜比实验室方面在PREMIER STUDIO认证中就表示整个混响时间频率应平稳衰减,不能出现起伏。而房间的混响时间要随着房间的容积单调递增。对于200m3容积的房间,500Hz时混响时间的推荐值约为0.18~0.34s;300m3容积的房间,500Hz时混响时间的推荐值约为0.21~0.38s;2000m3容积的房间,500Hz时混响时间的推荐值约为0.41~0.65s;4000m3容积的房间,500Hz时混响时间的推荐值约为0.52~0.8s。另外,THX、PMI、清华大学以及国内的相关规范也有相应的标准。


三、利用吸声与扩散材料控制混响时间——并要注意频响曲线的平滑过渡

  既然有了相应的推荐标准,我们就可以在微影院包间建设中通过声学材料来取得最佳的混响时间推荐值。


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  首先利用仪器设备对微影院包间的混响时间进行测量,如果发现混响时间过长,可以利用各种各样的吸声材料覆盖于房间表面,增加房间整体的吸声量,减低混响时间。吸声材料的种类繁多,对于不同频段的声音有着不同的吸声性能,用户在选择的时候不能盲目选用,必须根据每一种吸声材料的特性,结合房间声学的特点进行有针对性的控制。当然,反过来看,如果发现混响时间太短,我们则可以通过反射和扩散材料来增加混响时间。

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后期的房间声学处理,主要是通过各种吸声与扩散材料调整房间的混响时间


  通过有效的室内扩散处理,还能够获得更加平滑的房间低频响应曲线,有效地改善室内声场的表现。国际上不少组织与机构都对视听室吸声与扩散处理有所规定,IEC规定音箱前方的地面无地毯等吸音物料,音箱的背后与天花顶棚呈现反射性,音箱的前面呈现吸声性。THX公司推荐每块墙面25%的面积应均匀分布吸声体,另外25%的面积安装宽频带扩散体并间隔安装吸声体。PMI公司推荐约20%的墙面应作吸音处理,不要进行过度的吸声处理,同时也应注意不要吸声不足,太活跃的房间会导致声音的清晰度降低。吸声材料应该分布在房间的各个位置,通过使用扩散体使混响时间的频响曲线更加平滑。

  上述的两点,包括对前期建设过程中对微影院包间大小和比例的控制,以及后期利用吸声和扩散的手段对最佳混响时间范围进行控制,是微影院房间声学设计与处理的两个关键点所在。前面已经对这两点当中的关键点进行了分析,接下来我们将会为各位微影院的经营者或从业人员,以及准备加入微影院行列的人士带来针对微影院视听空间设计方面更加全面、深入的特别专题,将会从声学设计、声学处理、光学设计、音视频系统调校以及室内格调设计等多个不同的角度进行分析,敬请关注。

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