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NWAA实验室的立体感很强

NWAA实验室的Ron Sauro在《立体感杂志》2022年8月版的这篇文章中谈到了他的大型测试设施、扬声器测量、声音扩散等。

Ron Sauro展示了NWAA实验室巨大的自由场室的当前配置-完成了巨大的消声楔形和4米多的麦克风弧,这个房间也可以舒适地安置4个足球场。

在这篇文章中,提到了Jim DeGrandis和Acoustics First®在对扩散的理解、ASTM测试标准的开发以及他们发表的关于改进新型声学材料的建模/模拟的研究。

现在就阅读这篇文章!

有关这个版本的更多信息,和其他版本的立体感,访问他们在https://www.stereophile.com/

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吸收和扩散-结构规范

在2022年5月版的“建筑规范”中,Acoustics First被要求说明吸收和扩散在创造最佳声学空间中的使用。这篇文章对于理解吸声器和扩声器的类型以及一些使用场景(如办公室、关键的听力空间和更大的公共空间)是很好的参考。

注:本版本经过编辑,广告被删除。2022年5月数字版的完整出版版本可以在《建筑规范》的网站上找到在这里

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“如果一棵树倒了……没有人听到,会有声音吗?”

哲学思想实验“某物是否需要被感知到存在”,从一开始就存在。这使得人类可以推断出量子力学(Schrödinger的猫)和高级人工智能原理等概念。阿尔伯特·爱因斯坦因为问了他的同事亚伯拉罕·佩斯一个问题,

“你真的相信月亮只有在你看着它的时候才存在吗?”

爱因斯坦致亚伯拉罕·派斯

Pais对“量子力学学界当时(以及至今)的大多数观点都认为,在没有观察者的情况下存在充其量只是一个猜想,一个既不能被证明也不能被推翻的结论。”

但问题仍然存在。“如果一棵树倒在森林里,没有人听到,它会发出声音吗?”

在Haukkamäki区森林中倒下的树,Jyväskylä。森林位于Nuutinkorventie和Koppalankaari街道之间。——蒂亚·蒙托(树倒时蒂亚不在现场,无法证实树是否发出了声音。)

非常有趣的是,欧文·勒尔帕博士提出了一个迫切的问题……

“如果观察是证据,我们能否计算出人类对‘可能’变成‘真理’的事物的感知放大系数,以及对‘废话’的放大系数——后者将永远是‘废话’?””因为如果某种东西能够被感知,那么它一定在某种程度上存在,因为放大对不存在的感知就相当于乘以零。”

I. Lirpa博士进一步提出:“虽然对声音的观察证明了它的存在,但缺乏观察并不能证明它不存在……它只是没有被人类感知的审视放大。”

他进一步证实,这棵树确实会发出声音,但强度要低得多人知觉放大系数从今以后,声音仍然存在,因为它的存在——但它不会被人类的感知所放大。

开创性的研究人知觉放大系数I. Lirpa博士。

这项开创性的工作计算出在春季中温带常见的全叶落叶生物群落中,最大混响时间仅为0.04 @ 1000 Hz。进一步的计算发现人知觉放大系数等于混响时间被放大每个频段42次一旦被观察到完全一致通过超级计算机的计算深刻的思想在“终极的问题。

巧合吗?我们不这么认为。

TL:博士
“如果森林里有一棵树倒了,没有人听到,会有声音吗?”
“是的,但如果有人在那里听到,声音会增加42倍。”

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敬拜环境中的声音扩散与吸收

在这座犹太教堂中有许多分散建筑元素的例子。

大教堂、清真寺、犹太教堂和寺庙通常装饰有大量的建筑细节(深金库、拱门、柱子、雕塑、复杂的雕刻等)。这些特征不仅看起来很漂亮,而且还起到了声音扩散的重要声学作用。大而不间断的坚硬平面将声音反射成一种奇异的镜面波,从而产生离散的回声和梳状滤波(在声学中,梳状滤波是指延迟反射干扰并扭曲原始声波)。这些情况会导致一种不舒服的声学环境,在这种环境中,讲话很难理解,音乐也很难演奏和欣赏。另一方面,不规则的表面分散了这些反射,最大限度地减少了梳状滤波和分散的回波。在一个“扩散”的敬拜环境中,话语清晰易懂,音乐清晰温暖,有一种被包围的感觉,极大地增强了信徒的敬拜体验。

吸收治疗也可用于控制回声和有害反射。这些“蓬松”的材料(窗帘、软垫长椅、隔音板等)并没有重新分配反射,而是减少了房间反射的整体声音能量。开云体育下载快速安全然而,在房间里使用太多的吸音功能往往会使空间听起来“干燥”或“死气沉沉”。决定你的空间是需要吸收,扩散,还是两者的结合,取决于空间的声学特性,以及正在进行的崇拜服务的类型。

