聲音，在我們的生活中無處不在，但大家未必了解聲音的物理特性，比如在空氣中的傳輸特性，影響聲音效果的因素，以及如何改善音質(zhì)等。首先要明白建筑聲學(xué)的重要性，尤其是聲場環(huán)境不佳的情況下，如何通過擴(kuò)聲設(shè)計改善音質(zhì)問題，一直是“音響人”經(jīng)常遇到的頭疼問題，下面將給大家細(xì)細(xì)道來。

01

聲音的傳播特性

　　聲音是由物體振動產(chǎn)生的聲波，通過介質(zhì)進(jìn)行傳播，在聲場中傳播包括直達(dá)聲、反射、折射、繞射、穿透和吸收等形式。室內(nèi)觀眾區(qū)聽到的聲音除了直達(dá)聲，還有經(jīng)過反射的近次反射聲和混響聲，這些聲音的共同作用形成了系統(tǒng)的音質(zhì)效果。

　　直達(dá)聲 ：指從聲源直接傳播到聽音點(diǎn)的聲音，其傳播路徑是從聲源到該點(diǎn)的直線段。主要起到提供聲源的方向，提高聲音清晰度和聲壓級的主要來源。

　　近次反射聲 ：指相對直達(dá)聲延遲50ms以內(nèi)到達(dá)的反射聲。近次反射聲難以和直達(dá)聲分開，相互融合。主要起到提高聲壓級和聲音清晰度，增強(qiáng)聲音的空間感。

　　混響聲 ：指在近次反射聲后陸續(xù)到達(dá)的、經(jīng)過多次反射的聲音。沒有方向性和聲音信息，但它使聲場分布均勻，音質(zhì)豐滿。若混響時間合適則聲音豐滿，語音飽滿;混響時間短則聲音較干硬、呆板;若混響聲過長則聲音含混不清，語音清晰度下降，樂音缺乏力度和節(jié)奏感。

　　因此，要獲得良好的音響效果，除良好性能的音響器材和合理的系統(tǒng)設(shè)計外，還需具備良好建聲基礎(chǔ)，即聲場建聲環(huán)境。

　　02

　　最佳混響時間

　　混響，是一種物理現(xiàn)象。 聲波在室內(nèi)傳播時，被墻壁、天花板、地板等障礙物吸吸和反射，直到完全消散。當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，聲波在室內(nèi)要經(jīng)過多次反射和吸收，最后才消失。聲學(xué)中的混響時間RT60定義即聲音突然停止發(fā)聲，到平均聲能密度自原始值衰變到其百萬分之一，即聲壓級降低 60 dB 所用的時間，單位為“秒”。 為保證擴(kuò)聲的清晰度和層次感，各類廳堂的最佳混響時間建議參考如下;

　　1.普通會議室最佳混響時間：0.6–1.0秒。小型教室建議0.4–0.6秒。大型階梯教室需避免回聲，混響時間不超過1.0秒。

　　2.視頻會議室最佳混響時間：0.6秒。為避免給遠(yuǎn)端造成視頻會議“回聲”問題，建議0.6秒左右。

　　3.多功能廳最佳混響時間：0.8–1.4秒。以語言清晰度為主時(如演講、會議)，建議0.8–1.2秒;兼顧小型演出時，不得超過1.4秒。

　　03

　　建聲與擴(kuò)聲協(xié)同原則

　　建筑聲學(xué)條件（簡稱“建聲”）與擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計之間的關(guān)系密不可分，兩者共同決定了聲音的最終表現(xiàn)效果 。建聲是空間本身的聲學(xué)特性，在建筑聲學(xué)條件不佳(如混響時間過長、回聲嚴(yán)重、聲聚焦等)的會議廳中，無法通過擴(kuò)聲完全修正嚴(yán)重缺陷。而擴(kuò)聲是人為通過設(shè)備增強(qiáng)和優(yōu)化聲音的過程 。若建聲條件不佳，即使使用高端擴(kuò)聲設(shè)備，也難以獲得理想音質(zhì);當(dāng)然，合理的擴(kuò)聲設(shè)計可以一定程度上彌補(bǔ)建聲缺陷，通過合理的聲學(xué)補(bǔ)償和系統(tǒng)優(yōu)化來提升語音清晰度和聽感。擴(kuò)聲系統(tǒng)通過技術(shù)手段可部分修正建聲缺陷，但無法完全替代良好的建聲基礎(chǔ)。整體協(xié)同原則：

　　充分利用直達(dá)聲 。應(yīng)使廳內(nèi)早期反射聲聲場均勻分布，減少多次反射聲(混響聲)，使到達(dá)觀眾席的早期反射聲相對于直達(dá)聲的延遲時間宜小于或等于50ms(相當(dāng)于聲程差17m)。在擴(kuò)聲設(shè)計音箱位置時應(yīng)考慮主音箱直達(dá)聲覆蓋范圍，保證坐席區(qū)所有位置能聽到音箱的直達(dá)聲。

