建筑声学基础知识（二）：室内声学设计的九项客观指标

前文详细讲述了室内声学设计在私人定制安装家庭影院当中的重要性，但是要打造真正优秀的家庭影院视听空间，获取出众的影音效果，远远没有想象的那么简单。那么，究竟什么样的视听室才是优秀的呢？

其实，“影音新生活”认为一套家庭影院的组建成功与否，最直观的表现就是所得到的音效。声音好不好听，除了使用的音响器材本身因素以外，还存在着器材搭配、调整和空间因素的影响，在这其中，空间因素是影响最大的，也是最难以克服的。下面，我们为大家详细介绍一下打造理想的视听空间所需的几项客观指标。

一、合理的房型设计

一个房间有长、宽、高3个尺寸，这也决定了有3个基本的固有谐振频率和与3个基本固有谐振频率成整数倍频率的谐波存在，这些声波在房间内传播时互相干涉，产生繁杂的组合谐振频率。从声学上讲，房间可视为一个共鸣器，当声源频率与由房间三维尺寸决定的固有谐振频率(简正频率)一致时将会形成驻波，产生共振，这就是声共振现象。视听室内的声场均匀度、声染色和频率不规则性都与声共振有关，这种共振将给原始信号加上房间声共振的色彩，造成声染。

为了避免或减弱这种有害的声染色，使共振频率均匀分布，避免出现突出的孤立的某段或某几段频率谐振模态，最有效的方法是合理地改变房间三维尺寸。可以考虑通过适当的内部装修、制作隔断墙以及吊顶甚至拆除某部分非承重墙等方法来改变三维尺寸（这种合理改造也要同时考虑建筑物的结构安全因素，如打算拆除某段墙体，最好征求一下建筑专业人士的意见）。

早期著名的视听空间房间推荐比例

简单地讲，视听空间的房型设计与设计音箱时选择内部三维尺寸的原则是一致的，即长、宽、高不能成整数倍或太接近。随后，“影音新生活”还将为大家进行详细的剖析，敬请期待。

二、声能均匀分布

当房间内原有的尺寸及实际中可调的尺寸不能满足理想的比例要求时，为消除室内可能产生的声学缺陷，可采用另外一种方法——在空间内部增加扩散体，通过对墙面进行凸凹的变化，使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频相应，改善室内声场。对于由于发射声引起的声像定位偏移现象，可以在引起发射的墙面设置扩散体或强吸声材料，消除反射声的影响。对于较低频率的共振引起的室内声场分布不均匀的问题，调整室内空间效果并不明显，建议通过电声系统对其进行弥补。

声场分布均匀，可保证整个厅堂内各点声能分布均匀，各区域内观众听到的响度基本一致。通常，均匀的声场分布应保证整个厅堂内最大声压级和最小压级之间不超过6dB，最大/最小声压级与平均声压级之间最好不超过3dB。

三、足够的响度（声压级）

声音的强弱与振动的幅度大小有关，但发声体（声源）振动的幅度大时，单位时间内传播的能量也大。单位时间内，声波通过垂直于传播方向上的能量，叫做声强。声强是声音的客观强度。而人感受声音强弱的程度叫做响度，也就是说，响度是人的主观感觉。

在没有噪声干扰情况下，观众听到的重放声应既不感到费力，又不感到震耳。通常要求有85dB的平均声压级，考虑到音乐高潮的不失真重放，可再留有10dB余量，数字环绕声系统更应有20-30dB动态余量。

四、混响时间控制的实现

混响时间是视听室设计中的另一个重要参数。混响时间是指声源停止发声起室内声压衰减60dB所需的时间，即降低至原有声压稳定值的百万分之一的时间。视听室的混响时间如果过长，声源前面发出的声音还未消失，后面的声音就出现，容易使低音轰鸣，造成语言对白等集中在中高频段信号的清晰度下降，甚至方位感消失（因为声象定位是靠左右主音箱的中高频直达声获得的，而反射产生的过于滞后的混响声则来自多个方位，直接干扰直达声，影响声象的正确定位）。如果混响时间过短，则会使声音变得瘦弱、干涩、呆板，缺乏色彩和生气。只有混响时间适中，整体音效才会显得丰满、生动、富于感染力和表现力。

最佳混响时间严格说来并非是一个定值，即使是具体到某个听音室也是如此。它是根据个人的主观体验和经验得出的，而且欣赏不同的节目类型所要求的混响时间也不同。如欣赏影视节目时混响时间要求稍短些，音响效果会比较生动，人物对白清晰，声象定位也好。而欣赏纯音乐节目则需要稍长一些的混响时间，这样听起来才能感到“较舒服”，其中古典音乐节目要求的混响时间要比流行音乐稍长些。这是因为不同类型的节目其后期混音制作各方面的要求各有差异，在重放时也需要相应适中的混响时间才能使音效最大程度地得到高保真还原。