礼拜空间声学特性:混响是一种主要的声学因素,是由于持续的反射而留在听力环境中的声音能量。一个特定礼拜空间的尺寸、建筑材料和陈设决定了它的回响时间(RT或RT60)。使用反射材料(玻璃、木材、混凝土)的大厅有较长的混响时间,而使用吸收材料(降噪天花板、地毯、窗帘等)的小房间将有较短的混响时间。采用吸声材料,如织物包裹的隔音墙板开云体育下载快速安全这通常是将房间内的整体混响降低到合适水平的最佳方法。然而,目标混响时间也取决于在特定空间进行崇拜服务的性质。

敬拜服务类型:敬拜环境的理想混响时间差别很大。非音乐的、口头的敬拜需要很短的回响时间(.5-。8秒范围),确保讲话是可理解的。在频谱的另一端,由于教堂礼拜仪式的传统性质,教堂可以容忍极长的混响时间(2秒以上)。唱诗班,管风琴和普通的崇拜实际上会受益于较长的混响时间,通过持续的音符创造一种氛围和宽敞的感觉。这些空间通常没有音响系统,而是利用坚硬的表面在整个房间传播声音。

传统的敬拜可以通过长时间的混响来增强,但当代的敬拜需要明显更短的混响时间。在这些环境中,鼓、吉他、贝斯和其他放大的乐器对高强度的敬拜体验至关重要,但与更传统的礼拜中的唱诗班和管风琴相比,它们的声学需求大不相同。当代的“高冲击”教堂要求混响时间在0.8 -1.3秒范围内,以确保音乐不会变得太“浑浊”和模糊。当代教堂也必须更多地认识到后期的镜面反射(拍打回声),这可能会抑制音乐家的时机,并导致音乐清晰度较差。

让我们来看看一些处理传统和当代礼拜空间的常见场景。

同时包含着吸收的混合索诺拉®面板开云体育下载快速安全和传播双层桶在美国,许多人忽视了软垫椅和地毯对这个空间的声音的贡献。

场景一:从传统敬拜转向当代敬拜

一个日益壮大的当代教堂搬进了一个更大的传统避难所,在他们第一次排练时面临着喧闹的声学环境……这个“现场”空间非常适合传统音乐,但不利于“高影响”的当代崇拜服务。为了减少过度的混响和分散注意力的回声,吸声后墙(对台)和侧墙应加设。此外,如果使用舞台监视器,应处理舞台墙壁以管理舞台音量。提供低频吸收的斑点扩散治疗也会有益。一个很好的选择是传统的“桶”扩散器.这些是在性能空间中控制低音问题的最古老和最真实的解决方案之一。此外,由于这些单元兼具吸收器和扩散器的功能,您可以获得两者的好处。

场景二:传统与现代敬拜的混合。

一个敬拜设施决定在传统服务之外提供现代服务……随着更多的吸收被引入,以减少分散注意力的反射,我们希望保留有利于会众歌唱和传统敬拜音乐的包围和宽敞。声音扩散处理是控制回声和镜面反射的好方法,同时保持空间中的能量。吸收和扩散的混合通常是最好的。多功能空间还可以受益于可变的声学处理,使房间“适应”每种服务,但这是另一篇文章的主题。

场景3:传统敬拜空间音乐清晰度差

一个传统的礼拜空间翻新了他们的设施,增加了更厚的地毯,软垫长椅和降噪天花板……突然之间,他们曾经活跃的空间感觉“平坦”和沉闷。原声乐器更弱,更不容易分辨,唱诗班也很难调和和调音。为了“活跃”空间,用扩音器代替吸音材料。例如,替换1/3理查德·道金斯隔音天花板瓦与石膏瓦和内嵌扩散器的组合。如今,中档二次元的种类繁多声音扩散器可用于吊顶落砖格栅等更多传统的桶而且锥体扩散器。

而这个空间更加活泼,从后墙传来的拍击回声被混合控制扩散器而且吸收器

与声音吸收相比,声音扩散通常看起来有点神秘。这至少部分是因为与更容易量化的声音吸收相比,声音扩散是一种更复杂和多维度的现象。然而,声音扩散往往是声学拼图中缺失的一块:它的好处可以帮助一个糟糕的房间听起来很好,或者一个好房间听起来很棒!

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声学材料测试:它是什么,它不是什么。

A 64英尺2混响室地板上待测材料的样品。注意这些片段是如何组合在一起的。

您的房间是一个具有许多变量的系统,其中一些变量会影响您的声学治疗的性能。然而,实验室的吸收测试室是一个混响室-他们听起来很可怕!测试参数对源(扬声器)、麦克风和样品的放置有限制,以促进更可重复的测量。顺便说一句,这些参数都不是为了以最高效率使用材料——恰恰相反。当你在空间中分散材料时,它们的表现将与你将它们堆在一起时不同(顺便说一句,这正是大多数测试的方式!)如果你把材料放在房间里的特定位置,相对于源和收听的位置,你将优化这些材料在空间中的表现。

尽管如此,如果你想买一些声学材料(吸收器、扩声器、屏障、隔离器等),你可能会看看这些材料的测试性能。如果您深入研究不同的测试数字,如吸声系数、降噪系数(NRC)和声音传输等级(STC),您将了解更多关于它们是如何测量和计算的。我们之前有一个博客(在这里),介绍测试的安装方法,以及如何模拟不同环境下的安装。然而,除了不同的安装方法-也有不同的测试。

报告数据相同,测试标准不同?

