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[声学案例] 19平方影音听音室装修和声学设计分享

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发表于 2021年06月18日 11:58 27571 2 来源:视听声学> 声学案例 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |

大雁南飞 帖主

2021-6-18 11:58

分享自己影音听音室的装修经验,受预算限制,决定自力更生。
一、基本情况:
1、准备做听音室的房间:
1.jpg
郁闷,长、宽较接近,不可能出好声。
因为卫生间是房间的独立卫生间,没太犹豫---打掉。房间比例改善了,长×宽×高=5.37米×3.57米×2.82米。面积也由原来的15平方米增加到19平方米,这是最终实际使用面积。
这是长轴的北头:高2.82米。有一飘窗。
2.jpg
这是长轴的南头天花:楼上卫生间沉池,靠着一条横梁。以横梁看齐,高只有2.42米了。这是已打掉卫生间,沉池填平,窗口封掉后的样子。地面就不上图了。还好,楼上同位置的这个卫生间也打掉了,感觉好多了!
3.jpg
2、听音室电源的处理,主要是安排独立电源,减少电源干扰。目前是两声道听音乐为主,预埋5.1系统音箱穿线管。
3、结合LP大人要求,房间布局做了调整:右边与餐厅的共墙最终是这样:原来门的位置砖墙进一步打宽改成了酒柜,酒柜当挡墙,我很担心隔音。门改在了另一头。
先上个装修图,让我慢慢道来。
4.jpg

二、隔音:
由于四个墙角都要做低频陷阱,换气系统无处安身,有可能的地方我要装空调。另外,看到坛子里各种换气系统,有点庞大,就只有开窗开门通风换气了。打定主意用材一定要环保,无刺激异味。隔音主要材料:陶粒,粒度2.4-4.8 mm。百度搜索到的(比我用的要小):

陶粒的用途:
陶粒具有优异的性能,如密度低、筒压强度高、孔隙率高,软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小,内部多孔,形态、成分较均一,且具一定强度和坚固性,因而具有质轻,耐腐蚀,抗冻,抗震和良好的隔绝性等多功能特点。

编辑本段陶粒在建筑材料方面的应用:
陶粒混凝土已广泛应用于工业与民用建筑的各类型预构件和现浇混凝土工程中(如预应力和非预应力的、承重结构或围护的、隔热或抗渗的,静载或动载的)。陶粒还可应用于管道保温、炉体保温隔热、保冷隔热和隔音吸声等其他建筑材料;亦可用作农业和园林中的无土基床材料及滤水材料。
5.jpg
1、地面采用陶粒加水泥混凝土(75%陶粒+ 25%水泥)找平地面。
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听音室地面比室外低一个封条的高度。这是加了封条的样子。
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2、侧墙、前墙(靠窗):
①、铲除批搪层后,均匀地抹上一层20mm陶粒水泥混凝土。泥水师傅说不好批上墙,具体陶粒和水泥的比例有调整。
批烫中
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陶粒水泥混凝土剖面
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好像不到2cm。师傅老说批不上墙,我也不好太勉强了。现在想来,如果陶粒的粒度再小点,就应该好批了。
10.jpg
批好了!
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②、酒柜部分:背板+镀锌铁皮+70mm厚陶粒水泥预制板。
3、后墙(靠卫浴间):批一层20mm陶粒水泥混凝土。
4、地面铺复合木地板,先加铺一层无铝箔防潮垫,再按正常操作。
5、做声学门:做不小于50mm厚的中空双层木门,内填30mm厚容重80kg聚脂纤维板。
12.jpg
声学门与门框接触的四边,贴密封条进行全密封,上面有图。
6、加装一层窗户:在墙体上加装塑钢夹胶玻璃窗,原来计划是中空玻璃窗,师傅装好后跟我说是夹胶玻璃,哎,大家打工都不容易,罢了。做成推拉式。加装的塑钢窗与现有玻璃窗之间间隔≥30cm。
13.jpg
7、龙骨和地面、墙面接触处使用硅胶垫消除刚性接触:
托一做橡胶行业朋友的福,按我绝对环保的要求,推荐医用硅胶,据说是做假胸的哪种。
    真的什么味都没有
14.jpg
避免钢性接触
15.jpg
听音室完工后,加上吸音结构,整个隔音效果不错。
先来个极端测试
用吸尘器
16.jpg
吸尘器、测试仪位置全部设在门边30cm以内。
先测对室外噪音的隔音效果。
十次平均室外79.4db,室内56.9db,隔音效果22.5db。
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再测室内噪音对室外的影响
十次平均室内82.1db,室外59.9db,隔音效果22.2db。
18.jpg
当然,通常情况不可能总是这么极端,我加了一个温和常见型---厨房油烟机。
先测对厨房油烟机的隔音效果。
门边测的,因为油烟机离得还有5米多,只有这个音量了,看一下显示,主要还是100Hz。
19.jpg
关上门,靠近门边再测,
20.jpg
减了18.7db。
再测对室内粉红噪音的隔音效果。
室内粉红噪音:
还是在门边,85.9db
21.jpg
关上门室外,还是门边
22.jpg
减了19.9db。
从上面数据可以大致知道听音室隔音的效果。