　　造型吊頂消除聲缺陷 。吊頂可根據(jù)聲線分析設(shè)計宜于擴(kuò)散的造型，吊頂造型能為后排觀眾提供足夠的反射聲，由于聲音會通過距離的增長而衰減，但通過反射聲的補(bǔ)充可以補(bǔ)充聲能，使后排觀眾獲得良好音質(zhì)。

　　合理布置音箱，保證聲場均勻 。一般來說，多功能廳側(cè)墻宜設(shè)計成反射、擴(kuò)散功能的墻體，為觀眾提供早期側(cè)向反射聲，使觀眾獲得良好的音效。同時控制廳內(nèi)混響時間控制在報告廳容積所對應(yīng)的最佳混響時間范圍內(nèi)，在擴(kuò)散體表面增加吸聲材料增加吸聲量，以使聲場盡可能均勻。

　　合理控制混響時間 。為控制混響時間，提高聲音的清晰度，則兩邊的側(cè)墻需補(bǔ)充適當(dāng)?shù)奈暡牧?。為防止聲音通過后墻反射至觀眾前區(qū)而引起回聲缺陷，報告廳的后墻必須鋪設(shè)強(qiáng)吸聲材料，控制反射聲能，避免聲學(xué)缺陷的產(chǎn)生。

　　04

　　建聲與擴(kuò)聲的設(shè)計指引

　　建聲設(shè)計思路: 在裝修設(shè)計時，不僅要注意美觀性、實用性和造價成本，也必須注意建聲的問題，應(yīng)優(yōu)先考慮聲學(xué)處理，否則后期音響系統(tǒng)效果達(dá)不到理想要求。

　　吸音材料：如木質(zhì)吸音板、礦棉吸音板、聚酯纖維吸音板等，安裝于墻面、天花，有效吸收多余聲能，降低混響時間，提升語言清晰度。 吸音棉/氈：填充于墻體、吊頂空腔，或制成吸音模塊，高效吸聲，減少回聲與噪聲。 吸音軟包：布藝或皮革包裹的吸聲材料，安裝于墻面，兼具吸聲與裝飾效果。

　　聲學(xué)擴(kuò)散材料：如QRD擴(kuò)散板、圓柱擴(kuò)散體、金字塔擴(kuò)散體等，分散聲波能量，消除聲聚焦，使聲場均勻分布，提升音質(zhì)。

　　隔音材料：隔音墻/隔斷：采用隔音磚、隔音板、隔音窗等構(gòu)建，阻隔外部噪聲干擾，確保內(nèi)部聲環(huán)境的純凈。 隔音門：特制的隔音門體，配備密封條與隔音玻璃，有效隔絕聲音傳播。

　　吸音窗簾/簾幕：懸掛在窗戶或舞臺兩側(cè)，吸收高頻聲波，降低反射聲，增加聲學(xué)舒適度。

　　聲學(xué)地毯：鋪設(shè)于地面，吸收腳步聲、座椅移動聲等低頻噪聲，提升聽音舒適度。

　　聲學(xué)涂料：涂覆于墻面，形成吸聲涂層，實現(xiàn)既有空間的聲學(xué)改造，兼顧裝飾性。

　　電聲設(shè)計與調(diào)試： 混響時間過長，如空曠場所聲音反射過多，導(dǎo)致語音清晰度下降。

　　選用輻射角度較小的強(qiáng)指向性音箱 ，讓聲音更精準(zhǔn)傳輸?shù)綌U(kuò)聲目標(biāo)區(qū)域，減少頂面、墻面和地面反射，適用于高混響空間。選用聲音透亮的偏語言類音箱 ，避免音箱低頻較多造成音染，影響聲音的清晰度和層次感。多點(diǎn)布置小功率音箱減少聲反射 ，如在主要擴(kuò)聲區(qū)均勻設(shè)置吸頂音箱。

　　聲場均勻度： 如不規(guī)則廳堂，特別是圓形或穹頂結(jié)構(gòu)的房間，或硬質(zhì)墻面容易引發(fā)駐波或聲聚焦。

　　采用合理音箱布局，盡量采用分散式聲場，避免出現(xiàn)多只音箱相互干涉。 音箱安裝應(yīng)杜絕安裝在廳堂角落，避免形成駐波，而降低聲音清晰度。

　　數(shù)字信號處理： 通過反饋抑制處理。調(diào)試好話筒在合適拾音距離不產(chǎn)生嘯叫，避免反饋導(dǎo)致聲音不清晰。 通過數(shù)字均衡調(diào)整優(yōu)化。結(jié)合相關(guān)軟件測試房間混響過長的主要頻率，通過數(shù)字音頻處理設(shè)備適當(dāng)衰減混響過長的頻率。設(shè)置合理的延時。在大型廳堂的多音箱系統(tǒng)中，主、輔音箱應(yīng)根據(jù)距離設(shè)置正確的延時，避免聲音不同步導(dǎo)致聲音不清晰。 例如：在連續(xù)說話過程中(一二……)，觀眾席聽到輔助音箱發(fā)出“二”時，主音箱的聲音到聽眾還在發(fā)出“一”。

