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[全频箱] 音响室设计案例与评估

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gdhifi123 发表于 2010-1-28 09:38:56

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一丶前言  E; l! A6 U! T2 x: K
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自从民国76年12月完成高雄市首都音响公司第一间音响试听室後,也陆陆 续续完成了包括KTV丶音响室丶演奏录音室丶国际视讯会议室等相关之工程。 一般而言,家庭用的音响室限於居住空间之影响,大约都在十坪以下,而且高 度也大约只有三公尺左右,这些空间因太小的缘故,设计完成後虽可达到一定 之理想,但总是不是相当完美。因此在一个偶然的机会中,经由朋友介绍而接 到了郑医师这个案子,而这个案子能引起笔者最大兴趣的原因在於这间房子还 没有盖,因此就可以事先规划出一个大小适中空间来做为音响室之使用。& v' J) K: ?% U- H& }8 z# U2 |; Q

. T1 a- {& }2 e# u1 p) B一般而言,音响室能15坪以上就不错了,也因为这间房子还没有盖,因此 事先就和业主沟通在地下室留出一个净高4公尺,面积大约25坪的空间。於是 在房屋尚未兴建时,也就是在79年上旬,就开始了长达将近两年的设计施工过 程,直到80年10月才告正式完工且测试完成。
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二丶设计过程/ N1 f0 F3 ^% p. X2 _/ @! E

# R4 e0 k% O7 u0 z4 E6 [本案整个设计过程之考虑,系依据声与理论及笔者多年经验来设计的,其 中最大的一个特色为所有材料之使用均是台湾生产之一般材料(完全不用进口 材料),这些材料经由笔者分析後,再加以组合而成,因此造价上便宜很多。 另外而本案设计过程之考虑,则包括了下列之项目:: _: ]; g, j0 ?9 N! v

3 |% i8 T) O: g9 m/ z$ q$ W9 [形状尺寸 + C  I0 M' Y# B: i
本案原先留设之空间为6.25M×13.15M×4M,後经程式分析及现场之需要 ,留出一个2.5M宽之空间做为机械室(空调)及CD等之储藏室使用,因此实际 使用之空间为6.25M×10.5M×4M(大约20坪)。1 I$ l" P( ]; O, o1 X' q4 Q

& i; n8 P7 {' G* j振动频率之分析+ s) H& P) u  c: w( @
2 H0 K. V: f, E' Q4 e3 x( l7 |
此形状尺寸之空间,经电脑分析结果,其共振点第一个发生於85Hz,,而 以170Hz,340Hz及680Hz较为密集,因此第一个设计之考虑事项就是必须将此 共振频率扩散掉,否则会使得室内音响效果转为恶劣。
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隔音设计及要求:( v: C$ y. m% t1 |4 _% U

  A* D! k: Z" U6 c& H. B; ?4 L$ w9 r一般而言隔音度(NIF)若达到40dB以上就算符合标准,但经业主要求, 本案之隔音度提高为50dB。虽然50dB和40dB看起来好像只差10dB,但是在设计 上就差了很多了,这个要求也是本案相当大的挑剔。
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' V2 j6 r+ m$ c) v9 h7 N6 o空调噪音之要求
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/ ^+ r/ y7 Q6 B& g* Q本案因在於地下室,因此最大之噪音源为室内空调之噪音。依据NC曲线之 容许噪音基准,一般音响室之要求在NC15~20之间,所以本案之室内 空调噪音必须控制在NC15以下。
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1 F! ^' o* z/ a& C' a* E馀响时间:- I' E+ F" m1 e! }! v* `

8 W# ]# n7 ?  t5 H一般而言,小空间的音响室其馀响(即一般所称之残响)时间并不需要太 长。依本案之空容积(6.25×10.5×4=262.5M3)及V.O.Knudsen之建议,本 案之最佳馀响时间在0.8秒至1.0秒左右。因此依Eyring之公式计算,可得出室 内材料之平均吸音系数为α=0.15至0.18左右)。
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定波丶驻波之考虑; l3 r/ p7 C8 U* A, ~6 q* z

# l* \; o' G- V. i0 a8 F此部份是与共振频率合并考虑的,一般而言定波和驻波(Stationary Wave And Standing Wave)常於两特定平行壁之间发生,因此为防止定波及 驻波和共振频率,所以将空间形状做改变是必要的,此室形状之决定也系经由 分析结果而决定的。7 m, L, x2 F7 _

2 ^5 ~" g" G3 b/ \% O  l频率响应谱; @4 t$ B( _4 k6 u- ~# K4 c+ e

! _& t$ x# C. R" V频率响应谱,是以1/3 Octave为依据,且必须保持良好之平坦特性,依一 般经验所得之最佳频率响应谱。此频率响应谱也是本案设计之最重 要的要求。: N5 x  \; Y0 s  c/ C