三、吸音:
房间长5.37米、宽3.57米、高2.82米。吸音处理的思路:
1、根据大头兄介绍有关临界频率的知识
23.jpg
我计算出听音室相关数据
V=52.7立方米(减去沉池、横梁后),S=88平方米, 最长尺寸轴向为5.37米,对角方向为6.45米。混响时间设定为0.4秒。
房间截止频率=344/(5.37*2)=32Hz,严格一点,=344/(6.45*2)=27Hz
临界频率= (3/2)(c/MFP) = (3/2)(344/MFP),这里 MFP =4V/S…(V为房间容积, S为房间内总表面积)
MFP=4V/S=4X52.7/88=2.4米
临界频率(方法一)=1.5X344/2.4=215 Hz;
临界频率(方法二)=2000X SQRT
(0.4/54)=172Hz
结合我音箱最低响应频率50Hz,那么,需要处理的声音主要考虑 50Hz 到215Hz。
2、房间模式
88.png

24.jpg
长轴64Hz和高轴61 Hz靠得近, 96 Hz、192 Hz则有兼并。
我采用PAA3音频分析仪来进行声场分析。第一次用粉红噪音对听音室进行频率响应实测,音箱距后墙1.34m(长轴的1/4),距侧墙0.89m(宽轴的1/4),高0.73m的位置。听音位距音箱前墙约2.2m。四面只有陶粒水泥墙。有点凄凉。
25.jpg
这是近声场频率响应
26.jpg
我把它做到电子表格上,画出折线图
27.jpg
加上听音位频率响应
28.jpg
实测结果很明显:32Hz、63Hz、100Hz三个峰很突出。但192 Hz似乎反应不大。
我音箱最低响应频率50Hz,32Hz、48 Hz就不用考虑了。
《一间极具吸引力的听音室》,介绍管善群教授用书柜来吸音等方法对我启发很大---小房间吸音很重要。
http://www.audiomercury.com/bbs/read.php?tid=246
我决定采用低频陷阱和薄板共振结构处理低频驻波,两侧墙加强第一反射声的吸收,最终用书架,再摆上书来调整中、高频吸声。
同样是环保方面的考虑:
1)、不采用穿孔板,家门口有家装饰材料市场,看过类似产品,明显有刺激气味。加上LP大人怕日后藏蜘蛛、小强什么的。
2)、采用聚脂纤维棉板,不用玻璃纤维棉。家人有过敏体质,怕玻璃纤维棉尘引起皮肤过敏。3)木板采用E0级(据说环保等级最高)。
我买了2种容重的聚脂纤维棉板。一种50kg/m3,一种80kg/m3。规格244*122cm。
29.jpg

