关于音箱嵌入式安装
在很多音响工程安装当中,常会遇到甲方要求将音箱(常见于主扩、中置、台唇音箱等)采用嵌入方式安装,即:暗装。当然主要是出于视觉因素的考虑,从声音重放品质角度而言一定会有或多或少的不良影响,尽管如此,这也并不是最大的问题,那么最大的问题到底是什么?接下来笔者将提出自己的拙见。
通常现场会为部分音箱(主要为主扩声音箱)专门准备了安装空间,但依然会有一些情况发生,问题现象一般有:1、音箱安装空间大小较为随意(有的面积竟达30 平方米,甚至有些安装空间直接与顶棚天花空腔相通)。2、音箱安装空间无吸音措施(甚至在安装空间的墙壁上还敷贴了光面瓷砖)。3、音箱安装位置较为随意(甚至不仅偏离透声面网中心,而且与透声面网的距离较远)。4、音箱投射窗尺寸偏小(甚至投射窗尺寸小于音箱正面尺寸)。
需要改善的方面有:
1、建议安装音箱的空间应以量体裁衣的设计原则,尽可能不要在音箱的周围留下过多的无用空间,并且注意音箱有效空间的顶部须封顶。减弱空腔共鸣(主要分布在低频区域)导致低频轰鸣现象。
2、建议安装音箱的空间应设计吸音措施,如:在空腔各面布设玻璃纤维吸音棉(属多孔型吸声材料,因其吸声系数高,效果优异,被广泛应用于专业电声测量消声室),或者退而求其次采用聚酯纤维吸音棉(多数音箱箱体内常用的吸音棉种类,属多孔型吸声材料)、聚氨酯海绵(属多孔型吸声材料,为增加表面积而被设计成凹凸的表面形状,俗称波浪棉、金字塔棉、鸡蛋棉等)也可。无论何种吸音棉,须保证一定的厚度(通常约大于3cm),并保持蓬松状态,才能达到最基本的效果。若能在吸音棉与墙壁之间留有一定间距的空腔(通常约为10cm—20cm 左右),对低频反射声波的吸声效果将更为显著。从而减弱空腔各面对低频声波的反射,避免低音听感浑浊。
3、建议音箱安装于透声面网中轴线对应的位置,并且音箱的正面(通常为声辐射面)尽可能靠近透声面网(大约保持1cm—3cm 左右间距)。避免在水平或垂直方向辐射角度不均匀、不对称等问题,以及因水平和垂直方向的杂乱反射产生的“前室效应”,降低声音清晰度。
4、建议音箱投射窗的尺寸尽可能大于音箱正面尺寸(至少等于音箱正面尺寸),同时又兼顾到美观。避免水平或垂直方向的障碍物阻挡声波的投射,降低声辐射效率和清晰度。示意图如下:
图1 扬声器系统暗装基本环境
图2 透声面网基本开口要求
关于音箱投射窗的网布选材方面,要求采用音箱专用透声网布,尽量不要使用普通布材,如:窗帘布、沙发布等非专用透声网布,避免出现:高音声压被衰减,影响频响特性。对于近年特别流行的专属影院,要求亦相同,若要求音箱暗装在银幕后方,则务必选用透声率较高的专业透声银幕。
下图所示为不合理的网布对频响特性的典型影响(测试参考:某小型音箱):
图3 某小型音箱的幅频响应变化
注:图中绿色曲线为未覆盖网布的频响测试结果;红色曲线为覆盖不合理网布的频响测试结果。
测试结果表明(仅代表本测试):当覆盖了不合理的非声学网布之后,从3KHz 以上的高频段发生了明显的衰减。从左侧的纵坐标上我们注意到这里是3dB 的幅度分辨率,我们再看看发生变化的高频段部分,平均衰减幅值大于3dB,通过了解功率与电平之间的关系,我们会发现,如果通过技术处理手段来补偿这部分的损失,将意味着扬声器这部分的输入功率需要再增加一倍甚至更多。也许小功率运行时不会引起你的察觉,但是在大功率运行时,扬声器不仅仅是失真的增加,同时也时刻面临着损坏的风险。
笔者曾在某剧场中见到过这样的暗装设计:
图4 某剧场舞台两侧音箱暗装情况
这里就出现了两个最为明显的问题,其一,音箱声音辐射面距离开口窗目测至少20cm;其二,更为严重的是居然采用了固定金属百叶窗构造,每个叶片宽度达5cm,笔者算是开了眼界。
另外,顺便谈个“题外话”,甲方之所以要求将音箱采用暗装形式,那是希望保持原有的建筑装饰造型不被影响,然而,现实中常常出现这样的式样,恕笔者眼拙,真看不出美从何来。
图5 某剧场暗装空间透声窗面网
图中这三个大黑块就是用来遮挡三个暗装空间开口的透声面网,原本是希望这三个部分从视觉上淡化,达到“但闻其声不见其形”的效果,然而就因为采用了与装饰背景反差极大的颜色(通常推荐面网与装饰背景同色系,尽量同色),音箱倒是看不见了,三张面网却成了视觉上的焦点。
音响工程中的装饰面网,其主流做法大致有两种,一种是:采用穿孔率大于60%以上的金属网罩,喷涂指定颜色的漆面;另一种是:采用同色系的专用透声网布,固定于指定尺寸的木框。
图6 色彩多样的专用透声网布
对于平面投射窗一般直接采用框架加网布的方式,对于弧面投射窗则通常采用钢网或者钢网加专用透声网布的方式,但要注意的是需要在钢网接触面上涂敷胶水(切勿填堵网孔),保证网布全面牢固粘结,避免出现:当超低音扬声器大振幅运行时(类似呼吸作用),使网布与钢网产生拍打噪声,影响声音重放。
在实际应用中,还存在另一种比较特殊的情况,就是:阵列扬声器系统(点阵列与线阵列,见附注)。对于阵列扬声器系统,如果也需要嵌入式安装的话,透声窗的开口尺寸,原则上是宜大不宜小,在实际的条件下,开口尺寸应最大化。
(附注:由点声源理念设计的点声源模块组合成的阵列系统,旨在期望形成大型点声源,简称点阵列;由线声源理念设计的线声源模块组合成的阵列系统,旨在期望形成线声源,简称线阵列。)
当然也不排除受到其他因素的限制,导致开口尺寸并不能按照理想要求来实现时,就涉及到开口尺寸的最小限度问题,我们可以根据扬声器系统的指向角参数,通过CAD 进行简单的模拟。
以某水平阵列为例,示意图如下(俯视图):
图7 某水平阵列透声窗开口宽度示意(其中30 度为单只模块水平指向角)
以某垂直阵列为例,示意图如下(侧视图):
图8 某垂直阵列透声窗开口高度示意(其中12 度为单只模块垂直指向角)
通过CAD 进行简单的模拟之后,便可以知道透声窗的参考开口尺寸(适当增加余量)。需要强调的是,这只是权宜之策,并不等同于影响程度最小化。
对于一项音响工程而言,能够影响最终声音品质呈现的因素实在太多,本文所谈及的内容简直是冰山一角,笔者只是希望籍由此文对方案设计、工程监理、设备安装等相关人员有所共鸣和启发,倘若每一项音响工程当中,音箱安装这一环节都能最大化的少打折扣,这将
是笔者莫大的欣慰。
文末,笔者要感谢:诸位日夜奋战在音响工程现场的一线同仁,个中艰辛,唯有你们深知,在此致以笔者的敬意!