【「音響論壇」劉總編觀點說】聆聽空間十大實戰案例①:水泥磚牆、磁磚地面,硬調空間

2020-08-09     視聽發燒網

音響好不好聽除了影響我們對音樂的感染力之外,到底還有什麼重要性呢?根據我多年聆樂的經驗,當我們在聽好聽的音響時,心情自然會愉快起來,對人對事變得更樂觀。反之,當我們長期處於不好聽的音響之下時,心情容易低落,對人對事變得缺乏耐性,脾氣也容易暴躁。所以,音響迷千萬不要小看聲音好聽與否長期對自己生理、心理所產生的影響。

以下,我歸納出十種我曾經經驗過不好聽的空間以及空間布置,假若您遇上的空間有如下列十種者,如果不加以改善,我想就算是換了貴達數百萬的音響器材也是枉然。在此,我也會為這十大問題空間提出改善之道,只要您能按照我的經驗去改善,我不敢說百分百藥到病除,但絕對可以得到相當程度的改善效果。

第一大問題空間:水泥磚牆、磁磚地面,硬調空間

症狀:

這是典型台灣居住空間的問題,由於大部分住宅都是鋼骨水泥公寓,所以牆面與天花板當然都是水泥灌漿或磚砌。地上的作法除非特別指定,否則幾乎清一色磁磚地面,這樣的空間可說是百分百的「硬調空間」,牆面無法吸收過多的中頻段與低頻段,容易造成高頻段吵死人,中頻瓮聲鼻音,低頻轟轟然的不良音響效果。與北美或部分歐洲相比,他們「的空間剛好相反,幾乎完全是軟調空間。就一般住宅(House)或四層公寓(非高層水泥公寓)而言,不僅結構都是以木頭、夾板構成,就連地板也是木板鋪成。而四壁則多以DryWall石膏板釘成,天花板則以薄夾板為之。這種軟調空間環境最大的好處就是聲音聽起來不刺耳,相當溫暖。不過它也有害處,那就是低頻段因為缺乏堅硬牆壁或地板的反射,而顯得不夠紮實飽滿。而且那些板子也容易因為振動而吸收中頻段與低頻,所以聽起來總是不如台灣硬調空間的飽滿有勁,會有虛弱的感覺。

硬調空間的害處

硬調空間有什麼害處呢?高頻段容易因為光滑堅硬的牆壁反射,而產生大量超過耳朵負荷的高頻量感,音樂聽起來很吵。低頻段也會因為空間低頻駐波的關係而產生過度的低頻量感。您想想看,高頻段量感多得刺耳,低頻段量感多得渾濁有壓迫感,而中頻段卻被夾在這二個變形巨人之間,整個高、中、低頻段量感被嚴重扭曲,音樂會好聽嗎?要知道,一旦高中低頻段的量感平衡被破壞,音樂的平衡性也隨之被破壞,聽起來就不會好聽,這就是硬調空間最大的問題。

我想很多音響迷都曾有過以下的經驗:怎麼換過好幾套音響系統,在這個空間中聽起來聲音特性都差不多,都一樣會尖銳刺耳難聽?其實這是因為每個空間都會由於不同的長寬高比例、不同的建材、裝潢材料以及不同的空間處理而產生不同的聲音特質,硬調空間的聲音特質就是高頻段尖銳吵雜刺耳,中頻段不夠豐潤,低頻段不是某處渾濁就是量多而缺乏彈性,更不要談低頻段的解析力了。

解決之道:

其實硬調空間並非一無是處,只要能夠適當的將「完全硬調」轉變為「軟硬適中」,就有機會聽到好聲。不過,要做到「軟硬適中」需要一些相關知識,其中還牽涉到吸收聲波材料的掌握以及對聲波擴散的認知。

坊間就有許多現成的空間處理商品是針對「軟硬適中」空間而設計的,例如二次餘數擴散器、泡棉吸音塊、各種形狀的吸音柱以及「低頻陷阱」等等。如果能夠正確的使用這些市售現成品,您將有機會得到「軟硬適中」的空間。不過,這類空間處理商品必須使用相當的量之後,才能達到適當的聲波吸收反射與擴散效果,同時也才能把硬調空間轉換成「軟調」空間,這樣一來您將要花一大筆錢。如果您只買少量的這類東西點綴,改善空間的效果很低,花了錢但於事無補。

