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（三）隔聲材料與構造

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今天來說說隔聲。

隔聲，顧名思義是隔絕掉，或者說就是擋住聲音。

吸聲和隔聲是兩碼事，從原理到構造都完全不同！！

重要的話先強調出來，然後我們再慢慢說，隔聲是怎麼回事。

A地到B地，中間有路才過得去。如果趕上天災，路斷了，那麼就過不去。

隔聲的原理就是這麼簡單。只要弄清楚聲音的傳播路徑，擋住它就可以了。

說到這兒，大家應該一下就能想起小時候自然課上學到的「聲音的傳播」里的內容。書上說的很明確，聲音可以在固體、液體、氣體里傳播，真空里不能。

眼睛在真空兩字上打轉的，那是標準的死心眼。因為把房間抽真空顯然是不現實的，做真空牆又不可能完全飄浮在空中，肯定還得有固體接觸的位置（難道你想打磁懸浮的主意？如果你不怕花錢的話……），我們需要在結構上想辦法。

聲波在一般的建築物里傳播無非就是三個途徑：

a、空氣傳播

b、圍護結構振動傳播

c、固體撞擊或振動的直接傳播

看起來很拗口，但其實這些傳播方式非常好理解。空氣傳播，門窗的縫隙，牆壁的縫隙，各種通風管等等，都是聲波的來源。圍護結構振動傳播一般會出現在結構里比較脆弱的部分，外界的聲波使結構產生振動而發聲。舉個例子，節日里的廣場放大型禮花時，隨著禮花的燃放，附近的窗戶玻璃也會跟著發出嗡嗡的聲音。至於固體撞擊或振動的直接傳播就更好理解了，相信我們大家都聽到過樓上鄰居走路的腳步聲，這是最典型的固體撞擊聲的傳播實例。

只要在室內做一些特定的構造，分別搞定這三個傳播途徑就可以了。

當然，想讓我們的隔音工程切實有效，預算合理使用不浪費，必要的理論和計算還是要有的。

1、質量定律與隔聲量的計算

前面說過放禮花會引起玻璃的振動，同樣情況下牆體的振動就明顯小的多。這是因為二者質量的不同。質量定律：物體受到聲波激發所引起的振動，與自身的質量有關。在我們的隔音工程中，牆體的單位面積數據固定下來後，牆體的單位面積越大，透射的聲能越少。除去牆體吻合效應、特定頻率的共振效應的特殊情況，一般我們計算牆體的隔聲量R如下式所述：

f——入射聲波頻率

m——牆體密度

k——常數，當聲波無規入射時一般取k=-48

由此式我們可簡單地看出，牆單位面積質量越大，或是同種材料越厚，則隔聲量越大。

隔聲量的計算可以直接用公式進行簡單的計算，但在實際工程中，我們還必須考慮另外幾個變數。

2、吻合效應

吻合效應簡單地解釋一下。我們知道波陣面是球面，而牆體一般是平直的，這樣牆體在受到聲波的激發時，將簡單地引發牆體本身的彎曲，並形成一個自由彎曲波。牆體在聲波波長投影間隔處（即同相位處）的受迫，會引起一個受迫彎曲波。當二者相等時，牆體振幅達到最大值，聲波大量透射，這就是吻合效應，引起吻合效應的最低頻率稱之為吻合臨界頻率。目前市場上常用建築材料的吻合臨界頻率是已測定的，列表如下：

3、孔洞

這裡說的孔洞是廣義的孔洞，牆體上所有孔隙，無論是否在外觀上能看見，包括牆內的電線穿管、管道穿管、門窗的縫隙、甚至牆與牆之間、牆與天花板之間的接縫，都叫孔洞，不是你在牆上打個眼（安裝空調那種）才叫孔洞。孔洞對牆體的隔聲性能有非常嚴重的影響，尤其是那些穿線管之類外觀看不到的孔洞，更要留意圖紙和標記。

4、重要的隔聲構造——雙層勻質密實牆

由前面的知識我們可以簡單地得出，想要增大隔聲量，只要簡單地使用更大質量的牆體，或是直接加厚牆體即可，但這在工程上是顯然行不通的。建築材料的質量是有上限的，而一味加厚牆體（令人想到金字塔），會使空間的功能、結構劣化，經濟上也相當不划算。工程上常用的是雙層勻質密實牆，在達到較大隔聲量的同時，減輕結構的重量，降低工程成本。

對於設有空氣夾層的雙層牆體，我們可以看做是質量——彈簧——質量系統。它的固有振動頻率的值f可作如下計算：

m1，m2——兩面牆體的面密度

L——空氣層厚度

由公式可見，如果m1m2和L較大，那麼f的值會比較低，可直達甚至低於人的聽力極限20Hz。與固有振動頻率相等的聲波會比較容易透射過雙層牆體，其他頻率在工程運用上大致按隔聲量公式計算即可。

5、門窗

門是牆體中隔聲較差的部件。由於門必須做成方便活動的部件，無法使用較高面密度的材料，即使是雙層門，也會因為面密度小而可能具有較高的固有振動頻率。再加上門周邊的縫隙也可能成為聲傳播的孔洞。因此門的隔聲是隔聲工程里的重點，也是難點。通常未做隔聲處理的門隔聲量至多20dB左右，家用的木門質量更輕，再加上木材收縮導致周圍存在較多孔洞，隔聲量一般只有10-15dB。如果希望隔聲量大於40dB，那麼就必須使用專門的設計和材料。目前市場上有多種不同隔聲量的隔聲門成品，大多利用的是傳統的「聲閘」原理，隔音性能基本可以滿足需求，缺點是質量普遍較大。

窗是整個隔聲工程中最薄弱的部件。如果窗可開啟，基本無法做到可觀的隔聲量。錄音間使用的一般是不可開啟的觀察窗。且多數為2-3層甚至更多層數玻璃的不平行構造。即便如此，由於面密度較低的天然缺陷，窗仍然無法達到其他圍護結構的隔聲量。

最後附一張表格，摘錄一些常用建材的隔聲指標，供大家參考。

隔聲理論的理論內容不多，工程上是將吸聲、隔聲和室內音質設計幾大塊結合在一起，我將在下部分以錄音混音用房為題，說說怎樣去動手設計這樣一個實用的空間。