让我们假设你正在寻找一种材料的NRC或吸声数字-你可以要知道有ASTM C423和ISO 354测试可以给你这些信息。虽然它们在许多方面具有可比性,但在这些数字的测量和计算中,仍有一些变量存在细微差异。一个主要的区别是,它们允许在测试中使用不同数量的材料。ASTM C423的最小测试样本量为60英尺2,而iso354的最小值为10m2(或107.5英尺2)。材料的最大数量也不同,ISO 354最大设置为12米2(对于容积为> 200m的房间,允许增加V/2003.),而C423没有上限。

虽然这种可变性似乎有点令人困惑,但请记住,这些测试可以在设置和配置不同的不同大小的房间中运行。分析开始的“时间”也有变化——C423在信号关闭后100-300ms开始,ISO 354在电平下降5dB后开始。

这对你意味着什么?

这意味着这些测试不能给你一个绝对完美的、可靠的(或稳定的)数字。材料性能值是一个不完善的,但仍然有用的性能测量。即使您在同一房间重新测试相同的样品,您也可能会看到结果中的一些变化-这种变化用于计算测试方法的“可重复性”。如果你在不同的房间测试相同的材料,你肯定会得到变化,而这种变化是用来计算测试方法的“可重复性”。与直觉相反,这意味着这些不同的数字都是准确的,即使他们是不一样.从这些不同的值,可以计算出测试的“不确定度”——这是一种显示测试值可靠性的方法。(有关可靠性和不确定性的资料,在这里阅读文章)。

其他变量。

我们知道,测试结果不是“精确”的值,但是,它们是材料在声学环境中的性能的衡量标准。安装方法也将有助于实际性能的变化。E400是放置在网格中的天花板处理的标准安装方法/测试。这种方法测试的瓷砖或面板背后有400毫米的空气间隙,以模拟瓷砖开云体育下载快速安全后面天花板上的静压室或死空间。400毫米是一个非常特殊的数字,大约相当于15.75英寸。如果气隙的深度不同会发生什么?很简单,你会得到不同的结果。ISO 354建议北美为400mm,欧洲为200mm,日本为300mm,而ASTM C423测试建议为400mm,其他深度允许指定。

这里有很多潜在的变量。例如,“A”座是平挂在墙上的,而“D-5”座后面有5mm的间隙,“J”座是自由悬挂的挡板。在比较产品性能时,最好使用与现实世界安装方法最接近的安装类型的相同测试方法的结果。虽然结果可能存在可变性,但您可以通过了解测量的不确定性来调整这种可变性。

那么这些数字到底是什么呢?

测试结果是帮助您选择空间材料的指南。本指南帮助您大致了解解决一个问题需要多少类型的材料。声学问题会对听觉体验产生巨大的影响,因此应该尽量减少。不过,还是需要注意的如何而且为什么你在使用测试号码。

例如,如果在监听位置有12db下降到125 Hz以下,您可能有一个节点或死点,可以用低音陷阱来固定。研究那些经过测试工作频率低于125赫兹的产品,并根据吸收数字计算你需要的频率。如果在安装产品之后,您有2 dB的差异,即使进行了所有的计算,您也可以将其归结为不同环境中性能的可变性和测试的确定性。所以,你可以添加更多的声学处理或使用EQ微调它。

你算错了吗?不完全是。计算可能是正确的,但如果测量的不确定度在125Hz以下为+/- 0.2,这意味着您可能需要在计算中考虑到这一点。(许多测试和实验室环境在125Hz以下有很大的不确定性。)

有时候,高一些的数字和一些额外的材料是更好的。怎么计算呢?嗯……如果不确定度是+/- 0.2 @ 100 Hz,测试结果显示性能是0.8 @ 100 Hz,然后重新运行计算,假设它是0.65或0.7 @ 100 Hz,你应该得到更多的材料。这仍然在测量的性能确定性范围内。你可以说——准确率约为95%——如果这种材料在不同的实验室、不同的日子、不同的条件下进行测试……它也可以得到相同的性能结果。

所以一定要见多识广!

一些需要记住的要点…

  • 不同实验室之间、不同测试之间以及每天的测试结果都不一样——即使是使用相同的材料。
  • 测试结果不是随机的,而是根据测试的可靠性和确定性计算在一定范围内变化。
  • 在计算时,您可以(在某种程度上)补偿这些变化。
  • 在比较产品时,要考虑到可变性。如果两个产品在构造、材料和性能上相似——但其中一个稍高或稍低——可能根本没有实际差别,而这种差异可能只是由于测试的不确定性造成的。

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