是否有比較便宜的方式能夠讓空間達到「軟硬適中」的要求呢?當然有!不過我也要事先告訴您,假若您想要同時兼具「軟硬適中」與美觀的要求,花的錢當然就比較多。如果您不太要求美觀,而著重在實用的「軟硬適中」,我認為不需要花大錢也能夠得到相當好的「軟硬適中」效果。

天花板的作法

在此先說著重實用的作法吧!首先我們從天花板與地板說起,這個區塊我們可以設計成吸收與反射各占總面積二分之一(擴散可由家俱雜物去達成,先暫且不管)。基於台灣一般人習慣地面不鋪地毯,所以先假設地板不處理,如此一來就必須把天花板當作全吸收面,地板當作全反射面(磁磚與木質地板對聲波反射的效果差不多,但架空木質地板會因為振動的關係而吸收一些低頻段),這樣一來就達成各占二分之一總面積的目的。

最實用的天花板作法就是搭輕鋼架放置礦纖板,它的作用在於吸收過多的高頻量感(2,000Hz-4,000Hz)與降低殘響時間的長度,讓聲音聽起來寧靜而不吵雜刺耳。如果您不想讓輕鋼架降低天花板高度,也可以將礦纖板直接固定在水泥天花板上,在此我們就選擇將礦纖板直接固定在水泥天花板的作法,這樣比較不會引起輕鋼架的共振雜音,不過施工會比較麻煩些。或許您會有個疑問:市售礦纖板的種類那麼多,到底要選擇哪一種呢?其實您能夠買得到的礦纖板絕大部分都是抑制空間殘響用的,除非特別訂製,所以選擇哪一種都沒有多大關係。請注意,我所謂的礦纖板是重量很輕、表面有吸音細孔或凹凸造型者。建材行還可以看到打很多洞的洞洞板以及表面粗糙的甘蔗板,這二種並非主材料,而是搭配使用的副材料。

天花板具有調節殘響作用

其實天花板的處理並不是全部貼上礦纖板那麼簡單,更進一步的作法是等到空間內一切都裝置妥當之後,我們還要利用天花板來調整空間殘響,讓殘響時間達到最佳狀態。殘響時間達到最佳狀態有什麼好處呢?音樂聽起來清晰、豐富、溫暖。殘響時間過長有什麼壞處呢?音樂聽起來吵雜、混濁與虛軟。殘響時間過短有什麼壞處呢?音樂聽起來乾澀、死板、單薄。

到底要如何來調整天花板呢?我想音響迷不可能擁有殘響時間測試儀器,所以我們唯一能夠使用的就是自己的耳朵。您可以用自己的耳朵來判斷殘響時間是否適當、過長或過短。通常,我們講話的聲音如果相當豐潤,不會吃力,拍掌時空間中沒有高頻的迴響,而是具有肉聲的掌聲,這樣的殘響時間就差不多了。如果一進房間講話就覺得吃力、或講話會帶有濃厚的鼻音,那都不對。

假若發現殘響時間在整個天花板都是礦纖板的狀態下還太長,可以在天花板上以吸音能力更強的礦纖板或洞洞板取代一般礦纖板。或者,可以把吸音棉外面包裹漂亮的布,做成60公分見方的塊狀吸音體安放在天花板上,也會有很好的吸音效果。不過,一般來說,如果室內已經擺設適當數量的家俱或物品時,整個天花板用礦纖板應該不會產生殘響時間過長的問題,除非室內的家俱以及其他物品實在太少了。

到底要取代多少面積呢?請一面更換一面用自己的耳朵去判斷,一直到您認為殘響時間適當為止。要注意的是,更換洞洞板或吸音能力更的礦纖板時,要把握「分散使用」的原則,也就是不要把洞洞板或吸音能力更強的礦纖板集中在某處更換,而是應該平均分散安置在天花板上。

