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家庭影院的聲學(xué)設(shè)計(jì)

文章來源：維也納聲學(xué)    時間：2024-09-23

維也納聲學(xué) 郎宇福

一、家庭影院概述

家庭影院是指在家中模擬出較專業(yè)的視聽放映場所，也稱視聽室。一般位于家庭或者寫字樓內(nèi)具有環(huán)繞聲影院視聽效果的家用視聽系統(tǒng)，是私家用于看電影、卡拉OK、HiFi等的空間。

一、聲學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50356-2005）；

（2）《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50118-2010）；

（3）《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008）；

（4）《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB50325-2014）；

（5）《數(shù)字立體聲電影院的技術(shù)規(guī)范》GY/T183-2002；

（6）《電影院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ58-2008）；

（7）《小型影院聲學(xué)設(shè)計(jì)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》（QB/ZD01-2013）

三、家庭影院聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)

家庭影院是用于家庭個人欣賞電影、卡拉OK等，要求室內(nèi)聲場有足夠的聲音豐滿度、清晰的對白、均衡的音色?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，尚未對家庭影院的聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行明確的規(guī)定，根據(jù)其常用功能，建議使用小型電影院的聲學(xué)指標(biāo)對家庭影院處理。

1、混響時間

    根據(jù)《劇場、電影院多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50356-2005中規(guī)定，對容積小于500m3的立體聲微型電影院，不論其大小，合適混響時間均與500m3者相同，即取0.5s左右。這是基于兩方面的考慮：一是沒有必要取更短的混響時間，二是太短混響時間的大廳也不舒適。

根據(jù)《小型影院聲學(xué)設(shè)計(jì)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》（QB/ZD01-2013）中規(guī)定，小型影院500——1000Hz的混響時間有以下要求：

                              表1 小型電影院房間容積與混響時間

各頻段的混響時間頻率特性應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，中頻要求平直，低頻可略高，高頻可略低，但不應(yīng)超過上下限規(guī)定。 各頻率混響時間相對于500Hz——1000Hz的比值 如下表。

               表2 各頻段混響時間相對于500Hz——1000Hz的比值

實(shí)際中，家庭影院一般都不會超過200m3，混響時間過長會降低語言清晰度；混響時間取過短會感覺聲音蒼白無力，沒有空間感，即使依靠揚(yáng)聲器重放加有混響效果的聲音，聲像雖然會更加立體，卻不可能重塑空間感，還會增加吸聲材料的使用，提高造價(jià)。因此綜合以上標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，家庭影院的混響時間建議在0.2——0.4s。常用于吸聲降噪的材料有：聚砂吸聲板、AGG無縫吸聲板、AGG透聲涂層、歐聲強(qiáng)化玻纖吸聲板，復(fù)合吸聲軟包、考夫曼吸聲畫等。

     根據(jù)家庭影院的主要使用功能，其噪聲限值也可借用電影院背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《電影院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ58-2008）中規(guī)定，當(dāng)放映機(jī)及空調(diào)系統(tǒng)同時開啟時，控場情況下觀眾席背景噪聲不應(yīng)高于NR噪聲評級曲線（圖5.3.3）對應(yīng)的聲壓級（表5.3.3）。

           NR噪聲評級曲線（圖片截取自《電影院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ58-2008））

            電影院觀眾廳背景噪聲的聲壓級（圖片截取自《電影院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ58-2008））

2、背景噪聲

對于家庭影院來說，一般是私家或公司定制的娛樂空間，其背景噪聲應(yīng)按照特級電影院標(biāo)準(zhǔn)處理，故家庭影院背景噪聲應(yīng)滿足NR—25噪聲評價(jià)曲線的要求。

3、聲場均勻度

    音響系統(tǒng)正常工作條件下，室內(nèi)聲場不均勻度小于±2dB，聲壓最大差值小于4dB。

四、聲學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、體型設(shè)計(jì)

家庭影院一般位于家庭或者寫字樓內(nèi)，一般房間尺寸較小，屬于小房間聲學(xué)設(shè)計(jì)范疇。在低頻部分200Hz及更低的頻段，房間會和聲波波長產(chǎn)生一定的比例關(guān)系，小房間的共振模式可能會引起某部分頻段聲音能量衰減不同于正常的衰減過程，或者共振頻率集中于某一頻段，造成聲染色現(xiàn)象。如果房間比例不合理，家庭影院會出現(xiàn)駐波、顫動回聲、簡正等聲學(xué)缺陷，極大影響室內(nèi)音質(zhì)效果。因此，體型設(shè)計(jì)在家庭影院聲學(xué)設(shè)計(jì)中是需要著重考慮的。

（1）家庭影院設(shè)計(jì)成規(guī)則的體型，特別是空間的長寬高比例是整數(shù)的情況下，室內(nèi)容易出現(xiàn)聲學(xué)缺陷。因此，在需要在做空間體型設(shè)計(jì)，確定空間大小時，調(diào)整長、寬、高的比例。為了避免簡正等聲學(xué)缺陷，體型設(shè)計(jì)時理想的長、寬、高比例應(yīng)該是無理數(shù)。