* `7 X  O: b% J- K3 ]材料之选择:
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本案材料之选择包括了下列之项目:7 u8 u# q3 Y7 `! u; m

1 z) J( [. r. B+ ^a.隔音材料 b.反射壁(α<0.7,α) c.低音域之吸音材料(20Hz~200Hz) d.屮音域之吸音材料(200Hz~2000Hz) e.高音域之吸音材料(2000Hz以上) f.避震材料" K, L2 l& r1 c- l

9 w1 B( t6 }, X5 c* ^% z1 ~. g% W材料之配置方式:
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0 M4 `7 `9 I" k" ~* x本案经分析结果,反射面配置於喇叭後方之墙面及喇叭上方之天花板,侧 墙为吸音壁,其材料作分散配置,地板则保持吸音状态,後墙做完全之吸音处 理,天花板做中吸音率之吸音材料。此项材料之配置经分析及经验所得出之结 果,可使得声音不至於压迫聆听者,且也可造成良好之音场丶层次丶定位等之 最佳听觉效果。. U6 }# p6 @$ r" l% _: N' ]4 u
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音压级及喇叭丶受测点之选定:
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5 [( |7 E' {8 H* e本案之分析音响级依美国BELL研究所及Knudsen之研究,以清晰度最佳之 音压级80dB为基准。喇叭位置及受测点以考虑人之视觉及舒适度为主。另外喇 叭位置等完全施工完成,经仪器测试後再做调整,以达到最佳之听觉效果。9 O' P$ q9 Q# J' G9 Z3 s

0 l, K6 T& w9 k  n0 M* V三丶施工过程
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本案之施工过程大约花了一个月的时间,但再加上尔後修正之工作,合计 约花了三个月的时间,而在施工过程中所发生之一些问题,则有下列数项:- y$ h2 X9 Y1 d3 [

3 p1 i" R$ t0 R+ Q4 h装潢施工过程:  v* i( _! K8 r! Z5 w) N; d0 i
. g3 }' n: U! j* k+ J
在整个装潢工程当中,由於木工系笔者设计此类工程之班底,因此做起来 相当驾轻就熟,也比较少问题发生,唯一发生的是问栓强度(隔音门)不够而 断了好几次,不过经过更换後,也就没有问题了。出问题比较多的是壁布之施 工,由於台南方面之工人没有做过此类工程,因此做出来品质不良,後来经过 更正後,也算能达到标准。
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空调设备施工过程; i9 Z0 M9 ]3 o5 s0 @
3 h3 a6 D  W2 u. @) @8 @
由於本工程为无噪音之空调,在施工之初,空调施工者未能注意到,以致 於施工完後,空调噪音未能达到标准,其中最主要之原因在於施工之空调设备 与原先不符合,如原设计为3RT之冷气,送风量在50m3/min以下,V≤5m/sec ,而承包与业主所选定是在5RT,且送风量丶风口流速都提高了2倍以上,因为 风管尺寸不变,因此室内之空调噪音提高了很多。但由於空调承包者相当诚恳 的配合,所以在经过更换风扇马达丶风速控制器,且风管也修正过後之情况下 ,经由测试结果,也超过原先之设计标准。而此部份空调工程之修改过程也最 浪费时间,而且困难度也最高。7 }6 B* z* B6 P1 h

7 C& A' t/ n0 z( l) P6 m配电之施工过程:
* Y/ `2 C9 j! U8 \% \3 O- H; e/ y3 |7 v% y- e. ]
由於承包配电配线之承包商水准不佳,施工时竟然发生没有设计图而自行 凭想像施工的情形,其闹出之最大笑话为用NFB当做开关使用,相当的令人难 以想像。
2 V, g$ Q7 j1 F$ a9 f# t
" a0 o: Q+ O7 G' v. y4 j" S其它施工过程
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1 e) c5 R& I$ u: F1 u/ l( u0 T( Y其它之施工过程,如音响线路丶TV线路等由於事先与承包者沟通良好,因 此一切相当的顺利。/ x& v/ V6 u) F& ]

. M& d9 a* C2 e  U总之在整个施工过程当中,由於笔者之疏忽未能对承包者之水准做一事先 之评估,因此造成了不必要之困扰,不过经由承包商事後之全力配合,也将此 工程顺利的完成。) G6 @/ ~- i! R6 Q, b$ j. a3 l
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四丶测试结果之测试9 }7 W0 r' ]7 F' ?4 G