具体操作:
1、四个墙角做三角形低频陷阱,斜边都是60cm, 由容重50kg/m3和80kg/m3聚脂纤维板混合堆积。
30.jpg
我记得penguin_jxf兄说过聚脂纤维棉不好用,但考虑到家人的身体情况,我还是硬上了。为了达到最佳的驻波吸收,我做了好几个不同的方案。可没少给折腾。
以音箱为准,后为后墙角,前为前墙角。频率响应测试如下
31.jpg
和粉红色曲线(水泥墙)相比,所有堆法31.5Hz、63Hz、100Hz三个峰明显拉低,80Hz这个谷基本填平,但160Hz-400Hz却难看了。
为什么频响曲线中160Hz~1250Hz只有陶粒水泥墙的最平直。有点想不通。
再来看这几种堆法比较:
32.jpg
没有本质区别。哎!继续努力吧。为了不会把事情越搞越糟,我要木工师傅把封低频陷阱的无纺布框做成方便卸下来的,准备和这些三角聚脂棉板打持久战。
实际上,在后来的装修过程中,我还尝试了很多堆法,木工不断逼着我下决定,哎,没办法,致完工时的堆法是:后墙角各1个1.72m+前墙角各1个1.07m+1个0.68m高。
由于聚脂纤维棉板做低频陷阱吸收低频驻波的同时,对200~630Hz也产生不小的影响。原来打算天花四周做一圈低频陷阱,像坛子里介绍的:
33.jpg
现在还是决定只做四个墙角陷阱了。
堆棉板的故事仍然没有结束,后面调整的章节再讲。
2、天花:100Hz、125Hz薄板共振器混合结构。
34.jpg
所谓薄板共振器,就是木盒子。按penguin_jxf兄的介绍,要吸收的频率f=600/sqrt(mD),其中m是薄板的密度kg/m2,D是板后空气层厚度(cm)。知道要吸收的目标频率,板后空气层厚度D=(600/f)2/m。
为了找合适的面板,板材店里,我像秤猪肉一样在找密度相同的夹板:
这是8.3kg/块的5厘夹板,m=8.3/(2.44*1.22)=2.78823 (kg/m2)。
要吸收100Hz,D=(600/100)2/2.78823=12.91(cm)
35.jpg
相同重量的没那么多,8.4kg/块也用了。算法一样。
36.jpg
100Hz、125Hz吸声器安装:6cm找平(胶垫+龙骨)+吸声器。钉这么多木板在天花,木工说:安全起见,减震吊钩也不敢用,要用膨胀螺丝。:mad: 只能这样了。
37.jpg
吸声器全部用1.5cm板做侧板、底板,内填容重80kg聚酯棉,不与面板接触,密封,不漏气。
38.jpg
天花薄板陷阱完工了,还挺漂亮的。自己鼓励一下。:129
39.jpg
由于自己的疏忽,天花薄板陷阱的频响曲线测试响度与测近声场和光是水泥墙时的响度可能不同。曲线的高低没有意义,走势有参考价值。
40.jpg
有天花薄板陷阱的频响曲线50-125Hz开始向近声场的曲线靠拢。但160Hz还是个“V”。160Hz薄板陷阱吸声器尺寸较大,天花已没地方了。但愿后面的工作能对频响曲线有所改观。
3、两侧墙:
先上图
41.jpg

42.jpg
在做墙角低频陷阱和天花薄板共振器频响测试过程中,仍然发现频响曲线250Hz跳动大,音量越大越明显。结合房间模式考虑,估计是240Hz,因此决定音箱后两边各15个241Hz薄板共振结构。
43.jpg
抱一侥幸心理,横梁侧面反正要包起来,做了三个160Hz薄板共振结构。
44.jpg
音箱前第一反射点两边各2个中、高频吸声结构。
45.jpg
只不过,我封的是聚酯纤维棉板。
4、前墙(靠窗):九厘夹板封面加绒布窗帘,窗帘距塑钢窗30cm。
5、后墙:刮塑,刷墙漆。
6、地面铺复合木地板。靠前墙做地台,高43cm,房间的宽度做完,深度130cm,聚酯纤维棉板裁剩的边角料全塞进里边。大致的计算表明,地台最有可能吸收到45Hz左右,但愿能”染指”50Hz。
这是cara软件材料库的资料
46.jpg
实际是这样,有没有理解错,不得而知。
47.jpg
7、两侧墙做书架。
这是cara软件材料库的资料
48.jpg
来个完工图
49.jpg

四、RT60测试
第一次RT60测试是在做了天花薄板共振器后进行的,主要是400Hz的人声和1250Hz口琴,基本在0.6~0.7之间。
当第一反射点的书基本填满后,我找到几个稳定的音:
口琴1250Hz,竖笛2500Hz,
50.jpg
木条敲书400Hz
51.jpg
按测试十次的平均, 400Hz0.32
52.jpg
1250Hz0.35
53.jpg
2500Hz0.37
54.jpg
再高的频率点找不到声源,无法测了。估计4000Hz的RT60不会超过0.4,RT60总体来看在0.32-0,4的水平。感觉不错。