　　建聲是基礎(chǔ)： 決定了聲音傳播的“底色”，無法通過擴(kuò)聲完全修正嚴(yán)重缺陷(如極端混響或噪聲)，因此做好建聲處理非常重要，不能只考慮裝修裝飾的美觀性，而忽略對音響系統(tǒng)的實用性。

　　擴(kuò)聲是工具： 通過技術(shù)手段優(yōu)化聲能分布和音質(zhì)，但需依賴建聲條件，在有限的建聲條件基礎(chǔ)上，只能做適當(dāng)優(yōu)化和提升，不能根本解決問題。

　　05

　　案例應(yīng)用分享

　　案例1：某省級氣象局

　　基本情況： 某省氣象局采用短桿話筒，4只8寸多功能音箱，整個房間面積為160㎡左右，吊完頂后層高約為4.5m。現(xiàn)場使用話筒講話時，回聲嚴(yán)重，聲音清晰度極差。

　　現(xiàn)場房間布局圖

　　現(xiàn)場情況： 吊頂采用鋁合金格柵，房間硬反射面(玻璃、墻面、弧形屏等)導(dǎo)致聲波多次反射，基本沒有吸聲處理。

　　測試數(shù)據(jù)： 混響時間(RT60)長達(dá)2秒左右。甚至有些地方超過了2.3秒，遠(yuǎn)超正常會議室標(biāo)準(zhǔn)(推薦RT60≤0.6-0.8秒)。

　　處理辦法： 將原壁掛音箱音量調(diào)小，減少較大聲壓級在墻面、 地面和天花頂面等反射，并在會議桌上方增加8只吸頂音箱，使吸頂音箱成主擴(kuò)，提高聲場均勻度，從而提高整體的清晰度。

　　案例2：某報告廳

　　基本情況： 某該報告廳體型為長方形，長18.3米 X 寬13.5米 X 高6.7米。該報告廳體型面積約248㎡，容積約1660m³。采用6只多功能音箱采用落地支架安裝。現(xiàn)場存在明顯回聲、聲場不均勻，語言清晰度差，聽感不適，影響報告廳的正常使用等問題。

　　現(xiàn)場房間布局圖

　　現(xiàn)場情況： 該報告廳墻面采用木飾面、布藝硬包，吊頂普通裝飾板，地面為地毯，且存在大面積玻璃。整個廳堂吸音量不足，平行面易產(chǎn)生顫抖回聲、多重回聲等不良聲學(xué)現(xiàn)象。

　　測試數(shù)據(jù)： 混響時間(RT60)長達(dá)2秒左右。甚至有些地方超過了2.21秒，遠(yuǎn)超正常大會議室標(biāo)準(zhǔn)(推薦RT60≤0.8-1秒)。

　　處理辦法： 將原多功能音箱更換為音柱音箱，減少音箱過多的中低頻輸出 ，從面提高聲音清晰度。同時選用音箱的覆蓋角度更窄 ，聲音可以更集中傳輸?shù)铰牨妳^(qū)域，以減少較大聲壓級在墻面、地面和天花頂面等反射，提高聲場均勻度，從而提高整體的清晰度。

　　廣州市艾索技術(shù)有限公司成立于2007年 ，公司專注于音視頻技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)融合應(yīng)用，致力于為用戶提供全空間業(yè)務(wù)場景音視訊軟硬件產(chǎn)品和信息化融合解決方案，集生產(chǎn)、銷售、方案設(shè)計和技術(shù)服務(wù) 為一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)。

　　艾索堅持走“數(shù)字化、信息化、智能化、平臺化”產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新路徑，注重用戶體驗和價值認(rèn)同，已自主研發(fā)了數(shù)字會議系統(tǒng)、分布式視頻系統(tǒng)、無紙化會議系統(tǒng)、多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)、會議智能協(xié)作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管控平臺 等多個系列的軟硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品體系和解決方案已覆蓋會議室、會議中心、指揮中心、體育場館、教室、園區(qū)等各類空間，為黨政、公檢法、教育、企事業(yè)等行業(yè)用戶提供完整的信息化融合應(yīng)用整體解決方案。