把握分散使用的原則

反之,假若整個天花板貼滿礦纖板之後,您感覺殘響時間變得太短,音樂聽起來乾乾死死的,不夠豐潤飽滿,那就需要減少礦纖板的數量。此時您要做的就是卸下幾塊礦纖板,再以表面貼有木皮的平整夾板取代,這種夾板不會吸收聲波,能夠把大部分的聲波都反射回去。當然,假若您能夠以表面光滑的二次餘數擴散器取代夾板,那就更理想了,不過市售進口木製或普利龍的二次餘數擴散器都不會太便宜,除非買國產製品。

對了,為什麼要「分散使用」呢?因為這樣可以提升吸收或反射、擴散的「效率」。換句話說,如果我們把握分散使用的原則,可以用比較少的材料面積得到更大的吸收或反射、擴散效果。為什麼天花板要當做吸音區(用礦纖板)呢?其實這是因應台灣氣候特性而設計的,在台灣,大部分人家裡不是磁磚就是地板,很少會鋪滿地毯的,因為台灣的氣候潮濕,灰塵又多,家裡整個鋪地毯的確對健康不佳。所以,我們把地板留下來當反射聲波的表面(頂多鋪可移動式的小塊地毯)。假若您可以鋪地毯,那麼天花板就不需要全面吸音,可以參照「音響論壇」299期我去採訪加拿大MOON工廠裡面的做法,他們那二間音響室都是請專業設計公司設計的,音響效果很好。

由於天花板設計來吸音,而地板上又有許多家俱或雜物,這些東西也具有某種程度的吸音效果,在這種設計下,天花板與地板的吸收、反射、擴散聲波的「軟硬適中」任務可算完成。

在此我要慎重叮嚀,天花板最好不要用木板去做複雜的空腔造型,我看過很多案例,這類天花板很容易形成吸收中頻段與低頻段的元兇,讓音樂聽起來乾瘦刺耳,任憑您怎們調聲,怎麼做喇叭擺位都無法把美聲救回來。切記!切記!

二側牆的作法

再來我們要讓二側牆「軟硬適中」,我們的原則是吸收、反射、擴散總面積各三分之一,二側牆的吸收、反射、擴散位置對稱或不對稱皆可。

通常空間二側牆多少都會遇上窗戶,假若有窗戶,我們可以把窗戶的窗簾當作吸收聲波的面積,此時採用的窗簾必須是厚而軟的布窗簾,而非薄或硬的窗簾。為什麼要用厚而軟的布窗簾呢?因為唯有這種厚而軟的窗簾才會讓聲音好聽,薄而硬或各種塑料、紙質窗簾雖然也具有吸音效果,但是它們吸音的頻率不對,反而會讓聲音變得不好聽。

除了厚而軟的窗簾之外,當然還有很多吸音材質,例如泡棉用布繃起來也可以,具有造型的吸音泡棉也可以,這些都需要經過實際嘗試,才能知道聲音是否能夠達到好聽的程度,我的經驗是厚而軟的布料最保險,不容易出錯。

吸音的方式說過,接著要談反射聲波的方式。其實反射聲波的方式最簡單,您只要保持原來的牆面不處理就可以了。當然,為了美觀,可以在這些牆面吊一些裝飾品或畫作,甚至音響架、書櫃、唱片櫃也行。

不過我要建議您,書櫃與唱片櫃最好不要裝上玻璃,因為玻璃的反射聲波能力太強了。而音響「架」最好就是架子,不是「柜子」,因為柜子的振動對聲音有負面影響。

吸收、反射、擴散面積各三分之一

吸收、反射之後,接下來要處理最後的三分之一,也就是擴散面積。最有效的擴散聲波方式就是大家熟悉的二次餘數擴散器,這類擴散器可以在市面上買到,您倒不必親自動手做。不過,假若您想把整個空間請裝潢師傅做整體設計,那當然要自己動手了。有關二次餘數擴散器的設計、計算方式,我在「聆聽空間二十要」里有詳細說明,請您參閱該文。

看到這裡,或許您要問:二側牆的吸收、反射、擴散區域到底要怎麼安排會比較好呢?一般而言可以有二種思考方式,第一種是把吸收、反射、擴散做小區域打散安排,讓這三種小區塊平均交錯在二側牆上,這種作法比較複雜,在美觀上也要花更多心思去安排。

