音响空间常识100问 之三
刘汉盛 刘汉盛音响论坛
41问：利用摩擦把声能转化为热能又是怎么回事？
答：此时要利用多孔性材料，最常用的就是泡棉，玻璃纤维棉等这类多孔性软质材料。当声波进入这些多孔性材料时，会因为多孔软质材料的摩擦，而把声能转化为热能消散。通常这类多孔性软质材料多用在吸收高频段，不过如果利用够厚够重的泡棉、玻璃纤维棉等材料，同样也可达到吸收中低频以下频域的目的，此时这类吸音棉的体积与重量相当可观，也不是一般聆听空间中适合使用的。
42问：什么是Helmholtz Resonator？
答：德国物理学家Hermann von Helmholtz（1821-1894）所发明的一种细颈窄口大肚球形体，可以借着球体腔内空气共振来降低低频噪音。汽车上常见的排气管消音器就是采用这种Helmholtz Resonator的原理来制造的。理论上，我们可以利用公式，制造一个HelmholtzResonator埋在聆听空间的墙里面，这个共鸣器可以跟某特定频率共鸣，藉此降低或消除峰值。不过，实际执行会有二个困难，第一个困难是需要浪费很厚的墙面；第二个困难是吸收该频率的量不容易控制，所以实际上很少使用。
43问：既然木作的空腔会因为振动而产生吸收作用，室内的柜子、木板墙、石膏板墙，或木制空腔是否都会吸收声波？
答：是的，这些东西都会吸收声波，只是我们无法控制这些吸音体所吸收的频域与吸收量而已。当您在*放播**音乐时，请用手去触摸这些墙面、物体，就会发现它们在某些频域会振动得比较厉害，那就是引起物体共振的频域。一旦墙面、物体开始振动，就会吸收某特定频域。
通常，木制空腔吸收声波的能量比较强，所以要特别注意，有的聆听空间一直都有中频段、低频段不够饱满的问题，很有可能就是聆听空间内有太多这类木作空腔所致。
44问：如果木作空腔会吸收中频段与低频段，聆听空间喇叭后墙是石膏板或木板所隔成的墙，墙后还有另外一个房间，这样也会产生吸音作用吗？
答：会的，通常这样的后墙很可能会导致低频段被吸收得太多，使得整体声音听起来老是觉得低频不够饱满，声音不够有劲，下盘虚虚的。
45问：如果喇叭后墙是木板或石膏板，可以在木板或石膏板表面贴大理石或硬的东西来避免墙面振动吗？
答：不行！这样的做法只是会把整面墙的共振频率往下移，但无法避免吸收低频段。通常，质量越轻的墙面所吸收的频域会比较高，质量越重的墙面所吸收的频域越低。至于到底整个墙面所吸收的频域在哪里，可以用科学的方式实际测得，不过这就不是一般人能够做到的。
46问：既然木板墙或石膏板墙会吸收中频段或低频段，架空地板是不是也会这样？
答：架空地板底下是空腔，理论上这种空腔都会吸收低频段。不过，由于架空地板整体重量通常非常重，因此整个架空地板的共振频率非常低，如果共振频率在20Hz以下，根本就不会对聆听音乐产生影响。我家就是活生生的例子，架空地板坪数四、五十坪，做得非常扎实，实际量测频率响应曲线，并没有发现异常的低频凹陷，低频量感非常充足。
47问：如果在吸音棉后面维持一定厚度的空气层，吸音能力是否会更强？
答：是的，吸音材料背后的空气层越厚，吸音能力越强。把吸音材料直接贴在墙面上的吸音能力最弱。
48问：木作造型天花板会不会也变成吸收中频段与低频段的空腔？
答：一般居家空间为了隐藏梁柱或管线，通常都会做有空腔的天花板，有空腔的造型天花板同样也会有吸收声波的作用，尤其是整片没有造型的天花板更是容易引起振动。只不过因为天花板通常都是用二分薄板钉成，吸收的频域比较高。如果采用的是硅酸钙板（防火，目前建筑法规所规定的材料），整体天花板的重量会很重，吸收的频域会很低，就如同架空地板一样，虽然会吸收低频域，但对聆听音乐其实没有太大影响。
49问：如果不想做空腔天花板，有什么更好的方式来处理天花板吗？
答：聆听空间的天花板最好是做成扩散、吸收均匀分布的区块，如此一来既可避开空腔天花板可能引起的不可预料共振，也可让声波产生均匀的扩散。
50问：聆听空间的天花板很容易遇上梁柱，而且梁柱通常很深，到底要怎么处理？