五、频率响应和有效频率范围

频率响应是指将一个恒电压输出的音频信号与系统相连接时，产生的声音随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的的变化关系称为频率响应。也是指在振幅允许的范围内音响系统能够重放的频率范围，以及在此范围内信号的变化量，也叫频率特性。

一个房间的频率响应均匀会让你说话和听到的声音显得自然无比。相反的，如果一个房间的频率响应有缺陷，就会让你的说话有障碍。例如房间低频的响应过大，那么你说话就会嗡嗡的，感觉很浑浊。当然，房间的频响是和混响时间紧密的结合起来的。

六、降低室内噪声和隔声设计

背景噪声和人类的响度感知是紧密联系在一起的，较高的背景噪声会掩盖低电平的声音信号和细节，对正常听觉会产生干扰和掩蔽作用。隔音的目标则是尽量减少视听室和家庭中其他房间或者空间之间的声音传输，以提高观看电影时的体验，并减少对于相邻空间的影响。而声学处理的目标是尽量减少驻波的形成以及其他不必要的声音反射，以制造一个自然的空间，让音响系统的重放正确执行，让每一个观众都拥有一个愉快的观影经验。

一个视听室的声学设计除了隔音、控制反射声、混响时间之外，驻波处理也是一项非常重要的措施。由于每个房间都存在驻波，而且驻波也不能完全消除，只能避开或者通过其他方法来抑制。而我们知道，控制驻波的方法有：1.控制房间长宽高比例；2.改变超低音音箱的摆放位置（或聆听位置）；3.采用声学处理材料（如低频陷阱）等等。

良好的隔音能保证观众既能在不受外界干扰的情况下观看电影（或听音乐），又不会干扰到邻居的正常生活。同时，确保房间有足够高的信噪比，能让观众听到更多的声音细节和更大的动态范围。“房中房”结构就是利用房间与房间墙壁之间的空隙来隔断声音的传播，从而实现隔音的目的。虽然这种结构在造价上比较高，但效果却是最显著的，是公认的最佳隔音方式之一。

七、视听室的布置要求

房间整体的布置方式以及房间设施的摆放都会对实际现场的声音产生一定的影响，如果选择不当，会直接导致视听音质的下降。一般在视听室内，可根据实际情况布置一些吸声材料，如壁挂毛毯，地面地毯，软包，松软的木材等，避免大面积的玻璃、石材等镜面材料出现；在侧墙摆放碟架等装饰架，能够实现扩散体的作用；沙发的选择靠背也不一定要太高，一般要低于视听室内人正常的听音高度。

值得一提的是，决定视听室的视听效果的因素，音响设备与室内空间设计比重几乎是等同的，这点是非常值得引起注意的。

八、音箱的摆位要求

当您花费了不少心思及不少钱把视听室按上面提到的几点要求装修到位之后，如果音箱的摆位不合适，那么结果只有4个字：“前功尽弃”。

关于音箱的摆位，首先要求视听室左右两侧的空间声学特性应尽可能对称(并不一定是视觉上的对称)，即左右两侧空间的声反射量或吸收量要尽量相等。两个主音箱之间的距离通常要求在2.5m以上或左右主音箱与视听者之间的夹角至少大于30°(纯音乐欣赏的最佳角度为60°，而家庭影院因为要考虑声象的协调，一般要求在45°左右)，才能获得较好的立体感声场，但距离或角度也不能过大，否则可能会使图象与声象定位不一致。如屏幕左部或右部的声象定位远在屏幕之外，超出了近似合理的范围，会造成听觉效果与视觉的不协调。

ITU（国际电信联盟）的5.1声道建议

视听室的声学特性在一定程度上与音箱在室内的位置有着直接的关系，主音箱在房间中的位置主要根据试听感受来决定。将主音箱放在墙角、离开墙一段距离或远离侧墙等多个位置试听，选择一个能得到较均匀的声场共振的位置放置主音箱。另外，再适当地将主音箱后仰几个角度以及将主音箱垫高一些试听一下，看效果是否会更好一些。（有时这种改变会很明显，可能会得到相当好的效果）

针对环绕声音箱指向性要求较低的特点，其具体摆放位置也不很严格，一般放在视听者后方左右两侧，但不能过分近视听者，扬声器高度应适当高于人耳。两个环绕音箱之间的间距一般要稍小于主音箱的间距。当环绕声音箱摆放到位后，一般还需要对AV功放环绕延时进行调节，使前后音箱的音效浑然一体、完美融合，获得满意的整体效果。

7.1声道系统的建议

中置音箱的摆位相对固定一些，应与屏幕中心在同一垂直线上，最好使主音箱、中置音箱的高音扬声器及视听者的耳朵保持在同一水平高度。如果相差过大，主音箱和中置音箱的声象高度将会明显不一致，造成屏幕上运动物体的声象变得杂乱，很不自然，视听效果大打折扣。另外值得注意的是，选择中置音箱时，其中、高音扬声器应尽量使用与主音箱相同的单元。这样才能使中置音箱与主音箱在频响曲线、指向性、相位上得到较好的匹配。