另一種比較簡單的方法就是二側牆對稱分三區塊,第一區塊是反射區,安排在最靠近喇叭處。第二區塊是吸收區,安排在二側牆的中段處(吸收第一次反射音,讓定位感更清晰)。第三區塊是擴散區,安排在靠近聆聽位置處(讓聲音聽起來更輕鬆均勻)。當然,假若您的空間很小,二側牆的面積根本不大,做法也可以不必這麼複雜。在此我建議您做一種可以兼具吸收跟反射的吸音體,去建材行找洞洞板,裁成30公分大小,當作朝外的「面板」,再以一般夾板同樣裁成30公分大小,當作底部「底板」。而面板與底板之間夾著厚度大約10公分的吸音棉,玻璃纖維棉、岩棉、泡棉都可以。外面再以漂亮的布整個繃起來。這一個個30公分見方的吸音板就會擁有適當的吸音跟反射功能,這是我在採訪加拿大MOON工廠時,看到他們請專業設計公司所做出的吸音方塊,您不妨學著使用,效果很好。

事實上,MOON所使用的洞洞板並非我們去建材行買到的那種,而是特別設計的,洞的孔徑與洞的排列方式、數量都經過計算,有興趣者不妨參考「音響論壇」299期我採訪MOON的那篇文章。

牆角做法

一個房間都會有四個牆角,如果可能,這四個牆角都放置吸音柱。吸音柱可以買現成的,也可以自己用吸音棉捲成圓筒狀,外面再包覆一層鐵絲網或塑料網,讓吸音棉筒能夠固定形狀,接著最外層繃上漂亮的布,這樣簡單的做法就是很好的吸音柱。吸音柱的直徑至少要有30公分,高度能有2米就可以,不需要頂著天花板。比較大的問題是,您要怎麼讓吸音柱能夠穩穩的站著?這就是現成吸音柱為何要賣你貴的原因了。

再來我們要處理天花板上的四個牆角,這四個天花板牆角很容易反射高頻,所以要適當處理。處理的方式很簡單,也是把泡棉塊切成三角形,外面用布繃起來,固定在四個天花板牆角就可以了。市面上也有這類現成的東西可買。

二個後牆的做法

除了牆角擺吸音柱之外,我們還可以把擴散器安排在喇叭後牆與聆聽位置後牆的四個牆角「旁邊」區域,讓最容易產生駐波的地方降低駐波的能量(駐波或低頻峰值無法完全消除,只能降低能量)。再來,喇叭後牆「中央」那塊區域最好保持反射,更重要的是要保持堅硬的牆面,這樣才能把喇叭的能量毫無損失的傳送出來。假若喇叭後牆用「厚夾板」釘成,會因為夾板振動而嚴重吸收中低頻以下的頻率,讓低頻不夠紮實有勁。假若喇叭後牆以「薄夾板」釘成,則會吸收過多的中頻,讓中頻段樂器形體變得細瘦,鋼琴與人聲不夠飽滿。

或許您又要提出疑問:難道喇叭後牆就不能放置二次餘數擴散器、音響架、書櫃、唱片櫃嗎?最好不要,因為喇叭後牆我們還有妙用,那是最後用來調整高頻段量感用的。這話怎麼說呢?當您一切都安置妥當、天花板也經過上述的調整之後,假若仍然覺得高頻段量感太多,此時最有效的調節方式就是在喇叭後牆安排一塊厚軟的吸音物質,面積至少要有後牆一半以上,只要把這塊厚軟物質像掛畫一樣掛在二喇叭之間,就會有相當好的調節高頻量感作用。

此外,把音響架放在二喇叭之間的後牆位置,雖然可以節省喇叭線長度,而且方便使用,但這個區塊是聲波最強的地方,當我們播放音樂時,強勁的聲波會讓音響器材箱體劇烈振動,對聲音產生負面影響,枉費您花那麼多錢買角錐避震台等。我建議您最好把音響器材放在側牆位置,雖然喇叭線要長些,但對好聲絕對有正面的幫助。

請注意,喇叭後牆雖然可以調掛吸音物質,但本體還是要堅硬的牆面,我們所掛上的這塊厚軟物質只是要調節過多的高頻量感而已。在此讓我說得更清楚些:喇叭後牆絕對不要有空腔形成的牆面,因為空腔會增強木板振動時的吸收聲波能力。