表4  體型設(shè)計(jì)比例

（2）當(dāng)房間內(nèi)的尺寸已確定或?qū)嶋H中可調(diào)的尺寸不能滿足理想的比例要求時，可以通過調(diào)整家庭影院內(nèi)墻面和天花的形狀使簡正波均勻分布，或者通過增加房間的共振阻尼來減弱房間的共振效應(yīng)。

（3）對于較低頻率的共振引起的室內(nèi)聲場分布不均勻的問題，調(diào)整室內(nèi)空間效果并不明顯，建議通過電聲系統(tǒng)對其進(jìn)行彌補(bǔ)。

2、音質(zhì)設(shè)計(jì)

    家庭影院作為家庭或單位少數(shù)人的娛樂空間。要設(shè)計(jì)合理的混響時間以及盡量均勻的聲場，無明顯聲缺陷。

當(dāng)室內(nèi)混響時間過長，會造成反射聲過于密集，混響聲壓較高，能夠掩蔽室內(nèi)的部分聲學(xué)缺陷；雖然由反射聲造成的空間感較強(qiáng)，但是音響系統(tǒng)的聲音效果會變得含糊不清。當(dāng)室內(nèi)混響時間過短時，混響聲壓較低室內(nèi)存在聲學(xué)缺陷會比較明顯；雖然音響效果明顯，但是反射聲卻相對較弱，會影響空間感的塑造。由此來看，混響時間和反射聲的處理方式存在著一些矛盾。家庭影院有較好的音響設(shè)備，要使每座都有較好的聽覺感受，那就必須使室內(nèi)擁有較均勻的聲場環(huán)境。為消除室內(nèi)可能產(chǎn)生的聲缺陷，在布置聲學(xué)材料的同時，需在空間內(nèi)部增加擴(kuò)散體，通過對墻面進(jìn)行凹凸的變化，使房間簡正模式均勻分布從而實(shí)現(xiàn)平滑的低頻響應(yīng)，營造均勻的聲場。

（1）吊頂

為避免頂面和地面產(chǎn)生共振、顫動回聲等聲學(xué)缺陷，須在家庭影院頂面采用擴(kuò)散體。例如：根據(jù)數(shù)論計(jì)算確定的AGG無縫擴(kuò)散吸聲體、QRD擴(kuò)散體、MLS擴(kuò)散體等。

（2）前墻

    家庭影院前墻需要做強(qiáng)吸聲處理，可以使用聚酯纖維吸聲板等吸聲材料；如果追求美觀，則可以采用布藝軟包吸聲板，布藝顏色、圖案比較多，美觀性較強(qiáng)。多孔性吸聲材料主要吸收中、高頻聲為主，為不出現(xiàn)各頻段聲失調(diào)，吸聲板后還應(yīng)加空腔，增加低頻吸收。目的是消除反射聲，避免家庭影院后墻反射回來的聲音與音箱發(fā)出的聲音相干涉，同時可以降低混響時間。

（3）后墻

   家庭影院后墻主要做的處理就是擴(kuò)散，不需要太多吸聲，保留反射聲創(chuàng)造室內(nèi)空間感。故后墻應(yīng)多使用擴(kuò)散體，輔以吸聲處理?？墒褂玫臄U(kuò)散體有木制弧形擴(kuò)散體、AGG吸聲折板、QRD等，以及多寶格；使用時可根據(jù)美觀要求、客戶要求進(jìn)行選擇。

（4）側(cè)墻

為防止室內(nèi)側(cè)墻之間出現(xiàn)顫動回聲，側(cè)墻墻面可做擴(kuò)散和吸聲結(jié)構(gòu)共用的設(shè)計(jì)方式。擴(kuò)散可使用壁柱，木制、石膏擴(kuò)散體（形狀可自選）等，以使室內(nèi)聲場均勻擴(kuò)散，有效消除聲缺陷。側(cè)墻采用吸聲板材及板材后留空腔（或薄板共振結(jié)構(gòu)），能夠有效控制混響時間，材料和結(jié)構(gòu)可根據(jù)聲學(xué)要求和裝飾效果進(jìn)行選用。

3、背景噪聲控制

（1）地面

   在地面鋪地毯可降低走路或音響發(fā)聲引起的振動，還能夠吸收部分聲能，降低混響時間。 地面振動傳聲是噪聲傳播的一主要方式。如果家庭影院在樓上或者周圍環(huán)境中有需要背景噪聲較低的空間，則必須做浮筑地板。

（2）門

    家庭影院一般在家庭或者公司內(nèi)部使用，周圍無過大噪聲產(chǎn)生，故一般使用隔聲門即可，要求隔聲量≥40dB。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境噪聲，噪聲過大時可做聲閘。

 （3）窗

    使用隔聲窗。外墻內(nèi)側(cè)窗簾建議使用厚重的吸聲窗簾；目的是①為了增加室內(nèi)吸聲量，降低混響時間；②能起到良好的遮光作用，保證室內(nèi)觀賞影片時不受外界干擾。

五、聲學(xué)建議

1、家庭影院使用時是個封閉的空間，多會用到空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)，在使用這些系統(tǒng)設(shè)備時，根據(jù)需要應(yīng)進(jìn)行降噪處理，在風(fēng)口做消聲處理。

2、墻體隔聲應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境噪聲和墻體隔聲量選擇是否做隔聲處理。

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