五、调试:
时间过得很快,书架的书慢慢丰满起来。慢慢地我发现整个听音环境变化很大。RT60由0.6左右降至0.4以下,各频段频率响应也明显向好,原来墙角低频陷阱对200~630Hz产生的沟沟坎坎也平伏了,估计格状结构的书架对声波有很好的吸收扩散作用。
我决定对墙角聚脂纤维棉板做的低频陷阱重新来一次测试。
让音箱靠近后墙角,激发所有模式,测试仪则靠近前墙角,各种堆高来一次PK。希望最大限度抑制50Hz、63Hz处的驻波。
为了能够更客观地反映频响数据的波动情况及稳定性,打算用30秒测得的数据来计算平均值及变异系数。因低频陷阱在音箱左右两边堆法相同,表述上就只讲前(音箱前)、后(音箱后)、上、下了。由于前期的测试,前墙角我叫木工分成了两段,上段1.07m----80Hz波长的1/4,下段0.68m----125Hz波长的1/4,已无法改变。
我选择了以下5种堆法,先用数码相机拍下来,再把每种堆法近100个数据记下来,通过电子表格计算,答案有了:
50Hz( 平均值db/变异系数):
1、后2.2m+前上0.7m:76.36/0.027
2、后1.73m+前上1.07m:77.98/0.027
3、后1.73m+前上1.07m+前下0.61m(棉板不够了):78.45/0.027
63Hz( 平均值db/变异系数):
1、后2.2m+前上0.7m:75.53/0.03
2、后1.73m+前上1.07m:77.98/0.027
3、后1.73m+前上1.07m+前下0.61m(棉板不够了):78.53/0.026
看来后墙角堆满2.2米高,无论对50Hz驻波还是63Hz驻波都能有所抑制。变异系数则没有实质性差别。变异系数越小越稳定。
下面两种情况是隔天测试的,响度可能有差别,不可比,但变异系数仍是可比的:
4、后2.2m+前上1.07m
50Hz( 平均值db/变异系数):77.5/0.024
63Hz( 平均值db/变异系数):77.53/0.027
5、后2.2m+前上1.07m+前下0.68m
50Hz( 平均值db/变异系数):76.49/0.027
63Hz( 平均值db/变异系数):76.34/0.026
墙角低频陷阱还是多比少好。毫无疑问,堆法马上按后2.2m+前上1.07m+前下0.68m从新码堆。
最后,再来看看结果
听音位
1.jpg
50Hz、63Hz还是有些突出。选了一张王洛宾的CD,有特定63Hz鼓点时,听感上63Hz驻波还是明显的。:mad:
再对音箱的位置进行调整,原来是摆在长轴1/4离后墙1.34m的位置,以为可以除去64Hz的驻波。现在把距离进一步扩大到1.88m,即64Hz1/4波长的1.4倍。
大头版主提供的依据
55.jpg
听音位往后退至地台边(离前墙1.32m),真好是长轴的1/4,高度1.4m。
再来看效果,这是十次平均的结果
56.jpg
再把近声场与之比较
57.jpg
驻波没有了。放回原来的曲子,真不敢相信自己的耳朵,64Hz鼓点如拨开乌云见青天,再前后左右走走,驻波真的没有了!
一不做二不休,长轴1/4位置都变了,宽轴1/4位置(避开宽轴第二模式96Hz)也动一下。音箱换位:离书架吸音面0.425m,拉大音箱间距,离后墙距离则加到1.9m。
结果如何,同样十次平均
58.jpg
再放入上表比较
59.jpg
平直了很多。
我是很满意了!
其实,我不是金耳朵,还有耳鸣,除了63Hz驻波的嗡鸣声---既吵耳又烦心,其它各种摆法听感差别并不大。能证明有差别的是声音的细节多了。举一个悲剧的例子,这张村治佳织的正版CD,在新华书店一百多块买的。

60.jpg

文章来源199:zong003
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xzfxzf2012 2

2021-6-18 12:28

真的是用心做了,支持
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jxj401 3

2021-6-18 12:40

牛 不错不错  这样的处理很棒
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