) y! U- `/ l5 A# S: D5 U本案全部施工及修改完成後,经由测试其结果如下所示:
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* x1 P( Y8 ^- ^4 F1 m! a空调噪音之测试
" l) Y2 e& l1 N3 `1 n  Z. _) M7 p+ r2 |) Q* _, a
空调噪音之测试系以RIOH-11之噪音以dB为评估单位来测试的,其中测试 之项目为开冷气时(以最大风量为依据)及不开冷气时之环境噪音两者为主。其所显示之结果空调实际之噪音值大约在10dB左右,而再把此项 结果再与NC-10曲线做比较,结果显示空调噪音完全能控制在NC-10 曲线以下,即而远超过原先设计之NC 10-20曲线标准,结果相当令人满意。
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0 a" l0 G( N# U% m隔音度(NIF)之测试
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此项测试也以RION-11之噪音器,施政Pink Noise之讯号,而以dB为评估 单位来测试的。其中测试之项目有下列三项。
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A.以Pink Noine 98 dB测得室内之dB值。
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B.Pink Noine继续施放时,测得室外之噪音值。
) o8 H8 L" J- s, t6 P8 A
8 V( {3 v! R1 P; @/ YC.Pink Noine讯号停止时,测得室外之环境噪音值。
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因此由A丶B丶C三项所测得之结果显示,其隔音度(NIF)已达到80 dB以 上标准(如图八),远远超过设计要求之50 dB值,而此项结果相当令人振奋 而且非常满意。
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受测点之测试结果
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. Q' S2 K9 M; b+ {0 e2 R受测点之测试,系以Technics H-8065丶Technics-8066及通频接收器,而 以dB为单位来测试的。其测试过程为先测左丶右喇叭之1/3 Octave值,再测 试喇叭合成时之1/3 Octave值。其结果如图九及图十所示。在测试过程当中 甚至还发现前级扩大机及右侧喇叭有点问题,後来经过修理後,尚不致於影响 到测试结果。此项所测得之结果与最佳之频率响应谱相当接近,与原先之设计 要求符合。5 Q# I* ]& T: e- a( y5 F

7 }# @8 L" Q  o: \; A馀响时间之测试
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由於测试中因缺乏仪器而无法得出正确之数据,不过依据其它测试结果显 示,此项馀响时间也应能满足设计之要求,且依据笔者多年经验,这项之结果 也令人满意。8 o2 q5 q0 h" Z# ^
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聆听者之主观评估因素
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: S9 I9 U: a9 O3 R) q% l本案由於完工後随即测试,且为私人住宅,因此较缺乏Pro级人士之评做 ,不过经由几位测试者及业主丶笔者本人之聆听结果,其主观评估应能符合标 准,不过这项结果,还有望Pro级人士来参与论断。4 t+ C) k2 w3 X# J0 j" n

1 }/ q8 v; v; N5 ^% N五丶结论:; a) _7 |7 A: x* d% V
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经过相当多的案子之磨练与经验,也由於本案之空间相当优越,因此所得 之结果为笔者所从事之相关工程当中最为理想之成功案例之一。但基於笔者个 人之喜好,本案之音响配备音乐性稍嫌不足,音响效果不够讨好,不过此项喜 好因人而异,与笔者所设计之室内声学比较没有关系。, j8 {" {+ f9 V

7 c# |2 ]+ U0 ?9 @" P+ s: W本案经过了长达将近两年之过程,以笔者之经验与理论,特提出几点建议 给爱好音乐人士之一个参考:
: O6 k5 {9 j; m8 v0 v& `& M  \1 z1 _1 r3 a$ D; S, M- F
1.音响设备与环境因素各占50%之比例,有好的音响设备也必须有好的环 境来配合,反之亦然。因此在从音响设备之追求之下,也不要忘了环境因素所 占之影响。
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2.环境因素须事先规划妥当,除应考虑隔音度丶空调噪音之要求外,一般 而言,室内空间之比例长丶宽度以5:3:2为佳,也最好有15坪以上(不是小 空间就不能做,小空间也可以做,只不过整个音场效果必须打扣),因此其理 想之尺寸比例为4M:6M:10M(如本案之尺寸)。/ j( @" c) j1 l# P$ N( R( V1 J

/ w% y  U8 n' p# O3.不要太迷信进口材料,因为进口材料造价相当贵,而且缺乏整体之评估 效果,一般产材料若经由良好之设计过程,一样能到相当好的效果。
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! g: B+ q! i! Q9 A9 j* a4.音乐是给自己听的,因此个人的喜好最重要,就好像情人眼里出西施一 样。因此在设计上与音响配备上也完全应以个人之喜好为主。8 _) {0 B1 H2 G* u5 `

( _% M0 Q" Q" ?5.一个音响室设计是需做整体评估设计的,声音这种东西,看不到丶摸不 到,只能用听的,因此局部的考量是不够,必须做整体之评估及考虑,而且必 须以仪器来测试客观评做因素(主观因素可以依个人喜好而定),如果连客观 评估因素都是用讲的,那也未免太不够「客观」了。
hificheng 发表于 2010-1-28 10:21:21
分享,谢谢楼主发布啊
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