從聽歌到音樂人都用得上的建築物理與聲學裝修知識系列（二）吸聲材料與構造

吸聲材料是什麼？不就是金字塔棉么？往牆上一貼不就完事了？

網上有人賣吸聲材料套裝，買回來照說明安就好了啊……

吸聲還有構造？

……

金字塔棉靠譜嗎？

如果你買回來金字塔棉，貼滿牆……然後高頻就完全沒有了，你成功地把自己的錄音環境變成了一個大悶罐，費工費力，最後還不得不拆掉。

專業吸聲材料套裝靠譜嗎？

如果你買回來成套的吸聲材料套裝……其實根本不用買就知道這玩意功能肯定會比沒有強，但作用絕對是有限的。首先房間的尺寸體積是千變萬化的，幾套預製好的薄薄的吸聲材料雖說能起到一定的作用，但是，到底能起到多少作用呢？一般這種套裝都會在包裝上像模像樣地給你適用的平米數，比方說15平米適用。但是這15平米到底是長的還是方的？極端到7.5m*2m這樣長條房間（這種長條房間事實上很常見！）也是15平米，還有房間層高是2.2m還是2.8m？或是這兩個數之間的某一個數值？這些房間的混響和駐波能一樣嗎？買一套預製的套裝就真的正好適用？或者僅僅是廣告忽悠人？你心裡難道還沒點數嗎？

那我們應該怎麼辦？

如果你只是純新手，想起步先練練，那湊合湊合無所謂。畢竟你連器材也沒摸透，擺位什麼的就夠你學一陣了。

但如果你想認認真真地做些作品，那麼一個至少「聲音合格」的房間還是完全有必要的。

在這裡多說一句

你也完全沒有必要去盲目崇拜或照搬「某某工作室」「某某錄音棚」的設計，尤其是一些小公司錄音房間的設計。他們大多是外包給市場上常見的裝修隊來做，而這些「專業裝修隊伍」對聲學處理的經驗，至多達到「KTV包間」「會議室」「室內菜市場」一類的水準，裝修錄音棚最多就是拿本書照貓畫虎，沒有原理、沒有數據、沒有測試，跟三無產品差不多，裝修完錄起來駐波好像崇山峻岭。那種街邊小巷子里放的不知名七流歌手出的口水歌那種。

1、聊聊吸聲材料

很多朋友都會有類似的疑慮：什麼樣的材料是吸聲材料？吸聲材料的特點有哪些？應該在裝修中了解吸聲材料的哪些數據，並加以使用？

這是個複雜的話題，要是認真計算起來，那就不是一兩頁能說清的。我們就揀重要的點來說，還是那個原則，多原理、少計算。

最主要的吸聲材料是多孔材料。

多孔材料很常見，棉麻毛等有機纖維就是一種環保高效的多孔吸聲材料。你還可以在市場上看到由玻璃棉、岩棉等無機纖維材質構成的吸聲材料，它們一般被添加一些粘接劑製成氈、板等形狀，以便運輸加工，這是目前市場上最常見的吸聲材料。有機纖維的吸聲性能其實也很好，不亞於無機纖維，而且自帶環保屬性，但是幾個天然的重大缺陷導致它在工程中很少有人使用。

有機纖維的重大缺陷：防火性能極差、易受蟲蛀影響、耐用性差。

無機纖維不存在以上的問題，無機纖維的原料是玄武岩，大白話就是用山上石頭做的，跟玻璃一樣，火燒不著，蟲子不吃，沒外力也不會壞。

但無機纖維吸聲材料也不是完美無缺的，正規的岩棉產品對人體沒什麼危害，但很多人，尤其是有些文化程度不高的裝修隊伍，分不清岩棉和石棉的區別，儘管石棉產品主要是用於防火，但我國市場上仍然是有很多品名為「吸音板」「隔音板」等的劣質聲學裝修產品里或多或少地摻有石棉。