好,喇叭後牆說過,最後要說聆聽位置後牆。在這片牆面的二個牆角里,我們已經安置吸音柱,吸音柱旁邊也可能有二次餘數擴散器,而剩餘的中間牆面我們要做成吸收區。最簡單的作法就是像許多旅館內的牆面作法,以漂亮的布內繃吸音泡棉,在牆面上做成美觀的一塊塊造型。這種作法當然需要木工師傅,一般人大概做不來。或者,如我前面所言,去買洞洞板內裝泡棉用布繃成30公分或60公分見方的吸音塊,這樣效果更好。請注意,我們的沙發或椅子絕對不能貼著後牆擺,因為貼著後牆會聽到最強烈的反射音,造成不平衡的高、中、低頻分布。沙發或椅子至少也要離後牆50公分以上。

軟硬適中的要訣

到此為止,我們已經把硬調空間成功的轉為「軟硬適中」的空間。來,讓我們再複習一次天花板、地板以及四個牆面的作法。我們把天花板與地板當作第一組,這第一組要把吸收與反射面積分配成各占二分之一,原則上以整個天花板為吸收區,整個地板為反射區。天花板還可以更換一些反射或擴散表面來做殘響時間長短的調節,地板上那些家俱與雜物則當作擴散之用。

第二組就是二側牆,二側牆我們把吸收、反射、擴散面積分配成各占三分之一。您可以把吸收、反射、擴散區平均分散在二側牆,也可以整齊的分三區,如果要分三區,靠近喇叭處的側牆可以規劃為反射區,中段側牆規劃為吸收區,靠近聆聽位置側牆規劃為擴散區。

第三組就是喇叭後牆與聆聽位置後牆,我們也把它分為吸收、反射、擴散面積各占三分之一,不過其配置方式與二側牆不同。反射區設在喇叭後牆,吸收擴散區則設在四個牆角,聆聽位置後牆吸收與擴散也要兼具。

三分之一不是精確的數字

在此我要提醒您,我所謂的三分之一面積或二分之一面積並不是絕對精確的數字,它只是個大約的數字而已。為什麼?因為每個空間的各項條件與所使用的音響器材都不盡相同,您必須依照自己耳朵所聽到的音響效果去做更精細的微調,才能達到最佳效果。因此,所謂二分之一或三分之一的數字僅供大原則的參考而已。當然,最後的結果就是您能夠聽到甜美、豐潤、有光澤、有彈性、有活力、飽滿健康的音樂。

經常看我所寫有關空間處理文章的人,現在一定會有一個疑問:既然反射與擴散都各占三分之一,為什麼不幹脆不要反射區,而讓擴散面積占三分之二呢?二次餘數擴散器的表面不也是光滑的嗎?既然是光滑的,就等於是反射,如果我們用二次餘數擴散器來取代反射區,是否效果會更好呢?沒錯!如果單以聲波擴散的角度來看,用擴散來取代反射,其聲波擴散的效果將會更好。不過我考慮的是,一旦室內使用太多的二次餘數擴散器,這些擴散器都是木板做成,當播放音樂時,木板會跟著聲波起共振,它們是否會因此吸收掉太多的中頻段與中低頻段呢?一旦中頻段與中低頻段被吸收得太多,音樂聽起來就會不夠有勁,不夠飽滿,這是我所擔心的。當然,假若實際聽起來並不會產生中頻段與中低頻段太少的問題,您就可以用擴散來取代原來的反射。

看到這裡,或許您又會產生另外一個問題:以上「軟硬適中」的作法好像跟我以前我在「劉氏好聲歌」所提出的「前硬中吸後擴散」原則不太一樣?其實大原則還是一樣的,所不同的僅在於聆聽位置後牆除了牆角的吸音柱與擴散器之外,多加了吸收區而已。事實上這塊吸收區可以依照實際情況調整,如果高頻段聽起來太多,聆聽位置後牆最好採取吸收聲波的方式去做。如果高頻量感不會太多,聆聽位置後牆採取擴散與吸收兼具的方式會更好。

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