答：如果想把梁柱整个包在木作天花板里，势必会损失很大的空间高度，最好的办法是把梁柱露出来，但是另做处理。怎么处理？可以在梁柱的二面直角处以夹板钉斜面，空腔里塞满吸音棉，如此一来斜面可以让声波改变行进方向，而填满的空腔也不会吸收太多的中频段与低频段。如果空腔不填满，那就会吸收过多的中频段与低频段。
51问：如果不想用夹板把梁柱钉成斜面，可不可以用吸音棉把梁柱包起来？
答：用吸音棉把整个梁柱包起来，视觉上并不美观。还有一个可行的办法，就是在梁柱下做一个弧形反射板把梁柱整个都包在弧形反射板之上，再于弧形反射板内藏灯光。如此一来弧形反射板可以扩散声波，弧形反射板的里侧还可以放置吸音棉来吸收反射到梁柱的声波，而隐藏式灯光更可以增添聆听空间的气氛。
52问：如果天花板的梁柱不想花太多预算美化处理，至少应该怎么做？
答：最简单的做法就是在梁柱的整片直角处整条贴三角吸音棉，贴了三角吸音棉之后，声波传递到梁柱时，会被吸音棉吸走一部分反射音，如此一来梁柱对声波的反射能力就会降低。
53问：聆听空间的墙壁上贴壁纸或壁布，能否产生吸音作用？
答：壁纸或壁布的吸音作用微乎其微，只能做为视觉美观，对于声学处理是没有帮助的。
54问：如果在聆听空间的墙面吊挂厚窗帘或厚壁毯，对于声音会不会有正面帮助？
答：厚窗帘或厚壁毯对于高频段有一定的吸收能力，但对中频段与低频段并没有吸收能力。而且，厚窗帘或厚壁毯由于材料单一性，因此如果挂得太多，可能会让某个频域产生过度吸音的问题。
55问：什么叫做扩散、吸收「均匀分布」呢？
答：您可以把整面的天花板面积想象成九宫格，这九个区域做成二次余数扩散器与吸音泡棉二二相邻，如此一来就是「均匀分布」了。
56问：为何扩散与吸收要均匀分布？把天花板分成二大区，一区专门扩散，一区专门吸收这样不好吗？
答：在声学上，集中一个区域做吸收的效果比分开做吸收的效果还差，扩散也是相同的道理，所以如果把扩散与吸收的区域均匀分布，无论是扩散或吸收的效果都会更好。
57问：所谓「扩散」到底要用什么材料？所谓「吸收」又是要用什么材料？
答：回答这个问题以前，让我们复习一下前面说过的吸收与扩散。截至目前为止，扩散声波最好的方式还是使用二次余数扩散器，而二次余数扩散器也有多种不同的形式，您可以搜寻RPG Diffusor Systems Inc.，这家公司专门制造声波扩散器与吸音材料，各式各样都有。我建议使用他们公司的Skyline，这也是台湾最常见到的2D二次余数扩散器，以防火保利龙做成，重量很轻，可以轻易使用在天花板或墙面上。
至于吸音棉，各式各样各种颜色都有，分别有不同的厚度与不同的密度，这些不同的厚度、密度的吸音棉大多只能针对160Hz（或说200Hz）以上的频域发挥作用，160Hz（或说200Hz）以下的频域一般厚度、密度的吸音棉很难起作用，必须要有很厚的吸音棉才能发挥有效的吸收作用。为什么？同样也是波长的关系，想想看，100Hz的波长有3.43公尺长，如果吸音棉厚度只有30公分，要怎么对3.43公尺长的波长起吸收作用？想要吸收160Hz以下的频域，最好的方式就是善用「振动」，也就是让声能转化为机械能。有关声能转化为机械能的作法，以下将会述及。当然，如果您的空间够大，不怕厚重的吸音棉占空间，也可以用吸音棉来吸收160Hz以下的频域。
58问：如果天花板什么都不做，会导致什么结果？
答：如果天花板什么都不处理，地板通常又是磁砖、大理石，这二个相对的墙面会产生强烈的声波反射与驻波，即使是铺木地板，其表面也是平整光滑的，其反射声波的效果跟磁砖、大理石一样。
59问：如果天花板什么都不做，地上铺地毯呢？
答：如果是铺一小块薄地毯，所能产生的吸音效果十分微弱，不会有什么效果。如果是整个地上铺厚厚的地毯，对于高频段的吸收会起很好的作用，不过对于声波的扩散，以及驻波的打散也没有什么效果。
60问：如果地上整面铺厚地毯，天花板又做了二次余数扩散器呢？
答：这是非常好的作法，太多的高频段由厚地毯来吸收，二次余数扩散器负责均匀扩散中频段以上的频域，这样的做法既简单又直接有效。