石棉是有害的，石棉碎屑如果被吸入肺部，將無法排出體外，最終會導致肺癌等嚴重疾病。別以為這是圖便宜的小工作室才會用的東西，事實上前一段時間，剛剛曝出一個新聞：

悉尼歌劇院翻修時，發現大量使用石棉。

石棉如果就單純地放在那，那是沒有任何問題的（比如你在化學課上使用的石棉網）。但是，經歷了這麼多年的風雨寒暑，誰能保證建築裝修時使用的石棉，還是和剛裝修好時完全一樣，沒有一絲一毫的剝落和損壞呢。

悉尼歌劇院是1973年建成的，已經投入使用40多年，就算是再優質的材料也肯定會有大量碎屑產生，而這些碎屑不可避免地會慢慢由建材的縫隙泄露，慢慢地飄落到舞台和觀眾席，隨著呼吸進入人體，最後停留在肺部。

舉國之力建造的經典專業建築尚且如此，你還能掉以輕心嗎？

我用很長一串話來再三強調材料的成分，大家購買時特別注意下躲開石棉，還有甲醛等等常見污染源就可以了，預算要給足，千萬別圖便宜，因為你將要天天坐在這個房間里，自己的身體比什麼都重要。我並不打算講吸聲材料的孔隙率、流阻這些，即使分析計算得再清楚，對於普通使用者而言沒有任何意義，因為使用者只能是毫無選擇餘地地從市場上買回現成的材料加以使用。後面我要大量講的是吸聲結構，通過一系列的測量和計算，可以簡單準確地控制吸聲的指標。

2、吸聲結構

（1）薄膜/薄板吸聲結構

先上示意圖

薄膜吸聲結構的原理是用不透氣的軟質膜狀材料（例如塑料薄膜）與背後的封閉空氣層共同形成一個質量——彈簧系統。當該系統受到聲波作用時，將對系統共振頻率附近形成較大的聲吸收。如果薄膜不施加拉力，那麼共振頻率f可計算如下：

m——薄膜的單位面積重量

L——空氣層厚度

如果將薄膜換成薄板（如塑料板、石膏板、木質纖維板等），那麼就必須考慮其能夠傳播彎曲波的影響，或稱之為勁度，用K表示（此數據可由薄板材生產商提供），那麼此時共振頻率f可計算如下：

薄膜/薄板結構可用來對付頻率較為單一的聲波，在工程實際運用中，我們可以先計算清楚房間駐波的數據，然後有針對性地設計製作薄膜/薄板結構加以應對。

（2）穿孔板吸聲結構

穿孔板吸聲結構由穿孔板材和背後的空氣層組成，可以把它看作是亥姆霍茲共振器的組合與擴展。它的吸聲特性主要由板厚、孔徑、孔距、空氣層等數據決定。由於穿孔板可進行裝飾處理（例如油漆），且一般具有較好的強度，因此在工程中應用十分廣泛。

穿孔板吸聲結構的共振頻率f計算如下：

c——聲速

t——穿孔板厚度

d——孔徑

P——穿孔率（穿孔面積與總面積之比）

L——空氣層厚度

由公式可見，市場上購買的成品穿孔板材，無法調節t、d、p的值，因此主要的變數為L，也即空氣層厚度。在實際工程運用中，常將此結構運用在吊頂處，此時L即可有較大範圍的調節空間，而不影響使用面積。

（3）空間吸聲體與可變吸聲構造

這個只簡單說一下。

空間吸聲體好比聲學構造里的活性炭，它能在盡量不佔用過多使用面積的前提下，增大吸聲效果，減少施工工時。一般這種空間吸聲體可以買到成品，也可以自己用穿孔板做外殼，內填多孔吸聲材料製作。

可變吸聲構造在大型專業錄音棚內運用十分廣泛，它是一些專門設計的吸聲帷幔、吸聲屏風，可活動牆壁等，可以自行製作也可購買成品。按照計算好的變數，將其放置在預定位置，即可方便快捷地改變混響時間。

吸聲材料與構造就說到這兒，下一篇說隔聲。